webdonsk.ruКомпаратор на lm358 для кулера 12в своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 10.09.2024
Схема и описание простого самодельного термореле на операционном усилителе LM358, также приведена печатная плата и фото готового устройства. Применяется для включения или выключения питания различных устройств при достижении некоторого порога температуры на термодатчике, который прикреплен к контролируемому объекту. Можно управлять нагревательными элементами, лампами накаливания, электронасосами для отопления, бытовой электроникой и т.п.
Очень экономичное и достаточно стабильное термореле без так называемого "триггерного эффекта" (когда триггер находится на пределе переключения и начинает работать как генератор импульсов).
Принципиальная схема
Схема устройства очень простая, по сути это - аналоговый компаратор напряжения на операционном усилителе (ОУ), в качестве которого применена микросхема LM358. Рассмотрим построение схемы по порядку, слева - направо.
На входы ОУ подаем два сигнала для сравнения:
- от резистивного делителя напряжения с регулировкой (эталон);
- от резистивного делителя напряжения с терморезистором (измерение).
Конденсаторы С2 и С3 нужны для защиты входов ОУ от помех. Конденсатор C1 плавно заряжается при увеличении сопротивления терморезистора (охлаждение), а при уменьшении сопротивления (нагрев) происходит разряд до определенного значения, таким образом удается получить плавный переход между значениями напряжения на входе ОУ при резком изменении температуры термодатчика.
На выходе к ОУ подключен электронный ключ на транзисторе, который управляет питанием обмотки электромагнитного реле, а также свечением светодиода для индикации состояния. Диод D1 служит для защиты ключа на транзисторе Q1 от обратного тока, поступаемого с катушки реле.
Рис. 1. Принципиальная схема простого самодельного термореле (термостата) на ОУ LM358.
Светодиод D3 служит индикатором питания устройства. Конденсаторы С4 и С5 нужны для фильтрации питания, которое поступает на схему после стабилизации микросхемой U2. На компонентах D4-D7 и C6 собран выпрямитель напряжения со сглаживающим конденсатором.
Электронные компоненты и их замена
В качестве термодатчика можно применить практически любой терморезистор с сопротивлением 1-10К и более. В моем случае был найден терморезистор на 4,7К типа ММТ-4.
Рис. 2. Терморезисторы прямого подогрева типа ММТ-4.
Электролитические конденсаторы C1, C5 и C6 - на напряжение не менее 16В. Транзистор Q1 можно заменить на любой маломощный низкочастотный со структурой N-P-N. К примеру я установил в свой прототип транзистор КТ3102.
Электромагнитное реле должно быть рассчитано на рабочее напряжение обмотки - 12В. Светодиоды - любые, которые есть в наличии, для индикации питания (D3) можно использовать зеленый, а для индикации состояния реле (D2) - красного или синего. Сопротивление гасящих резисторов R4 и R5 подобрано так что светодиоды будут светить не очень ярко, но достаточно для уверенного контроля состояния устройства.
Интегральный стабилизатор U2 (LM7812) в корпусе TO-220 можно заменить на более маломощный и миниатюрный 78L12 в корпусе TO-92. Я использовал именно LM7812 потому что такие были в наличии, они немного мощнее и соответственно дороже чем 78L12.
Рис. 3. Цоколевка микросхем 78L12, LM7812 и LM358.
Все диоды на схеме можно заменить на другие маломощные, протекающий через них ток будет достигать 50мА при напряжении 12В.
Для питания схемы подойдет любой маломощный понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 12В - 18В. Также схему можно питать от малогабаритного импульсного источника питания (адаптера), в таком случае D4-D7 и C6 можно исключить.
На приведенной выше схеме используется только одна часть (U1A) микросхемы-ОУ LM358 (смотри схему на рисунке 3), поэтому на второй части можно собрать еще один канал термореле для контроля других процессов нагрева и охлаждения.
Печатная плата и конструкция
Для схемы была разработана миниатюрная печатная плата. Хочу заметить что здесь использован только один операционный усилитель микросхемы - выводы 1-3, а также для питания - 4, 8.
Рис. 4. Расположение компонентов на печатной плате термореле (вид со стороны деталей насквозь с отображением дорожек).
Рис. 5. Трафарет печатной платы термо-реле для печати (вид со стороны доррожек, зеркальный).
