तापमान नियंत्रित स्वचालित स्विच

पहले हमने तापमान नियंत्रित एलईडी सर्किट का निर्माण किया था, जिसमें तापमान के अनुसार दो एलईडी चमक रहे थे। अब हम एक रिले का उपयोग करके उस सर्किट को बढ़ा रहे हैं, और अब हम तापमान के अनुसार होम एसी उपकरणों को नियंत्रित करने जा रहे हैं । यह सर्किट स्वचालित प्रकाश स्विच के रूप में काम करेगा जो कि यदि किसी विशेष स्तर (इस सर्किट में 50 डिग्री) से आगे बढ़ेगा तो ट्रिगर हो जाएगा। हम यहां LM35 का उपयोग तापमान सेंसर के रूप में कर रहे हैं। 50 डिग्री मूल्य के इस थ्रेशोल्ड तापमान को आवश्यकता के अनुसार, सर्किट में वेरिएबल रेसिस्टर को समायोजित करके बदला जा सकता है।

हमने प्रदर्शन के लिए इस तापमान नियंत्रित स्विच सर्किट में एक साधारण एलईडी बल्ब का उपयोग किया है, इसका मतलब है कि अगर तापमान 50 डिग्री सेल्सियस से ऊपर चला जाता है तो बल्ब स्वचालित रूप से स्विच हो जाएगा और यदि तापमान 50 डिग्री से नीचे चला जाता है, तो बल्ब स्वचालित रूप से बंद हो जाएगा। यहां आप बल्ब को किसी भी एसी घरेलू उपकरण से बदल सकते हैं, जैसे कि यदि आप इसे पंखे से बदलते हैं तो यह तापमान नियंत्रित फैन सर्किट के रूप में काम करेगा। यह फायर अलार्म के रूप में भी काम कर सकता है यदि आप थ्रेशोल्ड तापमान 100 डिग्री सेल्सियस की तरह बहुत अधिक सेट करते हैं और बल्ब के स्थान पर अलार्म कनेक्ट करते हैं या आप इसे उचित रेटिंग के रिले का उपयोग करके किसी विशेष तापमान से स्वचालित रूप से एयर कंडीशनर पर स्विच करने के लिए कॉन्फ़िगर कर सकते हैं ।

आवश्यक घटक:

• 9v बैटरी
• आईसी 7805
• तापमान संवेदक LM35
• Op-amp LM358
• 10k ओम रेसिस्टर
• 1k ओम रेसिस्टर
• चर रिज़िस्टर 10k
• एलईडी (वैकल्पिक)
• एनपीएन ट्रांजिस्टर BC547
• डायोड 1N4007
• रिले 6 वी
• बल्ब या कोई एसी उपकरण

तापमान सेंसर LM35:

LM35 डिवाइस की तरह तीन पिन ट्रांजिस्टर है। इसमें VCC, GND और OUTPUT है। यह सेंसर तापमान के आधार पर आउटपुट में परिवर्तनशील वोल्टेज प्रदान करता है। LM35 डिग्री सेल्सियस में आउटपुट प्रदान करता है और 150 डिग्री सेल्सियस तापमान तक समझ सकता है। LM35 बहुत लोकप्रिय है और सस्ती तापमान सेंसर आमतौर पर डिजिटल थर्मामीटर के रूप में या तापमान को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

तापमान में प्रत्येक +1 सेंटीग्रेड वृद्धि के लिए आउटपुट पिन पर + 10mV उच्च वोल्टेज होगा। इसलिए यदि तापमान 0◦ सेंटीग्रेड है तो सेंसर का आउटपुट 0V होगा, यदि तापमान 10◦ सेंटीग्रेड है तो सेंसर का आउटपुट + 100mV होगा, अगर तापमान 25◦ सेंटीग्रेड है तो सेंसर का आउटपुट + 250mV होगा।

Op-amp LM358 के लिए संदर्भ वोल्टेज की स्थापना:

यहां हमने संदर्भ वोल्टेज के साथ LM35 के आउटपुट वोल्टेज की तुलना करने के लिए Op-amp LM358 का उपयोग किया है। जैसा कि हमने उल्लेख किया है कि हमने थ्रेशोल्ड वोल्टेज 50 डिग्री के लिए सर्किट सेट किया है, इसलिए 50 डिग्री पर ऑप-एम्प को ट्रिगर करने के लिए, हमें संदर्भ वोल्टेज को 0.5 वोल्ट पर सेट करने की आवश्यकता है, क्योंकि 50 डिग्री तापमान पर LM35 आउटपुट वोल्टेज 0.5 वोल्ट या 500mV होगा। संदर्भ वोल्टेज LM358 के पिन नंबर 2 पर वोल्टेज है।

अब संदर्भ वोल्टेज सेट करने के लिए, हमने 10k के प्रतिरोधक R1 और चर प्रतिरोधक RV1 का उपयोग करके एक वोल्टेज विभक्त सर्किट बनाया है । उपरोक्त सूत्रों का उपयोग करके आप संदर्भ वोल्टेज को तदनुसार सेट कर सकते हैं और थ्रेसहोल्ड तापमान को बदल सकते हैं। ट्रिगर वैल्यू के रूप में 50 डिग्री सेल्सियस तापमान सेट करने के लिए, आप 8k पर मोटे तौर पर पोटेंशियोमीटर सेट कर सकते हैं:

Vout = (R2 / R1 + R2) * विन

(यहां R2, पोटेंशियोमीटर का दूसरा भाग है: 2 k ओम और R1 R1 + पहला भाग पोटेंशियोमीटर: 10k + 8k)

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

Op-amp LM358:

Op-amps को Voltage Comparators के रूप में भी जाना जाता है । जब नॉन-इनवर्टिंग इनपुट (+) पर वोल्टेज इनवर्टिंग इनपुट (-) पर वोल्टेज से अधिक होता है, तो तुलनित्र का आउटपुट अधिक होता है। और यदि इनवर्टिंग इनपुट (-) का वोल्टेज नॉन-इनवर्टिंग एंड (+) से अधिक है, तो आउटपुट LOW है। आगे जानिए ऑप-एम्प के काम करने के बारे में।

LM358 एक दोहरी कम शोर परिचालन प्रवर्धक है जिसके अंदर दो स्वतंत्र वोल्टेज तुलनित्र हैं। यह एक सामान्य उद्देश्य सेशन amp है, जिसे कई मोड्स जैसे कि तुलनित्र, समर, इंटीग्रेटर, एम्पलीफायर, विभेदीकरण, इनवर्टिंग मोड, नॉन-इनवर्टिंग मोड, आदि में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

सर्किट आरेख:

कार्य स्पष्टीकरण:

इस तापमान नियंत्रित घरेलू उपकरणों सर्किट का कार्य सरल है। 9v सामान्य प्रयोजन बैटरी का उपयोग पूरे सर्किट को बिजली देने के लिए किया जाता है और IC7805 का उपयोग सर्किट को विनियमित 5v आपूर्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है। जब तापमान 50 डिग्री से नीचे होता है तो LM358 का आउटपुट LOW और ट्रांजिस्टर Q1 रहता है और रिले भी ऑफ की स्थिति में रहता है, इस प्रकार बल्ब बंद रहता है। आप पॉट को घुमाने के अनुसार इस थ्रेशोल्ड तापमान को सेट कर सकते हैं।

