- Các loại bộ điều nhiệt:
- Thermistor là gì?
- Các loại nhiệt điện trở
- Ứng dụng của nhiệt điện trở NTC:
- Thành phần bắt buộc:
- Sơ đồ mạch của mạch nhiệt điện trở:
- Hoạt động của mạch điều nhiệt:
Thermostat được hình thành bằng cách tổng hợp hai thuật ngữ tiếng Hy Lạp là thermo và statos, thermos có nghĩa là nhiệt và statos có nghĩa là đứng yên, cố định. Bộ điều nhiệt được sử dụng để điều khiển các thiết bị hoặc thiết bị gia dụng theo nhiệt độ, như bật / tắt máy điều hòa, máy sưởi trong phòng, v.v. Ứng dụng phổ biến của bộ điều nhiệt là duy trì nhiệt độ phòng trong các hệ thống sưởi ấm tập trung hoặc hệ thống làm mát, điều chỉnh nhiệt độ tủ lạnh, hệ thống làm mát, bàn ủi điện, lò nướng, máy sấy tóc và nhiều loại khác. Máy điều nhiệt có thể lập trình và thông minh cũng có sẵn trên thị trường ngày nay.
Các loại bộ điều nhiệt:
Để cảm nhận nhiệt độ, các Bộ điều nhiệt khác nhau sử dụng cảm biến hoặc thiết bị khác nhau, và theo đó chúng có thể được phân loại chủ yếu thành hai loại
- Bộ điều nhiệt cơ học
- Bộ điều nhiệt điện / điện tử
Bộ điều nhiệt cơ học -
Bộ điều nhiệt lưỡng kim thuộc bộ điều nhiệt cơ học. Nói chung chúng có vỏ và núm như trong hình bên dưới. Nó có một tiếp điểm cố định và một gan di động được bao gồm hai kim loại khác nhau có hệ số giãn nở tuyến tính khác nhau. Phần cuối của cần di chuyển được kết nối với tiếp điểm cố định khi nhiệt độ giảm và ngắt kết nối khi nhiệt độ phòng cao. Đó là cách nó có thể bật và tắt các thiết bị theo nhiệt độ.
Một số ví dụ sử dụng bộ điều nhiệt lưỡng kim - bàn là, tủ lạnh, máy điều hòa không khí.
Bộ điều nhiệt điện -
Các cảm biến nhiệt độ điện tử phổ biến nhất là cặp nhiệt điện và nhiệt điện trở được sử dụng trong bộ điều nhiệt. Cả hai đặc tính điện của nhiệt điện trở và cặp nhiệt điện đều thay đổi khi tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ.
Cặp nhiệt điện là một thiết bị sử dụng ít nhất hai dải kim loại khác nhau được nối ở một đầu để tạo thành hai điểm nối; mối nối nóng và mối nối lạnh. Mối nối nóng là mối nối đo lường; Đối tượng có nhiệt độ cần đo được đặt ở điểm tiếp giáp Nóng, trong khi điểm tiếp giáp Lạnh (có nhiệt độ đã biết) là điểm tiếp giáp chuẩn. Do sự chênh lệch nhiệt độ này, một sự chênh lệch điện áp được tạo ra được gọi là điện áp nhiệt điện được sử dụng để đo nhiệt độ. Cặp nhiệt điện được sử dụng trong nồi hơi, lò nướng, v.v.
Loại cảm biến điện khác được sử dụng trong bộ điều nhiệt là nhiệt điện trở mà chúng tôi sẽ nghiên cứu chi tiết hơn với ví dụ.
Thermistor là gì?
Như tên cho thấy nhiệt điện trở là sự kết hợp của hai từ, nhiệt và điện trở. Đó là một thành phần điện trở có điện trở thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ.
Nhiệt điện trở có độ tin cậy cao và có nhiều thang đo để phát hiện sự thay đổi nhiệt độ nhỏ một cách quý giá. Chúng rẻ và hữu ích như cảm biến nhiệt độ. Nhiệt điện trở được sử dụng trong bộ điều nhiệt kỹ thuật số.
Các loại nhiệt điện trở
Tùy thuộc vào sự thay đổi điện trở của nó đối với nhiệt độ xung quanh, có hai loại nhiệt điện trở. Chúng được giải thích chi tiết dưới đây: -
1. PTC - Hệ số nhiệt độ dương.
Điện trở của nó tỷ lệ thuận với nhiệt độ tức là điện trở của nó giảm khi nhiệt độ giảm và ngược lại.
2. NTC - Hệ số nhiệt độ âm.
Điện trở của nó là tỷ lệ gián tiếp với nhiệt độ, tức là, điện trở của nó giảm khi tăng nhiệt độ và ngược lại.
Chúng tôi đang sử dụng nhiệt điện trở NTC trong ứng dụng của mình. 103 là chỉ ra điện trở của nhiệt điện trở ở nhiệt độ bình thường có nghĩa là 10k Ohm.
