سوئیچ اتوماتیک وسایل و لامپ با توجه به دما

سلام. سوئیچ اتوماتیک وسایل و لامپ وابسته به دما (پروژه آنالوگ با LM358 و LM35) را آماده کردیم.

آموزش سوئیچ اتوماتیک لامپ وابسته به دما

در این پروژه آنالوگ ما با استفاده از آپ امپ، مداری را میسازیم که در صورتی که دما از حد معینی (50 درجه سانتی گراد) فراتر رود رله فعال شود و به طور مثال لامپ یا هر وسیله AC دیگری فعال شود. دمای آستانه را میتوانیم با استفاده از پتانسیومتر تعیین کنیم.

ما در این مدار سوئیچ کنترل شونده توسط دما از یک لامپ LED ساده استفاده کرده ایم، به این معنی که اگر درجه حرارت از 50 درجه سانتیگراد بالاتر رود، لامپ به طور خودکار روشن می شود و اگر دما زیر 50 درجه بیاید، لامپ به طور خودکار خاموش می شود. در اینجا شما می توانید لامپ را با هر وسیله خانگی AC جایگزین کنید، مثلا اگر لامپ را با فن جایگزین کنید، این پروژه تبدیل به مدار کنترل فن وابسته به دما میشود. همچنین میتوانید از بوق هشدار و … نیز استفاده کنید.

ما قبلا این پروژه را با آردوینو و ترمیستور طراحی کرده ایم.

• پروژه آردوینو تغییر سرعت فن وابسته دما (آموزش کامل کنترل سرعت Fan)
• کنترل سرعت موتور DC با توجه به دما با ترمیستور و آپ امپ (پروژه آنالوگ)

قطعات مورد نیاز

1. باتری 9 ولت
2. آی سی رگولاتور 7805
3. سنسور دما LM35
4. آپ امپ LM358
5. 10 کیلو اهم مقاومت
6. 1 کیلو اهم مقاومت
7. پتانسیومتر (مقاومت متغیر) 10 کیلو اهم
8. LED (اختیاری است)
9. NPN ترانزیستور BC547
10. دیود 1N4007
11. رله 6v
12. لامپ یا هر دستگاه AC

دیتاشیت سنسور دما LM35

سنسور دما LM35 یکی از محبوب ترین و سهل الاستفاده ترین سنسور های سنجش دما است.

ولتاژ ورودی این سنسور از 4 ولت تا 20 ولت است. این سنسور به ازای هر درجه سانتی گراد افزایش دما 10 میلی ولت را به خروجی خود اضافه میکنند. سنسور دما LM35 (سنسور چیست؟) دارای ولتاژ کمترین صفر است ، بدین معنی که در 0 درجه سانتیگراد خروجی 0V خواهد بود. حداکثر ولتاژ خروجی آن 1.5 ولت است به این معنی که می تواند حداکثر دمای 150 درجه سانتیگراد را حس کند. حداکثر خطای این سنسور دماسنج 0.5 درجه سانتی گراد است.

تنظیم ولتاژ مرجع برای آپ امپ LM358

در اینجا ما از Op-amp LM358 برای مقایسه ولتاژ خروجی LM35 با ولتاژ مرجع استفاده کرده ایم. همانطور که گفته شد مدار را برای ولتاژ آستانه 50 درجه تنظیم کرده ایم، بنابراین برای تحریک op-amp در 50 درجه باید ولتاژ مرجع را روی 0.5 ولت تنظیم کنیم، زیرا در دمای 50 درجه ولتاژ خروجی سنسور دما 0.5 ولت یا 500 میلی ولت خواهد بود. ولتاژ مرجع ولتاژ در پین شماره 2 LM358 است.

حال برای تنظیم ولتاژ مرجع ، ما با استفاده از مقاومت R1 و مقاومت متغیر RV1 10k ، یک مدار تقسیم ولتاژ ایجاد کرده ایم. با استفاده از فرمول های بالا می توانید ولتاژ مرجع را به ترتیب تنظیم کنید و می توانید دمای آستانه را تغییر دهید. مانند تنظیم دمای 50 درجه سانتیگراد به عنوان مقدار محرک ، می توانید پتانسیومتر را تقریباً در 8k تنظیم کنید: 2k مانند:

Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin

در اینجا R2 قسمت دوم پتانسیومتر :2 کیلو اهم و R1 ، R1 است + قسمت اول پتانسیومتر :  کیلو اهم + 8 کیلو اهم :

Vout = (2 / 18 + 2) * 5 = 0.5v

آپ امپ LM358 چیست ؟

آپ امپ ها به عنوان مقایسه کننده ولتاژ نیز شناخته می شوند. هنگامی که ولتاژ در ورودی غیر معکوس (+) بیشتر از ولتاژ در ورودی معکوس (-) باشد، خروجی مقایسه گر زیاد است. و اگر ولتاژ ورودی معکوس (-) از انتهای غیر معکوس (+) بالاتر باشد، خروجی آن پایین است.  LM358 یک تقویت کننده عملیاتی کم نویز است که دارای دو مقایسه کننده ولتاژ مستقل در داخل خود است.

نحوه کار پروژه سوئیچ وابسته به دما

کار با این مدار کنترل لوازم خانگی کنترل دما ساده است. باتری 9 ولت برای تغذیه کل مدار مورد استفاده قرار می گیرد و از IC7805 برای تغذیه 5V به مدار استفاده می شود. هنگامی که درجه حرارت زیر 50 درجه باشد ، خروجی LM358 کم است و ترانزیستور Q1 و رله نیز در حالت خاموش باقی می مانند و لامپ خاموش است. با چرخاندن پتانسیومتر می توانید این دمای آستانه را مطابق با نیاز خود تنظیم کنید.

اکنون هنگامی که دمای اطراف فراتر از 50 درجه سانتیگراد باشد، ولتاژ خروجی LM35 در پین 2 نیز بالاتر از 0.5 ولت یا 500 میلی ولت است. خروجی LM35 به پین ​​3 آپ امپ LM358 وصل شده است. و همانطور که ما ولتاژ مرجع (ولتاژ در پین 2 LM358) را به 0.5 ولت تنظیم کرده ایم، بنابراین اکنون ولتاژ در پین 3 (ورودی غیر معکوس) در پین 2 (ورودی معکوس) و خروجی آپ امپLM358 (پین 1) بالاتر می شود. خروجی LM358 به پایه ترانزیستور NPN Q1 وصل می شود، بنابراین Q1 نیز فعال می شود که باعث می شود رله و لامپ روشن شود.