Azok a készülékek, amelyek reagálnak a légköri változásokra vagy a hőhőmérséklet változásaira, a termisztorok könnyű hozzáférhetősége miatt egyszerűen elkészíthetők. Ez az autó jégre figyelmeztető áramköre elmagyarázza, hogyan kell megvalósítson egy termisztort mint egy átalakító egy áramkörben, amely folyamatosan figyelmeztető lámpát villog, amint a légköri hőmérséklet 0 ° C körüli értékre csökken.
Miért veszélyesek a fagyos utak?
A jég, különösen a fekete jég, a legveszélyesebb körülmények közé tartozik, amelyekkel az autósok könnyen találkozhatnak a hideg hónapokban. Még akkor is, ha kint nem tűnik túl hűvösnek, a hó mégis le tud szállni az utcákon, ami lassan lehűlhet. A fekete jég kifejezetten túl veszélyes lehet éjszakai és reggeli órákban, főleg azért, mert jeges helyett nedves utcának tűnhet. A fekete jég hihetetlenül megfoghatatlan, ami azt jelenti, hogy egy jármű számára ez könnyen megcsúszhat és balesetet okozhat.
Ezt szem előtt tartva fejlesztették ki ezt az áramkört, amely riasztási jelzéshez használható a hőmérsékletet illetően amely fagyszintre csökkenhet. Vagy talán, amint azt ebben a projektben kifejtették, a körzet megszokta, hogy figyelmeztesse az autó vezetőjét a befagyott utcákra.
A dizájn
Néhány mellett bipoláris tranzisztorok , egy npn és egy pnp típusú, az áramkör további 3 félvezető eszköz-formát alkalmaz. Először is a termisztor , amely kis mennyiségű félvezető anyagot tartalmaz, valójában üvegkapszulás negatív hőmérséklet-együttható (NTC) stílus.
Apró méretei segítenek gyorsan reagálni a hőmérsékleti ingadozásokra, miközben az üvegburkolat megvédi a félvezetőt a folyadékok elektromos vezető tulajdonságaitól, amelyek egyébként félrevezető eredményeket hozhatnak.
Figyelje meg, hogy egy n.t.c. A termisztor elektromos ellenállással rendelkezik, amely a hőmérséklet csökkenésével nő. Továbbá egy op amp IC amely az ajánlott 741-es fajta érzékeny feszültségváltozás-érzékelőként használható a Wheatstone híd körül. Ennek egy bizonyos karja a termisztorból áll.
A termisztor bármely 100K NTC termisztor lehet.
Végül a A LED lámpát jelzőként használják amely felvillantja a figyelmeztető jelzést. Ez a lámpa kompakt, erős és alig fogyaszt áramot a megvilágításhoz.
Áramkör leírása
A „fagy” riasztás teljes áramköre a fenti ábrán látható. A 12 V-os autó akkumulátorának feszültsége hajtja. Alternatív megoldásként más alkalmazásokhoz 9 V-os akkumulátor is elegendő lehet az áramkör futtatásához.
Az áramkört alapvetően egy pár, a szaggatott vonal által lebontott elem alkotja. E sor bal oldalán látható a hőmérséklet-érzékeny Wheatstone-híd, amelynek kimenetét az a differenciálerősítő .
A szaggatott vonal jobb oldalán található egy két tranzisztoros oszcillátor, amely akkor lengi a LED-t, amint a termisztor eléri az előre beállított hőmérsékletet.
A Wheatstone híd magában foglalja az R1 és az R2 ellenállást, amelyek a földvezetékre vonatkoztatva rögzítik a feszültséget az op erősítő invertáló kapcsa körül 8 V körül (12 V-os akkumulátor esetén). Az előre beállított VR1 és az RTH1 termisztor létrehozza a híd második karját.
Ennek oka, hogy a termisztor NTC specifikáció, amint a hőmérséklet csökken, az ellenállása növekszik, ami a 3. tű feszültségének arányos növekedését eredményezi.
Mivel ez a feszültség éppen átlépi a 2. érintkező referenciaszintjét, az op erősítő kimenete megváltoztatja az állapotát, és nulla körüli értékről pozitívra vált.
Az a hőmérséklet, ahol a kimenet drámaian pozitívan mozog, az előre beállított VR1 finomhangolásával határozható meg. A feszültség gyors növekedése a kimeneten op erősítő fordítja az oszcillátort a szaggatott vonal jobb oldalán látható áramkör. Az R3 ellenállás ezt a feszültséget használja a TR1 tranzisztor bázisának átkapcsolására.
A C1 kondenzátor segíti az alacsony frekvenciájú amplitúdók megtartásához elengedhetetlen pozitív visszacsatolást. A pnp tranzisztor A TR2 a LED-et táplálja kollektortermináljában egy számított R5 sorozatú ellenállással együtt, amely a maximális névleges érték alatt korlátozza a LED-be bejutó áramot.
A LED villog a frekvenciát bizonyos mértékben saját ellenállása állapítja meg, bár a kívánt szintre beállítható a Cl megfelelő nagyságának megválasztásával. A TRI és TR2 tranzisztoroknak kiegészítő párosításnak kell lenniük az áramkör optimális működéséhez.
