- Vrste termostata:
- Što je termistor?
- Vrste termistora
- Primjena NTC termistora:
- Potrebna komponenta:
- Dijagram kruga termistorskog kruga:
- Rad kruga termostata:
Termostat nastaje zbrajanjem dva grčka izraza termo i statos, termos znači toplina, a statos stacionarno, stojeće ili fiksno. Termostat se koristi za kontrolu uređaja ili kućanskih aparata u skladu s temperaturom, poput uključivanja / isključivanja klima uređaja, sobnih grijača itd. Uobičajene primjene termostata su održavanje sobne temperature u centraliziranim sustavima grijanja ili rashladnom sustavu, reguliranje temperature hladnjaka, rashladni sustav, električno glačalo, pećnice, sušila za kosu i još mnogo toga. Programirani i pametni termostati također su danas dostupni na tržištu.
Vrste termostata:
Da bi osjetili temperaturu, različiti termostati koriste različite senzore ili uređaje i prema tome se uglavnom mogu svrstati u dvije vrste
- Mehanički termostat
- Električni / elektronički termostat
Mehanički termostat -
Bimetalni termostat potpada pod mehanički termostat. Općenito imaju kućište i gumb kao što je prikazano na donjoj slici. Ima jedan fiksni kontakt i jednu pokretnu jetru koja se sastoji od dva različita metala s različitim koeficijentima linearne ekspanzije. Kraj pomične poluge spaja se fiksnim kontaktom kad temperatura pada, a odvaja se kad je sobna temperatura visoka. Tako može uključivati i isključivati uređaje u skladu s temperaturom.
Neki primjeri gdje se koriste bimetalni termostati - glačalo, hladnjak, klima uređaj.
Električni termostat -
Najčešći elektronički temperaturni senzori su termoelementi i termistori koji se koriste u termostatu. I električna svojstva termistora i termoelementa doživljavaju promjene kada su izloženi temperaturnim promjenama.
Termoelement je uređaj koji koristi najmanje dvije različite metalne trake koje su na jednom kraju spojene u dva spoja; vrući spoj i hladni spoj. Vrući spoj je mjerni spoj; objekt čija se temperatura mjeri nalazi se na vrućem spoju, dok je hladni spoj (čija je temperatura poznata) referentni spoj. Zbog ove temperaturne razlike stvara se razlika napona poznata kao termoelektrični napon koji se koristi za mjerenje temperature. Termoelementi se koriste u kotlovima, pećnicama itd.
Druga vrsta električnog senzora koji se koristi u termostatu je termistor kojeg ćemo detaljnije proučiti na primjeru.
Što je termistor?
Kao što i samo ime govori, termistor je kombinacija dvije riječi, toplinski i otporni. To je otporna komponenta čiji otpor varira s promjenom temperature.
Termistori su vrlo pouzdani i imaju širok raspon skala za dragocjeno otkrivanje manjih temperaturnih promjena. Oni su jeftini i korisni kao temperaturni senzori. Termistor se koristi u digitalnom termostatu.
Vrste termistora
Ovisno o promjeni otpora u odnosu na okolnu temperaturu, postoje dvije vrste termistora. Oni su detaljno objašnjeni u nastavku: -
1. PTC - Koeficijent pozitivne temperature.
Njegov otpor je izravno proporcionalan temperaturi, tj. Otpor opada smanjenjem temperature i obrnuto.
2. NTC - Koeficijent negativne temperature.
Njegov otpor je neizravno proporcionalan temperaturi, tj. Otpor opada s porastom temperature i obrnuto.
U našoj primjeni koristimo NTC termistor. 103 pokazuje da otpor termistora pri normalnoj temperaturi znači 10 k Ohma.
Primjena NTC termistora:
Vrlo je prikladna i zanimljiva ideja moći kontrolirati bilo koji uređaj na temelju varijacije temperature. Jedna od takvih popularnih aplikacija je Požarni alarm, gdje termistor osjeća toplinu i aktivira alarm.
NTC termistori su najšire korišteni u raznim primjenama, ali tamo gdje je u početnoj točki potreban mali otpor, koriste se PTC termistori.
Otpor termistora na sobnoj temperaturi proizvođač navodi u tehničkom listu zajedno s različitim skupom vrijednosti otpora pri različitim temperaturama, tako da se može odabrati odgovarajući termistor za odgovarajuću primjenu.
Evo nekoliko sklopova izgrađenih pomoću termistora:
- Vatrogasni alarm pomoću termistora
- Istosmjerni ventilator s kontroliranom temperaturom pomoću termistora
- Povezivanje termistora s Arduinom za mjerenje i prikaz temperature na LCD-u
- Kućanski aparati s kontroliranom temperaturom
Potrebna komponenta:
- NTC 103 termistor (10k Ω).
- BJT prije Krista 547.
- 5k Ω Potenciometar (POT).
- Otpornik 1kΩ.
- LED.
- Napajanje - 6V DC.
- Breadboard i spojne žice.
Dijagram kruga termistorskog kruga:
Rad kruga termostata:
Krug ugrožava krug djelitelja napona i izlazni sklopni krug "ON and OFF". Krug djelitelja napona tvore termistor i promjenjivi otpor.
Izlaz kruga razdjelnika napona povezan je na bazu NPN tranzistora kroz 1k otpornik. Krug razdjelnika napona omogućuje osjetljivost promjene napona uzrokovane promjenom otpora termistora. Korištenjem POT-a u razdjelniku napona možemo prilagoditi osjetljivost termistora. Možete koristiti i fiksni otpor umjesto promjenjivog otpora za fiksnu točku okidanja, što znači da će se LED uključiti, samo ako temperatura prijeđe određenu vrijednost i ne možete prilagoditi temperaturu okidačke točke. Zato bolje upotrijebite POT i mijenjajte osjetljivost samo okretanjem gumba.
Skup otpornika možete odabrati prema donjoj formuli -
Vo = × V IN
U našem smo krugu zamijenili R2 s POT, a R1 s LDR, pa se izlazni napon mijenja s otporom termistora. A otpor termistora mijenja se s vanjskom temperaturom, pa će se izlazni napon mijenjati kako mijenjamo temperaturu oko termistora. Tranzistor će se uključiti na 0,7 V ili više, što je VBE napon.
Jednostavniji način odabira i poznavanja odgovarajućeg R2 za 10k NTC termistor je simuliranje sklopa u Proteusu i dobivanje bliske vrijednosti R2. Također zamjenom termistora s promjenjivim otpornikom možemo proučiti njegov ekvivalentni učinak u krugu prema donjim shemama krugova:
Drugi dio sklopa je tranzistorski presjek gdje tranzistor djeluje kao prekidač za LED D1. Budući da je tranzistor uređaj kojim se kontrolira struja, na njegov ulazni priključak spojen je otpor R1 da bi se ograničio prenaponski tok.
Pozivajući se na gornji simulacijski krug, čim temperatura poraste u blizini termistora, njegov se električni otpor smanjuje, što rezultira povećanjem napona na RV1. Tako se i napon na bazi tranzistora (V BE) povećava, a čim je V BE ≥0,7 V, tranzistor počinje provoditi i LED će se upaliti.
Napominjemo da ovu LED možemo zamijeniti zujalicom ili žaruljom itd. U gornjem krugu uz minimalni dodatak još nekoliko komponenata. Također pogledajte demo video u nastavku.