LM211 + NTCLE100E3103JB0 – regulacja histerezy, stały próg załączenia czujnika

Cześć,
Chcę wykonać czujnik temperatur na układach analogowych bez użycia procesora.
W związku z czym zbudowałem układ oparty o wzmacniacz LM211, termistor NTC NTCLE100E3103JB0 oraz pozostałe elementy bierne:



Tak jak wspomniałem wyżej chcę wykonać czujnik temperatur, który będzie aktywował wyjście po wykryciu zadanej temperatury. A temperatury/progi, które będą wykrywane chcę sobie wybierać przełącznikiem. Można powiedzieć, że ta część układu działa, temperatury są w jakiś sposób wykrywane.

Ale chcę również, żeby układ miał pewną histerezę w związku z tym dodałem rezystor 100k między wyjście a wejście + wzmacniacza przez co uzyskałem histerezę około 1,5V, natomiast chcę w układzie wprowadzić możliwość wyboru szerokości histerezy, ale nie do końca jestem pewien czy tak to powinno działać gdyż wstawiając różne rezystory między wejście +, a wyjście wzmacniacza zauważyłem że mój próg załączenia/aktywacji wyjścia jest przesuwany, natomiast próg wyłączenia pozostaje na stałym poziomie około 6V. Chciałbym to zmienić tak żeby próg załączenia był stały, a próg wyłączenia zależał od szerokości histerezy.

Czy ktoś może coś podpowiedzieć???

Z góry dziękuję za pomoc!

Pozdrawiam!

Histereza polega na zmianie progów załączenia i wyłączenia.
Dioda szeregowo z rezystorem 100kΩ.
Wtedy jeden próg będzie zmieniany , drugi próg będzie stały.

CYRUS2 napisał:

Dioda szeregowo z rezystorem 100kΩ.
Wtedy jeden próg będzie zmieniany , drugi próg będzie stały.

Nie wiem czy dobrze myślę, ale dioda powinna być skierowana w tę stronę? Mogę zastosować Schottky'ego?



Z góry dzięki za pomoc!

phelpskamil napisał:

Nie wiem czy dobrze myślę, ale dioda powinna być skierowana w tę stronę?

Kierunek włączenia diody określa to który próg będzie stały.

phelpskamil napisał:

Mogę zastosować Schottky'ego?

Nie ma znaczenia - może być dowolna dioda.

CYRUS2 napisał:

Kierunek włączenia diody określa to który próg będzie stały.

Tak rozumiem,
Ja chcę żeby stały był próg załączenia.

No, nie wiem, czy taka dowolna: diody Schottky miewają spory prąd wsteczny, który może spowodować, że ten "stały" próg będzie zmienny. SS14 to dioda 1A, może mieć prąd wsteczny do 0.2mA w temperaturze pokojowej, więc w połączeniu z opornikiem 100kΩ mogłoby nie być znaczącej różnicy przepływu prądu w obie strony. https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/ss19-d.pdf

Cytat:

The SS12−S100 series includes high−efficiency, low power loss,
general−propose schottky rectifiers

- ciekawe, inne firmy na ogół piszą "general-purpose".

_jta_ napisał:

SS14 to dioda 1A, może mieć prąd wsteczny do 0.2mA w temperaturze pokojowej, więc w połączeniu z opornikiem 100kΩ mogłoby nie być znaczącej różnicy przepływu prądu w obie strony. https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/ss19-d.pdf

Sugerujesz żeby zastosować inną diodę? Jaką proponujesz?

phelpskamil napisał:

Ja chcę żeby stały był próg załączenia.

Sam możesz sprawdzić.

_jta_ napisał:

No, nie wiem, czy taka dowolna: diody Schottky miewają spory prąd wsteczny, który może spowodować, że ten "stały" próg będzie zmienny. SS14 to dioda 1A, może mieć prąd wsteczny do 0.2mA

Przy napieciu 6V ok. 1uA.
(poniżej 0,5% błędu)
Możesz zastosować diodę 1N 4001-4007 lub 1N4148.

CYRUS2 napisał:

phelpskamil napisał:

Ja chcę żeby stały był próg załączenia.

Sam możesz sprawdzić.

No jasne, sprawdzę sobie w domu.

CYRUS2 napisał:

Możesz zastosować diodę 1N 4001-4007 lub 1N4148.

Dobrze, użyję jednej z powyższych.

Dodano po 5 [minuty]:

Przy okazji napisania tego postu pojawiło się kilka podobnych postów, które wcześniej widniały na elektrodzie. Troszkę poczytałem i zastanawiam się czy wykorzystanie termistora do wykrywania temperatury jest odpowiednim rozwiązaniem. Sporo rozwiązań, które przejrzałem opiera się o analogowe czujniki temperatury, w związku z tym mam zagwozdkę czy nie zastosować czujnika analogowego?

phelpskamil napisał:

Sporo rozwiązań, które przejrzałem opiera się o analogowe czujniki temperatury, w związku z tym mam zagwozdkę czy nie zastosować czujnika analogowego?

Termistor też jest analogowy. Masz na myśli LM35, LM335 i LM334 (10mV/°C, 10mV/°K, prąd ~ °K)?

_jta_ napisał:

Termistor też jest analogowy. Masz na myśli LM35, LM335 i LM334 (10mV/°C, 10mV/°K, prąd ~ °K)?

