Foxiss Переключатель, управляемый датчиком температуры, схема которого, показана на рисунке ниже является простой конструкцией, но в некоторых случаях будет весьма полезной.
Топология построения стандартная, в устройстве использованы сетевой трансформатор, понижающий напряжение 230 В до 9 В, диодный мост BR1, стабилизатор напряжения +5 В типа 7805 (IC1), датчик температуры LM35 (IC2), операционный усилитель LM358 (IC3), реле RL1, а также несколько простых пассивных компонентов.
После диодного моста BR1 установлен конденсатор C1 для сглаживания пульсаций постоянного напряжения перед стабилизатором 7805. Стабилизатор формирует стабильное напряжение питания +5 В.
Питание от сети 230 В переменного тока подключается к первичной обмотке трансформатора через разъём CON1. Вторичная обмотка трансформатора X1 подключена ко входу диодного моста, на выходе которого присутствует пульсирующее постоянное напряжение. Оно служит источником питания для стабилизатора 7805.
Также в схеме предусмотрен светодиод LED1, свечение которого указывает на наличие напряжения +5 В.
Сердце схемы переключатель, управляемый датчиком температуры — датчик LM35. Это трёхвыводная микросхема в корпусе, как у транзистора.
Для работы достаточно подать питание +VS и GND.
Третий вывод — это выход Vout, напряжение на котором линейно зависит от температуры. LM35 работает в диапазоне температур до 150°C. Это популярный и недорогой элемент, широко применяемый в цифровых термометрах.
Выходное напряжение LM35 откалибровано так, что при изменении температуры на 1°C напряжение на выходе OUT меняется на 10 мВ.
Если настроить нуль так, чтобы при 0°C напряжение было 0 В, то:
при 10°C напряжение составит 100 мВ,
при 25°C — 250 мВ,
при 50°C — 500 мВ (0,5 В).
Переключатель, управляемый датчиком температуры, управление
LM35 измеряет температуру, а сигнал с него поступает на вход управляющей части, выполненной на операционном усилителе LM358. Выход усилителя подключён к базе транзистора T1, который является драйвером реле.
Состояние реле (включено или выключено) зависит от температуры, измеренной датчиком, относительно опорного напряжения REF, устанавливаемого переменным резистором (потенциометром).
Важно отметить, что датчик LM35 перед использованием должен быть откалиброван. Если нужно установить порог срабатывания при температуре 50°C, опорное напряжение следует установить на 0,5 В, так как при этой температуре выход датчика выдаёт именно 0,5 В.
Опорное напряжение REF подаётся на инвертирующий вход (ножка 2) операционного усилителя LM358, который работает как аналоговый компаратор.
Краткий алгоритм работы
Датчик LM35 выдаёт 10 мВ на 1°C. Компаратор LM358 сравнивает сигнал с датчика и опорное напряжение. Если температура выше порога — выход переключается. Сигнал через транзистор включает или выключает реле. Переменным резистором устанавливается нужная температура срабатывания.
Работа схемы очень проста. После включения питания должен загореться светодиод LED1 — это сигнал, что устройство готово к работе.
Поднесите источник тепла к датчику LM35. Напряжение на выводе 3 (неинвертирующий вход) микросхемы IC3 (LM358) начнёт увеличиваться. Как только оно превысит опорное напряжение, установленное на выводе 2 (инвертирующий вход), на выходе (вывод 1) появится высокий логический уровень, и катушка реле сработает.
В результате лампа (нагрузка) будет отключена от сети 230 В и погаснет (при условии, что в реле используются нормально замкнутые контакты — NC).
Когда температура начнёт снижаться, напряжение на выводе 3 станет ниже опорного напряжения REF, установленного на выводе 2. Выход компаратора (вывод 1) перейдёт в низкое логическое состояние. В этом случае транзистор T1 закроется, реле отключится, и лампа снова подключится к сети 230 В.
Применение
Вместо лампы можно подключить любое устройство, работающее от сети 230 В. Вентилятор или кондиционер — для автоматического охлаждения помещения при превышении температуры.
Сирену или звонок — для использования в качестве пожарной сигнализации (в этом случае порог устанавливается выше, например, около 100°C, а в реле используются нормально разомкнутые контакты).
Важное замечание о нагрузке
Если планируется подключать мощное оборудование, например кондиционер, необходимо установить реле с соответствующим запасом по току, а также, возможно, использовать более мощный драйвер (вместо транзистора BC548).
