- Обязательные компоненты:
- Датчик температуры LM35:
- Настройка источника опорного напряжения для ОУ LM358:
- Принципиальная электрическая схема:
- Рабочее объяснение:
- Работа реле:
Ранее мы создали схему светодиодов с контролируемой температурой, в которой два светодиода светились в зависимости от температуры. Теперь мы улучшаем эту схему с помощью реле, и теперь мы собираемся управлять бытовыми приборами переменного тока в соответствии с температурой. Эта схема будет служить автоматическим выключателем света, который сработает, если температура выйдет за пределы определенного уровня (50 градусов в этой схеме). В качестве датчика температуры мы используем LM35. Эта пороговая температура, равная 50 градусам, может быть изменена путем регулировки переменного резистора в цепи в соответствии с требованиями.
Мы использовали простую светодиодную лампу в этой схеме переключателя с контролируемой температурой для демонстрации, это означает, что если температура поднимется выше 50 градусов по Цельсию, лампа включится автоматически, а если температура опустится ниже 50 градусов, лампа автоматически выключится. Здесь вы можете заменить лампочку любым бытовым прибором переменного тока, например, если вы замените ее вентилятором, она будет служить в качестве цепи вентилятора с регулируемой температурой. Он также может работать как пожарная сигнализация, если вы установите очень высокую пороговую температуру, например, 100 градусов Цельсия, и подключите сигнализацию вместо лампочки, или вы можете настроить ее на автоматическое включение кондиционера при превышении определенной температуры с помощью реле надлежащего номинала..
Обязательные компоненты:
- Батарея 9v
- IC 7805
- Датчик температуры LM35
- Операционный усилитель LM358
- Резистор 10 кОм
- Резистор 1 кОм
- Переменный резистор 10к
- LED (опционально)
- NPN транзистор BC547
- Диод 1N4007
- Реле 6в
- Лампа или любой другой прибор переменного тока
Датчик температуры LM35:
LM35 представляет собой трехконтактное транзисторное устройство. Он имеет VCC, GND и OUTPUT. Этот датчик обеспечивает переменное напряжение на выходе в зависимости от температуры. LM35 обеспечивает вывод в градусах Цельсия и может определять температуру до 150 градусов Цельсия. LM35 - очень популярный и недорогой датчик температуры, обычно используемый в качестве цифрового термометра или для измерения температуры.
С каждым повышением температуры на +1 градус по Цельсию на выходном контакте будет повышаться напряжение на + 10 мВ. Таким образом, если температура составляет 0 ° C, выход датчика будет 0 В, если температура 10 ° C, выход датчика будет + 100 мВ, если температура 25 ° C, выход датчика будет + 250 мВ.
Настройка источника опорного напряжения для ОУ LM358:
Здесь мы использовали операционный усилитель LM358 для сравнения выходного напряжения LM35 с опорным напряжением. Как уже упоминалось, мы установили схему для порогового напряжения 50 градусов, так, чтобы вызвать операционный усилитель на 50 градусов, нам нужно установить опорное напряжение до 0,5 вольт, так как при 50 градусов температуры LM35 выходное напряжение будет составлять 0,5 вольт или 500 мВ. Опорное напряжение является напряжением на выводе 2 из LM358.
Теперь, чтобы установить опорное напряжение, мы создали цепь делителя напряжения с помощью резистора R1 и переменный резистор RV1 из 10k. Используя приведенные выше формулы, которые Вы можете установить опорное напряжение, соответственно, и можете изменить пороговое значение температуры. Подобно установке температуры 50 градусов Цельсия в качестве значения срабатывания, вы можете установить потенциометр примерно на 8k: 2k, например:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(здесь R2 - вторая часть потенциометра: 2 кОм, а R1 - R1 + первая часть потенциометра: 10 кОм + 8 кОм)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5 В
Операционный усилитель LM358:
Операционные усилители также известны как компараторы напряжения. Когда напряжение на неинвертирующем входе (+) выше, чем напряжение на инвертирующем входе (-), тогда на выходе компаратора будет высокий уровень. И если напряжение инвертирующего входа (-) выше, чем неинвертирующего конца (+), то выходное напряжение НИЗКОЕ. Узнайте больше о работе операционного усилителя здесь.
