电路赏析 打造一个简单实用的温控LED电路

今天我们用LM35温度传感器

来打造一个简单实用的电路。在该电路中,我们将根据环境温度来控制LED。如果温度高于一个特定值时(该电路中特定值为50摄氏度),红色LED灯就会自动亮起,如果低于该值时黄色LED灯就会亮起。这个特定值可以调整电位器的阻值来改变。

这个温控灯电路相当实用,可将其用作温度指示器,或是在温度超过特定值时触发风扇或警报等。如果将阈值设为100摄氏度这样的高温时,还可以用作火警。在该电路中我们也会学到如何使用LM35。LM35是一种流行而廉价的温度传感器,常用于电子温度计或其它温度测量等。

电路赏析 打造一个简单实用的温控LED电路

所需电子元器件

9V电池(或9V直流电源

IC 7805

温度传感器 LM35

运算放大器 LM358

10kΩ电阻 x 3

1kΩ电阻 x 3

可变电阻器 10kΩ

LED(黄和红)

NPN三极管 BC547 x 2

温度传感器 LM35

LM35是一个3脚三极管一样的器件。它有着VCC,GND和OUTPUT三个引脚。该传感器会基于温度来输出可变电压。LM35的温度范围在+2℃到+150℃之间。

电路赏析 打造一个简单实用的温控LED电路

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温度每升高1℃,输出引脚的电压也会升高10mV。所以温度为0℃时传感器输出为0V,则温度为10℃时,输出为100mV。

为运放LM358设定参考电压

该电路中我们使用运放LM358来比较LM35的输出电压与参考电压。之前说到我们将阈值设为50℃,所以为了在50℃下触发运放,我们需要将参考电压设为0.5V,因为这是50℃时LM35的电压输出值。参考电压应添加到LM358的二号引脚。

电路赏析 打造一个简单实用的温控LED电路

为了设定参考电压,我们需要用电阻R1和10kΩ的可变电阻RV1做一个分压电路。使用以上电路可以设定参考电压,并改变阈值温度。为了将阈值温度设为50℃,我们可以将电位器调整为8k:2k:

Vout=(R2/R1+R2)*Vin

(此处R2是2kΩ,而R1=8kΩ+2kΩ)

Vout=(2/18+2)*5=0.5V

运放LM358

运放也常被成为电压比较器。当非反相输入(+)端的电压高于反相输入端(-)的电压时,比较器的输出为高。如果反相输入端(-)的电压高于非反相输入(+)端的电压时,则输出为低。

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LM358是一个低噪声双运放元器件,其中内含两个独立的电压比较器。该运放可以用于许多模式,比如比较器,加法器,积分器,放大

器,微分器,反相模式与非反相模式等。

电路图

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电路原理

该温控LED灯的电路原理很简单。9V电池(或9V直流电源)用于给整个电路供电,IC7805则用于提供5V的稳压。当温度低于50℃时,黄灯亮红灯灭,LM358的输出为低,Q1关断,而Q2处于导通。

当环境温度超过50℃时,LM35的2号引脚电压高于0.5V。LM35的输出接到运放LM358的3号引脚。因为我们将参考电压(LM358的2号引脚电压)设为了0.5V,所以如今3号引脚(非反相输入)高于2号引脚(反相输入)的电压,运放LM358的输出(1号引脚)为高。而LM358的输出接到NPN三极管Q1的基极,所以Q1导通,红灯亮。而此时Q2关断,所以黄灯灭。这就是该电路检测温度并控制LED的过程。

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