Ice Warning Circuit for Automobiles

Enheter som reagerer på variasjoner i atmosfære eller væskevarme er enkle å konstruere på grunn av den enkle tilgjengeligheten av termistorer. Denne advarselskretsen for is forklarer hvordan implementere en termistor som en svinger i en krets som kontinuerlig blinker en varsellampe så snart atmosfæretemperaturen synker til rundt 0 ° C.

Hvorfor frysing av veier er farlig

Is, spesielt svart is, er blant de farligste omstendighetene som bilistene lett kan komme over i løpet av de kalde månedene. Selv når det kanskje ikke ser for kaldt ut, kan snø fortsatt lande på gatene, som kan løsne svakt. Svart is kan være spesielt farlig om natten og morgenen, hovedsakelig fordi den kan se ut som fuktige gater i stedet for isete. Svart is er utrolig unnvikende, noe som betyr at for et kjøretøy kan dette lett ende med å gli og ulykker.

Med dette i bakhodet ble denne kretsen utviklet, som kan brukes for å få et varslingssignal angående temperaturen som kan falle til frostnivå. Eller kanskje, som forklart i dette prosjektet, kan kretsen være vant til å advare bilføreren angående frosne gater.

Designet

Foruten et par bipolare transistorer , en npn og en pnp-type, bruker kretsen i tillegg 3 andre former for halvlederanordninger. Først av alt, termistor , som involverer en liten mengde halvledende stoff, er faktisk en glasskapslet negativ temperaturkoeffisient (NTC) -stil.

De små dimensjonene hjelper den med å reagere raskt på temperaturvariasjoner mens glassdekslet beskytter halvlederen mot væskeens elektriske ledningsegenskaper, som ellers kan gi misvisende resultater.

Vær oppmerksom på at et n.t.c. termistor kommer med en elektrisk motstand som stiger når temperaturen synker. Også en op amp IC som er den anbefalte typen 741, brukes som en sensitiv spenningsendringssensor rundt en Wheatstone-bro. En spesiell arm som består av termistoren.

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

Til slutt, a LED-lampe brukes som en indikator som blinker advarselssignalet. Dette lyset er kompakt, solid og bruker nesten ingen strøm for å belyse.

Kretsbeskrivelse

Hele kretsen til 'frost' -alarmen er avslørt i figuren ovenfor. Den drives av spenningen fra 12V bilbatteriet. Alternativt, for andre applikasjoner, kan et 9V batteri være nok til å kjøre kretsen.

Kretsen består i utgangspunktet av et par elementer brutt ned av den stiplede linjen. Til venstre for denne linjen viser temperaturfølsom Wheatstone bridge, hvis produksjon blir oppdaget av op-amp som fungerer som en differensialforsterker .

Mot høyre for den stiplede linjen eksisterer en to-transistoroscillator som svinger lysdioden så snart termistoren strekker seg til den forhåndsinnstilte temperaturen.

Wheatstone-broen inneholder motstander R1 og R2 som fester spenningen på den inverterende terminalen på op amperen på rundt 8V med referanse til jordlinjen (for et 12V batteri). Den forhåndsinnstilte VR1 og termistoren RTH1 lager broens andre armer.

Dette fordi termistoren er en NTC-spesifikasjon, vil du finne når temperaturen faller ned, og motstanden øker, noe som får spenningen ved pinne 3 til å stige proporsjonalt.

Da denne spenningen bare krysser referansenivået til pin 2, endrer utgangseffekten til op amperen status og vender fra rundt null til noen volt positive.

Temperaturen der utgangen beveger seg dramatisk positiv, kan bestemmes ved finjustering av den forhåndsinnstilte VR1. Den raske økningen i spenning ved utgangen av op amp blir oscillator krets vist på høyre side av den stiplede linjen. Motstand R3 bruker denne spenningen for å bytte basen til transistoren TR1.

Kondensatoren C1 hjelper med den positive tilbakemeldingen som er viktig for å holde lavfrekvente amplituder. De pnp transistor TR2 driver LED i samlerterminalen sammen med en beregnet seriemotstand R5 som begrenser strømmen som kommer inn i LED-lampen til under maksimal vurdering.

