- Tipos de termostato:
- ¿Qué es un termistor?
- Tipos de termistor
- Aplicación del termistor NTC:
- Componente requerido:
- Diagrama de circuito del circuito del termistor:
- Funcionamiento del circuito del termostato:
El termostato se forma sumando dos términos griegos thermo y statos, thermos significa calor y statos significa estacionario, de pie o fijo. El termostato se utiliza para controlar los dispositivos o electrodomésticos de acuerdo con la temperatura, como encender / apagar el aire acondicionado, los calentadores de habitación, etc., plancha eléctrica, hornos, secadores de pelo y muchos más. Los termostatos programables e inteligentes también están disponibles en el mercado hoy en día.
Tipos de termostato:
Para detectar la temperatura, diferentes termostatos utilizan diferentes sensores o dispositivos, y de acuerdo con eso, se pueden clasificar principalmente en dos tipos
- Termostato mecánico
- Termostato eléctrico / electrónico
Termostato mecánico -
El termostato bimetálico cae bajo el termostato mecánico. Generalmente tienen una carcasa y una perilla como se muestra en la imagen de abajo. Tiene un contacto fijo y un hígado móvil que se compone de dos metales diferentes que tienen diferentes coeficientes de expansión lineal. El extremo de la palanca móvil se conecta con un contacto fijo cuando la temperatura baja y se desconecta cuando la temperatura ambiente es alta. Así es como puede encender y apagar los dispositivos según la temperatura.
Algunos ejemplos en los que se utilizan termostatos bimetálicos: plancha, frigorífico, aire acondicionado.
Termostato eléctrico -
Los sensores de temperatura electrónicos más comunes son los termopares y termistores utilizados en termostato. Las propiedades eléctricas del termistor y del termopar experimentan cambios cuando se exponen a variaciones de temperatura.
El termopar es un dispositivo que utiliza al menos dos tiras de metal diferentes que se unen en un extremo para formar dos uniones; unión caliente y unión fría. La unión caliente es una unión de medición; El objeto cuya temperatura se va a medir se coloca en la unión caliente, mientras que la unión fría (cuya temperatura se conoce) es la unión de referencia. Debido a esta diferencia de temperatura se genera una diferencia de voltaje conocida como voltaje termoeléctrico que se utiliza para medir la temperatura. Los termopares se utilizan en calderas, hornos, etc.
El otro tipo de sensor eléctrico utilizado en termostato es el termistor que vamos a estudiar más detalladamente con un ejemplo.
¿Qué es un termistor?
Como sugiere el nombre, un termistor es una combinación de dos palabras, Térmica y Resistencia. Es un componente resistivo cuya resistencia varía con el cambio de temperatura.
Los termistores son altamente confiables y tienen un amplio rango de escala para detectar de manera preciosa variaciones menores de temperatura. Son baratos y útiles como sensor de temperatura. El termistor se utiliza en termostato digital.
Tipos de termistor
Dependiendo de su variación de resistencia con respecto a la temperatura ambiente, existen dos tipos de termistores. Se explican en detalle a continuación: -
1. PTC - Coeficiente de temperatura positivo.
Su resistencia es directamente proporcional a la temperatura, es decir, su resistencia disminuye con la disminución de la temperatura y viceversa.
2. NTC - Coeficiente de temperatura negativo.
Su resistencia es indirectamente proporcional a la temperatura, es decir, su resistencia disminuye con el aumento de temperatura y viceversa.
Estamos utilizando termistor NTC en nuestra aplicación. 103 indica que la resistencia del termistor a temperatura normal significa 10k Ohm.
Aplicación del termistor NTC:
Poder controlar cualquier dispositivo en función de la variación de temperatura es una idea muy conveniente e interesante. Una de esas aplicaciones populares es la alarma contra incendios, donde el termistor detecta el calor y activa la alarma.
Los termistores NTC se utilizan con mayor frecuencia en diversas aplicaciones, pero cuando existe un requisito de baja resistencia en el punto de partida, se utilizan termistor PTC.
La resistencia del termistor a temperatura ambiente la especifica el fabricante en la hoja de datos junto con los diferentes valores de resistencias a diferentes temperaturas, por lo que se puede elegir el termistor adecuado para la aplicación adecuada.
Aquí hay algunos circuitos construidos usando termistor:
- Alarma de incendio mediante termistor
- Ventilador de CC con control de temperatura mediante termistor
- Interfaz del termistor con Arduino para medir y mostrar la temperatura en la pantalla LCD
- Electrodomésticos de CA con control de temperatura
Componente requerido:
- Termistor NTC 103 (10k Ω).
- BJT BC 547.
- Potenciómetro de 5k Ω (POT).
- Resistencia de 1kΩ.
- LED.
- Fuente de alimentación: 6 V CC.
- Protoboard y cables de conexión.
Diagrama de circuito del circuito del termistor:
Funcionamiento del circuito del termostato:
El circuito se compone de un circuito divisor de voltaje y un circuito de conmutación de salida "ON y OFF". El circuito divisor de voltaje está formado por el termistor y una resistencia variable.
La salida del circuito divisor de voltaje está conectada a la base del transistor NPN a través de una resistencia de 1k. El circuito divisor de voltaje permite detectar la variación de voltaje causada por la variación de resistencia del termistor. Al usar un POT en el divisor de voltaje, podemos ajustar la sensibilidad del termistor. También puede usar una resistencia fija en lugar de la resistencia variable para un punto de activación fijo, lo que significa que el LED se encenderá, solo si la temperatura cruza un valor particular y no puede ajustar la temperatura del punto de activación. Así que es mejor usar un POT y variar la sensibilidad simplemente girando la perilla.
Uno puede seleccionar el conjunto de resistencias por la siguiente fórmula:
Vo = × V IN
En nuestro circuito, hemos reemplazado R2 con POT y R1 con LDR, por lo que el voltaje de salida cambia con la resistencia del termistor. Y la resistencia del termistor cambia con la temperatura exterior, por lo que el voltaje de salida cambiará a medida que cambiemos la temperatura alrededor del termistor. El transistor se encenderá a 0,7 V o más, que es el voltaje VBE.
Una forma más sencilla de seleccionar y conocer el R2 apropiado para el termistor NTC de 10k es simular el circuito en Proteus y obtener un valor cercano de R2. Además, al reemplazar el termistor con una resistencia variable, podemos estudiar su efecto equivalente en el circuito según los siguientes diagramas de circuito:
La segunda parte del circuito es la sección del transistor donde el transistor actúa como un interruptor para el LED D1. Dado que un transistor es un dispositivo controlado por corriente, se conecta una resistencia R1 a su terminal de entrada para limitar el aumento de corriente.
Con referencia al circuito de simulación anterior, tan pronto como la temperatura aumenta cerca del termistor, su resistencia eléctrica disminuye, lo que resulta en un aumento de voltaje en RV1. Entonces, el voltaje en la base del transistor (V BE) también aumenta, y tan pronto como V BE ≥0,7 V, el transistor comienza a conducir y el LED se encenderá.
Tenga en cuenta que podemos reemplazar este LED con un zumbador o bombilla, etc. en el circuito anterior con una adición mínima de algunos componentes más. También consulte el video de demostración a continuación.