Termisztor alapú termosztát áramkör

A termosztát két görög termo és statosz kifejezés összegzésével jön létre, a termosz hőt, a statos pedig álló, álló vagy rögzített kifejezést jelent. A termosztátot a készülékek vagy háztartási készülékek hőmérséklet-szabályozására használják, például a légkondicionáló, a szobai fűtőberendezések be- / kikapcsolására stb. A termosztát általános alkalmazásai a szobahőmérséklet fenntartása központi fűtési rendszerekben vagy hűtőrendszerekben, a hűtőszekrény hőmérsékletének szabályozása, hűtőrendszer, elektromos vasaló, sütők, hajszárítók és még sok más. Programozható és intelligens termosztátok ma is elérhetőek a piacon.

A termosztát típusai:

A hőmérséklet érzékeléséhez a különböző termosztátok különböző érzékelőket vagy eszközöket használnak, és ennek megfelelően főleg két típusba sorolhatók

1. Mechanikus termosztát
2. Elektromos / elektronikus termosztát

Mechanikus termosztát -

A Bimetal termosztát mechanikus termosztát alá esik. Általában van egy burkolatuk és egy gombjuk, mint az alábbi képen látható. Van egy rögzített érintkezője és egy mozgatható májja, amely két különböző fémből áll, amelyek lineáris tágulási együtthatói eltérőek. A mozgatható kar vége rögzített érintkezőhöz kapcsolódik, amikor a hőmérséklet csökken, és leválik, ha a szobahőmérséklet magas. Így tudja be- és kikapcsolni a készülékeket a hőmérsékletnek megfelelően.

Néhány példa bimetál termosztátok használatára - vasaló, hűtőszekrény, légkondicionáló.

Elektromos termosztát -

A leggyakoribb elektronikus hőmérséklet-érzékelők a termoelektromos hőelemek és termisztorok. A termisztor és a hőelem elektromos tulajdonságai is változnak, ha hőmérséklet-változásnak vannak kitéve.

A hőelem olyan eszköz, amely legalább két különböző fémcsíkot használ, amelyek az egyik végén összekapcsolódva két csomópontot alkotnak; forró csomópont és hideg csomópont. A forró csomópont mérési csomópont; az objektum, amelynek hőmérsékletét meg kell mérni, a forró csomópontba kerül, míg a hideg elágazás (amelynek hőmérséklete ismert) a referencia csomópont. Ennek a hőmérséklet-különbségnek a következtében termoelektromos feszültségként ismert feszültségkülönbség keletkezik, amelyet a hőmérséklet mérésére használnak. A hőelemeket kazánokban, kemencékben stb.

A termosztátban használt másik elektromos érzékelő típusa a termisztor, amelyet részletesebben, példákkal tanulmányozunk.

Mi az a termisztor?

Ahogy a neve is sugallja, a termisztor két szó, a Termikus és az Ellenállás kombinációja. Ez egy rezisztív alkatrész, amelynek ellenállása a hőmérséklet változásától függ.

A termisztorok nagyon megbízhatóak és széles skálával rendelkeznek a kisebb hőmérséklet-változások értékes észleléséhez. Olcsóak és hasznosak hőmérséklet-érzékelőként. A termisztort a digitális termosztátban használják.

A termisztor típusai

A környező hőmérséklethez viszonyított ellenállásának variációjától függően kétféle termisztor létezik. Az alábbiakban részletesen ismertetjük:

1. PTC - pozitív hőmérsékleti együttható.

Ellenállása egyenesen arányos a hőmérséklettel, azaz ellenállása csökken a hőmérséklet csökkenésével és fordítva.

2. NTC - negatív hőmérsékleti együttható.

Ellenállása közvetetten arányos a hőmérséklettel, azaz ellenállása csökken a hőmérséklet növekedésével és fordítva.

Az alkalmazásunkban NTC termisztort használunk. A 103 jelzi, hogy a termisztor ellenállása normál hőmérsékleten 10 k Ohmot jelent.

Az NTC termisztor alkalmazása:

Nagyon kényelmes és érdekes ötlet, hogy bármilyen eszközt a hőmérséklet-változás alapján vezérelhessünk. Az egyik ilyen népszerű alkalmazás a Tűzjelzés, ahol a termisztor érzékeli a hőt és kiváltja a riasztást.

