- Види термостата:
- Що таке термістор?
- Типи термісторів
- Застосування термістора NTC:
- Необхідний компонент:
- Схема схеми схеми термістора:
- Робота схеми термостата:
Термостат утворюється шляхом підсумовування двох грецьких термінів термо і статос, термос означає тепло, а статос означає нерухомий, стоячий або нерухомий. Термостат використовується для управління приладами або побутовими приладами відповідно до температури, наприклад, увімкнення / вимкнення кондиціонера, обігрівачів приміщень тощо. Загальне застосування термостата полягає у підтримці кімнатної температури в централізованих системах опалення або охолодження, регулюванні температури холодильника, системі охолодження, електропраска, духовки, фени та багато іншого. Сьогодні на ринку також доступні програмовані та розумні термостати.
Види термостата:
Для відчуття температури різні термостати використовують різні датчики або пристрої, і відповідно до цього їх можна класифікувати в основному на два типи
- Механічний термостат
- Електричний / електронний термостат
Механічний термостат -
Біметалевий термостат підпадає під механічний термостат. Як правило, вони мають корпус і ручку, як показано на малюнку нижче. Він має один нерухомий контакт і одну рухому печінку, яка складається з двох різних металів, що мають різні коефіцієнти лінійного розширення. Кінець рухомого важеля з'єднується з фіксованим контактом при зниженні температури, а від'єднується, коли температура в приміщенні висока. Саме так він може вмикати та вимикати пристрої відповідно до температури.
Деякі приклади використання біметалевих термостатів - праска, холодильник, кондиціонер.
Електричний термостат -
Найпоширенішими електронними датчиками температури є термопари та терморезистори, що використовуються в термостаті. І електричні властивості терморезистора і термоелемента змінюються під впливом коливань температури.
Термопара - це пристрій, який використовує принаймні дві різні металеві смуги, які з’єднані на одному кінці, щоб утворити два стики; гарячий і холодний спай. Гарячий перехід - це вимірювальний перехід; Об'єкт, температуру якого слід виміряти, розміщений на гарячому переході, тоді як холодний перехід (температура якого відома) є еталонним. Через цю різницю температур утворюється різниця напруг, відома як термоелектрична напруга, яка використовується для вимірювання температури. Термопари використовуються в котлах, печах тощо.
Інший тип електричного датчика, який використовується в термостаті, - це терморезистор, який ми будемо детально вивчати далі на прикладі.
Що таке термістор?
Як випливає з назви, термістор - це поєднання двох слів - термічний та резистор. Це резистивний компонент, опір якого змінюється залежно від зміни температури.
Термістори мають високу надійність і мають широкий діапазон шкал, щоб дорого виявляти незначні коливання температури. Вони дешеві та корисні як датчик температури. Термістор використовується в цифровому термостаті.
Типи термісторів
Залежно від коливання опору щодо температури навколишнього середовища, існують два типи термісторів. Вони детально пояснюються нижче: -
1. PTC - Коефіцієнт позитивної температури.
Його опір прямо пропорційний температурі, тобто опір зменшується зі зниженням температури і навпаки.
2. NTC - Коефіцієнт негативної температури.
Його опір опосередковано пропорційний температурі, тобто опір зменшується із збільшенням температури і навпаки.
У нашому застосуванні ми використовуємо термістор NTC. 103 вказує на опір термістора при нормальній температурі, що означає 10 кОм.
Застосування термістора NTC:
Мати можливість керувати будь-яким пристроєм на основі змін температури - дуже зручна та цікава ідея. Одним з таких популярних додатків є пожежна сигналізація, де термістор відчуває тепло і спрацьовує сигнал тривоги.
Терморезистори NTC найбільш широко використовуються в різних додатках, але там, де вимагається низький опір у вихідній точці, використовуються терморезистори PTC.
Опір терморезистора при кімнатній температурі вказаний виробником у паспорті разом із різним набором значень опорів при різній температурі, завдяки чому можна вибрати відповідний терморезистор для відповідного застосування.
Ось кілька схем, побудованих за допомогою терморезистора:
- Пожежна сигналізація за допомогою термістора
- Вентилятор постійного струму з контролем температури за допомогою терморезистора
- Термістор взаємодії з Arduino для вимірювання та відображення температури на РК-дисплеї
- Побутова техніка змінного струму з контролем температури
Необхідний компонент:
- Термістор NTC 103 (10 кОм).
- BJT до н. Е. 547.
- Потенціометр 5 кОм (POT).
- Резистор 1 кОм.
- СВІТЛОДІОДНИЙ.
- Блок живлення - 6 В постійного струму.
- Макет та з'єднувальні дроти.
Схема схеми схеми термістора:
Робота схеми термостата:
Схема порушує ланцюг дільника напруги і вимикає ланцюг включення та вимкнення. Схема дільника напруги утворена термістором і змінним резистором.
Вихід схеми дільника напруги підключений до основи транзистора NPN через резистор 1к. Схема дільника напруги дозволяє відчути зміну напруги, спричинену зміною опору термістора. Використовуючи POT в дільнику напруги, ми можемо регулювати чутливість термістора. Ви також можете використовувати фіксований резистор замість змінного резистора для фіксованої точки спрацьовування, тобто світлодіод буде ввімкнено, лише якщо температура перетинає певне значення, і ви не можете налаштувати температуру точки запуску. Тому краще використовувати POT і змінювати чутливість, просто обертаючи ручку.
Набір резисторів можна вибрати за формулою нижче -
Vo = × V IN
У нашій схемі ми замінили R2 на POT, а R1 - на LDR, тому вихідна напруга змінюється разом з опором термістора. А опір термістора змінюється із зовнішньою температурою, тому вихідна напруга змінюватиметься, коли ми змінюватимемо температуру навколо терморезистора. Транзистор увімкнеться при 0,7 В або вище, що є напругою VBE.
Більш простим способом вибрати та знати відповідний R2 для 10k NTC термістора є імітація схеми в Протей і отримання близького значення R2. Також, замінивши термістор на змінний резистор, ми можемо вивчити його еквівалентний ефект у ланцюзі відповідно до наведених нижче схем:
Друга частина схеми - це транзисторна секція, де транзистор виконує роль перемикача для світлодіода D1. Оскільки транзистор є пристроєм, керованим струмом, до його вхідної клеми підключений резистор R1, щоб обмежити стрибок струму.
Посилаючись на вищезазначену схему моделювання, як тільки температура піднімається поблизу термістора, його електричний опір зменшується, що призводить до збільшення напруги на RV1. Отже, напруга на основі транзистора (V BE) також зростає, і як тільки V BE ≥0,7 В транзистор починає проводити, і світлодіод вмикається.
Зверніть увагу, що ми можемо замінити цей світлодіод зуммером або лампочкою тощо у вищезазначеній схемі з мінімальним додаванням ще кількох компонентів. Також перевірте демонстраційне відео нижче.