- Обязательные компоненты:
- Датчик температуры LM35:
- Настройка источника опорного напряжения для ОУ LM358:
- Принципиальная электрическая схема:
- Рабочее объяснение:
Сегодня мы строим простую, но очень полезную схему, используя датчик температуры LM35. В этой схеме мы собираемся управлять светодиодами в соответствии с окружающей температурой. Если температура выходит за пределы определенного уровня (50 градусов в этой цепи), красный светодиод загорается автоматически, в противном случае желтый светодиод остается включенным ниже этой конкретной температуры. Это пороговое значение температуры может быть установлено путем регулировки переменного резистора в цепи в соответствии с требованиями.
Эта схема освещения с контролируемой температурой может быть полезна во многих отношениях, например, она может работать как индикатор температуры или может запускать любое устройство, например вентилятор или сигнализацию, при превышении определенной температуры. Он также может работать как пожарная сигнализация, если вы установите очень высокую пороговую температуру, например, 100 градусов Цельсия. В этой схеме вы также узнаете, как использовать датчик LM35 в любой схеме. LM35 - очень популярный и недорогой датчик температуры, обычно используемый в качестве цифрового термометра или для измерения температуры.
Обязательные компоненты:
- Батарея 9v
- IC 7805
- Датчик температуры LM35
- Операционный усилитель LM358
- Резистор 10 кОм (3)
- Резистор 1 кОм (3)
- Переменный резистор 10к
- Светодиоды (красный и желтый)
- NPN транзистор BC547 (2)
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.
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 (видно коммутационной схемы ниже).
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 с этим проектом освещения с регулируемой температурой 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 Цельсия, желтый светодиод остается включенным, а КРАСНЫЙ остается выключенным. Когда температура ниже 50 градусов, выход LM358 остается НИЗКИМ, а Q1 остается в выключенном состоянии, а транзистор Q2 остается во включенном состоянии.
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 и начинает светиться красный светодиод. В то же время база транзистора Q2 заземляется, и Q2 становится выключенным, и желтый светодиод также становится выключенным. Таким образом, схема определяет предел температуры и сигнализирует об этом с помощью красного светодиода.
В демонстрационном видео ниже мы использовали паяльник для нагрева окружающей среды возле датчика температуры LM35, проверьте это.