Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Prosty i niezawodny czujnik temperatury

Article Image
Elmax
Współczesna elektronika ewoluuje w kierunku bardzo rozbudowanych konstrukcji. Główny kierunek rozwoju to technika komputerowa z szerokim wsparciem informatycznym. Trudno dzisiaj o projekt który nie zawierałby mikroprocesora, mikrokontrolera lub wręcz nie angażowałby komputera z bogatym i zaawansowanym software-em.

Mimo to, istnieje zapotrzebowanie na projekty o wiele prostsze, gdzie zamierzony cel można osiągnąć nie angażując skomplikowanego hardware-u i bez software-u. Jednym z obszarów otwartych dla prostej elektroniki jest pomiar temperatury. Trudno wymienić wszystkie urządzenia, gdzie pomiar temperatury jest niezbędny lub bardzo pożądany. A są wśród nich i proste kuchenki czy podgrzewacze żywności, lodówki, elektryczne czajniki, kuchenki mikrofalowe lub mniej i bardziej skomplikowane systemy klimatyzacji. Jeśli potrzebny jest elektroniczny termometr, można polecić wiele czujników w oparciu o które można takowy zbudować. Jednym z nich i godnym polecenia jest układ scalony TMP36. Układ ten mierzy temperaturę w szerokim zakresie i zachowuje dobrą dokładność. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby współpracował z mikroprocesorem, który dopiero uruchomi urządzenia wykonawcze. Bieżący projekt nie angażuje software-u. To samo zadanie wypełni prosty driver pośredniczący między termometrem i wykonawczym przekaźnikiem. Fotografia pokazuje obwód, który przeszedł pomyślne testy w laboratorium naszej Redakcji „Electronics For You”.

Budowa układu i jego działanie

Wykorzystano tu niewielką liczbę elementów i zasadniczymi są: 5 V stabilizator napięcia LM7805 (IC1), czujnik temperatury TMP36 (IC2), 5-cio woltowy przekaźnik (RL1), tranzystor NPN BC547 (T1), tranzystor PNP SK100 (T2) i dioda 1N60 (D1). Ponadto jest tylko kilka dyskretnych pasywnych elementów.

Sercem naszego projektu jest scalony sensor TMP36. Najistotniejsze cechy tego elementu są następujące: szeroki zakres napięcia zasilania (2,7 V do 5,5 V); zakres pomiaru temperatury od –40°C do +150°C; liniowa charakterystyka (y=mx+c); nachylenie charakterystyki 20 mV/°C; niewielki prąd spoczynkowy, poniżej 50 μA. TMP36 może pracować w warunkach zmienności temperatury do 3°C/s gdy temperatura rośnie i do 6°C/s gdy układ „stygnie”.

Zasada działania układu wg bieżącego projektu jest prosta. Czujnik TMP36 działa jak przetwornik temperatura-napięcie. Zatem, sygnałem wyjściowym jest napięcie i jest to „odczyt” w zakresie miliwoltów. Kiedy podgrzejemy sensor TMP36, napięcie na bazie tranzystora T1 podnosi się i w pewnym momencie zostanie przekroczony próg przewodzenia złącza baza-emiter. Gdy oba tranzystory T1 i T2 przewodzą prąd w obwodzie kolektor-emiter, zostanie włączony przekaźnik którego styki uruchomią układ wykonawczy w danej aplikacji (bliżej nieokreślony przez konstrukcję samego czujnika będącego tematem projektu). Jako driver cewki przekaźnika wykorzystano parę tranzystorów npn-pnp w tzw. połączeniu Sziklaiego. Układ taki oferuje podobne wzmocnienie do tradycyjnego połączenia Darlingtona, aczkolwiek w bieżącym zastosowaniu ma nad nim przewagę. Proponowany „temperature sensor” pracuje w zakresie niskich napięć, a driwer w postaci połączenia Darlingtona potrzebowałby napięcia na bazie w okolicy 1,22 V. Dla włączenia pary Sziklaiego wystarczy połowa tego napięcia, jak w przypadku pojedynczego tranzystora (ok. 0,61 V). 

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich styczeń 2026
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Poziomy logiczne
1/10 Jakie rodziny układów logicznych są najczęściej stosowane współcześnie?
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"