Circuit de avertizare de gheață pentru automobile

Dispozitivele care reacționează la variațiile atmosferei sau căldurii fluide sunt ușor de construit datorită disponibilității ușoare a termistorilor. Acest circuit de avertizare de gheață al mașinii explică cum să implementați un termistor ca un traductor într-un circuit care clipește continuu o lampă de avertizare imediat ce temperatura atmosferică scade la aproximativ 0 ° C.

De ce înghețarea drumurilor este periculoasă

Gheața, în special gheața neagră, se numără printre cele mai periculoase circumstanțe pe care șoferii le pot întâlni cu ușurință în lunile reci. Chiar și atunci când s-ar putea să nu pară prea răcoroasă afară, zăpada poate ateriza în continuare pe străzi, ceea ce se poate dezgheța lent. Gheața neagră poate fi specifică prea periculoasă noaptea și dimineața, în principal pentru că poate arăta ca niște străzi umede în loc de gheață. Gheața neagră este incredibil de evazivă, ceea ce înseamnă că pentru un vehicul se poate ajunge cu ușurință la derapaje și accidente.

Ținând cont de acest lucru, a fost dezvoltat acest circuit, care poate fi aplicat pentru a obține un semnal de alertă în ceea ce privește temperatura care poate scădea până la nivelul înghețului. Sau poate, după cum se explică în acest proiect, circuitul poate fi obișnuit să avertizeze șoferul mașinii cu privire la străzile înghețate.

Design-ul

Pe lângă câteva tranzistoare bipolare , un tip npn și un tip pnp, circuitul folosește în plus alte 3 forme de dispozitive semiconductoare. În primul rând, termistor , care implică o cantitate mică de substanță semiconductoare, este de fapt un stil de coeficient de temperatură negativ capsulat din sticlă (NTC).

Dimensiunile sale minuscule îl ajută să reacționeze rapid la variațiile de temperatură, în timp ce capacul de sticlă protejează semiconductorul de caracteristicile conductoare electrice ale lichidelor, care altfel pot crea rezultate înșelătoare.

Observați că un n.t.c. termistorul vine cu o rezistență electrică care crește pe măsură ce temperatura scade. De asemenea, un op amp IC care este tipul 741 recomandat este utilizat ca fiind un senzor sensibil de schimbare a tensiunii în jurul unui pod Wheatstone. Unul dintre brațele sale constă din termistor.

Termistorul poate fi orice termistor NTC de 100K.

În cele din urmă, a Lampa LED este utilizată ca indicator care clipește semnalul de avertizare. Această lumină este compactă, robustă și consumă aproape curent pentru iluminare.

Descrierea circuitului

Întregul circuit al alarmei „îngheț” este dezvăluit în figura de mai sus. Este acționat de tensiunea de la bateria auto de 12V. Alternativ, pentru alte aplicații, o baterie de 9V ar putea fi suficientă pentru a rula circuitul.

Circuitul este alcătuit practic din câteva elemente defalcate de linia punctată. În stânga acestei linii se afișează sensibil la temperatură Podul Wheatstone, a cărui ieșire este detectată de amplificatorul operațional care funcționează ca un amplificator diferențial .

Spre dreapta liniei punctate există un oscilator cu două tranzistori care oscilează LED-ul imediat ce termistorul se extinde la temperatura prestabilită.

Podul Wheatstone include rezistențe R1 și R2 care fixează tensiunea pe terminalul inversor al amplificatorului op la aproximativ 8V cu referire la linia de masă (pentru o baterie de 12V). VR1 presetat și termistorul RTH1 creează al doilea braț al podului.

Acest lucru se datorează faptului că termistorul este o specificație NTC, veți găsi pe măsură ce temperatura coboară rezistența sa crește, determinând creșterea proporțională a tensiunii la pinul 3.

Deoarece această tensiune depășește nivelul de referință al pinului 2, ieșirea amplificatorului operațional schimbă starea și se întoarce de la aproximativ zero la câțiva volți pozitivi.

Temperatura în care ieșirea se mișcă dramatic pozitivă ar putea fi determinată de reglarea fină a presetate VR1. Creșterea rapidă a tensiunii la ieșirea op amp transformă oscilatorul circuit prezentat în partea dreaptă a liniei punctate. Rezistorul R3 folosește această tensiune pentru a comuta baza tranzistorului TR1.

Condensatorul C1 ajută la feedbackul pozitiv esențial pentru a menține amplitudinile de frecvență joasă. tranzistor pnp TR2 alimentează LED-ul în terminalul său colector împreună cu un rezistor de serie calculat R5, care limitează curentul care intră în LED sub valoarea maximă.

