- Soorten thermostaten:
- Wat is een thermistor?
- Soorten thermistor
- Toepassing van NTC-thermistor:
- Component vereist:
- Schakelschema van thermistorcircuit:
- Werking van thermostaatcircuit:
Thermostaat wordt gevormd door twee Griekse termen thermo en statos op te tellen, thermos betekent warmte en statos betekent stationair, staand of vast. Thermostaat wordt gebruikt om de apparaten of huishoudelijke apparaten te regelen op basis van de temperatuur, zoals het in- / uitschakelen van airconditioners, kamerverwarmers enz. Veel voorkomende toepassingen van thermostaat zijn om de kamertemperatuur in gecentraliseerde verwarmingssystemen of koelsystemen te handhaven, de koelkasttemperatuur te regelen, het koelsysteem, strijkijzer, ovens, haardrogers en nog veel meer. Programmeerbare en slimme thermostaten zijn tegenwoordig ook op de markt verkrijgbaar.
Soorten thermostaten:
Om de temperatuur te voelen, gebruiken verschillende thermostaten verschillende sensoren of apparaten, en volgens die gegevens kunnen ze voornamelijk in twee typen worden ingedeeld
- Mechanische thermostaat
- Elektrische / elektronische thermostaat
Mechanische thermostaat -
Bimetaal-thermostaat valt onder mechanische thermostaat. Over het algemeen hebben ze een behuizing en een knop zoals in onderstaande afbeelding. Het heeft een vast contact en een beweegbare lever die is samengesteld uit twee verschillende metalen met verschillende lineaire uitzettingscoëfficiënten. Het uiteinde van de beweegbare hendel wordt verbonden met een vast contact wanneer de temperatuur daalt, en wordt losgekoppeld wanneer de kamertemperatuur hoog is. Dat is hoe het de apparaten kan in- en uitschakelen op basis van de temperatuur.
Enkele voorbeelden waarbij bimetaalthermostaten worden gebruikt - strijkijzer, koelkast, airconditioner.
Elektrische thermostaat -
De meest voorkomende elektronische temperatuursensoren zijn thermokoppels en thermistors die in thermostaten worden gebruikt. De elektrische eigenschappen van zowel de thermistor als het thermokoppel veranderen bij blootstelling aan temperatuurschommelingen.
Thermokoppel is een apparaat dat gebruikmaakt van ten minste twee verschillende metalen strips die aan één uiteinde zijn verbonden om twee verbindingen te vormen; hete kruising en koude kruising. Hot junction is een meetovergang; object waarvan de temperatuur moet worden gemeten, wordt op Hot junction geplaatst, terwijl Cold junction (waarvan de temperatuur bekend is) de referentie-overgang is. Door dit temperatuurverschil wordt een spanningsverschil gegenereerd dat bekend staat als thermo-elektrische spanning die wordt gebruikt om de temperatuur te meten. Thermokoppels worden gebruikt in boilers, ovens etc.
Het andere type elektrische sensor dat in de thermostaat wordt gebruikt, is de thermistor die we verder in detail gaan bestuderen met een voorbeeld.
Wat is een thermistor?
Zoals de naam al doet vermoeden, is een thermistor een combinatie van twee woorden, thermisch en weerstand. Het is een resistieve component waarvan de weerstand varieert met temperatuurveranderingen.
Thermistors zijn zeer betrouwbaar en hebben een breed schaalbereik om kleine temperatuurschommelingen kostbaar te detecteren. Ze zijn goedkoop en handig als temperatuursensor. Thermistor wordt gebruikt in digitale thermostaat.
Soorten thermistor
Afhankelijk van de weerstandsvariatie ten opzichte van de omgevingstemperatuur, zijn er twee soorten thermistors. Ze worden hieronder in detail uitgelegd: -
1. PTC - Positieve temperatuurcoëfficiënt.
Zijn weerstand is rechtevenredig met de temperatuur, dwz zijn weerstand neemt af met een daling van de temperatuur en vice versa.
2. NTC - Negatieve temperatuurcoëfficiënt.
Zijn weerstand is indirect evenredig met de temperatuur, dwz zijn weerstand neemt af met temperatuurstijging en vice versa.
