- Componentes requeridos:
- Sensor de temperatura LM35:
- Configuración del voltaje de referencia para el amplificador operacional LM358:
- Diagrama de circuito:
- Explicación de trabajo:
- Funcionamiento del relé:
Anteriormente hemos construido Circuito de LEDs con control de temperatura, en el cual dos LEDs brillaban según la temperatura. Ahora estamos mejorando ese circuito mediante el uso de un relé, y ahora vamos a controlar los electrodomésticos de CA de acuerdo con la temperatura. Este circuito servirá como interruptor de luz automático que se activará si la temperatura supera un nivel en particular (50 grados en este circuito). Estamos usando LM35 como sensor de temperatura aquí. Esta temperatura umbral de valor de 50 grados se puede cambiar ajustando la resistencia variable en el circuito, según el requisito.
Hemos utilizado una simple bombilla LED en este circuito de interruptor de temperatura controlada para demostración, lo que significa que si la temperatura supera los 50 grados Celsius, la bombilla se encenderá automáticamente y si la temperatura desciende por debajo de 50 grados, la bombilla se apagará automáticamente. Aquí puede reemplazar la bombilla por cualquier electrodoméstico de CA, por ejemplo, si la reemplaza por un ventilador, servirá como circuito de ventilador con temperatura controlada. También puede funcionar como alarma contra incendios si configura la temperatura umbral muy alta, como 100 grados Celsius y conecta una alarma en lugar de la bombilla, o puede configurarla para que encienda automáticamente el aire acondicionado más allá de una temperatura particular mediante el uso de un relé de clasificación adecuada.
Componentes requeridos:
- Batería de 9v
- IC 7805
- Sensor de temperatura LM35
- Amplificador operacional LM358
- Resistencia de 10k ohmios
- Resistencia de 1k ohmios
- Resistencia variable 10k
- LED (opcional)
- Transistor NPN BC547
- Diodo 1N4007
- Relé 6v
- Bombilla o cualquier aparato de CA
Sensor de temperatura LM35:
LM35 es un dispositivo similar a un transistor de tres pines. Tiene VCC, GND y OUTPUT. Este sensor proporciona voltaje variable en la salida según la temperatura. El LM35 proporciona salida en grados Celsius y puede detectar una temperatura de hasta 150 grados Celsius. El LM35 es un sensor de temperatura muy popular y económico que se utiliza generalmente como termómetro digital o para medir la temperatura.
Por cada aumento de +1 centígrado en la temperatura, habrá un voltaje + 10 mV más alto en el pin de salida. Entonces, si la temperatura es 0 ° centígrados, la salida del sensor será 0 V, si la temperatura es 10 ° centígrados, la salida del sensor será + 100 mV, si la temperatura es 25 ° centígrados, la salida del sensor será + 250 mV.
Configuración del voltaje de referencia para el amplificador operacional LM358:
Aquí hemos utilizado el amplificador operacional LM358 para comparar el voltaje de salida del LM35 con el voltaje de referencia. Como se mencionó, hemos configurado el circuito para un voltaje de umbral de 50 grados, por lo que para activar el amplificador operacional a 50 grados, debemos establecer el voltaje de referencia en 0,5 voltios, ya que a 50 grados de temperatura, el voltaje de salida del LM35 será de 0,5 voltios o 500 mV. El voltaje de referencia es el voltaje en el Pin no 2 del LM358.
Ahora, para establecer el voltaje de referencia, hemos creado un circuito divisor de voltaje usando la resistencia R1 y la resistencia variable RV1 de 10k. Al usar las fórmulas anteriores, puede establecer el voltaje de referencia en consecuencia y puede cambiar la temperatura umbral. Al igual que para configurar la temperatura de 50 grados Celsius como valor de activación, puede configurar el potenciómetro aproximadamente en 8k: 2k como:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(aquí R2 es la segunda parte del potenciómetro: 2k ohm y R1 es R1 + primera parte del potenciómetro: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0.5v
Amplificador operacional LM358:
Los amplificadores operacionales también se conocen como comparadores de voltaje. Cuando el voltaje en la entrada no inversora (+) es mayor que el voltaje en la entrada inversora (-), entonces la salida del comparador es alta. Y si el voltaje de la entrada inversora (-) es mayor que el extremo no inversor (+), entonces la salida es BAJA. Conozca más sobre el funcionamiento del amplificador operacional aquí.
