- Nødvendige komponenter:
- Temperatursensor LM35:
- Sette opp referansespenning for Op-amp LM358:
- Kretsdiagram:
- Arbeidsforklaring:
- Arbeid av stafett:
Tidligere har vi bygget temperaturstyrte lysdioder, der to lysdioder lyser i henhold til temperaturen. Nå forbedrer vi den kretsen ved å bruke et relé, og nå skal vi kontrollere AC-apparater i hjemmet i henhold til temperatur. Denne kretsen vil fungere som automatisk lysbryter som vil utløses hvis temperaturen går utover et bestemt nivå (50 grader i denne kretsen). Vi bruker LM35 som temperatursensor her. Denne terskeltemperaturen på 50 graders verdi kan endres ved å justere variabel motstand i kretsen, i henhold til krav.
Vi har brukt en enkel LED-pære i denne temperaturstyrte bryterkretsen for demonstrasjon, betyr at hvis temperaturen går over 50 grader Celsius, slår lyspæren seg på automatisk, og hvis temperaturen går under 50 grader, vil lyspæren slås av automatisk. Her kan du bytte ut pæren med et hvilket som helst vekselstrømsapparat, som hvis du bytter den ut med vifte, vil den fungere som temperaturstyrt viftekrets. Det kan også fungere som brannalarm hvis du setter terskeltemperaturen veldig høyt som 100 grader Celsius og kobler til en alarm i stedet for pæren, eller du kan konfigurere den til å slå på klimaanlegget automatisk utover en bestemt temperatur ved å bruke et relé med riktig vurdering.
Nødvendige komponenter:
- 9v batteri
- IC 7805
- Temperatursensor LM35
- Op-amp LM358
- 10k ohm motstand
- 1k ohm motstand
- Variabel motstand 10k
- LED (valgfritt)
- NPN Transistor BC547
- Diode 1N4007
- Relé 6v
- Pære eller annet AC-apparat
Temperatursensor LM35:
LM35 er en tre-pinners transistorlignende enhet. Den har VCC, GND og OUTPUT. Denne sensoren gir variabel spenning ved utgangen basert på temperatur. LM35 gir utgang i grad Celsius og kan registrere opptil 150 grader Celsius temperatur. LM35 er veldig populær og billig temperaturføler som vanligvis brukes som digitalt termometer eller for å måle temperatur.
For hver + 1 celsius temperaturøkning vil det være + 10 mV høyere spenning ved utgangsstiften. Så hvis temperaturen er 0◦ celsius, vil utgangen fra sensoren være 0V, hvis temperaturen er 10◦ celsius, vil sensorens utgang være + 100mV, hvis temperaturen er 25◦ celsius, vil utgangen fra sensoren være + 250mV.
Sette opp referansespenning for Op-amp LM358:
Her har vi brukt Op-amp LM358 for å sammenligne utgangsspenningen til LM35 med referansespenningen. Som nevnt har vi satt kretsen for terskelspenning 50 grader, så for å utløse op-amp på 50 grader, må vi sette referansespenningen til 0,5 volt, som ved 50 graders temperatur vil LM35 utgangsspenning være 0,5 volt eller 500mV. Referansespenning er spenningen på pin nr. 2 i LM358.
Nå for å stille inn referansespenningen har vi opprettet en spenningsdelerkrets ved å bruke motstand R1 og variabel motstand RV1 på 10k. Ved å bruke formlene ovenfor kan du stille referansespenningen tilsvarende og endre terskeltemperaturen. Liker å sette 50 graders Celsius temperatur som utløsende verdi, kan du stille potensiometeret omtrent på 8k: 2k som:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(her er R2 andre del av potensiometer: 2k ohm og R1 er R1 + første del av potensiometer: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5 v
Op-amp LM358:
Op-forsterkere er også kjent som Voltage Comparators. Når spenningen ved ikke-inverterende inngang (+) er høyere enn spenningen ved inverterende inngang (-), er utgangen fra komparatoren høy. Og hvis spenningen til inverterende inngang (-) er høyere enn ikke-inverterende ende (+), så er utgangen LAV. Lær mer om hvordan du arbeider med op-amp her.
