Ice Warning Circuit for Automobiles

Enheder, der reagerer på variationer i atmosfære eller flydende varme, er enkle at konstruere på grund af den lette tilgængelighed af termistorer. Dette advarselseskredsløb for is forklarer, hvordan man gør det implementere en termistor som en transducer i et kredsløb, der kontinuerligt blinker en advarselslampe, så snart den atmosfæriske temperatur falder til omkring 0 ° C.

Hvorfor frysning af veje er farligt

Is, specielt sort is, er blandt de mest farlige omstændigheder, som bilister let kan komme over i de kolde måneder. Selv når det måske ikke ser for koldt ud, kan sne stadig lande på gaderne, som muligvis frigøres trægt væk. Sort is kan være specifikt for farlig om natten og om morgenen, primært fordi det kan se ud som fugtige gader i stedet for isete. Sort is er utrolig undvigende, hvilket betyder for et køretøj, at dette let kan ende med at glide og ulykker.

Med dette i tankerne blev dette kredsløb udviklet, som kan anvendes til at få et alarmsignal med hensyn til temperaturen som kan falde til frostniveau. Eller måske, som forklaret i dette projekt, kan kredsløbet være vant til at advare bilchaufføren med hensyn til frosne gader.

Designet

Udover et par bipolære transistorer , en npn- og en pnp-type, anvender kredsløbet desuden 3 andre former for halvlederindretninger. Først og fremmest termistor , som involverer en lille mængde halvledende stof, er faktisk en glaskapslet negativ temperaturkoefficient (NTC) stil.

Dens små dimensioner hjælper det med at reagere hurtigt på temperaturvariationer, mens glasdækslet beskytter halvlederen mod væskens elektriske ledende egenskaber, som ellers kan skabe vildledende resultater.

Vær opmærksom på, at en n.t.c. termistor kommer med en elektrisk modstand, der stiger, når temperaturen falder. Også en op amp IC som er den anbefalede 741-type, bruges som en følsom spændingsændringssensor omkring en Wheatstone-bro. Den ene arm består af termistoren.

Termistoren kan være en hvilken som helst 100K NTC-termistor.

Endelig a LED-lampe bruges som en indikator som blinker advarselssignalet. Dette lys er kompakt, robust og bruger næsten ingen strøm til belysning.

Kredsløbsbeskrivelse

Hele kredsløbet for 'frost' alarmen er afsløret i ovenstående figur. Det drives af spændingen fra 12V bilbatteriet. Alternativt kan et 9V batteri til andre applikationer være nok til at køre kredsløbet.

Kredsløbet består grundlæggende af et par elementer opdelt efter den stiplede linje. Til venstre for denne linje viser temperaturfølsom Wheatstone bridge, hvis output detekteres af op amp, der fungerer som en differentialforstærker .

Mod højre for den stiplede linie findes en to-transistoroscillator, der svinger LED'en, så snart termistoren strækker sig til den forudindstillede temperatur.

Wheatstone-broen indeholder modstande R1 og R2, der fastgør spændingen på op-forstærkerens inverterende terminal på omkring 8V med reference til jordledningen (til et 12V batteri). Den forudindstillede VR1 og termistoren RTH1 skaber broens anden arm.

Dette skyldes, at termistoren er en NTC-specifikation, vil du finde, når temperaturen falder ned, og dens modstand øges, hvilket får spændingen ved pin 3 til at stige forholdsmæssigt.

Da denne spænding bare krydser referenceniveauet for pin 2, ændres output fra op-amp status og vender fra omkring nul til nogle volt positive.

Temperaturen, hvor output bevæger sig dramatisk positivt, kunne bestemmes ved finjustering af den forudindstillede VR1. Den hurtige stigning i spænding ved udgangen af op amp bliver oscillator kredsløb vist i højre side af den stiplede linje. Modstand R3 bruger denne spænding til at skifte bunden af ​​transistoren TR1.

Kondensatoren C1 hjælper med den positive feedback, der er afgørende for at holde lavfrekvente amplituder. Det pnp transistor TR2 driver LED i sin kollektorterminal sammen med en beregnet seriemodstand R5, som begrænser strømmen, der kommer ind i LED'en under den maksimale værdi.

Det LED blinker frekvensen etableres til en vis grad af sin egen modstand, skønt den kan justeres til det ønskede niveau ved at vælge en passende størrelse for Cl. Transistorer TRI og TR2 skal være et supplerende match for at kredsløbet skal fungere optimalt.

