Трехканальный сигнализатор повышенной температуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Не секрет, что причина значительной части неисправностей бытовой электронной аппаратуры - неоптимальный тепловой режим работы ее компонентов, приводящий к их ускоренной деградации и последующему выходу из строя. Предлагаемый прибор позволяет контролировать температуру одновременно в трех точках: в двух - по превышению установленных заранее фиксированных значений, а в третьей - по значению, установленному заранее или в процессе испытаний. Прибор может оказаться полезным при разработке или ремонте таких устройств, как импульсные источники питания, стабилизаторы напряжения, усилители мощности ЗЧ и т. п.

Устройство, о котором пойдет речь, предназначено для контроля рабочей температуры компонентов налаживаемых или отремонтированных устройств в период их испытаний, но может быть и встроено в какой-либо аппарат на постоянной основе. От конструкции [1] отличается наличием трех каналов контроля температуры вместо одного. Два из них включают сигнализацию при превышении температурой установленных заранее фиксированных значений, третий канал регулируемый, его можно оперативно настроить на любую температуру в интервале 5...100 ^оС.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема предлагаемого вниманию читателей трехканального светозвукового сигнализатора повышенной температуры представлена на рис. 1. Устройство выполнено на основе популярной микросхемы LM339N, представляющей собой четыре независимых компаратора с выходом открытый коллектор, способных работать при однополярном напряжении питания от 2 до 36 В. Как видно, на инвертирующие входы компараторов DA2.1-DA2.3 подано образцовое напряжение с делителя R5R2, а на неинвертирующие - напряжение с делителей, одно плечо которых образовано терморезистором (RK1-RK3), а другое - подстроечным (переменным) резистором (R4, R8, R11) и включенным последовательно с ним постоянным (R3, R7, R10). Пока температура терморезистора, например, RK1 меньше заданной максимальной, его сопротивление относительно велико, напряжение на неинвертирующем входе (вывод 7) компаратора DA2.1 больше, чем на инвертирующем (вывод 6), его выходной транзистор закрыт и напряжение на выходе (вывод 1) имеет высокий уровень, поэтому светодиод HL2 не светит. С повышением температуры сопротивление терморезистора уменьшается. В результате понижается напряжение на выводе 7 DA2.1, и как только оно становится меньше напряжения на выводе 6, компаратор переключается (высокий уровень напряжения на выводе 1 сменяется низким) и светодиод HL2 начинает светить. Аналогично работают каналы сигнализатора на компараторах DA2.2 и DA2.3. Конденсаторы С6-С9 уменьшают чувствительность устройства к наводкам и помехам.

На компараторе DA2.4 собран генератор сигнала звуковой частоты, который включается при срабатывании любого из компараторов DA2.1-DA2.3 (когда уровень напряжения на его выходе становится низким). Пока ни один из них не сработал, транзистор VT1 открыт и блокирует работу генератора, на его выходе в это время присутствует напряжение высокого уровня. При срабатывании любого из указанных компараторов транзистор VT1 закрывается и генератор на компараторе DA2.4 начинает работать. Частота его колебаний зависит главным образом от емкости конденсатора C11 и сопротивления резистора R19. Включенный последовательно со звукоизлучателем HA1 резистор R20 уменьшает громкость звучания. Резисторы R1, R6, R9, R12 ограничивают ток через светодиоды.

Микросхема DA2 питается стабилизированным напряжением 5 В от стабилизатора на микросхеме DA1. Диод Шотки VD1 защищает микросхему DA1 при ошибочной полярности напряжения питания, а также позволяет питать устройство от источника переменного напряжения 7...15 В. Светодиод HL1 светит при наличии напряжения на выходе стабилизатора. В ждущем режиме устройство потребляет от блока питания ток около 8 мА, при включении светозвуковой сигнализации - примерно 25 мА.