Печатная плата была изготовлена методом ЛУТ. Ниже приведено фото готового термо-реле (терморегулятора):
Рис. 6. Фото готового блока термореле на микросхеме LM358.
Для питания я применил миниатюрный трансформатор мощностью 4 Ватт и с двумя обмотками по 6В, которые соединил последовательно. Все компоненты вместе с печатной платой устройства размещены на кусочке стеклотекстолита (не фольгированного).
Заключение
Данная схема термореле - это простое и достаточно дешевое решение, которое поможет автоматизировать поддержку некоторой установленной температуры какого-то объекта и где не требуется большой точности в контроле температуры.
Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.
Технические характеристики LM358
Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)
Электронная нагрузка для блока питания своими руками
Во время тестирования очередного самодельного или отремонтированного блока питания, чтобы создать нагрузку приходится подключать различные лампочки, мощные резисторы и кусочки спирали от электроплитки. Подбирать нужную нагрузку таким образом очень затратное по времени дело. Чтобы не тратить свое драгоценное время и нервы. Проще собрать простую электронную нагрузку своими руками.
По сути это простое устройство состоящее из мощных транзисторов, позволяющих плавно нагрузить блок питания стабильным регулируемым током.
На этом рисунке изображена схема электронной нагрузки на мощных транзисторах позволяющих нагрузить любой блок питания до 40А.
Схема электронной нагрузки для блока питания
Как работает эта схема? Напряжение с тестируемого блока питания поступает на базу транзистора Т1 через делитель напряжения собранный на резисторах R1, P1 и P2 и ограничительный резистор R2 . Транзистор Т1 управляет четырьмя мощными транзисторами Т2, Т3, Т4 и Т5 выполняющими роль ключей и создающими управляемую нагрузку на блок питания. Для более точной и грубой установки тока нагрузки в схеме имеется два переменных резистора Р1 и Р2. Силу тока нагрузки и напряжение измеряет китайский электронный вольтметр амперметр. Возможна также установка стрелочных приборов на место электронного.
Данная схема рассчитана на входное напряжение до 50В и силу тока до 40А. Если вы хотите увеличить силу тока добавьте в схему необходимое количество транзисторов TIP36C и шунтирующих резисторов 0.15 Ом 5 Вт. Каждый добавленный транзистор увеличивает силу тока на 10А.
В процессе работы транзисторы Т2, Т3, Т4 и Т5 очень сильно нагреваются, по этому требуются хорошее охлаждение. Установите каждый транзистор на большой радиатор размером 100х63х33 мм без изоляционных прокладок потому, что коллекторы транзисторов на схеме все равно соединены вместе.
Радиаторы охлаждаются двумя мощными вентиляторами 120х120 мм. Которые питаются от отдельного блока питания через стабилизатор напряжения L7812CV, также отсюда питается китайский вольтметр амперметр. Транзистор Т1 и стабилизатор напряжения L7812CV установлены на отдельном небольшом радиаторе от компьютерного блока питания, чтобы не мешать силовым транзисторам работать.
С помощью этого простого и надежного устройства легко нагружать и тестировать любые трансформаторные и импульсные блоки питания, а также аккумуляторы и другие источники питания.
Надеюсь электронная нагрузка для блока питания будет полезной самоделкой для вашей домашней радио мастерской.
Радиодетали для сборки
- Транзистор Т1 TIP41, MJE13009, КТ819
- Транзисторы Т2, Т3, Т4, Т5 TIP36C
- Стабилизатор напряжения L7812CV
- Конденсатор С1 1000 мкФ 35В
- Диоды 1N4007
- Резисторы R1, R2 1K, R3 2.2K, R4, R5, R6, R7 0.15 Ом 5 Вт, Р1 10К, Р2 1К
- Радиаторы 4 шт. размер 100х63х33 мм
- Вентиляторы 2 шт. от компьютера 12В размер 120х120 мм
- Китайский вольтметр амперметр на 50А с шунтом, можно поставить стрелочный прибор, будет намного точнее и надежнее
Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать электронную нагрузку для блока питания
Аналоги LM358
Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:
Блок питания 0…30 В / 3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
- GL358
- NE532
- OP221
- OP290
- OP295
- TA75358P
- UPC358C
- AN6561
- CA358E
- HA17904
- КР1040УД1 (отечественный аналог)
- КР1053УД2 (отечественный аналог)
- КР1401УД5 (отечественный аналог)
Регулятор тока зарядного устройства – Поделки для авто
В конструкции самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора важной частью является узел стабилизации и ограничения тока. Такой узел дает возможность выставить любой угодный ток заряда, при этом будет делать это за счет повышения или понижения выходного напряжения.
