Aplikasi Sensor Suhu

Di sini kami memiliki dua aplikasi praktis yang melibatkan sirkuit untuk merasakan suhu menggunakan sensor dan memberikan keluaran listrik. Di kedua sirkuit, kami telah menggunakan sirkuit analog. Jadi mari kita punya gambaran singkat tentang sirkuit analog.

Sensor adalah unit yang dapat mengukur fenomena fisik dan mengukur fenomena fisik, dengan kata lain memberikan representasi terukur dari keajaiban pada skala atau rentang tertentu. Umumnya sensor dikategorikan menjadi dua jenis, analog dan sensor digital . Disini kita akan membahas tentang sensor analog.

Sensor analog adalah komponen yang mengukur besaran aktual apa pun dan menerjemahkan nilainya menjadi besaran yang dapat kita ukur dengan rangkaian elektronik, biasanya resistor atau nilai kapasitif yang dapat diubah menjadi kualitas tegangan. Contoh sensor analog bisa berupa termistor, di mana resistor mengubah resistansinya berdasarkan suhu. Sebagian besar sensor analog biasanya dilengkapi dengan tiga pin koneksi, satu untuk mendapatkan tegangan suplai, satu untuk koneksi ground dan yang terakhir adalah pin tegangan output. Sebagian besar sensor analog yang akan kita gunakan adalah sensor resistif, ditunjukkan pada gambar. Ini dihubungkan ke sirkuit dengan cara yang akan memiliki output dengan rentang tegangan tertentu umumnya kisaran tegangan antara 0 volt hingga 5 volt. Akhirnya kita bisa mendapatkan nilai ini ke mikrokontroler kita menggunakan salah satu pin input analognya. Sensor analog mengukur posisi pintu, air, daya, dan asap perangkat.

1. Sensor Panas Sederhana

Buatlah rangkaian sensor panas sederhana ini untuk memonitor suhu pada perangkat penghasil panas seperti Amplifier dan Inverter. Saat suhu di perangkat melebihi batas yang diizinkan, sirkuit akan memperingatkan melalui bunyi bip. Ini terlalu sederhana dan dapat diperbaiki di perangkat itu sendiri dengan daya yang disadap darinya. Rangkaian ini bekerja dalam 5 sampai 12 volt DC.

Sirkuit ini dirancang menggunakan IC timer populer 555 dalam mode Bistable. IC 555 memiliki dua pembanding, flip flop dan tahap keluaran. Outputnya menjadi tinggi ketika pulsa negatif lebih dari 1/3 Vcc diterapkan ke pin pemicu 2. Pada saat ini, pembanding yang lebih rendah memicu dan mengubah status flip-flop dan output menjadi tinggi. Artinya, jika tegangan pada pin 2 kurang dari 1/3 Vcc, output menjadi tinggi dan jika lebih tinggi dari 1/3 Vcc, output tetap rendah.

Di sini Thermister (Koefisien Suhu Negatif) NTC digunakan sebagai sensor panas. Ini adalah jenis resistor variabel dan resistansinya tergantung pada suhu di sekitarnya. Di NTC Thermister, resistansi turun saat suhu di sekitarnya meningkat. Namun pada Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient), resistansi meningkat bila suhu meningkat.

Di sirkuit, Thermistor NTC 4,7K terhubung ke pin2 dari IC1. Resistor variabel VR1 menyesuaikan sensitivitas Thermistor pada tingkat suhu tertentu. Untuk mengatur ulang flip-flop dan karenanya untuk mengubah output, pin ambang 6 dari IC1 digunakan. Ketika pulsa positif diterapkan ke pin 6 melalui sakelar tekan, komparator atas IC1 menjadi tinggi dan memicu input R dari flip-flop. Ini mengatur ulang dan output menjadi rendah.

Ketika suhu perangkat normal (seperti yang diatur oleh VR1), output IC1 tetap rendah karena pin pemicu 2 mendapatkan lebih dari 1/3 Vcc. Ini membuat output rendah dan bel tetap diam. Ketika suhu di perangkat meningkat karena penggunaan yang lama atau kekurangan catu daya, resistansi Thermister menurun dengan mengambil pin pemicu kurang dari 1/3 Vcc. Bistable kemudian terpicu dan outputnya menjadi tinggi. Ini mengaktifkan bel dan bip akan dibuat. Keadaan ini berlanjut hingga suhu menurun atau IC disetel ulang dengan menekan S1.

Bagaimana mengatur?

Pasang sirkuit pada PCB umum dan perbaiki di dalam perangkat yang akan dipantau. Hubungkan Thermister (Thermister tidak memiliki polaritas) dengan rangkaian menggunakan kabel tipis. Pasang Thermister di dekat bagian perangkat yang menghasilkan panas seperti, transformator atau heat sink. Daya dapat disadap dari catu daya perangkat. Nyalakan sirkuit dan nyalakan perangkat. Sesuaikan VR1 secara perlahan hingga bel berhenti pada suhu normal. Sirkuit akan menjadi aktif saat suhu di dalam perangkat naik.

2. Detektor Kebocoran AC

Ini adalah pembanding yang mendeteksi perubahan suhu sehubungan dengan suhu sekitarnya. Ini terutama dimaksudkan untuk mendeteksi kekeringan di sekitar pintu dan jendela yang menyebabkan kebocoran energi, tetapi dapat digunakan dengan banyak cara lain, ketika detektor perubahan suhu yang sensitif diperlukan. Jika perubahan suhu mengarah ke atas, LED merah menyala dan jika perubahan suhu mengarah ke bawah, LED hijau menyala.

Diagram Sirkuit Detektor Kebocoran AC

Di sini, IC1 digunakan sebagai detektor dan penguat jembatan yang tegangan keluarannya meningkat ketika suhu naik karena ketidakseimbangan jembatan. 2 IC lainnya digunakan sebagai pembanding. Kedua LED mati dengan memvariasikan R1 untuk menyeimbangkan jembatan. Jika jembatan tidak seimbang karena perubahan suhu, salah satu LED akan menyala.

Bagian:

R1 = 22K - Potensiometer Linear

R2 = 15K @ 20 ° C n.t.c. Thermistor (Lihat Catatan)

R3 = 10K - 1 / 4W Resistor

R4 = 22K - 1 / 4W Resistor

R5 = 22K - 1 / 4W Resistor

R6 = 220K - 1 / 4W Resistor

R7 = 22K - 1 / 4W Resistor

R8 = 5K - preset

R9 = 22K - 1 / 4W Resistor

R10 = 680R - 1 / 4W Resistor

C1 = 47µF, 63V Kapasitor Elektrolit

D1 = 5mm. LED Hijau

D2 = 5mm. LED Kuning / Putih

U1 = TL061 IC, Op-Amp BIFET arus rendah

IC2 = LM393 IC Pembanding Tegangan Ganda

P1 = Saklar SPST

B1 = Baterai 9V PP3

Catatan:

• Kisaran resistansi termistor harus 10 hingga 20K dalam kisaran 20 derajat.
• Nilai R1 harus dua kali nilai resistansi termistor.
• Termistor harus ditutup dengan casing kecil untuk memastikan deteksi cepat perubahan suhu.
• Pin1 dari IC2B harus dihubungkan ke pin7 dari IC2A jika hanya membutuhkan satu LED.