מעגל אזהרת קרח למכוניות

התקנים המגיבים לשינויים באטמוספירה או בחום נוזלי הם פשוטים לבנייה בשל זמינותם הקלה של תרמיסטורים. מעגל אזהרת קרח לרכב זה מסביר כיצד ליישם תרמיסטור כמו מתמר במעגל שמבהב ברציפות מנורת אזהרה ברגע שטמפרטורת האטמוספירה יורדת לסביבות 0 מעלות צלזיוס.

מדוע הקפאת כבישים מסוכנת

קרח, במיוחד קרח שחור, הוא בין הנסיבות המסוכנות ביותר בו נהגים יכולים להיתקל בקלות במהלך החודשים הקרים. גם כאשר זה אולי לא נראה קר יותר מדי בחוץ, שלג עדיין יכול לנחות ברחובות שעלול להתפנות באטיות. קרח שחור עשוי להיות מסוכן במיוחד בשעות הלילה ובשעות הבוקר, בעיקר משום שהוא עשוי להיראות כמו רחובות לחים במקום קרח. קרח שחור הוא חמקמק להפליא, מה שאומר שעבור רכב זה יכול בקלות להחליק ולהחליק תאונות.

תוך התחשבות בכך פותח מעגל זה, שניתן ליישם אותו לקבלת אות התראה לגבי הטמפרטורה העלול לרדת לרמת הכפור. או אולי, כפי שהוסבר בפרויקט זה, המעגל עשוי להיות רגיל לזהות את נהג הרכב בנוגע לרחובות קפואים.

העיצוב

חוץ מזה כמה טרנזיסטורים דו קוטביים , מסוג npn ו- pnp, המעגל מעסיק בנוסף 3 צורות אחרות של התקני מוליכים למחצה. קודם כל, ה תרמיסטור , הכוללת כמות קטנה של חומר מוליך למחצה, הוא למעשה סגנון מקדם טמפרטורה שלילי (NTC).

ממדיו הזעירים מסייעים לו להגיב במהירות לשינויי טמפרטורה בעוד שכיסוי הזכוכית שומר על המוליך למחצה מפני מאפייני ההולכה החשמליים של נוזלים אשר בדרך אחרת יכולים ליצור תוצאות מטעות.

שים לב ש- n.t.c. התרמיסטור מגיע עם התנגדות חשמלית שעולה ככל שהטמפרטורה יורדת. כמו כן, an מגבר אופ IC שהוא סוג 741 המומלץ, משמש כחיישן לשינוי מתח רגיש סביב גשר וויטסטון. זרוע אחת מסוימת מורכבת מהתרמיסטור.

התרמיסטור יכול להיות כל 100K NTC תרמיסטור.

לבסוף, א מנורת LED משמשת כמדד שמבהב את אות האזהרה. אור זה הוא קומפקטי, יציב ואינו צורך כמעט כל זרם להארה.

תיאור המעגל

כל המעגל של אזעקת 'הכפור' מתגלה באיור לעיל. הוא מונע על ידי המתח המצבר לרכב 12V. לחלופין, עבור יישומים אחרים סוללת 9 וולט עשויה להספיק להפעלת המעגל.

המעגל בעצם מורכב מכמה אלמנטים המפורקים על ידי הקו המקווקו. משמאל לשורה זו מופיע ה רגיש לטמפרטורה גשר וויטסטון, שתפוקתו מזוהה על ידי מגבר ה- OP הפועל כמו מגבר דיפרנציאלי .

מימין לקו המקווקו קיים מתנד דו-טרנזיסטורי המתנודד את ה- LED ברגע שהתרמיסטור משתרע לטמפרטורה שנקבעה מראש.

גשר וויטסטון כולל נגדים R1 ו- R2 אשר מקבעים את המתח במסוף ההפוך של מגבר ה- OP בסביבות 8 וולט בהתייחס לקו הקרקע (לסוללת 12 וולט). ה- VR1 הקבוע מראש והתרמיסטור RTH1 יוצרים את הזרועות השנייה של הגשר.

זאת מכיוון שהתרמיסטור הוא מפרט NTC, תמצאו ככל שהטמפרטורה יורדת ההתנגדות שלו עולה, מה שגורם למתח בסיכה 3 לעלות באופן פרופורציונלי.

מכיוון שמתח זה פשוט חוצה את רמת הייחוס של סיכה 2, תפוקת מגבר ה- OP משנה את מצבה ועוברת מאפס לכמה וולט חיובי.

הטמפרטורה שבה הפלט נע חיובי באופן דרמטי יכולה להיקבע על ידי כוונון עדין של ה- VR1 הקבוע מראש. העלייה המהירה במתח ביציאה של מגבר אופ הופך מתנד המעגל שמוצג בצד ימין של הקו המקווקו. הנגד R3 משתמש במתח זה כדי להחליף את בסיס הטרנזיסטור TR1.

הקבל C1 מסייע בתגובות חיוביות החיוניות להחזקת משרעות בתדרים נמוכים. ה טרנזיסטור pnp TR2 מניע את LED במסוף הקולט שלו יחד עם נגן סדרה מחושב R5 המגביל את הזרם הנכנס לנורית מתחת לדירוג המקסימלי.

