- Необходими компоненти:
- Температурен сензор LM35:
- Настройване на референтно напрежение за Op-усилвател LM358:
- Електрическа схема:
- Работно обяснение:
- Работа на реле:
Преди това сме изградили Температурно контролирана светодиодна верига, в която два светодиода светеха според температурата. Сега ние подобряваме тази верига с помощта на реле и сега ще управляваме домашните уреди за променлив ток според температурата. Тази верига ще служи като автоматичен превключвател на светлината, който ще се задейства, ако температурата надхвърли определено ниво (50 градуса в тази верига). Тук използваме LM35 като температурен сензор. Тази прагова температура от 50 градуса може да бъде променена чрез регулиране на променливия резистор във веригата, в съответствие с изискванията.
Използвали сме обикновена LED крушка в тази терморегулирана превключвателна схема за демонстрация, което означава, че ако температурата надвиши 50 градуса по Целзий, тогава крушката ще се включи автоматично и ако температурата падне под 50 градуса, крушката ще се изключи автоматично. Тук можете да замените крушката с всеки домакински уред с променлив ток, като ако я замените с вентилатор, тя ще служи като верига за вентилатор с контролирана температура. Той може да работи и като пожароизвестяване, ако зададете праговата температура много висока като 100 градуса по Целзий и свържете аларма на мястото на крушката или можете да я конфигурирате автоматично да включва климатика извън определена температура, като използва реле с подходящ рейтинг.
Необходими компоненти:
- 9v батерия
- IC 7805
- Сензор за температура LM35
- Операционен усилвател LM358
- 10k ом резистор
- 1k ом резистор
- Променлив резистор 10k
- LED (по избор)
- NPN транзистор BC547
- Диод 1N4007
- Реле 6v
- Крушка или друг уред за променлив ток
Температурен сензор LM35:
LM35 е трипиново транзисторно устройство. Той има VCC, GND и OUTPUT. Този сензор осигурява променливо напрежение на изхода въз основа на температурата. LM35 осигурява изход в градуси по Целзий и може да усети до 150 градуса по Целзий температура. LM35 е много популярен и евтин температурен сензор, който обикновено се използва като цифров термометър или за измерване на температура.
За всяко повишаване на температурата с +1 градуса ще има + 10mV по-високо напрежение на изходния щифт. Така че, ако температурата е 0◦ по Целзий, изходът на датчика ще бъде 0V, ако температурата е 10enti по Целзий изходът на датчика ще бъде + 100mV, ако температурата е 25◦ по Целзий изходът на датчика ще бъде + 250mV.
Настройване на референтно напрежение за Op-усилвател LM358:
Тук използвахме Op-amp LM358, за да сравним изходното напрежение на LM35 с референтното напрежение. Както споменахме, ние сме настроили веригата за прагово напрежение 50 градуса, така че за да задействаме оп-усилвателя на 50 градуса, трябва да настроим референтното напрежение на 0,5 волта, тъй като при температура от 50 градуса LM35 изходното напрежение ще бъде 0,5 волта или 500mV. Референтното напрежение е напрежението на щифт № 2 на LM358.
Сега, за да зададем референтното напрежение, ние създадохме верига за разделител на напрежение, използвайки резистор R1 и променлив резистор RV1 от 10k. С помощта на горните формули можете да зададете съответно референтното напрежение и да промените праговата температура. Като да зададете 50 градуса по Целзий температура като задействаща стойност, можете да настроите потенциометъра приблизително на 8k: 2k като:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(тук R2 е втората част на потенциометъра: 2k ома и R1 е R1 + първата част на потенциометъра: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0.5v
Операционен усилвател LM358:
Операционните усилватели са известни още като компаратори на напрежението. Когато напрежението на неинвертиращия вход (+) е по-високо от напрежението на инвертиращия вход (-), тогава изходът на компаратора е висок. И ако напрежението на инвертиращия вход (-) е по-високо от неинвертиращия край (+), тогава изходът е LOW. Научете повече за работата на операционния усилвател тук.
LM358 е операционен усилвател с двойно ниско ниво на шум, който има два независими компаратора на напрежение вътре. Това е операционен усилвател с общо предназначение, който може да бъде конфигуриран в много режими като сравнителен, летен, интегратор, усилвател, диференциращ, инвертиращ режим, неинвертиращ режим и т.н.
Електрическа схема:
Работно обяснение:
Работата с тази схема за регулиране на температурата на домакинските уреди е проста. 9v батерия с общо предназначение се използва за захранване на цялата верига, а IC7805 се използва за осигуряване на регулираното 5v захранване на веригата. Когато температурата е под 50 градуса, изходът на LM358 остава НИСКИ, а транзисторът Q1 и релето също остават в изключено състояние, поради което крушката е изключена. Можете да настроите съответно тази прагова температура, като завъртите POT.
Сега, когато температурата на околната среда надхвърля 50 градуса по Целзий, изходното напрежение на LM35 на щифт 2 също надвишава 0,5 волта или 500mV. Изходът на LM35 е свързан към Pin 3 на Op-amp LM358. И тъй като сме задали еталонното напрежение (напрежение на Pin 2 на LM358) на 0,5 волта, така сега напрежението на Pin 3 (неинвертиращ вход) става по-високо от напрежението на Pin 2 (инвертиращ вход) и изхода на opamp LM358 (PIN 1) става HIGH. Изходът на LM358 е свързан към основата на NPN транзистор Q1, така че Q1 също се включва, което задейства релето и крушката се включва. В релето има малка намотка, която получава енергия от малък ток и задейства свързаното към него устройство за променлив ток, обяснихме по-долу. Така че тази схема открива температурната граница и автоматично включва уредите.
В демонстрационното видео използвахме поялник за нагряване на околния близо до температурен сензор LM35, проверете видеото в края. Също така тук работим с директна AC мрежа от 220v, така че трябва да бъдете изключително внимателни, в противен случай може да имате сериозно нараняване.
Работа на реле:
Релето е електромагнитен превключвател, който позволява на много по-голям ток да тече, когато към него се приложи малък ток, както ние използваме транзистор като превключвател. Релето обикновено се използва за управление на устройствата с променлив ток (променлив ток), като се използва много по-малък постоянен ток.
Релето има бобина вътре и когато няма напрежение, приложено към бобината, COM (общ) е свързан към NC (нормално затворен контакт). И когато има някакво напрежение, приложено към бобината, се получава електромагнитното поле. Които привличат котвата (лост, свързан към пружината), и COM и NO (обикновено отворен контакт) се свързват, които позволяват да тече по-голям ток. Релетата се предлагат в много рейтинги, тук използвахме 6V реле за работно напрежение, които позволяват да тече 7A-250VAC ток.
Релето се конфигурира с помощта на малка схема на драйвер, която се състои от транзистор, диод и резистор. Транзисторът се използва за усилване на тока, така че пълният ток (от източника на постоянен ток - 9v батерия) да може да тече през бобината, за да го енергизира напълно. Резисторът се използва за осигуряване на отклонение към транзистора. А диодът се използва за предотвратяване на обратен ток, когато транзисторът е изключен. Всяка индукторна намотка произвежда еднаква и противоположна ЕМП при внезапно изключване, това може да причини трайни повреди на компонентите, така че трябва да се използва диод за предотвратяване на обратен ток. А Relay модул е лесно на разположение на пазара с цялата си Driver схема на дъската или можете да го създадете с помощта на по-горе компоненти. Тук използвахме 6V релеен модул. Можете да научите повече за релето тук.