4 circuitos de termômetro eletrônico universal

Aqui, aprendemos os quatro melhores circuitos de termômetro eletrônico que podem ser usados ​​universalmente para medir temperaturas corporais ou temperaturas ambientes atmosféricas variando de zero a 50 graus Celsius.

No post anterior, aprendemos algumas das características do excelente chip sensor de temperatura LM35 , que fornece saídas em tensões variáveis ​​que são diretamente equivalentes às mudanças de temperatura ambiente, em Celsius.

Esta característica em particular torna a construção da temperatura ambiente proposta circuito de termômetro muito simples.

1) Termômetro eletrônico usando um único IC LM35

Exige apenas que um único IC seja conectado a um medidor de bobina móvel adequado e você começa a obter as leituras quase imediatamente.

O IC LM35 mostrará um aumento de 10 mv em sua saída de volts em resposta a cada aumento de grau na temperatura da atmosfera ao seu redor.

O diagrama de circuito mostrado abaixo explica tudo, sem a necessidade de nenhum circuito complicado, basta conectar um medidor de bobina móvel FSD 0-1 V nos pinos relevantes do IC, definir o potenciômetro de forma adequada e você está pronto com o circuito do sensor de temperatura ambiente .

Configurando a unidade

Depois de montar o circuito e terminar de fazer as conexões mostradas, você pode prosseguir com a configuração do termômetro conforme explicado abaixo:

1. Coloque a predefinição na faixa intermediária.
2. Ligue a alimentação do circuito.
3. Pegue uma tigela de gelo derretido e mergulhe o IC dentro do gelo.
4. Agora comece a ajustar cuidadosamente a predefinição, de forma que o medidor leia zero volts.
5. O procedimento de configuração deste termômetro eletrônico é feito.

Depois de remover o sensor do gelo, em segundos ele começará a exibir a temperatura ambiente atual no medidor diretamente em graus Celsius.

2) Circuito monitor de temperatura ambiente

O segundo projeto de termômetro eletrônico abaixo é outro circuito de medidor de temperatura do ar muito simples, mas altamente preciso, apresentado aqui.

O uso do IC LM 308 altamente versátil e preciso faz com que o circuito responda e reaja soberbamente às menores mudanças de temperatura que acontecem em sua atmosfera circundante.

Usando o Diodo de Jardim 1N4148 como Sensor de Temperatura

O diodo 1N4148 (D1) é usado como um sensor de temperatura ambiente ativo aqui. A única desvantagem de um diodo semicondutor como o 1N4148, que mostra a mudança característica da tensão direta com a influência da mudança da temperatura ambiente, foi explorada de forma eficaz aqui, e este dispositivo é usado como um sensor de temperatura eficiente e barato.

O circuito medidor do sensor eletrônico de temperatura do ar aqui apresentado é muito preciso em sua função, categoricamente devido ao seu nível mínimo de histerese.

Descrição do circuito completo e dicas de construção incluídas aqui.

Operação de Circuito

O circuito atual de um circuito medidor de temperatura do ar eletrônico é excepcionalmente preciso e pode ser usado de forma muito eficaz para monitorar as variações da temperatura atmosférica. Vamos estudar brevemente o funcionamento do circuito:

Aqui, como de costume, usamos o muito versátil “diodo de jardim” 1N4148 como o sensor devido à sua desvantagem típica (ou melhor, uma vantagem para o presente caso) de alterar sua característica de condução sob a influência de uma temperatura ambiente variável.

O diodo 1N4148 é confortavelmente capaz de produzir uma queda de tensão linear e exponencial através de si mesmo em resposta a um aumento correspondente na temperatura ambiente.

Essa queda de tensão é de cerca de 2mV para cada aumento de grau na temperatura.

Este recurso específico do 1N4148 é amplamente explorado em muitos circuitos de sensores de temperatura de faixa baixa.

Referindo-se ao monitor de temperatura ambiente proposto com diagrama de circuito indicador dado abaixo, vemos que IC1 é conectado como um amplificador inversor e forma o coração do circuito.

Seu pino não inversor nº 3 é mantido em uma voltagem de referência fixa particular com a ajuda de Z1, R4, P1 e R6.