ה מהבהב לד התדר נקבע במידה מסוימת על ידי ההתנגדות שלו, אם כי הוא מתכוונן לרמה הרצויה על ידי בחירת גודל מתאים עבור Cl. הטרנזיסטורים TRI ו- TR2 צריכים להיות התאמה משלימה כדי שהמעגל יתפקד בצורה אופטימלית.

מכלול מעגלים

כל אחד מהאלמנטים, החוסמים את הסוללה, המתג והנורית, יכול להיות מורכב על גבי מטריצת 0.1 אינץ 'Veroboard, כפי שמוצג להלן, אם כי העיצוב האמיתי עשוי בהחלט להיות תלוי בקנה המידה בפועל של החלקים שנרכשים על ידי המשתמש.

יש למקם את התרמיסטור הרחק מכל מקור חום אפשרי או מהמנוע. זה צריך להיות קרוב לרצפת המכונית כדי להרגיש קל יותר את הטמפרטורות של הטלאים הקפואים הקפואים בכבישים שנמצאים מטרים ספורים מתחת.

יש להגן על התרמיסטור מפני התזות מים אפשריות או גֶשֶׁם מכיוון שאפקט מצמרר בגלל התאדות המים עלול לגרום לירידה פתאומית בטמפרטורתם מתחת לטמפרטורה הסובבת בפועל, ולהוביל לאזעקות שווא.

מיקום יעיל של התרמיסטור נמצא בחלק האחורי של הפגוש הקדמי אולם ניתן לזהות מקום טוב עוד יותר בהתאם לסוג המכונית. לאחר שנמצא המיקום הנכון לתרמיסטור, עליך לקבוע את מרחק החוט הדרוש בין התרמיסטור למעגל הבקרה.

יש לנקוט משנה זהירות בזמן הלחמת חוט ההארכה לתרמיסטור בשל העובדה שיש להגן על המפרקים המולחמים באמצעות שרוול כדי להגן מפני מגע מים. שרוולים עם רכוש מתכווץ לחום עשויים לשמש כאופציה הטובה ביותר.

יש למלט את התרמיסטור בגימור של צינור פלסטיק קצר כדי להבטיח שאמנם מותר לאוויר לזרום סביבו, אך הוא נשאר מרוחק מהתזות מים אפשריות.

כמעט כל קופסת פלסטיק זעירה עשויה לשמש כדי לסגור את המעגל וגם כדי למקם אותו בבטחה ממש איפשהו מאחורי לוח המחוונים של המכונית. שלוש קבוצות של חוטי יציאה צריכות לסיים את התיבה באמצעות חוט: כמה חוטים ילכו לסוללה, 2 לתרמיסטור, ו -2 לנורת LED.

בחר מיקום בתוך המקף שעשוי להיות המתאים ביותר להמחשה של ה- מהבהב לד . קדח חור כדי להעביר את נורית הנורה בצורה שתאפשר דחיפה קלה דרך תוף הפלסטיק.

יש לחבר את ה- LED במדויק למעגל על ​​מנת שהוא TR2 יוכל להפעיל אותו כהלכה עם הטיה קדימה.

אתה יכול לזהות בקלות את סיכת האנודה LED באמצעות סט רב-מודד לטווח האוהם שלה. לפני ההתקנה הסופית של המעגל בתוך המכונית, יש לאשר את התוצאות באמצעות בדיקת טמפרטורת קרח בפועל.

כִּיוּל

ניפץ מעט קרח בתוך קערה עד שהוא הופך נוזלי למחצה. וודא כי הקרח נמצא במצב התכה אשר יספק את רמת 0 ° C הנדרשת לבדיקה. עדיין כדי לוודא אמת את הטמפרטורה באמצעות מדחום אם יש לך גישה אליו.

השקע את התרמיסטור בתוך הקרח הנמס וכוון את הנגד הקבוע מראש עד שהנורית רק תתחיל לפעום. הסר את התרמיסטור מהמים המצוננים ותוכל לגלות שככל שהטמפרטורה בתרמיסטור זזה כלפי מעלה הנורית סוף סוף מפסיקה להבהב.

לחלופין, אתה יכול ללכת לטמפרטורה שונה עבור סף המהבהב של ה- LED.

המעגל עמיד למדי בפני וריאציות של מתח אספקה, ולא יגרום לנורית להבהב בטמפרטורות מלבד אותה קבוצה. אגב, הנגד R5 גם מסייע במניעת הנורית מהבהב לעיתים קרובות בתקופות בהן טמפרטורת התרמיסטור נמצאת קרוב לרמה שנקבעה. נגד זה מציע מסלול פריקה איטי עבור הקבל.

התאמה אישית של המעגל

במקרה שאתה מרגיש צורך לשנות את המעגל כך שיאפשר אזהרה קולית במקום נורית LED מהבהבת, אתה יכול פשוט לעשות את הפעולות הבאות.

שנה את ערך C1 בסביבות 0.1 µF (בחר את ערכו עבור התדר האידיאלי שלך), והחלף את R5 יחד עם ה- LED ברמקול קטן של 80 אוהם, C1 בשלב זה מתחבר ישירות לקולט TR2.

כדי לקבל אות אור-קולי כפול, בצע את ההתאמה האישית הבאה אך בנוסף שנה את R4 עם נורית LED. למעשה, יתכן שמרתק לראות שבתנאים סבירים שבהם קרח עומד לאחוז בכביש, המעגל מגיב במהירות ומתחיל לסמן לך את אזהרת ההתראה.