Eine sehr einfache Temperaturanzeigeschaltung kann durch Verbinden eines einzelnen Transistors, einer Diode und einiger anderer passiver Komponenten aufgebaut werden.
Transistor als Wärmesensor verwenden
Wie wir wissen, haben alle Halbleiter die 'schlechte Angewohnheit', ihre grundlegenden Eigenschaften als Reaktion auf Änderungen der Umgebungstemperatur zu ändern.
Insbesondere grundlegende elektronische Komponenten wie Transistoren und Dioden sind sehr anfällig für Schwankungen der Gehäusetemperatur.
Die Änderung ihrer Eigenschaften bei diesen Vorrichtungen bezieht sich typischerweise auf den Spannungsdurchgang durch sie, der direkt proportional zur Größe der sie umgebenden Temperaturdifferenz ist.
Verwendung eines Transistors (BJT) als Temperatursensor
Bei dem vorliegenden Entwurf sind eine Diode und ein Transistor in Form eines Brückennetzwerks konfiguriert.
Da diese beiden aktiven Teile hinsichtlich Umgebungstemperaturänderungen identische Eigenschaften aufweisen, ergänzen sie sich gegenseitig.
Verwenden einer Diode zum Erstellen einer Referenzspannung
Die Diode wird als Referenzgerät eingesetzt, während der Transistor angeschlossen ist, um die Funktion eines Temperatursensors auszuführen.
Da die Diode als Referenz platziert ist, muss sie offensichtlich in einer Umgebung mit relativ konstanten Temperaturbedingungen platziert werden, da sonst die Diode auch ihren Referenzpegel ändert, was zu Fehlern im Anzeigeprozess führt.
Hier wird am Kollektor des Transistors eine LED verwendet, die die Transistorbedingungen direkt interpretiert und somit zeigt, wie viel Temperaturunterschied um den Transistor herum stattfindet.
LED Zeigt die Temperaturänderung an
Die LED wird verwendet, um eine direkte Anzeige des vom Transistor erfassten Temperaturniveaus zu erhalten. Bei dieser Konstruktion wird die Diode auf die Umgebungstemperatur oder auf die Raumtemperatur gebracht, bei der der Transistor platziert oder an die zu messende Wärmequelle angeschlossen wird.
Die Basisemitterspannung des Transistors wird effektiv mit dem Referenzspannungspegel verglichen, der von der Diode an der Verbindungsstelle von D1 und R1 erzeugt wird.
Dieser Spannungspegel wird als Referenz genommen und der Transistor bleibt ausgeschaltet, solange seine Basisemitterspannung unter diesem Pegel bleibt. Alternativ kann dieser Pegel durch die Voreinstellung P1 variiert werden.
Wenn nun die Wärme über dem Transistor zu steigen beginnt, steigt der Basisemitter aufgrund der sich ändernden Charakteristik des Transistors an.
Wenn die Temperatur den voreingestellten Wert überschreitet, überschreitet die Basisemitterspannung des Transistors den Grenzwert und der Transistor beginnt zu leiten.
Die LEDs beginnen allmählich zu leuchten und ihre Intensität wird direkt proportional zur Temperatur über dem Transistorsensor.
Vorsicht
Es ist darauf zu achten, dass die Temperatur über dem Transistor über 120 Grad Celsius nicht überschritten wird. Andernfalls kann das Gerät verbrannt und dauerhaft beschädigt werden.
Die vorgeschlagene einfache Temperaturanzeigeschaltung kann weiter modifiziert werden, um ein externes Gerät als Reaktion auf die erfassten Temperaturniveaus ein- oder auszuschalten.
So berechnen Sie die Temperaturschwellen
Ich werde es in meinen nächsten Artikeln diskutieren. Die Widerstandswerte der Konfiguration werden nach folgender Formel berechnet:
R1 = (Ub - 0,6) / 0,005
R2 = (Ub - 1,5) / 0,015
Hier ist Ub die Eingangsversorgungsspannung, 0,6 ist der Durchlassspannungsabfall des BJT, 0,005 ist der Standardbetriebsstrom für den BJT.
In ähnlicher Weise ist 1,5 der Durchlassspannungsabfall für die ausgewählte ROTE LED, 0,015 ist der Standardstrom für die optimale Beleuchtung der LED.
Die berechneten Ergebnisse werden in Ohm angegeben.
Der Wert von P1 kann irgendwo zwischen 150 und 300 Ohm liegen
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