Termistorbaserad termostatkrets

Termostat bildas genom att summera två grekiska termer termo och statos, termos betyder värme och statos betyder stationär, stående eller fast. Termostat används för att styra apparater eller hushållsapparater beroende på temperaturen, som att slå på / stänga av luftkonditioneringsapparater, rumsuppvärmare etc. Vanliga tillämpningar av termostaten är att hålla rumstemperaturen i centraliserade värmesystem eller kylsystem, reglera kyltemperatur, kylsystem, eljärn, ugnar, hårtorkar och många fler. Programmerbara och smarta termostater finns också på marknaden idag.

Typer av termostat:

För att känna av temperaturen använder olika termostater olika sensorer eller enheter, och enligt det kan de huvudsakligen klassificeras i två typer

Mekanisk termostat
Elektrisk / elektronisk termostat

Mekanisk termostat -

Bimetaltermostat faller under mekanisk termostat. Generellt har de ett hölje och en knopp som visas på bilden nedan. Den har en fast kontakt och en rörlig lever som består av två olika metaller med olika koefficienter för linjär expansion. Änden på den rörliga spaken kopplas ihop med fast kontakt när temperaturen sjunker och kopplas bort när rumstemperaturen är hög. Det är så det kan slå på och stänga av enheterna beroende på temperaturen.

Några exempel där bimetalltermostater används - strykjärn, kylskåp, luftkonditionering.

Elektrisk termostat -

De vanligaste elektroniska temperatursensorerna är termoelement och termistorer som används i termostaten. Både termistor och termoelement elektriska egenskaper upplever förändringar när de utsätts för temperaturvariation.

Termoelement är en anordning som använder minst två olika metallremsor som förenas i ena änden för att bilda två korsningar; varm korsning och kall korsning. Hot junction är en mätningskorsning; objekt vars temperatur ska mätas placeras vid Hot junction, medan Cold junction (vars temperatur är känd) är referenspunkten. På grund av denna temperaturskillnad genereras en spänningsskillnad som kallas termoelektrisk spänning som används för att mäta temperaturen. Termoelement används i pannor, ugnar etc.

Den andra typen av elektrisk sensor som används i termostaten är termistor som vi kommer att studera mer detaljerat med exempel.

Vad är en termistor?

Som namnet antyder är en termistor en kombination av två ord, termisk och motstånd. Det är en resistiv komponent vars motstånd varierar med temperaturförändring.

Termistorer är mycket tillförlitliga och har ett stort skalningsområde för att detektera mindre temperaturvariation dyrbart. De är billiga och användbara som temperatursensor. Termistor används i digital termostat.

Typer av termistor

Beroende på dess motståndsvariation med avseende på omgivande temperatur finns det två typer av termistorer. De förklaras i detalj nedan: -

1. PTC - Positiv temperaturkoefficient.

Dess motstånd är direkt proportionellt mot temperaturen, dvs dess motstånd minskar med temperaturminskning och vice versa.

2. NTC - Negativ temperaturkoefficient.

Dess motstånd är indirekt proportionellt mot temperaturen, dvs. dess motstånd minskar med temperaturökning och vice versa.

Vi använder NTC-termistor i vår applikation. 103 indikerar motståndet hos termistorn vid normal temperatur betyder 10 k Ohm.

Tillämpning av NTC-termistor:

Att kunna styra vilken enhet som helst baserat på temperaturvariationen är en mycket bekväm och intressant idé. En sådan populär applikation är brandlarm, där termistorn känner av värmen och utlöser larmet.

NTC-termistorer används mest i olika applikationer men där det finns krav på låg resistans vid startpunkten används PTC-termistor.

Motståndet hos termistorn vid rumstemperatur specificeras av tillverkaren i databladet tillsammans med de olika värdena för motstånd vid olika temperaturer, varigenom man kan välja rätt termistor för lämplig tillämpning.

Här är några kretsar byggda med hjälp av Thermistor:

Brandlarm med termistor
Temperaturstyrd DC-fläkt med Thermistor
Gränssnittstermistor med Arduino för att mäta och visa temperatur på LCD
Temperaturstyrda AC-hushållsapparater

Komponent krävs:

NTC 103 termistor (10k Ω).
BJT BC 547.
5k Ω Potentiometer (POT).
1kΩ motstånd.
LED.
Strömförsörjning - 6V DC.
Brödbräda och anslutningskablar.

Kretsschema för termistorkrets:

Arbete av termostatkrets:

Kretsen äventyrar en spänningsdelarkrets och utmatningskretsen "PÅ och AV". Spänningsdelarkretsen bildas av termistorn och ett variabelt motstånd.

Spänningsdelarkretsens utgång är ansluten till basen på NPN-transistorn via ett 1k-motstånd. Spänningsdelarkrets gör det möjligt att känna av variationen i spänning orsakad av variation i motstånd hos Thermistor. Genom att använda en POT i spänningsdelaren kan vi justera termistorkänsligheten. Du kan också använda ett fast motstånd i stället för Variabelt motstånd för en fix utlösande punkt, betyder att lysdioden tänds, bara om temperaturen passerar ett visst värde och du inte kan justera utlösningspunktens temperatur. Så använd bättre en POT och variera känsligheten genom att bara vrida på ratten.

Man kan välja uppsättningen motstånd med formeln nedan-

Vo = × V _IN

I vår krets har vi ersatt R2 med POT och R1 med LDR, så utgångsspänningen förändras med termistormotståndet. Och termistormotståndet förändras med utetemperaturen, så utspänningen kommer att förändras när vi ändrar temperaturen runt termistorn. Transistorn slås på vid 0,7 V eller högre, vilket är VBE-spänningen.

Ett enklare sätt att välja och känna till lämplig R2 för 10k NTC-termistor är att simulera kretsen i Proteus och få ett nära värde på R2. Genom att ersätta termistorn med ett variabelt motstånd kan vi studera dess ekvivalenta effekt i kretsen enligt nedanstående kretsscheman:

Den andra delen av kretsen är transistorsektion där transistorn fungerar som en omkopplare för LED D1. Eftersom en transistor är en strömstyrd anordning är ett motstånd R1 anslutet till dess ingång för att begränsa strömflödet.

Med hänvisning till ovanstående simuleringskrets, så snart temperaturen stiger nära termistorn minskar dess elektriska motstånd, vilket resulterar i spänningsökning över RV1. Så spänningen vid basen av transistorn (V _BE) ökar också, och så snart V _BE ≥0,7 V börjar transistorn leda och lysdioden tänds.

Observera att vi kan ersätta denna LED med en summer eller glödlampa etc. i ovanstående krets med minimalt tillägg av några fler komponenter. Kontrollera också demonstrationsvideon nedan.