KREDSSAMLING

Hvert af elementerne, uden spærring for batteriet, kontakten og LED'en, kunne samles over en 0,1 tommer matrix Veroboard som vist nedenfor, skønt det sande design meget vel kan afhænge af den faktiske skala for de dele, der købes af brugeren.

Termistoren skal placeres langt væk fra enhver mulig varmekilde eller fra motoren. Det skal være tæt på bilens gulv for lettere at registrere temperaturen i de iskolde iskolde pletter på veje kun et meter under.

Termistoren skal beskyttes mod mulige vandstænk eller regn , fordi køleeffekt på grund af vandets fordampning kan medføre pludseligt fald i temperaturen under den aktuelle omgivende temperatur, hvilket fører til falske alarmer.

En effektiv placering af termistoren er på bagsiden af ​​den forreste kofanger, men det kan identificeres et endnu bedre sted afhængigt af biltypen. Når den korrekte placering for termistoren er fundet, skal du bestemme den nødvendige ledningsafstand mellem termistoren og kontrolkredsløbet.

Vær forsigtig ved lodning af forlængerledningen til termistoren på grund af det faktum, at loddeforbindelserne skal beskyttes ved hjælp af muffe for at beskytte mod vandkontakt. Ærmer med varmekrympelig ejendom kan tjene som den bedste løsning.

Termistoren skal cementeres i overfladen på et kort plastrør for at sikre, at mens luft får lov til at strømme rundt om den, forbliver den væk fra mulige vandstænk.

Næsten enhver lille plastkasse kan bruges til at omslutte kredsløbet og også til at placere det sikkert lige et eller andet sted bag bilens instrumentbræt. Tre sæt udgangstråde burde afslutte kassen via en gennemføring: et par ledninger går til batteriet, 2 til termistoren og 2 til lysdioden.

Vælg et sted inden for bindestreg, som kan være mest passende til visualisering af LED blinker . Bor et hul ned for at passere LED'en på en måde, så det er let at skubbe gennem en plastik gennemføring.

LED'en skal forbindes nøjagtigt til kredsløbet, så den TR2 er i stand til at tænde den korrekt med en fremadrettet forspænding.

Du kan let identificere LED-anodestiften gennem et multimeter, der er indstillet til dens ohm-rækkevidde. Før den endelige installation af kredsløbet inde i bilen skal resultaterne bekræftes med en faktisk test af istemperaturen.

KALIBRERING

Knus lidt is inde i en skål, indtil den bliver halvflydende. Sørg for, at isen faktisk er i en smeltetilstand, som giver det krævede 0 ° C-niveau til testen. For at være sikker på at kontrollere temperaturen ved hjælp af et termometer, hvis du har adgang til det.

Sænk termistoren ned i den smeltende is, og finindstil den forudindstillede modstand, indtil LED'en lige begynder at pulse. Fjern termistoren fra det kølede vand, og du kan finde ud af, at når temperaturen på termistoren bevæger sig op, holder LEDen endelig op med at blinke.

Alternativt kan du muligvis gå efter en anden temperatur for den blinkende tærskel på LED'en.

Kredsløbet er ret modstandsdygtigt over for forsyningsspændingsvariationer og får ikke LED til at blinke ved temperaturer bortset fra det sæt. Forresten hjælper modstanden R5 også med at undgå, at LED'en blinker ofte i perioder, hvor termistortemperaturen er tæt på det indstillede niveau. Denne modstand tilbyder en træg afladningsvej for kondensatoren.

Tilpasning af kredsløbet

Hvis du føler behov for at ændre kredsløbet, så det muliggør en hørbar advarsel i stedet for en LED, der blinker, kan du blot gøre følgende.

Modificer C1-værdien til omkring 0,1 µF (vælg dens værdi til din ideelle frekvens), og erstat R5 sammen med LED'en med en 80 ohm lille højttaler, hvor C1 på dette tidspunkt bliver direkte forbundet med TR2-samleren.

For at få et dobbelt audiovisuelt signal skal du foretage følgende tilpasning, men også ændre R4 med en LED. Praktisk set finder du det måske fascinerende at se, at kredsløbet under sandsynlige forhold, hvor is er ved at gribe vejen, hurtigt reagerer og begynder at signalere dig med advarselsadvarslen.