Os transistores T1 e T2 são usados ​​como fonte de corrente constante e ajudam a manter uma maior precisão do circuito.

A entrada inversora do IC é conectada ao sensor e monitora até mesmo a menor mudança na variação de tensão no diodo do sensor D1. Essas variações de tensão, conforme explicado, são diretamente proporcionais às mudanças na temperatura ambiente.

A variação de temperatura detectada é amplificada instantaneamente em um nível de voltagem correspondente pelo IC e é recebida em seu pino de saída # 6.

As leituras relevantes são traduzidas diretamente em graus Celsius através de um medidor tipo bobina móvel FSD 0-1V.

Lista de Peças

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = PREDEFINIÇÃO DE 10K,
• P2 = 100K PRESET,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7V, 400mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Placa de uso geral de acordo com o tamanho.
• B1 e B2 = bateria PP3 de 9 V.
• M1 = 0 - 1 V, voltímetro tipo bobina móvel FSD

Configurando o circuito

O procedimento é um pouco crítico e requer atenção especial. Para concluir o procedimento, você precisará de duas fontes de temperatura conhecidas com precisão (quente e fria) e um termômetro de mercúrio em vidro preciso.

A calibração pode ser concluída através dos seguintes pontos:

Inicialmente, mantenha os presets definidos no meio. Conecte um voltímetro (1 V FSD) na saída do circuito.

Para a fonte de temperatura fria, a água em cerca da temperatura ambiente é usada aqui.

Mergulhe o sensor e o termômetro de vidro na água e registre a temperatura no termômetro de vidro e o resultado da tensão equivalente no voltímetro.

Pegue uma tigela de óleo, aqueça a cerca de 100 graus Celsius e espere até que a temperatura se estabilize em cerca de 80 graus Celsius.

Como acima, mergulhe os dois sensores e compare-os com o resultado acima. A leitura da tensão deve ser igual à mudança de temperatura no termômetro de vidro vezes 10 mil volt. Não entendeu? Bem, vamos ler o seguinte exemplo.

Suponha que a fonte de água com temperatura fria esteja a 25 graus Celsius (temperatura ambiente), a fonte quente, como sabemos, está a 80 graus Celsius. Assim, a diferença ou a mudança de temperatura entre eles é igual a 55 graus Celsius. Portanto, a diferença nas leituras de tensão deve ser 55 multiplicado por 10 = 550 mill volts, ou 0,55 volts.

Se você não obtiver o critério satisfeito, ajuste P2 e continue a repetir as etapas, até que finalmente você o alcance.
Uma vez que a taxa de mudança acima (10 mV por 1 grau Celsius) é definida, apenas ajuste P1 para que o medidor mostre 0,25 volts a 25 graus (sensor mantido na água em temperatura ambiente).

Isso conclui a configuração do circuito.
Este circuito medidor de temperatura do ar também pode ser usado com eficácia como uma unidade de termômetro eletrônico de ambiente.

3) Circuito do termômetro da sala usando LM324 IC

O terceiro projeto é provavelmente o melhor em termos de custo, facilidade de construção e precisão.

Um único IC LM324, um IC regular 78L05 5V e alguns componentes passivos são tudo o que é necessário para tornar este circuito indicador Celsius mais fácil.

Apenas 3 amplificadores operacionais são usados ​​dos 4 amplificadores operacionais do LM324 .

Op amp A1 é conectado para criar um aterramento virtual para o circuito, para seu funcionamento eficaz. A2 é configurado como um amplificador não inversor, onde o resistor de feedback é substituído por um diodo 1N4148.

Esse diodo também atua como sensor de temperatura e cai cerca de 2 mV a cada grau de aumento na temperatura ambiente.

Esta queda de 2 mV é detectada pelo circuito A2 e é convertida em um potencial de variação correspondente no pino # 1.

Este potencial é posteriormente amplificado e tamponado pelo amplificador inversor A3 para alimentar a unidade volímetro de 0 a 1 V conectada.

O voltímetro converte a saída variável dependente da temperatura em uma escala de temperatura calibrada para produzir os dados de temperatura ambiente rapidamente por meio das deflexões relevantes.

