Sıcaklık Sensörleri Uygulamaları

Burada, sensörleri kullanarak sıcaklığı algılamak ve bir elektrik çıkışı vermek için devreleri içeren iki pratik uygulamamız var. Her iki devrede de bir analog devre kullandık. Öyleyse analog devreler hakkında kısa bir fikir edelim.

Sensör, fiziksel bir fenomeni ölçebilen ve ikincisini ölçebilen bir birimdir, başka bir deyişle, belirli bir ölçekte veya aralıkta harikanın ölçülebilir bir temsilini verir. Genel olarak sensörler iki türe ayrılır: analog ve dijital sensörler . Burada analog sensör hakkında tartışacağız.

Bir analog sensör, herhangi bir gerçek büyüklüğü ölçen ve değerini elektronik bir devre ile ölçebileceğimiz bir büyüklüğe çeviren bir bileşendir, normalde bir direnç veya voltaj kalitesine dönüştürebileceğimiz bir kapasitif değer. Bir analog sensör örneği, direncin sıcaklığa bağlı olarak direncini değiştirdiği bir termistör olabilir. Analog sensörlerin çoğu genellikle üç bağlantı pini ile birlikte gelir, biri besleme voltajı almak için, biri toprak bağlantısı için ve sonuncusu çıkış voltaj pini. Kullanacağımız analog sensörlerin çoğu dirençli sensörlerdir, şekilde gösterilmiştir. Belirli bir voltaj aralığına sahip bir çıkışa sahip olacak şekilde bir devreye kablolanmıştır, genellikle voltaj aralığı 0 volt ile 5 volt arasındadır. Son olarak, bu değeri mikrodenetleyicimize analog giriş pinlerinden birini kullanarak alabiliriz. Analog sensörler, cihazların kapı konumunu, suyunu, gücünü ve dumanını ölçer.

1. Basit Bir Isı Sensörü

Amplifikatör ve İnvertör gibi ısı üreten cihazlarda sıcaklığı izlemek için bu basit ısı sensörü devresini yapın. Cihazdaki sıcaklık izin verilen sınırı aştığında, devre bip sesleriyle uyarır. Çok basittir ve ondan alınan güçle cihazın kendisine sabitlenebilir. Devre 5 ila 12 volt DC'de çalışır.

Devre, Bistable modunda popüler zamanlayıcı IC 555 kullanılarak tasarlanmıştır. IC 555 iki karşılaştırıcıya sahiptir, bir flip flop ve bir çıkış aşaması. Tetik pimi 2'ye 1/3 Vcc'den fazla bir negatif darbe uygulandığında çıkışı yüksek olur. Bu anda, alt karşılaştırıcı, flip-flopun durumunu tetikler ve değiştirir ve çıkış yüksek olur. Yani pim 2'deki voltaj 1/3 Vcc'den küçükse çıkış yüksek olur ve 1/3 Vcc'den yüksekse çıkış düşük kalır.

Burada ısı sensörü olarak bir NTC (Negatif Sıcaklık Katsayısı) Termistörü kullanılır. Bir çeşit değişken dirençtir ve direnci etrafındaki sıcaklığa bağlıdır. NTC Thermister'de çevresindeki sıcaklık yükseldiğinde direnç düşer. Ancak PTC (Pozitif Sıcaklık Katsayısı) Termistöründe sıcaklık yükseldikçe direnç artar.

Devrede, 4.7K NTC Termistörü, IC1'in pin2'sine bağlanır. Değişken direnç VR1, Termistörün hassasiyetini belirli bir sıcaklık seviyesinde ayarlar. Flip-flop'u sıfırlamak ve dolayısıyla çıkışı değiştirmek için, IC1'in eşik pimi 6 kullanılır. Pim 6'ya itme anahtarı aracılığıyla pozitif bir darbe uygulandığında, IC1'in üst karşılaştırıcısı yüksek olur ve flip-flopun R girişini tetikler. Bu sıfırlanır ve çıkış azalır.