Ứng dụng của nhiệt điện trở NTC:
Để có thể điều khiển bất kỳ thiết bị nào dựa trên sự biến đổi nhiệt độ là một ý tưởng rất tiện lợi và thú vị. Một ứng dụng phổ biến như vậy là Báo cháy, nơi nhiệt điện trở cảm nhận nhiệt và kích hoạt báo động.
Nhiệt điện trở NTC được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng khác nhau nhưng ở những nơi có yêu cầu về điện trở thấp ở điểm xuất phát, thì điện trở nhiệt PTC được sử dụng.
Điện trở của nhiệt điện trở ở nhiệt độ phòng được nhà sản xuất quy định trong biểu dữ liệu cùng với các bộ giá trị khác nhau của điện trở ở nhiệt độ khác nhau, từ đó người ta có thể chọn đúng nhiệt điện trở cho ứng dụng thích hợp.
Dưới đây là một số mạch được xây dựng bằng cách sử dụng Thermistor:
- Báo cháy sử dụng Thermistor
- Quạt DC được điều khiển nhiệt độ sử dụng Thermistor
- Giao diện nhiệt điện trở với Arduino để đo và hiển thị nhiệt độ trên màn hình LCD
- Thiết bị gia dụng AC được kiểm soát nhiệt độ
Thành phần bắt buộc:
- NTC 103 nhiệt điện trở (10k Ω).
- BJT Công nguyên 547.
- Chiết áp 5k Ω (POT).
- Điện trở 1kΩ.
- Đèn LED.
- Nguồn điện - 6V DC.
- Bảng mạch và các dây kết nối.
Sơ đồ mạch của mạch nhiệt điện trở:
Hoạt động của mạch điều nhiệt:
Mạch thỏa hiệp giữa mạch phân áp và mạch chuyển mạch “BẬT và TẮT” ngõ ra. Mạch phân áp được tạo thành bởi nhiệt điện trở và một biến trở.
Ngõ ra mạch phân áp được nối với đế của tranzito NPN thông qua một điện trở 1k. Mạch phân áp giúp ta có thể cảm nhận được sự biến thiên của điện áp do sự biến thiên của điện trở của Thermistor. Bằng cách sử dụng POT trong bộ chia điện áp, chúng ta có thể điều chỉnh độ nhạy của nhiệt điện trở. Bạn cũng có thể sử dụng một điện trở cố định thay cho Biến trở cho điểm kích hoạt cố định, nghĩa là đèn LED sẽ được Bật, chỉ khi nhiệt độ vượt qua một giá trị cụ thể và bạn không thể điều chỉnh nhiệt độ điểm kích hoạt. Vì vậy, tốt hơn nên sử dụng POT và thay đổi độ nhạy chỉ bằng cách xoay núm.
Người ta có thể chọn bộ điện trở theo công thức dưới đây-
Vo = × V IN
Trong mạch của chúng tôi, chúng tôi đã thay thế R2 bằng POT và R1 bằng LDR, do đó, điện áp đầu ra thay đổi theo điện trở Thermistor. Và điện trở nhiệt điện trở thay đổi theo nhiệt độ bên ngoài, vì vậy điện áp đầu ra sẽ thay đổi khi chúng ta thay đổi nhiệt độ xung quanh nhiệt điện trở. Bóng bán dẫn sẽ bật ở mức 0,7 V hoặc cao hơn là điện áp VBE.
Một cách đơn giản hơn, để chọn và biết R2 thích hợp cho nhiệt điện trở 10k NTC, là mô phỏng mạch trong Proteus và nhận giá trị gần của R2. Ngoài ra, bằng cách thay thế nhiệt điện trở bằng một biến trở, chúng ta có thể nghiên cứu hiệu ứng tương đương của nó trong mạch điện như sơ đồ mạch điện dưới đây:
Phần thứ hai của mạch là phần bóng bán dẫn nơi bóng bán dẫn hoạt động như một công tắc cho LED D1. Vì bóng bán dẫn là một thiết bị điều khiển dòng điện, một điện trở R1 được kết nối với đầu vào của nó để hạn chế dòng điện tăng vọt.
Đề cập đến mạch mô phỏng ở trên, ngay khi nhiệt độ tăng gần nhiệt điện trở thì điện trở của nó giảm, dẫn đến tăng điện áp trên RV1. Vì vậy, điện áp tại cơ sở của bóng bán dẫn (V BE) cũng tăng lên, và ngay sau khi V BE ≥0,7 V, bóng bán dẫn bắt đầu dẫn điện và đèn LED sẽ được bật.
Xin lưu ý rằng chúng tôi có thể thay thế đèn LED này bằng một còi hoặc bóng đèn, v.v. trong mạch trên với tối thiểu bổ sung thêm một số thành phần. Cũng kiểm tra Video Demo bên dưới.