LM358 - это двойной малошумящий операционный усилитель, который имеет внутри два независимых компаратора напряжения. Это операционный усилитель общего назначения, который может быть настроен во многих режимах, таких как компаратор, сумматор, интегратор, усилитель, дифференциатор, инвертирующий режим, неинвертирующий режим и т. Д.
Принципиальная электрическая схема:
Рабочее объяснение:
Работа этой температуры Controlled Бытовая техника Circuit проста. Батарея общего назначения 9 В используется для питания всей схемы, а IC7805 используется для обеспечения регулируемого питания 5 В. Когда температура ниже 50 градусов, выход LM358 остается НИЗКИМ, а транзистор Q1 и реле также остаются в выключенном состоянии, поэтому лампочка не горит. Вы можете соответственно установить эту пороговую температуру, вращая POT.
Теперь, когда температура окружающей среды превышает 50 градусов Цельсия, выходное напряжение LM35 на контакте 2 также становится выше 0,5 В или 500 мВ. Выход LM35 подключен к контакту 3 операционного усилителя LM358. И, как мы установили опорное напряжение (напряжение на выводе 2 LM358) до 0,5 вольт, так что теперь напряжение на выводе 3 (неинвертирующий вход) становится выше, чем напряжение на выводе 2 (инвертирующий вход) и вывод из операционных усилителей LM358 (PIN 1) становится ВЫСОКИМ. Выход LM358 подключен к базе NPN-транзистора Q1, поэтому Q1 также становится включенным, что запускает реле, и лампа включается. Реле имеет небольшую катушку внутри, которая получает энергию от небольшого тока и запускает подключенное к нему устройство переменного тока, мы объяснили его работу ниже. Вот как эта схема определяет предел температуры и автоматически включает приборы.
В демонстрационном видео мы использовали паяльник для нагрева окружающей среды возле датчика температуры LM35, посмотрите видео в конце. Также здесь мы работаем с прямой сетью переменного тока напряжением 220 В, поэтому необходимо соблюдать особую осторожность, иначе вы можете получить серьезную травму.
Работа реле:
Реле - это электромагнитный переключатель, который позволяет протекать гораздо большему току, когда к нему прикладывается небольшой ток, как мы используем транзистор в качестве переключателя. Реле обычно используется для управления устройствами переменного (переменного тока) с использованием гораздо меньшего постоянного тока.
Реле имеет катушку внутри, и когда на катушку не подается напряжение, COM (общий) подключается к NC (нормально замкнутый контакт). А когда на катушку подается напряжение, возникает электромагнитное поле. Которые притягивают якорь (рычаг, соединенный с пружиной), подключаются COM и NO (нормально открытый контакт), что позволяет протекать большему току. Реле доступны во многих номиналах, здесь мы использовали реле с рабочим напряжением 6 В, которое позволяет протекать току от 7 до 250 В переменного тока.
Реле настраивается с помощью небольшой схемы драйвера, которая состоит из транзистора, диода и резистора. Транзистор используется для усиления тока, чтобы полный ток (от источника постоянного тока - батарея 9 В) мог проходить через катушку, чтобы полностью ее зарядить. Резистор используется для смещения транзистора. И диод используется для предотвращения обратного тока, когда транзистор выключен. Каждая катушка индуктивности производит равную и противоположную ЭДС при внезапном выключении, это может привести к необратимому повреждению компонентов, поэтому для предотвращения обратного тока необходимо использовать диод. Релейный модуль легко доступны на рынке, со всеми его драйвером схемы на плате или вы можете создать его, используя выше компонентов. Здесь мы использовали модуль реле на 6 В. Вы можете подробнее узнать о реле здесь.