Aplicații pentru senzori de temperatură

Aici avem două aplicații practice care implică circuite pentru a detecta temperatura folosind senzori și oferă o ieșire electrică. În ambele circuite, am folosit un circuit analogic. Deci, să ne facem o scurtă idee despre circuitele analogice.

Un senzor este o unitate care poate măsura un fenomen fizic și cuantifica acesta din urmă, cu alte cuvinte oferă o reprezentare măsurabilă a minunii pe o anumită scară sau interval. În general, senzorii sunt clasificați în două tipuri, analog și senzori digitali . Aici vom discuta despre senzorul analogic.

Un senzor analogic este o componentă care măsoară orice magnitudine reală și își transformă valoarea într-o magnitudine pe care o putem măsura cu un circuit electronic, de obicei o rezistență sau o valoare capacitivă pe care o putem schimba într-o calitate a tensiunii. Exemplu de senzor analogic ar putea fi un termistor, unde rezistorul își schimbă rezistența în funcție de temperatură. Majoritatea senzorilor analogici vin de obicei cu trei pini de conectare, unul pentru obținerea tensiunii de alimentare, unul pentru asocierea la pământ și ultimul este pinul de tensiune de ieșire. Majoritatea senzorilor analogici pe care îi vom folosi sunt senzori rezistivi, se arată în figură. Este conectat la un circuit într-un mod în care va avea o ieșire cu un anumit domeniu de tensiune, în general intervalul de tensiune este cuprins între 0 volți și 5 volți. În cele din urmă, putem obține această valoare în microcontrolerul nostru folosind unul dintre pinii de intrare analogici. Senzorii analogici măsoară poziția ușii, apa, puterea și fumul dispozitivelor.

1. Un senzor de căldură simplu

Realizați acest circuit senzor de căldură simplu pentru a monitoriza temperatura în dispozitivele generatoare de căldură, cum ar fi amplificatorul și invertorul. Când temperatura din dispozitiv depășește limita admisă, circuitul avertizează prin bipuri. Este prea simplu și poate fi fixat în dispozitivul însuși cu puterea de la acesta. Circuitul funcționează în 5 până la 12 volți DC.

Circuitul este proiectat folosind popularul timer IC 555 în modul Bistable. IC 555 are doi comparatori, un flip flop și un stadiu de ieșire. Ieșirea sa devine ridicată atunci când un pin negativ mai mare de 1/3 Vcc este aplicat pinului său de declanșare 2. În acest moment, comparatorul inferior declanșează și schimbă starea flip-flop-ului și ieșirea devine ridicată. Adică, dacă tensiunea la pinul 2 este mai mică de 1/3 Vcc, ieșirea crește și dacă este mai mare de 1/3 Vcc, ieșirea rămâne scăzută.

Aici se utilizează ca senzor de căldură un termostat NTC (coeficient de temperatură negativă). Este un fel de rezistență variabilă și rezistența sa depinde de temperatura din jurul său. În NTC Thermister, rezistența scade atunci când temperatura din apropierea sa crește. Dar în termistor PTC (coeficient de temperatură pozitivă), rezistența crește atunci când temperatura crește.

În circuit, termistorul NTC 4.7K este conectat la pinul 2 al IC1. Rezistorul variabil VR1 reglează sensibilitatea termistorului la un anumit nivel de temperatură. Pentru a reseta flip-flop-ul și, prin urmare, pentru a schimba ieșirea, este utilizat pinul de prag 6 al IC1. Când se aplică un impuls pozitiv la pinul 6 prin comutatorul push, comparatorul superior al IC1 devine ridicat și declanșează intrarea R a flip-flop-ului. Aceasta se resetează și ieșirea devine scăzută.

Când temperatura dispozitivului este normală (așa cum este setată de VR1), ieșirea IC1 rămâne scăzută deoarece pinul de declanșare 2 obține mai mult de 1/3 Vcc. Aceasta menține ieșirea scăzută și soneria rămâne silențioasă. Când temperatura din dispozitiv crește din cauza utilizării prelungite sau a oricărui scurtcircuit în sursa de alimentare, rezistența Thermister scade luând pinul de declanșare mai mic de 1/3 Vcc. Bistabilul se declanșează apoi și ieșirea sa crește. Acest lucru activează buzzerul și vor fi generate bipuri. Această stare continuă până când temperatura scade sau IC se resetează apăsând S1.

Cum se setează?

Asamblați circuitul pe un PCB comun și fixați-l în interiorul dispozitivului care urmează să fie monitorizat. Conectați Thermister (Thermister nu are polaritate) cu circuitul folosind fire subțiri. Fixați Thermister lângă părțile generatoare de căldură ale dispozitivului, cum ar fi transformatorul sau radiatorul. Alimentarea poate fi extrasă din sursa de alimentare a dispozitivului. Porniți circuitul și porniți dispozitivul. Reglați încet VR1 până când soneria se oprește la temperatura normală. Circuitul va deveni activ atunci când temperatura din interiorul dispozitivului crește.

2. Detector de scurgere a aerului condiționat

Este un comparator care detectează schimbările de temperatură în raport cu temperatura înconjurătoare. Acesta a fost destinat în primul rând să detecteze secete în jurul ușilor și ferestrelor care cauzează scurgeri de energie, dar pot fi utilizate în multe alte moduri, atunci când este nevoie de un detector sensibil la schimbarea temperaturii. Dacă schimbarea temperaturii este indicată mai sus, LED-ul roșu luminează și dacă temperatura variază mai jos, LED-ul verde luminează.

Schema circuitului detectorului de scurgere a aerului condiționat

Aici, IC1 este utilizat ca detector de pod și amplificator a cărui tensiune de ieșire crește atunci când temperatura crește din cauza dezechilibrării punții. Celelalte 2 IC-uri sunt utilizate ca comparator. Ambele LED-uri sunt oprite, variind R1 pentru a echilibra podul. Când puntea este dezechilibrată din cauza schimbării temperaturii, unul dintre LED-uri va fi iluminat.

Părți:

R1 = 22K - Potențiometru liniar

R2 = 15K @ 20 ° C n.t.c. Termistor (vezi notele)

R3 = 10K - Rezistor 1 / 4W

R4 = 22K - Rezistor 1 / 4W

R5 = 22K - Rezistor 1 / 4W

R6 = 220K - Rezistor 1 / 4W

R7 = 22K - Rezistor 1 / 4W

R8 = 5K - presetat

R9 = 22K - Rezistor 1 / 4W

R10 = 680R - Rezistor 1 / 4W

C1 = 47µF, 63V condensator electrolitic

D1 = 5mm. LED verde

D2 = 5mm. LED galben / alb

U1 = TL061 IC, Op-Amp BIFET de curent scăzut

IC2 = LM393 IC de comparare a tensiunii duale

P1 = Comutator SPST

B1 = 9V PP3 Baterie

Note:

• Gama de rezistență a termistorilor ar trebui să fie de la 10 la 20K în intervalul de 20 de grade.
• Valoarea lui R1 ar trebui să fie de două ori valoarea rezistenței termistorului.
• Termistorul trebuie să fie închis într-o carcasă mică pentru a asigura detectarea rapidă a schimbărilor de temperatură.
• Pinul 1 al IC2B ar trebui să fie conectat la pinul 7 al IC2A dacă este nevoie de un singur LED.