Схема предложенная в статье может отлично работать в совместимости с любым зарядным устройством.
Вариант реализации такого блока до безобразия прост и собран на одном элементе ОУ. Зарядное устройство должно отдавать напряжение 13,5-14,5 Вольт при токе до 10 Ампер. Полевой транзистор – основной силовой элемент и весь ток проходит по нему, поэтому обязательно устанавливают на теплоотвод.
Можно использовать низковольтные полевые транзисторы с током от 20 , а еще лучше от 40 Ампер. Для наших целей отлично подойдут мощные N- канальные полевые транзисторы типа IRF3205, IRFZ44/46/48 iили аналогичные.
Силовой шунт в моем случая в виде низкоомного резистора, если кому лень искать, можете использовать шунт , который стоит в дешевых китайских мультиметрах, такие шунты можно использовать для довольно точных замеров при токах до 10-14Ампер.
Полевой транзистор при желании можно заменить на биполярный, но с учетом того, что последний должен иметь большой ток коллектора, к примеру КТ819ГМ или КТ8101 из наших , тоже устанавливают на теплоотвод.
ОУ в моем варианте задействован сдвоенный , типа ЛМ358, но можно использовать и одиночные операционные усилители, к примеру – TL071/081
Автор; АКА Касьян
Похожие статьи:
Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358
Простой неинвертирующий усилитель
Компаратор с гистерезисом
Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе компаратора возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значение гистерезиса.
Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина
Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Вином в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.
Дифференциальный усилитель на LM358
Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.
Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности.
Функциональный генератор
Данный функциональный генератор вырабатывает сигналы треугольной и прямоугольной формы.
Регулятор тока зарядного устройства – Поделки для авто
В конструкции самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора важной частью является узел стабилизации и ограничения тока. Такой узел дает возможность выставить любой угодный ток заряда, при этом будет делать это за счет повышения или понижения выходного напряжения.
Схема предложенная в статье может отлично работать в совместимости с любым зарядным устройством.
Вариант реализации такого блока до безобразия прост и собран на одном элементе ОУ. Зарядное устройство должно отдавать напряжение 13,5-14,5 Вольт при токе до 10 Ампер. Полевой транзистор – основной силовой элемент и весь ток проходит по нему, поэтому обязательно устанавливают на теплоотвод.
Можно использовать низковольтные полевые транзисторы с током от 20 , а еще лучше от 40 Ампер. Для наших целей отлично подойдут мощные N- канальные полевые транзисторы типа IRF3205, IRFZ44/46/48 iили аналогичные.
Силовой шунт в моем случая в виде низкоомного резистора, если кому лень искать, можете использовать шунт , который стоит в дешевых китайских мультиметрах, такие шунты можно использовать для довольно точных замеров при токах до 10-14Ампер.
Полевой транзистор при желании можно заменить на биполярный, но с учетом того, что последний должен иметь большой ток коллектора, к примеру КТ819ГМ или КТ8101 из наших , тоже устанавливают на теплоотвод.
ОУ в моем варианте задействован сдвоенный , типа ЛМ358, но можно использовать и одиночные операционные усилители, к примеру – TL071/081
Мультитметр используют в качестве термометра, если надо провести измерения температуры в сложных условиях – открытое пламя, ядовитые вещества, трудный доступ к объекту, слишком горячий объект.
Многие мультиметры обладают встроенной функцией измерения температуры. В этом случае пользоваться прибором несложно, так как не придется вносить никаких изменений в его конструкцию, достаточно только разобраться, какой режим выбрать.
Большинство тестеров способно работать с температурой от -40 до 1000 градусов по Цельсию. Если вы приобрели недорогой мультиметр, стоит обратить внимание на то, какая термопара идет в комплекте.
Дело в том, что большинство мультиметров имеют достаточно тонкие провода, которые могут оплавиться при воздействии на них температур свыше 250 °C. Надо также обращать внимание на то, возможно ли измерение температуры жидкостей или только газов.
Если вы собираетесь работать с высокими температурами, то штатную термопару лучше сменить на специальную, конструкция которой рассчитана на измерения в более сложных условиях.
