自動車用氷警報回路

問題を排除するために楽器を試してください





サーミスタが簡単に入手できるため、大気や流体の熱の変化に反応するデバイスは簡単に構築できます。この車の氷の警告回路は、 サーミスタを実装する 気温が約0°Cに下がるとすぐに警告ランプを継続的に点滅させる回路内のトランスデューサーのようなものです。

凍結する道路が危険な理由

氷、特にブラックアイスは、寒い時期に運転手が簡単に遭遇する可能性のある最も危険な状況の1つです。外はそれほど肌寒く見えないかもしれませんが、雪が路上に降り積もることがあり、凍結が緩慢になる可能性があります。黒氷は、主に氷ではなく湿った通りのように見えることがあるため、夜間や朝の時間帯には特に危険すぎる可能性があります。ブラックアイスは信じられないほどとらえどころのないものです。つまり、車両の場合、これは簡単に横滑りや事故につながる可能性があります。



これを念頭に置いて、この回路は警告信号を取得するために適用できるように開発されました 温度について 霜のレベルまで下がる可能性があります。あるいは、このプロジェクトで説明したように、サーキットは凍った通りについて車の運転手に警告することに慣れているかもしれません。

デザイン

のほかに バイポーラトランジスタ 、npnおよびpnpタイプの回路は、さらに3つの他の形態の半導体デバイスを採用しています。まず第一に、 サーミスタ 少量の半導体物質を含むは、実際にはガラスカプセル化された負の温度係数(NTC)スタイルです。



その小さな寸法は、温度変化に迅速に反応するのに役立ち、ガラスカバーは、誤解を招く結果を生み出す可能性のある液体の導電特性から半導体を保護します。

n.t.c.サーミスタには、温度が下がると上昇する電気抵抗が付いています。また、 オペアンプIC 推奨される741種類は、ホイートストンブリッジ周辺の高感度電圧変化センサーとして使用されます。その1つの特定のアームはサーミスタで構成されています。

サーミスタは、任意の100KNTCサーミスタにすることができます。

最後に、 LEDランプはインジケーターとして使用されます 警告信号を点滅させます。このライトはコンパクトで頑丈で、照明に電流をほとんど消費しません。

回路の説明

自動車および自動車用の道路氷霜警告回路

「霜」アラームの回路全体が上の図に示されています。それは12Vのカーバッテリーからの電圧によって駆動されます。あるいは、他のアプリケーションでは、9Vバッテリーで回路を実行するのに十分な場合があります。

回路は基本的に点線で区切られたいくつかの要素で構成されています。この行の左側には、 温度感受性 ホイートストンブリッジ。その出力は、次のように動作するオペアンプによって検出されます。 差動アンプ

点線の右側には、サーミスタが設定温度まで伸びるとすぐにLEDを発振する2トランジスタ発振器があります。

ホイートストンブリッジには抵抗R1とR2があり、オペアンプの反転端子の電圧をグランドラインを基準にして約8Vに固定します(12Vバッテリーの場合)。プリセットVR1とサーミスタRTH1は、ブリッジの2番目のアームを作成します。

これは、サーミスタがNTC仕様であるため、温度が下がると抵抗が増加し、ピン3の電圧が比例して上昇することがわかります。

この電圧がピン2の基準レベルをちょうど超えると、オペアンプの出力はステータスを変更し、ほぼゼロから数ボルトの正に反転します。

出力が劇的に正に移動する温度は、プリセットVR1を微調整することで決定できます。の出力での電圧の急激な増加 オペアンプがオシレーターを回す 点線の右側に示されている回路。抵抗R3は、この電圧を使用してトランジスタTR1のベースを切り替えます。

コンデンサC1は、低周波振幅を保持するために不可欠な正のフィードバックに役立ちます。ザ・ pnpトランジスタ TR2は、最大定格未満でLEDに入る電流を制限する計算された直列抵抗R5とともに、コレクタ端子のLEDに電力を供給します。

