Circuit de thermostat à base de thermistance

Le thermostat est formé en additionnant deux termes grecs thermo et statos, thermos signifie chaleur et statos signifie stationnaire, debout ou fixe. Le thermostat est utilisé pour contrôler les appareils ou les appareils ménagers en fonction de la température, comme allumer / éteindre le climatiseur, les radiateurs, etc., fer à repasser électrique, fours, sèche-cheveux et bien d'autres. Des thermostats programmables et intelligents sont également disponibles sur le marché aujourd'hui.

Types de thermostat:

Pour détecter la température, différents thermostats utilisent différents capteurs ou appareils, et selon cela, ils peuvent être principalement classés en deux types

1. Thermostat mécanique
2. Thermostat électrique / électronique

Thermostat mécanique -

Le thermostat bimétallique tombe sous le thermostat mécanique. En général, ils ont un boîtier et un bouton comme le montre l'image ci-dessous. Il a un contact fixe et un foie mobile qui est composé de deux métaux différents ayant des coefficients de dilatation linéaire différents. L'extrémité du levier mobile se connecte avec un contact fixe lorsque la température diminue et se déconnecte lorsque la température ambiante est élevée. C'est ainsi qu'il peut allumer et éteindre les appareils en fonction de la température.

Quelques exemples où des thermostats bimétalliques sont utilisés - fer, réfrigérateur, climatiseur.

Thermostat électrique -

Les capteurs de température électroniques les plus courants sont les thermocouples et les thermistances utilisés dans les thermostats. Les propriétés électriques de la thermistance et du thermocouple subissent des changements lorsqu'ils sont exposés à des variations de température.

Le thermocouple est un dispositif qui utilise au moins deux bandes métalliques différentes qui sont jointes à une extrémité pour former deux jonctions; jonction chaude et jonction froide. La jonction chaude est une jonction de mesure; l'objet dont la température doit être mesurée est placé à la jonction chaude, tandis que la jonction froide (dont la température est connue) est la jonction de référence. En raison de cette différence de température, une différence de tension est générée, appelée tension thermoélectrique, qui est utilisée pour mesurer la température. Les thermocouples sont utilisés dans les chaudières, les fours, etc.

L'autre type de capteur électrique utilisé dans le thermostat est la thermistance que nous allons étudier plus en détail avec exemple.

Qu'est-ce qu'une thermistance?

Comme son nom l'indique, une thermistance est une combinaison de deux mots, thermique et résistance. C'est un composant résistif dont la résistance varie avec le changement de température.

Les thermistances sont très fiables et ont une large gamme d'échelle pour détecter précieusement les variations de température mineures. Ils sont bon marché et utiles comme capteur de température. La thermistance est utilisée dans le thermostat numérique.

Types de thermistance

En fonction de sa variation de résistance par rapport à la température ambiante, il existe deux types de thermistances. Ils sont expliqués en détail ci-dessous: -

1. PTC - Coefficient de température positif.

Sa résistance est directement proportionnelle à la température c'est-à-dire que sa résistance diminue avec la diminution de la température et vice-versa.

2. NTC - Coefficient de température négatif.

Sa résistance est indirectement proportionnelle à la température c'est-à-dire que sa résistance diminue avec l'augmentation de la température et vice-versa.

Nous utilisons une thermistance NTC dans notre application. 103 indique la résistance de la thermistance à la température normale signifie 10k Ohm.

Application de la thermistance NTC:

Pouvoir contrôler n'importe quel appareil en fonction de la variation de température est une idée très pratique et intéressante. Une telle application populaire est l'alarme incendie, où la thermistance détecte la chaleur et déclenche l'alarme.

Les thermistances NTC sont les plus largement utilisées dans diverses applications, mais lorsqu'une résistance faible au point de départ est requise, une thermistance PTC est utilisée.

La résistance de la thermistance à température ambiante est spécifiée par le fabricant dans la fiche technique avec les différents ensembles de valeurs de résistances à différentes températures, ainsi on peut choisir la bonne thermistance pour une application appropriée.

Voici quelques circuits construits en utilisant Thermistor:

• Alarme incendie à l'aide d'une thermistance
• Ventilateur CC à température contrôlée utilisant une thermistance
• Thermistance d'interfaçage avec Arduino pour mesurer et afficher la température sur l'écran LCD
• Appareils électroménagers AC à température contrôlée

Composant requis:

1. Thermistance NTC 103 (10k Ω).
2. BJT BC 547.
3. Potentiomètre 5k Ω (POT).
4. Résistance 1kΩ.
5. LED.
6. Alimentation - 6V DC.
7. Breadboard et fils de connexion.

Schéma de circuit du circuit de thermistance:

Fonctionnement du circuit du thermostat:

Le circuit comprend un circuit diviseur de tension et un circuit de commutation de sortie «ON et OFF». Le circuit diviseur de tension est formé par la thermistance et une résistance variable.

La sortie du circuit diviseur de tension est connectée à la base du transistor NPN via une résistance de 1k. Le circuit diviseur de tension permet de détecter la variation de tension causée par la variation de résistance de la thermistance. En utilisant un POT dans le diviseur de tension, nous pouvons ajuster la sensibilité de la thermistance. Vous pouvez également utiliser une résistance fixe à la place de la résistance variable pour un point de déclenchement fixe, ce qui signifie que la LED sera allumée, uniquement si la température dépasse une valeur particulière et que vous ne pouvez pas ajuster la température du point de déclenchement. Il vaut donc mieux utiliser un POT et faire varier la sensibilité en tournant simplement le bouton.

On peut sélectionner l'ensemble des résistances par la formule ci-dessous-

Vo = × V _IN

Dans notre circuit, nous avons remplacé R2 par POT et R1 par LDR, de sorte que la tension de sortie change avec la résistance de la thermistance. Et la résistance de la thermistance change avec la température extérieure, de sorte que la tension de sortie change lorsque nous changeons la température autour de la thermistance. Le transistor passera à 0,7 V ou plus, ce qui correspond à la tension VBE.

Un moyen plus simple, pour sélectionner et connaître R2 approprié pour la thermistance NTC 10k, consiste à simuler le circuit dans Proteus et à obtenir une valeur proche de R2. Également en remplaçant la thermistance par une résistance variable, nous pouvons étudier son effet équivalent dans le circuit selon les schémas ci-dessous:

La deuxième partie du circuit est une section de transistor où le transistor agit comme un interrupteur pour la LED D1. Puisqu'un transistor est un dispositif commandé en courant, une résistance R1 est connectée à sa borne d'entrée pour limiter la surtension.

En se référant au circuit de simulation ci-dessus, dès que la température augmente près de la thermistance, sa résistance électrique diminue, ce qui entraîne une augmentation de tension aux bornes de RV1. Ainsi, la tension à la base du transistor (V _BE) augmente également, et dès que le V _BE ≥ 0,7 V, le transistor commence à conduire et la LED est allumée.

Veuillez noter que nous pouvons remplacer cette LED par un buzzer ou une ampoule, etc. dans le circuit ci-dessus avec un ajout minimal de quelques composants supplémentaires. Consultez également la vidéo de démonstration ci-dessous.