थर्मिस्टर आधारित थर्मोस्टेट सर्किट

थर्मोस्टेट का गठन दो ग्रीक शब्दों थर्मो और स्टेटोस द्वारा किया गया है, थर्मस का अर्थ है गर्मी और स्टेटोस का अर्थ है स्थिर, खड़े या स्थिर। थर्मोस्टैट का उपयोग तापमान के अनुसार उपकरणों या घरेलू उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जैसे एयर कंडीशनर, रूम हीटर आदि को चालू / बंद करना। थर्मोस्टेट के सामान्य अनुप्रयोग केंद्रीयकृत हीटिंग सिस्टम या शीतलन प्रणाली में कमरे के तापमान को बनाए रखने के लिए होते हैं, रेफ्रिजरेटर के तापमान को नियंत्रित करते हैं, शीतलन प्रणाली, इलेक्ट्रिक आयरन, ओवन, हेयर ड्रायर और बहुत कुछ। आज बाजार में प्रोग्रामेबल और स्मार्ट थर्मोस्टैट भी उपलब्ध हैं।

थर्मोस्टेट के प्रकार:

तापमान को समझने के लिए, विभिन्न थर्मोस्टैट्स विभिन्न सेंसर या उपकरणों का उपयोग करते हैं, और उसके अनुसार उन्हें मुख्य रूप से दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है

1. मैकेनिकल थर्मोस्टैट
2. इलेक्ट्रिकल / इलेक्ट्रॉनिक थर्मोस्टैट

मैकेनिकल थर्मोस्टैट -

Bimetal थर्मोस्टेट मैकेनिकल थर्मोस्टेट के अंतर्गत आता है। आम तौर पर उनके पास एक आवरण और एक घुंडी होती है जैसे कि नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है। इसका एक निश्चित संपर्क और एक चल लीवर है जो रैखिक विस्तार के विभिन्न गुणांक वाले दो अलग-अलग धातुओं से बना है। जंगम लीवर का अंत तापमान में कमी आने पर निश्चित संपर्क से जुड़ा होता है, और कमरे का तापमान अधिक होने पर डिस्कनेक्ट हो जाता है। यही कारण है कि यह तापमान के अनुसार उपकरणों को चालू और बंद कर सकता है।

कुछ उदाहरण जहां बाईमेटल थर्मोस्टैट्स का उपयोग किया जाता है - लोहा, रेफ्रिजरेटर, एयर कंडीशनर।

विद्युत थर्मोस्टैट -

सबसे आम इलेक्ट्रॉनिक तापमान सेंसर थर्मोस्टेट और थर्मोस्टेट में इस्तेमाल होने वाले थर्मिस्टर्स हैं । तापमान भिन्नता के संपर्क में होने पर थर्मिस्टर और थर्मोकपल विद्युत गुणों का अनुभव होता है।

थर्मोकपल एक उपकरण है जो कम से कम दो अलग-अलग धातु स्ट्रिप्स का उपयोग करता है जो दो जंक्शनों को बनाने के लिए एक छोर से जुड़ते हैं; गर्म जंक्शन और ठंडा जंक्शन। हॉट जंक्शन एक मापने वाला जंक्शन है; ऑब्जेक्ट जिसका तापमान मापा जाना है उसे हॉट जंक्शन पर रखा गया है, जबकि कोल्ड जंक्शन (जिसका तापमान ज्ञात है) संदर्भ जंक्शन है। इस तापमान अंतर के कारण एक वोल्टेज अंतर उत्पन्न होता है जिसे थर्मोइलेक्ट्रिक वोल्टेज के रूप में जाना जाता है जो तापमान को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। थर्मोकपल का उपयोग बॉयलर, ओवन आदि में किया जाता है।

थर्मोस्टैट में उपयोग किए जाने वाले अन्य प्रकार के विद्युत संवेदक थर्मिस्टर हैं जिन्हें हम उदाहरण के साथ आगे विस्तार से अध्ययन करने जा रहे हैं।

थर्मिस्टर क्या है?