Myślę np o LM135A lub LM335A, gdyż mają większą dokładność w prównaniu z ich odpowiednikami bez końcówki "A" i jednocześnie można je zastosować dla niesymetrycznego napięcia zasilania w porównaniu z LM35 o ile dobrze dotyczałem. No i chciałbym raczej żeby temperatura była proporcjonalna do napięcia. Natomiast zastanawiam się czy to ma sens i czy nie skomplikuję sobie swojego układu.

phelpskamil napisał:

No i chciałbym raczej żeby temperatura była proporcjonalna do napięcia. Natomiast zastanawiam się czy to ma sens

Sam musisz sobie odpowedzieć do czego to potrzebujesz.

phelpskamil napisał:

czy nie skomplikuję sobie swojego układu.

To będzie zupełnie inny projekt.

CYRUS2 napisał:

Sam musisz sobie odpowedzieć do czego to potrzebujesz.

Chcę wykrywać temperaturę około 0 - 5 stopni następnie włączać grzałkę, która spowoduje podgrzanie całości, gdy uzyskany około 10-15 stopni wtedy chcę wyłączyć grzałkę.
Na początku założyłem że nie wymagam niesamowitej dokładności, więc termistor powinien wystarczyć.

Dodano po 10 [godziny] 17 [minuty]:

@CYRUS2
Dzięki bardzo za pomoc, wlutowałem diodę tak jak na schemacie, który wcześniej wysłałem i tak jak chciałem próg załączania jest stały, a zmienia się tylko próg wyłączania i o to mi chodziło!

Testuję sobie układ i zauważalna jest bardzo duża bezwładność - układ po kilkudziesięciu minutach sygnalizuje zmianę temperatury o 5 stopni, byłem tego oczywiście świadomy natomiast zastanawiam się czy montaż termistora na płytce ma tu znaczenie?
Obecnie jest zamontowany na minimalnej wysokości nad płytką, czy montaż na dłuższych nóżkach nie będzie lepszym rozwiązaniem?

Do pomiaru temperatury można też użyć diody, bądź złącza tranzystora (najlepiej połączyć bazę z kolektorem i zasilać prądem w kierunku przewodzenia złącza baza-emiter), polaryzując je stałym prądem - zależność napięcia od temperatury jest liniowa. Tyle, że trzeba to zmierzyć, żeby przeliczać napięcie np. na °C. Zobacz https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic366708.html

Opóźnienie pewnie wynika z tego, że w zasadzie każdy termometr mierzy swoją własną temperaturę - dostosowuje ją do obiektu, z którym ma kontakt cieplny, ale to trochę trwa - opóźnienie zależy od pojemności cieplnej samego termometru, i kontaktu cieplnego z obiektem. Nie wiem (jakoś nie znalazłem informacji), jakiego obiektu temperaturę chcesz mierzyć.

_jta_ napisał:

Opóźnienie pewnie wynika z tego, że w zasadzie każdy termometr mierzy swoją własną temperaturę - dostosowuje ją do obiektu, z którym ma kontakt cieplny, ale to trochę trwa - opóźnienie zależy od pojemności cieplnej samego termometru, i kontaktu cieplnego z obiektem. Nie wiem (jakoś nie znalazłem informacji), jakiego obiektu temperaturę chcesz mierzyć.

Chcę mierzyć temperaturę w obudowie urządzenia, tzn chce wykryć spadek temperatury poniżej przyjętego progu - mierzę temperaturę powietrza.
Czy jeśli zostawię termistor na dłuższych nóżkach to wtedy spowoduje to szybsze dostosowanie się temperatury?

Nie wiem, jaki to termistor - jaki ma kształt i rozmiary - im jest grubszy, tym wolniej zmienia temperaturę. Najszybsze termometry stosowane do pomiaru temperatury powietrza wykorzystują pomiar oporu bardzo cienkiego drutu. Istotny jest też ruch względem powietrza - taki najszybszy termometr leci samolotem. I wtedy można wykrywać zmiany w ułamku milisekundy. Bez szybkiego ruchu może lepsza byłaby cienka taśma.

Jeszcze jedna możliwość - niech powietrze samo będzie termometrem - trzeba mierzyć prędkość dźwięku, jest proporcjonalna do prędkości ruchu cząsteczek, a ta rośnie z temperaturą (energia kinetyczna cząsteczek jest wprost proporcjonalna do temperatury).

_jta_ napisał:

Nie wiem, jaki to termistor - jaki ma kształt i rozmiary - im jest grubszy, tym wolniej zmienia temperaturę. Najszybsze termometry stosowane do pomiaru temperatury powietrza wykorzystują pomiar oporu bardzo cienkiego drutu. Istotny jest też ruch względem powietrza - taki najszybszy termometr leci samolotem. I wtedy można wykrywać zmiany w ułamku milisekundy. Bez szybkiego ruchu może lepsza byłaby cienka taśma.

Wykorzystuję NTCLE100E3473JB0.
Przewiduje zastosowanie w obudowie wentylatora, więc powstanie tam pewnego rodzaju ruch powietrza, uważasz że to powinno pomóc?

https://www.tme.eu/Document/ce85b959d2ce8c0e766ea1ecb766183d/ntcle100.pdf
- tu piszą, że czas odpowiedzi w oleju jest 1.2 sekundy, w powietrzu jest stała czasowa 15 sekund. Rozmiary nie są bardzo duże, ze 3mm. Podejrzewam, że reaguje szybciej, niż np. BC547, bo jest mniejszy. Ale tranzystor SMD (np. BC847) powinien być wyraźnie szybszy.
Wentylator oczywiście przyśpieszy dostosowywanie się temperatury termistora/tranzystora do otoczenia.