LM35 Pinout, φύλλο δεδομένων, κύκλωμα εφαρμογής

Η ανάρτηση εξηγεί πώς να φτιάξετε ένα κύκλωμα εφαρμογής LM35 κατανοώντας το φύλλο δεδομένων, τα pinouts και άλλες τεχνικές προδιαγραφές.

Από: SS kopparthy

Κύριες προδιαγραφές LM35

Το IC LM35 είναι μια συσκευή μέτρησης θερμοκρασίας που μοιάζει με τρανζίστορ (το πιο δημοφιλές πακέτο είναι το πακέτο TO-92).

Αυτή η συσκευή βρίσκεται στα περισσότερα κυκλώματα που πρέπει να μετρήσουν τη θερμοκρασία καθώς αυτή η συσκευή είναι χαμηλού κόστους, αξιόπιστη και με ακρίβεια τόσο υψηλή όσο + -3 / 4 βαθμούς Κελσίου.

Το χαμηλό κόστος του αισθητήρα οφείλεται στην κοπή και τη βαθμονόμηση σε επίπεδο γκοφρέτας.

Αυτό το IC είναι πολύ καλύτερο από το θερμίστορ λόγω της ακρίβειας στη μέτρηση της θερμοκρασίας.

Λεπτομέρειες Pinout

Όπως μπορείτε να δείτε στην παραπάνω εικόνα, το LM35 IC αποτελείται από τρεις ακίδες από τους οποίους δύο είναι για την τροφοδοσία του αισθητήρα και ο άλλος είναι ο πείρος σήματος εξόδου. Ο αισθητήρας μπορεί να λειτουργήσει οπουδήποτε από -55 έως 150 βαθμούς Κελσίου.

Η θερμοκρασία εξόδου είναι άμεσα ανάλογη με την αλλαγή θερμοκρασίας σε Κελσίου. Επίσης, η άλλη παραλλαγή LM35C είναι διαθέσιμη και το εύρος θερμοκρασίας είναι -40 έως 110 βαθμούς Κελσίου.

Τεχνικές προδιαγραφές και χαρακτηριστικά

Αυτή η συσκευή δίνει 10mV ανά βαθμό Κελσίου αύξηση της θερμοκρασίας.

Αυτή η συσκευή καταναλώνει μόλις 60μA ρεύμα. Επομένως, δεν εξαντλεί μεγάλο μέρος της ισχύος από την μπαταρία ή την πηγή τροφοδοσίας.

Επίσης, λόγω αυτού του χαμηλού ρεύματος, η αυτοθέρμανση της συσκευής είναι τόσο χαμηλή όσο 0,1 ° C.

Άλλες παραλλαγές αυτής της συσκευής που έχουν διαφορετικά πακέτα είναι επίσης διαθέσιμες όπως τα TO-46 και TO-220.

Αυτά λειτουργούν το ίδιο με το παραδοσιακό, αλλά διαφέρουν στους τομείς χρήσης τους και τη σκοπιμότητα για μια συγκεκριμένη εφαρμογή.

Για παράδειγμα, η μεταλλική συσκευασία TO-46 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας, καθώς η μεταλλική συσκευασία μπορεί να διατηρείται απευθείας σε επαφή με την επιφάνεια της οποίας η θερμοκρασία πρέπει να μετρηθεί, ενώ η συσκευασία TO-92 δεν θα μπορούσε καθώς η συσκευή μετρά τη θερμοκρασία ως επί το πλείστον με βάση τη θερμοκρασία των ακροδεκτών της συσκευής καθώς οι μεταλλικοί ακροδέκτες έχουν μεγαλύτερη θερμοκρασία από το πλαστικό περίβλημα.

Ως εκ τούτου, το συσκευασμένο TO-92 LM35 χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα στα περισσότερα κυκλώματα.

Διάγραμμα μπλοκ και εσωτερική λειτουργία

Η παραπάνω εικόνα δείχνει το εσωτερικό διάγραμμα μπλοκ του IC LM35. Εδώ μπορούμε να δούμε ότι το IC έχει διαμορφωθεί εσωτερικά γύρω από μερικά opamps A1 και A2. Το πρώτο opamp A1 έχει διαμορφωθεί ως ένας ακριβής αισθητήρας θερμοκρασίας μέσω ενός βρόχου ανάδρασης που σχηματίζεται από μερικά BJTs που έχουν διαμορφωθεί ως ένας τρέχων καθρέφτης.

Ο τρέχων καθρέφτης εξασφαλίζει έναν τέλεια γραμμικό και σταθεροποιημένο ρυθμό ανίχνευσης θερμοκρασίας και αποτρέπει την εσφαλμένη ενεργοποίηση ή ανακριβείς μετρήσεις θερμοκρασίας στην έξοδο.