जैसा कि नाम से पता चलता है कि एक थर्मिस्टर दो शब्दों का संयोजन है, थर्मल और रेसिस्टर। यह एक प्रतिरोधक घटक है जिसका प्रतिरोध तापमान में परिवर्तन के साथ बदलता रहता है।

थर्मिस्टर्स अत्यधिक विश्वसनीय होते हैं और इनमें सूक्ष्म तापमान भिन्नता का पता लगाने के लिए पैमाने की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। वे तापमान सेंसर के रूप में सस्ते और उपयोगी हैं। थर्मिस्टर का उपयोग डिजिटल थर्मोस्टेट में किया जाता है।

थर्मिस्टर के प्रकार

आसपास के तापमान के संबंध में इसकी प्रतिरोध भिन्नता के आधार पर, दो प्रकार के थर्मिस्टर्स हैं। उन्हें नीचे विस्तार से समझाया गया है: -

1. पीटीसी - सकारात्मक तापमान गुणांक ।

इसका प्रतिरोध सीधे तापमान के समानुपाती होता है, इसका प्रतिरोध तापमान में कमी और इसके विपरीत घटता है।

2. एनटीसी - नकारात्मक तापमान गुणांक।

इसका प्रतिरोध अप्रत्यक्ष रूप से तापमान के समानुपाती होता है, इसका प्रतिरोध तापमान में वृद्धि और इसके विपरीत घटता जाता है।

हम अपने आवेदन में एनटीसी थर्मिस्टर का उपयोग कर रहे हैं । 103 थर्मामीटर के सामान्य तापमान पर प्रतिरोध का संकेत है 10k ओम।

एनटीसी थर्मिस्टर का अनुप्रयोग:

तापमान भिन्नता के आधार पर किसी भी उपकरण को नियंत्रित करने में सक्षम होना बहुत सुविधाजनक और दिलचस्प विचार है। ऐसा ही एक लोकप्रिय एप्लिकेशन फायर अलार्म है, जहां थर्मिस्टर गर्मी का एहसास करता है और अलार्म को ट्रिगर करता है।

एनटीसी थर्मिस्टर्स का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में सबसे अधिक व्यापक रूप से किया जाता है लेकिन जहां शुरुआती बिंदु पर कम प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, पीटीसी थर्मिस्टर का उपयोग किया जाता है।

कमरे के तापमान पर थर्मिस्टर का प्रतिरोध निर्माता द्वारा डेटाशीट में अलग-अलग तापमान पर प्रतिरोधों के मूल्यों के अलग-अलग सेटों के साथ निर्दिष्ट किया जाता है, जिससे कोई भी उपयुक्त अनुप्रयोग के लिए सही थर्मिस्टर का चयन कर सकता है।

थर्मिस्टर का उपयोग करके यहां कुछ सर्किट बनाए गए हैं:

• थर्मामीटर का उपयोग कर फायर अलार्म
• थर्मिस्टर का उपयोग करके तापमान नियंत्रित डीसी फैन
• एलसीडी पर माप तापमान को प्रदर्शित करने और प्रदर्शित करने के लिए आर्डुइनो के साथ इंटरफैसिंग थर्मिस्टर
• तापमान नियंत्रित एसी घरेलू उपकरणों

घटक आवश्यक:

1. एनटीसी 103 थर्मिस्टर (10k ()।
2. BJT ईसा पूर्व 547।
3. 5k Ω पोटेंशियोमीटर (POT)।
4. 1k 1 रोकनेवाला।
5. एलईडी।
6. बिजली की आपूर्ति - 6 वी डीसी।
7. ब्रेडबोर्ड और कनेक्टिंग तार।

थर्मिस्टर सर्किट के सर्किट आरेख:

