- Požadované komponenty:
- Teplotní senzor LM35:
- Nastavení referenčního napětí pro operační zesilovač LM358:
- Kruhový diagram:
- Pracovní vysvětlení:
Dnes stavíme jednoduchý, ale velmi užitečný obvod pomocí teplotního senzoru LM35. V tomto obvodu budeme řídit LED podle teploty kolem. Pokud teplota překročí určitou úroveň (50 stupňů v tomto obvodu), pak červená LED automaticky svítí, jinak žlutá LED zůstane pod touto konkrétní teplotou. Tuto prahovou hodnotu teploty lze nastavit nastavením proměnného odporu v obvodu podle požadavku.
Tento teplotně řízený světelný obvod může být užitečný mnoha způsoby, například může fungovat jako indikátor teploty nebo může spustit jakékoli zařízení, jako je ventilátor nebo alarm, nad určitou teplotu. Může také fungovat jako požární poplach, pokud nastavíte velmi vysokou prahovou teplotu, například 100 stupňů Celsia. V tomto obvodu se také dozvíte, jak používat senzor LM35 v jakémkoli obvodu. LM35 je velmi populární a levný teplotní senzor, který se obvykle používá jako digitální teploměr nebo k měření teploty.
Požadované komponenty:
- 9v baterie
- IC 7805
- Teplotní čidlo LM35
- Operační zesilovač LM358
- 10k ohm rezistor (3)
- 1k ohmový rezistor (3)
- Variabilní rezistor 10k
- LED diody (červená a žlutá)
- Tranzistor NPN BC547 (2)
Teplotní senzor LM35:
LM35 je zařízení se třemi piny jako tranzistor. Má VCC, GND a VÝSTUP. Tento snímač poskytuje proměnlivé napětí na výstupu na základě teploty. „LM35“ poskytuje výstup ve stupních Celsia a může snímat teplotu až 150 stupňů Celsia.
Při každém zvýšení teploty o +1 ° C bude na výstupním pinu o +10 mV vyšší napětí. Pokud je tedy teplota 0 ° C, výstup snímače bude 0 V, pokud je teplota 10 ° C, výstup snímače bude + 100 mV, pokud je teplota 25 ° C, výstup snímače bude + 250 mV.
Nastavení referenčního napětí pro operační zesilovač LM358:
Zde jsme použili operační zesilovač LM358 k porovnání výstupního napětí LM35 s referenčním napětím. Jak již bylo zmíněno, nastavili jsme obvod pro prahové napětí 50 stupňů, takže pro spuštění operačního zesilovače na 50 stupňů musíme nastavit referenční napětí na 0,5 voltu, protože při teplotě 50 stupňů bude výstupní napětí LM35 0,5 voltu nebo 500 mV. Referenční napětí je napětí na kolíku č. 2 LM358 (viz schéma zapojení níže).
Nyní pro nastavení referenčního napětí jsme vytvořili obvod děliče napětí pomocí odporu R1 a variabilního odporu RV1 10k. Pomocí výše uvedených vzorců můžete odpovídajícím způsobem nastavit referenční napětí a změnit mezní teplotu. Chcete-li jako spouštěcí hodnotu nastavit teplotu 50 stupňů Celsia, můžete nastavit potenciometr zhruba na 8k: 2k jako:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(zde R2 je druhá část potenciometru: 2k ohm a R1 je R1 + první část potenciometru: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5v
Operační zesilovač LM358:
Operační zesilovače jsou také známé jako napěťové komparátory. Pokud je napětí na neinvertujícím vstupu (+) vyšší než napětí na invertujícím vstupu (-), pak je výstup komparátoru vysoký. A pokud je napětí invertujícího vstupu (-) vyšší než neinvertující konec (+), pak je výstup LOW. Zde se dozvíte více o práci operačního zesilovače.
LM358 je operační zesilovač s duálním nízkým šumem, který má uvnitř dva nezávislé komparátory napětí. Jedná se o operační zesilovač pro všeobecné použití, který lze konfigurovat v mnoha režimech, jako je komparátor, letní režim, integrátor, zesilovač, diferenciátor, invertující režim, neinvertující režim atd.
Kruhový diagram:
Pracovní vysvětlení:
Práce na tomto projektu s řízenou teplotou je jednoduchá. K napájení celého obvodu se používá 9v baterie pro všeobecné použití a IC7805 se používá k zajištění regulovaného napájení 5v do obvodu. Pokud je teplota nižší než 50 stupňů Celsia, pak žlutá LED svítí a ČERVENĚ svítí. Když je teplota pod 50 stupňů, pak výstup LM358 zůstane LOW a Q1 zůstane ve stavu OFF a tranzistor Q2 zůstane ve stavu ON.
Nyní, když okolní teplota překročí 50 stupňů Celsia, výstupní napětí LM35 na pinu 2 také stoupne nad 0,5 voltu nebo 500 mV. Výstup LM35 je připojen ke kolíku 3 Op-zesilovače LM358. A protože jsme nastavili referenční napětí (napětí na Pin 2 na LM358) na 0,5 voltu, tak nyní napětí na Pin 3 (neinvertující vstup) bude vyšší než napětí na Pin 2 (invertující vstup) a výstup operační zesilovače LM358 (PIN 1) se stává HIGH. Výstup LM358 připojený k základně NPN tranzistoru Q1, takže Q1 se také rozsvítí a červená LED začne svítit. Současně se uzemní základna tranzistoru Q2 a Q2 se vypne a žlutá LED také zhasne. Takto obvod detekuje teplotní limit a indikuje to rozsvícením červené LED.
V ukázkovém videu níže jsme použili páječku k ohřátí okolí poblíž Teplotního senzoru LM35, zkontrolujte to.