今天,我们正在使用温度传感器LM35构建一个简单但非常有用的电路。在此电路中,我们将根据周围的温度来控制LED。如果温度超过特定水平(此电路中为50度),则红色LED会自动发光,否则黄色LED会保持低于该特定温度的状态。可以根据需要通过调节电路中的可变电阻器来设置此阈值温度值。
这个温度控制的灯电路可以在许多方面是有用的,像它可以作为温度指示器工作或它可以触发像风扇或警报的任何装置超过特定的温度。如果您将阈值温度设置得很高,例如100摄氏度,它也可以用作火灾报警器。在该电路中,您还将学习如何在任何电路中使用LM35传感器。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。
所需组件:
- 9v电池
- IC 7805
- 温度传感器LM35
- 运算放大器LM358
- 10k电阻器(3)
- 1k电阻器(3)
- 可变电阻器10k
- LED(红色和黄色)
- NPN晶体管BC547(2)
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。
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(见下面的电路图)。
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
(这里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:
这个温控灯项目的工作很简单。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摄氏度时,黄色LED保持点亮,红色保持OFF。当温度低于50度时,LM358的输出保持低电平,Q1保持截止状态,晶体管Q2保持导通状态。
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,并且红色LED开始发光。同时,晶体管Q2的基极接地,Q2熄灭,黄色LED也熄灭。这就是电路检测温度极限并通过红色LED发光指示的方式。
在下面的演示视频中,我们使用烙铁加热了温度传感器LM35附近的周围环境,并对其进行检查。