Siin on meil kaks praktilist rakendust, mis hõlmavad ahelaid temperatuuri tajumiseks andurite abil ja annavad elektriväljundi. Mõlemas vooluringis oleme kasutanud analoogahelat. Nii et andke meile lühike idee analoogahelate kohta.
Sensor on üksus, mis suudab mõõta füüsikalist nähtust ja kvantifitseerida viimast, teisisõnu annab see imet mõõdetava kujutise konkreetses skaalas või vahemikus. Üldiselt liigitatakse andurid kahte tüüpi, analoog- ja digitaalsed andurid . Siin arutleme analooganduri üle.
Analoogandur on komponent, mis mõõdab tegelikku suurust ja teisendab selle väärtuse suurusjärku, mida saame mõõta elektroonilise vooluahela abil, tavaliselt takisti või mahtuvusliku väärtusega, mille saame muuta pinge kvaliteediks. Analooganduri näiteks võib olla termistor, kus takisti muudab temperatuuri põhjal oma takistust. Enamikul analooganduritest on tavaliselt kolm ühendustihvti, üks toitepinge saamiseks, teine maandusühenduseks ja viimane väljundpinge tihvtiks. Enamik analooganduritest, mida kavatseme kasutada, on takistusandurid, on näidatud joonisel. See on ühendatud vooluahelaga nii, et selle väljund oleks kindla pingevahemikuga, tavaliselt on pingevahemik 0 kuni 5 volti. Lõpuks saame selle väärtuse oma mikrokontrollerisse, kasutades ühte selle analoogsisendi tihvti. Analoogandurid mõõdavad seadmete ukse asukohta, vett, jõudu ja suitsu.
1. Lihtne soojusandur
Soojust genereerivate seadmete, näiteks võimendi ja inverteri temperatuuri jälgimiseks tehke see lihtne soojusanduri ahel. Kui seade ületab lubatud piiri, hoiatab vooluring piiksude kaudu. See on liiga lihtne ja seda saab seadmes endas fikseerida. Vooluahel töötab 5–12 volti alalisvoolus.
Vooluring on loodud populaarse taimeri IC 555 abil režiimis Bistable. IC 555-l on kaks võrdlust, klapp ja väljund. Selle väljund muutub kõrgeks, kui selle päästikupoldile 2 rakendatakse negatiivset impulssi, mis on suurem kui 1/3 Vcc. Sel ajal vallandab ja muudab alumine komparaator flip-flopi oleku ja väljund pöörab kõrgeks. See tähendab, et kui tihvti 2 pinge on väiksem kui 1/3 Vcc, läheb väljund kõrgeks ja kui see on suurem kui 1/3 Vcc, jääb väljund madalaks.
Siin kasutatakse termoandurina NTC (negatiivse temperatuuri koefitsient) termistrit. See on omamoodi muutuv takisti ja selle takistus sõltub ümbritsevast temperatuurist. NTC Thermisteris takistus langeb, kui temperatuur selle läheduses tõuseb. Kuid PTC (positiivse temperatuuri koefitsient) termistoris suureneb takistus temperatuuri tõustes.
Vooluringis on 4,7K NTC termistor ühendatud IC1 pin2-ga. Muutuv takisti VR1 reguleerib termistori tundlikkust konkreetsel temperatuuritasemel. Flip-flopi lähtestamiseks ja seega väljundi muutmiseks kasutatakse IC1 künnistihvti 6. Kui tihvtile 6 lükatakse survelüliti kaudu positiivne impulss, muutub IC1 ülemine võrdlusmaterjal kõrgeks ja käivitab flip-flopi R-sisendi. See lähtestatakse ja väljund muutub madalaks.
Kui seadme temperatuur on normaalne (vastavalt VR1 seadele), jääb IC1 väljund madalaks, kuna päästiknõel 2 saab rohkem kui 1/3 Vcc. See hoiab väljundi madalal ja helisignaal jääb vait. Kui seadme temperatuur pikemaajalise kasutamise või toiteallika lühise tõttu tõuseb, väheneb termisteri takistus, kui käivitustihvt on väiksem kui 1/3 Vcc. Seejärel käivitab Bistable ja selle väljund läheb kõrgeks. See aktiveerib summeri ja luuakse piiksud. See olek jätkub seni, kuni temperatuur langeb või IC lähtestatakse, vajutades S1.
Kuidas seadistada?
Pange vooluring ühisele trükkplaadile ja kinnitage jälgitava seadme sees. Ühendage termister (termisteril pole polaarsust) vooluahelaga õhukeste juhtmete abil. Kinnitage termister seadme soojust tekitavate osade, näiteks trafo või jahutusradiaatori lähedale. Toite saab koputada seadme toiteallikast. Lülitage vooluring sisse ja lülitage seade sisse. Reguleerige VR1 aeglaselt, kuni summer lõpetab normaalse temperatuuri. Vooluring muutub aktiivseks, kui seadme sisetemperatuur tõuseb.
2. Konditsioneeri lekkeandur
See on komparaator, mis tuvastab temperatuuri muutused ümbritseva temperatuuri suhtes. Eelkõige oli see mõeldud põuate avastamiseks uste ja akende ümber, mis põhjustavad energialekkeid, kuid mida saab kasutada mitmel muul viisil, kui on vaja tundlikku temperatuurimuutuse detektorit. Kui temperatuurimuutus on suunatud kõrgemale, põleb punane LED ja kui temperatuurimuutus on allpool, siis süttib roheline LED.
Konditsioneeri lekkeanduri vooluahela skeem
Siin kasutatakse IC1 silddetektori ja võimendina, mille väljundpinge tõuseb temperatuuri tõustes silla tasakaalustamatuse tõttu. Võrdlusena kasutatakse kahte teist IC-d. Mõlemad valgusdioodid on silla tasakaalustamiseks R1 muutmisega välja lülitatud. Kui sild on temperatuuri muutuse tõttu tasakaalust väljas, süttib üks LED-idest.
Osad:
R1 = 22K - lineaarne potentsiomeeter
R2 = 15K @ 20 ° C n.t.c. Termistor (vt märkusi)
R3 = 10K - 1 / 4W takisti
R4 = 22K - 1 / 4W takisti
R5 = 22K - 1 / 4W takisti
R6 = 220K - 1 / 4W takisti
R7 = 22K - 1 / 4W takisti
R8 = 5K - eelseadistatud
R9 = 22K - 1 / 4W takisti
R10 = 680R - 1 / 4W takisti
C1 = 47µF, 63V elektrolüütkondensaator
D1 = 5 mm. LED roheline
D2 = 5 mm. LED kollane / valge
U1 = TL061 IC, nõrkvoolu BIFET Op-Amp
IC2 = LM393 kahepinge komparaatori IC
P1 = SPST lüliti
B1 = 9V PP3 aku
Märkused:
- Termistorite takistuse vahemik peaks olema 20 kraadi vahemikus 10 kuni 20 K.
- R1 väärtus peaks olema kaks korda suurem kui termistori takistuse väärtus.
- Temperatuurimuutuste kiire tuvastamise tagamiseks peaks termistor olema suletud väikesesse korpusesse.
- IC2B tihvt1 tuleks ühendada IC2A pin7-ga, kui on vaja ainult ühte LED-i.