Circuito di avvertimento ghiaccio per automobili

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I dispositivi che reagiscono alle variazioni dell'atmosfera o al calore del fluido sono semplici da costruire grazie alla facile disponibilità di termistori. Questo circuito di avvertimento del ghiaccio per auto spiega come farlo implementare un termistore come un trasduttore in un circuito che fa lampeggiare continuamente una spia non appena la temperatura atmosferica scende intorno a 0 ° C.

Perché le strade gelate sono pericolose

Il ghiaccio, in particolare il ghiaccio nero, è tra le circostanze più pericolose che gli automobilisti possono facilmente incontrare durante i mesi freddi. Anche quando fuori potrebbe non sembrare troppo freddo, la neve può ancora cadere sulle strade, che potrebbe scongelarsi lentamente. Il ghiaccio nero può essere particolarmente pericoloso di notte e al mattino, principalmente perché potrebbe sembrare strade umide invece che ghiacciate. Il ghiaccio nero è incredibilmente sfuggente, il che significa che per un veicolo questo può facilmente finire per sbandare e incidenti.



Tenendo presente questo, è stato sviluppato questo circuito, che può essere applicato per ottenere un segnale di avviso per quanto riguarda la temperatura che può scendere al livello del gelo. O forse, come spiegato in questo progetto, il circuito potrebbe essere abituato a mettere in guardia il conducente dell'auto riguardo alle strade ghiacciate.

Il design

Oltre a un paio di transistor bipolari , un tipo npn e un tipo pnp, il circuito impiega inoltre 3 altre forme di dispositivi a semiconduttore. Prima di tutto, il termistore , che coinvolge una piccola quantità di sostanza semiconduttrice, è in realtà uno stile NTC (coefficiente di temperatura negativo) con capsula di vetro.



Le sue dimensioni ridotte lo aiutano a reagire rapidamente alle variazioni di temperatura mentre la copertura in vetro salvaguarda il semiconduttore dalle caratteristiche di conduzione elettrica dei liquidi che possono altrimenti creare risultati fuorvianti.

Si noti che un n.t.c. il termistore è dotato di una resistenza elettrica che aumenta al diminuire della temperatura. Inoltre, un file amplificatore operazionale IC che è il tipo 741 consigliato viene utilizzato come sensore di variazione di tensione sensibile attorno a un ponte di Wheatstone. Un braccio in particolare è costituito dal termistore.

Il termistore può essere qualsiasi termistore NTC da 100 K.

Infine, a La lampada a LED viene utilizzata come indicatore che lampeggia il segnale di avvertimento. Questa luce è compatta, robusta e consuma pochissima corrente per l'illuminazione.

Descrizione del circuito

circuito di avvertimento del gelo stradale per automobili e automobili

L'intero circuito dell'allarme 'gelo' è mostrato nella figura sopra. È guidato dalla tensione della batteria dell'auto da 12V. In alternativa, per altre applicazioni una batteria da 9V potrebbe essere sufficiente per far funzionare il circuito.

Il circuito fondamentalmente è composto da un paio di elementi scomposti dalla linea tratteggiata. A sinistra di questa riga mostra il file sensibile alla temperatura Il ponte di Wheatstone, la cui uscita viene rilevata dall'amplificatore operazionale che funziona come un file amplificatore differenziale .

Verso la destra della linea tratteggiata esiste un oscillatore a due transistor che fa oscillare il LED non appena il termistore si estende alla temperatura preimpostata.

Il ponte di Wheatstone include resistori R1 e R2 che fissano la tensione sul terminale invertente dell'amplificatore operazionale a circa 8V con riferimento alla linea di terra (per una batteria da 12V). Il preset VR1 e il termistore RTH1 creano i secondi bracci del ponte.

Questo perché il termistore è una specifica NTC, scoprirai che man mano che la temperatura scende la sua resistenza aumenta, facendo aumentare proporzionalmente la tensione sul pin 3.

Poiché questa tensione attraversa appena il livello di riferimento del pin 2, l'uscita dell'amplificatore operazionale cambia stato e passa da zero a qualche volt positivo.

La temperatura alla quale l'uscita si sposta notevolmente positiva potrebbe essere determinata dalla regolazione fine del preset VR1. Il rapido aumento della tensione all'uscita del l'amplificatore operazionale trasforma l'oscillatore circuito mostrato sul lato destro della linea tratteggiata. Il resistore R3 utilizza questa tensione per commutare la base del transistor TR1.

Il condensatore C1 aiuta con il feedback positivo essenziale per mantenere le ampiezze a bassa frequenza. Il transistor pnp TR2 alimenta il LED nel suo terminale del collettore insieme a un resistore in serie calcolato R5 che limita la corrente che entra nel LED al di sotto del valore massimo.

