- Componente necesare:
- Senzor de temperatură LM35:
- Configurarea tensiunii de referință pentru amplificatorul opțional LM358:
- Diagrama circuitului:
- Explicație de lucru:
Astăzi construim un circuit simplu, dar foarte util, folosind senzorul de temperatură LM35. În acest circuit, vom controla LED-urile în funcție de temperatura din jur. Dacă temperatura depășește un anumit nivel (50 de grade în acest circuit), atunci LED-ul roșu va lumina automat, altfel LED-ul galben rămâne aprins sub temperatura respectivă. Această valoare de temperatură prag poate fi setată prin reglarea rezistenței variabile din circuit, conform cerințelor.
Acest circuit de lumină controlat de temperatură poate fi util în multe moduri, de exemplu, poate funcționa ca indicator de temperatură sau poate declanșa orice dispozitiv precum ventilatorul sau alarma dincolo de o anumită temperatură. Poate funcționa și ca alarmă de incendiu dacă setați temperatura pragului foarte mare, cum ar fi 100 de grade Celsius. În acest circuit veți afla, de asemenea, despre cum să utilizați senzorul LM35 în orice circuit. LM35 este un senzor de temperatură foarte popular și ieftin, utilizat în general ca termometru digital sau pentru a măsura temperatura.
Componente necesare:
- Baterie de 9v
- IC 7805
- Senzor de temperatură LM35
- Op-amp LM358
- Rezistor 10k ohm (3)
- Rezistor 1k ohm (3)
- Rezistor variabil 10k
- LED-uri (roșu și galben)
- Tranzistor NPN BC547 (2)
Senzor de temperatură LM35:
LM35 este un dispozitiv cu tranzistor cu trei pini. Are VCC, GND și OUTPUT. Acest senzor asigură tensiune variabilă la ieșire în funcție de temperatură. „LM35” oferă ieșire în grade Celsius și poate detecta temperatura de până la 150 grade Celsius.
Pentru fiecare creștere a temperaturii de +1 centigradi, va exista o tensiune cu + 10mV mai mare la pinul de ieșire. Deci, dacă temperatura este de 0◦ C, ieșirea senzorului va fi de 0V, dacă temperatura este de 10◦ C, ieșirea senzorului va fi de + 100mV, dacă temperatura este de 25◦ C, ieșirea senzorului va fi de + 250mV.
Configurarea tensiunii de referință pentru amplificatorul opțional LM358:
Aici am folosit Op-amp LM358 pentru a compara tensiunea de ieșire a LM35 cu tensiunea de referință. După cum am menționat, am setat circuitul pentru tensiunea de prag de 50 de grade, deci pentru a declanșa op-amp la 50 de grade, trebuie să setăm tensiunea de referință la 0,5 volți, deoarece la temperatura de 50 de grade, tensiunea de ieșire LM35 va fi de 0,5 volți sau 500 mV. Tensiunea de referință este tensiunea la pinul 2 al LM358 (vezi schema de circuit de mai jos).
Acum, pentru a seta tensiunea de referință, am creat un circuit divizor de tensiune utilizând rezistorul R1 și rezistorul variabil RV1 de 10k. Utilizând formulele de mai sus puteți seta tensiunea de referință în consecință și puteți modifica temperatura pragului. Pentru a seta temperatura de 50 grade Celsius ca valoare de declanșare, puteți seta potențiometrul aproximativ la 8k: 2k, cum ar fi:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(aici R2 este a doua parte a potențiometrului: 2k ohm și R1 este R1 + prima parte a potențiometrului: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5v
Op-amp LM358:
Amplificatoarele operaționale sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de Comparatoare de tensiune. Când tensiunea la intrarea fără inversare (+) este mai mare decât tensiunea la intrarea inversantă (-), atunci ieșirea comparatorului este ridicată. Și dacă tensiunea intrării inversoare (-) este mai mare decât capătul neinversibil (+), atunci ieșirea este scăzută. Aflați mai multe despre funcționarea op-amp aici.
LM358 este un amplificator operațional dual cu zgomot redus care are în interior doi comparatori de tensiune independenți. Acesta este un amplificator operațional de uz general care poate fi configurat în multe moduri, cum ar fi comparatorul, vara, integratorul, amplificatorul, diferențiatorul, modul inversare, modul fără inversare etc.
Diagrama circuitului:
Explicație de lucru:
Lucrul acestui proiect de lumină controlată de temperatură este simplu. Bateria de uz general de 9v este utilizată pentru a alimenta întregul circuit și IC7805 este utilizată pentru a furniza alimentarea reglementată de 5v a circuitului. Când temperatura este sub 50 de grade Celsius, LED-ul galben rămâne aprins și ROȘUL rămâne stins. Când temperatura este sub 50 de grade, atunci ieșirea LM358 rămâne LOW și Q1 rămâne în starea OFF și tranzistorul Q2 rămâne în starea ON.
Acum, când temperatura mediului înconjurător depășește 50 de grade Celsius, tensiunea de ieșire a LM35 la pinul 2 depășește, de asemenea, mai mult de 0,5 volți sau 500 mV. Ieșirea LM35 este conectată la pinul 3 al amplificatorului opțional LM358. Și pe măsură ce am setat tensiunea de referință (tensiunea la pinul 2 al LM358) la 0,5 volți, așa acum tensiunea la pinul 3 (intrare fără inversare) devine mai mare decât tensiunea la pinul 2 (intrare inversă) și ieșirea opampului LM358 (PIN 1) devine MARE. Ieșirea LM358 conectată la baza tranzistorului NPN Q1, deci Q1 devine și ON și LED-ul roșu începe să aprindă. În același timp, baza tranzistorului Q2 devine masă și Q2 devine OFF și LED-ul galben se stinge și el. Deci, astfel circuitul detectează limita de temperatură și indică prin aprinderea LED-ului roșu.
În videoclipul demonstrativ de mai jos, am folosit un fier de lipit pentru a încălzi mediul înconjurător lângă senzorul de temperatură LM35, verificați-l.