Termistorbaseret termostatkredsløb

Termostat er dannet ved at opsummere to græske udtryk termo og statos, termos betyder varme og statos betyder stationær, stående eller fast. Termostat bruges til at styre enheder eller husholdningsapparater i henhold til temperaturen, som f.eks. Tænde / slukke for klimaanlæg, rumopvarmere osv. Almindelige anvendelser af termostat er at opretholde stuetemperatur i centraliserede varmesystemer eller kølesystemer, regulering af køleskabstemperatur, kølesystem, elektrisk jern, ovne, hårtørrer og mange flere. Programmerbare og smarte termostater er også tilgængelige på markedet i dag.

Typer af termostat:

For at registrere temperaturen bruger forskellige termostater forskellige sensorer eller enheder, og ifølge det kan de hovedsageligt klassificeres i to typer

Mekanisk termostat
Elektrisk / elektronisk termostat

Mekanisk termostat -

Bimetal termostat falder under mekanisk termostat. Generelt har de et hus og en knap som vist på billedet nedenfor. Den har en fast kontakt og en bevægelig lever, der er sammensat af to forskellige metaller med forskellige koefficienter for lineær ekspansion. Enden af det bevægelige håndtag forbindes med fast kontakt, når temperaturen falder, og afbrydes, når stuetemperaturen er høj. Det er sådan, det kan tænde og slukke for enhederne i henhold til temperaturen.

Nogle eksempler, hvor der anvendes bimetaltermostater - jern, køleskab, klimaanlæg.

Elektrisk termostat -

De mest almindelige elektroniske temperatursensorer er termoelementer og termistorer, der anvendes i termostat. Både termistor- og termoelementelektriske egenskaber oplever ændringer, når de udsættes for temperaturvariation.

Termoelement er en enhed, der bruger mindst to forskellige metalstrimler, der er forbundet i den ene ende for at danne to kryds; varmt kryds og koldt kryds. Hot junction er et målekryds; objekt, hvis temperatur skal måles, er placeret ved Hot junction, mens Cold junction (hvis temperatur er kendt) er referenceknudepunktet. På grund af denne temperaturforskel genereres en spændingsforskel kendt som termoelektrisk spænding, som bruges til at måle temperaturen. Termoelement bruges i kedler, ovne osv.

Den anden type elektrisk sensor, der anvendes i termostat, er termistor, som vi vil undersøge nærmere i eksemplet.

Hvad er en termistor?

Som navnet antyder, er en termistor en kombination af to ord, termisk og modstand. Det er en resistiv komponent, hvis modstand varierer med temperaturændring.

Termistorer er meget pålidelige og har en bred skala for at detektere mindre temperaturvariation dyrebart. De er billige og nyttige som temperatursensor. Thermistor bruges i digital termostat.

Typer af termistor

Afhængig af dens modstandsvariation med hensyn til den omgivende temperatur er der to typer termistorer. De forklares detaljeret nedenfor: -

1. PTC - Positiv temperaturkoefficient.

Dens modstand er direkte proportional med temperaturen, dvs. dens modstand falder med fald i temperatur og omvendt.

2. NTC - negativ temperaturkoefficient.

Dens modstand er indirekte proportional med temperaturen, dvs. dens modstand falder med stigning i temperatur og omvendt.

Vi bruger NTC-termistor i vores applikation. 103 angiver, at termistorens modstand ved normal temperatur betyder 10k Ohm.

Anvendelse af NTC-termistor:

At være i stand til at kontrollere enhver enhed baseret på temperaturvariationen er en meget praktisk og interessant idé. En sådan populær applikation er brandalarm, hvor termistor registrerer varmen og udløser alarmen.

NTC-termistorer anvendes mest i forskellige applikationer, men hvor der er krav om lav modstand ved startpunkt, anvendes PTC-termistor.

Modstanden af termistoren ved stuetemperatur er specificeret af producenten i databladet sammen med de forskellige sæt værdier af modstande ved forskellige temperaturer, hvorved man kan vælge den rigtige termistor til passende anvendelse.

Her er nogle kredsløb bygget ved hjælp af Thermistor:

Brandalarm ved hjælp af Thermistor
Temperaturstyret jævnstrømsventilator ved hjælp af Thermistor
Interfacing Thermistor med Arduino til måling og visning af temperatur på LCD
Temperaturstyrede AC-husholdningsapparater

Komponent krævet:

NTC 103 termistor (10k Ω).
BJT BC 547.
5k Ω Potentiometer (POT).
1kΩ modstand.
LED.
Strømforsyning - 6V DC.
Brødbræt og forbindelsesledninger.

Kredsløbsdiagram over termistorkredsløb:

Arbejd af termostatkredsløb:

Kredsløbet kompromitterer af et spændingsdelerkredsløb og output "ON og OFF" -koblingskredsløb. Spændingsdelerkredsløb dannes af termistoren og en variabel modstand.

Spændingsdelerkredsløbets udgang er forbundet til basen af NPN-transistoren gennem en 1k modstand. Spændingsdelerkredsløb gør det muligt at registrere variationen i spænding forårsaget af variation i modstand hos Thermistor. Ved at bruge en POT i spændingsdeleren kan vi justere termistorens følsomhed. Du kan også bruge en fast modstand i stedet for variabel modstand til et fast udløsepunkt, betyder, at LED'en vil være tændt, kun hvis temperaturen krydser en bestemt værdi, og du ikke kan være i stand til at justere udløserpunktstemperaturen. Så brug bedre en POT, og varier følsomheden ved blot at dreje på knappen.

Man kan vælge modstandssættet ved hjælp af formlen nedenfor -

Vo = × V _IN

I vores kredsløb har vi erstattet R2 med POT og R1 med LDR, så udgangsspændingen ændres med Thermistor-modstanden. Og modstandens modstand ændres med udetemperaturen, så udgangsspændingen ændres, når vi ændrer temperaturen omkring termistoren. Transistoren tænder ved 0,7 V eller derover, som er VBE-spændingen.

En enklere måde at vælge og kende passende R2 til 10k NTC-termistor er at simulere kredsløbet i Proteus og få en tæt værdi på R2. Også ved at erstatte termistor med en variabel modstand kan vi studere dens ækvivalente effekt i kredsløbet ifølge nedenstående kredsløbsdiagrammer:

Den anden del af kredsløbet er transistorsektion, hvor transistoren fungerer som en switch for LED D1. Da en transistor er en strømstyret enhed, er en modstand R1 forbundet til dens indgangsterminal for at begrænse den aktuelle bølge.

Med henvisning til ovenstående simuleringskredsløb falder den elektriske modstand, så snart temperaturen stiger nær termistoren, hvilket resulterer i spændingsforøgelse over RV1. Så spændingen ved basen af transistoren (V _BE) øges også, og så snart V _BE ≥0,7 V begynder transistoren at lede, og LED'en vil blive tændt.

Bemærk, at vi kan udskifte denne LED med en summer eller pære osv. I ovenstående kredsløb med minimal tilføjelse af få flere komponenter. Se også demo-videoen nedenfor.