Εδώ έχουμε δύο πρακτικές εφαρμογές που περιλαμβάνουν κυκλώματα για την ανίχνευση της θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας αισθητήρες και δίνει ηλεκτρική έξοδο. Και στα δύο κυκλώματα, έχουμε χρησιμοποιήσει ένα αναλογικό κύκλωμα. Ας έχουμε λοιπόν μια σύντομη ιδέα για τα αναλογικά κυκλώματα.
Ένας αισθητήρας είναι μια μονάδα που μπορεί να μετρήσει ένα φυσικό φαινόμενο και να ποσοτικοποιήσει το τελευταίο, με άλλα λόγια δίνει μια μετρήσιμη αναπαράσταση του θαύματος σε μια συγκεκριμένη κλίμακα ή εύρος. Γενικά οι αισθητήρες κατηγοριοποιούνται σε δύο τύπους, αναλογικούς και ψηφιακοι αισθητήρες . Εδώ θα συζητήσουμε για τον αναλογικό αισθητήρα.
Ένας αναλογικός αισθητήρας είναι ένα στοιχείο παρά μετρά οποιοδήποτε πραγματικό μέγεθος και μεταφράζει την τιμή του σε μέγεθος που μπορούμε να μετρήσουμε με ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, συνήθως μια αντίσταση ή χωρητική τιμή που μπορούμε να αλλάξουμε σε ποιότητα τάσης. Παράδειγμα αναλογικού αισθητήρα θα μπορούσε να είναι ένα θερμίστορ, όπου η αντίσταση αλλάζει την αντίστασή της με βάση τη θερμοκρασία. Οι περισσότεροι από τους αναλογικούς αισθητήρες συνήθως έρχονται με τρεις ακίδες σύνδεσης, ένας για την παροχή τάσης τροφοδοσίας, ένας για σύνδεση γείωσης και τελευταίος είναι ο πείρος τάσης εξόδου. Οι περισσότεροι από τους αναλογικούς αισθητήρες που θα χρησιμοποιήσουμε είναι ανθεκτικοί αισθητήρες, φαίνεται στο σχήμα. Συνδέεται σε ένα κύκλωμα με τρόπο που θα έχει έξοδο με ένα συγκεκριμένο εύρος τάσης γενικά το εύρος τάσης κυμαίνεται μεταξύ 0 και 5 βολτ. Τέλος, μπορούμε να πάρουμε αυτήν την τιμή στον μικροελεγκτή μας χρησιμοποιώντας έναν από τους αναλογικούς ακροδέκτες εισόδου. Οι αναλογικοί αισθητήρες μετρούν τη θέση της πόρτας, το νερό, την ισχύ και τον καπνό των συσκευών.
1. Ένας απλός αισθητήρας θερμότητας
1. Ένας απλός αισθητήρας θερμότηταςΚάντε αυτό το απλό κύκλωμα αισθητήρα θερμότητας για να παρακολουθείτε τη θερμοκρασία σε συσκευές παραγωγής θερμότητας όπως Ενισχυτής και Αντιστροφέας. Όταν η θερμοκρασία στη συσκευή υπερβαίνει το επιτρεπόμενο όριο, το κύκλωμα προειδοποιεί μέσω μπιπ. Είναι πολύ απλό και μπορεί να στερεωθεί στην ίδια τη συσκευή με τη δύναμη που τρυπά από αυτήν. Το κύκλωμα λειτουργεί σε 5 έως 12 βολτ DC.
Το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί με τη χρήση του δημοφιλούς χρονοδιακόπτη IC 555 στη λειτουργία Bistable. Το IC 555 έχει δύο συγκριτές, ένα flip flop και ένα στάδιο εξόδου. Η έξοδος του γίνεται υψηλή όταν ένας αρνητικός παλμός πάνω από 1/3 Vcc εφαρμόζεται στον πείρο σκανδάλης 2. Αυτή τη στιγμή, ο χαμηλότερος συγκριτής ενεργοποιεί και αλλάζει την κατάσταση του flip-flop και η έξοδος γίνεται υψηλή. Δηλαδή, εάν η τάση στον ακροδέκτη 2 είναι μικρότερη από 1/3 Vcc, η έξοδος πηγαίνει υψηλή και εάν είναι υψηλότερη από 1/3 Vcc, η έξοδος παραμένει χαμηλή.
Εδώ ένα NTC (αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας) Thermister χρησιμοποιείται ως αισθητήρας θερμότητας. Είναι ένα είδος μεταβλητής αντίστασης και η αντίστασή του εξαρτάται από τη θερμοκρασία γύρω από αυτήν. Στο NTC Thermister, η αντίσταση μειώνεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία στην περιοχή του. Αλλά στο Θερμίστορ PTC (Θετικός Συντελεστής Θερμοκρασίας), η αντίσταση αυξάνεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία.
Στο κύκλωμα, το θερμίστορ NTC 4,7K συνδέεται με το pin2 του IC1. Η μεταβλητή αντίσταση VR1 ρυθμίζει την ευαισθησία του θερμίστορ στο συγκεκριμένο επίπεδο θερμοκρασίας. Για να επαναφέρετε το flip-flop και επομένως να αλλάξετε την έξοδο, χρησιμοποιείται ο πείρος κατωφλίου 6 του IC1. Όταν ένας θετικός παλμός εφαρμόζεται στον πείρο 6 μέσω του διακόπτη ώθησης, ο άνω συγκριτής του IC1 γίνεται υψηλός και ενεργοποιεί την είσοδο R του flip-flop. Αυτό επαναφέρεται και η έξοδος γίνεται χαμηλή.