थर्मोस्टैट सर्किट का कार्य:

सर्किट एक वोल्टेज विभक्त सर्किट और आउटपुट "चालू और बंद" स्विचिंग सर्किट से समझौता करता है। वोल्टेज विभक्त सर्किट थर्मिस्टर और एक चर रोकनेवाला द्वारा बनता है।

वोल्टेज डिवाइडर सर्किट आउटपुट एनपीएन ट्रांजिस्टर के आधार से 1k रोकनेवाला के माध्यम से जुड़ा हुआ है। वोल्टेज विभक्त सर्किट थर्मामीटर के प्रतिरोध में भिन्नता के कारण वोल्टेज में भिन्नता को महसूस करना संभव बनाता है। वोल्टेज विभक्त में पॉट का उपयोग करके, हम थर्मिस्टर की संवेदनशीलता को समायोजित कर सकते हैं। आप फिक्सिंग ट्रिगर बिंदु के लिए परिवर्तनीय रोकनेवाला के स्थान पर एक निश्चित अवरोधक का उपयोग कर सकते हैं, इसका मतलब है कि एलईडी को चालू किया जाएगा, केवल तभी जब तापमान एक विशेष मूल्य को पार करता है और आप ट्रिगर बिंदु तापमान को समायोजित करने में सक्षम नहीं हो सकते। तो बेहतर है एक पॉट का उपयोग करें और सिर्फ घुंडी को घुमाकर संवेदनशीलता को अलग-अलग करें।

एक सूत्र के नीचे प्रतिरोधों के सेट का चयन कर सकते हैं-

Vo = × V _IN

हमारे सर्किट में, हमने R2 को POT और R1 के साथ LDR से बदल दिया है, इसलिए आउटपुट वोल्टेज थर्मिस्टर प्रतिरोध के साथ बदलता है। और थर्मिस्टर प्रतिरोध बाहर के तापमान के साथ बदलता है, इसलिए थर्मामीटर के आसपास के तापमान को बदलते ही आउटपुट वोल्टेज बदल जाएगा। ट्रांजिस्टर 0.7 V या इससे अधिक पर चालू होगा जो VBE वोल्टेज है।

10k NTC थर्मिस्टर के लिए उपयुक्त R2 को चुनने और जानने का एक सरल तरीका, प्रोटीस में सर्किट का अनुकरण करना और R2 का एक नजदीकी मान प्राप्त करना है। इसके अलावा थर्मिस्टर को एक चर अवरोधक से बदलकर हम सर्किट में इसके समान प्रभाव का अध्ययन नीचे दिए गए सर्किट आरेखों के अनुसार कर सकते हैं:

सर्किट का दूसरा भाग ट्रांजिस्टर खंड है जहां ट्रांजिस्टर एलईडी डी 1 के लिए स्विच के रूप में कार्य करता है। चूंकि एक ट्रांजिस्टर एक वर्तमान नियंत्रित उपकरण है, एक रोकनेवाला R1 वर्तमान उछाल को सीमित करने के लिए अपने इनपुट टर्मिनल से जुड़ा हुआ है।

उपरोक्त सिमुलेशन सर्किट का हवाला देते हुए, जैसे ही तापमान थर्मिस्टर के पास बढ़ता है, इसका विद्युत प्रतिरोध कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आरवी 1 में वोल्टेज बढ़ जाता है। इसलिए ट्रांजिस्टर (V _BE) के आधार पर वोल्टेज भी बढ़ता है, और जैसे ही V _BE ≥0.7 V ट्रांजिस्टर का संचालन शुरू होता है और एलईडी चालू हो जाएगा।

कृपया ध्यान दें कि हम इस एलईडी को बजर या बल्ब आदि के साथ उपरोक्त सर्किट में कुछ और घटकों के न्यूनतम जोड़ के साथ बदल सकते हैं। यह भी जांच डेमो वीडियो नीचे।