अब जब आसपास का तापमान 50 डिग्री सेल्सियस से आगे जाता है, तो पिन 2 पर LM35 का आउटपुट वोल्टेज 0.5 वोल्ट या 500mV से अधिक हो जाता है। LM35 का आउटपुट Op-amp LM358 के पिन 3 से जुड़ा है। और जैसा कि हमने संदर्भ वोल्टेज (LM358 के पिन 2 पर वोल्टेज) को 0.5 वोल्ट पर सेट किया है, इसलिए अब पिन 3 (नॉन-इनवर्टिंग इनपुट) पर वोल्टेज पिन 2 (इनवर्टिंग इनपुट) और opamp LMP8 के आउटपुट से अधिक हो जाता है (पिन 1) हाई बन जाता है। LM358 का आउटपुट NPN ट्रांजिस्टर Q1 के आधार से जुड़ा है, इसलिए Q1 भी ON हो जाता है, जो Relay को ट्रिगर करता है और बल्ब ON हो जाता है। रिले में छोटे कुंडल होते हैं, जो छोटी धारा द्वारा ऊर्जा प्राप्त करते हैं और इससे जुड़े एसी डिवाइस को ट्रिगर करते हैं, हमने इसके नीचे काम करने के बारे में बताया है। तो इस तरह से यह सर्किट तापमान सीमा का पता लगाता है और स्वचालित रूप से उपकरणों पर स्विच करता है।

प्रदर्शन वीडियो में, हमने टांका लगाने वाले लोहे का उपयोग किया है ताकि तापमान संवेदक LM35 के आस-पास गर्म हो, अंत में वीडियो देखें। इसके अलावा यहां हम 220v के प्रत्यक्ष एसी मेन के साथ काम कर रहे हैं, इसलिए अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए, अन्यथा आपको गंभीर चोट लग सकती है।

रिले का कार्य:

रिले एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्विच है, जो बहुत बड़ा करंट प्रवाहित करने की अनुमति देता है जब एक छोटा करंट इसे लगाया जाता है, जैसे हम एक स्विच के रूप में ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं। रिले का उपयोग आमतौर पर एसी (वैकल्पिक चालू) उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, बहुत छोटे डीसी करंट का उपयोग करके।

रिले के अंदर एक कॉइल होता है और जब कॉइल पर कोई वोल्टेज लागू नहीं होता है, तो COM (आम) NC (सामान्य रूप से बंद संपर्क) से जुड़ा होता है। और जब कुंडल पर कुछ वोल्टेज लागू होता है, तो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उत्पादन होता है। जो आर्मेचर (वसंत से जुड़ा लीवर) को आकर्षित करता है, और COM और NO (सामान्य रूप से खुला संपर्क) जुड़ा हुआ है, जो बड़े प्रवाह को प्रवाह करने की अनुमति देता है। रिले कई रेटिंग में उपलब्ध हैं, यहाँ हमने 6V ऑपरेटिंग वोल्टेज रिले का उपयोग किया है, जो 7A-250VAC करंट को प्रवाहित करने की अनुमति देता है।

रिले को एक छोटे चालक सर्किट का उपयोग करके कॉन्फ़िगर किया गया है जिसमें एक ट्रांजिस्टर, डायोड और एक रोकनेवाला शामिल है। ट्रांजिस्टर का उपयोग वर्तमान को बढ़ाने के लिए किया जाता है ताकि पूर्ण वर्तमान (डीसी स्रोत - 9 वी बैटरी से) पूरी तरह से ऊर्जा प्राप्त करने के लिए कॉइल के माध्यम से प्रवाह कर सके। रेसिस्टर का उपयोग ट्रांजिस्टर को बायपासिंग प्रदान करने के लिए किया जाता है। और डायोड का उपयोग रिवर्स वर्तमान प्रवाह को रोकने के लिए किया जाता है, जब ट्रांजिस्टर को स्विच किया जाता है। हर इंडेक्टर कॉइल समान और विपरीत ईएमएफ का उत्पादन करता है जब अचानक बंद हो जाता है, इससे घटकों को स्थायी नुकसान हो सकता है, इसलिए रिवर्स वर्तमान को रोकने के लिए डायोड का उपयोग किया जाना चाहिए। एक रिले मॉड्यूल बोर्ड पर अपने सभी चालक सर्किट के साथ बाजार में आसानी से उपलब्ध है या आप उपरोक्त घटकों का उपयोग करके इसे बना सकते हैं। यहां हमने 6V रिले मॉड्यूल का उपयोग किया है। आप आगे यहां रिले के बारे में जान सकते हैं।