Уголок радиолюбителя
Система регулирования температуры — это автоматическая система управления, которая поддерживает температуру объекта на заданном уровне.
Как правило, система контроля температуры используется в кондиционерах, холодильниках, инкубаторах и.т.д. Для того, чтобы реализовать систему контроля температуры нам нужен датчик температуры, контроллер и система охлаждения.
В этом проекте мы реализовали простую систему контроля температуры с использованием доступных компонентов. Целью данного проекта является автоматическое включение или выключение вентилятора в зависимости от температуры окружающей среды.
Терморегулятор с обратной связью
Аппаратные требования для этой простой схемы контроля температуры являются следующими: LM35, L293D, LM358, вентилятор и немного пассивных компонентов (резисторов).
- 1 х LM35 датчик температуры
- 1 х LM358 операционный усилитель
- 1 х L293D драйвер двигателя
- 1 х 12V DC вентилятор
- 1 х 10 кОм резистор (1/4 Вт)
- 1 х 5 кОм потенциометр
- 1 х макетная плата
- Соединительные провода
- Источник питания 12В
Датчик температуры LM35
LM35 — это датчик температуры с измерением в Цельсия, напряжение на его выходе прямо-пропорционально температуре. LM35 может измерять температуру в диапазоне от -55 0 С до +150 0 C.
В этом проекте мы используем датчик температуры LM35 для измерения температуры и отправки соответствующих значений напряжения на контроллер (операционный усилитель).
Операционный усилитель LM358
LM358 – микросхема, состоящая из 2 независимых операционных усилителей. LM358 имеет широкий спектр применений, таких как фильтры, драйверы светодиодов или ламп, генераторы импульсов, генераторы с управляемым напряжением (ГУН), усилители и т. д. В этом проекте мы используем LM358 в режиме компаратора.
Примечание: несмотря на то, что LM358 имеет два операционных усилителя, мы будем использовать только один.
Драйвера двигателя L293D
L293D – драйвер двигателя, который может управлять 2 моторами одновременно с индивидуальными входными сигналами, так как он имеет двойной драйвер H–моста. В этом проекте, мы собираемся управлять вентилятором ПК 12В с помощью микросхемы драйвера двигателя.
Принципиальная схема терморегулятора
LM35 имеет 3 контакта: VCC, Data и GND. Подключите VCC и GND к 12В и GND соответственно и сформируйте делитель напряжения с контактом данных и резистором 10 кОм. Сигнал с делителя подается на неинвертирующий вход (контакт 3) операционного усилителя (LM358).
Потенциометр 5 кОм подключен к инвертирующему входу (контакт 2) операционного усилителя. Контакты 8 и 4 подключены к источнику питания 12В и GND. Выход ОУ т. е. вывод 1 соединен с выводом 3 (1А), который является первым входом драйвера микросхемы драйвера двигателя.
Второй вход драйвера L293D (2A — контакт 7) подключен к GND. Контакты 1, 8 и 16 (Enable 1, VCC2 и VCC2) подключены к источнику питания 12 В, а контакты 4, 5, 12 и 13 подключены к GND. Двигатель (12 В вентилятор ПК) подключен между контактами 3 и 6 (1Y и 2Y).
Работа схемы
Работу схемы «Система контроля температуры» легко объяснить, сравнив его с системой управления с обратной связью.
Система управления с обратной связью состоит из входа, устройства управления, выхода и обратной связи. Входной сигнал обычно представляет собой датчик, который непрерывно контролирует тестовый параметр. Здесь вход — это датчик температуры LM35, а измеряемый нами параметр — это температура.
Данные с входа передаются управляющему устройству или системе. Это устройство управления активирует выход в соответствии с входными сигналами. В нашем проекте LM358 является контроллером и выступает в качестве компаратора.
Если температура превышает желаемую температуру, нам нужно активировать вентилятор. Итак, нам нужно настроить потенциометр таким образом, чтобы если температура повышается выше определенного значения, выход операционного усилителя должен перейти в высокое состояние.
Этот высокий выходной сигнал от операционного усилителя поступает на драйвер двигателя, который вместе с вентилятором образует выходную часть системы управления.
Поскольку другой вход привода драйвера двигателя подключен к GND, всякий раз, когда выход операционного усилителя становиться высоким вентилятор начинает вращаться.
Это охладит окружающую среду, и это явление действует как обратная связь в системе управления. Если температура снижается, LM35 обнаруживает ее и подает сигнал операционному усилителю, чтобы выключить вентилятор.
