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高/低溫感應器

本電路利用電壓比較器的特性設計出溫度感應電路,同一隻IC,以不同的接法,可製作高溫感應器:例如,超過特定溫度時會發出警報,表示有燙傷危險,或低溫感應器:當氣溫降至某設定溫度時,便會自動發出警報提醒你,注意加衣或開動暖氣設備,或五段氣溫顯示器:顯示出非常高溫、高溫、正常、低溫、非常低溫等。

本電路採用的集成電路是美國德州儀器出品,該IC是電子電平表、振盪器、電壓指示器等專用IC,內藏四隻電壓比較器,每隻電壓比較器可獨立操作,很多電壓比較器需要正負電源供電,但此IC是單一電源供電,因它有很好的穩定性及靈敏度,而且輸出可直接推動LED,所以周邊零件不多,本電路是利用IC的特性而設計的,祇用了半隻IC,電路較可靠穩定及便宜。

網上出售的溫度警報器,可預置溫度上限,當環境溫度超預定溫度時,警報器便發出聲光告警, 市面出售可設定溫度的多用途環境溫度探測設備,適用於安裝在機房、車庫、倉庫、地下室、醫院、酒店、商場等場所,如連接至警報器時,當環境溫度達到預定溫度時,警報器便發出聲光告警,能夠準確地檢測到溫度超限,為火災預防和早期發現提供幫助。亦可連接至空調系統,控制空調設備。

IC 結構圖:
圖一

電壓比較器的特性:

每隻電壓比較器都有一個「+輸入」端、一個「-輸入」端及一個「輸出」端,當「+輸入」端的電位較「-輸入」端高時,便會有正輸出(圖二),相反,當「+輸入」端的電位較「-輸入」端低時,便會有負輸出(圖三),

溫度感應器基礎電路  



電路簡介

電路用了一隻負溫度系數熱敏電阻作為感溫零件,熱敏電阻的電阻值會隨溫度改變,溫度高時電阻值會變小,溫度低時電阻值會變大, R11及R2組成了一個分壓電路,為IC1a的「ref-」及IC1b的「ref+」提供了一個參考電壓,熱敏電阻及R5亦組成了一個分壓電路,當溫度高過預設溫度時,熱敏電阻有較低的電阻值, IC1b的「ref-」的電壓上升且高過「ref+」的參考電壓,因而觸發IC1b有負電壓輸出,提供了回路給LED2,LED2亮著,R6為LED2降壓電阻。
當溫度降低過預設的溫度時,熱敏電阻的電阻值變大,IC1b的「ref-」的電壓便會低過「ref+」,因而IC1b有正電壓輸出,LED2不亮,同時IC1a的「ref+」的電壓亦會低過「ref-」的參考電壓,因而觸發IC1a有負電壓輸出,LED1亮著,

預設溫度:

左圖為熱敏電阻的特性表,如果要預設溫度,只要找出熱敏電阻在該溫度之電阻值,用相同阻值的R11便可,例如預設溫度為12°C,查表得知熱敏電阻為95kΩ,只要R11用95kΩ,當12°C以上時,LED2便會亮著,12°C以下時,LED1便會亮著 。

製作一:低溫感應器

電路簡介
應用溫度感應器的基礎原理,LED1用自閃的LED,串聯一隻普通蜂鳴器,當溫度降低過預設的溫度時,便會發出斷續的警號聲了。如下圖

市面上不是所有數值的電阻都有出售,加上零件都有誤差,為了解決這問題,可在電路中加入一隻微調電阻/可變電阻,或將二隻電阻串聯使用,例如95kΩ,可用91 kΩ加5kΩ微調電阻或91 kΩ加4.7kΩ加5kΩ微調電阻。

如果不想蜂鳴器干擾,可用電阻代替蜂鳴器及C1

亦可將輸出接駁至光電開關或繼電器,便可控制其他電器如電暖爐、空調等。


 


製作二:高溫感應器
  
電路簡介

本電路的功能與製作一相反,電路改變了電極及5、6腳電阻的接法,熱敏電阻接電極B-A,原理與低溫感應器相同,當溫度升高過預設的溫度時,熱敏電阻的電阻值變小,IC1b的「ref-」的電壓便會低過「ref+」,因而IC1b有正電壓輸出,LED2不亮,同時IC1a的「ref+」的電壓亦會低過「ref-」的參考電壓,因而觸發IC1a有負電壓輸出,LED1亮著,蜂鳴器亦會發出斷續的警號聲

左圖為一個高溫感應器設計,溫度超過27°C時便會發出警報,提醒你開空調

如果要改變預設溫度,只要找出熱敏電阻在該溫度之電阻值,用相同阻值的R2便可,

如果不想蜂鳴器干擾,可用電阻代替蜂鳴器及C1

亦可將輸出接駁至光電開關或繼電器,便可控制其他電器了如電風扇、空調等。

兩用電路板設計參考圖:

按圖放大
右圖為電路板設計,做高溫感應器或高溫感應器均適用 

自閃LED


低溫警報器零件位置圖


高溫警報器零件位置圖
用Microsoft Word 編輯底板圖  下載 Crocodile Clip 試用版

製作三:五段氣溫顯示器

下載本頁之模擬電路圖

左圖為一個氣溫顯示器,由五隻LED分五個階段顯示氣溫,分為非常高溫(5燈-酷熱警告,小心中暑)、高溫(4燈-需要開冷氣)、正常(3燈-舒適溫度)、低溫(2燈-提醒注意加衣)、非常低溫(1燈-要小心凍傷),由於每人對高低溫的定義不同,改變R1至R5可改變對不同溫度定義的數值,網友可下載此模擬電路,改變改變R1至R5的值,找出最佳的數值,再在麵包板上試驗,

註:模擬電路與麵包板試驗的結果會有出入是正常的

 
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簡單溫度感應器套件   $30.0 (連郵費) 請選擇      
包括下列零件   數量      
5mm 高亮LED          
5mm 自閃高亮LED          
23mm蜂鳴器(高低溫度感應器用)          
熱敏電阻          
電阻器、微調電阻( 微調預設溫度     其他可選購零件:    
電容器     3V鈕型電池 CR2032 $4.0(一對)
IC、IC座     3V鈕型電池座 $4.0(一對)
9V電池帽     3V鈕型電池 CR2016 $3.0(一對)
開關(滑動開關小型按掣)
請選擇
6V鈕型電池座(可放2只CR2016) $2.0
5X7cm電木萬用電路板     5塊盒裝電木感光電路板15X30cm $160/盒
如不需電木萬用電路板可扣減$3
請選擇
     
重量:~11gm
 
 

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