Applications des capteurs de température

Ici, nous avons deux applications pratiques impliquant des circuits pour détecter la température à l'aide de capteurs et donne une sortie électrique. Dans les deux circuits, nous avons utilisé un circuit analogique. Alors, ayons une brève idée des circuits analogiques.

Un capteur est une unité capable de mesurer un phénomène physique et de quantifier ce dernier, c'est-à-dire qu'il donne une représentation mesurable de la merveille à une échelle ou à une plage particulière. En général, les capteurs sont classés en deux types, analogiques et capteurs numériques . Ici, nous allons discuter du capteur analogique.

Un capteur analogique est un composant qui mesure n'importe quelle grandeur réelle et traduit sa valeur en une grandeur que nous pouvons mesurer avec un circuit électronique, généralement une résistance ou une valeur capacitive que nous pouvons changer en une qualité de tension. Un exemple de capteur analogique pourrait être une thermistance, où la résistance change sa résistance en fonction de la température. La plupart des capteurs analogiques sont généralement livrés avec trois broches de connexion, une pour obtenir la tension d'alimentation, une pour l'association à la terre et la dernière est la broche de tension de sortie. La plupart des capteurs analogiques que nous allons utiliser sont des capteurs résistifs, comme le montre la figure. Il est câblé dans un circuit de manière à avoir une sortie avec une plage de tension particulière, généralement une plage de tension comprise entre 0 volts et 5 volts. Enfin, nous pouvons obtenir cette valeur dans notre microcontrôleur en utilisant l'une de ses broches d'entrée analogiques. Des capteurs analogiques mesurent la position de la porte, l'eau, la puissance et la fumée des appareils.

1. Un simple capteur de chaleur

Faites de ce circuit de capteur de chaleur simple pour surveiller la température dans les appareils générateurs de chaleur comme l'amplificateur et l'onduleur. Lorsque la température dans l'appareil dépasse la limite autorisée, le circuit avertit par des bips. Il est trop simple et peut être fixé dans l'appareil lui-même avec l'alimentation prélevée sur celui-ci. Le circuit fonctionne en 5 à 12 volts DC.

Le circuit est conçu en utilisant la minuterie populaire IC 555 en mode bistable. IC 555 a deux comparateurs, une bascule et un étage de sortie. Sa sortie devient élevée lorsqu'une impulsion négative de plus de 1/3 Vcc est appliquée à sa broche de déclenchement 2. A ce moment, le comparateur inférieur se déclenche et change l'état de la bascule et la sortie devient haute. Autrement dit, si la tension à la broche 2 est inférieure à 1/3 Vcc, la sortie devient élevée et si elle est supérieure à 1/3 Vcc, la sortie reste faible.

Ici, une thermistance NTC (coefficient de température négatif) est utilisée comme capteur de chaleur. C'est une sorte de résistance variable et sa résistance dépend de la température qui l'entoure. Dans NTC Thermister, la résistance diminue lorsque la température à son voisinage augmente. Mais dans la thermistance PTC (Positive Temperature Coefficient), la résistance augmente lorsque la température augmente.

Dans le circuit, la thermistance NTC 4.7K est connectée à la broche2 de IC1. La résistance variable VR1 ajuste la sensibilité de la thermistance au niveau de température particulier. Afin de réinitialiser la bascule et donc de changer la sortie, la broche de seuil 6 de IC1 est utilisée. Lorsqu'une impulsion positive est appliquée à la broche 6 par l'intermédiaire du commutateur à poussoir, le comparateur supérieur de IC1 devient haut et déclenche l'entrée R de la bascule. Cela se réinitialise et la sortie devient faible.

Lorsque la température de l'appareil est normale (telle que définie par VR1), la sortie de IC1 reste basse car la broche de déclenchement 2 reçoit plus de 1/3 Vcc. Cela maintient la sortie faible et le buzzer reste silencieux. Lorsque la température dans l'appareil augmente en raison d'une utilisation prolongée ou d'un court-circuit dans l'alimentation, la résistance de la thermistance diminue en prenant la broche de déclenchement à moins de 1/3 Vcc. Le bistable se déclenche alors et sa sortie devient élevée. Cela active le buzzer et des bips seront générés. Cet état continue jusqu'à ce que la température diminue ou que l'IC se réinitialise en appuyant sur S1.

Comment régler?

Assemblez le circuit sur un PCB commun et fixez-le à l'intérieur de l'appareil à surveiller. Connectez la thermistance (la thermistance n'a pas de polarité) avec le circuit en utilisant des fils fins. Fixez le thermister à proximité des pièces générant de la chaleur de l'appareil comme un transformateur ou un dissipateur thermique. L'alimentation peut être tirée de l'alimentation électrique de l'appareil. Mettez le circuit sous tension et allumez l'appareil. Ajustez lentement VR1 jusqu'à ce que le buzzer s'arrête à température normale. Le circuit devient actif lorsque la température à l'intérieur de l'appareil augmente.

2. Détecteur de fuite de climatisation

C'est un comparateur qui détecte les changements de température par rapport à la température ambiante. Il était principalement destiné à détecter les sécheresses autour des portes et des fenêtres qui provoquent des fuites d'énergie mais peuvent être utilisées de nombreuses autres façons, lorsqu'un détecteur sensible de changement de température est nécessaire. Si le changement de température pointe au-dessus, la LED rouge s'allume et si le changement de température pointe en dessous, la LED verte s'allume.

Schéma du circuit du détecteur de fuite de climatisation

Ici, IC1 est utilisé comme détecteur de pont et amplificateur dont la tension de sortie augmente lorsque la température augmente en raison du déséquilibre du pont. Les 2 autres circuits intégrés servent de comparateur. Les deux LED sont éteintes en faisant varier R1 pour équilibrer le pont. Lorsque le pont est déséquilibré en raison d'un changement de température, une des LED sera allumée.

Les pièces:

R1 = 22K - Potentiomètre linéaire

R2 = 15K à 20 ° C n.t.c. Thermistance (voir notes)

R3 = 10K - Résistance 1 / 4W

R4 = 22K - Résistance 1 / 4W

R5 = 22K - Résistance 1 / 4W

R6 = 220K - Résistance 1 / 4W

R7 = 22K - Résistance 1 / 4W

R8 = 5K - préréglé

R9 = 22K - Résistance 1 / 4W

R10 = 680R - Résistance 1 / 4W

C1 = 47µF, condensateur électrolytique 63V

D1 = 5 mm. LED verte

D2 = 5 mm. LED jaune / blanc

U1 = TL061 IC, amplificateur opérationnel BIFET à faible courant

IC2 = IC de comparateur double tension LM393

P1 = commutateur SPST

B1 = pile 9V PP3

Remarques:

• La plage de résistance des thermistances doit être de 10 à 20K dans la plage de 20 degrés.
• La valeur de R1 doit être deux fois la valeur de la résistance de la thermistance.
• La thermistance doit être enfermée dans un petit boîtier pour assurer une détection rapide des changements de température.
• La broche 1 de IC2B doit être connectée à la broche 7 de IC2A si une seule LED est nécessaire.