We gebruiken NTC-thermistor in onze applicatie. 103 geeft aan dat de weerstand van de thermistor bij normale temperatuur 10k Ohm betekent.
Toepassing van NTC-thermistor:
Elk apparaat kunnen bedienen op basis van de temperatuurvariatie is een erg handig en interessant idee. Een van die populaire toepassingen is brandalarm, waarbij de thermistor de hitte detecteert en het alarm activeert.
NTC-thermistors worden het meest gebruikt in verschillende toepassingen, maar waar een lage weerstand bij het beginpunt vereist is, worden PTC-thermistors gebruikt.
De weerstand van de thermistor bij kamertemperatuur wordt gespecificeerd door de fabrikant in het gegevensblad, samen met de verschillende set waarden van weerstanden bij verschillende temperaturen, waardoor men de juiste thermistor kan kiezen voor de juiste toepassing.
Hier zijn enkele circuits die zijn gebouwd met behulp van Thermistor:
- Brandalarm met thermistor
- Temperatuurgestuurde DC-ventilator met behulp van thermistor
- Interfacethermistor met Arduino om de temperatuur op het LCD-scherm te meten en weer te geven
- Temperatuurgestuurde AC-huishoudelijke apparaten
Component vereist:
- NTC 103 thermistor (10k Ω).
- BJT BC 547.
- 5k Ω Potentiometer (POT).
- 1kΩ weerstand.
- LED.
- Voeding - 6V DC.
- Breadboard en aansluitdraden.
Schakelschema van thermistorcircuit:
Werking van thermostaatcircuit:
Het circuit bestaat uit een spanningsdelercircuit en een "AAN en UIT" schakelcircuit. Spanningsdelercircuit wordt gevormd door de thermistor en een variabele weerstand.
De uitgang van het spanningsdelercircuit is verbonden met de basis van de NPN-transistor via een 1k-weerstand. Spanningsdelercircuit maakt het mogelijk om de variatie in spanning te detecteren die wordt veroorzaakt door variatie in weerstand van de thermistor. Door een POT in de spanningsdeler te gebruiken, kunnen we de gevoeligheid van de thermistor aanpassen. U kunt ook een vaste weerstand gebruiken in plaats van een variabele weerstand voor een vast triggerpunt, wat betekent dat de LED wordt ingeschakeld, alleen als de temperatuur een bepaalde waarde overschrijdt en u de temperatuur van het triggerpunt niet kunt aanpassen. Gebruik dus beter een POT en varieer de gevoeligheid door gewoon aan de knop te draaien.
Men kan de set weerstanden selecteren met de onderstaande formule-
Vo = × V IN
In ons circuit hebben we R2 vervangen door POT en R1 door LDR, dus de uitgangsspanning verandert met de thermistorweerstand. En de weerstand van de thermistor verandert met de buitentemperatuur, dus de uitgangsspanning verandert als we de temperatuur rond de thermistor veranderen. De transistor wordt ingeschakeld bij 0,7 V of hoger, wat de VBE-spanning is.
Een eenvoudigere manier om de juiste R2 voor 10k NTC-thermistor te selecteren en te kennen, is door het circuit in Proteus te simuleren en een dichtbijgelegen waarde van R2 te krijgen. Door de thermistor te vervangen door een variabele weerstand, kunnen we ook het equivalente effect ervan in het circuit bestuderen volgens de onderstaande schakelschema's:
Het tweede deel van het circuit is het transistorgedeelte waar de transistor als schakelaar voor LED D1 fungeert. Aangezien een transistor een stroomgestuurd apparaat is, is een weerstand R1 verbonden met zijn ingangsklem om de stroomstoot te beperken.
Verwijzend naar het bovenstaande simulatiecircuit, zodra de temperatuur stijgt nabij de thermistor, neemt de elektrische weerstand af, waardoor de spanning over RV1 toeneemt. Dus de spanning aan de basis van de transistor (V BE) neemt ook toe, en zodra de V BE ≥ 0,7 V gaat de transistor geleiden en gaat LED aan.
Let op: we kunnen deze LED vervangen door een zoemer of lamp enz. In het bovenstaande circuit met minimale toevoeging van enkele extra componenten. Bekijk ook de demovideo hieronder.