Temperatūros jutiklių taikymas

Čia mes turime dvi praktines programas, susijusias su grandinėmis, kad būtų galima suvokti temperatūrą naudojant jutiklius ir suteikti elektros energiją. Abiejose grandinėse mes naudojome analoginę grandinę. Taigi turėkime trumpą idėją apie analogines grandines.

Jutiklis yra vienetas, galintis išmatuoti fizinį reiškinį ir jį kiekybiškai įvertinti, kitaip tariant, jis suteikia išmatuojamą nuostabos vaizdą tam tikroje skalėje ar diapazone. Paprastai jutikliai skirstomi į du tipus: analoginius ir skaitmeniniai jutikliai . Čia aptarsime analoginį jutiklį.

Analoginis jutiklis yra komponentas, kuris matuoja bet kokį faktinį dydį ir paverčia jo vertę dydžiu, kurį galime išmatuoti elektronine grandine, paprastai rezistoriumi arba talpine, kurią galime pakeisti į įtampos kokybę. Analoginio jutiklio pavyzdys galėtų būti termistorius, kuriame rezistorius keičia savo varžą, atsižvelgdamas į temperatūrą. Daugumoje analoginių jutiklių paprastai yra trys jungiamieji kaiščiai, vienas skirtas maitinimo įtampai gauti, vienas - žemės įjungimui, o paskutinis - išėjimo įtampos kaištis. Dauguma analoginių jutiklių, kuriuos ketiname naudoti, yra varžiniai jutikliai, parodyta paveiksle. Jis yra prijungtas prie grandinės taip, kad turėtų išėjimą su tam tikru įtampos diapazonu, paprastai įtampos diapazonas yra nuo 0 voltų iki 5 voltų. Galiausiai mes galime gauti šią vertę į savo mikrovaldiklį naudodami vieną iš jo analoginio įvesties kaiščių. Analoginiai jutikliai matuoja prietaisų durų padėtį, vandenį, galią ir dūmus.

1. Paprastas šilumos jutiklis

Padarykite šią paprastą šilumos jutiklio grandinę, kad galėtumėte stebėti šilumą generuojančių įrenginių, tokių kaip stiprintuvas ir keitiklis, temperatūrą. Kai prietaiso temperatūra viršija leistiną ribą, grandinė perspėja pypsėdama. Jis yra per paprastas ir gali būti užfiksuotas pačiame įrenginyje paspaudus maitinimą. Grandinė veikia nuo 5 iki 12 voltų nuolatinės srovės.

Grandinė sukurta naudojant populiarų laikmatį IC 555 „Bistable“ režimu. IC 555 turi du palyginamuosius elementus, šlepetę ir išvesties pakopą. Jo išėjimas tampa didelis, kai jo paleidimo kaiščiui 2 taikomas neigiamas impulsas, didesnis nei 1/3 Vcc. Šiuo metu apatinis lyginamasis paleidžia ir pakeičia šnipšto būseną, o išėjimas pasisuka aukštai. Tai yra, jei 2 kaiščio įtampa yra mažesnė nei 1/3 Vcc, išėjimas yra aukštas, o jei jis yra didesnis nei 1/3 Vcc, išėjimas lieka mažas.

Čia kaip šilumos jutiklis naudojamas termometras NTC (neigiamos temperatūros koeficientas). Tai yra tam tikras kintamas rezistorius ir jo varža priklauso nuo temperatūros aplink jį. „NTC Thermister“ varža sumažėja, kai temperatūra šalia jo padidėja. Bet PTC (teigiamos temperatūros koeficiento) termistoriuje varža padidėja, kai temperatūra pakyla.

Grandinėje 4,7K NTC termistorius yra prijungtas prie IC1 kaiščio 2. Kintamas rezistorius VR1 reguliuoja termistoriaus jautrumą esant tam tikram temperatūros lygiui. Norint iš naujo nustatyti „flip-flop“ ir pakeisti išėjimą, naudojamas IC1 slenksčio kaištis 6. Kai per stūmimo jungiklį 6 kaiščiui pritaikomas teigiamas impulsas, viršutinis IC1 palyginamasis elementas tampa aukštas ir suaktyvina šnipšto R įėjimą. Tai nustatoma iš naujo, o išvestis tampa maža.

