Minuterie intégrée dans le circuit de contrôle de la température. Schéma, description

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Minuterie intégrée dans le circuit de contrôle de la température. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Bien que la minuterie intégrée de type 555 soit principalement destinée aux circuits de temporisation, ce circuit intégré, associé à une thermistance à thermistance négative, peut également être utilisé pour créer un circuit de thermostat à semi-conducteurs économique et assez polyvalent.

Le diviseur de résistance interne du temporisateur fournit des tensions de référence (1/3Vcc et 2/3Vcc) pour les deux comparateurs inclus dans le temporisateur. Lorsque la tension externe appliquée à l'entrée de seuil du temporisateur (broche 6) dépasse 2/3Vcc, une impulsion apparaîtra à la sortie du comparateur correspondant, inversant la bascule. Dans ce cas, le transistor de décharge devient passant, à la suite de quoi un signal de niveau bas apparaît à la sortie de l'étage d'amplification.

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Dans la plupart des cas (y compris le circuit décrit), le déclenchement du transistor de décharge du temporisateur fait que la tension à l'entrée de seuil devient inférieure à 2/3Vcc. Si après cela la tension à l'entrée de l'impulsion de déclenchement (broche 2) descend en dessous de 1/3Vcc, alors le deuxième comparateur génère une impulsion qui ramène le déclencheur à son état d'origine, le transistor de bit se bloque et la tension à la sortie de l'étage d'amplification devient même de haut niveau.

Ce fonctionnement du circuit temporisateur le rend adapté à des fins de contrôle de la température, en particulier dans les thermostats électroniques, à l'intérieur desquels la température doit rester pratiquement constante quelles que soient les variations de la température extérieure dans certaines limites. Lorsque la température augmente, la tension à l'entrée du seuil augmente (en proportion directe avec celle-ci) jusqu'à atteindre 2/3 Vcc. Ensuite, l'état de l'étage de sortie de la minuterie changera, et cela servira de signal pour allumer l'unité de refroidissement ou simplement pour éteindre le chauffage dans le thermostat. Après cela, la température commencera à baisser et lorsque la tension à l'entrée de l'impulsion de déclenchement atteindra 1/3 Vcc, l'étage de sortie reviendra à son état d'origine, ce qui servira de signal pour éteindre l'unité de refroidissement ou allumer sur le radiateur.

Dans le circuit du thermostat illustré sur la figure, un diviseur de tension composé d'une thermistance et de résistances produit une tension directement proportionnelle à la température. Lorsque la température augmente (niveau de tension élevé à la sortie du temporisateur, le transistor de décharge est bloqué), la tension à l'entrée de seuil est déterminée par le rapport de division R1 / (Rt + + R1 + R2) et augmente avec une valeur décroissante de Rt.

Lorsque Rt est égal à la résistance de la thermistance Rt au point haut de la différence de température admissible, le facteur de division nécessitant que la tension d'entrée de seuil soit de 2/3 Vcc doit être

Minuterie intégrée dans le circuit de contrôle de la température

Une fois que la tension à l'entrée de seuil (à l'entrée du premier comparateur) atteint le niveau spécifié, le transistor de décharge s'allume, ce qui équivaut à allumer R3 en parallèle avec R1 + R2.

Lorsque la température baisse, Rt augmente et la tension d'alimentation est maintenant divisée entre Rt et [R3II(R1+R2)]. Lorsque Rt est égal à la résistance de la thermistance Rtc au point le plus bas de la différence de température admissible, le diviseur doit fournir 1/3 Vcc à l'entrée de déclenchement. Dans ce cas, son facteur de division doit être

Minuterie intégrée dans le circuit de contrôle de la température

Ainsi, les niveaux de tension aux sorties d'un diviseur thermistance-résistance évoluent différemment selon que le thermostat se trouve dans la partie de son rapport cyclique où la température augmente ou dans la partie où elle diminue. Cette différence doit être introduite car la résistance de la thermistance varie avec la température selon une loi quasi exponentielle, et même dans une plage de température étroite, elle peut changer d'un facteur deux ou trois, c'est-à-dire la résistance de la thermistance Rtc au plus bas point de la plage de température peut être plusieurs fois supérieure à sa résistance Rt au point supérieur de la plage de température.

Si ce circuit utilise une thermistance standard, pour laquelle la dépendance à la température de la résistance est connue, le calcul du circuit est assez simple. Lorsque Rts est supérieur à Rts deux fois ou plus, vous pouvez définir R2=Rts et K=Rts/Rts (facteur de constante K). Pour que le diviseur maintienne la relation correcte entre les résistances, il est nécessaire

Minuterie intégrée dans le circuit de contrôle de la température

Mais si Rts/Rtn<2, alors il faut mettre R1=0 et R2=2RTn, pour que

Minuterie intégrée dans le circuit de contrôle de la température

Toutes ces formules supposent que les entrées du comparateur ne chargent pas le diviseur de tension.

Pour que les limites de température auxquelles le thermostat est réglé soient respectées avec suffisamment de précision, il est nécessaire de dissiper le moins possible de puissance électrique dans la thermistance. L'auto-échauffement de la thermistance peut être minimisé en faisant fonctionner le minuteur IC à la tension d'alimentation la plus basse autorisée de -5 V. Cependant, à une température de contrôle supérieure élevée, lorsque la résistance de la thermistance peut être assez faible (plusieurs centaines d'ohms), cette méthode peut ne donne pas les résultats escomptés. D'autre part, à des températures de contrôle très basses, les résistances de diviseur admissibles doivent être sélectionnées en fonction des résistances d'entrée des comparateurs.

Pour éviter les faux positifs d'interférences et d'interférences, il est nécessaire de shunter les entrées du comparateur avec des capacités. Ceci est particulièrement important lorsque les résistances du diviseur sont élevées, qu'il y a un bruit important dans le système ou que la thermistance est connectée au circuit à l'aide de longs conducteurs.

Auteur : De froid ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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