Όταν η θερμοκρασία της συσκευής είναι κανονική (όπως ορίζεται από το VR1), η έξοδος του IC1 παραμένει χαμηλή επειδή ο πείρος σκανδάλης 2 παίρνει περισσότερο από 1/3 Vcc. Αυτό διατηρεί την έξοδο χαμηλή και ο βομβητής παραμένει αθόρυβος. Όταν η θερμοκρασία στη συσκευή αυξάνεται λόγω παρατεταμένης χρήσης ή βραχυκυκλώματος στην παροχή ρεύματος, η αντίσταση του Thermister μειώνεται, παίρνοντας τον πείρο ενεργοποίησης λιγότερο από 1/3 Vcc. Στη συνέχεια, το Bistable ενεργοποιείται και η παραγωγή του αυξάνεται. Αυτό ενεργοποιεί το βομβητή και θα παράγονται ηχητικά σήματα. Αυτή η κατάσταση συνεχίζεται έως ότου μειωθεί η θερμοκρασία ή επαναφερθεί το IC πατώντας S1.
Πώς να ρυθμίσετε;
Συναρμολογήστε το κύκλωμα σε ένα κοινό PCB και στερεώστε μέσα στη συσκευή για παρακολούθηση. Συνδέστε το Thermister (το Thermister δεν έχει πολικότητα) με το κύκλωμα χρησιμοποιώντας λεπτά καλώδια. Στερεώστε το Thermister κοντά στα μέρη που παράγουν θερμότητα της συσκευής όπως, μετασχηματιστής ή ψύκτρα. Η τροφοδοσία μπορεί να αξιοποιηθεί από το τροφοδοτικό της συσκευής. Ενεργοποιήστε το κύκλωμα και ενεργοποιήστε τη συσκευή. Ρυθμίστε αργά το VR1 έως ότου ο βομβητής σταματήσει σε κανονική θερμοκρασία. Το κύκλωμα θα ενεργοποιηθεί όταν αυξηθεί η θερμοκρασία μέσα στη συσκευή.
2. Ανιχνευτής διαρροών κλιματισμού
Είναι ένας συγκριτής που ανιχνεύει μεταβολές θερμοκρασίας σε σχέση με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Προοριζόταν κυρίως για τον εντοπισμό ξηρασίας γύρω από τις πόρτες και τα παράθυρα που προκαλούν διαρροές ενέργειας, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν με πολλούς άλλους τρόπους, όταν απαιτείται ένας ευαίσθητος ανιχνευτής αλλαγής θερμοκρασίας. Εάν η αλλαγή θερμοκρασίας δείχνει πάνω, το κόκκινο LED ανάβει και αν η θερμοκρασία αλλάξει κάτω, το πράσινο LED ανάβει.
Διάγραμμα κυκλώματος ανιχνευτή διαρροής κλιματισμού
Εδώ, το IC1 χρησιμοποιείται ως ανιχνευτής γέφυρας και ενισχυτής του οποίου η τάση εξόδου αυξάνεται όταν η θερμοκρασία αυξάνεται λόγω της ανισορροπίας της γέφυρας. Τα 2 άλλα IC χρησιμοποιούνται ως συγκριτικά. Και τα δύο LED σβήνουν μεταβάλλοντας το R1 για να ισορροπήσουν τη γέφυρα. Όταν η γέφυρα δεν είναι ισορροπημένη λόγω αλλαγής θερμοκρασίας, ένα LED θα ανάψει.
Μέρη:
R1 = 22K - Γραμμικό ποτενσιόμετρο
R2 = 15K @ 20 ° C nt.c. Θερμίστορ (Βλέπε σημειώσεις)
R3 = 10K - 1 / 4W Αντίσταση
R4 = 22K - 1 / 4W Αντίσταση
R5 = 22K - 1 / 4W Αντίσταση
R6 = 220K - 1 / 4W Αντίσταση
R7 = 22K - 1 / 4W Αντίσταση
R8 = 5K - προκαθορισμένη
R9 = 22K - 1 / 4W Αντίσταση
R10 = 680R - 1 / 4W Αντίσταση
C1 = 47µF, 63V ηλεκτρολυτικός πυκνωτής
D1 = 5 χιλιοστά. Πράσινο LED
D2 = 5 mm. Κίτρινο / Λευκό LED
U1 = TL061 IC, χαμηλού ρεύματος BIFET Op-Amp
IC2 = LM393 Σύστημα σύγκρισης διπλής τάσης
P1 = Διακόπτης SPST
B1 = 9V PP3 μπαταρία
Σημειώσεις:
- Το εύρος αντίστασης των θερμίστορ πρέπει να είναι 10 έως 20K στο εύρος των 20 μοιρών.
- Η τιμή του R1 πρέπει να είναι διπλάσια από την αντίσταση του θερμίστορ.
- Το θερμίστορ πρέπει να περικλείεται σε ένα μικρό περίβλημα για να διασφαλίζεται η γρήγορη ανίχνευση αλλαγών θερμοκρασίας.
- Ο ακροδέκτης 1 του IC2B πρέπει να συνδεθεί με τον πείρο 7 του IC2A εάν απαιτείται μόνο ένα LED.
