Lämpötila-antureiden sovellukset

Tässä meillä on kaksi käytännön sovellusta, jotka koskevat piirejä lämpötilan havaitsemiseksi antureilla ja antavat sähkötehon. Molemmissa piireissä olemme käyttäneet analogista piiriä. Olkaamme siis lyhyt idea analogisista piireistä.

Sensori on yksikkö, joka voi mitata fyysisen ilmiön ja kvantifioida sen, toisin sanoen se antaa mitattavan esityksen ihmeestä tietyllä asteikolla tai alueella. Anturit luokitellaan yleensä kahteen tyyppiin, analogiset ja digitaaliset anturit . Täällä keskustelemme analogisesta anturista.

Analoginen anturi on komponentti, joka mittaa minkä tahansa todellisen suuruuden ja muuntaa sen arvon suuruudeksi, jonka voimme mitata elektronisella piirillä, tavallisesti vastuksella tai kapasitiivisella arvolla, jonka voimme muuttaa jännitteen laaduksi. Esimerkki analogisesta anturista voisi olla termistori, jossa vastus muuttaa vastuksensa lämpötilan perusteella. Suurimmalla osalla analogisista antureista on yleensä kolme liitäntänastaa, yksi syöttöjännitteen saamiseksi, yksi maadoitusliittymäksi ja viimeinen on lähtöjännitetappi. Suurin osa analogisista antureista, joita aiomme käyttää, ovat resistiivisiä antureita, näkyy kuvassa. Se on kytketty piiriin tavalla, jolla sillä on lähtö tietyllä jännitealueella, yleensä jännitealue on välillä 0 - 5 volttia. Lopuksi voimme saada tämän arvon mikro-ohjaimeemme käyttämällä yhtä sen analogisesta tulotapista. Analogiset anturit mittaavat laitteen oven asennon, veden, tehon ja savun.

1. Yksinkertainen lämpöanturi

Tee tämä yksinkertainen lämpöanturipiiri lämpötilan seuraamiseksi lämpöä tuottavissa laitteissa, kuten vahvistimessa ja invertterissä. Kun laitteen lämpötila ylittää sallitun rajan, piiri varoittaa äänimerkillä. Se on liian yksinkertainen ja se voidaan kiinnittää itse laitteeseen napautetulla virralla. Piiri toimii 5-12 voltin DC: ssä.

Piiri on suunniteltu käyttämällä suosittua ajastinta IC 555 Bistable-tilassa. IC 555: ssä on kaksi komparaattoria, kiikku ja ulostulovaihe. Sen lähtö kasvaa korkeaksi, kun sen liipaisintappiin 2 syötetään yli 1/3 Vcc: n negatiivinen pulssi. Tällä hetkellä alempi vertailulaite laukaisee ja muuttaa kiikun tilan ja lähtö kääntyy korkeaksi. Toisin sanoen, jos jännite nastassa 2 on alle 1/3 Vcc, lähtö menee korkealle ja jos se on yli 1/3 Vcc, lähtö pysyy matalana.

Tässä lämpöanturina käytetään NTC-lämpötilaa (negatiivinen lämpötilakerroin). Se on eräänlainen muuttuva vastus ja sen vastus riippuu sen ympärillä olevasta lämpötilasta. NTC Thermisterissä vastus laskee, kun lämpötila sen läheisyydessä nousee. Mutta PTC-termistorin (positiivinen lämpötilakerroin) vastus kasvaa, kun lämpötila nousee.

Piirissä 4,7 K: n NTC-termistori on kytketty IC1: n napaan 2. Säädettävä vastus VR1 säätää termistorin herkkyyttä tietylle lämpötilatasolle. Kiikun nollaamiseksi ja siten ulostulon muuttamiseksi käytetään IC1: n kynnystappia 6. Kun positiivinen pulssi kohdistetaan tapiin 6 painokytkimen kautta, IC1: n ylempi vertailija nousee korkeaksi ja laukaisee kiikun R-tulon. Tämä nollautuu ja lähtö muuttuu matalaksi.

