การใช้งานเซนเซอร์จับอุณหภูมิ

ที่นี่เรามีแอพพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงสองแบบที่เกี่ยวข้องกับวงจรเพื่อตรวจจับอุณหภูมิโดยใช้เซ็นเซอร์และให้เอาต์พุตไฟฟ้า ในทั้งสองวงจรเราได้ใช้วงจรอนาล็อก ดังนั้นให้เรามีแนวคิดสั้น ๆ เกี่ยวกับวงจรอนาล็อก

เซ็นเซอร์คือหน่วยที่สามารถวัดปรากฏการณ์ทางกายภาพและหาจำนวนหลังได้กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือการแสดงความมหัศจรรย์ที่วัดได้ในระดับหรือช่วงเฉพาะ โดยทั่วไปเซ็นเซอร์แบ่งออกเป็นสองประเภทคืออนาล็อกและ เซ็นเซอร์ดิจิตอล . ที่นี่เราจะพูดถึงเซ็นเซอร์อนาล็อก

เซ็นเซอร์อะนาล็อกเป็นส่วนประกอบที่มากกว่าการวัดขนาดจริงใด ๆ และแปลค่าเป็นขนาดที่เราสามารถวัดได้ด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยปกติจะเป็นตัวต้านทานหรือค่าตัวเก็บประจุที่เราสามารถเปลี่ยนเป็นคุณภาพแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างของเซ็นเซอร์อะนาล็อกอาจเป็นเทอร์มิสเตอร์ซึ่งตัวต้านทานจะเปลี่ยนความต้านทานตามอุณหภูมิ เซ็นเซอร์อะนาล็อกส่วนใหญ่มักมาพร้อมกับหมุดเชื่อมต่อสามขาตัวหนึ่งสำหรับรับแรงดันไฟฟ้าหนึ่งตัวสำหรับการเชื่อมต่อกราวด์และสุดท้ายคือขาแรงดันไฟฟ้าขาออก เซ็นเซอร์อนาล็อกส่วนใหญ่ที่เราจะใช้เป็นเซ็นเซอร์ตัวต้านทานดังแสดงในรูป มีการต่อสายเข้าในวงจรในลักษณะที่จะมีเอาต์พุตที่มีช่วงแรงดันไฟฟ้าเฉพาะโดยทั่วไปช่วงแรงดันไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 0 โวลต์ถึง 5 โวลต์ ในที่สุดเราก็สามารถรับค่านี้เข้าสู่ไมโครคอนโทรลเลอร์ของเราโดยใช้พินอินพุตอะนาล็อกอันใดอันหนึ่ง เซ็นเซอร์แบบอะนาล็อกจะวัดตำแหน่งประตูน้ำพลังงานและควันของอุปกรณ์

1. เซ็นเซอร์ความร้อนแบบธรรมดา

สร้างวงจรเซ็นเซอร์ความร้อนแบบง่ายๆนี้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิในอุปกรณ์สร้างความร้อนเช่นแอมพลิฟายเออร์และอินเวอร์เตอร์ เมื่ออุณหภูมิในอุปกรณ์สูงเกินขีด จำกัด ที่อนุญาตวงจรจะเตือนด้วยเสียงบี๊บ มันง่ายเกินไปและสามารถแก้ไขได้ในตัวเครื่องด้วยการเปิดเครื่อง วงจรทำงานใน 5 ถึง 12 โวลต์ DC

วงจรได้รับการออกแบบโดยใช้ IC 555 จับเวลายอดนิยมในโหมด Bistable IC 555 มีตัวเปรียบเทียบสองตัวฟลิปฟล็อปและเอาท์พุต เอาต์พุตจะสูงเมื่อใช้พัลส์ลบมากกว่า 1/3 Vcc กับขาทริกเกอร์ 2 ในเวลานี้ตัวเปรียบเทียบที่ต่ำกว่าจะทริกเกอร์และเปลี่ยนสถานะของฟลิปฟล็อปและเอาต์พุตจะสูง นั่นคือถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ขา 2 น้อยกว่า 1/3 Vcc เอาต์พุตจะสูงและถ้าสูงกว่า 1/3 Vcc เอาต์พุตจะยังคงต่ำ

นี่คือเทอร์มิสเตอร์ NTC (ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ) ใช้เป็นเซ็นเซอร์ความร้อน เป็นตัวต้านทานแบบแปรผันและความต้านทานขึ้นอยู่กับอุณหภูมิรอบตัว ใน NTC Thermister ความต้านทานจะลดลงเมื่ออุณหภูมิในบริเวณใกล้เคียงเพิ่มขึ้น แต่ในเทอร์มิสเตอร์ PTC (Positive Temperature Coefficient) ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ในวงจร 4.7K NTC Thermistor เชื่อมต่อกับ pin2 ของ IC1 ตัวต้านทานแบบแปรผัน VR1 ปรับความไวของเทอร์มิสเตอร์ที่ระดับอุณหภูมิเฉพาะ ในการรีเซ็ตฟลิปฟล็อปและด้วยเหตุนี้เพื่อเปลี่ยนเอาต์พุตจึงใช้พินเกณฑ์ 6 ของ IC1 เมื่อพัลส์บวกถูกนำไปใช้กับพิน 6 ผ่านสวิตช์กดตัวเปรียบเทียบด้านบนของ IC1 จะสูงและทริกเกอร์อินพุต R ของฟลิปฟล็อป สิ่งนี้จะรีเซ็ตและเอาต์พุตจะต่ำ

