以前,我们建立了温度控制的LED电路,其中两个LED根据温度发光。现在我们通过使用继电器来增强该电路,现在我们将根据温度来控制家用交流设备。该电路将用作自动照明开关,如果温度超过特定水平(在此电路中为50度),它将触发。我们在这里使用LM35作为温度传感器。可以根据需要通过调节电路中的可变电阻器来更改此50度阈值温度。
我们在此温度控制开关电路中使用了一个简单的LED灯泡进行演示,这意味着如果温度超过50摄氏度,灯泡将自动打开,如果温度低于50摄氏度,灯泡将自动关闭。在这里,您可以用任何交流家用电器来替换灯泡,例如,如果您用风扇替换灯泡,则它将用作温度控制风扇电路。如果您将阈值温度设置得非常高(例如100摄氏度)并连接到灯泡,则可以将其用作火灾报警器,也可以通过使用适当额定值的继电器将其配置为自动将空调打开到超过特定温度。
所需组件:
- 9v电池
- IC 7805
- 温度传感器LM35
- 运算放大器LM358
- 10k欧姆电阻
- 1k欧姆电阻
- 可变电阻器10k
- LED(可选)
- NPN晶体管BC547
- 二极管1N4007
- 继电器6v
- 灯泡或任何交流电设备
LM35温度传感器:
LM35是类似于三引脚晶体管的器件。它具有VCC,GND和OUTPUT。该传感器根据温度在输出端提供可变电压。LM35提供摄氏温度的输出,并且可以感应高达150摄氏度的温度。LM35是非常流行且价格便宜的温度传感器,通常用作数字温度计或测量温度。
温度每升高+1摄氏度,输出引脚上的电压就会升高+ 10mV。因此,如果温度为0℃,传感器的输出将为0V,如果温度为10℃,传感器的输出将为+ 100mV,如果温度为25℃,传感器的输出将为+ 250mV。
设置运算放大器LM358的参考电压:
在这里,我们使用运放LM358将LM35的输出电压与参考电压进行比较。如前所述,我们已将电路的阈值电压设置为50度,因此要在50度触发运算放大器,我们需要将基准电压设置为0.5伏,因为在50度温度下,LM35的输出电压将为0.5伏或500mV。参考电压是LM358的2号引脚处的电压。
现在设置参考电压,我们通过使用10k的电阻R1和可变电阻RV1创建了一个分压器电路。通过使用以上公式,您可以相应地设置参考电压,并可以更改阈值温度。像将50摄氏度的温度设置为触发值一样,您可以将电位器大致设置为8k:2k,例如:
Vout =(R2 / R1 + R2)* Vin
(其中R2是电位计的第二部分:2k ohm,R1是R1 +电位计的第一部分:10k + 8k)
Vout =(2/18 + 2)* 5 = 0.5v
运算放大器LM358:
运算放大器也称为电压比较器。当同相输入(+)上的电压高于反相输入(-)上的电压时,比较器的输出为高。并且如果反相输入(-)的电压高于同相端(+),则输出为LOW。在此处了解有关运放工作的更多信息。
LM358是一款双路低噪声 运算放大器,内部具有两个独立的电压比较器。这是一款通用运算放大器,可以在许多模式下进行配置,例如比较器,求和器,积分器,放大器,微分器,反相模式,同相模式等。
电路原理图:
工作说明:
该温控家用电器电路的工作很简单。 9v通用电池用于为整个电路供电,而IC7805用于为电路提供稳压的5v电源。当温度低于50度时,LM358的输出保持低电平,晶体管Q1和继电器也保持截止状态,因此灯泡关闭。您可以通过旋转POT相应地设置此阈值温度。
现在,当环境温度超过50摄氏度时,引脚2上LM35的输出电压也将高于0.5伏或500mV。 LM35的输出连接到运算放大器LM358的引脚3。由于将参考电压(LM358的引脚2的电压)设置为0.5伏,所以现在引脚3(同相输入)的电压变得高于引脚2(反相输入)和运算放大器LM358(PIN的输出)的电压。 1)变为高电平。 LM358的输出连接到NPN晶体管Q1的基极,因此Q1也变为ON,从而触发继电器,灯泡也变为ON。继电器内部有小线圈,可以通过小电流获取能量并触发与之连接的交流设备,下面将说明其工作原理。这就是该电路检测温度限制并自动打开设备的方式。
在演示视频中,我们使用烙铁加热了温度传感器LM35附近的周围环境,最后检查了视频。同样在这里,我们正在使用220v直接交流电源,因此必须格外小心,否则可能会造成严重伤害。
中继的工作:
继电器是一个电磁开关,当我们向其施加小电流时,它允许更大的电流流过,就像我们使用晶体管作为开关一样。继电器通常用于使用较小的直流电流来控制AC(交流)设备。
继电器内部有一个线圈,当线圈上未施加电压时,COM(公共)连接到NC(常闭触点)。当线圈上施加一些电压时,就会产生电磁场。它吸引电枢(杠杆连接到弹簧),并且COM和NO(常开触点)连接,从而允许更大的电流流动。继电器有许多额定值,这里我们使用6V工作电压继电器,它允许7A-250VAC电流流过。
继电器是通过使用一个小的驱动器电路来配置的,该 驱动器电路 包括一个晶体管,一个二极管和一个电阻器。晶体管用于放大电流,以便全电流(来自直流电源– 9v电池)可以流经线圈以完全为其供电。电阻用于为晶体管提供偏置。当晶体管关闭时,二极管用于防止反向电流流动。突然关闭时,每个电感线圈会产生相等且相反的EMF,这可能会对组件造成永久性损坏,因此必须使用二极管来防止反向电流。一个 继电器模块 容易获得在市场上与板上所有的驱动电路,也可以通过使用上述部件创建它。在这里,我们使用了6V继电器模块。您可以在此处进一步了解中继。