Для некоторых приборов потребуется использовать специальный переходник, так как мультиметры имеют одинарные входы, а профессиональная термопара – миниатюрную вилку. После подключения термопары необходимо выбрать режим измерения температуры: он может быть в градусах по Цельсию или Фаренгейту.
Для того чтобы узнать, какая температура, необходимо коснуться кончиком термопары интересующего объекта. Данные сразу же появятся на электронном дисплее.
Длительность контакта с объектом составляет всего 2-3 секунды, для точности измерений контакт должен быть плотным. Проверить правильность работы мультиметра можно, сравнив его показания с показаниями термометра. Важно также следить за полярностью подключения термопары.
Подключаем термопару к микроконтроллеру
Термопара это два проводника из разных металлов и имеющих общую точку контакта (спай). В точке этого контакта возникает разность потенциалов. Эта разность потенциалов зовется термоэдс и напрямую зависит от температуры, в которой находится спай. Металлы подбираются таким образом, чтобы зависимость термоэдс от температуры нагрева была наиболее линейна. Это упрощает расчет температуры и сокращает погрешность измерений.
Так широко применяемые хромель-алюмелевые термопары имеют достаточно высокую линейность и стабильность показаний на всем диапазоне измеряемых температур. Ниже приведен график для хромель-алюмелевых термопар (тип К) показывающий, зависимость возникающей термоэдс от температуры спая (в конце статьи будет ссылка на график с большим разряшением):
Таким образом значение термоэдс достаточно умножить на нужный коэффициент и получить температуру, не заморачиваясь с табличными значениями и аппроксимацией — один коэффициент на весь диапазон измерений. Очень просто и понятно. Но встает вопрос о подключении термопары к микроконтроллеру. Понятно что если на выходе термопары напряжение, тогда задействуем АЦП, но разность потенциалов на выходе термопары слишком мала, чтобы уловить хоть что-то. Поэтому прежде его нужно увеличить, например, применив операционный усилитель.
Берём стандартную схему неинвертирующего включения операционного усилителя:
Отношение входного и выходного напряжений описывается простой формулой:
Vout/Vin = 1 + (R2/R1)
От значений резисторов обратной связи R1 и R2 зависит коэффициент усиления сигнала. Величину усиления сигнала нужно подбирать с учетом того, что будет использоваться в качестве опорного напряжения.
Допустим опорным будет напряжение питания микроконтроллера 5V. Теперь необходимо определится с диапазоном температур, которые собираемся измерять. Я взял пределом измерения 1000 °C. При этом значении температуры на выходе термопары будет потенциал примерно 41,3мВ. Это значение должно соответствовать напряжению в 5 вольт на входе АЦП. Поэтому операционник должен иметь коэффициент усиления не менее 120. В итоге родилась такая схема:
В загашнике у меня нашлась давно собранная плата с этим операционником, собирал как предусилитель для микрофона, ее я и применил:
Собрал на бредборде такую схему подключения двухстрочного дисплея к микроконтроллеру:
Термопара тоже валялась без дела долгое время — она шла в комплекте с моим мультиметром. Спай закрыт в металлическую гильзу.
Код Bascom-AVR для работы с термопарой:
Коротко расскажу как это происходило у меня. В качестве эталона замера температуры выступил пар в кипящем чайнике. Для чистоты эксперимента сначала замерил температуру пара мультиметром, подсоединив к нему термопару. Удостоверившись в правильности показаний, замерил температуру уже новоиспеченным девайсом и подгоняя коэффициент деления, установил значение 100°C.
После выставления первой контрольной точки, хорошо было бы повторить вышеописанное при другой известной температуре, но дальше экспериментировать не стал. В пламени зажигалки измерил ~700 °C (что похоже на правду), а вот при комнатной температуре девайс выдавал под 50°C, наверно дело в мусоре младших разрядов АЦП. Но думаю собрать, например, терморегулятор для паяльника вполне сгодится.
Печатная плата с усилителем термопары
График зависимости термоэдс от температуры
Полезный документ с характеристиками термопар разных видов
13
forter
(24.12.2013 20:20) [Материал]
Я уже писал, что у ОУ имеется напряжение смещения. Так вот, есть еще и токи смещения, они незначительные, но при измерении таких малых напряжений, как у термопары, и они играют роль нескомпенсированных ошибок. В общем, чтобы их хоть как — то скомпенсировать входы ОУ нагружаются резистрами. В первом приближении можно считать, что токи смещения одинаковы для инвертирующего и неинвертирующего входов. Соответственно, резисторы по входам должны быть одинаковые. На инвертирующем входе, в нашем случае, параллельно подключен резистор 1 кОм и 5,1 + 120 кОм, таким образом, эквивалентное сопротивление на этом входе 1 кОм, поэтому, строго говоря, на неинвертирующем входе должен быть резистор R4 не 10 кОм, а 1 кОм. Ну, и, конечно, резистор играет некоторую защитную роль. Аналоговая техника, особенно измерение малых величин токов и напряжений, требует очень аккуратного и грамотного подхода.