เมื่ออุณหภูมิของอุปกรณ์เป็นปกติ (ตามที่กำหนดโดย VR1) เอาต์พุตของ IC1 จะยังคงต่ำเนื่องจากขาทริกเกอร์ 2 ได้รับมากกว่า 1/3 Vcc ซึ่งจะช่วยให้เอาต์พุตต่ำและเสียงกริ่งยังคงเงียบ เมื่ออุณหภูมิในอุปกรณ์เพิ่มขึ้นเนื่องจากการใช้งานเป็นเวลานานหรือแหล่งจ่ายไฟสั้นความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะลดลงโดยใช้ขาไกน้อยกว่า 1/3 Vcc จากนั้น Bistable จะทริกเกอร์และเอาต์พุตจะสูง สิ่งนี้จะเปิดใช้งานเสียงกริ่งและเสียงบี๊บจะถูกสร้างขึ้น สถานะนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงหรือ IC รีเซ็ตโดยกด S1

วิธีการตั้งค่า?

ประกอบวงจรบน PCB ทั่วไปและติดตั้งภายในอุปกรณ์ที่จะตรวจสอบ เชื่อมต่อเทอร์มิสเตอร์ (เทอร์มิสเตอร์ไม่มีขั้ว) กับวงจรโดยใช้สายไฟเส้นเล็ก แก้ไข Thermister ใกล้กับส่วนที่สร้างความร้อนของอุปกรณ์เช่นหม้อแปลงหรือตัวระบายความร้อน สามารถแตะพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ได้ เปิดวงจรและเปิดอุปกรณ์ ค่อยๆปรับ VR1 จนกระทั่งกริ่งหยุดที่อุณหภูมิปกติ วงจรจะทำงานเมื่ออุณหภูมิภายในเครื่องสูงขึ้น

2. เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของเครื่องปรับอากาศ

เป็นเครื่องเปรียบเทียบที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเทียบกับอุณหภูมิโดยรอบ มีจุดประสงค์หลักเพื่อตรวจจับความแห้งแล้งรอบ ๆ ประตูและหน้าต่างที่ทำให้เกิดการรั่วไหลของพลังงาน แต่สามารถใช้งานได้หลายวิธีเมื่อจำเป็นต้องใช้เครื่องตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ละเอียดอ่อน หากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิชี้ไปด้านบนไฟ LED สีแดงจะติดสว่างและหากอุณหภูมิเปลี่ยนไปด้านล่างไฟ LED สีเขียวจะติดสว่าง

แผนภาพวงจรเครื่องตรวจจับการรั่วของเครื่องปรับอากาศ

ที่นี่ IC1 ใช้เป็นเครื่องตรวจจับสะพานและเครื่องขยายเสียงซึ่งแรงดันขาออกจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเนื่องจากสะพานไม่สมดุล IC อีก 2 ตัวถูกใช้เป็นตัวเปรียบเทียบ ไฟ LED ทั้งสองจะดับลงโดยใช้ R1 ที่แตกต่างกันเพื่อปรับสมดุลของสะพาน เมื่อสะพานไม่สมดุลเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไฟ LED ดวงใดดวงหนึ่งจะสว่างขึ้น

อะไหล่:

R1 = 22K - โพเทนชิออมิเตอร์เชิงเส้น

R2 = 15K ที่ 20 ° C n.t.c เทอร์มิสเตอร์ (ดูหมายเหตุ)

R3 = 10K - ตัวต้านทาน 1 / 4W

R4 = 22K - ตัวต้านทาน 1 / 4W

R5 = 22K - ตัวต้านทาน 1 / 4W

R6 = 220K - ตัวต้านทาน 1 / 4W

R7 = 22K - ตัวต้านทาน 1 / 4W

R8 = 5K - ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า

R9 = 22K - ตัวต้านทาน 1 / 4W

R10 = 680R - ตัวต้านทาน 1 / 4W

C1 = 47µF, 63V Capacitor Electrolytic

D1 = 5 มม. LED สีเขียว

D2 = 5 มม. LED สีเหลือง / ขาว

U1 = TL061 IC, BIFET Op-Amp กระแสต่ำ

IC2 = LM393 IC เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าคู่

P1 = สวิตช์ SPST

B1 = 9V PP3 แบตเตอรี่

หมายเหตุ:

• ช่วงความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ควรอยู่ที่ 10 ถึง 20K ในช่วง 20 องศา
• ค่าของ R1 ควรเป็นสองเท่าของค่าความต้านทานเทอร์มิสเตอร์
• ควรใส่เทอร์มิสเตอร์ไว้ในปลอกขนาดเล็กเพื่อให้ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว
• Pin1 ของ IC2B ควรเชื่อมต่อกับ pin7 ของ IC2A หากต้องการ LED เพียงตัวเดียว