Todo o circuito é alimentado por um único PP3 de 9 V.

Então pessoal, esses eram 3 circuitos indicadores de temperatura ambiente fáceis de construir, que qualquer amador pode construir para monitorar as variações de temperatura ambiente de uma premissa de forma rápida e barata usando componentes eletrônicos padrão, e sem envolver dispositivos Arduino complexos.

4) Termômetro Eletrônico Usando IC 723

Assim como o projeto acima, também aqui um diodo de silício é empregado como um sensor de temperatura. O potencial de junção de um diodo de silício diminui cerca de 1 milivolt para cada grau centígrado, o que permite que a temperatura do diodo seja determinada pelo cálculo da tensão sobre ele. Quando configurado como um sensor de temperatura, um diodo oferece os benefícios de alta linearidade com baixa constante de tempo.

Além disso, ele poderia ser implementado em uma ampla faixa de temperatura, de -50 a 200 C. Como a tensão do diodo precisa ser avaliada com bastante precisão, é necessária uma fonte de referência confiável.

Uma opção decente é o estabilizador de tensão IC 723. Mesmo que o valor absoluto de ti da tensão zener dentro deste IC possa ser diferente de IC para outro, o coeficiente de temperatura é extremamente pequeno (normalmente 0,003% por grau C).

Além, o 723 é conhecido por estabilizar a alimentação de 12 volts em todo o circuito. Observe que os números dos pinos no diagrama do circuito são adequados apenas para a variante dual-in-line (DIL) do IC 723.

O outro IC, o 3900, inclui amplificadores quádruplos onde apenas alguns são utilizados. Esses amplificadores operacionais são projetados para funcionar de maneira um pouco diferente, elas são configuradas como unidades acionadas por corrente em vez de acionadas por tensão. Uma entrada pode ser considerada a base do transistor em uma configuração de emissor comum.

Como resultado, a tensão de entrada costuma ser de cerca de 0,6 volt. R1 é acoplado à tensão de referência e, portanto, uma corrente constante se move através desse resistor. Devido ao seu grande ganho de malha aberta, o amplificador operacional é capaz de adaptar sua própria saída para que a mesma corrente exata entre em sua entrada inversora, e a corrente através do diodo sensor de temperatura (D1) permaneça constante.

Esta configuração é importante devido ao fato de o diodo ser, essencialmente, uma fonte de tensão com uma resistência interna específica, e qualquer tipo de desvio na corrente passando por ele pode, como resultado, criar uma variação na tensão que pode acabar sendo traduzido erroneamente como uma variação de temperatura. A tensão de saída no pino 4 é, portanto, a mesma que a tensão na entrada inversora, bem como a tensão em torno do diodo (esta última mudando com a temperatura).

C3 inibe a oscilação. O pino 1 do IC 2B está ligado ao potencial de referência fixo e uma corrente constante, conseqüentemente, se move para a entrada não inversora. A entrada inversora do IC 2B é ligada por meio de R2 à saída do IC 2A (pino 4), de modo que seja operado por uma corrente dependente da temperatura. IC 2B amplifica a diferença entre suas correntes de entrada para um valor que o desvio de tensão em sua saída (pino 5) pode ser lido rapidamente com um 5 a 10 volts f.s.d. voltímetro.

No caso de um medidor de painel ser empregado, a lei de Ohm pode precisar ser configurada para determinar a resistência em série. Se um 100-uA f.s.d. medidor com uma resistência interna de 1200 é empregado, a resistência total para a deflexão de escala total de 10 V deve ser conforme o cálculo:

10 / 100uA = 100K

Como resultado, R5 deve ser 100 k - 1k2 = 98k8. O valor comum mais próximo (100 k) funcionará bem. A calibração pode ser feita conforme explicado a seguir: o ponto zero é inicialmente fixado por P1 usando o sensor de temperatura imerso em uma tigela de gelo derretido. A deflexão em escala real pode depois ser corrigida com P2 para que o diodo possa ser submerso em água quente cuja temperatura seja identificada (digamos que a água fervente testada com qualquer termômetro padrão esteja a 50 °).