Termistoripohjainen termostaattipiiri

Termostaatti muodostetaan laskemalla yhteen kaksi kreikkalaista termiä termo ja statos, termos tarkoittaa lämpöä ja statos kiinteää, seisovaa tai kiinteää. Termostaattia käytetään laitteiden tai kodinkoneiden ohjaamiseen lämpötilan mukaan, kuten ilmastointilaitteen, huonelämmittimien kytkeminen päälle / pois päältä, silitysrauta, uunit, hiustenkuivaajat ja paljon muuta. Ohjelmoitavia ja älykkäitä termostaatteja on myös saatavilla markkinoilla tänään.

Termostaatin tyypit:

Lämpötilan havaitsemiseksi eri termostaatit käyttävät erilaisia antureita tai laitteita, ja sen mukaan ne voidaan luokitella pääasiassa kahteen tyyppiin

Mekaaninen termostaatti
Sähköinen / elektroninen termostaatti

Mekaaninen termostaatti -

Bimetal-termostaatti putoaa mekaanisen termostaatin alle. Yleensä heillä on kotelo ja nuppi, kuten alla olevassa kuvassa. Siinä on yksi kiinteä kontakti ja yksi liikkuva maksa, joka koostuu kahdesta eri metallista, joilla on erilaiset lineaarisen laajenemiskertoimet. Liikkuvan vivun pää kytkeytyy kiinteään koskettimeen lämpötilan laskiessa ja irtoaa, kun huoneen lämpötila on korkea. Näin se voi kytkeä laitteet päälle ja pois lämpötilan mukaan.

Joitakin esimerkkejä bimetallitermostaattien käytöstä - silitysrauta, jääkaappi, ilmastointilaite.

Sähköinen termostaatti -

Yleisimmät elektroniset lämpötila-anturit ovat termoelementtejä ja termostaatteja, joita käytetään termostaatissa. Sekä termistorin että termoelementin sähköiset ominaisuudet muuttuvat, kun ne altistuvat lämpötilan vaihteluille.

Termopari on laite, joka käyttää vähintään kahta erilaista metalliliuskaa, jotka on liitetty toisiinsa päin kahden liitoksen muodostamiseksi; kuuma risteys ja kylmä risteys. Kuuma liitos on mittausliitos; esine, jonka lämpötila on mitattava, asetetaan kuumalle risteykselle, kun taas kylmä risteys (jonka lämpötila on tiedossa) on vertailuristeys. Tämän lämpötilaeron vuoksi syntyy jänniteero, joka tunnetaan termosähköisenä jännitteenä, jota käytetään lämpötilan mittaamiseen. Lämpöparia käytetään kattiloissa, uuneissa jne.

Toinen termostaatissa käytetty sähköanturi on termistori, jota aiomme tutkia tarkemmin esimerkin avulla.

Mikä on termistori?

Kuten nimestä voi päätellä, termistori on kahden sanan, Thermal ja Resistor, yhdistelmä. Se on resistiivinen komponentti, jonka vastus vaihtelee lämpötilan muuttuessa.

Termistorit ovat erittäin luotettavia ja niillä on laaja mittakaava pienten lämpötilan vaihteluiden arvokkaan havaitsemiseksi. Ne ovat halpoja ja hyödyllisiä lämpötila-antureina. Termistoria käytetään digitaalisessa termostaatissa.

Termistorin tyypit

Termistoreita on kahden tyyppisiä sen vastuksen vaihtelusta ympäröivään lämpötilaan nähden. Ne selitetään yksityiskohtaisesti alla: -

1. PTC - positiivinen lämpötilakerroin.

Sen vastus on suoraan verrannollinen lämpötilaan, ts. Sen vastus pienenee lämpötilan laskiessa ja päinvastoin.

2. NTC - negatiivinen lämpötilakerroin.

Sen vastus on epäsuorasti verrannollinen lämpötilaan, ts. Sen vastus pienenee lämpötilan noustessa ja päinvastoin.

Käytämme NTC-termistoria sovelluksessamme. 103 osoittaa termistorin vastuksen normaalilämpötilassa tarkoittaa 10 k Ohmia.

