- Components necessaris:
- Sensor de temperatura LM35:
- Configuració del voltatge de referència per a l’ampli operatiu LM358:
- Esquema de connexions:
- Explicació de treball:
Avui estem construint un circuit senzill però molt útil mitjançant el sensor de temperatura LM35. En aquest circuit, controlarem els LED segons la temperatura que hi ha al voltant. Si la temperatura supera un nivell concret (50 graus en aquest circuit), el LED vermell brillarà automàticament; en cas contrari, el LED groc es mantindrà encès per sota d’aquesta temperatura en particular. Aquest valor de temperatura llindar es pot establir ajustant la resistència variable al circuit, segons el requisit.
Aquest circuit de llums controlades per temperatura pot ser útil de moltes maneres, com pot funcionar com a indicador de temperatura o pot activar qualsevol dispositiu com el ventilador o l'alarma més enllà d'una temperatura determinada. També pot funcionar com a alarma contra incendis si configureu la temperatura llindar molt alta, com ara 100 graus centígrads. En aquest circuit també aprendreu sobre com utilitzar el sensor LM35 en qualsevol circuit. LM35 és un sensor de temperatura molt popular i econòmic que s'utilitza generalment com a termòmetre digital o per mesurar la temperatura.
Components necessaris:
- Bateria de 9v
- IC 7805
- Sensor de temperatura LM35
- Amplificador operatiu LM358
- Resistència de 10 k ohmis (3)
- Resistència d'1 k ohm (3)
- Resistència variable 10k
- LED (vermell i groc)
- Transistor NPN BC547 (2)
Sensor de temperatura LM35:
LM35 és un dispositiu similar a un transistor de tres pins. Té VCC, GND i OUTPUT. Aquest sensor proporciona voltatge variable a la sortida en funció de la temperatura. "LM35" proporciona una sortida en graus centígrads i pot detectar una temperatura de fins a 150 graus centígrads.
Per cada augment de temperatura de +1 centígrads hi haurà una tensió de + 10 mV més alta al pin de sortida. Així doncs, si la temperatura és de 0◦ centígrads la sortida del sensor serà de 0V, si la temperatura és de 10◦ centígrads la sortida del sensor serà de + 100mV, si la temperatura és de 25◦ centígrads la sortida del sensor serà de + 250mV.
Configuració del voltatge de referència per a l’ampli operatiu LM358:
Aquí hem utilitzat l’ampli operatiu LM358 per comparar el voltatge de sortida de LM35 amb el voltatge de referència. Com s’ha esmentat, hem configurat el circuit per a la tensió llindar de 50 graus, de manera que per activar l’ampli operatiu a 50 graus, hem d’establir la tensió de referència a 0,5 volts, ja que a una temperatura de 50 graus la tensió de sortida LM35 serà de 0,5 volts o 500 mV. La tensió de referència és la tensió del pin no 2 de LM358 (vegeu el diagrama de circuits a continuació).
Ara per establir la tensió de referència, hem creat un circuit divisor de tensió mitjançant la resistència R1 i la resistència variable RV1 de 10k. Mitjançant les fórmules anteriors podeu establir el voltatge de referència en conseqüència i canviar la temperatura del llindar. Com establir la temperatura de 50 graus centígrads com a valor de desencadenament, podeu configurar el potenciòmetre aproximadament a 8k: 2k com:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(aquí R2 és la segona part del potenciòmetre: 2k ohm i R1 és R1 + primera part del potenciòmetre: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5v
Amplificador operatiu LM358:
Els amplificadors operatius també es coneixen com a comparadors de tensió. Quan la tensió a l'entrada no inversora (+) és superior a la tensió a l'entrada inversora (-), la sortida del comparador és Alta. I si el voltatge de l'entrada inversora (-) és superior a l'extrem no inversor (+), la sortida és BAIXA. Obteniu més informació sobre el funcionament del amplificador operatiu aquí.
LM358 és un amplificador operacional dual de baix soroll que té dos comparadors de voltatge independents al seu interior. Es tracta d’un amplificador operatiu de propòsit general que es pot configurar en molts modes, com ara comparador, estiu, integrador, amplificador, diferenciador, mode d’inversió, mode sense inversió, etc.
Esquema de connexions:
Explicació de treball:
El treball d’aquest projecte de llums controlades per temperatura és senzill. La bateria d’ús general de 9v s’utilitza per encendre tot el circuit i l’IC7805 s’utilitza per proporcionar el subministrament regulat de 5v al circuit. Quan la temperatura és inferior a 50 graus centígrads, el LED groc es manté activat i el VERMELL roman apagat. Quan la temperatura és inferior a 50 graus, la sortida de LM358 es manté BAIXA i Q1 es manté en estat OFF i el transistor Q2 es manté en estat ON.
Ara, quan la temperatura circumdant supera els 50 graus centígrads, la tensió de sortida de LM35 al pin 2 també supera els 0,5 volts o 500 mV. La sortida de LM35 està connectada al pin 3 de l’ampli operatiu LM358. I a mesura que hem definit la tensió de referència (tensió al pin 2 de LM358) a 0,5 volts, ara la tensió al pin 3 (entrada no inversora) passa a ser superior a la tensió al pin 2 (entrada inversora) i la sortida de l’opamp LM358 (PIN) 1) passa a ser ALTA. La sortida de LM358 connectada a la base del transistor NPN Q1, de manera que Q1 també s’encén i el LED vermell comença a brillar. Al mateix temps, la base del transistor Q2 es posa a terra i Q2 s’apaga i el LED groc també s’apaga. Així és com el circuit detecta el límit de temperatura i indica fent brillar el LED vermell.
Al vídeo de demostració següent, hem utilitzat soldador per escalfar el sensor de temperatura proper LM35 que l'envolta, comproveu-ho.