Isvarningskrets för bilar

Enheter som reagerar på variationer i atmosfär eller flytande värme är enkla att konstruera på grund av att det är lätt att få termistorer. Denna bilisvarningskrets förklarar hur man gör implementera en termistor som en omvandlare i en krets som kontinuerligt blinkar en varningslampa så snart atmosfärstemperaturen sjunker till cirka 0 ° C.

Varför frysvägar är farliga

Is, särskilt svart is, är bland de farligaste omständigheterna som bilister lätt kan stöta på under de kalla månaderna. Även när det kanske inte ser för kallt ut, kan snö fortfarande landa på gatorna, vilket kan frigöra sig trögt. Svart is kan vara speciellt för farligt på natten och morgontimmarna, främst för att det kan se ut som fuktiga gator istället för isiga. Svart is är otroligt svårfångad, vilket betyder att för ett fordon kan det här lätt bli sladd och olyckor.

Med detta i åtanke utvecklades denna krets, som kan användas för att få en varningssignal angående temperaturen som kan sjunka till frostnivå. Eller kanske, som förklarats i detta projekt, kan kretsen vara van vid att varna bilföraren när det gäller frysta gator.

Designen

Förutom ett par bipolära transistorer , en npn- och en pnp-typ, använder kretsen dessutom 3 andra former av halvledaranordningar. Först och främst, termistor , som involverar en liten mängd halvledande substans, är faktiskt en glaskapslad negativ temperaturkoefficient (NTC) -stil.

Dess små dimensioner hjälper den att reagera snabbt på temperaturvariationer medan glaskåpan skyddar halvledaren från vätskans elektriska ledningsegenskaper som annars kan skapa vilseledande resultat.

Observera att en n.t.c. termistor kommer med ett elektriskt motstånd som stiger när temperaturen sjunker. Också en op amp IC vilket är det rekommenderade 741-slaget används som en känslig spänningsförändringssensor runt en Wheatstone-bro. En speciell arm som består av termistorn.

Termistorn kan vara vilken 100K NTC-termistor som helst.

Slutligen, a LED-lampa används som en indikator som blinkar varningssignalen. Detta ljus är kompakt, robust och förbrukar knappast någon ström för belysning.

Kretsbeskrivning

Hela kretsen för 'frost' -larmet avslöjas i figuren ovan. Den drivs av spänningen från 12V bilbatteriet. Alternativt, för andra applikationer kan ett 9V batteri räcka för att köra kretsen.

Kretsen består i grunden av ett par element uppdelade av den streckade linjen. Till vänster om denna rad visar temperaturkänslig Wheatstone bridge, vars effekt detekteras av op-förstärkaren som fungerar som en differentialförstärkare .

Mot höger om den streckade linjen finns en två-transistoroscillator som svänger lysdioden så snart termistorn sträcker sig till den förinställda temperaturen.

Wheatstone-bron innehåller motstånd R1 och R2 som fixerar spänningen på den inverterande terminalen på op-förstärkaren vid cirka 8V med referens till jordlinjen (för ett 12V-batteri). Den förinställda VR1 och termistorn RTH1 skapar broens andra armar.

Detta beror på att termistorn är en NTC-specifikation, du hittar när temperaturen sjunker dess motstånd ökar, vilket får spänningen vid stift 3 att stiga proportionellt.

Eftersom denna spänning bara passerar referensnivån för stift 2 ändras utgången från förstärkaren status och vänder från cirka noll till några volt positiva.

Temperaturen där utgången rör sig dramatiskt positivt kan bestämmas genom finjustering av den förinställda VR1. Den snabba ökningen av spänningen vid utgången av op amp blir oscillator krets visas till höger om den streckade linjen. Motstånd R3 använder denna spänning för att växla basen på transistorn TR1.

Kondensatorn C1 hjälper till med den positiva återkopplingen som är nödvändig för att hålla lågfrekventa amplituder. De pnp transistor TR2 driver LED i sin kollektorterminal tillsammans med ett beräknat seriemotstånd R5 som begränsar strömmen som kommer in i lysdioden vid under maximalt betyg.

