Индикатор+сигнализатор для контроля за превышением или понижением температуры

Принципиальная схема простого индикатора, который предназначен для предупреждения о выходе температуры объекта за предварительно установленные пределы.

При превышении верхнего предела температуры загорается мигающий светодиод красного цвета и раздается прерывающийся звуковой сигнал.

При понижении температуры ниже нижнего предела загорается мигающий светодиод зеленого цвета и раздается прерывающийся звуковой сигнал.

Принципиальная схема

Принципиальная схема индикатора показана на рисунке. В основе схемы двухпороговый компаратор на микросхеме А1, построенный по схеме аналогичной двухпороговому термостату.

Схема на двухпороговом компараторе предназначена для регистрации нормальной температуры в пределах 20-40°С. В этих пределах можно установить верхнюю и нижнюю температуру, то есть, температуру при превышении которой мигает красный светодиод и звучит звуковой сигнал, температуру ниже которой мигает зеленый светодиод и звучит звуковой сигнал,

Принципиальная схема индикатора превышения или понижения температуры

Рис. 1. Принципиальная схема индикатора превышения или понижения температуры.

Диапазон регистрации нормальной температуры можно и расширить или сдвинуть, изменив сопротивления в цепях регулируемых делителей напряжения, с помощью которых устанавливаются образцовые напряжения (резисторы R3, R4, R5 и R6, R7, R8).

Датчиком температуры служит термистор R1. Это полупроводниковый терморезистор с номинальным сопротивлением 10 кОм при температуре 25°С.

С повышением температуры его сопротивление уменьшается. Он вместе с резистором R2 создает термозависимый делитель напряжения, поступающего на него от стабильного источника напряжением 6,8V (напряжение стабилизировано стабилитроном VD1).

Конденсатор С1 необходим для подавления фоновых наводок на термисторе и проводах, идущих от него к блоку. Если проводка от датчика до электронного блока протяженная, - желательно чтобы провода соединяющие термистор с блоком были экранированы. Это может быть одножильный низкочастотный экранированный провод, оплетку которого можно соединить с источником +6,8V, а жилу с резистором R2.

Напряжение с термозависимого делителя поступает через на положительный вход компаратора на операционном усилителе А1.2 и отрицательный вход компаратора на операционном усилителе А1.1.

Оба операционных усилителей входят в состав микросхемы К157УД2. Диапазон нормальной температуры устанавливается двумя переменными резисторами R4 и R7.

С помощью резистора R4 устанавливают необходимую минимальную температуру диапазона нормальной температуры (вокруг ручки надетой на вал R4 сделана шкала в значениях температуры).

С помощью резистора R7 устанавливают необходимую максимальную температуру диапазона нормальной температуры (вокруг ручки надетой на вал R7 сделана шкала в значениях температуры).

Если температура находится в заданных резисторами R4 и R7 пределах и не выходит за них, на выходе операционного усилителя А1.1 будет низкое напряжение, потому что напряжение на его отрицательном входе будет больше напряжения на его положительном входе.

На выходе операционного усилителя А1.2 будет тоже низкое напряжение, потому что напряжение на его положительном входе будет ниже напряжения на его отрицательном входе. При этом, оба транзистора VT1 и VT2 закрыты. Ток через мигающие светодиоды HL1, HL2 и зуммер F1 не протекает.

Если температура опускается ниже заданного нижнего предела нормальной температуры, то на выходе операционного усилителя А1.1 будет высокое напряжение, потому что напряжение на его отрицательном входе будет меньше напряжения на его положительном входе.

Напряжение с выхода А1.1 поступает на затвор полевого транзистора VT1, он открывается и через его канал поступает ток на последовательно включенные зеленый мигающий светодиод HL1 и зуммер F1.

Светодиод HL1 мигает, обеспечивая световую сигнализацию и одновременно служит прерывателем тока через зуммер F1, чтобы зуммер звучал прерывисто.

Если температура поднимается выше заданного верхнего предела нормальной температуры, то на выходе операционного усилителя А1.2 будет высокое напряжение, потому что напряжение на его положительном входе будет больше напряжения на его отрицательном входе.

Напряжение с выхода А1.2 поступает на затвор полевого транзистора VT2, он открывается и через его канал поступает ток на последовательно включенные красный мигающий светодиод HL2 и зуммер F1.

Светодиод HL2 мигает, обеспечивая световую сигнализацию и одновременно служит прерывателем тока через зуммер F1, чтобы зуммер звучал прерывисто.

Детали

Схема питается от любого источника постоянного тока напряжением 11-15V. Источник тока не обязательно должен быть стабилизированным, потому что напряжение на термисторе и опорные напряжения стабилизированы при помощи параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и резисторе R9.

Термистор подойдет почти любой с отрицательной зависимостью (чем выше температура, тем ниже сопротивление), важно чтобы его конструкция соответствовала применению и чтобы его номинальное сопротивление (при +25°С) было не менее 3 кОм и не более 100 кОм (пропорционально нужно будет изменить и R2).

При малом номинальном сопротивлении термистора (ниже 3 кОм), во-первых, увеличивается нагрузка на источник +6,8V, а во-вторых, возрастает подогрев термистора за счет протекающего через него тока. При слишком большом номинальном сопротивлении (более 100 кОм) могут возрасти наводки на сам термистор и его соединительные провода, а так же, возрастает влияние влажности.

Сдвоенный операционный усилитель К157УД2 можно заменить любым другие сдвоенным ОУ общего применения, либо двумя одинаковыми одиночными ОУ. Транзисторы КП501 можно заменить на КП505 или зарубежные аналоги.

Если транзисторы не будут полностью закрываться нужно в цепи истоков их включить последовательно по одному - двум диодами типа КД522 или аналогичных, в прямом направлении. Светодиоды HL1 и HL2 - индикаторные мигающие, первый зеленый, второй красный. Можно применить и не мигающие светодиоды, но тогда звук зуммера будет непрерывным.

Зуммер НСМ1212Х можно заменить любым зуммером или звукоизлучателем со встроенным генератором, работающим при напряжении 9-10V (НСМ1212Х рассчитан на 12V, но работает начиная с 4-5V), и ток не более 30 мА.

Номинальный ток через зуммер не должен превышать номинального тока через индикаторные светодиоды. Стабилитрон VD1 - любой маломощный стабилитрон на напряжение 6,8V. То же самое можно сказать и о других деталях.

Шабаев М. Р. РК-01-18.

1 242 Индикаторы
индикатор температуры сигнализатор
Написать комментарий:

cashback