LM358 es un amplificador operacional dual de bajo ruido que tiene dos comparadores de voltaje independientes en su interior. Este es un amplificador operacional de propósito general que se puede configurar en muchos modos como comparador, verano, integrador, amplificador, diferenciador, modo inversor, modo no inversor, etc.
Diagrama de circuito:
Explicación de trabajo:
El funcionamiento de este circuito de electrodomésticos con temperatura controlada es sencillo. La batería de uso general de 9v se usa para encender todo el circuito y el IC7805 se usa para proporcionar el suministro regulado de 5v al circuito. Cuando la temperatura es inferior a 50 grados, la salida del LM358 permanece BAJA y el transistor Q1 y el relé también permanecen en estado APAGADO, por lo que la bombilla está apagada. Puede configurar este umbral de temperatura en consecuencia girando el POT.
Ahora, cuando la temperatura del entorno supera los 50 grados Celsius, el voltaje de salida de LM35 en el pin 2 también supera los 0,5 voltios o 500 mV. La salida del LM35 está conectada al pin 3 del amplificador operacional LM358. Y como hemos establecido el voltaje de referencia (voltaje en el Pin 2 de LM358) en 0.5 voltios, ahora el voltaje en el Pin 3 (entrada no inversora) se vuelve más alto que el voltaje en el Pin 2 (entrada inversora) y la salida del opamp LM358 (PIN 1) se vuelve ALTO. La salida del LM358 está conectada a la base del transistor NPN Q1, por lo que Q1 también se enciende, lo que activa el relé y la bombilla se enciende. El relé tiene una pequeña bobina en el interior que obtiene energías mediante una pequeña corriente y activa el dispositivo de CA conectado a él, explicamos su funcionamiento a continuación. Así es como este circuito detecta el límite de temperatura y enciende automáticamente los electrodomésticos.
En el video de demostración, hemos utilizado un soldador para calentar el sensor de temperatura cercano a los alrededores LM35, verifique el video al final. También aquí estamos trabajando con red AC directa de 220v, por lo que se debe tener mucho cuidado, de lo contrario puede sufrir una lesión grave.
Funcionamiento del relé:
El relé es un interruptor electromagnético, que permite que fluya una corriente mucho mayor cuando se le aplica una pequeña corriente, como usamos el transistor como interruptor. El relé se usa generalmente para controlar los dispositivos de CA (corriente alterna), usando una corriente CC mucho más pequeña.
El relé tiene una bobina en el interior y cuando no se aplica voltaje a la bobina, COM (común) se conecta a NC (contacto normalmente cerrado). Y cuando hay algo de voltaje aplicado a la bobina, se produce el campo electromagnético. Lo que atrae la armadura (palanca conectada al resorte), y COM y NO (contacto normalmente abierto) se conectan, lo que permite que fluya una corriente más grande. Los relés están disponibles en muchas clasificaciones, aquí usamos un relé de voltaje de operación de 6V, que permite que fluya una corriente de 7A-250VCA.
El relé se configura mediante un pequeño circuito de controlador que consta de un transistor, un diodo y una resistencia. El transistor se utiliza para amplificar la corriente de modo que la corriente completa (de la fuente de CC - batería de 9v) pueda fluir a través de la bobina para energizarla por completo. La resistencia se utiliza para proporcionar polarización al transistor. Y el diodo se usa para evitar el flujo de corriente inverso cuando el transistor está apagado. Cada bobina inductora produce EMF iguales y opuestos cuando se apaga repentinamente, esto puede causar daños permanentes a los componentes, por lo que se debe usar un diodo para evitar la corriente inversa. Un módulo de relé está fácilmente disponible en el mercado con todo su circuito de controlador en la placa o puede crearlo utilizando los componentes anteriores. Aquí hemos utilizado el módulo de relé de 6V. Puede obtener más información sobre el relé aquí.