NTC-termistorin käyttö:

Minkä tahansa laitteen hallitseminen lämpötilan vaihtelun perusteella on erittäin kätevä ja mielenkiintoinen idea. Yksi tällainen suosittu sovellus on palohälytys, jossa termistori tunnistaa lämmön ja laukaisee hälytyksen.

NTC-termistoreja käytetään yleisimmin eri sovelluksissa, mutta jos aloituspisteessä vaaditaan matalaa vastusta, käytetään PTC-termistoria.

Termistorin vastus huoneenlämpötilassa on määritelty valmistajan tietolomakkeessa yhdessä erilaisten vastusarvojen joukon kanssa eri lämpötiloissa, jolloin voidaan valita oikea termistori sopivaan käyttöön.

Tässä on joitain piirejä, jotka on rakennettu käyttämällä termistoria:

Palohälytys termistorilla
Lämpötilaohjattu tasavirtapuhallin termistorilla
Termistorin ja Arduinon yhdistäminen lämpötilan mittaamiseen ja näyttämiseen nestekidenäytössä
Lämpötilaohjatut AC-kodinkoneet

Tarvittava komponentti:

NTC 103-termistori (10k Ω).
BJT BC 547.
5k Ω potentiometri (POT).
1kΩ vastus.
LED.
Virtalähde - 6 V DC.
Leipälauta ja liitäntäjohdot.

Termistoripiirin piirikaavio:

Termostaattipiirin toiminta:

Jännitteenjakajan piirin ja lähdön “ON and OFF” -kytkentäpiirin piiri vaarantuu. Jännitteenjakajan piiri muodostuu termistorista ja vaihtuvasta vastuksesta.

Jännitteenjakajan piirilähtö on kytketty NPN-transistorin kantaan 1k-vastuksen kautta. Jännitteenjakajapiiri mahdollistaa aistien jännitteen vaihtelun, joka johtuu termistorin vastuksen vaihteluista. Käyttämällä POT: ta jännitteenjakajassa voimme säätää termistorin herkkyyttä. Voit myös käyttää kiinteää vastusta vaihtelevan vastuksen sijasta kiinteään liipaisupisteeseen, mikä tarkoittaa, että LED syttyy vain, jos lämpötila ylittää tietyn arvon ja et voi säätää liipaisupisteen lämpötilaa. Joten käytä paremmin POTia ja vaihda herkkyyttä kiertämällä vain nuppia.

Vastusjoukko voidaan valita alla olevan kaavan avulla-

Vo = × V _IN

Piirissämme olemme korvaaneet R2: n POT: lla ja R1: n LDR: llä, joten lähtöjännite muuttuu termistorin vastuksen kanssa. Ja termistorin vastus muuttuu ulkolämpötilan mukana, joten lähtöjännite muuttuu, kun muutamme lämpötilaa termistorin ympärillä. Transistori käynnistyy 0,7 V: lla tai enemmän, mikä on VBE-jännite.

Yksinkertaisempi tapa valita sopiva R2 10 k NTC-termistorille on simuloida piiri Proteuksessa ja saada R2: n läheinen arvo. Myös korvaamalla termistori vaihtuvalla vastuksella voimme tutkia sen vastaavaa vaikutusta piirissä alla olevien piirikaavioiden mukaisesti:

Piirin toinen osa on transistoriosa, jossa transistori toimii kytkimenä LEDille D1. Koska transistori on virralla ohjattu laite, vastus R1 on kytketty sen tuloliittimeen virtapiirin rajoittamiseksi.

Viitaten yllä olevaan simulointipiiriin, heti kun lämpötila nousee termistorin lähellä, sen sähköinen vastus pienenee, mikä johtaa jännitteen kasvuun RV1: n yli. Joten myös transistorin juuressa oleva jännite (V _BE) kasvaa, ja heti kun V _BE ≥0,7 V, transistori alkaa johtaa ja LED syttyy.

Huomaa, että voimme korvata tämän LED: n summerilla tai polttimolla jne. Yllä olevassa piirissä lisäämällä vain vähän muutamia komponentteja. Tarkista myös alla oleva esittelyvideo.