Il LED lampeggiante la frequenza è stabilita in una certa misura dalla sua stessa resistenza sebbene sia regolabile al livello desiderato scegliendo una grandezza appropriata per Cl. I transistor TRI e TR2 devono essere una corrispondenza complementare affinché il circuito funzioni in modo ottimale.

ASSEMBLAGGIO DEL CIRCUITO

Ciascuno degli elementi, tranne la batteria, l'interruttore e il LED, potrebbe essere assemblato su una Veroboard a matrice da 0,1 pollici come dimostrato di seguito, sebbene il vero design possa dipendere dalla scala effettiva delle parti acquistate dall'utente.

Il termistore deve essere posizionato lontano da qualsiasi possibile fonte di calore o dal motore. Dovrebbe essere vicino al pavimento dell'auto per percepire più facilmente le temperature delle zone ghiacciate gelate sulle strade appena un piede sotto.

Il termistore deve essere schermato da eventuali schizzi d'acqua o pioggia , perché l'effetto di raffreddamento dovuto all'evaporazione dell'acqua può causare un improvviso abbassamento della temperatura al di sotto della temperatura ambiente effettiva, con conseguenti falsi allarmi.

Un posizionamento efficace del termistore è nella parte posteriore del paraurti anteriore, tuttavia potrebbe essere identificato un posto ancora migliore a seconda del tipo di auto. Una volta trovato il posizionamento corretto per il termistore, è necessario determinare la distanza del filo necessaria tra il termistore e il circuito di controllo.

Prestare attenzione durante la saldatura del cavo di prolunga al termistore poiché i giunti saldati devono essere protetti utilizzando una guaina per schermare dal contatto con l'acqua. Le guaine con proprietà termorestringenti possono rappresentare l'opzione migliore.

Il termistore deve essere cementato nella finitura di un tubo di plastica corto per garantire che mentre l'aria può fluire attorno ad esso, rimanga distante da possibili schizzi d'acqua.

Quasi tutte le minuscole scatole di plastica possono essere utilizzate per racchiudere il circuito e anche per posizionarlo in modo sicuro da qualche parte dietro il cruscotto dell'auto. Tre serie di fili di uscita dovrebbero terminare la scatola tramite un gommino: un paio di fili andranno alla batteria, 2 al termistore e 2 al LED.

Scegli una posizione all'interno del trattino che potrebbe essere la più appropriata per visualizzare il file LED lampeggiante . Praticare un foro per far passare il LED in modo da consentire una facile spinta attraverso un gommino di plastica.

Il LED deve essere collegato accuratamente al circuito in modo che TR2 sia in grado di accenderlo correttamente con una polarizzazione diretta.

È possibile identificare facilmente il pin dell'anodo LED tramite un multimetro impostato sulla sua gamma di ohm. Prima dell'installazione finale del circuito all'interno della vettura, i risultati devono essere confermati con un test effettivo della temperatura del ghiaccio.

CALIBRAZIONE

Schiaccia un po 'di ghiaccio in una ciotola finché non diventa sem-liquido. Assicurarsi che il ghiaccio sia effettivamente in una condizione di fusione che fornirà il livello di 0 ° C richiesto per il test. Ancora per essere sicuri verificare la temperatura utilizzando un termometro se si accede ad esso.

Immergere il termistore all'interno del ghiaccio che si scioglie e regolare con precisione il resistore preimpostato fino a quando il LED inizia a pulsare. Rimuovere il termistore dall'acqua refrigerata e potresti scoprire che quando la temperatura sul termistore si alza il LED smette finalmente di lampeggiare.

In alternativa si potrebbe eventualmente optare per una temperatura diversa per la soglia di lampeggio del led.

Il circuito è abbastanza resistente alle variazioni di tensione di alimentazione e non farà lampeggiare il LED a temperature diverse da quella impostata. A proposito, il resistore R5 aiuta anche a evitare che il LED lampeggi frequentemente durante i periodi in cui la temperatura del termistore è appena prossima al livello impostato. Questo resistore offre un percorso di scarica lento per il condensatore.

Personalizzazione del circuito

Nel caso in cui si senta la necessità di modificare il circuito in modo tale da attivare un avviso acustico invece di un LED lampeggiante, è possibile eseguire semplicemente le seguenti operazioni.

Modifica il valore di C1 a circa 0.1µF (scegli il suo valore per la tua frequenza ideale), e sostituisci R5 insieme al LED con un piccolo altoparlante da 80 ohm, C1 a questo punto si unisce direttamente al collettore TR2.

Per avere un doppio segnale audiovisivo, effettuare la seguente personalizzazione ma anche modificare R4 con un LED. Praticamente potresti trovare affascinante vedere che in condizioni probabili in cui il ghiaccio sta per aderire alla strada, il circuito risponde rapidamente e inizia a segnalarti con l'avviso di avviso.




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