Spin_vent

Snímač teploty a převod R/U

Závislost odporu snímače KTY81 na teplotě je mírně nelineární. V dodatku je uveden postup, jak volit napájecí napětí a seriový odpor, aby závislost výstupního napětí na teplotě byla přibližně lineární. Ze jmenovitých hodnot pro typ KTY81-210 vyšel odpor 5869 Ω.

Dále je třeba zajistit, aby se při měření neuplatnilo zahřívání snímače vlastním proudem. Z grafu v katalogovém listu je zřejmé, že tato podmínka je spolehlivě splněna při proudu < 1 mA. Jestliže zvolíme R1 = 12 kΩ a R2 = 10 kΩ, je podle Théveninovy poučky napětí náhradního zdroje 6,545 V a vnitřní odpor 5455 Ω. Z výsledků výpočtů, provedených v programu Excel plyne, že v rozmezí teplot 0 ... 100°C bude snímačem protékat proud 0,92 ... 0,74 mA a napětí se bude měnit v rozmezí 1,5 ... 2,5 V. Převod tedy bude mít hodnotu 10 mV/°C.

Nastavení úrovní spínání

Předběžně navrhneme pro nastavení úrovní rozsah 45 ... 60°C pro spínání ventilátoru a 60 ... 75°C pro signalizaci poruchy. Pro vyrovnání tolerancí rozšíříme rozsah o 5°C a budeme uvažovat rozsah teplot 40 ... 80°C. Pro jmenovité hodnoty tomu odpovídá napětí na snímači 1,908 ... 2,312 V. Pro mezní hodnoty odporu snímače najdeme v tabulce Excel hodnoty 1,891 ... 2,320 V.

Jestliže použijeme pro nastavení trimry (P1, P2) s hodnotou 1 kΩ, potřebujeme na nich vytvořit úbytek 0,429 V, musí jimi protékat proud 0,215 mA. Při tomto proudu musí být na R5 úbytek 1,891 V. Z těchto hodnot vyjde R5 = 8,816 kΩ, z řady zvolíme 8,2 kΩ.

Základní nastavení proudu děličem je dáno hodnotou R3. Z rozdílu napětí napájecího (12 V) a napětí na děliči s trimry (2,32 V) a proudu děličem (0,215 mA) vyjde hodnota 45,13 kΩ. Zvolíme hodnotu menší R3 = 39 kΩ. Z dalších výpočtů vyplyne, že odchylku napětí, způsobenou tímto zaokrouhlením, můžeme korigovat rezistorem R4 = 68 kΩ, zapojeným paralelně k děliči s trimry.

Komparátory

Oba operační zesilovače integrovaného obvodu TLC272 jsou zapojeny jako neinvertující komparátor s hysterezí. Když je napětí na neinvertujícím vstupu (snímač) menší než napětí na vstupu invertujícím (potenciometr), je na výstupu nulové napětí. Protože obvod TLC272 je vyroben technologií CMOS, proto je zbytkové napětí na výstupních tranzistorech zanedbatelné.

Hystereze komparátorů je nastavena hodnotami R6 a R7 (resp. R8 a R9). K hodnotě R6 (R8) musíme připočítat výsledný odpor snímače a napájecího děliče. Z katalogového listu zjistíme, že v uvažovaném teplotním rozsahu se bude odpor děliče měnit od 2 kΩ do 3 kΩ. Výsledný odpor se bude pak pohybovat v rozmezí 1,46 ... 1,95 kΩ. Pro snížení závislosti hystereze na změně odporu zařadíme do serie s výstupem snímače R6 = 4,7 kΩ. Výsledný odpor se pak bude měnit v rozmezí 6,16 ... 6,65 kΩ, tedy o méně než 8%.