- Požadované komponenty:
- Snímač teploty LM35:
- Nastavenie referenčného napätia pre operačný zosilňovač LM358:
- Schéma zapojenia:
- Pracovné vysvetlenie:
Dnes staviame jednoduchý, ale veľmi užitočný obvod pomocou snímača teploty LM35. V tomto obvode budeme riadiť LED podľa teploty okolo. Ak teplota presiahne konkrétnu úroveň (50 stupňov v tomto obvode), červená LED bude automaticky svietiť, inak žltá LED zostane svietiť pod touto konkrétnou teplotou. Túto prahovú hodnotu teploty je možné nastaviť nastavením premenlivého odporu v obvode podľa požiadaviek.
Tento obvod s riadenou teplotou môže byť užitočný v mnohých ohľadoch, napríklad môže fungovať ako indikátor teploty alebo môže spustiť akékoľvek zariadenie, napríklad ventilátor alebo alarm, nad určitú teplotu. Môže tiež fungovať ako požiarny poplach, ak nastavíte veľmi vysokú prahovú teplotu, napríklad 100 stupňov Celzia. V tomto obvode sa tiež dozviete, ako používať snímač LM35 v ľubovoľnom obvode. LM35 je veľmi populárny a lacný snímač teploty, ktorý sa zvyčajne používa ako digitálny teplomer alebo na meranie teploty.
Požadované komponenty:
- 9v batéria
- IC 7805
- Teplotný snímač LM35
- Operačný zosilňovač LM358
- 10k ohmový rezistor (3)
- 1k ohmový rezistor (3)
- Variabilný rezistor 10k
- LED diódy (červená a žltá)
- Tranzistor NPN BC547 (2)
Snímač teploty LM35:
LM35 je trojpólové zariadenie podobné tranzistoru. Má VCC, GND a VÝSTUP. Tento snímač poskytuje premenlivé napätie na výstupe na základe teploty. Produkt „LM35“ poskytuje výstup v stupňoch Celzia a dokáže snímať teplotu až do 150 stupňov Celzia.
Pri každom zvýšení teploty o +1 ° C bude na výstupnom kolíku o 10 mV vyššie napätie. Takže ak je teplota 0 ° C, výstup snímača bude 0 V, ak je teplota 10 ° C, výstup snímača bude + 100 mV, ak je teplota 25 ° C, výstup snímača bude + 250 mV.
Nastavenie referenčného napätia pre operačný zosilňovač LM358:
Tu sme použili operačný zosilňovač LM358 na porovnanie výstupného napätia LM35 s referenčným napätím. Ako už bolo spomenuté, nastavili sme obvod na prahové napätie 50 stupňov, takže na spustenie operačného zosilňovača na 50 stupňoch je potrebné nastaviť referenčné napätie na 0,5 voltu, pretože pri teplote 50 stupňov bude výstupné napätie LM35 0,5 voltu alebo 500 mV. Referenčné napätie je napätie na kolíku č. 2 LM358 (pozri schému zapojenia nižšie).
Teraz, aby sme nastavili referenčné napätie, sme vytvorili obvod deliča napätia pomocou odporu R1 a variabilného odporu RV1 10k. Použitím vyššie uvedených vzorcov môžete príslušne nastaviť referenčné napätie a zmeniť medznú teplotu. Ak chcete nastaviť ako spúšťaciu hodnotu teplotu 50 stupňov Celzia, môžete nastaviť potenciometer zhruba na 8k: 2k ako:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(tu R2 je druhá časť potenciometra: 2 k ohm a R1 je R1 + prvá časť potenciometra: 10 k + 8 k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5v
Operačný zosilňovač LM358:
Operačné zosilňovače sú tiež známe ako napäťové komparátory. Keď je napätie na neinvertujúcom vstupe (+) vyššie ako napätie na invertujúcom vstupe (-), potom je výstup komparátora vysoký. A ak je napätie invertujúceho vstupu (-) vyššie ako neinvertujúci koniec (+), potom je výstup LOW. Viac informácií o práci operačného zosilňovača nájdete tu.
LM358 je operačný zosilňovač s duálnym nízkym šumom, ktorý má vo vnútri dva nezávislé komparátory napätia. Toto je operačný zosilňovač na všeobecné použitie, ktorý je možné nakonfigurovať v mnohých režimoch, ako je komparátor, letný režim, integrátor, zosilňovač, diferenciátor, invertujúci režim, neinvertujúci režim atď.
Schéma zapojenia:
Pracovné vysvetlenie:
Práca na tomto projekte s regulovanými svetlami je jednoduchá. Na napájanie celého obvodu sa používa 9v batéria na všeobecné použitie a na zabezpečenie regulovaného 5V napájania obvodu sa používa IC7805. Ak je teplota nižšia ako 50 stupňov Celzia, potom žltá LED svieti a ČERVENÁ nesvieti. Ak je teplota pod 50 stupňov, výstup LM358 zostáva LOW a Q1 zostáva v stave OFF a tranzistor Q2 zostáva v stave ON.
Teraz, keď teplota okolia prekročí 50 stupňov Celzia, výstupné napätie LM35 na kolíku 2 tiež stúpne nad 0,5 voltu alebo 500 mV. Výstup LM35 je pripojený na pin 3 operačného zosilňovača LM358. A keďže sme nastavili referenčné napätie (napätie na Pin 2 na LM358) na 0,5 voltu, tak teraz napätie na Pin 3 (neinvertujúci vstup) bude vyššie ako napätie na Pin 2 (invertujúci vstup) a výstup operačného zosilňovača LM358 (PIN 1) sa stáva VYSOKÝM. Výstup LM358 pripojený k základni NPN tranzistora Q1, takže Q1 sa tiež zapne a červená LED začne svietiť. Súčasne sa uzemní základňa tranzistora Q2 a Q2 sa vypne a žltá LED tiež zhasne. Takto obvod zistí teplotný limit a indikuje ho rozsvietením červenej LED.
V demonštračnom videu nižšie sme pomocou spájkovačky zohriali okolie senzora teploty LM35, skontrolujte ho.