- Componenti richiesti:
- Sensore di temperatura LM35:
- Impostazione della tensione di riferimento per l'amplificatore operazionale LM358:
- Schema elettrico:
- Spiegazione di lavoro:
Oggi stiamo costruendo un circuito semplice ma molto utile utilizzando il sensore di temperatura LM35. In questo circuito, controlleremo i LED in base alla temperatura circostante. Se la temperatura supera un livello particolare (50 gradi in questo circuito), il LED rosso si accende automaticamente, altrimenti il LED giallo rimane acceso al di sotto di quella particolare temperatura. Questo valore di soglia di temperatura può essere impostato regolando la resistenza variabile nel circuito, a seconda delle esigenze.
Questo circuito di luci a temperatura controllata può essere utile in molti modi, ad esempio può funzionare come indicatore di temperatura o può attivare qualsiasi dispositivo come ventola o allarme oltre una determinata temperatura. Può anche funzionare come allarme antincendio se si imposta la temperatura di soglia molto alta come 100 gradi Celsius. In questo circuito imparerai anche come utilizzare il sensore LM35 in qualsiasi circuito. LM35 è un sensore di temperatura molto popolare ed economico generalmente utilizzato come termometro digitale o per misurare la temperatura.
Componenti richiesti:
- Batteria 9v
- IC 7805
- Sensore di temperatura LM35
- Amplificatore operazionale LM358
- Resistore da 10k ohm (3)
- Resistore da 1k ohm (3)
- Resistenza variabile 10k
- LED (rosso e giallo)
- Transistor NPN BC547 (2)
Sensore di temperatura LM35:
LM35 è un transistor a tre pin come un dispositivo. Ha VCC, GND e OUTPUT. Questo sensore fornisce una tensione variabile all'uscita in base alla temperatura. "LM35" fornisce un output in gradi Celsius e può rilevare una temperatura fino a 150 gradi Celsius.
Per ogni aumento di temperatura di +1 centigrado ci sarà una tensione maggiore di + 10mV sul pin di uscita. Quindi, se la temperatura è 0◦ centigrado, l'uscita del sensore sarà 0V, se la temperatura è 10◦ centigrado l'uscita del sensore sarà + 100mV, se la temperatura è 25◦ centigrado l'uscita del sensore sarà + 250mV.
Impostazione della tensione di riferimento per l'amplificatore operazionale LM358:
Qui abbiamo utilizzato l'amplificatore operazionale LM358 per confrontare la tensione di uscita di LM35 con la tensione di riferimento. Come accennato, abbiamo impostato il circuito per la tensione di soglia di 50 gradi, quindi per attivare l'amplificatore operazionale a 50 gradi, dobbiamo impostare la tensione di riferimento a 0,5 volt, poiché a una temperatura di 50 gradi la tensione di uscita dell'LM35 sarà 0,5 volt o 500 mV. La tensione di riferimento è la tensione al pin n. 2 di LM358 (schema del circuito visto di seguito).
Ora per impostare la tensione di riferimento, abbiamo creato un circuito divisore di tensione utilizzando il resistore R1 e il resistore variabile RV1 di 10k. Utilizzando le formule precedenti è possibile impostare la tensione di riferimento di conseguenza e modificare la temperatura di soglia. Come impostare la temperatura di 50 gradi Celsius come valore di attivazione, è possibile impostare il potenziometro approssimativamente su 8k: 2k come:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(qui R2 è la seconda parte del potenziometro: 2k ohm e R1 è R1 + prima parte del potenziometro: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5 v
Amplificatore operazionale LM358:
Gli amplificatori operazionali sono anche noti come comparatori di tensione. Quando la tensione sull'ingresso non invertente (+) è maggiore della tensione sull'ingresso invertente (-), l'uscita del comparatore è Alta. E se la tensione dell'ingresso invertente (-) è maggiore dell'estremità non invertente (+), l'uscita è BASSA. Scopri di più sul funzionamento dell'amplificatore operazionale qui.
LM358 è un doppio amplificatore operazionale a basso rumore che ha due comparatori di tensione indipendenti all'interno. Questo è un amplificatore operazionale generico che può essere configurato in molte modalità come comparatore, estate, integratore, amplificatore, differenziatore, modalità invertente, modalità non invertente, ecc.
Schema elettrico:
Spiegazione di lavoro:
Il funzionamento di questo progetto di luci a temperatura controllata è semplice. La batteria per uso generale da 9 V viene utilizzata per alimentare l'intero circuito e IC7805 viene utilizzata per fornire l'alimentazione regolata a 5 V al circuito. Quando la temperatura è inferiore a 50 gradi Celsius, il LED giallo rimane acceso e il ROSSO rimane spento. Quando la temperatura è inferiore a 50 gradi, l'uscita dell'LM358 rimane BASSA e Q1 rimane nello stato OFF e il transistor Q2 rimane nello stato ON.
Ora, quando la temperatura circostante supera i 50 gradi Celsius, anche la tensione di uscita di LM35 sul pin 2 supera 0,5 volt o 500 mV. L'uscita dell'LM35 è collegata al Pin 3 dell'amplificatore operazionale LM358. E poiché abbiamo impostato la tensione di riferimento (tensione al pin 2 di LM358) a 0,5 volt, così ora la tensione al pin 3 (ingresso non invertente) diventa superiore alla tensione al pin 2 (ingresso invertente) e all'uscita dell'amplificatore operazionale LM358 (PIN 1) diventa HIGH. L'uscita dell'LM358 è collegata alla base del transistor NPN Q1, quindi anche Q1 diventa ON e il LED rosso inizia a lampeggiare. Allo stesso tempo, la base del transistor Q2 viene messa a terra e Q2 si spegne e anche il LED giallo si spegne. Quindi è così che il circuito rileva il limite di temperatura e indica accendendo il LED rosso.
Nel video dimostrativo qui sotto, abbiamo usato il saldatore per riscaldare l'ambiente circostante vicino al sensore di temperatura LM35, controllalo.