Η αισθητήρια θερμοκρασία παράγεται στην πλευρά του πομπού του τρέχοντος καθρέφτη με ρυθμό 8,8 mV ανά βαθμό Κελσίου.

Η έξοδος εφαρμόζεται σε ένα buffer stage χρησιμοποιώντας ένα άλλο opamp A2 το οποίο έχει διαμορφωθεί ως ακόλουθος υψηλής τάσης.

Αυτό το στάδιο Α2 λειτουργεί ως ρυθμιστικό για την ενίσχυση της μετατροπής θερμοκρασίας σε τάση και το παρουσιάζει στον τελικό πείρο εξόδου του IC μέσω ενός άλλου σταδίου BJT υψηλής αντίστασης που έχει διαμορφωθεί ως ακόλουθος εκπομπού.

Έτσι, η τελική έξοδος απομονώνεται πολύ από το πραγματικό στάδιο του αισθητήρα θερμοκρασίας και παρέχει πολύ ακριβή απόκριση ανίχνευσης θερμοκρασίας, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον χρήστη με ένα εξωτερικό στάδιο μεταγωγής, όπως ένα στάδιο οδήγησης ρελέ ή ένα triac.

Χρησιμοποιώντας μια ψύκτρα

Το IC αισθητήρα LM35 μπορεί επίσης να κολληθεί σε πτερύγιο ψύκτρας για να αυξήσει την ακρίβεια και να μειώσει τον χρόνο ανίχνευσης και απόκρισης σε αργά κινούμενο αέρα.

Για να κατανοήσουμε πολύ καλύτερα, ας ρίξουμε μια ματιά στο ακόλουθο κύκλωμα που χρησιμοποιεί το LM35 για να δώσει μια ένδειξη όταν η θερμοκρασία είναι πάνω από το καθορισμένο επίπεδο:

Κύκλωμα ανιχνευτή θερμοκρασίας με χρήση LM35 IC

Το κύκλωμα LM35 χρησιμοποιεί ένα συγκρότημα op-amp IC741. Το op-amp έχει διαμορφωθεί ως ενισχυτής που δεν αναστρέφει.

Αυτό σημαίνει ότι όταν το LM35 ανιχνεύει υψηλή θερμοκρασία, η έξοδος του op-amp γίνεται + ve και το κόκκινο LED ανάβει και η θερμοκρασία πέφτει κάτω από το καθορισμένο επίπεδο, η έξοδος του op-amp γίνεται –ve και το πράσινο LED ανάβει.

Το επίπεδο υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να ρυθμιστεί με τη βοήθεια της προκαθορισμένης ρύθμισης στο κύκλωμα.

Για να ορίσετε το επίπεδο θερμοκρασίας για το οποίο ανάβει το κόκκινο LED, πρέπει να γνωρίζετε την πραγματική θερμοκρασία όπου δοκιμάζεται το κύκλωμα. Για αυτό μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο.

Καθώς γνωρίζουμε ότι η τάση εξόδου του LM35 αυξάνει 10mV ανά βαθμό Κελσίου αύξηση της θερμοκρασίας, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το πολύμετρο για να μετρήσουμε την τάση εξόδου και για παράδειγμα η τάση είναι 322mV, τότε η θερμοκρασία στο μέρος είναι 32,2 ° C.

Μπορείτε ακόμη και να δοκιμάσετε το IC εάν λειτουργεί ή όχι χρησιμοποιώντας την παραπάνω διαδικασία. Μπορείτε να μετρήσετε την πραγματική θερμοκρασία χρησιμοποιώντας ένα ατμοσφαιρικό θερμόμετρο και να το συγκρίνετε με τις τιμές που λαμβάνονται με το LM35. Ίσως να μην λάβετε τις ακριβείς τιμές, αλλά θα πρέπει να λάβετε στενές τιμές.

Κύκλωμα ελέγχου ρελέ LM35

Ένας ακριβής ελεγκτής θερμοκρασίας με βάση το LM35 μπορεί να κατασκευαστεί για τον έλεγχο ενός εξωτερικού φορτίου, όπως ένας θερμαντήρας ή ένας ανεμιστήρας, συνδέοντας ένα στάδιο ρελέ οδήγησης στο προηγούμενο όπως φαίνεται παρακάτω:

Αφού καταλάβετε πώς λειτουργεί το παραπάνω κύκλωμα LM35, θα πρέπει να έχετε καταλάβει πώς λειτουργεί το LM35 πρακτικά σε κυκλώματα.