Un circuito indicatore di temperatura molto semplice può essere costruito collegando un singolo transistor, un diodo e alcuni altri componenti passivi.
Utilizzo del transistor come sensore di calore
Come sappiamo tutti i semiconduttori hanno questa 'cattiva abitudine' di modificare le proprie caratteristiche di base in risposta ai cambiamenti della temperatura ambiente.
Soprattutto i componenti elettronici di base come transistor e diodi sono molto inclini alle variazioni di temperatura della custodia.
La variazione delle loro caratteristiche con questi dispositivi è tipicamente in termini di passaggio di tensione attraverso di essi, che è direttamente proporzionale all'entità della differenza di temperatura che li circonda.
Utilizzo di un transistor (BJT) come sensore di temperatura
Nel presente progetto un diodo e un transistor sono configurati sotto forma di una rete a ponte.
Poiché entrambe queste parti attive hanno proprietà identiche per quanto riguarda i cambiamenti di temperatura ambiente, si completano a vicenda.
Utilizzo del diodo per la creazione di una tensione di riferimento
Il diodo è posto come dispositivo di riferimento mentre il transistor è collegato per svolgere la funzione di sensore di temperatura.
Ovviamente poiché il diodo è posto come riferimento, deve essere posizionato in un ambiente con condizioni di temperatura relativamente costanti, altrimenti anche il diodo inizierà a cambiare il suo livello di riferimento causando errori nel processo di indicazione.
Qui viene utilizzato un LED sul collettore del transistor, che interpreta direttamente le condizioni del transistor e quindi aiuta a mostrare quanta differenza di temperatura si sta verificando intorno al transistor.
Il LED indica il cambiamento di temperatura
Il LED viene utilizzato per ottenere un'indicazione diretta del livello di temperatura rilevato dal transistor. In questo progetto il diodo è posto alla temperatura ambiente o alla temperatura ambiente in cui il transistor è posizionato o collegato alla sorgente di calore che deve essere misurata.
La tensione di base emettitore del transistore viene effettivamente confrontata con il livello di tensione di riferimento prodotto dal diodo alla giunzione di D1 e R1.
Questo livello di tensione viene preso come riferimento e il transistor rimane spento fintanto che la sua tensione di emettitore di base rimane al di sotto di questo livello. In alternativa questo livello può essere variato dal preset P1.
Ora quando il calore sul transistor inizia a salire, l'emettitore di base inizia a salire a causa della caratteristica alterante del transistor.
Se la temperatura supera il valore preimpostato, la tensione di emettitore di base del transistor supera il limite e il transistor inizia a condurre.
I LED iniziano gradualmente ad illuminarsi e la sua intensità diventa direttamente proporzionale alla temperatura sul sensore a transistor.
Attenzione
Attenzione deve essere mantenuta, per non superare la temperatura sul transistor superiore a 120 gradi Celsius, altrimenti il dispositivo potrebbe bruciarsi e danneggiarsi in modo permanente.
Il circuito indicatore di temperatura semplice proposto può essere ulteriormente modificato per fargli accendere o spegnere un apparecchio esterno in risposta ai livelli di temperatura rilevati.
Come calcolare le soglie di temperatura
Ne discuterò nei miei prossimi articoli. I valori dei resistori della configurazione vengono calcolati utilizzando la seguente formula:
R1 = (Ub - 0,6) / 0,005
R2 = (Ub - 1,5) /0,015
Qui Ub è la tensione di alimentazione in ingresso, 0,6 è la caduta di tensione diretta del BJT, 0,005 è la corrente operativa standard per il BJT.
Allo stesso modo, 1,5 è la caduta di tensione diretta per il LED ROSSO selezionato, 0,015 è la corrente standard per illuminare il LED in modo ottimale.
I risultati calcolati saranno in ohm.
Il valore di P1 può essere compreso tra 150 e 300 Ohm
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