Itt két gyakorlati alkalmazásunk van, amelyek áramkörökkel érzékelik a hőmérsékletet érzékelők segítségével és elektromos kimenetet adnak. Mindkét áramkörben analóg áramkört használtunk. Tehát legyen egy rövid elképzelésünk az analóg áramkörökről.
Az érzékelő olyan egység, amely képes megmérni egy fizikai jelenséget és számszerűsíteni az utóbbit, más szóval mérhető ábrázolást ad a csodáról egy adott skálán vagy tartományon. Az érzékelőket általában két típusba sorolják, analóg és digitális érzékelők . Itt fogjuk megvitatni az analóg érzékelőt.
Az analóg szenzor olyan alkatrész, amely bármilyen tényleges nagyságot megmér, és értékét olyan nagyságúra alakítja át, amelyet elektronikus áramkörrel mérhetünk, általában ellenállással vagy kapacitív értékkel, amelyet át lehet váltani feszültségminőségre. Egy analóg érzékelő példája lehet egy termisztor, ahol az ellenállás a hőmérséklet függvényében megváltoztatja az ellenállását. Az analóg érzékelők többségének általában három csatlakozócsapja van, az egyik a tápfeszültség megszerzéséhez, az egyik a földi társításhoz, az utolsó pedig a kimeneti feszültség csap. Az általunk használni kívánt analóg érzékelők többsége rezisztív érzékelő, ezt az ábra mutatja. Az áramkörbe úgy van bekötve, hogy egy adott feszültségtartományú kimenete legyen, általában a feszültségtartomány 0 és 5 volt között van. Végül ezt az értéket be tudjuk juttatni a mikrovezérlőbe az egyik analóg bemeneti tű segítségével. Az analóg érzékelők mérik az ajtók helyzetét, a vizet, az áramot és az eszközök füstjét.
1. Egyszerű hőérzékelő
1. Egyszerű hőérzékelőKészítse el ezt az egyszerű hőérzékelő áramkört a hőtermelő eszközök, például az erősítő és az inverter hőmérsékletének ellenőrzésére. Amikor a készülék hőmérséklete meghaladja a megengedett határt, az áramkör sípolással figyelmeztet. Túl egyszerű és magában a készülékben rögzíthető a belőle csapolt energiával. Az áramkör 5-12 V DC-ben működik.
Az áramkört a népszerű IC 555 időzítővel, Bistable módban tervezték. Az IC 555 két komparátorral rendelkezik, egy flip flop és egy kimeneti fokozattal. Kimenete magas lesz, ha a 2-es kioldócsapjára 1/3 Vcc-nél nagyobb negatív impulzust adunk. Ekkor az alsó komparátor kiváltja és megváltoztatja a flip-flop állapotát, és a kimenet magasra fordul. Vagyis, ha a 2. tűnél a feszültség kisebb, mint 1/3 Vcc, akkor a kimenet magasra megy, és ha nagyobb, mint 1/3 Vcc, akkor a kimenet alacsony marad.
Itt NTC (negatív hőmérsékleti együttható) Thermistert használnak hőérzékelőként. Ez egyfajta változó ellenállás, ellenállása pedig a körülötte lévő hőmérséklettől függ. Az NTC Thermisterben az ellenállás csökken, ha a közelében növekszik a hőmérséklet. De a PTC (pozitív hőmérsékleti együttható) termisztoron az ellenállás növekszik, amikor a hőmérséklet emelkedik.
Az áramkörben a 4,7K NTC termisztor az IC1 érintkezőjéhez csatlakozik. A VR1 változó ellenállás beállítja a termisztor érzékenységét az adott hőmérsékleti szinten. A flip-flop alaphelyzetbe állítása és ezáltal a kimenet megváltoztatása érdekében az IC1 6-os küszöbcsapját alkalmazzuk. Ha egy pozitív impulzust adunk a 6-os érintkezőre a nyomógombon keresztül, az IC1 felső komparátora magasra válik, és kiváltja a flip-flop R bemenetét. Ez visszaáll, és a kimenet alacsonyra fordul.