Рис. 2

Большинство деталей сигнализатора установлены на монтажной плате размерами 65x40 мм (рис. 2), монтаж навесной, соединения выполнены тонкими разноцветными проводами в ПВХ изоляции. Для предотвращения случайных замыканий и повышения механической прочности монтаж на стороне соединений покрыт цапонлаком.

Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-33, подстроечные R4, R8 и переменный R11 - импортные малогабаритные. Для облегчения точной установки порогов срабатывания сигнализатора можно применить так называемые многооборотные подстроечные резисторы, например, СП3-39, СП5-2, СП5-14.

Терморезисторы RK1-RK3 - малогабаритные с отрицательным ТКС и сопротивлением при комнатной температуре 10.100 кОм. Подходящие по параметрам и размерам терморезисторы часто встречаются в печатающих головках матричных принтеров и в малогабаритных шаговых электродвигателях. Для подключения терморезисторов к плате сигнализатора использованы тонкие экранированные провода длиной около 1000 мм, экранирующие оплетки соединены с общим проводом. Последние 50 мм со стороны терморезисторов выполнены тонким проводом МГТФ.

При использовании терморезисторов значительно большего, чем указано на схеме, сопротивления следует применить подстроечные и переменный резисторы пропорционально большего сопротивления. При отсутствии терморезисторов в качестве датчиков температуры можно применить маломощные малогабаритные германиевые диоды или германиевые транзисторы [2].

Конденсаторы C1, C3, C4, C7-C11 - керамические малогабаритные, например, К10-17, К10-50, остальные - оксидные К50-68, К53-19, К53-30 или аналоги. Диод Шоттки MBR0540T1 заменим любым из 1N5819, SB140, SB150, MBRS140T3, а диоды 1N4148 - любыми из КД510А, КД521А-КД521Д, КД522А, КД522Б, 1N914, 1SS244.

Вместо транзистора 2SC3199 можно применить любой из 2SC815, 2SC1815, 2SC1845, SS9014, а также серий КТ645, КТ3102. Возможная замена микросхемы LM339N - LM139, LM239, LM339, LM2901, MC3302, KIA339, BA10339 (для удобства монтажа предпочтительно использовать микросхему в корпусе DIP14). Интегральный стабилизатор напряжения KA78L05AZ можно заменить любым из серий 78L05 в корпусе TO-92. При напряжении питания более 15 В последовательно с диодом VD1 желательно включить добавочный резистор с рассеиваемой мощностью 0,5 Вт, сопротивление которого следует подобрать так, чтобы при работающей сигнализации напряжение на входе DA1 не выходило за пределы 10.13 В.

Светодиоды RL30N-YG414S (зеленого цвета свечения), RL30N-HY214S (желтого) и RL30N-DR314S (красного) можно заменить любыми аналогичными без встроенных резисторов. Возможно применение в качестве HL2-HL4 мигающих светодиодов, например, DFB3b-145, L-36BSRD/B, L-36BYD. Возможная замена электромагнитного звукоизлучателя DBX-12PN (сопротивление обмотки - около 133 Ом) - динамический SD-150 (120 Ом). Чтобы не перегрузить выходную ступень компаратора, суммарное сопротивление звукоизлучателя и резистора R20 должно быть не менее 150 Ом. Звукоизлучатель с обмоткой значительно меньшего сопротивления или малогабаритную динамическую головку подключают либо через выходной трансформатор от карманного радиоприемника, либо изменив схему устройства, как показано на рис. 3.

Рис. 3

Все детали сигнализатора размещены в пластмассовом корпусе размерами 92x48x17 мм от точилки карандашей (рис. 4). Для удобства пользования регулируемым каналом на валике переменного резистора R11 закреплена ручка управления с лимбом, на который нанесена шкала с отметками от 0 до 100 оС. Для настройки порогов срабатывания устройства удобно использовать цифровой мультиметр с выносной термопарой. Ее и термодатчики прибора связывают вместе тонкой медной проволокой, помещают в водонепроницаемый пластиковый пакет и опускают в какую-либо компактную закрытую емкость, наполненную водой. Нагрев ее до нужной (по показаниям мультиметра) температуры, с помощью подстроечных резисторов R4, R8 или переменного R11 (в зависимости от калибруемого канала) добиваются того, чтобы при этой температуре включался звуковой сигнал и начинал светить соответствующий светодиод.

