Circuit d'alerta de gel per a automòbils

Els dispositius que reaccionen a les variacions de l’atmosfera o de la calor del fluid són fàcils de construir a causa de la fàcil disponibilitat de termistors. Aquest circuit d’avís de gel del cotxe explica com fer-ho implementar un termistor com un transductor en un circuit que parpelleja contínuament un llum d’advertència tan aviat com la temperatura atmosfèrica baixa a uns 0 ° C.

Per què les carreteres de congelació són perilloses?

El gel, concretament el negre, es troba entre les circumstàncies més perilloses que els automobilistes poden trobar fàcilment durant els mesos freds. Fins i tot quan no sembli massa fred a l’exterior, la neu encara pot aterrar als carrers, cosa que pot descongelar-se lentament. El gel negre pot ser específicament massa perillós a la nit i al matí, principalment perquè pot semblar carrers humits en lloc de gelats. El gel negre és molt difícil d’evitar, cosa que significa que per a un vehicle això pot acabar patinant i patint accidents.

Tenint en compte això, es va desenvolupar aquest circuit que es pot aplicar per obtenir un senyal d'alerta quant a la temperatura que pot baixar fins al nivell de gelades. O potser, tal com s’explica en aquest projecte, el circuit pot estar acostumat a advertir el conductor del cotxe sobre els carrers congelats.

El disseny

A més d'un parell de transistors bipolars , de tipus npn i pnp, el circuit també utilitza altres 3 formes de dispositius semiconductors. En primer lloc, el termistor , que implica una petita quantitat de substància semiconductora, és en realitat un estil de coeficient de temperatura negatiu (NTC) capsulat amb vidre.

Les seves petites dimensions l’ajuden a reaccionar ràpidament a les variacions de temperatura, mentre que la coberta de vidre protegeix el semiconductor de les característiques conductores elèctriques dels líquids, que d’una altra manera poden crear resultats enganyosos.

Tingueu en compte que un n.t.c. El termistor inclou una resistència elèctrica que augmenta a mesura que baixa la temperatura. A més, un op amp IC que és el tipus recomanat 741 s'utilitza com a sensor sensible de canvi de voltatge al voltant d'un pont de Wheatstone. Un braç concret del qual consisteix en el termistor.

El termistor pot ser qualsevol termistor NTC de 100K.

Finalment, a El llum LED s’utilitza com a indicador que parpelleja el senyal d’advertència. Aquesta llum és compacta, resistent i gairebé no consumeix corrent per il·luminar-la.

Descripció del circuit

A la figura anterior es mostra tot el circuit de l’alarma de “gelades”. Es condueix per la tensió de la bateria del cotxe de 12V. Alternativament, per a altres aplicacions, una bateria de 9V pot ser suficient per fer funcionar el circuit.

El circuit es compon bàsicament d’un parell d’elements desglossats per la línia de punts. A l'esquerra d'aquesta línia es mostra el fitxer sensible a la temperatura Pont de Wheatstone, la sortida del qual és detectada per l'amplificador operatiu que funciona com un amplificador diferencial .

Cap a la dreta de la línia de punts existeix un oscil·lador de dos transistors que oscil·la el LED tan bon punt el termistor s’estén a la temperatura predeterminada.

El pont de Wheatstone inclou resistències R1 i R2 que fixa la tensió al terminal inversor de l'amplificador operatiu al voltant dels 8V en referència a la línia de terra (per a una bateria de 12V). El VR1 preestablert i el termistor RTH1 creen els segons braços del pont.

Això es deu al fet que el termistor és una especificació NTC, que trobareu a mesura que la temperatura baixa la seva resistència augmenta, fent que la tensió del pin 3 pugi proporcionalment.

A mesura que aquesta tensió només creua el nivell de referència del pin 2, la sortida de l'amplificador operatiu canvia d'estat i gira des de zero fins a uns volts positius.

La temperatura on la sortida es mou dràsticament positiva es podria determinar mitjançant la posada a punt del VR1 predefinit. El ràpid augment de la tensió a la sortida del op amplificador gira oscil·lador circuit que es mostra a la part dreta de la línia de punts. La resistència R3 utilitza aquesta tensió per canviar la base del transistor TR1.

El condensador C1 ajuda amb la retroalimentació positiva essencial per mantenir les amplituds de baixa freqüència. El transistor pnp El TR2 alimenta el LED al seu terminal de col·lecció juntament amb una resistència de sèrie calculada R5 que limita el corrent que entra al LED per sota de la qualificació màxima.

