- Typy termostatu:
- Čo je to termistor?
- Typy termistora
- Aplikácia NTC termistora:
- Vyžaduje sa komponent:
- Schéma zapojenia obvodu termistora:
- Pracovanie obvodu termostatu:
Termostat je tvorený súčtom dvoch gréckych výrazov thermo a statos, thermos znamená teplo a statos znamená stacionárny, stojaci alebo pevný. Termostat sa používa na ovládanie zariadení alebo domácich spotrebičov podľa teploty, ako je zapnutie / vypnutie klimatizácie, ohrievačov miestnosti atď. Bežné aplikácie termostatu sú udržiavanie teploty v miestnosti v centralizovaných vykurovacích systémoch alebo chladiacich systémoch, regulácia teploty chladničky, chladiaci systém, elektrická žehlička, rúry na pečenie, sušiče vlasov a mnoho ďalších. Na dnešnom trhu sú dostupné aj programovateľné a inteligentné termostaty.
Typy termostatu:
Na snímanie teploty používajú rôzne termostaty rôzne senzory alebo zariadenia a podľa toho ich možno rozdeliť hlavne na dva typy
- Mechanický termostat
- Elektrický / elektronický termostat
Mechanický termostat -
Bimetalový termostat spadá pod mechanický termostat. Spravidla majú puzdro a gombík, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku. Má jeden pevný kontakt a jednu pohyblivú pečeň, ktorá je zložená z dvoch rôznych kovov s rôznymi koeficientmi lineárnej rozťažnosti. Koniec pohyblivej páky sa pri poklese teploty spojí s pevným kontaktom a odpojí sa, keď je teplota v miestnosti vysoká. Takto dokáže zapínať a vypínať prístroje podľa teploty.
Niekoľko príkladov použitia bimetalových termostatov - žehlička, chladnička, klimatizácia.
Elektrický termostat -
Najbežnejšie elektronické snímače teploty sú termočlánky a termistory používané v termostate. Elektrické vlastnosti termistora aj termočlánku sa menia, keď sú vystavené zmenám teploty.
Termočlánok je zariadenie, ktoré používa najmenej dva rôzne kovové pásy, ktoré sú spojené na jednom konci a vytvárajú dva spojenia; horúci a studený spoj. Horúci spoj je merací spoj; objekt, ktorého teplota sa má merať, sa umiestni na horúci spoj, zatiaľ čo studený spoj (ktorého teplota je známa) je referenčný spoj. Vďaka tomuto teplotnému rozdielu sa generuje rozdiel napätia známy ako termoelektrické napätie, ktoré sa používa na meranie teploty. Termočlánok sa používa v kotloch, rúrach atď.
Druhým typom elektrického snímača použitého v termostate je termistor, ktorý si pomocou príkladu podrobnejšie preštudujeme.
Čo je to termistor?
Ako naznačuje názov, termistor je kombináciou dvoch slov, termálneho a rezistora. Je to odporová zložka, ktorej odpor sa mení so zmenou teploty.
Termistory sú vysoko spoľahlivé a majú široký rozsah mierky na presnú detekciu malých teplotných odchýlok. Sú lacné a užitočné ako snímač teploty. Termistor sa používa v digitálnom termostate.
Typy termistora
V závislosti na zmene jeho odporu vzhľadom na teplotu okolia existujú dva typy termistorov. Ďalej sú podrobne vysvetlené: -
1. PTC - pozitívny teplotný koeficient.
Jeho odpor je priamo úmerný teplote, tj. Jeho odpor klesá s poklesom teploty a naopak.
2. NTC - negatívny teplotný koeficient.
Jeho odpor je nepriamo úmerný teplote, tj jeho odpor klesá s nárastom teploty a naopak.
V našej aplikácii používame NTC termistor. 103 indikuje odpor termistora pri normálnej teplote znamená 10 k Ohm.
