Интегральный таймер в схеме регулирования температуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Хотя интегральный таймер типа 555 в основном предназначается для хронирующих схем, но эту ИС совместно с термистором, обладающим отрицательным т.к.с., можно использовать также для создания экономичной и достаточно универсальной схемы полупроводникового термостата.

Внутренний резистивный делитель таймера создает опорные напряжения (1/3Vcc и 2/3Vcc) для обоих, компараторов, входящих в состав таймера. Когда внешнее напряжение, подаваемое на пороговый вход таймера (вывод 6), превышает 2/3Vcc, на выходе соответствующего компаратора появляется импульс, перебрасывающий триггер. При этом включается разрядный транзистор, в результате чего на выходе усилительного каскада возникает сигнал низкого уровня.

(нажмите для увеличения)

В большинстве случаев (включая описываемую схему) отпирание разрядного транзистора таймера приводит к тому, что напряжение на пороговом входе становится меньше 2/3Vcc. Если после этого напряжение на входе запускающего импульса (вывод 2) падает ниже 1/3Vcc, то второй компаратор генерирует импульс, который возвращает триггер в первоначальное состояние, разрядный транзистор выключается и напряжение на выходе усилительного каскада приобретает прежний высокий уровень.

Такое действие схемы таймера делает ее удобной для целей регулирования температуры, в частности, в электронных термостатах, внутри которых температура должна оставаться фактически постоянной независимо от изменения внешней температуры в некоторых пределах. С ростом температуры будет увеличиваться (прямо пропорционально ей) напряжение на пороговом входе, пока оно не достигнет 2/3 Vcc. Тогда состояние выходного каскада таймера изменится, и это послужит сигналом для включения охлаждающего блока или же просто для отключения имеющегося в термостате подогревателя. После этого температура начнет падать, и когда напряжение на входе запускающего импульса достигнет 1/3Vcc, выходной каскад вернется в первоначальное состояние, что послужит сигналом для выключения охлаждающегося блока или включения подогревателя.

В схеме термостата, показанной на рисунке, делитель напряжения, состоящий из термистора и резисторов, вырабатывает напряжение, прямо пропорциональное температуре. Когда температура возрастает (высокий уровень напряжения на выходе таймера, разрядный транзистор отключен), напряжение на пороговом входе определяется коэффициентом деления R1/(Rт+ +R1+R2) и возрастает с уменьшением величины Rт.

Когда Rт равно сопротивлению термистора Rтн в верхней точке допустимого перепада температур, коэффициент деления, требующий, чтобы напряжение на пороговом входе было равно 2/3 Vcc, должен быть равен

После того как напряжение на пороговом входе (на входе первого компаратора) достигает указанного уровня, разрядный транзистор включается, что эквивалентно включению R3 параллельно с R1+R2.

Когда температура падает, величина Rт возрастает, а напряжение питания теперь делится между Rт и [R3II(R1+R2)]. Когда Rт равно сопротивлению термистора Rтc в нижней точке допустимого перепада температур, делитель должен давать на вход запускающего импульса напряжение 1/3 Vcc. При этом его коэффициент деления должен быть

Таким образом, уровни напряжений на выходах делителя, состоящего из термистора и резисторов, изменяются разными способами в зависимости от того, находится ли термостат в той части своего рабочего цикла, когда температура увеличивается, или в той части, когда она уменьшается. Это различие необходимо ввести по той причине, что сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры по квазиэкспоненциальному закону, и даже в узком интервале температур оно может измениться в два-три раза, т. е. сопротивление термистора Rтc в нижней точке интервала температур может быть в несколько раз больше его сопротивления Rтн верхней точке интервала температур.

Если в этой схеме используется стандартный термистор, для которого зависимость сопротивления от температуры известна, расчет схемы достаточно прост. Когда Rтс больше Rтн в два или более раз, можно положить R2=Rтс и К=Rтс/Rтн (К-постоянный коэффициент). Чтобы в делителе соблюдались правильные отношения между сопротивлениями, нужно

Но если Rтс/Rтн<2, тогда надо положить R1=0 и R2=2RТн, так что

Во всех этих формулах предполагается, что входы компараторов не нагружают делитель напряжения.

Чтобы пределы температуры, на которые установлен термостат, соблюдались достаточно точно, необходимо рассеивать в термисторе как можно меньшую электрическую мощность. Саморазогрев термистора можно свести к минимуму, заставив ИС таймера работать при самом низком допустимом напряжении питания -5 В. Однако при высокой верхней температуре регулирования, когда сопротивление термистора может быть совсем маленьким (несколько сотен Ом), этот способ может не дать требуемых результатов. С другой стороны, при очень низких температурах регулирования допустимые сопротивления делителя надо выбирать исходя из величин входных сопротивлений компараторов.