LM358 er en Dual Low Noise Operational Forsterker som har to uavhengige spenningskomparatorer inne. Dette er en generell formålsforsterker som kan konfigureres i mange moduser som komparator, sommer, integrator, forsterker, differensiator, inverterende modus, ikke-inverterende modus, etc.
Kretsdiagram:
Arbeidsforklaring:
Å arbeide med denne temperaturstyrte kretsen til husholdningsapparater er enkel. 9v batteri til generell bruk brukes til å slå opp hele kretsen og IC7805 brukes til å gi den regulerte 5v-forsyningen til kretsen. Når temperaturen er under 50 grader, forblir utgangen fra LM358 LAV og transistoren Q1 og relé forblir også i AV-tilstand, og dermed er lyspæren av. Du kan stille inn denne terskeltemperaturen tilsvarende ved å rotere POT.
Nå når omgivelsestemperaturen går utover 50 grader Celsius, går utgangsspenningen på LM35 ved pin 2 også høyere enn 0,5 volt eller 500mV. Utgang fra LM35 er koblet til pin 3 i Op-amp LM358. Og som vi har satt referansespenningen (spenning ved pin 2 på LM358) til 0,5 volt, blir nå spenningen på pin 3 (ikke-inverterende inngang) høyere enn spenningen på pin 2 (inverterende inngang) og utgang fra opamp LM358 (PIN 1) blir HØY. Utgangen fra LM358 er koblet til basen til NPN-transistoren Q1, så Q1 blir også PÅ som utløser reléet og pæren blir slått PÅ. Reléet har liten spole inni som får energi med liten strøm og utløser AC-enheten som er koblet til den, vi har forklart hvordan den fungerer nedenfor. Så det er slik denne kretsen oppdager temperaturgrensen og slår automatisk på apparater.
I demonstrasjonsvideoen har vi brukt loddejern til å varme opp omgivelsene nær temperatursensoren LM35, sjekk videoen på slutten. Også her jobber vi med direkte vekselstrøm på 220v, så ekstrem forsiktighet må utvises, ellers kan du ha en alvorlig skade.
Arbeid av stafett:
Relé er en elektromagnetisk bryter, som lar mye større strøm strømme når en liten strøm tilføres den, som om vi bruker transistor som en bryter. Relé brukes vanligvis til å kontrollere vekselstrømsenhetene (vekselstrøm) ved å bruke en mye mindre likestrøm.
Reléet har en spole inni og når det ikke er spenning på spolen, er COM (vanlig) koblet til NC (normalt lukket kontakt). Og når det er noe spenning på spolen, produseres det elektromagnetiske feltet. Som tiltrekker seg armaturen (spaken koblet til fjæren), og COM og NO (normalt åpen kontakt) blir koblet til, noe som gjør at større strøm kan strømme. Reléer er tilgjengelige i mange rangeringer, her brukte vi 6V driftsspenningsrelé, som gjør at 7A-250VAC strøm kan strømme.
Relé er konfigurert ved å bruke en liten driverkrets som består av en transistor, diode og en motstand. Transistor brukes til å forsterke strømmen slik at full strøm (fra DC-kilden - 9v batteri) kan strømme gjennom spolen for å få full energi. Motstand brukes til å gi forspenning til transistoren. Og diode brukes til å forhindre omvendt strøm, når transistoren er slått AV. Hver induktorspole produserer lik og motsatt EMF når den plutselig slås AV, dette kan forårsake permanent skade på komponenter, så diode må brukes for å forhindre reversstrøm. En relémodul er lett tilgjengelig i markedet med hele driverkretsen på kortet, eller du kan lage den ved å bruke komponentene ovenfor. Her har vi brukt 6V Relé-modul. Du kan lære mer om stafetten her.