Термисторна схема на терморезистор

Термостатът се формира чрез сумиране на два гръцки термина термо и статос, термос означава топлина и статос означава неподвижен, стоящ или фиксиран. Термостатът се използва за управление на устройства или домакински уреди според температурата, като включване / изключване на климатик, нагреватели на помещения и др., електрическа ютия, фурни, сешоари и много други. Днес на пазара се предлагат и програмируеми и интелигентни термостати.

Видове термостати:

За да усетят температурата, различните термостати използват различни сензори или устройства и според това те могат да бъдат класифицирани главно в два типа

Механичен термостат
Електрически / електронен термостат

Механичен термостат -

Биметалният термостат попада под механичен термостат. Обикновено те имат корпус и копче, както е показано на снимката по-долу. Той има един неподвижен контакт и един подвижен черен дроб, който е съставен от два различни метала с различни коефициенти на линейно разширение. Краят на подвижния лост се свързва с неподвижен контакт при понижаване на температурата и се разкача, когато стайната температура е висока. По този начин той може да включва и изключва устройствата според температурата.

Някои примери, при които се използват биметални термостати - ютия, хладилник, климатик.

Електрически термостат -

Най-често срещаните електронни температурни сензори са термодвойките и термисторите, използвани в термостата. И електрическите свойства на термистора и термодвойката се променят, когато са изложени на температурни промени.

Термодвойката е устройство, което използва поне две различни метални ленти, които са съединени в единия край, за да образуват две кръстовища; гореща връзка и студена връзка. Горещият възел е измервателен възел; обект, чиято температура трябва да бъде измерена, се поставя на гореща връзка, докато студената връзка (чиято температура е известна) е еталонната връзка. Поради тази температурна разлика се генерира разлика в напрежението, известна като термоелектрическо напрежение, което се използва за измерване на температурата. Термодвойките се използват в котли, фурни и др.

Другият тип електрически сензор, използван в термостата, е термистор, който ще проучим по-подробно с пример.

Какво е термистор?

Както подсказва името, термисторът е комбинация от две думи, термичен и резисторен. Това е резистивен компонент, чието съпротивление варира в зависимост от промяната на температурата.

Термисторите са с висока надеждност и имат широк диапазон от скали, за да откриват драстично незначителни температурни промени. Те са евтини и полезни като температурен сензор. Термисторът се използва в цифров термостат.

Видове термистори

В зависимост от вариацията на неговото съпротивление спрямо температурата на околната среда, има два вида термистори. Те са обяснени подробно по-долу: -

1. PTC - Коефициент на положителна температура.

Съпротивлението му е право пропорционално на температурата, т.е. съпротивлението му намалява с понижаване на температурата и обратно.

2. NTC - Коефициент на отрицателна температура.

Неговото съпротивление е косвено пропорционално на температурата, т.е. съпротивлението му намалява с повишаване на температурата и обратно.

В нашето приложение използваме термистор NTC. 103 показва съпротивлението на термистора при нормална температура означава 10k Ohm.

Приложение на NTC термистор:

Да можеш да управляваш всяко устройство въз основа на температурните вариации е много удобна и интересна идея. Едно такова популярно приложение е пожарната аларма, където термисторът усеща топлината и задейства алармата.

NTC термисторите са най-широко използвани в различни приложения, но там, където в началото има изискване за ниско съпротивление, се използват термистори PTC.

Съпротивлението на термистора при стайна температура е посочено от производителя в листа с данни заедно с различния набор от стойности на съпротивления при различна температура, като по този начин може да се избере подходящият термистор за подходящо приложение.

Ето няколко схеми, изградени с помощта на термистор:

Пожарна аларма с помощта на термистор
Температурно контролиран DC вентилатор с помощта на термистор
Връзка термистор с Arduino за измерване и показване на температурата на LCD
Домакински уреди с променлив ток с контролирана температура

Необходим компонент:

Термистор NTC 103 (10k Ω).
BJT пр. Н. Е. 547.
5k Ω потенциометър (POT).
1kΩ резистор.
LED.
Захранване - 6V DC.
Макет и свързващи проводници.

Схема на веригата на термистора:

Работа на веригата на термостата:

Веригата компрометира верига на делител на напрежение и превключваща верига „ON and OFF“ на изхода. Веригата на делителя на напрежението се формира от термистора и променлив резистор.

Изходът на веригата на делителя на напрежението е свързан към основата на транзистора NPN чрез резистор 1k. Схемата на делителя на напрежението дава възможност да се усети промяната в напрежението, причинена от промяна в съпротивлението на термистора. Използвайки POT в делителя на напрежението, можем да регулираме чувствителността на термистора. Можете също да използвате фиксиран резистор вместо променлив резистор за фиксирана точка на задействане, което означава, че светодиодът ще бъде включен, само ако температурата пресича определена стойност и не можете да регулирате температурата на точката на задействане. Затова по-добре използвайте POT и променяйте чувствителността, като просто завъртите копчето.

Може да изберете комплекта резистори по формулата по-долу -

Vo = × V _IN

В нашата верига сме заменили R2 с POT и R1 с LDR, така че изходното напрежение се променя със съпротивлението на термистора. И съпротивлението на термистора се променя с външната температура, така че изходното напрежение ще се промени, когато променим температурата около термистора. Транзисторът ще се включи при 0,7 V или повече, което е напрежението на VBE.

По-прост начин за избор и познаване на подходящ R2 за 10k NTC термистор е да се симулира веригата в Proteus и да се получи близка стойност на R2. Също така, като заменим термистора с променлив резистор, можем да проучим еквивалентния му ефект във веригата съгласно долните схеми:

Втората част на веригата е транзисторна секция, където транзисторът действа като превключвател за LED D1. Тъй като транзисторът е устройство, управлявано по ток, към неговия входен терминал е свързан резистор R1, за да се ограничи токовият скок.

Позовавайки се на горната симулационна верига, веднага щом температурата се повиши близо до термистора, нейното електрическо съпротивление намалява, което води до увеличаване на напрежението в RV1. Така че напрежението в основата на транзистора (V _BE) също се увеличава и веднага щом V _BE ≥0,7 V транзисторът започва да провежда и светодиодът ще бъде включен.

Моля, обърнете внимание, че можем да заменим този светодиод със зумер или крушка и т.н. в горната схема с минимално добавяне на още няколко компонента. Също така проверете демонстрационния видеоклип по-долу.