De LED blinkar frekvensen bestäms till en viss grad av sitt eget motstånd även om den är justerbar till önskad nivå genom att välja en lämplig storlek för Cl. Transistorerna TRI och TR2 måste vara en kompletterande matchning för att kretsen ska fungera optimalt.

KRETSMONTERING

Var och en av elementen, som spärrar batteriet, omkopplaren och lysdioden, kunde monteras över en 0,1-tums matris Veroboard som visas nedan, även om den verkliga designen mycket väl kan bero på den faktiska skalan på de delar som köpts av användaren.

Termistorn ska placeras långt ifrån alla möjliga värmekällor eller från motorn. Det borde vara nära golvet i bilen för att lättare känna av temperaturen på de isiga isiga fläckarna på vägarna bara några meter under.

Termistorn måste skyddas mot eventuella vattenstänk eller regn , eftersom kylningseffekt på grund av att vattnet förångas kan orsaka plötslig temperaturfall under den faktiska omgivande temperaturen, vilket kan leda till falska larm.

En effektiv placering av termistorn är på baksidan av den främre stötfångaren, men en ännu bättre plats kan identifieras beroende på biltyp. När rätt placering för termistorn har hittats måste du bestämma det trådavstånd som behövs mellan termistorn och styrkretsen.

Var försiktig vid lödning av förlängningskabeln till termistorn på grund av att de lödade fogarna måste skyddas med hylsa för att skydda mot vattenkontakt. Ärmar med värmekrympbar egendom kan fungera som det bästa alternativet.

Termistorn måste cementeras i ytan på ett kort plaströr för att säkerställa att medan luft får strömma runt den, förblir den avskild från eventuella vattenstänk.

Nästan vilken liten plastlåda som helst kan användas för att stänga kretsen och också för att placera den säkert precis någonstans bakom bilens instrumentbräda. Tre uppsättningar utgångsledningar borde avsluta lådan via en genomföring: ett par ledningar går till batteriet, 2 till termistorn och 2 till lysdioden.

Välj en plats inom strecket som kan vara mest lämplig för att visualisera LED blinkar . Borra ner ett hål för att passera lysdioden på ett sätt som gör det enkelt att trycka genom en plastgenomföring.

Lysdioden bör anslutas exakt till kretsen så att den TR2 kan slå på den korrekt med en framåtförspänning.

Du kan enkelt identifiera LED-anodstiftet genom en multimeteruppsättning till dess ohmområde. Innan den slutgiltiga installationen av kretsen inuti bilen måste resultaten bekräftas med en faktisk istestprovning.

KALIBRERING

Krossa lite is inuti en skål tills den blir halvvätska. Se till att isen faktiskt är i ett smältande tillstånd som ger den erforderliga 0 ° C-nivån för testet. För att vara säker på att verifiera temperaturen med en termometer om du har tillgång till den.

Sänk ner termistorn inuti den smältande isen och finjustera det förinställda motståndet tills lysdioden bara börjar pulsa. Ta bort termistorn från det kylda vattnet och du kan upptäcka att när temperaturen på termistorn rör sig upp slutar lysdioden slutligen att blinka.

Alternativt kan du eventuellt gå för en annan temperatur för den blinkande tröskeln för lysdioden.

Kretsen är ganska motståndskraftig mot spänningsvariationer och kommer inte att leda till att lysdioden blinkar vid temperaturer förutom den uppsättningen. Förresten hjälper motstånd R5 också till att undvika att lysdioden blinkar ofta under perioder då termistortemperaturen är nära den inställda nivån. Detta motstånd erbjuder en trög urladdningsväg för kondensatorn.

Anpassa kretsen

Om du känner att du behöver ändra kretsen så att den möjliggör en hörbar varning istället för att en LED blinkar kan du helt enkelt göra följande.

Ändra C1-värdet till cirka 0,1 µF (välj dess värde för din ideala frekvens), och ersätt R5 tillsammans med lysdioden med en 80 ohm liten högtalare, C1 vid denna tidpunkt kommer direkt ihop med TR2-samlaren.

För att ha en dubbel audiovisuell signal, gör följande anpassning men ändra dessutom R4 med en LED. Praktiskt taget kan du tycka att det är fascinerande att se att kretsen under troliga förhållanden där is håller på att ta tag i vägen snabbt svarar och börjar signalera dig med varningsvarningen.