12
romani
(23.12.2013 22:53) [Материал]
какую фнкцию выполняет резистор R4?
11
exersizze
(10.08.2013 23:54) [Материал]
, благодарю за разъяснения!
10
forter
(09.08.2013 15:50) [Материал]
Здравствуйте. коллеги! По поводу того, зачем нужен R2? Цепь R2C1 — просто низкочастотный фильтр. Как известно у ОУ имеются свои шумы, наконец, на его вход тоже может попасть наводка. Вот чтобы избавиться или, по крайней мере, ослабить эти эффекты и применяют такие цепи. Но, по — моему, правильнее было бы применить резистор с номиналом, допустим, в 100 КОм, а емкость конденсатора увеличить до 0,1 мкф. Правда, нельзя слишком сильно уменьшать сопротивление — может возникнуть самовозбуждение ОУ. Есть еще замечание — изменяя коэффициент усиления, мы просто изменяем результирующий наклон зависимости напряжения на выходе ОУ от температуры, не учитывая, что в ОУ есть еще одна очень неприятный эффект — смещение нуля. Это означает, что даже при отсутствии сигнала на выходе (можно считать, что на входе) всегда есть постоянное смещение. Если взять другой ОУ, имеющий выводы балансировки нуля (например, как отечественный 140УД6), от этого можно избавиться — между выводами балансировки подключается многооборотный резистор, а его движок подключается к питанию, но это только для двухполярного питания. Этим эффектом страдают все ОУ. Все бы ничего, но, будучи сбалансированным при одной температуре, ОУ разбалансируется, если его температура изменится — это, так называемый, температурный дрейф нуля. Если кто — то работал с электронно — лучевыми осциллографами, тот знает, что через несколько минут после его включения луч обязательно смещается вверх или вниз. Этот эффект и есть дрейфа нуля. По этой причине и применяют, особенно при измерении очень малых напряжений (как в случае с термопарой) прецизионные ОУ, у которых этот эффект намного меньше, но стоят они намного дороже обыкновенных ОУ
9
gadz
(08.08.2013 21:04) [Материал]
8
exersizze
(06.04.2012 23:45) [Материал]
Операционник все равно дает очень маленький выходной ток, на память десятки микроампер. А выход операционника отличается очень маленьким сопротивлением. И поэтому при уменьшении R2 разницы не будет, имхо. а вообще я этот резюк поставил в соответствии со схемой на радиокоте про цифровую паялку, там похожая схема усилителя и стоит именно 1МОм, решил идти по проверенной схеме )
7
Andrew
(06.04.2012 14:47) [Материал]
У МЕНЯ ВОПРОС, ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН РЕЗИСТОР R2 1Мом ? ЕСЛИ В ДАТАШИТАХ НА АВР УКАЗАНО ЧТО: The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 kO or less. Я ТАК ПОНИМАЮ ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДОЛЖНО БЫТЬ МЕНШЕ 10КОМ, А У ВАС АЖ 1МОМ ?
6
exersizze
(28.03.2012 09:04) [Материал]
Вы правы поиск рулит) Доходчиво и просто расписано здесь
5
tenevikus
(27.03.2012 22:41) [Материал]
в поделках они нужны…. расскажите нам….
4
tenevikus
(27.03.2012 22:40) [Материал]
спасибо за статью огромное. но есть одна просьба…. раз все ходят к вам за информацией… то расскажите в следующем материале в вашей доходчивой форме про эти опер.усилители. понятно что книги и поиск рулят…. но мы же у вас столуемся и куча тонкостей нам лишняя…
3
exersizze
(26.03.2012 19:53) [Материал]
Спасибо за совет, интересная ссылка за спам не считается) На моей платке стоит подстроечник на 5 кОм, возможно им получится подрегулироват коэффициент усиления операционника, а вообще да, муторное это дело. Под каждую термопару нужно проводить индивидуальную калибровку. Еще при большой разнице горячего и холодного спаев (точки соединения металлов и свободные концы) может возникать погрешность в десятки градусов, поэтому для точного измерения высоких температур нужно городить схему компенсации холодного спая. И самое главное, что десятибитного АЦП микроконтроллера явно не достаточно для измерения диапазона температур выше 1000 град.