Рис. 4

В авторском варианте устройства нерегулируемые каналы с помощью подстроечных резисторов настроены на порог включения 65 ^оС. Это значение температуры обычно считается оптимальным при контроле за нагревом трансформаторов питания, мощных транзисторов и микросхем, установленных на теплоотводы. Регулируемый канал может быть применен, например, для контроля температуры в корпусе устройства.

Литература

1. Бутов А. Индикатор повышенной температуры на KIA6966S. - Радио, 2010, № 6, с. 27, 28.
2. Бутов А. Индикатор перегрева теплоотвода. - Радио, 2002, № 5, с. 53.

Автор: А. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Светодиодные дисплеи с пикселями размером с вирус 08.04.2025 Развитие технологий дисплеев стремительно движется вперед, и очередной прорыв совершили ученые из Чжэцзянского университета в Ханчжоу совместно с исследователями Кембриджского университета. Они создали уникальные светодиодные экраны, пиксели которых сравнимы по размеру с вирусными частицами. Эта инновация обещает найти применение в смартфонах, носимых устройствах и системах дополненной реальности. Основой разработки стал перовскит - кристаллический материал, широко известный благодаря использованию в солнечных батареях. Он отличается высокой эффективностью, простотой в обработке и способностью эффективно преобразовывать электрический заряд в свет. Впервые исследователям удалось создать из перовскита светодиоды размером всего 90 нанометров, получившие название нано-светодиоды (nano-PeLEDs). Несмотря на их миниатюрные размеры, эти элементы сохраняют высокую яркость и эффективность. Одним из наиболее впечатляющих достижений является невероятная плотность изображения, достигнутая в ходе экспериментов. Она составляет 127 тысяч пикселей на дюйм, что в десятки раз превышает параметры даже самых передовых современных экранов. Причем столь значительное уменьшение пикселей не привело к серьезному увеличению стоимости или снижению эффективности технологии. Тем не менее, перед разработчиками стоит ряд вызовов. В настоящее время нано-светодиоды способны излучать свет только одного цвета, что ограничивает их использование в полноцветных дисплеях. Для внедрения в смартфоны, гарнитуры виртуальной реальности и другие устройства необходимо научиться управлять их цветопередачей, создавая полноценные RGB-матрицы. Кроме того, пока не изучены долговечность и устойчивость этих элементов в реальных условиях эксплуатации. Несмотря на эти препятствия, новая технология открывает перспективы для радикального преобразования экранов будущего. Она может найти применение не только в компактных носимых гаджетах, но и в дисплеях следующего поколения для телевизоров, компьютеров и даже голографических систем. Впрочем, ученые предупреждают: у человеческого глаза есть физиологические ограничения, и при определенной плотности пикселей дальнейшее повышение разрешения просто перестанет быть заметным. Развитие нанотехнологий и оптоэлектроники дает возможность создать экраны, которые не только потребляют меньше энергии, но и обеспечивают невиданный ранее уровень детализации изображения. Если исследователям удастся решить оставшиеся технические проблемы, нано-светодиоды могут стать основой дисплеев будущего, открывая новую эру визуальных технологий.

Другие интересные новости:

▪ Найдено важное отличие мозга людей от других приматов

▪ Компактная версия электрозаправки Supercharger для города

▪ Программируемый процессор на базе молекул ДНК

▪ Умная повязка для головы MOOV HR

▪ ZL60301 - передатчик для систем волоконной оптики

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья Госпитальная педиатрия. Конспект лекций

▪ статья В какой армии существует военное подразделение, передвигающееся на собачьих упряжках? Подробный ответ

▪ статья Айва продолговатая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Блок рефлексотерапии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство NiMH аккумуляторов с функцией измерения емкости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025