Timer integrato nel circuito di controllo della temperatura. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Sebbene il timer integrato Tipo 555 sia destinato principalmente ai circuiti di temporizzazione, questo circuito integrato, insieme a un termistore a termistore negativo, può essere utilizzato anche per creare un circuito termostato a stato solido economico e abbastanza versatile.

Il partitore resistore interno del timer fornisce tensioni di riferimento (1/3Vcc e 2/3Vcc) per entrambi i comparatori inclusi nel timer. Quando la tensione esterna applicata all'ingresso di soglia del timer (pin 6) supera i 2/3Vcc, apparirà un impulso all'uscita del comparatore corrispondente, invertendo il flip-flop. In questo caso, il transistor di scarica si accende, a seguito del quale appare un segnale di basso livello all'uscita dello stadio di amplificazione.

(clicca per ingrandire)

Nella maggior parte dei casi (compreso il circuito descritto), l'attivazione del transistor di scarica del timer fa sì che la tensione all'ingresso di soglia diventi inferiore a 2/3Vcc. Se successivamente la tensione all'ingresso dell'impulso di trigger (pin 2) scende al di sotto di 1/3Vcc, il secondo comparatore genera un impulso che riporta il trigger allo stato originale, il bit transistor si spegne e la tensione all'uscita di lo stadio di amplificazione diventa lo stesso alto livello.

Tale funzionamento del circuito temporizzatore lo rende idoneo alla termoregolazione, in particolare nei termostati elettronici, all'interno dei quali la temperatura deve rimanere pressoché costante indipendentemente da variazioni della temperatura esterna entro certi limiti. All'aumentare della temperatura, la tensione all'ingresso della soglia aumenterà (in modo direttamente proporzionale ad essa) fino a raggiungere 2/3 Vcc. Quindi lo stato dello stadio di uscita del timer cambierà e questo servirà come segnale per accendere l'unità di raffreddamento o semplicemente per spegnere il riscaldatore nel termostato. Successivamente, la temperatura inizierà a scendere e quando la tensione all'ingresso dell'impulso di trigger raggiunge 1/3 Vcc, lo stadio di uscita tornerà al suo stato originale, che servirà da segnale per spegnere l'unità di raffreddamento o accendere sul riscaldatore.

Nel circuito del termostato mostrato in figura, un partitore di tensione costituito da un termistore e resistenze produce una tensione direttamente proporzionale alla temperatura. Quando la temperatura aumenta (livello di alta tensione all'uscita del timer, il transistor di scarica è spento), la tensione all'ingresso di soglia è determinata dal rapporto di divisione R1 / (Rt + + R1 + R2) e aumenta al diminuire del valore di rt.

Quando Rt è uguale alla resistenza del termistore Rt nel punto più alto della differenza di temperatura ammissibile, il fattore di divisione che richiede che la tensione di ingresso di soglia sia 2/3 Vcc dovrebbe essere

Dopo che la tensione all'ingresso di soglia (all'ingresso del primo comparatore) raggiunge il livello specificato, il transistor di scarica si accende, il che equivale ad accendere R3 in parallelo con R1 + R2.

Al diminuire della temperatura, Rt aumenta e la tensione di alimentazione è ora divisa tra Rt e [R3II(R1+R2)]. Quando Rt è uguale alla resistenza del termistore Rtc nel punto più basso della differenza di temperatura consentita, il divisore deve fornire 1/3 Vcc all'ingresso del trigger. In questo caso, il suo fattore di divisione dovrebbe essere

Pertanto, i livelli di tensione alle uscite di un partitore termistore-resistenza variano in modo diverso a seconda che il termostato si trovi nella parte del suo ciclo di lavoro in cui la temperatura è in aumento o nella parte in cui è in diminuzione. Questa differenza deve essere introdotta perché la resistenza del termistore varia con la temperatura secondo una legge quasi esponenziale, e anche in un intervallo di temperatura ristretto può cambiare di un fattore due o tre, cioè la resistenza del termistore Rtc al valore più basso punto dell'intervallo di temperatura può essere molte volte maggiore della sua resistenza Rt nel punto superiore dell'intervallo di temperatura.

Se questo circuito utilizza un termistore standard, per il quale è nota la dipendenza dalla temperatura della resistenza, il calcolo del circuito è abbastanza semplice. Quando Rts è maggiore di Rts di due o più volte, è possibile inserire R2=Rts e K=Rts/Rts (fattore K-costante). Affinché il divisore mantenga il corretto rapporto tra le resistenze, è necessario

Ma se Rts/Rtn<2, allora dobbiamo mettere R1=0 e R2=2RTn, in modo che

Tutte queste formule presuppongono che gli ingressi del comparatore non carichino il partitore di tensione.

Affinché i limiti di temperatura a cui è impostato il termostato siano rispettati in modo sufficientemente accurato, è necessario dissipare la minor potenza elettrica possibile nel termistore. L'autoriscaldamento del termistore può essere ridotto al minimo facendo funzionare il circuito integrato del timer alla tensione di alimentazione minima consentita di -5 V. Tuttavia, a una temperatura di controllo superiore elevata, quando la resistenza del termistore può essere piuttosto piccola (diverse centinaia di ohm), questo metodo può non danno i risultati sperati. A temperature di controllo molto basse, invece, le resistenze del divisore ammissibili devono essere selezionate in base alle resistenze di ingresso dei comparatori.

Per evitare falsi positivi da interferenze e interferenze, è necessario deviare gli ingressi del comparatore con capacità. Ciò è particolarmente importante quando le resistenze del divisore sono elevate, vi è un rumore significativo nel sistema o il termistore è collegato al circuito utilizzando conduttori lunghi.

Autore: De Cold; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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