De LED blinker frekvensen er etablert til en viss grad av sin egen motstand, selv om den kan justeres til ønsket nivå ved å velge en passende størrelse for Cl. Transistorer TRI og TR2 må være en komplementær kamp for at kretsen skal fungere optimalt.

KRETSMONTERING

Hvert av elementene, som sperrer batteriet, bryteren og LED-en, kan settes sammen over en 0,1 tommers matrise Veroboard som vist nedenfor, selv om den sanne utformingen godt kan avhenge av den faktiske skalaen til delene som kjøpes av brukeren.

Termistoren skal være plassert langt borte fra enhver mulig varmekilde eller fra motoren. Det skal være nær gulvet i bilen for lettere å kjenne temperaturene på de iskalde isete flekkene på veiene bare noen meter under.

Termistoren må beskyttes mot mulige vannsprut eller regn , fordi kjøleeffekt på grunn av vannet fordamper, kan føre til plutselig fall i temperaturen under den faktiske omgivende temperaturen, noe som fører til falske alarmer.

En effektiv plassering av termistoren er på baksiden av den fremre støtfangeren, men et enda bedre sted kan identifiseres avhengig av biltype. Når riktig plassering for termistoren er funnet, må du bestemme ledningsavstanden som trengs mellom termistoren og styringskretsen.

Vær forsiktig når du lodder skjøteledningen til termistoren på grunn av det faktum at loddeforbindelsene må beskyttes med muff for å beskytte mot vannkontakt. Hylser med varmekrympbar eiendom kan tjene som det beste alternativet.

Termistoren må sementeres i overflaten på et kort plastrør for å sikre at mens luft får strømme rundt den, holder den seg atskilt fra mulige vannsprut.

Omtrent enhver liten plastboks kan brukes til å omslutte kretsen og også til å plassere den trygt rett et sted bak bilens dashbord. Tre sett med utgangsledninger burde avslutte boksen via en gjennomføring: et par ledninger vil gå til batteriet, 2 til termistoren og 2 til lysdioden.

Velg et sted innenfor dashbordet som kan være best egnet for å visualisere LED blinker . Bor et hull for å passere LED-en slik at det er enkelt å skyve gjennom en plastgjennomføring.

Lysdioden skal kobles nøyaktig til kretsen slik at den TR2 er i stand til å slå den på riktig med en forspenning.

Du kan enkelt identifisere LED-anodepinnen gjennom et multimeter satt til ohmområdet. Før den endelige installasjonen av kretsen inne i bilen, må resultatene bekreftes med en faktisk istemperaturprøving.

KALIBRERING

Knus litt is inne i en bolle til den blir halvflytende. Forsikre deg om at isen faktisk er i smeltetilstand som gir det nødvendige 0 ° C-nivået for testen. For å være sikker på å kontrollere temperaturen ved hjelp av et termometer hvis du har tilgang til det.

Senk termistoren i smeltende is og finjuster den forhåndsinnstilte motstanden til LED-lampen bare begynner å pulse. Fjern termistoren fra det kjølte vannet, og du kan oppdage at når temperaturen på termistoren beveger seg opp, slutter lysdioden til slutt å blinke.

Alternativt kan du muligens gå for en annen temperatur for den blinkende terskelen til LED-en.

Kretsen er ganske motstandsdyktig mot forsyningsspenningsvariasjoner, og vil ikke føre til at LED-lampen blinker ved temperaturer bortsett fra det settet. Forresten hjelper motstanden R5 også med å unngå at LED-lampen blinker ofte i perioder når termistortemperaturen er nær det innstilte nivået. Denne motstanden gir en treg utladningsvei for kondensatoren.

Tilpasse kretsen

Hvis du føler behov for å endre kretsen slik at den muliggjør en hørbar advarsel i stedet for en LED som blinker, kan du ganske enkelt gjøre følgende.

Endre C1-verdien til rundt 0,1 µF (velg verdien for din ideelle frekvens), og erstatt R5 sammen med LED-en med en 80 ohm liten høyttaler, C1 blir på dette tidspunktet direkte koblet til TR2-samleren.

For å ha et dobbelt audiovisuelt signal, gjør følgende tilpasning, men endre også R4 med en LED. I praksis kan det hende du synes det er fascinerende å se at kretsløpet raskt reagerer og begynner å signalisere deg med varselvarselen under sannsynlige forhold der is er i ferd med å gripe veien.