Aplicaciones de sensores de temperatura

Aquí tenemos dos aplicaciones prácticas que involucran circuitos para detectar la temperatura usando sensores y da una salida eléctrica. En ambos circuitos, hemos utilizado un circuito analógico. Así que tengamos una breve idea sobre los circuitos analógicos.

Un sensor es una unidad que puede medir un fenómeno físico y cuantificar este último, en otras palabras, da una representación medible de la maravilla en una escala o rango particular. Generalmente, los sensores se clasifican en dos tipos, analógicos y sensores digitales . Aquí vamos a discutir sobre el sensor analógico.

Un sensor analógico es un componente que mide cualquier magnitud real y traduce su valor en una magnitud que podemos medir con un circuito electrónico, normalmente una resistencia o valor capacitivo que podemos convertir en una calidad de voltaje. Un ejemplo de un sensor analógico podría ser un termistor, donde la resistencia cambia su resistencia según la temperatura. La mayoría de los sensores analógicos generalmente vienen con tres pines de conexión, uno para obtener voltaje de suministro, uno para asociación de tierra y el último es el pin de voltaje de salida. La mayoría de los sensores analógicos que vamos a utilizar son sensores resistivos, se muestra en la figura. Está conectado a un circuito de manera que tendrá una salida con un rango de voltaje particular, generalmente el rango de voltaje está entre 0 voltios y 5 voltios. Finalmente, podemos obtener este valor en nuestro microcontrolador usando uno de sus pines de entrada analógica. Los sensores analógicos miden la posición de la puerta, el agua, la potencia y el humo de los dispositivos.

1. Un sensor de calor simple

Haga este circuito sensor de calor simple para monitorear la temperatura en dispositivos generadores de calor como amplificador e inversor. Cuando la temperatura en el dispositivo excede el límite permitido, el circuito advierte mediante pitidos. Es demasiado simple y se puede arreglar en el propio dispositivo con la energía extraída. El circuito funciona en 5 a 12 voltios DC.

El circuito está diseñado utilizando el popular temporizador IC 555 en modo biestable. IC 555 tiene dos comparadores, un flip flop y una etapa de salida. Su salida se vuelve alta cuando se aplica un pulso negativo de más de 1/3 Vcc a su pin de disparo 2. En este momento, el comparador inferior dispara y cambia el estado del flip-flop y la salida se vuelve alta. Es decir, si el voltaje en el pin 2 es menor que 1/3 Vcc, la salida se eleva y si es mayor que 1/3 Vcc, la salida permanece baja.

Aquí se utiliza un termistor NTC (coeficiente de temperatura negativo) como sensor de calor. Es una especie de resistencia variable y su resistencia depende de la temperatura que la rodea. En NTC Thermister, la resistencia cae cuando aumenta la temperatura en sus alrededores. Pero en el termistor PTC (coeficiente de temperatura positivo), la resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura.

En el circuito, el termistor NTC de 4.7K está conectado al pin2 de IC1. La resistencia variable VR1 ajusta la sensibilidad del termistor al nivel de temperatura particular. Para restablecer el flip-flop y, por lo tanto, cambiar la salida, se usa el pin 6 de umbral de IC1. Cuando se aplica un pulso positivo al pin 6 a través del interruptor de empuje, el comparador superior de IC1 se vuelve alto y activa la entrada R del flip-flop. Esto se reinicia y la salida se vuelve baja.

Cuando la temperatura del dispositivo es normal (según lo establecido por VR1), la salida de IC1 permanece baja porque el pin de disparo 2 recibe más de 1/3 Vcc. Esto mantiene la salida baja y el zumbador permanece en silencio. Cuando la temperatura en el dispositivo aumenta debido a un uso prolongado o cualquier cortocircuito en la fuente de alimentación, la resistencia del Thermister disminuye tomando el pin del gatillo a menos de 1/3 Vcc. El biestable luego se dispara y su salida aumenta. Esto activa el zumbador y se generarán pitidos. Este estado continúa hasta que la temperatura disminuye o IC se restablece presionando S1.

¿Cómo establecer?

Monte el circuito en una placa de circuito impreso común y fíjelo dentro del dispositivo a monitorear. Conecte el Thermister (el Thermister no tiene polaridad) con el circuito utilizando cables delgados. Fije el Thermister cerca de las partes del dispositivo que generan calor, como un transformador o un disipador de calor. La energía se puede extraer de la fuente de alimentación del dispositivo. Encienda el circuito y encienda el dispositivo. Ajuste lentamente VR1 hasta que el zumbador se detenga a temperatura normal. El circuito se activará cuando aumente la temperatura dentro del dispositivo.

2. Detector de fugas de aire acondicionado

Es un comparador que detecta cambios de temperatura con respecto a la temperatura ambiente. Su objetivo principal era detectar sequías alrededor de puertas y ventanas que causan fugas de energía, pero se puede utilizar de muchas otras formas, cuando se necesita un detector de cambio de temperatura sensible. Si el cambio de temperatura apunta hacia arriba, el LED rojo se ilumina y si el cambio de temperatura apunta hacia abajo, el LED verde se ilumina.

Diagrama del circuito del detector de fugas de aire acondicionado

Aquí, IC1 se utiliza como detector y amplificador de puente, cuyo voltaje de salida aumenta cuando la temperatura aumenta debido al desequilibrio del puente. Los otros 2 circuitos integrados se utilizan como comparador. Ambos LED se apagan variando R1 para equilibrar el puente. Cuando el puente está desequilibrado debido al cambio de temperatura, uno de los LED se iluminará.

Partes:

R1 = 22K - Potenciómetro lineal

R2 = 15K a 20 ° C n.t.c. Termistor (ver notas)

R3 = Resistencia 10K - 1 / 4W

R4 = 22K - Resistencia de 1 / 4W

R5 = 22K - Resistencia 1 / 4W

R6 = 220K - Resistencia de 1 / 4W

R7 = 22K - Resistencia de 1 / 4W

R8 = 5K - preestablecido

R9 = 22K - Resistencia de 1 / 4W

R10 = 680R - Resistencia 1 / 4W

Condensador electrolítico C1 = 47μF, 63V

D1 = 5 mm. LED verde

D2 = 5 mm. LED amarillo / blanco

U1 = TL061 IC, amplificador operacional BIFET de baja corriente

IC2 = IC comparador de voltaje dual LM393

P1 = Interruptor unipolar

B1 = Batería PP3 de 9 V

Notas:

• El rango de resistencia de los termistores debe ser de 10 a 20 K en el rango de 20 grados.
• El valor de R1 debe ser el doble del valor de la resistencia del termistor.
• El termistor debe estar encerrado en una carcasa pequeña para garantizar una detección rápida de los cambios de temperatura.
• El pin 1 de IC2B debe conectarse al pin 7 de IC2A si solo se necesita un LED.