Aplicações de sensores de temperatura

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Aqui temos duas aplicações práticas envolvendo circuitos para sentir a temperatura usando sensores e dá uma saída elétrica. Em ambos os circuitos, usamos um circuito analógico. Então, vamos ter uma breve ideia sobre circuitos analógicos.

Um sensor é uma unidade que pode medir um fenômeno físico e quantificar o último, ou seja, dá uma representação mensurável da maravilha em uma escala ou intervalo particular. Geralmente os sensores são categorizados em dois tipos, analógicos e sensores digitais . Aqui vamos discutir sobre o sensor analógico.




Um sensor analógico é um componente que mede qualquer magnitude real e traduz seu valor em uma magnitude que podemos medir com um circuito eletrônico, normalmente um resistor ou valor capacitivo que podemos transformar em uma qualidade de tensão. Exemplo de um sensor analógico pode ser um termistor, em que o resistor muda sua resistência com base na temperatura. A maioria dos sensores analógicos geralmente vem com três pinos de conexão, um para obter a tensão de alimentação, um para associação de aterramento e o último é o pino de tensão de saída. A maioria dos sensores analógicos que usaremos são sensores resistivos, é mostrado na figura. Ele é conectado a um circuito de maneira que tenha uma saída com uma faixa de voltagem específica, geralmente a faixa de voltagem está entre 0 volts e 5 volts. Finalmente, podemos obter esse valor em nosso microcontrolador usando um de seus pinos de entrada analógica. Sensores analógicos medem a posição da porta, água, energia e fumaça dos dispositivos.

Circuito de Temperatura1. Um sensor de calor simples

Faça este circuito sensor de calor simples para monitorar a temperatura em dispositivos de geração de calor, como amplificador e inversor. Quando a temperatura no dispositivo excede o limite permitido, o circuito avisa por meio de bipes. É muito simples e pode ser consertado no próprio dispositivo com a energia extraída dele. O circuito funciona em 5 a 12 volts DC.



O circuito é projetado usando o popular temporizador IC 555 no modo biestável. IC 555 tem dois comparadores, um flip-flop e um estágio de saída. Sua saída torna-se alta quando um pulso negativo de mais de 1/3 Vcc é aplicado ao pino de disparo 2. Nesse momento, o comparador inferior dispara e muda o estado do flip-flop e a saída fica alta. Ou seja, se a tensão no pino 2 for menor que 1/3 Vcc, a saída fica alta e se for maior que 1/3 Vcc, a saída permanece baixa.

Aqui, um termômetro NTC (coeficiente de temperatura negativo) é usado como sensor de calor. É uma espécie de resistor variável e sua resistência depende da temperatura ao seu redor. No NTC Thermister, a resistência cai quando a temperatura nas proximidades aumenta. Mas no termistor PTC (coeficiente de temperatura positivo), a resistência aumenta quando a temperatura aumenta.


No circuito, o termistor NTC 4.7K é conectado ao pino 2 do IC1. O resistor variável VR1 ajusta a sensibilidade do termistor em um determinado nível de temperatura. Para redefinir o flip-flop e, portanto, alterar a saída, o pino de limiar 6 do IC1 é usado. Quando um pulso positivo é aplicado ao pino 6 por meio do interruptor de pressão, o comparador superior de IC1 torna-se alto e aciona a entrada R do flip-flop. Isso é redefinido e a saída fica baixa.

Sensor de calor simples

Quando a temperatura do dispositivo está normal (conforme definido por VR1), a saída de IC1 permanece baixa porque o pino de disparo 2 está obtendo mais de 1/3 Vcc. Isso mantém a saída baixa e a campainha permanece silenciosa. Quando a temperatura no dispositivo aumenta devido ao uso prolongado ou qualquer curto na fonte de alimentação, a resistência do Thermister diminui levando o pino do gatilho menos de 1/3 Vcc. O Bistable então dispara e sua saída aumenta. Isso ativa a campainha e os bipes serão gerados. Este estado continua até que a temperatura diminua ou o IC seja redefinido pressionando S1.

Como definir?

Monte o circuito em um PCB comum e fixe dentro do dispositivo a ser monitorado. Conecte o Thermister (o Thermister não tem polaridade) com o circuito usando fios finos. Fixe o Thermister próximo às partes geradoras de calor do dispositivo, como transformador ou dissipador de calor. A energia pode ser extraída da fonte de alimentação do dispositivo. Ligue o circuito e ligue o dispositivo. Ajuste VR1 lentamente até que a campainha pare na temperatura normal. O circuito ficará ativo quando a temperatura dentro do dispositivo aumentar.

2. Detector de vazamento de ar condicionado

É um comparador que detecta mudanças de temperatura em relação à temperatura ambiente. Ele foi projetado principalmente para detectar secas em torno de portas e janelas que causam vazamentos de energia, mas pode ser usado de muitas outras maneiras, quando um detector de mudança de temperatura sensível é necessário. Se a mudança de temperatura estiver apontando para cima, o LED vermelho acende e se a mudança de temperatura apontar para baixo, o LED verde acende.

Diagrama do circuito do detector de vazamento de ar condicionado

Detector de vazamento de ar condicionadoAqui, IC1 é usado como um detector de ponte e amplificador cuja tensão de saída aumenta quando a temperatura aumenta devido ao desequilíbrio da ponte. Os 2 outros ICs são usados ​​como comparadores. Ambos os LEDs estão desligados variando R1 para equilibrar a ponte. Quando a ponte está desequilibrada devido à mudança de temperatura, um dos LEDs acenderá.

Partes:

R1 = 22K - Potenciômetro Linear

R2 = 15K a 20 ° C n.t.c. Termistor (ver notas)

R3 = 10K - Resistor 1 / 4W

R4 = 22K - Resistor 1 / 4W

R5 = 22K - Resistor 1 / 4W

R6 = 220K - Resistor 1 / 4W

R7 = 22K - Resistor 1 / 4W

R8 = 5K - predefinição

R9 = 22K - Resistor 1 / 4W

R10 = 680R - Resistor 1 / 4W

C1 = 47µF, 63V Capacitor eletrolítico

D1 = 5 mm. LED Verde

D2 = 5 mm. LED amarelo / branco

U1 = TL061 IC, baixa corrente BIFET Op-Amp

IC2 = LM393 Dual Voltage Comparator IC

P1 = Chave SPST

B1 = Bateria PP3 de 9V

Notas:

  • A faixa de resistência dos termistores deve ser de 10 a 20K na faixa de 20 graus.
  • O valor de R1 deve ser duas vezes o valor da resistência do termistor.
  • O termistor deve ser colocado em uma pequena caixa para garantir a detecção rápida de mudanças de temperatura.
  • O pino 1 do IC2B deve ser conectado ao pino 7 do IC2A se apenas um LED for necessário.