LED intermitent frecvența este stabilită într-o anumită măsură prin propria rezistență, deși este reglabilă la nivelul dorit alegând o magnitudine adecvată pentru Cl. Tranzistoarele TRI și TR2 trebuie să fie o potrivire complementară pentru ca circuitul să funcționeze optim.

ASAMBLARE CIRCUIT

Fiecare dintre elemente, cu excepția bateriei, a comutatorului și a LED-ului, ar putea fi asamblat pe o matrice Veroboard de 0,1 inci, după cum se arată mai jos, deși adevăratul design poate depinde de scara reală a pieselor achiziționate de utilizator.

Termistorul trebuie poziționat departe de orice posibilă sursă de căldură sau de motor. Ar trebui să fie aproape de podeaua mașinii pentru o mai ușoară detectare a temperaturilor petelor înghețate și înghețate de pe drumuri la doar câțiva metri mai jos.

Termistorul trebuie protejat împotriva eventualelor stropi de apă sau ploaie , deoarece efectul de răcire datorat evaporării apei poate provoca scăderea bruscă a temperaturii sale sub temperatura reală din jur, ducând la alarme false.

O amplasare eficientă a termistorului este în partea din spate a barei de protecție față, totuși un loc chiar mai bun ar putea fi identificat în funcție de tipul de mașină. Odată ce se găsește amplasarea corectă a termistorului, trebuie să determinați distanța firului necesară între termistor și circuitul de comandă.

Aveți grijă când lipiți firul prelungitor la termistor datorită faptului că îmbinările lipite trebuie protejate folosind manșoane pentru a proteja împotriva contactului cu apa. Îmbrăcămintea cu proprietăți termocontractabile poate servi drept cea mai bună opțiune.

Termistorul trebuie să fie cimentat în finisajul unui tub scurt de plastic pentru a se asigura că, în timp ce aerul este lăsat să curgă în jurul său, acesta rămâne departe de eventualele stropi de apă.

Aproape orice cutie mică din plastic poate fi utilizată pentru a închide circuitul și, de asemenea, pentru a-l poziționa în siguranță chiar undeva în spatele tabloului de bord al mașinii. Trei seturi de fire de ieșire ar trebui să oprească cutia printr-o bucșă: câteva fire vor merge la baterie, 2 la termistor și 2 la LED.

Alegeți o locație în liniuță care poate fi cea mai potrivită pentru vizualizarea LED intermitent . Găuriți o gaură pentru a trece LED-ul într-un mod care permite o împingere ușoară printr-o bucșă de plastic.

LED-ul ar trebui să fie atașat cu precizie la circuit pentru ca TR2 să poată porni corect cu o polarizare directă.

Puteți identifica cu ușurință pinul cu anod LED printr-un multimetru setat la gama sa de ohmi. Înainte de instalarea finală a circuitului în interiorul mașinii, rezultatele trebuie confirmate printr-o testare efectivă a temperaturii gheții.

CALIBRARE

Spargeți puțină gheață în interiorul unui castron până când devine sem-lichid. Asigurați-vă că gheața se află într-o stare de topire care va asigura nivelul necesar de 0 ° C pentru test. Încă pentru a fi sigur verificați temperatura folosind un termometru dacă aveți acces la acesta.

Scufundați termistorul în interiorul gheții topite și reglați fin rezistența presetată până când LED-ul începe să palpiteze. Scoateți termistorul din apa răcită și puteți constata că, pe măsură ce temperatura de pe termistor se mișcă, LED-ul încetează să clipească.

Alternativ, puteți alege o temperatură diferită pentru pragul intermitent al LED-ului.

Circuitul este destul de rezistent la variațiile de tensiune de alimentare și nu va face ca LED-ul să clipească la temperaturi diferite de acel set. Apropo, rezistența R5 ajută, de asemenea, să evite LED-ul să clipească frecvent în perioadele în care temperatura termistorului este aproape de nivelul stabilit. Acest rezistor oferă o cale lentă de descărcare pentru condensator.

Personalizarea circuitului

În cazul în care simțiți nevoia să modificați circuitul astfel încât să permită un avertisment sonor în loc să lumineze un LED intermitent, puteți face pur și simplu următoarele.

Modificați valoarea C1 la aproximativ 0,1µF (alegeți valoarea acesteia pentru frecvența ideală) și înlocuiți R5 împreună cu LED-ul cu un difuzor mic de 80 ohmi, C1 în acest moment fiind direct conectat cu colectorul TR2.

Pentru a avea un semnal audio-vizual dublu, efectuați următoarea personalizare, dar modificați suplimentar R4 cu un LED. Practic s-ar putea să vă fie fascinant să vedeți că, în condiții probabile în care gheața este pe punctul de a apuca drumul, circuitul răspunde rapid și începe să vă semnaleze cu avertizarea de alertă.