- Nödvändiga komponenter:
- Temperatursensor LM35:
- Ställa in referensspänning för Op-amp LM358:
- Kretsschema:
- Arbetsförklaring:
- Arbete av relä:
Tidigare har vi byggt temperaturstyrda lysdioder, där två lysdioder lyser beroende på temperaturen. Nu förbättrar vi den kretsen med hjälp av ett relä, och nu ska vi styra AC-hushållsapparater enligt temperatur. Denna krets fungerar som automatisk ljusbrytare som utlöses om temperaturen överskrider en viss nivå (50 grader i denna krets). Vi använder LM35 som temperatursensor här. Denna tröskeltemperatur på 50 graders värde kan ändras genom att justera variabelt motstånd i kretsen enligt krav.
Vi har använt en enkel LED-lampa i denna temperaturstyrda omkopplingskrets för demonstration, innebär att om temperaturen går över 50 grader Celsius slås lampan på automatiskt och om temperaturen går under 50 grader kommer lampan att stängas av automatiskt. Här kan du byta ut lampan med valfri AC-hushållsapparat, som om du byter ut den med fläkt kommer den att fungera som temperaturstyrd fläktkrets. Det kan också fungera som brandlarm om du ställer in tröskeltemperaturen väldigt hög som 100 grader Celsius och ansluter ett larm istället för glödlampan eller om du kan konfigurera den för att automatiskt slå på luftkonditioneringen utöver en viss temperatur genom att använda ett relä med korrekt betyg.
Nödvändiga komponenter:
- 9v batteri
- IC 7805
- Temperaturgivare LM35
- Op-amp LM358
- 10k ohm motstånd
- 1k ohm motstånd
- Variabel motstånd 10k
- LED (tillval)
- NPN Transistor BC547
- Diod 1N4007
- Relä 6v
- Glödlampa eller någon AC-apparat
Temperatursensor LM35:
LM35 är en tre-stifts transistorliknande enhet. Den har VCC, GND och OUTPUT. Denna sensor ger variabel spänning vid utgången baserat på temperatur. LM35 ger effekt i grader Celsius och kan känna upp till 150 grader Celsius temperatur. LM35 är mycket populär och billig temperatursensor som vanligtvis används som digital termometer eller för att mäta temperatur.
För varje +1 celsius temperaturökning kommer det att finnas + 10mV högre spänning vid utgångsstiftet. Så om temperaturen är 0◦ Celsius kommer sensorns utgång att vara 0V, om temperaturen är 10◦ Celsius kommer sensorns uteffekt att vara + 100mV, om temperaturen är 25◦ Celsius kommer sensorns utgång att vara + 250mV.
Ställa in referensspänning för Op-amp LM358:
Här har vi använt Op-amp LM358 för att jämföra utspänningen för LM35 med referensspänningen. Som nämnts har vi ställt in kretsen för tröskelspänningen 50 grader, så för att utlösa op-amp på 50 grader måste vi ställa in referensspänningen till 0,5 volt, eftersom vid 50 graders temperatur kommer LM35 att vara 0,5 volt eller 500 mV. Referensspänning är spänningen vid stift nr 2 i LM358.
För att ställa in referensspänningen har vi skapat en spänningsdelarkrets med hjälp av motstånd R1 och variabelt motstånd RV1 på 10k. Genom att använda ovanstående formler kan du ställa in referensspänningen i enlighet därmed och ändra tröskel temperaturen. Gilla att ställa in temperaturen på 50 grader Celsius som utlösande värde, du kan ställa in potentiometern ungefär på 8k: 2k som:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(här R2 är andra delen av potentiometer: 2k ohm och R1 är R1 + första delen av potentiometer: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5 v
Op-amp LM358:
Op-förstärkare är också kända som Voltage Comparators. När spänningen vid icke-inverterande ingång (+) är högre än spänningen vid inverterande ingång (-), är utgången från komparatorn hög. Och om spänningen för inverterande ingång (-) är högre än icke-inverterande ände (+), så är utgången LÅG. Lär dig mer om hur du arbetar med op-amp här.
LM358 är en Dual Low Noise operationsförstärkare med två oberoende spänningskomparatorer inuti. Detta är en allmänt op förstärkare som kan konfigureras i många lägen som komparator, sommar, integrator, förstärkare, differentiator, inverterande läge, icke-inverterande läge, etc.
Kretsschema:
Arbetsförklaring:
Att arbeta med den här temperaturstyrda hushållsapparaten är enkel. 9v batteri för allmänt ändamål används för att driva upp hela kretsen och IC7805 används för att förse den reglerade 5v-matningen till kretsen. När temperaturen är under 50 grader förblir utgången från LM358 LÅG och transistorn Q1 & Relä förblir också i OFF-läge, så glödlampan är av. Du kan ställa in denna tröskeltemperatur i enlighet med detta genom att vrida POT.
Nu när omgivningens temperatur överstiger 50 grader Celsius, går utspänningen på LM35 vid stift 2 också högre än 0,5 volt eller 500 mV. Utgången på LM35 är ansluten till stift 3 i Op-amp LM358. Och eftersom vi har ställt in referensspänningen (spänning vid stift 2 av LM358) till 0,5 volt, så nu blir spänningen vid stift 3 (icke-inverterande ingång) högre än spänningen vid stift 2 (inverterande ingång) och utgången från opamp LM358 (PIN 1) blir HÖG. Utgången från LM358 är ansluten till basen på NPN-transistorn Q1, så Q1 blir också PÅ vilket utlöser reläet och lampan slås PÅ. Reläet har liten spole inuti som får energi med liten ström och utlöser AC-enheten ansluten till den, vi har förklarat hur den fungerar nedan. Så det är så denna krets upptäcker temperaturgränsen och slår automatiskt på apparaterna.
I demonstrationsvideon har vi använt lödkolv för att värma upp omgivningen nära temperaturgivaren LM35, kontrollera videon i slutet. Även här arbetar vi med direktströmsladd på 220v, så yttersta försiktighet måste iakttas, annars kan du få en allvarlig skada.
Arbete av relä:
Relä är en elektromagnetisk omkopplare, som tillåter mycket större ström att strömma när en liten ström appliceras på den, som om vi använder transistorn som en omkopplare. Relä används vanligtvis för att styra växelströmsenheterna (växelström) med en mycket mindre likström.
Reläet har en spole inuti och när det inte finns någon spänning på spolen, är COM (gemensam) ansluten till NC (normalt sluten kontakt). Och när det finns en viss spänning på spolen, produceras det elektromagnetiska fältet. Som lockar armaturen (spaken ansluten till fjädern) och COM och NO (normalt öppen kontakt) ansluts, vilket gör att större ström kan strömma. Reläer finns i många betyg, här använde vi 6V driftspänningsrelä, vilket gör att 7A-250VAC ström kan strömma.
Relä konfigureras med hjälp av en liten drivarkrets som består av en transistor, diod och ett motstånd. Transistor används för att förstärka strömmen så att full ström (från likströmskällan - 9v batteri) kan strömma genom spolen för att få full energi. Motstånd används för att ge förspänning till transistorn. Och dioder används för att förhindra omvänd strömflöde när transistorn stängs av. Varje induktorspole producerar lika och motsatt EMF när den plötsligt stängs av, detta kan orsaka permanenta skador på komponenterna, så dioden måste användas för att förhindra omvänd ström. En relämodul är lätt tillgänglig på marknaden med alla dess förarkretsar på kortet eller så kan du skapa den med hjälp av ovanstående komponenter. Här har vi använt 6V relämodul. Du kan lära dig mer om reläet här.