Трирівневий датчик температури
Дуже часто люди стикаються із завданням виміру температури. Найпоширенішим методом є використання рідинних термометрів. Але, коли справа стосується вимірювання і контролю температури, наприклад мікросхеми або інших елементів, які розсіюють багато тепла, то в справу вступають мініатюрні електронні датчики температури. У багатьох електронних термометрах останнім часом дуже часто використовуються мікроконтролери, що дозволяють відслідковувати найменші зміни величини. Також пристрої, побудовані на МК часто мають дуже інформативну індикацію вимірюваного параметра. Але для початківців радіоаматорів не так то просто освоїти конструювання вимірників на мікроконтролерах, які до того ж недешево коштують. Тому в цій статті я пропоную вашій увазі конструкцію простого трирівневого датчика температури.
Це пристрій можна використовувати по різному: наприклад дозволить контролювати режим роботи мікросхеми або потужного елемента в електричних схемах.
Тепер поговоримо про те, які використовуються термочутливих елементи (датчики).
1. По-перше терморезистор - це напівпровідниковий резистор, в якому використовується залежність електричного опору напівпровідникового матеріалу від температури.
Основними параметрами терморезистора є: номінальний опір, температурний коефіцієнт опору (ТКС), інтервал робочих температур, максимально допустима потужність розсіювання.
В цілому він є досить простий пристрій, яке здатне працювати в різних кліматичних умовах, стійкий до механічних навантажень.
Терморезистори виготовляють у вигляді стрижнів, трубок, дисків, шайб, бусинок і тонких пластинок. Їх розміри зазвичай становлять від декількох мікрометрів до двох сантиметрів.
Також існують інші електронні компоненти, чутливі до температури.
2. В якості термочутливого елемента також може бути використаний напівпровідниковий діод, електрична провідність якого зростає зі збільшенням температури.
Але тут варто відзначити той факт, що чутливість до зміни температури у германієвих діодів вище, ніж у кремнієвих. Тому кремнієві краще використовувати там, де необхідно вимірювати великі температури.
Нижче представлена схема пристрою, де в якості термочутливого елемента використаний напівпровідниковий діод.
Схема працює в такий спосіб:
Тут датчиком температури є кремнієвий діод VD1. Змінним резистором R1 задають струм цього діода так, щоб при кімнатній температурі горіли світлодіоди HL1 і HL2 (краще використовувати блакитний і жовтий відповідно). Після цього, якщо нагріти діод, його опір впаде, і збільшиться струм на колекторі транзистора VT1. Внаслідок цього зросте струм, що входить на базу транзистора VT2 і він закриється. У цей момент починає відкриватися транзистор VT3 запалюючи світлодіоди HL1, HL2, HL3. Світлодіоди загоряються один за одним таким чином, що при кімнатній температурі горять HL1 і HL2, а коли температура підвищується, то включається HL3 червоного кольору. При температурі навколишнього середовища менше кімнатної, буде горіти тільки світлодіод HL1. Пам'ятайте, що транзистор VT1 теж трохи чутливий до температури. Його нагрів може посилити яскравість світлодіодів. Чи не переплутайте полярність світлодіода HL3, має бути як на схемі.
У схемі використані стабілітрони (діоди Зеннера) ZD1, ZD2, ZD3 на 5.6 В, без них світлодіоди будуть горіти одночасно. Резистори R6, R7, R8 підібрані так, щоб для кожного світлодіода забезпечити особистий діапазон індикації температури.
Можна спростити схему, використовуючи лише один світлодіод. В цьому випадку вимірюється температура спостерігається по зміні яскравості світіння світлодіода (колір вибирайте на ваш смак).
Також цей пристрій може працювати в парі з охолоджуючим вентилятором, змінюючи швидкість його обертання.
Для цього схема спрощується подібним чином:
