4 Sirkuit Termometer Elektronik Universal

Di sini kita mempelajari empat rangkaian termometer elektronik terbaik yang dapat digunakan secara universal untuk mengukur suhu tubuh atau suhu ruangan atmosfer mulai dari nol derajat hingga 50 derajat Celcius.

Di posting sebelumnya kita mempelajari beberapa fitur chip sensor suhu yang luar biasa LM35 , yang memberikan keluaran dalam berbagai voltase yang secara langsung setara dengan perubahan suhu sekitar, dalam Celsius.

Fitur ini secara khusus membuat konstruksi suhu ruangan yang diusulkan sirkuit termometer sangat sederhana.

1) Termometer Elektronik menggunakan Single IC LM35

Ini hanya membutuhkan satu IC untuk dihubungkan dengan jenis meteran koil bergerak yang sesuai, dan Anda segera mulai mendapatkan pembacaan.

IC LM35 akan menunjukkan kenaikan 10mv volt outputnya sebagai respons terhadap setiap kenaikan derajat suhu atmosfer di sekitarnya.

Diagram sirkuit yang ditunjukkan di bawah ini menjelaskan semuanya, tidak perlu sirkuit yang rumit, cukup sambungkan meteran koil bergerak 0-1 V FSD di pin IC yang relevan, atur pot dengan tepat, dan Anda siap dengan sirkuit sensor suhu ruangan Anda .

Menyiapkan unit

Setelah Anda memasang sirkuit dan selesai melakukan koneksi yang ditunjukkan, Anda dapat melanjutkan dengan pengaturan termometer seperti yang dijelaskan di bawah ini:

1. Letakkan preset di kisaran tengah.
2. AKTIFKAN daya ke sirkuit.
3. Ambil semangkuk es leleh dan rendam IC di dalam es.
4. Sekarang dengan hati-hati mulai menyesuaikan preset, sehingga meteran membaca nol volt.
5. Prosedur pengaturan termometer elektronik ini sudah selesai.

Setelah Anda melepaskan sensor dari es, dalam beberapa detik sensor akan mulai menampilkan suhu ruangan saat ini di atas meteran langsung dalam Celcius.

2) Sirkuit Monitor Suhu Kamar

Desain termometer elektronik kedua di bawah ini adalah rangkaian pengukur sensor suhu udara yang sangat sederhana namun sangat presisi yang telah disajikan di sini.

Penggunaan IC LM 308 yang sangat serbaguna dan akurat membuat rangkaian merespons dan bereaksi luar biasa terhadap perubahan suhu terkecil yang terjadi di atmosfer sekitarnya.

Menggunakan Garden Diode 1N4148 sebagai Sensor Suhu

Diode 1N4148 (D1) digunakan sebagai sensor suhu lingkungan aktif di sini. Kelemahan unik dari dioda semikonduktor seperti 1N4148 yang menunjukkan perubahan karakteristik tegangan maju dengan pengaruh perubahan suhu lingkungan telah dimanfaatkan secara efektif di sini, dan perangkat ini digunakan sebagai sensor suhu yang efisien dan murah.

Rangkaian pengukur sensor suhu udara elektronik yang disajikan di sini sangat akurat dalam fungsinya, terutama karena tingkat histeresisnya yang minimum.

Deskripsi sirkuit lengkap dan petunjuk konstruksi disertakan di sini.

Operasi Sirkuit

Rangkaian sirkuit pengukur sensor suhu udara elektronik saat ini sangat akurat dan dapat digunakan dengan sangat efektif untuk memantau variasi suhu atmosfer. Mari kita pelajari secara singkat fungsi sirkuitnya:

Di sini, seperti biasa, kami menggunakan 'dioda taman' 1N4148 yang sangat serbaguna sebagai sensor karena kelemahannya yang khas (atau lebih tepatnya keuntungan untuk kasus ini) dalam mengubah karakteristik konduksi dalam pengaruh suhu lingkungan yang bervariasi.

Dioda 1N4148 dengan nyaman dapat menghasilkan penurunan tegangan linier dan eksponensial dengan sendirinya sebagai respons terhadap peningkatan yang sesuai dalam suhu sekitar.

Penurunan tegangan ini sekitar 2mV untuk setiap kenaikan suhu.

Fitur khusus 1N4148 ini dieksploitasi secara ekstensif di banyak sirkuit sensor suhu kisaran rendah.

Mengacu pada monitor suhu ruangan yang diusulkan dengan diagram rangkaian indikator yang diberikan di bawah ini, kita melihat bahwa, IC1 dihubungkan dengan kabel sebagai penguat pembalik dan membentuk jantung rangkaian.

Pin non-pembalik # 3 ditahan pada tegangan referensi tetap tertentu dengan bantuan Z1, R4, P1 dan R6.

Transistor T1 dan T2 digunakan sebagai sumber arus konstan dan membantu dalam menjaga akurasi rangkaian yang lebih tinggi.

Input pembalik dari IC terhubung ke sensor dan memonitor bahkan perubahan sekecil apa pun dalam variasi tegangan melintasi dioda sensor D1. Variasi tegangan ini seperti yang dijelaskan, berbanding lurus dengan perubahan suhu lingkungan.

Variasi suhu yang dirasakan langsung diperkuat ke tingkat tegangan yang sesuai oleh IC dan diterima di pin keluaran # 6.

Bacaan yang relevan secara langsung diterjemahkan ke dalam derajat Celcius melalui meteran tipe koil bergerak 0-1V FSD.

Daftar Bagian

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10K PRESET,
• P2 = 100K PRESET,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7V, 400mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Papan Tujuan Umum sesuai ukuran.
• Baterai B1 dan B2 = 9V PP3.
• M1 = 0 - 1 V, voltmeter tipe kumparan bergerak FSD

Menyiapkan Sirkuit

Prosedurnya agak kritis dan membutuhkan perhatian khusus. Untuk menyelesaikan prosedur, Anda memerlukan dua sumber suhu yang diketahui secara akurat (panas dan dingin) dan termometer merkuri dalam kaca yang akurat.

Kalibrasi dapat diselesaikan melalui poin-poin berikut:

Awalnya, pertahankan preset disetel di tengah-tengahnya. Hubungkan voltmeter (1 V FSD) pada output rangkaian.

Untuk sumber suhu dingin, air pada suhu ruangan digunakan di sini.

Celupkan sensor dan termometer kaca ke dalam air dan catat suhu di termometer kaca dan hasil tegangan ekuivalen di voltmeter.

Ambil semangkuk minyak, panaskan hingga sekitar 100 derajat Celcius dan tunggu hingga suhunya stabil menjadi sekitar 80 derajat Celcius.

Seperti di atas, celupkan kedua sensor dan bandingkan dengan hasil di atas. Pembacaan tegangan harus sama dengan perubahan suhu dalam termometer kaca dikalikan 10 volt. Tidak mengerti? Baiklah, mari kita baca contoh berikut ini.

Misalkan suhu dingin sumber air berada pada 25 derajat Celcius (suhu ruangan), sumber panas sebagaimana kita ketahui pada suhu 80 derajat Celcius. Jadi, selisih atau perubahan suhu di antara keduanya sama dengan 55 derajat Celcius. Oleh karena itu perbedaan pembacaan tegangan harus 55 dikalikan dengan 10 = 550 mill volt, atau 0,55 volt.

Jika Anda belum cukup puas dengan kriteria tersebut, sesuaikan P2 dan terus ulangi langkah-langkahnya, hingga akhirnya Anda mencapainya.
Setelah laju perubahan di atas (10 mV per 1 derajat Celcius) disetel, sesuaikan P1 sehingga meteran menunjukkan 0,25 volt pada 25 derajat (sensor ditahan di air pada suhu kamar).

Ini menyimpulkan pengaturan sirkuit.
Rangkaian pengukur sensor suhu udara ini juga dapat secara efektif digunakan sebagai unit termometer elektronik ruangan.

3) Rangkaian Thermometer Ruangan menggunakan IC LM324

Desain ke-3 mungkin yang terbaik dalam hal biaya, kemudahan konstruksi dan keakuratannya.

Sebuah IC LM324 tunggal, IC biasa 78L05 5V dan beberapa komponen pasif adalah semua yang diperlukan untuk membuat rangkaian indikator Celcius ruangan termudah ini.

Hanya 3 op amp yang digunakan dari 4 op amp LM324 .

Op amp A1 disambungkan untuk membuat ground virtual untuk rangkaian, agar kerjanya efektif. A2 dikonfigurasi sebagai penguat non-pembalik dimana resistor umpan balik diganti dengan dioda 1N4148.

Dioda ini juga bertindak sebagai sensor suhu, dan turun sekitar 2 mV dari setiap kenaikan derajat suhu lingkungan.

Penurunan 2 mV ini dideteksi oleh sirkuit A2 dan diubah menjadi potensi yang bervariasi pada pin # 1.

Potensi ini selanjutnya diperkuat dan disangga oleh penguat pembalik A3 untuk memberi makan unit volmeter 0 hingga 1V yang terpasang.