ÁRAMSZERELÉS
Az elemeket, az akkumulátort, a kapcsolót és a LED-et kizárva, az alábbiakban bemutatott módon 0,1 hüvelykes Veroboard mátrixra lehet összerakni, bár a valódi kialakítás nagyban függhet a felhasználó által megvásárolt alkatrészek tényleges méretétől.
A termisztort távol kell elhelyezni minden lehetséges hőforrástól vagy a motortól. Közel kell lennie az autó padlójához, hogy könnyebben érzékelhesse a fagyos, jeges foltok hőmérsékletét az alig néhány méterre lévő utakon.
A termisztort le kell védeni az esetleges vízcseppektől, ill eső , mert a víz elpárolgása miatti hűtőhatás hirtelen hőmérséklet-csökkenést okozhat a tényleges környezeti hőmérséklet alatt, hamis riasztásokhoz vezethet.
A termisztor hatékony elhelyezése az első lökhárító hátsó részén található, de egy még jobb hely azonosítható az autó típusától függően. Miután megtalálta a termisztor megfelelő elhelyezését, meg kell határoznia a termisztor és a vezérlő áramkör közötti szükséges vezeték távolságot.
Óvatosan járjon el, amikor a hosszabbító vezetéket a termisztorra forrasztja, mivel a forrasztott kötéseket hüvelyekkel kell védeni a vízzel való érintkezés ellen. A hőre zsugorodó tulajdonságokkal rendelkező ujjak a legjobb megoldás lehet.
A termisztort be kell kötni egy rövid műanyag cső felületébe annak biztosítása érdekében, hogy bár a levegő áramlik körülötte, távol tartja magát az esetleges vízcseppektől.
Körülbelül bármilyen apró műanyag doboz használható az áramkör lezárására és biztonságos elhelyezésére valahol az autó műszerfala mögött. Három kimeneti vezetéknek le kell zárnia a dobozt egy grommet segítségével: pár vezeték vezet az akkumulátorhoz, 2 a termisztorhoz és 2 a LED-hez.
Válasszon egy olyan helyet a kötőjelen belül, amely a legmegfelelőbb lehet a LED villog . Fúrjon le egy lyukat a LED áthaladásához oly módon, hogy lehetővé tegye a könnyű áttolást egy műanyag nyíláson.
A LED-et pontosan össze kell kötni az áramkörrel, hogy a TR2 képes legyen előre bekapcsolva helyesen bekapcsolni.
Könnyedén azonosíthatja a LED anódtüskét az ohmos tartományra beállított multiméteren keresztül. Az áramkör végleges telepítése előtt az autó belsejében az eredményeket tényleges jéghőmérsékleti vizsgálattal kell megerősíteni.
KALIBRÁCIÓ
Törjön össze egy kis jeget egy tál belsejében, amíg félfolyékony nem válik. Győződjön meg arról, hogy a jég valóban olvadó állapotban van, amely biztosítja a teszthez szükséges 0 ° C-os szintet. Még mindig biztos, hogy ellenőrizze a hőmérsékletet hőmérővel, ha hozzáfér hozzá.
Merítse a termisztort az olvadó jég belsejébe, és finomhangolja az előre beállított ellenállást, amíg a LED csak pulzálni nem kezd. Távolítsa el a termisztort a hűtött vízből, és azt tapasztalhatja, hogy amint a hőmérséklet a termisztoron felfelé mozog, a LED végül nem villog.
Alternatív megoldásként más hőmérsékletre is beállíthatja a LED villogó küszöbét.
Az áramkör meglehetősen ellenáll a tápfeszültség ingadozásának, és a beállított hőmérsékleten kívül a LED nem villog. Egyébként az R5 ellenállás segít abban is, hogy a LED ne villogjon gyakran olyan időszakokban, amikor a termisztor hőmérséklete éppen a beállított szint közelében van. Ez az ellenállás lassú kisütési utat kínál a kondenzátor számára.
Az áramkör testreszabása
Abban az esetben, ha úgy érzi, hogy az áramkört úgy kell módosítani, hogy az villogó LED helyett hangjelzést adjon, egyszerűen a következőket teheti.
Módosítsa a C1 értéket körülbelül 0,1µF-ra (válassza ki az ideális frekvenciának megfelelő értéket), és az R5-öt és a LED-et cserélje le egy 80 ohmos kis hangszóróra, ahol a C1 ezen a ponton közvetlenül csatlakozik a TR2 kollektorhoz.
Ha kettős audio-vizuális jelet szeretne kapni, hajtsa végre a következő testreszabást, de változtassa meg az R4-et egy LED-del. Gyakorlatilag lenyűgözőnek találhatja, hogy valószínű körülmények között, amikor jég készül az úttestre, az áramkör gyorsan reagál, és riasztási figyelmeztetéssel kezdi Önt jelezni.
Korábbi: Optocsatolók - működő, jellemzők, interfészek, alkalmazási áramkörök Következő: Fotodióda, fototranzisztor - munka- és alkalmazási áramkörök