Kun laitteen lämpötila on normaali (VR1: n asettama), IC1: n lähtö pysyy alhaisena, koska liipaisintappi 2 saa yli 1/3 Vcc. Tämä pitää äänen vähäisenä ja summeri pysyy hiljaa. Kun laitteen lämpötila nousee pitkäaikaisen käytön tai virransyötön oikosulun vuoksi, Thermisterin vastus pienenee, kun liipaisintappi on alle 1/3 Vcc. Bistable laukaisee ja sen tuotos nousee korkealle. Tämä aktivoi summerin ja kuuluu merkkiääni. Tämä tila jatkuu, kunnes lämpötila laskee tai IC palautuu painamalla S1.

Kuinka asettaa?

Kokoa piiri yhteiseen piirilevyyn ja kiinnitä se valvottavan laitteen sisään. Yhdistä Thermister (Thermisterillä ei ole napaisuutta) piiriin ohuilla johdoilla. Kiinnitä Thermister lähellä laitteen lämpöä tuottavia osia, kuten muuntajaa tai jäähdytyselementtiä. Virta voidaan hyödyntää laitteen virtalähteestä. Käynnistä piiri ja kytke laitteeseen virta. Säädä VR1: tä hitaasti, kunnes summeri pysähtyy normaalissa lämpötilassa. Piiri aktivoituu, kun lämpötila laitteen sisällä nousee.

2. Ilmastointivuototunnistin

Se on vertailija, joka havaitsee lämpötilan muutokset ympäröivään lämpötilaan nähden. Se oli ensisijaisesti tarkoitettu havaitsemaan kuivuus ovien ja ikkunoiden ympärillä, jotka aiheuttavat energiavuotoja, mutta joita voidaan käyttää monilla muilla tavoilla, kun tarvitaan herkkä lämpötilan muutosilmaisin. Jos lämpötilan muutos osoittaa yli, punainen LED palaa ja jos lämpötilan muutos osoittaa alle, vihreä LED palaa.

Ilmastointivuototunnistimen piirikaavio

Tässä IC1: tä käytetään sillanilmaisimena ja vahvistimena, jonka lähtöjännite kasvaa, kun lämpötila nousee sillan epätasapainon vuoksi. Kahta muuta IC: tä käytetään vertailijana. Molemmat ledit eivät pala vaihtelemalla R1 sillan tasapainottamiseksi. Kun silta on epätasapainossa lämpötilan muutoksen vuoksi, yksi LED-valoista palaa.

Osat:

R1 = 22K - lineaarinen potentiometri

R2 = 15K @ 20 ° C n.t.c. Termistori (katso huomautuksia)

R3 = 10K - 1 / 4W vastus

R4 = 22K - 1 / 4W vastus

R5 = 22K - 1 / 4W vastus

R6 = 220K - 1 / 4W vastus

R7 = 22K - 1 / 4W vastus

R8 = 5K - esiasetus

R9 = 22K - 1 / 4W vastus

R10 = 680R - 1 / 4W vastus

C1 = 47 uF, 63 V elektrolyyttikondensaattori

D1 = 5 mm. LED vihreä

D2 = 5 mm. LED keltainen / valkoinen

U1 = TL061 IC, matala virta BIFET Op-Amp

IC2 = LM393 kaksoisjännitevertailija IC

P1 = SPST-kytkin

B1 = 9 V PP3-akku

Huomautuksia:

• Termistoreiden vastusalueen tulisi olla 10-20 K 20 asteen alueella.
• R1-arvon tulisi olla kaksinkertainen termistorin vastuksen arvoon.
• Termistori tulisi sulkea pieneen koteloon lämpötilamuutosten nopean havaitsemisen varmistamiseksi.
• IC2B: n nasta 1 tulisi liittää IC2A: n nastaan ​​7, jos tarvitaan vain yksi LED.