El LED intermitent la freqüència s'estableix fins a cert punt per la seva pròpia resistència, tot i que és ajustable al nivell desitjat triant una magnitud adequada per a Cl. Els transistors TRI i TR2 han de ser un complement complementari perquè el circuit funcioni de manera òptima.

MUNTATGE DEL CIRCUIT

Cadascun dels elements, excepte la bateria, l’interruptor i el LED, es podrien muntar sobre una matriu de 0,1 polzades Veroboard com es mostra a continuació, tot i que el veritable disseny pot dependre de l’escala real de les peces que l’usuari ha comprat.

El termistor s’ha de situar molt lluny de qualsevol font de calor possible o del motor. Ha d’estar a prop del terra del cotxe per facilitar la detecció de les temperatures de les taques gelades i gelades a les carreteres a pocs metres.

Cal protegir el termistor de possibles esquitxades d’aigua o pluja , ja que l'efecte de refredament a causa de l'evaporació de l'aigua pot provocar una caiguda sobtada de la temperatura per sota de la temperatura circumdant real, provocant falses alarmes.

Una posició efectiva del termistor es troba a la part posterior del para-xocs davanter, tot i que es podria identificar un lloc encara millor segons el tipus de cotxe. Un cop trobada la ubicació correcta del termistor, haureu de determinar la distància de fil necessària entre el termistor i el circuit de control.

Tingueu precaució mentre soldeu el cable d’extensió al termistor, ja que les juntes soldades s’han de protegir mitjançant un mànec per protegir-se del contacte amb l’aigua. Els mànecs amb propietats termorretractables poden ser la millor opció.

El termistor s’ha de cimentar a l’acabat d’un tub curt de plàstic per garantir que, mentre es deixa fluir aire al seu voltant, es mantingui allunyat de possibles esquitxades d’aigua.

Es pot utilitzar gairebé qualsevol petita caixa de plàstic per tancar el circuit i també per situar-lo de forma segura en algun lloc darrere del tauler de control del cotxe. Tres conjunts de cables de sortida haurien d’acabar la caixa mitjançant un pas: un parell de cables aniran a la bateria, 2 al termistor i 2 al LED.

Trieu una ubicació dins del tauler que sigui la més adequada per visualitzar el fitxer LED intermitent . Perforeu un forat per passar el LED de manera que permeti una fàcil empenta a través d'un pas de plàstic.

El LED s’hauria d’unir amb precisió al circuit perquè TR2 sigui capaç d’encendre’l correctament amb un biaix cap endavant.

Podeu identificar fàcilment el pin d'ànode LED mitjançant un multímetre configurat al seu rang d'ohms. Abans de la instal·lació final del circuit a l'interior del cotxe, els resultats s'han de confirmar amb una prova real de temperatura del gel.

CALIBRACIÓ

Tritureu una mica de gel dins un bol fins que quedi semlíquid. Assegureu-vos que el gel es trobi en estat de fusió que proporcionarà el nivell requerit de 0 ° C per a la prova. Encara no us assegureu de verificar la temperatura mitjançant un termòmetre si hi teniu accés.

Submergiu el termistor dins del gel que es fon i ajusteu la resistència predefinida fins que el LED només comenci a polsar. Traieu el termistor de l'aigua refrigerada i podreu trobar que, a mesura que la temperatura del termistor puja, el LED deixa de parpellejar.

Com a alternativa, podríeu optar per una temperatura diferent per al llindar parpellejant del LED.

El circuit és bastant resistent a les variacions de voltatge de subministrament i no farà que el LED parpellegi a temperatures diferents de la configurada. Per cert, la resistència R5 també ajuda a evitar que el LED parpellegi amb freqüència durant els períodes en què la temperatura del termistor és a prop del nivell establert. Aquesta resistència ofereix una ruta de descàrrega lenta per al condensador.

Personalització del circuit

En cas que tingueu la necessitat de modificar el circuit de manera que permeti un avís sonor en lloc de parpellejar un LED, podeu fer el següent.

Modifiqueu el valor de C1 a uns 0,1 µF (trieu el valor per a la freqüència ideal) i substituïu R5 junt amb el LED per un altaveu petit de 80 ohms, en aquest moment C1 s’uneix directament amb el col·lector TR2.

Per tenir un senyal audiovisual doble, realitzeu la personalització següent, però canvieu R4 amb un LED. Pràcticament us pot resultar fascinant veure que en condicions probables en què el gel està a punt d’agafar la carretera, el circuit respon ràpidament i us comença a assenyalar amb l’avís d’alerta.