Kai prietaiso temperatūra yra normali (nustatyta VR1), IC1 išvestis išlieka maža, nes gaiduko kaištis 2 įgauna daugiau nei 1/3 Vcc. Tai išlaiko mažą išvestį, o garsinis signalas tyli. Kai prietaiso temperatūra pakyla dėl ilgalaikio naudojimo arba dėl trumpo maitinimo šaltinio, „Thermister“ varža sumažėja, kai paleidimo kaištis yra mažesnis nei 1/3 Vcc. Tada suveikia „Bistable“ ir jo išeiga būna aukšta. Tai suaktyvina garsinį signalą ir pasigirsta pyptelėjimai. Ši būsena tęsiasi tol, kol temperatūra nukrinta arba IC iš naujo nustatoma paspaudus S1.

Kaip nustatyti?

Sumontuokite grandinę ant bendrosios PCB ir pritvirtinkite stebimame įrenginyje. Plonais laidais prijunkite „Thermister“ („Thermister“ neturi poliškumo) su grandine. Pritvirtinkite „Thermister“ šalia šilumą generuojančių prietaiso dalių, pavyzdžiui, transformatoriaus ar šilumos kriauklės. Maitinti galima iš prietaiso maitinimo šaltinio. Įjunkite grandinę ir įjunkite įrenginį. Lėtai sureguliuokite VR1, kol garsinis signalas sustos normalioje temperatūroje. Kontūras suaktyvės, kai temperatūra prietaiso viduje pakils.

2. Oro kondicionavimo nuotėkio detektorius

Tai palyginamasis elementas, kuris nustato temperatūros pokyčius, atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą. Pirmiausia jis buvo skirtas sausroms aplink duris ir langus aptikti, kurios sukelia energijos nutekėjimą, tačiau gali būti naudojamos daugeliu kitų būdų, kai reikalingas jautrus temperatūros pokyčių detektorius. Jei temperatūros pokytis nukreiptas aukščiau, šviečia raudonas šviesos diodas, o jei temperatūros pokytis yra žemiau, šviečia žalias šviesos diodas.

Oro kondicionavimo nuotėkio detektoriaus grandinės schema

Čia IC1 naudojamas kaip tilto detektorius ir stiprintuvas, kurių išėjimo įtampa padidėja, kai temperatūra pakyla dėl tilto išbalansavimo. 2 kiti IC yra naudojami kaip palyginamieji. Abu šviesos diodai išjungiami keičiant R1, kad būtų subalansuotas tiltas. Kai tiltas išsibalansuoja dėl temperatūros pokyčių, vienas iš LED lempučių užsidegs.

Dalys:

R1 = 22K - tiesinis potenciometras

R2 = 15K @ 20 ° C temperatūroje Termistorius (žr. Pastabas)

R3 = 10K - 1 / 4W rezistorius

R4 = 22K - 1 / 4W rezistorius

R5 = 22K - 1 / 4W rezistorius

R6 = 220K - 1 / 4W rezistorius

R7 = 22K - 1 / 4W rezistorius

R8 = 5K - iš anksto nustatytas

R9 = 22K - 1 / 4W rezistorius

R10 = 680R - 1 / 4W rezistorius

C1 = 47µF, 63V elektrolitinis kondensatorius

D1 = 5 mm. LED žalias

D2 = 5 mm. LED geltona / balta

U1 = TL061 IC, silpnos srovės BIFET Op-Amp

IC2 = LM393 dvigubos įtampos palyginimo IC

P1 = SPST jungiklis

B1 = 9 V PP3 akumuliatorius

Pastabos:

• Termistorių atsparumo diapazonas turėtų būti nuo 10 iki 20K 20 laipsnių diapazone.
• R1 vertė turėtų būti dvigubai didesnė už termistoriaus varžos vertę.
• Termistorius turėtų būti uždarytas mažame korpuse, kad būtų galima greitai nustatyti temperatūros pokyčius.
• IC2B kaištis 1 turėtų būti prijungtas prie IC2A kaiščio 7, jei reikia tik vieno šviesos diodo.