- Componentes necessários:
- Sensor de temperatura LM35:
- Configurando a tensão de referência para Op-amp LM358:
- Diagrama de circuito:
- Explicação de trabalho:
Hoje estamos construindo um circuito simples, mas muito útil, usando o Sensor de Temperatura LM35. Neste circuito, vamos controlar os LEDs de acordo com a temperatura ao redor. Se a temperatura ultrapassar um determinado nível (50 graus neste circuito), o LED vermelho acenderá automaticamente, caso contrário, o LED amarelo permanecerá aceso abaixo dessa temperatura específica. Este valor de temperatura limite pode ser definido ajustando o resistor variável no circuito, de acordo com o requisito.
Este circuito de Luzes com temperatura controlada pode ser útil de várias maneiras, como pode funcionar como indicador de temperatura ou pode acionar qualquer dispositivo como ventilador ou alarme além de uma determinada temperatura. Também pode funcionar como alarme de incêndio se você definir a temperatura limite muito alta, como 100 graus Celsius. Neste circuito você também aprenderá como usar o sensor LM35 em qualquer circuito. O LM35 é um sensor de temperatura muito popular e barato, geralmente usado como termômetro digital ou para medir temperatura.
Componentes necessários:
- Bateria 9v
- IC 7805
- Sensor de temperatura LM35
- Op-amp LM358
- Resistor de 10k ohm (3)
- Resistor de 1k ohm (3)
- Resistor Variável 10k
- LEDs (vermelho e amarelo)
- NPN Transistor BC547 (2)
Sensor de temperatura LM35:
LM35 é um dispositivo semelhante a um transistor de três pinos. Possui VCC, GND e OUTPUT. Este sensor fornece tensão variável na saída com base na temperatura. “LM35” fornece saída em graus Celsius e pode detectar uma temperatura de até 150 graus Celsius.
Para cada aumento de +1 centígrado na temperatura, haverá uma tensão + 10mV mais alta no pino de saída. Então se a temperatura for 0◦ centígrados a saída do sensor será 0V, se a temperatura for 10◦ centígrados a saída do sensor será + 100mV, se a temperatura for 25◦ centígrados a saída do sensor será + 250mV.
Configurando a tensão de referência para Op-amp LM358:
Aqui, usamos o amp op LM358 para comparar a tensão de saída do LM35 com a tensão de referência. Conforme mencionado, definimos o circuito para a tensão de limiar de 50 graus, portanto, para acionar o amplificador operacional em 50 graus, precisamos definir a tensão de referência para 0,5 volt, já que a temperatura de 50 graus a tensão de saída do LM35 será de 0,5 volt ou 500mV. A tensão de referência é a tensão no pino nº 2 do LM358 (visto no diagrama do circuito abaixo).
Agora, para definir a tensão de referência, criamos um circuito divisor de tensão usando o resistor R1 e o resistor variável RV1 de 10k. Usando as fórmulas acima, você pode definir a tensão de referência de acordo e alterar a temperatura limite. Gostaria de definir a temperatura de 50 graus Celsius como valor de disparo, você pode definir o potenciômetro aproximadamente em 8k: 2k como:
Vout = (R2 / R1 + R2) * Vin
(aqui R2 é a segunda parte do potenciômetro: 2k ohm e R1 é R1 + primeira parte do potenciômetro: 10k + 8k)
Vout = (2/18 + 2) * 5 = 0,5v
Op-amp LM358:
Op-amps também são conhecidos como comparadores de tensão. Quando a tensão na entrada não inversora (+) é maior do que a tensão na entrada inversora (-), a saída do comparador é Alta. E se a tensão da entrada inversora (-) for maior que a extremidade não inversora (+), a saída será BAIXA. Saiba mais sobre como trabalhar com op-amp aqui.
O LM358 é um amplificador operacional duplo de baixo ruído que possui dois comparadores de voltagem independentes. Este é um amplificador operacional de uso geral que pode ser configurado em muitos modos, como comparador, verão, integrador, amplificador, diferenciador, modo de inversão, modo de não inversão, etc.
Diagrama de circuito:
Explicação de trabalho:
O funcionamento deste Projeto de Luzes Controladas por Temperatura é simples. A bateria de uso geral de 9v é usada para alimentar todo o circuito e o IC7805 é usado para fornecer a alimentação de 5v regulada para o circuito. Quando a temperatura está abaixo de 50 graus Celsius, o LED amarelo permanece aceso e o VERMELHO permanece apagado. Quando a temperatura está abaixo de 50 graus, a saída do LM358 permanece BAIXA e Q1 permanece no estado OFF e o transistor Q2 permanece no estado ON.
Agora, quando a temperatura ambiente vai além de 50 graus Celsius, a tensão de saída do LM35 no pino 2 também vai além de 0,5 volt ou 500 mV. A saída do LM35 é conectada ao Pino 3 do Op-amp LM358. E como definimos a tensão de referência (tensão no pino 2 do LM358) para 0,5 volt, agora a tensão no pino 3 (entrada não inversora) torna-se maior do que a tensão no pino 2 (entrada inversora) e saída do opamp LM358 (PIN 1) torna-se ALTO. Saída do LM358 conectada à base do transistor NPN Q1, então Q1 também fica LIGADO e o LED vermelho começa a brilhar. Ao mesmo tempo, a base do Transistor Q2 é aterrada e Q2 fica OFF e o LED amarelo também fica OFF. Então é assim que o circuito detecta o limite de temperatura e indica acendendo o LED vermelho.
No vídeo de demonstração abaixo, usamos ferro de solda para aquecer o ambiente próximo ao sensor de temperatura LM35, verifique.