Spínač ventilátoru v závislosti na teplotě

David Šmíd, 10. Leden 2006 - 0:00

Tento obvod měří teplotu a porovnává ji s referenční hodnotou, následně pak zapíná či vypíná chlazení (připojený větrák). Praktické využití najde zejména při regulaci teploty chladičů či různých uzavřených prostředí

Obvod prezentovaný na serveru Electronics Lab spíná zátěž (v tomto případě ventilátor) v závislosti na teplotě snímané senzorem, která je porovnávána s nastavenou referencí. K měření je využito negativní teplotní závislosti diody, která je polarizována v propustném směru. Toto je důsledkem tzv. Boltzmannova rozdělení, tedy že elektrony prochází pásmem vodivosti v závislosti na teplotě součástky a na diodě dochází díky tomu ke snižování úbytku napětí.

Schéma zapojení

Schéma zapojení

Popis obvodu

Toto zařízení srovnává přesné referenční napětí (zenerova dioda) s teplotně závislým úbytkem napětí na diodě, kterou prochází proud zhruba 11mA. Komparátorem je operační zesilovač LM158/258/358m jehož invertující vstup je připojen na senzor diody a neinverující na zdroj referenčního napětí. Když teplota vystoupá nad požadovanou hodnotu, úbytek napětí v propustném směru je nižší než referenční napětí a na výstupu komparátoru se objeví napájecí napětí, které sepne tranzistor a tedy i ventilátor.

Pro použití většího ventilátoru, nebo více ventilátorů lze tranzistor nahradit vhodným výkonovým typem, nebo místo ventilátoru zapojit relé, IGBT, či Mosfet tranzistor.

Požadovaná hodnota je nastavována potenciometrem, jako další rozšíření obvodu je například možné zapojit ovladač LED LM3914, připojený na sloupec LED diod pro snadnější orientaci při nastavování požadované teploty.

Komparátor rozpozná rozdíly v řádech 10µV a tedy zhruba 0,01°C, tedy při přesném nastavení obvod například zachytí teplotu lidského těla již ze vzdálenosti 1/2 centimetru od senzoru a citlivě reaguje i na teplotu okolí. Maximální teplota, kterou je možné měřit, je 140°C, maximální teplota diody je 150°C, ale linearita není zajištěna. Seznam použitých součástek je patrný ze schématu.