02.04.21

[Домашняя]

Осенне-весенний период - наиболее коварная пора для автолюбителей. Небольшой перепад температур может в один момент влажную дорогу покрыть крайне опасной ледяной коркой. Водитель должен знать об этом, чтобы своевременно изменить стиль езды и избежать аварии. Не менее опасны и летние   заморозки   в   северных  широтах,   особенно   с  предшествующим  выпадением, тумана или дождя. На юге же, вся зима может балансировать около нулевой температурной   отметки, и необходимо знать, когда мокрая от растаявшего  снега  дорога  превратится в гололед. Поэтому, желательно чтобы каждый автомобиль был оснащен устройством, предупреждающем водителя об опасности оледенения дороги.

На рисунке приводится схема одного из множества возможных вариантов температурных пороговых индикаторов. Этот прибор отображает степень опасности оледенения в, привычном для любого водителя, стиле работы светофора. Горение светодиода зеленым цветом говорит о минимальной опасности оледенения, желтый цвет, - будьте осторожны, приближаемся к порогу оледенения, и красный цвет, - высока вероятность оледенения. Следует заметить, что при стабильно высоких (летних) температурах окружающей среды индикатор никак себя не проявляет (светодиод вообще не горит). Пороги срабатывания индикатора установлены следующим образом: При снижении температуры окружающей среды до +6°С включается индикация, и светодиод горит зеленым цветом. Нахождение температуры в диапазоне от +4°С до +2°С индицируется желтым цветом свечения светодиода. Снижение температуры ниже +2°С индицируется красным свечением светодиода. При желании, если читатель найдет другое применение данной схеме, температурные пороги можно изменить  «по вкусу». Индикатором служит двухцветный трехвыводной светодиод (фактически такие светодиоды трехцветные, так как одновременное включение их красной и зеленой половинок дают желтый цвет). Датчиком температуры служит терморезистор R1. Он вместе с резистором R2 создает температурно-зависимый делитель напряжения. Конденсатор С1 устраняет влияние наводок на терморезистор и соединительные провода, которые могут быть от работы системы зажигания и других систем автомобиля. В схеме измерения работают три компаратора сделанные на трех операционных усилителях, входящих в состав микросхемы LM324 (её четвертый ОУ не используется, - можете найти ему другое применение). Компаратор на А1.1 устанавливает на своем выходе единицу, когда температура выше +2°С (этот порог устанавливается подстроенным резистором R12). Компаратор на A1.2 устанавливает на своем выходе единицу, когда температура ниже +4°С (порог устанавливают R11). К выходу А 1.1 подключена зеленая половинка HL1, а к выходу А1.2 - красная. Поэтому, при температуре выше +4Сº единица есть только на выходе    А1.1 и горит только зеленый. При температуре ниже +2°С единица только на выходе А 1.2 и цвет свечения красный. В области +2...+4°С зоны работы компараторов перекрываются и горят обе половины светодиода, давая желтый цвет. Для выключения индикации при температуре выше  +6°C служит  третий компаратор - на A1.3. Как только температура опускается до +6°С и ниже на его выходе возникает единица, что приводит к открыванию транзистора VT1, который подключает общий вывод светодиода к минусу источника питания. Порог включения индикации устанавливают резистором R13. Для стабилизации работы схемы служит параметрический стабилизатор на стабилитроне VD1 и резисторе R4. От этого стабилизатора питается как терморезистор, так и установочные цепи компараторов. Терморезистор R1 импортный - с обратной зависимостью сопротивления от температуры. При 0°С его сопротивление 530кОм, а при +25°С - 160 кОм. Можно использовать и другие терморезисторы с обратной зависимостью, но это потребует подбора сопротивления R2 соответствующим образом. А так же, если необходимые пороги установить будет невозможно, может потребоваться подбор сопротивлений R5, R6, R3 и R7. При отсутствии двухцветного светодиода можно использовать два отдельных светодиода разных цветов, но индикация уже будет не так наглядна. Диод VD2 защищает схему от случайного неправильного подключения питания.  Если вы полностью уверены в безошибочности подключения прибора в автомобиле, то в этом диоде нет необходимости. Стабилитрон можно взять и на другое напряжение в пределах 4,7 - 6,8V. Подстроечные резисторы - импортные в пластмассовых корпусах, миниатюрные, тип и марка, к сожалению, не известны, вместо них подойдут любые другие малогабаритные (при необходимости под них доработать плату несложно). Все детали кроме терморезистора расположены на одной печатной плате. Терморезистор расположен в герметичном корпусе и связан со схемой экранированным проводом. Для налаживания необходим точный термометр и холодильник с морозильной камерой. Возьмите пластмассовый стаканчик и налейте в него водопроводную воду примерно на треть объема. Погрузите в воду образцовый термометр (или датчик электронного точного термометра) и терморезистор, расположив их, как можно ближе друг к другу. Поместите стакан в морозильник и следите за показаниями образцового термометра. На +6,3°С отрегулируйте R13 так, чтобы открывался транзистор VT1. Затем выньте стакан из морозильника и проверьте регулировку R13 (VT1 должен закрыться при +6,4...6,7°С). Далее, поместите стакан обратно в морозильник и при понижении температуры до +4°С отрегулируйте R11 так, чтобы при этой температуре загоралась красная часть светодиода (желтый или красный цвет). Проверьте регулировку несколько раз, вынимая стакан из морозильника и помещая его обратно. На следующем этапе дождитесь снижения температуры воды до +2°С и отрегулируйте R12 так, чтобы зеленая половина светодиода гасла при +2°С (светодиод будет гореть красным цветом). Проверьте регулировку несколько раз, вынимая стакан из морозильника и помещая в него, следя за показаниями образцового термометра. Данную схему можно собрать и на микросхеме с двумя операционными усилителями. В этом случае часть схемы на А1.3 и VT1 не делать, а средний вывод светодиода подключить к минусу источника. В таком варианте индикация не будет выключаться при повышении температуры выше +6°С. - при любой температуре выше +4°С будет зеленый цвет индикации. В остальном, работает без отличий от исходного варианта.

Радиоконструктор №7 2007г стр. 40