Cihazın sıcaklığı normal olduğunda (VR1 ile ayarlandığı gibi), IC1 çıkışı düşük kalır çünkü tetik pimi 2 1/3 Vcc'den fazla alıyor. Bu, çıkışı düşük tutar ve sesli uyarı sessiz kalır. Uzun süreli kullanım veya güç kaynağındaki herhangi bir kısa devre nedeniyle cihaz içindeki sıcaklık arttığında, tetik pimini 1/3 Vcc'den daha az alarak Thermister'in direnci azalır. Bistable daha sonra tetiklenir ve çıkışı yüksek olur. Bu, sesli uyarıyı etkinleştirir ve bip sesleri üretilir. Bu durum, S1'e basarak sıcaklık düşene veya IC sıfırlanana kadar devam eder.

Nasıl ayarlanır?

Devreyi ortak bir PCB üzerine monte edin ve izlenecek cihazın içine sabitleyin. Thermister'ı (Thermister'in polaritesi yoktur) ince teller kullanarak devreye bağlayın. Thermister'i cihazın transformatör veya ısı emici gibi ısı üreten parçalarının yakınına sabitleyin. Cihazın güç kaynağından güç kesilebilir. Devreye güç verin ve cihazı açın. Sesli uyarı normal sıcaklıkta durana kadar VR1'i yavaşça ayarlayın. Cihazın içindeki sıcaklık yükseldiğinde devre aktif hale gelecektir.

2. Klima Kaçak Dedektörü

Ortam sıcaklığına göre sıcaklık değişikliklerini algılayan bir karşılaştırıcıdır. Öncelikle, enerji sızıntılarına neden olan kapı ve pencerelerin etrafındaki kuraklıkları tespit etmek için tasarlanmıştı, ancak hassas bir sıcaklık değişim detektörü gerektiğinde başka birçok şekilde kullanılabilir. Sıcaklık değişikliği yukarıyı gösteriyorsa kırmızı LED yanar ve sıcaklık değişimi aşağıyı gösteriyorsa yeşil LED yanar.

Klima Kaçak Dedektörü Devre Şeması

Burada IC1, köprü dengesizliği nedeniyle sıcaklık yükseldiğinde çıkış voltajı artan bir köprü dedektörü ve amplifikatör olarak kullanılır. Diğer 2 IC, karşılaştırıcı olarak kullanılır. Her iki LED de köprüyü dengelemek için R1'i değiştirerek kapalıdır. Sıcaklık değişiminden dolayı köprü dengesizleştiğinde ledlerden biri yanacaktır.

Parçalar:

R1 = 22K - Doğrusal Potansiyometre

R2 = 15K @ 20 ° C n.t.c. Termistör (Notlara Bakın)

R3 = 10K - 1 / 4W Direnç

R4 = 22K - 1 / 4W Direnç

R5 = 22K - 1 / 4W Direnç

R6 = 220K - 1 / 4W Direnç

R7 = 22K - 1 / 4W Direnç

R8 = 5K - önceden ayarlanmış

R9 = 22K - 1 / 4W Direnç

R10 = 680R - 1 / 4W Direnç

C1 = 47µF, 63V Elektrolitik Kondansatör

D1 = 5 mm. LED Yeşil

D2 = 5 mm. LED Sarı / Beyaz

U1 = TL061 IC, Düşük Akımlı BIFET Op-Amp

IC2 = LM393 Çift Voltaj Karşılaştırıcı IC

P1 = SPST Anahtarı

B1 = 9V PP3 Akü

Notlar:

• Termistörlerin direnç aralığı 20 derece aralığında 10 ila 20K olmalıdır.
• R1 değeri, termistör direncinin iki katı olmalıdır.
• Sıcaklık değişikliklerinin hızlı bir şekilde algılanmasını sağlamak için termistör küçük bir kasa içine alınmalıdır.
• Yalnızca bir LED gerekiyorsa IC2B'nin Pin1'i IC2A'nın pin7'sine bağlanmalıdır.