Voltmeter menerjemahkan berbagai output yang bergantung pada suhu menjadi skala suhu yang dikalibrasi untuk menghasilkan data suhu ruangan dengan cepat melalui defleksi yang relevan.

Seluruh sirkuit didukung oleh satu 9 V PP3.

Jadi teman-teman, ini adalah 3 sirkuit indikator suhu ruangan yang keren dan mudah dibuat, yang dapat dibuat oleh setiap hobbyist untuk memantau variasi suhu lingkungan dari suatu tempat dengan cepat dan murah menggunakan komponen elektronik standar, dan tanpa melibatkan perangkat Arduino yang rumit.

4) Termometer Elektronik Menggunakan IC 723

Sama seperti desain di atas, dioda silikon juga digunakan seperti sensor suhu. Potensial persimpangan dioda silikon turun sekitar 1 milivolt untuk setiap derajat celcius, yang memungkinkan suhu dioda ditentukan dengan menghitung tegangan di atasnya. Saat dikonfigurasi sebagai sensor suhu, dioda menawarkan keunggulan linearitas tinggi dengan konstanta waktu rendah.

Ini juga dapat diterapkan pada kisaran suhu yang luas, dari -50 hingga 200 C. Karena tegangan dioda perlu dinilai dengan cukup akurat, suplai referensi yang andal diperlukan.

Pilihan yang layak adalah penstabil tegangan IC 723. Meskipun nilai ti absolut dari tegangan zener dalam IC ini dapat berbeda dari IC yang lain, koefisien suhu sangat kecil (biasanya 0,003% per derajat C).

Tambahan, 723 diketahui stabil suplai 12 volt di seluruh sirkuit. Perhatikan bahwa nomor pin pada diagram rangkaian hanya cocok untuk varian dual -in-line (DIL) dari IC 723.

IC lainnya, 3900, termasuk amplifier quad di mana hanya beberapa yang digunakan. Ini op amp dirancang untuk bekerja sedikit berbeda ini dikonfigurasi sebagai unit yang digerakkan arus dan bukan sebagai penggerak tegangan. Masukan terbaik dapat dianggap sebagai basis transistor dalam konfigurasi emitor umum.

Akibatnya, tegangan input menjadi sekitar 0,6 volt. R1 digabungkan ke tegangan referensi dan arus konstan sehingga bergerak melalui resistor ini. Karena gain loop terbuka yang besar, op amp mampu menyesuaikan outputnya sendiri agar arus yang sama persis mengalir ke input pembalik, dan arus melalui dioda penginderaan suhu (D1) tetap konstan.

Pengaturan ini penting karena fakta bahwa dioda pada dasarnya adalah sumber tegangan yang memiliki resistansi internal tertentu, dan segala jenis penyimpangan dalam arus yang bergerak melewatinya mungkin sebagai akibatnya menciptakan variasi tegangan yang bisa berakhir menjadi secara keliru diterjemahkan sebagai variasi suhu. Tegangan keluaran pada pin 4 karenanya sama dengan tegangan pada masukan pembalik serta tegangan di sekitar dioda (yang terakhir berubah dengan suhu).

C3 menghambat osilasi. Pin 1 dari IC 2B dipasang ke potensial referensi tetap dan akibatnya arus konstan berpindah ke input non pembalik. Input pembalik IC 2B dihubungkan dengan R2 ke output IC 2A (pin 4), agar dioperasikan oleh arus yang bergantung pada suhu. IC 2B memperkuat perbedaan antara arus inputnya ke nilai yang deviasi tegangan pada outputnya (pin 5) dapat dengan cepat dibaca dengan 5 hingga 10 volt f.s.d. voltmeter.

Jika pengukur panel digunakan, hukum Ohm mungkin perlu dikonfigurasi untuk menentukan resistansi seri. Jika 100-uA f.s.d. meteran dengan resistansi internal 1200 digunakan, resistansi total untuk defleksi skala penuh 10 V harus sesuai dengan perhitungan:

10 / 100uA = 100K

R5 harus hasilnya 100 k - 1k2 = 98k8. Nilai persekutuan terdekat (100 k) akan bekerja dengan baik. Kalibrasi dapat dilakukan seperti yang dijelaskan di bawah ini: titik nol awalnya ditetapkan oleh P1 menggunakan sensor suhu yang dibenamkan dalam mangkuk es yang mencair. Lendutan skala penuh setelah itu dapat diperbaiki dengan P2 untuk ini dioda dapat terendam di dalam air panas yang suhunya diidentifikasi (katakanlah air mendidih diuji dengan termometer standar pada 50 °).