Ha az eszköz hőmérséklete normális (a VR1 által beállítva), az IC1 kimenete alacsony marad, mert a 2 kioldócsap több mint 1/3 Vcc-t kap. Ez alacsonyan tartja a kimenetet, és a hangjelző csendes marad. Ha a készülék hőmérséklete hosszabb ideig tartó használat vagy rövidzárlat miatt megnő, a Thermister ellenállása csökken, ha az indítócsap kevesebb, mint 1/3 Vcc. A Bistable ekkor elindul, és a kimenete magasra megy. Ez aktiválja a hangjelzőt és hangjelzés hallható. Ez az állapot addig tart, amíg a hőmérséklet nem csökken vagy az IC visszaáll az S1 megnyomásával.
Hogyan kell beállítani?
Szerelje fel az áramkört egy közös NYÁK-ra, és rögzítse a monitorozandó eszköz belsejében. Csatlakoztassa a hőmérőt (a hőmérőnek nincs polaritása) az áramkörhöz vékony vezetékekkel. Rögzítse a hőmérőt a készülék hőtermelő részeihez, például transzformátorhoz vagy hűtőbordához. Az áramellátás a készülék tápegységéről érhető el. Kapcsolja be az áramkört és kapcsolja be a készüléket. Lassan állítsa be a VR1 értéket, amíg a hangjelző normál hőmérsékleten le nem áll. Az áramkör akkor válik aktívvá, amikor a készülék belsejében emelkedik a hőmérséklet.
2. Légkondicionáló szivárgásérzékelő
Ez egy komparátor, amely érzékeli a hőmérséklet változását a környező hőmérséklethez képest. Elsősorban az aszályok felderítésére szolgált az ajtók és ablakok körül, amelyek energiaszivárgást okoznak, de sok más módon is felhasználhatók, ha érzékeny hőmérséklet-változás érzékelőre van szükség. Ha a hőmérséklet-változás fent mutat, akkor a piros LED világít, és ha a hőmérséklet-változás alul mutat, akkor a zöld LED világít.
A légkondicionáló szivárgásérzékelő áramköri rajza
Itt az IC1-t híddetektorként és erősítőként használják, amelyek kimeneti feszültsége nő, amikor a hőmérséklet emelkedik a híd kiegyensúlyozatlansága miatt. A két másik IC-t összehasonlításként használjuk. Mindkét LED kialszik az R1 változtatásával a híd kiegyensúlyozásához. Ha a híd a hőmérsékletváltozás miatt kiegyensúlyozatlan, az egyik LED világítani kezd.
Alkatrészek:
R1 = 22K - lineáris potenciométer
R2 = 15K @ 20 ° C n.t.c. Termisztor (lásd Megjegyzések)
R3 = 10K - 1 / 4W ellenállás
R4 = 22K - 1 / 4W ellenállás
R5 = 22K - 1 / 4W ellenállás
R6 = 220K - 1 / 4W ellenállás
R7 = 22K - 1 / 4W ellenállás
R8 = 5K - előre beállított
R9 = 22K - 1 / 4W ellenállás
R10 = 680R - 1 / 4W ellenállás
C1 = 47µF, 63 V elektrolit kondenzátor
D1 = 5 mm. LED zöld
D2 = 5 mm. LED sárga / fehér
U1 = TL061 IC, alacsony áramú BIFET Op-Amp
IC2 = LM393 kettős feszültség-összehasonlító IC
P1 = SPST kapcsoló
B1 = 9V PP3 akkumulátor
Megjegyzések:
- A termisztorok ellenállási tartományának 10 és 20K között kell lennie a 20 fokos tartományban.
- Az R1 értékének kétszerese kell lennie a termisztor ellenállásának.
- A hőmérséklet-változások gyors észlelésének biztosítása érdekében a termisztort egy kis házba kell zárni.
- Az IC2B 1. érintkezőjét csatlakoztatni kell az IC2A 7. tűjéhez, ha csak egy LED-re van szükség.