2
4ester
(26.03.2012 13:43) [Материал]
кстати забыл сказать что в схеме есть ошибка соединения в месте R6? r8. быть не должно.
1
4ester
(26.03.2012 13:42) [Материал]
Без специального режима
Существует ли возможность измерить температуру мультиметром, не имеющим для этого специального режима? Оказывается, это действительно можно сделать, но потребуется немного модернизировать прибор.
Нужно приобрести микросхему ЛМ-35, с ее помощью показатели температуры будут превращены в напряжение, и прибор сможет распознать данные, но укажет их в Вольтах. Например, 0,30 Вольт нужно будет понимать как 30 градусов Цельсия.
Использование микросхемы не требует сложного вмешательства в конструкцию прибора и позволяет использовать любой мультиметр для измерения температуры.
Для того чтобы микросхема работала, вам потребуется:
- три провода, которые можно будет подключить к 10-омному выходу прибора;
- отдельный источник питания не менее 4 Вольт, то есть 2 плоских батарейки.
Если надо измерить не только положительную, но и отрицательную температуру, потребуется также подключение источника опорного напряжения.
Сама микросхема подключается просто. Она имеет три разъема для проводов плюсового, минусового значения и выходной датчик. Такой подход позволит преобразовать любой мультиметр, сделав его более функциональным, при этом конструкция обойдется недорого.
Принцип работы
Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.
Читать также: Самодельный циклон для пылесоса своими руками видео
Практически всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы в логических цепях, соответственно, работает по уровню определенной сети питания. Это своеобразный элемент перехода между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип действия позволяет не уточнять определенность или неопределенность выходов сигналов, т. к. компаратор всегда имеет некий захват петли гистерезиса (независимо от её уровня) или окончательный коэффициент усиления.
Проверка датчика температуры тестером
Вопрос, как проверить датчик температуры тестером, достаточно актуален для автомобилистов. Для того чтобы провести необходимые измерения, можно использовать любой мультиметр, кроме этого, потребуется снять сам датчик и приготовить чайник с водой.
Датчик нужно будет погрузить в кипящую воду (температура жидкости всегда составляет 100 °C). Провода, отходящие от датчика, удобнее всего закрепить крокодилами и подключить к измерительному прибору.
После этого мультиметр нужно установить в режим измерения сопротивление тока.
Если показания сопротивления датчика при воздействии на него температуры в 100° не превышают 210 Ом, то датчик можно смело менять, так как его показания некорректны. При таком сопротивлении датчика вы столкнетесь с тем, что ваше авто будет регулярно закипать.
Использовав мультиметр, вы избавитесь от необходимости разбирать головку цилиндра и проводить сложные ремонтные действия, быстро выявив причину неисправности в домашних условиях. Вы также сможете выбрать тот датчик, который будет корректно отображать данные.
Описание микросхемы LM358
Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее рабочие характеристики, позволяющие создавать много различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента следует отнести нижеследующие.
Приемлемые рабочие параметры: в микросхеме предусмотрено одно и двухполюсное питание, широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В, приемлемая скорость нарастания выходного сигнала, равная всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения составит всего 0,2мВ.
Данное самодельное фотореле, снабжено гистерезисом, крайне необходимая функция, если мы используем фотореле в качестве сумеречного переключателя.
Не вдаваясь во все тонкости, скажем так, гистерезис в данном случае — включение реле при низком уровне освещенности, а выключение происходит при более высокой степени освещенности. То есть, обеспечение двух разных порогов, один для включения реле, другой, чтобы выключить его.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Гистерезис служит для предотвращения в сумерках или пасмурные дни, непрерывного переключения реле на границе чувствительности фотоэлемента. В данной схеме он достигается путем включения резистора 4,7 кОм, который подключен к эмиттеру транзистора BC558.