Az NTC termisztorokat a legszélesebb körben használják különféle alkalmazásokban, de ahol a kiindulási pontnál alacsony az ellenállás követelménye, ott a PTC termisztorokat használják.

A termisztor szobahőmérsékleten történő ellenállását a gyártó az adatlapban határozza meg, a különböző hőmérsékleti ellenállások különböző értékkészleteivel együtt, így a megfelelő termisztort lehet kiválasztani a megfelelő alkalmazáshoz.

Íme néhány áramkör, amelyet a termisztor használatával készítettek:

• Tűz riasztás termisztor használatával
• Hőmérséklet-szabályozású egyenáramú ventilátor termisztor használatával
• Összekötő termisztor az Arduinóval a hőmérséklet mérésére és megjelenítésére az LCD-n
• Hőmérséklet-szabályozású váltóáramú háztartási gépek

Szükséges alkatrész:

1. NTC 103 termisztor (10k Ω).
2. BJT BC 547.
3. 5k Ω potenciométer (POT).
4. 1kΩ ellenállás.
5. VEZETTE.
6. Tápegység - 6V DC.
7. Kenyérlemez és összekötő vezetékek.

A termisztor áramkörének kapcsolási rajza:

A termosztát áramkörének működése:

Az áramkör kompromittálja a feszültségosztó áramkört és a kimeneti „BE és KI” kapcsoló áramkört. A feszültségosztó áramkört a termisztor és a változtatható ellenállás alkotja.

A feszültségosztó áramkör kimenete 1k ellenálláson keresztül csatlakozik az NPN tranzisztor alapjához. A feszültségosztó áramkör érzékeli a feszültségváltozást, amelyet a termisztor ellenállásának változása okoz. Ha a feszültségosztóban POT-t használunk, beállíthatjuk a termisztor érzékenységét. A változó ellenállás helyett fix ellenállást is használhat egy fix kiváltó pontra, ami azt jelenti, hogy a LED csak akkor világít, ha a hőmérséklet átlép egy adott értéket, és nem tudja beállítani a kiindulási pont hőmérsékletét. Ezért inkább használjon POT-ot, és változtassa meg az érzékenységet a gomb elforgatásával.

Az alábbi képlettel választhatja ki az ellenállások készletét-

Vo = × V _IN

Áramkörünkben az R2-t POT-ra, az R1-et pedig LDR-re cseréltük, így a kimeneti feszültség a termisztor ellenállásával változik. A termisztor ellenállása pedig a külső hőmérséklet függvényében változik, így a kimeneti feszültség változni fog, amikor a hőmérsékletet megváltoztatjuk a termisztor körül. A tranzisztor 0,7 V-nál vagy annál magasabb értéken kapcsol be, amely a VBE feszültség.

Egyszerűbb módszer a megfelelő R2 kiválasztására és ismeretére a 10k NTC termisztorhoz az, ha szimuláljuk az áramkört a Proteus-ban, és szoros R2 értéket kapunk. A termisztor változó ellenállással történő cseréjével megvizsgálhatjuk az egyenértékű hatását az áramkörben az alábbi kapcsolási rajzok szerint:

Az áramkör második része tranzisztorszakasz, ahol a tranzisztor kapcsolóként működik a D1 LED számára. Mivel a tranzisztor áramvezérelt eszköz, az R1 ellenállás csatlakozik a bemeneti terminálhoz az áramfeszültség korlátozására.

A fenti szimulációs áramkörre hivatkozva, amint a hőmérséklet emelkedik a termisztor közelében, csökken az elektromos ellenállása, ami feszültségnövekedést eredményez az RV1-en. Tehát a tranzisztor alján lévő feszültség (V _BE) is növekszik, és amint a V _BE ≥0,7 V, a tranzisztor vezetni kezd, és a LED bekapcsol.

Felhívjuk figyelmét, hogy a fenti áramkörben ezt a LED-et kicserélhetjük egy hangjelzőre vagy izzóra stb. Ellenőrizze az alábbi Demo videót is.