Obvod termostatu na bázi termistoru

Termostat je tvořen součtem dvou řeckých výrazů thermo a statos, termos znamená teplo a statos znamená stacionární, stojící nebo pevný. Termostat se používá k ovládání zařízení nebo domácích spotřebičů podle teploty, jako je zapnutí / vypnutí klimatizace, topení v místnosti atd. Běžné aplikace termostatu jsou udržování teploty v místnosti v centralizovaných topných systémech nebo v chladicím systému, regulace teploty v chladničce, chladicí systém, elektrická žehlička, trouby, vysoušeče vlasů a mnoho dalších. Na dnešním trhu jsou také dostupné programovatelné a inteligentní termostaty.

Typy termostatu:

Pro snímání teploty používají různé termostaty různé senzory nebo zařízení a podle toho je lze rozdělit hlavně na dva typy

Mechanický termostat
Elektrický / elektronický termostat

Mechanický termostat -

Bimetalový termostat spadá pod mechanický termostat. Obecně mají pouzdro a knoflík, jak je znázorněno na následujícím obrázku. Má jeden pevný kontakt a jednu pohyblivou játra, která je složena ze dvou různých kovů s různými koeficienty lineární roztažnosti. Konec pohyblivé páky se při poklesu teploty spojí s pevným kontaktem a při vysoké teplotě v místnosti se odpojí. Takto může zapínat a vypínat zařízení podle teploty.

Některé příklady, kde se používají bimetalové termostaty - žehlička, lednice, klimatizace.

Elektrický termostat -

Nejběžnějšími elektronickými teplotními senzory jsou termočlánky a termistory používané v termostatu. Elektrické vlastnosti termistoru i termočlánku se mění, jsou-li vystaveny teplotním výkyvům.

Termočlánek je zařízení, které používá alespoň dva různé kovové pásy, které jsou spojeny na jednom konci a tvoří dva spoje; horký spoj a studený spoj. Horký spoj je měřicí spoj; objekt, jehož teplota má být měřena, je umístěn na horkém spoji, zatímco studený spoj (jehož teplota je známa) je referenční spoj. Díky tomuto teplotnímu rozdílu je generován rozdíl napětí známý jako termoelektrické napětí, které se používá k měření teploty. Termočlánek se používá v kotlích, pecích atd.

Druhým typem elektrického senzoru používaného v termostatu je termistor, který si podrobněji prostudujeme na příkladu.

Co je to termistor?

Jak název napovídá, termistor je kombinací dvou slov, Thermal a Resistor. Je to odporová složka, jejíž odpor se mění se změnou teploty.

Termistory jsou vysoce spolehlivé a mají široký rozsah stupnice, aby mohly přesně detekovat malé odchylky teploty. Jsou levné a užitečné jako teplotní čidlo. Termistor se používá v digitálním termostatu.

Typy termistoru

V závislosti na změně jeho odporu vzhledem k okolní teplotě existují dva typy termistorů. Níže jsou podrobně vysvětleny: -

1. PTC - pozitivní teplotní koeficient.

Jeho odpor je přímo úměrný teplotě, tj. Jeho odpor klesá s poklesem teploty a naopak.

2. NTC - negativní teplotní koeficient.

Jeho odpor je nepřímo úměrný teplotě, tj. Jeho odpor klesá se zvyšováním teploty a naopak.

V naší aplikaci používáme NTC termistor. 103 indikuje odpor termistoru při normální teplotě znamená 10k Ohm.

Použití termistoru NTC:

Schopnost ovládat jakékoli zařízení na základě kolísání teploty je velmi pohodlný a zajímavý nápad. Jednou z takových populárních aplikací je Požární poplach, kde termistor snímá teplo a spouští poplach.

NTC termistory se nejčastěji používají v různých aplikacích, ale tam, kde je v počátečním bodě požadavek na nízký odpor, se používají termistory PTC.

Odpor termistoru při pokojové teplotě je specifikován výrobcem v datovém listu spolu s různou sadou hodnot odporů při různé teplotě, takže je možné zvolit vhodný termistor pro příslušnou aplikaci.

Zde jsou některé obvody vytvořené pomocí termistoru:

Požární poplach pomocí termistoru
Teplotně řízený stejnosměrný ventilátor pomocí termistoru
Propojovací termistor s Arduino pro měření a zobrazování teploty na LCD
Tepelně řízené střídavé domácí spotřebiče

Požadovaná součást:

Termistor NTC 103 (10k Ω).
BJT BC 547.
5k Ω potenciometr (POT).
1kΩ rezistor.
VEDENÝ.
Napájení - 6V DC.
Nepájivé pole a spojovací vodiče.

Schéma zapojení obvodu termistoru:

Práce obvodu termostatu:

Obvod kompromituje obvod děliče napětí a výstupní spínací obvod „ZAPNUTO a VYPNUTO“. Obvod děliče napětí je tvořen termistorem a proměnným odporem.

Výstup obvodu děliče napětí je připojen k základně tranzistoru NPN prostřednictvím rezistoru 1k. Obvod děliče napětí umožňuje snímat kolísání napětí způsobené kolísáním odporu termistoru. Použitím POT v děliči napětí můžeme upravit citlivost termistoru. Můžete také použít pevný rezistor místo variabilního rezistoru pro pevný spouštěcí bod, což znamená, že LED se rozsvítí, pouze pokud teplota překročí určitou hodnotu a nebudete moci nastavit teplotu spouštěcího bodu. Takže lépe použijte POT a měňte citlivost pouhým otočením knoflíku.

Lze vybrat sadu rezistorů podle vzorce níže -

Vo = × V _IN

V našem obvodu jsme nahradili R2 POT a R1 LDR, takže se výstupní napětí mění s odporem termistoru. A odpor termistoru se mění s venkovní teplotou, takže se výstupní napětí bude měnit, když budeme měnit teplotu kolem termistoru. Tranzistor se zapne na 0,7 V nebo vyšší, což je napětí VBE.

Jednodušší způsob, jak vybrat a znát vhodný R2 pro 10k NTC termistor, je simulovat obvod v Proteus a získat blízkou hodnotu R2. Také nahrazením termistoru proměnným odporem můžeme studovat jeho ekvivalentní účinek v obvodu podle níže uvedených schémat zapojení:

Druhou částí obvodu je tranzistorová část, kde tranzistor funguje jako spínač pro LED D1. Protože tranzistor je proudově řízené zařízení, je k jeho vstupní svorce připojen odpor R1, aby se omezil proudový ráz.

S odkazem na výše uvedený simulační obvod, jakmile teplota stoupne poblíž termistoru, jeho elektrický odpor se sníží, což má za následek zvýšení napětí na RV1. Rovněž se zvyšuje napětí na základně tranzistoru (V _BE) a jakmile V _BE ≥ 0,7 V začne tranzistor vodit a LED se rozsvítí.

Vezměte prosím na vědomí, že ve výše uvedeném obvodu můžeme tuto LED nahradit bzučákem nebo žárovkou atd. S minimálním přidáním několika dalších komponent. Zkontrolujte také ukázkové video níže.