Измерение тока в положительном полюсе нагрузки
Но есть ОУ, которые способны работать при входном синфазном напряжении, значительно превышающем напряжение питания. В схеме с применением ОУ LT1637, изображенной на рис. 3, напряжение питания нагрузки может достигать 44 В при напряжении питания ОУ, равном 3 В. Для измерения тока в положительном полюсе нагрузки с весьма малой погрешностью подходят такие инструментальные усилители, как LTC2053, LTC6800 от Linear Technology, INA337 от Texas Instruments. Для измерения тока в положительном полюсе есть и специализированные микросхемы, например — INA138 и INA168.
Работа фотореле
При высокой освещенности, сопротивление фотоэлемента (LDR) является низким, следовательно, напряжение на нем практически равно напряжению питания. По этой причине транзистор BC558 p-n-p типа заперт, поэтому закрыт и второй транзистор BC548 n-p-n типа. Реле будет не активным.
В темное время суток, сопротивление фотоэлемента (LDR) значительно увеличивается, как следствие напряжение на нем будет падать, и это приведет к открытию BC558 (транзисторы p-n-p открываются при отрицательном напряжении на базе в районе 0,6 вольт по отношению к их эмиттеру). В след за этим, открывается и транзистор BC548, а это приводит к активации реле.
INA138 и INA168
LM358 схема включения: преобразователь напряжение – частота
И напоследок схема которую можно использовать в качестве аналого-цифрового преобразователя. Нужно только подсчитать период или частоту выходных сигналов.
- C1 – 0,047 мкФ;
- DA1 – LM358;
- R1 – 100 кОм;
- R2 – 50 кОм;
- R3,R4,R5 – 51 кОм;
- R6 — 100 кОм;
- R7 — 10 кОм.
26 thoughts on “ LM358 схема включения ”
Наверное — это самый распространенный операционник. Как раз тот случай, когда усредненные характеристики детали, делают ее востребованной в любых стандартных устройствах. Возможность сносно работать в различных режимах позволяет использовать в УМЗЧ, параметрических и импульсных стабилизаторах, генераторах, модуляторах, регуляторах и т.д. Из-за надежности, обусловленной простотой, используется и в бытовой, и в промышленной, и, даже, военной технике.
Можно и в звуковых усилителях использовать, но, не в виде предварительного каскада усиления, конечно, тут полностью поддерживаю. Ресиверы, вообще одно из немногих устройств, в каскады усиления которых, современные технологии не добрались. Понимаю, что сейчас кругом МП3, но после качественного ЦАП, микросхемам делать уже нечего. Если мы говорим о верном Hi-Fi (High-Fidelity) стерео-звуке, конечно. В аппаратуре такого уровня, даже применение вакуумных радиоламп до сих пор актуально и востребовано.
OPA454
— новый недорогой высоковольтный операционный усилитель компании Texas Instruments с выходным током более 50 мА и полосой пропускания 2,5 МГц. Одно из преимуществ — высокая стабильность OPA454 при единичном коэффициенте усиления.
Приставка к мультиметру на датчике LM35 и переделка вольтметра в термометр
Обычно в недорогих мультиметрах отсутствует функция измерения температуры. Но этот недостаток легко и недорого можно устранить, при том еще очень быстро. Получим довольно точный приборчик для измерения температуры состоящий всего из нескольких радиодеталей. Основу будет составлять специальная микросхема типа LM35 полученная с Алиэкспресс (цена примерно 30р).
Этот датчик темпратуры выглядит как обычный транзистор в пластмассовом корпусе ТО92(бывает исполнение в других корпусах: ТО-46, TO-220 и SO). Температуру она может измерить от -55 до +150°C.
Благодаря практически линейной зависимости температуры от выходного сигнала обеспечиваются довольно точные показания. Например—при +20°C на выходе датчика будет 200 мВ, а при +100°C-1000 мВ. Схема использования LM35 при измерении температуры от +2 до+150°C.
Схема использования LM35 при измерении температуры от -55 до+150°C.
От макетной платы отрежем кусок нужного размера, чтобы разместилась батарейка, клемник и подстроечный резистор. Можно сделать и печатную плату или произвольно распаять схему на любом диэлектрическом материале.
Соединения с обратно стороны платы можно сделать проводами навесным монтажом. К клемнику подключаем датчик температуры и выводы на мультиметр. Если датчик будет использоваться на улице или во влажной среде его надо поместить в защитный чехол. Я сделал его из корпуса конденсатора типа МБМ-удалил из него фольгу и поместил туда сам датчик. Для герметизации залил силиконовым герметиком.