Чтобы предотвратить ложные срабатывания от помех и наводок, необходимо зашунтировать входы компаратора емкостями. Это особенно важно, когда велики сопротивления делителя, в системе действуют значительные помехи или же термистор подключается к схеме с помощью проводников большой длины.

Автор: Де Колд; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

Режим сна давно признан важным фактором, влияющим на здоровье человека, но недавно ученые обнаружили, что время отхода ко сну может играть еще более значимую роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы. Согласно исследованию британских ученых, засыпание в промежутке с 22 до 23 часов может снизить риск развития сердечных заболеваний и, следовательно, продлить жизнь. В исследовании приняли участие более 88 000 человек, средний возраст которых составил 61 год, причем большинство участников были женщины. В ходе исследования использовались данные, собранные с помощью акселерометров - устройств, фиксирующих движения, которые позволяют точно отслеживать время отхода ко сну и пробуждения. Целью было выявить, как время сна связано с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Анализ данных показал, что засыпание между 22 и 23 часами связано с более низким риском развития сердечных заболеваний, таких как инфаркт, инсульт и хроническая ишемическая болезнь сердца. В сравнении с теми, ...>>

Роботы-грибы управляются светом 11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями. Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве. Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в ...>>

Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

В последние годы ученые все чаще обращают внимание на влияние питания на работу мозга. Одним из самых перспективных продуктов в этом отношении стали обычные куриные яйца. Их уникальный состав способен поддерживать когнитивные функции и даже стимулировать развитие мозга. Недавние исследования показали, что яйца могут помочь улучшить память, концентрацию и креативность благодаря содержащимся в них полезным веществам, таким как белок NWT-03, холин, лютеин и зеаксантин. Ключевым компонентом, благодаря которому яйца оказывают положительное влияние на мозг, является белок NWT-03. Этот белок стимулирует активность мозга, улучшая когнитивные функции. Ученые обнаружили, что регулярное употребление яиц способствует улучшению памяти и внимания. Белок NWT-03 помогает мозгу быстрее обрабатывать информацию и формировать новые нейронные связи, что способствует гибкости и эффективности его работы. Яйца содержат и другие важные вещества, помогающие поддерживать здоровье мозга на протяжении всей ж ...>>

Случайная новость из Архива Звуки передают эмоции лучше слов 25.01.2016 Ученые из Канады и Великобритании во главе с Марком Пеллом (Marc Pell) из Университета МакГилла (Канада) доказали, что человеческий мозг гораздо быстрее распознает эмоции, переданные не словами, а вокализациями - смехом, всхлипыванием, рычанием, вздохами и тому подобное. В этом процессе задействованы более эволюционно древние зоны мозга, чем в интерпретации речи. Более того, ученые обнаружили, что на эмоции, выраженные такими способами, мы обращаем намного больше внимания, чем когда нам говорят о них словами. На обработку неречевых сигналов об эмоциональном состоянии уходят десятые доли секунды. Такая скорость, по словам авторов статьи, выработалась по необходимости, поскольку от быстрого распознавания эмоций другого зачастую зависела жизнь древнего человека. В исследовании ученые акцентировали внимание на трех основных эмоциях - злости, печали и счастья. В эксперименте приняло участие 24 человека, всем им давали прослушать различные несловесные вокализации, а также фразы из несуществующих в реальности слов, сказанные с разной интонацией. Задача испытуемых состояла в том, чтобы узнать передаваемые эмоции, а с помощью ЭЭГ ученые устанавливали, как быстро и в каких зонах мозга фиксировалась реакция. В результате удалось сделать несколько интересных выводов. Кроме того, что несловесные звуки оценивались быстрее, существовала разница и в реакциях на разные виды эмоций. А именно, звуки, говорящие об эмоции счастья, например, смех, обрабатывались быстрее, чем звуки, связанные со злостью и печалью. При этом реакция на злость всегда была более длительной, то есть наш мозг обращает больше внимания именно на эту эмоцию, что, в общем, объяснимо с точки зрения эволюционных преимуществ.

Другие интересные новости:

▪ Витаминная бомба из моллюсков

▪ Стереофоническая беспроводная гарнитура PHILIPS ОМ6777

▪ Apple переводит компьютеры на собственные процессоры

▪ Повторяющиеся маршруты сократят расход топлива гибридных автомобилей

▪ Новые DVD-рекордеры TOSHIBA

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Механические часы. История изобретения и производства

▪ статья За что ценятся коровы породы бельгийская голубая с крайне высокой мышечной массой? Подробный ответ

▪ статья Машинист электростанции передвижной. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Крашение тканей и пряжи субстантивными красителями. Простые рецепты и советы

▪ статья Экспериментальный приемник коротковолновика-наблюдателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024