ザ・ LEDが点滅 周波数は、Clの適切な大きさを選択することで目的のレベルに調整できますが、それ自体の抵抗によってある程度確立されます。トランジスタTRIとTR2は、回路が最適に機能するために相補的に一致する必要があります。

回路アセンブリ

バッテリー、スイッチ、LEDを除いて、各要素は、以下に示すように0.1インチのマトリックスVeroboard上で組み立てることができますが、実際の設計は、ユーザーが購入する部品の実際の規模に大きく依存する可能性があります。

サーミスタは、考えられる熱源またはエンジンから遠くに配置する必要があります。すぐ下の道路の凍るような氷のパッチの温度を簡単に感知できるように、車の床の近くに配置する必要があります。

サーミスタは、水しぶきや水しぶきから保護する必要があります。 、水分の蒸発による萎縮効果により、実際の周囲温度よりも急激に温度が低下し、誤警報が発生する場合があります。

サーミスタの効果的な配置はフロントバンパーの後部にありますが、車のタイプによってはさらに良い場所を特定することができます。サーミスタの正しい配置が見つかったら、サーミスタと制御回路の間に必要なワイヤ距離を決定する必要があります。

はんだ接合部は水との接触を防ぐためにスリーブを使用して保護する必要があるため、延長ワイヤをサーミスタにはんだ付けする際は注意が必要です。熱収縮性のあるスリーブが最良の選択肢となる場合があります。

サーミスタは、短いプラスチックチューブの仕上げに接着して、空気が周囲を流れることができるようにしながら、水しぶきの可能性を回避する必要があります。

回路を囲み、車のダッシュボードのすぐ後ろのどこかに安全に配置するために、ほぼすべての小さなプラスチックの箱を使用できます。 3セットの出力ワイヤは、グロメットを介してボックスを終端する必要があります。2本のワイヤはバッテリーに、2本はサーミスタに、2本はLEDに接続します。

ダッシュ内の視覚化に最も適切な場所を選択してください LEDが点滅 。プラスチック製のグロメットを簡単に押し通せるように、穴を開けてLEDを通過させます。

LEDは、TR2が順方向バイアスで正しくオンに切り替えることができるように、回路に正確に結合する必要があります。

オーム範囲に設定されたマルチメータを使用して、LEDアノードピンを簡単に識別できます。車内に回路を最終的に設置する前に、実際の氷温テストで結果を確認する必要があります。

較正

ボウルの中で氷が半液体になるまで少し砕きます。氷が実際に融解状態にあり、テストに必要な0°Cレベルを提供することを確認してください。それでも、温度計にアクセスできる場合は、温度計を使用して温度を確認してください。

サーミスタを溶けた氷の中に沈め、LEDがちょうど脈動し始めるまでプリセット抵抗を微調整します。冷水からサーミスタを取り外すと、サーミスタの温度が上がると、LEDの点滅がやっと止まることがあります。

または、LEDの点滅しきい値に別の温度を使用することもできます。

この回路は電源電圧の変動に対してかなり耐性があり、その設定以外の温度でLEDが点滅することはありません。ちなみに、抵抗R5は、サーミスタの温度が設定レベルに近いときにLEDが頻繁に点滅するのを防ぐのにも役立ちます。この抵抗は、コンデンサの放電経路を遅くします。

回路のカスタマイズ

LEDが点滅する代わりに警告音が鳴るように回路を変更する必要があると感じた場合は、次のようにするだけです。

C1の値を約0.1µFに変更し(理想的な周波数に合わせて値を選択します)、LEDと一緒にR5を80オームの小型スピーカーに置き換えます。この時点でC1はTR2コレクターと直接結合します。

ツインオーディオビジュアル信号を使用するには、次のカスタマイズを行いますが、さらにR4をLEDに変更します。実際には、氷が道路を掴もうとしている可能性のある状況下で、回路が迅速に応答し、警告警告で信号を送り始めるのを見るのは魅力的かもしれません。




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