تستطيع استخدام هذه الدائرة كمراقب لدرجة الحرارة،..
وتم تصميمها بحيث يضيئ الليد الاحمر بمجرد ارتفاع درجة الحرارة عن درجة معينة يتم تعيينها بواسطة المقاومة المتغيرة VR1. وتعطيك الدائرة متسع بحيث تستطيع استخدامها مع دوائر اخرى لتقوم بوظيفة معينة.
ابدأ الان بالتعرف على كيفية تصميمها وكيف تعمل، وسوف تجد المكونات المطلوبة ورسم الدائرة الالكترونية.
الدائرة الالكترونية
Components
SW1 = Toggle switch
R1 = 470 ohm
R2 = 2200 ohm
VR1 = 5k ohm
Transistor (2N2222)
LED = 5mm standard
TH1 = Thermistor (10k)
عمل الدائرة الالكترونية
في البداية وبشكل عام الفكرة الاساسية التي يعتمد عليها تصميم الدائرة،.. هي استخدام الترانزستور في حالته كـ مفتاح Switch.
فعندما يقل الجهد على طرف Base للترانزستور 2N2222A عن 0.6V ، هيكون الترانزستور مغلق او في حالة Off. لذلك لن يمر تيار من Collector الى Emitter، وبالتالي لن يمر التيار عبر المقاومة R1 و الـ LED. وبناءاً عليه لن يضيئ الـ LED.
هذه كانت الحالة الأولى للدائرة اما بالنسبة للحالة الثانية،.. وهي بأن يزيد الجهد على طرف Base بمقدار اكبر من 0.6V.
فإذا زاد الجهد على قاعدة الترانزستور (Base) عن 0.6V . سوف يبدأ الترانزستور بالعمل ويتحول من حالة Off إلى ON، وبالتالي سوف يمر التيار عبر المقاومة R1 والـ LED. وبناءاً عليه سيضيئ الـ LED.
ننتقل بعد ذلك الى الجزئ الثاني،..
وهو عبارة عن (Thermistor (NTC Resistor والمقاومة VR1.
لمحة سريعة عن Thermistor: هو عبارة عن عنصر له مقاومة تتغير قيمتها بتغير درجة الحرارة عليه. كلما زادت درجة الحرارة عليه تقل قيمة تلك المقاومة وكلما انخفضت الحرارة عليه ارتفعت مقاومته.
وفي الجزئ الثاني من الدائرة تجد Thermistor متصل مع VR1 على التوالي ويشكلان دائرة مجزئ جهد Voltage Divider. شاهد هذه المحاضرة عن مجزئ الجهد وفهم طريقة عمله.
فعندما تكون درجة الحرارة على Thermistor باردة او منخفضة: تصبح مقاومته عالية كما ذكرنا من قبل، مع الأخذ بالاعتبار ان تلك المقاومة متصلة على التوالي مع المقاومة المتغيرة VR1 (يتم تعيين المقاومة المتغيرة بحيث تكون اقل مايمكن)، وعند وجود 9V على المقاومتين (VR1 و TH1) سوف ينتج Voltage Drop عالي عبر Thermistor، بطريقة اخرى: هو ان معظم الجهد سوف يتجمع حول Thermistor نتيجة لمقاومته العالية، وهو تقريباً 8.6V .
وهذا معناه بان الجهد بين Thermistor و VR1 هو فقط تقريباً 0.4V وهو ايضاً الجهد المطبق على طرف Base (قاعدة الترانزستور)، وفي هذه الحالة سوف يكون الترانزستور في حالة Switch Off ولن يضئ الـ LED.
وبمجرد ان يحدث ارتفاع في درجة الحرارة تبدأ مقاومة الـ Thermistor بالانخفاض حتى تصبح اقل مايمكن. ويتحول معظم الجهد على المقاومة VR1، وتتعدى قيمة الجهد على طرف Bass عن 0.6V ليعمل الترانزستور مرة اخرى ويمر تيار عبر المقاومة والـليد ويبدأ بالإضاءة.
