- ส่วนประกอบที่จำเป็น:
- เซ็นเซอร์อุณหภูมิ LM35:
- การตั้งค่าแรงดันอ้างอิงสำหรับ Op-amp LM358:
- แผนภูมิวงจรรวม:
- คำอธิบายการทำงาน:
วันนี้เรากำลังสร้างง่าย ๆ วงจรที่มีประโยชน์มากในการใช้เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ LM35 ในวงจรนี้เราจะควบคุม LED ตามอุณหภูมิรอบ ๆ หากอุณหภูมิสูงเกินกว่าระดับที่กำหนด (50 องศาในวงจรนี้) LED สีแดงจะติดสว่างโดยอัตโนมัติมิฉะนั้นไฟ LED สีเหลืองจะยังคงอยู่ต่ำกว่าอุณหภูมินั้น ค่าอุณหภูมิเกณฑ์นี้สามารถกำหนดได้โดยการปรับตัวต้านทานตัวแปรในวงจรตามความต้องการ
วงจรไฟควบคุมอุณหภูมินี้มีประโยชน์ในหลาย ๆ ด้านเช่นสามารถทำงานเป็นตัวบ่งชี้อุณหภูมิหรือสามารถกระตุ้นอุปกรณ์ใด ๆ เช่นพัดลมหรือสัญญาณเตือนเกินอุณหภูมิที่กำหนด นอกจากนี้ยังสามารถทำงานเป็นสัญญาณเตือนไฟไหม้หากคุณตั้งอุณหภูมิเกณฑ์ไว้สูงมากเช่น 100 องศาเซลเซียส ในวงจรนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิธีใช้เซ็นเซอร์ LM35 ในวงจรใด ๆ LM35 เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ได้รับความนิยมและราคาไม่แพงโดยทั่วไปใช้เป็นเครื่องวัดอุณหภูมิแบบดิจิตอลหรือเพื่อวัดอุณหภูมิ
ส่วนประกอบที่จำเป็น:
- แบตเตอรี่ 9v
- IC 7805
- เซ็นเซอร์อุณหภูมิ LM35
- Op-amp LM358
- ตัวต้านทาน 10k โอห์ม (3)
- ตัวต้านทาน 1k โอห์ม (3)
- ตัวต้านทานแบบแปรผัน 10k
- ไฟ LED (สีแดงและสีเหลือง)
- ทรานซิสเตอร์ NPN BC547 (2)
เซ็นเซอร์อุณหภูมิ LM35:
LM35 เป็นทรานซิสเตอร์สามพินเหมือนอุปกรณ์ มี VCC, GND และ OUTPUT เซ็นเซอร์นี้ให้แรงดันไฟฟ้าผันแปรที่เอาต์พุตตามอุณหภูมิ “ LM35” ให้ผลผลิตในองศาเซลเซียสและสามารถรับรู้อุณหภูมิได้ถึง 150 องศาเซลเซียส
สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ +1 องศาเซลเซียสจะมีแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น + 10mV ที่ขาเอาต์พุต ดังนั้นหากอุณหภูมิอยู่ที่0◦องศาเซลเซียสเอาต์พุตของเซ็นเซอร์จะเป็น 0V ถ้าอุณหภูมิ10◦องศาเซลเซียสเอาต์พุตของเซ็นเซอร์จะเป็น + 100mV หากอุณหภูมิ25◦องศาเซลเซียสเอาต์พุตของเซ็นเซอร์จะเป็น + 250mV
การตั้งค่าแรงดันอ้างอิงสำหรับ Op-amp LM358:
ที่นี่เราใช้ Op-amp LM358 เพื่อเปรียบเทียบแรงดันเอาต์พุตของ LM35 กับแรงดันอ้างอิง ดังที่ได้กล่าวไว้เราได้ตั้งค่าวงจรสำหรับแรงดันไฟฟ้า 50 องศาดังนั้นในการเรียกใช้แอมป์ที่ 50 องศาเราจำเป็นต้องตั้งค่าแรงดันอ้างอิงเป็น 0.5 โวลต์เนื่องจากที่อุณหภูมิ 50 องศาแรงดันเอาต์พุต LM35 จะเป็น 0.5 โวลต์หรือ 500mV แรงดันอ้างอิงคือแรงดันไฟฟ้าที่ Pin no 2 ของ LM358 (ดูแผนภาพวงจรด้านล่าง)
ตอนนี้เพื่อตั้งค่าแรงดันอ้างอิงเราได้สร้างวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าโดยใช้ตัวต้านทาน R1 และตัวต้านทานตัวแปร RV1 ที่ 10k ด้วยการใช้สูตรข้างต้นคุณสามารถตั้งค่าแรงดันอ้างอิงตามนั้นและสามารถเปลี่ยนอุณหภูมิเกณฑ์ได้ เช่นเดียวกับการตั้งอุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียสเป็นค่าทริกเกอร์คุณสามารถตั้งค่าโพเทนชิออมิเตอร์โดยประมาณที่ 8k: 2k เช่น:
Vout = (R2 / R1 + R2) * วิน
(ที่นี่ R2 คือส่วนที่สองของโพเทนชิออมิเตอร์: 2k โอห์มและ R1 คือ R1 + ส่วนแรกของโพเทนชิออมิเตอร์: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0.5v
Op-amp LM358:
สหกรณ์แอมป์ยังเป็นที่รู้จักแรงดันเทียบเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตไม่กลับด้าน (+) สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่อินพุทอินพุท (-) เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะสูง และถ้าแรงดันไฟฟ้าของอินพุทกลับด้าน (-) สูงกว่าปลายที่ไม่กลับด้าน (+) แสดงว่าเอาต์พุตเป็น LOW เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ op-amp ที่นี่
LM358 เป็นเครื่องขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำแบบคู่ ซึ่งมีตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอิสระสองตัวอยู่ภายใน นี่คือออปแอมป์ที่ใช้งานทั่วไปซึ่งสามารถกำหนดค่าได้ในหลายโหมดเช่นตัวเปรียบเทียบ, ฤดูร้อน, อินทิเกรเตอร์, แอมพลิฟายเออร์, ตัวสร้างความแตกต่าง, โหมดกลับด้าน, โหมดไม่กลับด้าน ฯลฯ
แผนภูมิวงจรรวม:
คำอธิบายการทำงาน:
การทำงานของโครงการไฟควบคุมอุณหภูมินี้ทำได้ง่าย แบตเตอรี่วัตถุประสงค์ทั่วไป 9v ใช้เพื่อเปิดวงจรทั้งหมดและใช้ IC7805 เพื่อจัดหาแหล่งจ่ายไฟ 5v ที่มีการควบคุมให้กับวงจร เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 50 องศาเซลเซียสไฟ LED สีเหลืองจะติดและสีแดงจะดับ เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 50 องศาเอาต์พุตของ LM358 จะยังคงอยู่ในระดับต่ำและ Q1 จะยังคงอยู่ในสถานะปิดและทรานซิสเตอร์ Q2 จะยังคงอยู่ในสถานะเปิด
ตอนนี้เมื่ออุณหภูมิโดยรอบสูงกว่า 50 องศาเซลเซียสแรงดันเอาต์พุตของ LM35 ที่ขา 2 จะสูงกว่า 0.5 โวลต์หรือ 500mV เอาต์พุตของ LM35 เชื่อมต่อกับ Pin 3 ของ Op-amp LM358 และเมื่อเราตั้งค่าแรงดันอ้างอิง (แรงดันไฟฟ้าที่พิน 2 ของ LM358) เป็น 0.5 โวลต์ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่พิน 3 (อินพุตที่ไม่กลับด้าน) จะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่พิน 2 (อินพุทอินพุท) และเอาต์พุตของ opamp LM358 (PIN 1) กลายเป็นสูง เอาต์พุตของ LM358 ที่เชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ NPN Q1 ดังนั้น Q1 จึงติดสว่างและ LED สีแดงจะเริ่มส่องสว่าง ในขณะเดียวกันฐานของทรานซิสเตอร์ Q2 จะกราวด์และ Q2 จะดับลงและไฟ LED สีเหลืองก็จะดับลงเช่นกัน นั่นคือวิธีการที่วงจรตรวจพบขีด จำกัด อุณหภูมิและแสดงโดยเรืองแสงไฟ LED
ในวิดีโอสาธิตด้านล่างเราได้ใช้หัวแร้งเพื่อให้ความร้อนโดยรอบใกล้เซ็นเซอร์อุณหภูมิ LM35 ตรวจสอบ