Interrupteur automatique à température contrôlée

Auparavant, nous avons construit un circuit LED à température contrôlée, dans lequel deux LED brillaient en fonction de la température. Maintenant, nous améliorons ce circuit en utilisant un relais, et maintenant nous allons contrôler les appareils électroménagers en fonction de la température. Ce circuit servira d'interrupteur d'éclairage automatique qui se déclenchera si la température dépasse un niveau particulier (50 degrés dans ce circuit). Nous utilisons ici LM35 comme capteur de température. Cette température de seuil de valeur de 50 degrés peut être modifiée en ajustant la résistance variable dans le circuit, selon les besoins.

Nous avons utilisé une simple ampoule LED dans ce circuit de commutation à température contrôlée pour la démonstration, ce qui signifie que si la température dépasse 50 degrés Celsius, l'ampoule s'allumera automatiquement et si la température descend en dessous de 50 degrés, l'ampoule s'éteindra automatiquement. Ici, vous pouvez remplacer l'ampoule par n'importe quel appareil électroménager AC, comme si vous la remplacez par un ventilateur, elle servira de circuit de ventilateur à température contrôlée. Il peut également fonctionner comme alarme incendie si vous définissez la température de seuil très élevée comme 100 degrés Celsius et connectez une alarme à la place de l'ampoule ou vous pouvez le configurer pour allumer automatiquement le climatiseur au-delà d'une température particulière en utilisant un relais de calibre approprié.

Composants requis:

Batterie 9v
IC 7805
Capteur de température LM35
Ampli-op LM358
Résistance 10k ohms
Résistance 1k ohm
Résistance variable 10k
LED (en option)
Transistor NPN BC547
Diode 1N4007
Relais 6v
Ampoule ou tout appareil AC

Capteur de température LM35:

Le LM35 est un appareil semblable à un transistor à trois broches. Il a VCC, GND et OUTPUT. Ce capteur fournit une tension variable à la sortie en fonction de la température. Le LM35 fournit une sortie en degrés Celsius et peut détecter une température allant jusqu'à 150 degrés Celsius. Le LM35 est un capteur de température très populaire et peu coûteux généralement utilisé comme thermomètre numérique ou pour mesurer la température.

Pour chaque augmentation de température de +1 centigrade, il y aura une tension plus élevée de + 10 mV à la broche de sortie. Donc, si la température est de 0 ° C, la sortie du capteur sera de 0 V, si la température est de 10 ° C, la sortie du capteur sera de + 100 mV, si la température est de 25 ° C, la sortie du capteur sera de + 250 mV.

Configuration de la tension de référence pour l'ampli-op LM358:

Ici, nous avons utilisé Op-amp LM358 pour comparer la tension de sortie du LM35 avec la tension de référence. Comme mentionné, nous avons réglé le circuit pour une tension de seuil de 50 degrés, donc pour déclencher l'ampli-op à 50 degrés, nous devons régler la tension de référence à 0,5 volt, car à une température de 50 degrés, la tension de sortie LM35 sera de 0,5 volt ou 500 mV. La tension de référence est la tension à la broche n ° 2 du LM358.

Maintenant, pour régler la tension de référence, nous avons créé un circuit diviseur de tension en utilisant la résistance R1 et la résistance variable RV1 de 10k. En utilisant les formules ci-dessus, vous pouvez régler la tension de référence en conséquence et modifier la température de seuil. Comme pour définir la température de 50 degrés Celsius comme valeur de déclenchement, vous pouvez régler le potentiomètre à peu près à 8k: 2k comme:

Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin

(ici R2 est la deuxième partie du potentiomètre: 2k ohm et R1 est R1 + première partie du potentiomètre: 10k + 8k)

Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5 v

Ampli-op LM358:

Les amplificateurs opérationnels sont également appelés comparateurs de tension. Lorsque la tension à l'entrée non inverseuse (+) est supérieure à la tension à l'entrée inverseuse (-), alors la sortie du comparateur est High. Et si la tension de l'entrée inverseuse (-) est supérieure à l'extrémité non inverseuse (+), alors la sortie est FAIBLE. En savoir plus sur le fonctionnement de l'ampli-op ici.