Aplikácia NTC termistora:
Schopnosť ovládať akékoľvek zariadenie na základe kolísania teploty je veľmi pohodlný a zaujímavý nápad. Jednou z takýchto populárnych aplikácií je požiarny alarm, kde termistor sníma teplo a spúšťa alarm.
NTC termistory sa najbežnejšie používajú v rôznych aplikáciách, ale tam, kde je požiadavka na nízky odpor v počiatočnom bode, sa používajú PTC termistory.
Odpor termistora pri izbovej teplote je uvedený výrobcom v údajovom liste spolu s rôznymi súbormi hodnôt odporov pri rôznych teplotách, čím je možné zvoliť vhodný termistor pre príslušné použitie.
Tu je niekoľko obvodov vytvorených pomocou termistora:
- Požiarna signalizácia pomocou termistora
- Tepelne riadený jednosmerný ventilátor pomocou termistora
- Prepojovací termistor s Arduinom na meranie a zobrazovanie teploty na LCD
- AC domáce spotrebiče s regulovanou teplotou
Vyžaduje sa komponent:
- Termistor NTC 103 (10k Ω).
- BJT BC 547.
- 5k Ω potenciometer (POT).
- 1kΩ rezistor.
- LED.
- Napájanie - 6V DC.
- Nepájivá doska a spojovacie drôty.
Schéma zapojenia obvodu termistora:
Pracovanie obvodu termostatu:
Obvod je kompromisom obvodu deliča napätia a výstupného spínacieho obvodu „ZAP a VYP“. Obvod deliča napätia je tvorený termistorom a premenlivým odporom.
Výstup obvodu rozdeľovača napätia je pripojený k základni tranzistora NPN cez rezistor 1k. Obvod rozdeľovača napätia umožňuje snímať zmeny napätia spôsobené zmenami odporu termistora. Použitím POT v deliči napätia môžeme upraviť citlivosť termistora. Môžete tiež použiť pevný rezistor namiesto variabilného rezistora pre pevný spúšťací bod, čo znamená, že LED sa rozsvieti, iba ak teplota prekročí určitú hodnotu a nemôžete nastaviť teplotu spúšťacieho bodu. Takže lepšie použite POT a nastavte citlivosť jednoduchým otočením gombíka.
Jeden je možné zvoliť sadu rezistorov podľa nasledujúceho vzorca -
Vo = × V IN
V našom obvode sme nahradili R2 POT a R1 LDR, takže výstupné napätie sa mení s odporom termistora. A odpor termistora sa mení s vonkajšou teplotou, takže výstupné napätie sa bude meniť, keď zmeníme teplotu okolo termistora. Tranzistor sa zapne na 0,7 V alebo viac, čo je napätie VBE.
Jednoduchší spôsob, ako zvoliť a poznať vhodný R2 pre 10k NTC termistor, je simulovať obvod v Proteuse a získať blízku hodnotu R2. Tiež výmenou termistora za premenný odpor môžeme študovať jeho ekvivalentný efekt v obvode podľa nasledujúcich schém zapojenia:
Druhou časťou obvodu je tranzistorová časť, kde tranzistor slúži ako spínač pre LED D1. Pretože tranzistor je prúdom riadené zariadenie, je na jeho vstupnú svorku pripojený rezistor R1, aby sa obmedzil prúdový náraz.
Pokiaľ ide o vyššie uvedený simulačný obvod, akonáhle teplota stúpne v blízkosti termistora, jeho elektrický odpor sa zníži, čo má za následok zvýšenie napätia na RV1. Takže sa zvýši aj napätie na báze tranzistora (V BE), akonáhle V BE ≥ 0,7 V, tranzistor začne vodiť a LED sa rozsvieti.
Upozorňujeme, že môžeme nahradiť túto LED diódu bzučiakom alebo žiarovkou atď. Vo vyššie uvedenom obvode s minimálnym pridaním niekoľkých ďalších komponentov. Skontrolujte tiež ukážkové video uvedené nižšie.