Un sistema de temperatura controlada es un tipo de sistema de control que controla automáticamente la temperatura de un objeto o un área.
Comúnmente usamos sistemas de control de temperatura en Aires Acondicionados, Refrigeradores, Geysers, etc. donde la temperatura se ajusta automáticamente según los ajustes de entrada. Para implementar un sistema de control de temperatura, necesitamos un sensor de temperatura, un controlador y un sistema de enfriamiento.
En este proyecto, hemos implementado un sistema simple de control de temperatura usando componentes simples. El objetivo de este proyecto es encender o apagar el ventilador automáticamente al detectar la temperatura ambiente.
Los requisitos de hardware para este sencillo sistema de control de temperatura son: LM35, L293D, LM358, un ventilador y algunos pasivos componentes (Resistores).
Tabla de contenido
- Diagrama de circuito
- Componentes necesarios
- Componente Descripción
- Sensor de temperatura LM35
- LM358 Op-Amp
- Circuit Design
- Trabajo del proyecto
- Ventajas
- Aplicaciones
Contenido
Diagrama de circuito
Componentes necesarios
- 1 x Sensor de temperatura LM35
- 1 x LM358 Op-Amp
- 1 x IC del controlador del motor L293D
- 1 ventilador de 12 V CC
- 1 x 10 KΩ Resistencia (1/4 vatios)
- 1 x 5 KΩ Potenciómetro
- 1 x Tablero
- Conexión de cables
- Fuente de alimentación de 12 V
Descripción del componente
Sensor de temperatura LM35
LM35 es un dispositivo sensor de temperatura de escala Celsius con una salida directamente proporcional a la temperatura. LM35 puede medir temperaturas en el rango de-550C a + 1500C.
En este proyecto, estamos usando el sensor de temperatura LM35 para medir la temperatura de su entorno y enviar los valores de voltaje correspondientes al controlador (Op-Amp).
LM358 Op-Amp
LM358 es un IC de amplificador operacional (Op-Amp) que consta de dos amplificadores operacionales independientes. LM358 tiene una amplia gama de aplicaciones como filtros, LED o controladores de lámpara, generador de impulsos, oscilador controlado por voltaje (VCO), amplificador, etc. En este proyecto, estamos utilizando el LM358 Op-Amp IC en su modo de comparación.
NOTA: Aunque LM358 tiene dos amplificadores operacionales, vamos a usar solo uno. Por lo tanto, también se pueden usar otros circuitos operativos Op Amp como LM741 (Single Op-Amp) o LM324 (Quadruple Op-Amps).
L293D Driver Driver IC: L293D es un Driver Driver IC que puede conducir dos motores a la vez con entradas individuales, ya que tiene un doble H-Bridge Driver. En este proyecto, vamos a conducir un ventilador de PC de 12V con este controlador de motor IC.
Circuit Design
LM35 tiene 3 pines: VCC, Data y GND. Conecte el VCC y GND a 12V y GND respectivamente y forme un divisor de voltaje con un pin de datos y una resistencia de 10 KΩ. La salida del divisor de voltaje se da a la entrada no inversora (Pin 3) del Op-Amp (LM358).
Un potenciómetro de 5 KΩ está conectado a la entrada inversora (Pin 2) del Op-Amp. Los pines 8 y 4 están conectados a una fuente de 12V y GND. La salida del Op-Amp, es decir, el Pin 1, está conectada al Pin 1A (Pin 3), que es la primera entrada del controlador del Motor Driver IC L293D.
La segunda entrada del controlador de L293D (2A-Pin 7) está conectado a GND. Los pines 1, 8 y 16 (Habilitar 1, VCC2 y VCC2) están conectados a la fuente de 12V y los pines 4, 5, 12 y 13 están conectados a GND. El motor (ventilador de PC 12V) está conectado entre los pines 3 y 6 (1Y y 2Y).
Trabajo del proyecto
El funcionamiento del proyecto del sistema de control de temperatura se puede explicar fácilmente mediante comparándolo con un sistema de control de circuito cerrado.
Un sistema de control de circuito cerrado consiste en una entrada, un dispositivo de control, salida y retroalimentación. La entrada es típicamente un sensor que monitorea continuamente el parámetro de prueba. Aquí, la entrada es el sensor de temperatura LM35 y el parámetro que estamos interesados en medir es la temperatura.
Los datos de la entrada se dan a un dispositivo o sistema de control. Este dispositivo de control activará la salida de acuerdo con las señales de entrada. En nuestro proyecto, LM358 Op-Amp es un controlador y actúa como un comparador.
Si la temperatura es mayor a la temperatura deseada, necesitamos activar el ventilador. Entonces, tenemos que ajustar el Potenciómetro de manera que si la temperatura aumenta por encima de un valor, la salida del Op-Amp debe ser ALTA.
Esta ALTA salida del Op-Amp se le da al Motor Driver, que junto con el ventilador forma la parte de salida del sistema de control.
Como la otra entrada del variador del motor ya está conectada a GND, siempre que la salida del amplificador operacional sea ALTA, la La entrada al L293D es ALTA y el ventilador comienza a girar.
Esto enfriará el entorno y este fenómeno actúa como retroalimentación en el sistema de control. Si la temperatura disminuye, el LM35 lo detecta y envía una señal al amplificador operacional para que apague el ventilador.
La siguiente imagen muestra la representación del sistema de control de temperatura del sistema de control de bucle cerrado.
Ventajas
- El proyecto implementa un sistema de control de tipo de circuito cerrado para ajustar automáticamente la temperatura.
- Tipo de circuito cerrado el sistema de control es más eficiente que un sistema de circuito abierto ya que la salida se monitorea continuamente como retroalimentación.
Aplicaciones
- El sistema de control de temperatura es un tipo común de sistema de control implementado en diferentes tipos de sistemas como aire acondicionado, calentadores de agua, refrigeradores, etc.
- El tipo de sistemas de temperatura controlada también se puede implementar en industrias, automóviles.