LM358 est un double amplificateur opérationnel à faible bruit qui a deux comparateurs de tension indépendants à l'intérieur. Il s'agit d'un ampli opérationnel à usage général qui peut être configuré dans de nombreux modes tels que comparateur, été, intégrateur, amplificateur, différenciateur, mode inverseur, mode non inverseur, etc.

Schéma:

Explication de travail:

Le fonctionnement de ce circuit d'appareils ménagers à température contrôlée est simple. Une batterie 9v à usage général est utilisée pour alimenter tout le circuit et IC7805 est utilisé pour fournir l'alimentation régulée 5v au circuit. Lorsque la température est inférieure à 50 degrés, la sortie du LM358 reste BAS et le transistor Q1 et le relais restent également à l'état OFF, donc l'ampoule est éteinte. Vous pouvez régler cette température seuil en conséquence en tournant le POT.

Désormais, lorsque la température ambiante dépasse 50 degrés Celsius, la tension de sortie du LM35 à la broche 2 dépasse également 0,5 volt ou 500 mV. La sortie du LM35 est connectée à la broche 3 de l'ampli-op LM358. Et comme nous avons réglé la tension de référence (tension sur la broche 2 du LM358) à 0,5 volt, la tension sur la broche 3 (entrée non inverseuse) devient plus élevée que la tension sur la broche 2 (entrée inverseuse) et la sortie de l'ampli-tuner LM358 (broche 1) devient HIGH. La sortie du LM358 est connectée à la base du transistor NPN Q1, donc Q1 devient également ON, ce qui déclenche le relais et l'ampoule s'allume. Le relais a une petite bobine à l'intérieur qui obtient des énergies par un petit courant et déclenche le dispositif AC qui y est connecté, nous avons expliqué son fonctionnement ci-dessous. C'est ainsi que ce circuit détecte la limite de température et allume automatiquement les appareils.

Dans la vidéo de démonstration, nous avons utilisé un fer à souder pour chauffer le capteur de température LM35 environnant, regardez la vidéo à la fin. Ici aussi, nous travaillons avec une alimentation secteur directe de 220 V, vous devez donc être extrêmement prudent, sinon vous risquez de vous blesser gravement.

Fonctionnement du relais:

Le relais est un interrupteur électromagnétique, qui permet à un courant beaucoup plus grand de circuler lorsqu'un petit courant lui est appliqué, comme nous utilisons un transistor comme interrupteur. Le relais est généralement utilisé pour contrôler les appareils CA (courant alternatif), en utilisant un courant CC beaucoup plus petit.

Le relais a une bobine à l'intérieur et quand il n'y a pas de tension appliquée à la bobine, COM (commun) est connecté à NC (contact normalement fermé). Et quand une tension est appliquée à la bobine, le champ électromagnétique est produit. Qui attirent l'armature (levier connecté au ressort), et COM et NO (contact normalement ouvert) se connectent, ce qui permet à un plus grand courant de circuler. Les relais sont disponibles dans de nombreuses valeurs nominales, ici nous avons utilisé un relais de tension de fonctionnement 6V, qui permet au courant 7A-250VAC de circuler.

Le relais est configuré en utilisant un petit circuit de commande qui se compose d'un transistor, d'une diode et d'une résistance. Le transistor est utilisé pour amplifier le courant de sorte que le courant complet (de la source CC - batterie 9v) puisse circuler à travers la bobine pour l'alimenter complètement. La résistance est utilisée pour fournir une polarisation au transistor. Et la diode est utilisée pour empêcher le flux de courant inverse, lorsque le transistor est éteint. Chaque bobine d'inductance produit une EMF égale et opposée lorsqu'elle est éteinte soudainement, cela peut causer des dommages permanents aux composants, donc la diode doit être utilisée pour éviter le courant inverse. Un module de relais est facilement disponible sur le marché avec tout son circuit de pilote sur la carte ou vous pouvez le créer en utilisant les composants ci-dessus. Ici, nous avons utilisé le module de relais 6V. Vous pouvez en savoir plus sur le relais ici.