- Zahtevane komponente:
- Senzor temperature LM35:
- Nastavitev referenčne napetosti za Op-amp LM358:
- Shema vezja:
- Delovna razlaga:
Danes z uporabo temperaturnega senzorja LM35 gradimo preprosto, a zelo uporabno vezje. V tem vezju bomo nadzorovali LED glede na okoliško temperaturo. Če temperatura preseže določeno raven (50 stopinj v tem vezju), bo rdeča LED samodejno zasvetila, sicer ostane rumena LED pod navedeno temperaturo. To vrednost praga temperature lahko nastavite s prilagoditvijo spremenljivega upora v vezju, v skladu z zahtevami.
To vezje s temperaturno nadzorovano lučjo je lahko uporabno v mnogih pogledih, lahko deluje kot indikator temperature ali sproži katero koli napravo, kot je ventilator ali alarm, nad določeno temperaturo. Deluje lahko tudi kot požarni alarm, če nastavite prag temperature zelo visoko, kot je 100 stopinj Celzija. V tem vezju boste izvedeli tudi o uporabi senzorja LM35 v katerem koli vezju. LM35 je zelo priljubljen in poceni temperaturni senzor, ki se običajno uporablja kot digitalni termometer ali za merjenje temperature.
Zahtevane komponente:
- 9v baterija
- IC 7805
- Senzor temperature LM35
- Op-amp LM358
- 10k ohmski upor (3)
- 1k ohmski upor (3)
- Spremenljiv upor 10k
- LED (rdeča in rumena)
- NPN tranzistor BC547 (2)
Senzor temperature LM35:
LM35 je naprava s tremi nožicami, podobna tranzistorju. Ima VCC, GND in OUTPUT. Ta senzor zagotavlja spremenljivo napetost na izhodu glede na temperaturo. “LM35” zagotavlja izhod v stopinjah Celzija in lahko zazna do 150 stopinj Celzija.
Za vsako +1 stopinjsko zvišanje temperature bo +10 mV višja napetost na izhodnem zatiču. Torej, če je temperatura 0◦ Celzija, bo izhod senzorja 0V, če je temperatura 10◦ Celzija, bo izhod senzorja + 100mV, če je temperatura 25◦ Celzija, bo izhod senzorja + 250mV.
Nastavitev referenčne napetosti za Op-amp LM358:
Tu smo uporabili Op-amp LM358 za primerjavo izhodne napetosti LM35 z referenčno napetostjo. Kot smo že omenili, smo vezje nastavili za mejno napetost 50 stopinj, zato moramo za sprožitev op-ojačevalnika pri 50 stopinjah referenčno napetost nastaviti na 0,5 volta, saj bo pri temperaturi 50 stopinj izhodna napetost LM35 0,5 volta ali 500 mV. Referenčna napetost je napetost na zatiču št. 2 LM358 (glej spodnji diagram vezja).
Zdaj za nastavitev referenčne napetosti smo z uporom R1 in spremenljivim uporom RV1 10k ustvarili vezje delilnika napetosti. Z uporabo zgornjih formul lahko ustrezno nastavite referenčno napetost in lahko spremenite mejno temperaturo. Kot da želite nastaviti temperaturo 50 stopinj Celzija kot sprožilno vrednost, lahko potenciometer nastavite približno na 8k: 2k, na primer:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(tukaj je R2 drugi del potenciometra: 2k ohm in R1 je R1 + prvi del potenciometra: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5v
Op-amp LM358:
Op-ojačevalniki so znani tudi kot primerjalniki napetosti. Ko je napetost na neinvertirajočem vhodu (+) višja od napetosti na invertirajočem vhodu (-), je izhod primerjalnika visok. In če je napetost invertirajočega vhoda (-) višja od neinvertirajočega konca (+), je izhod LOW. Več o delovanju op-amp tukaj.
LM358 je dvojni operacijski ojačevalnik z nizkim šumom, ki ima v sebi dva neodvisna primerjalnika napetosti. To je splošni opcijski ojačevalnik, ki ga je mogoče konfigurirati v številnih načinih, kot so primerjalnik, poletje, integrator, ojačevalnik, diferenciator, invertirni način, neinvertirni način itd.
Shema vezja:
Delovna razlaga:
Delo s tem projektom temperaturno nadzorovanih luči je preprosto. 9v splošna baterija se uporablja za napajanje celotnega vezja, IC7805 pa za regulirano 5v napajanje vezja. Ko je temperatura pod 50 stopinj Celzija, ostane rumena LED vklopljena, RDEČA pa ugasnjena. Ko je temperatura pod 50 stopinj, izhod LM358 ostane LOW in Q1 ostane v stanju OFF, tranzistor Q2 pa v položaju ON.
Zdaj, ko temperatura okolice preseže 50 stopinj Celzija, je tudi izhodna napetost LM35 na zatiču 2 višja od 0,5 volta ali 500 mV. Izhod LM35 je povezan na pin 3 op-amp LM358. In ker smo referenčno napetost (napetost na pin 2 LM358) nastavili na 0,5 volta, tako napetost na Pin 3 (neinvertirajoči vhod) postane višja od napetosti na Pin 2 (invertiranje vhoda) in izhod opampa LM358 (PIN 1) postane VISOK. Izhod LM358 priključen na dno NPN tranzistorja Q1, tako da Q1 prav tako vklopi in rdeča LED začne žareti. Hkrati se osnova tranzistorja Q2 ozemlji in Q2 ugasne, rumena LED pa se izklopi. Tako torej vezje zazna temperaturno mejo in s prižiganjem rdeče LED prikaže.
V spodnjem predstavitvenem videu smo s spajkalnikom ogrevali okolico v bližini temperaturnega senzorja LM35, preverite.