ويمكنك التعديل على VR1 بحيث تستطيع ان تضع قيمة معينة لمستوى درجة الحرارة الذي من خلاله سوف يبدأ الليد بالعمل.
شاهد الفيديو التالي ، يحتوى على تجربة عملية للدائرة .. مشاهدة ممتعة.
حساب مقاومة R1
المقاومة R1 يتم استخدامها مع الليد لحمايته من الجهد / التيار الزائد. ويتم حسابه كالأتي: يحتاج الليد 2V ليضئ واللا يتعدى التيار عن 20mA. وعندما يكون الترانزستور في حالة ON فإن الجهد سوف يكون على طرف R1 وطرف Emitter للترانزستور 9V تقريباً. لذلك نحتاج إلى توفير 2V فقط لليد والباقي 7V يتم استغلالهم بالمقاومة R1، بمعنى انه يحدث drop voltage بقيمة 7 فولت على المقاومة R1.
اذا نحتاج إلى مقاومة تقوم باستهلاك جهد 7V والسماح بمرور تيار قيمته 20mA للـ LED، قيمة المقاومة نستطيع حسابها من خلال قانون اوم:
|| ويمكنك مشاهدة محاضرة عملية بشرح المهندس وليد عيسى عن قانون اوم بدورة الالكترونيات العملية لا تنسى إذا عجبتك الدائر قم بمشاركتها.
مصادر تم الاستعانة بها: 112 دائرة مختارة
السلام عليكم يا abd، سؤالك هو كيف تقوم بتعيير VR1 لضبط Thermistor على درجة معينة بحيث يضئ الليد عندها ؟ مظبوط ؟
بص يا abd، انت قدامك حلين:
الأول: هو انك تقوم بتعييرها بشكل عشوائي اي بمعنى انك تطبق درجة الحرارة الي انت عايزها على Thermistor وتقوم بتعيير VR1 حتى تصل لقيمة المقاومة الي سوف تسبب إضاءة الليد.
الحل الثاني: وهي الطريقة العلمية وهي من خلال المعادلات.. اولاً احنا محتاجين تيار IC يمر عبر الليد ليضئ.. وده بيتم فقط عندما يتدفق تيار IB ولكي يحدث هذا يجب ان يكون..
الجهد على قاعدة الترانزستور يتعدى 0.6V.. والمقصود بالجهد على قاعدة الترانزستور اي الجهد المطبق على النقطة التي يتصل بها TH1 , VR1 , R2.. وهي تعتبر النقطة التي تمثل Vout بالنسبة للـ Voltage Divider التي يشكلاه TH1 , VR1.
يبقى احنا محتاجين ان Vout يكون اكبر من 0.6V >> تمام ؟ يبقى هنا هنبدأ نتعامل مع دائرة Voltage Divider..
ننتقل إلى الـ Thermistor حيث له مقاومة تتغير بتغير درجة الحرارة و لكل درجة حرارة تطبق عليه ما يقابلها بقيمة مقاومة يصل لها بين اطرافه >> انظر في الجدول الموجود بالداتاشيت الخاصة به من هنا: https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/207037.pdf
وهتجد ان الـ thermistor بيستحمل لحد 150 درجة سليزيوس وعندها بتكون قيمة مقاومته اقل مايمكن تقريباً 169.8 اوم. ومقاومته في درجة حرارة الغرفة العادية (الي هي 25 درجة سليزيوس تقريبا) 10K اوم..
فأنت بتحدد قيمة درجة الحرارة الي انت محتاج ان الليد يضئ عندها عندما تُطَبق على thermistor او انه يحس بها. وتبدأ تتعامل مع قانون Voltage Divider>> للحصول على Vout
(ومتنسان بان التيار عبر TH1 هو مجموع تيار IB وتيار المار عبر VR1)
اتمنى بان اكون قد اجبتك على سؤالك..
اشكرك واتمنى لك التوفق 🙂
ويمكنك التعديل على VR1 بحيث تستطيع ان تضع قيمة معينة لمستوى درجة الحرارة الذي من خلاله سوف يبدأ الليد بالعمل.
كيف يتم ذلك ارجو الشرح بالتفصيل