Шаг 2. Настройка и проверка приставки. Подключаем питание и подстроечным резистором настраиваем показания по другому термометру. Мультиметр включен на предел измерения 200 мВ. Далее сравнил показания поместив датчик в холодную и горячую воду. Разница оказалась в десятые доли градуса.
На этом настройка закончена, можно пользоваться термометром LM35 как приставкой к тестеру.
Шаг 3. Переделка вольтметра в термометр. Также можно применить эту приставку как базовую и сделать электронный цифровой термометр из электронного вольтметра.
Он был включен по двухпроводной схеме- подключаем к источнику напряжения и он питается от него и показывает значение напряжения. Нужно переделать его на трехпроводную схему-питание отдельно и измерительный вход отдельно. Это сделать просто, надо удалить резистор R3 (сопротивление 0 Ом). Это даст еще возможность (если применять вольтметр по его прямому назначению) расширить предел измерения. По двухпроводной схеме включения пределы измерения от 4 до 30 В, по трехпроводной составит от 0 до 100 В.
Припаиваем выход температуры из приставки на LM35 к процессору (в точку указанной в фото). Заклеиваем горящюю точку на вольтметре черной изолентой, после второй цифры вольтметра наклеиваем белую точку.
Остается подстроечным резистором выставить реальную температуру на вольтметре. Также проверим показания по образцовому термометру.
Последним шагом изготовления самоделки будет размещение в подходящем корпусе. Нашел небольшую распредкоробку – в нее как раз уместилась и платка и вольтметр. Наружу выходят провода датчика и питания. Можно запитать схему и от аккумулятора и разместить его в корпусе, тогда прибор будет полностью автономен.
Датчик LM35 имеет большую сферу применения. Он применяется в бортовых компьютерах автомобилей, в терморегуляторах, прекрасно сочетается с Ардуино. Все зависит от ваших потребностей и фантазий.
В видео подробней показано как сделать приставку для бюджетного тестера и переделать вольтметр в термометр.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Усилитель сигнала токового шунта на основной шине питания.
Схема простого терморегулятора на LM358
Данный терморегулятор построен на операционном усилителе LM358, который выполняет роль компаратора. В качестве датчика температуры использован термистор сопротивлением 10к. Температура устанавливается с помощью потенциометра на 10к, и ее можно установить в довольно широком диапазоне.
Как было сказано выше, LM358 работает в качестве компаратора, и поэтому аналоговый сигнал будет преобразован в цифровой, и на выходе мы получим сигнал нуля или единицы. Выходной сигнал операционного усилителя управляет транзистором BC547B, который, в свою очередь, управляет катушкой реле, а та управляет нагрузкой с номинальным напряжением 220 вольт.
Hantek 2000 — осциллограф 3 в 1
Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц….
В схеме использована только одна часть операционного усилителя LM358, и, следовательно, на одном таком ОУ можно сделать два независимых термостата. Диапазон рабочей температуры составляет приблизительно от 0°C до 60°C. Изменить его можно путем подбора резистор R3. За гистерезис в этой системе отвечает резистор R1. Схема терморегулятора питается постоянным напряжением 12В. Резистор R7 служит для изменения чувствительности потенциометра.
Стоит еще обратить внимание на резистор, обозначенный на схеме как R6. Его отсутствие приведет к некорректной работе терморегулятора при высоких температурах — термистор под влиянием увеличения температуры уменьшает свое сопротивление, что в крайних случаях (при высокой температуре) может привести к снижению сопротивления до такого значения, что ток, протекающий через термистор, начинает его нагревать, а это приведет к бесконечным переключениям реле.
Гистерезис также претерпевает изменения после замены термистора на термистор бОльшего сопротивления, например, 22к. Сама микросхема LM358 потребляет очень маленький ток ок. 5-10 мА. Из-за отсутствия линейности термистора, установка точной температуры может быть затруднительна в крайних положениях потенциометра.
Плата терморегулятора выполнена по технологии ЛУТ. Размеры печатной платы: длина около 9 см, ширина около 2 см. Она разделена на две зоны, слева — это логика — безопасное напряжение, а реле, управляющее нагрузкой 220 вольт расположено справа. Диодный мост находится на отдельной плате вместе с трансформатором.
Для лучшего контроля над заданной температурой можно использовать аналоговый датчик температуры LM35. У него показание температуры линейное, но на практике схема, конечно же, будет иной.
Читайте также: