دائرة تحذير الجليد للسيارات

من السهل إنشاء الأجهزة التي تتفاعل مع الاختلافات في الغلاف الجوي أو حرارة السوائل نظرًا لسهولة توفر الثرمستورات. تشرح دائرة التحذير من الجليد في السيارة كيفية القيام بذلك تنفيذ الثرمستور مثل محول الطاقة في دائرة وميض مصباح تحذير باستمرار بمجرد أن تنخفض درجة حرارة الغلاف الجوي إلى حوالي 0 درجة مئوية.

لماذا تعتبر الطرق المتجمدة خطرة

يعد الجليد ، وخاصة الجليد الأسود ، من بين أكثر الظروف خطورة التي يمكن لسائقي السيارات مواجهتها بسهولة خلال الأشهر الباردة. حتى عندما لا يبدو الجو باردًا جدًا في الخارج ، لا يزال من الممكن للثلج أن يهبط في الشوارع ، مما قد يتجمد ببطء. قد يكون الجليد الأسود شديد الخطورة على وجه التحديد في ساعات الليل والصباح ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه قد يبدو مثل الشوارع الرطبة بدلاً من الجليد. الجليد الأسود بعيد المنال بشكل لا يصدق ، مما يعني أنه بالنسبة للسيارة يمكن أن ينتهي الأمر بسهولة بالانزلاق والحوادث.

مع وضع ذلك في الاعتبار ، تم تطوير هذه الدائرة ، والتي يمكن تطبيقها للحصول على إشارة تنبيه بخصوص درجة الحرارة والتي قد تنخفض إلى مستوى الصقيع. أو ربما ، كما هو موضح في هذا المشروع ، قد تكون الحلبة معتادة على تنبيه سائق السيارة من الشوارع المتجمدة.

التصميم

إلى جانب اثنين من الترانزستورات ثنائية القطب ، نوع npn و pnp ، تستخدم الدائرة بالإضافة إلى ذلك 3 أشكال أخرى من أجهزة أشباه الموصلات. بادئ ذي بدء ، فإن الثرمستور ، الذي يتضمن كمية صغيرة من مادة شبه موصلة ، هو في الواقع نمط معامل درجة حرارة سالب كبسولة زجاجية (NTC).

تساعد أبعاده الصغيرة على الاستجابة بسرعة للتغيرات في درجات الحرارة بينما يحمي الغطاء الزجاجي أشباه الموصلات من خصائص التوصيل الكهربائي للسوائل التي يمكن أن تؤدي إلى نتائج مضللة.

لاحظ أن n.t.c. يأتي الثرمستور بمقاومة كهربائية ترتفع مع انخفاض درجة الحرارة. أيضا ، المرجع أمبير IC وهو النوع 741 الموصى به ، ويستخدم باعتباره حساسًا حساسًا لتغيير الجهد حول جسر ويتستون. ذراع واحد خاص يتكون من الثرمستور.

يمكن أن يكون الثرمستور أي ترمستور 100K NTC.

أخيرًا ، أ يستخدم مصباح LED كمؤشر الذي يومض إشارة التحذير. هذا المصباح مضغوط ومتين ولا يستهلك أي تيار تقريبًا للإضاءة.

سيركويت دسكريبتيون

تم الكشف عن دائرة إنذار 'الصقيع' بالكامل في الشكل أعلاه. يتم تشغيله بواسطة الجهد من بطارية السيارة 12V. بدلاً من ذلك ، بالنسبة للتطبيقات الأخرى ، قد تكون بطارية 9 فولت كافية لتشغيل الدائرة.

تتكون الدائرة بشكل أساسي من عنصرين مقسمين بالخط المنقط. على يسار هذا الخط يظهر ملف حساس لدرجة الحرارة جسر Wheatstone ، الذي يتم الكشف عن خرجه بواسطة المرجع op الذي يعمل مثل a مكبر تفاضلي .

إلى يمين الخط المنقط يوجد مذبذب ثنائي الترانزستور يتأرجح في مؤشر LED بمجرد أن يمتد الثرمستور إلى درجة الحرارة المحددة مسبقًا.

يشتمل جسر Wheatstone على مقاومات R1 و R2 التي تعمل على إصلاح الجهد على الطرف المقلوب لمكبر الصوت عند حوالي 8 فولت مع الإشارة إلى الخط الأرضي (لبطارية 12 فولت). ينشئ كل من VR1 والمقاوم الحراري RTH1 الذراعين الثانيين للجسر.

هذا لأن الثرمستور هو أحد مواصفات NTC ، ستجد أنه كلما انخفضت درجة الحرارة تزداد مقاومته ، مما يؤدي إلى ارتفاع الجهد في الطرف 3 بشكل متناسب.

نظرًا لأن هذا الجهد يتجاوز المستوى المرجعي للدبوس 2 ، فإن إخراج المرجع أمبير يغير الحالة وينقلب من حوالي الصفر إلى بعض الفولتات الموجبة.

يمكن تحديد درجة الحرارة التي يتحرك فيها الإخراج بشكل إيجابي بشكل كبير من خلال ضبط VR1 المحدد مسبقًا. الزيادة السريعة في الجهد عند خرج المرجع أمبير يتحول المذبذب الدائرة الموضحة على الجانب الأيمن من الخط المنقط. يستخدم المقاوم R3 هذا الجهد لتبديل قاعدة الترانزستور TR1.

يساعد المكثف C1 في الحصول على ردود الفعل الإيجابية الضرورية للاحتفاظ بسعة التردد المنخفض. ال الترانزستور pnp تعمل TR2 على تشغيل LED في طرف التجميع الخاص بها جنبًا إلى جنب مع المقاوم المتسلسل المحسوب R5 والذي يحد من التيار الداخل إلى LED عند الحد الأقصى للتصنيف.

ال وميض LED يتم تحديد التردد إلى حد معين من خلال مقاومته الخاصة على الرغم من أنه قابل للتعديل إلى المستوى المطلوب باختيار الحجم المناسب لـ Cl. يجب أن يكون ترانزستورات TRI و TR2 تطابقًا مكملًا للدائرة لتعمل على النحو الأمثل.

جمعية الدائرة

يمكن تجميع كل عنصر من العناصر ، باستثناء البطارية والمفتاح ومصباح LED ، على مصفوفة 0.1 بوصة Veroboard كما هو موضح أدناه ، على الرغم من أن التصميم الحقيقي قد يعتمد على الحجم الفعلي للأجزاء التي يشتريها المستخدم.

يجب وضع الثرمستور بعيدًا عن أي مصدر حرارة محتمل أو بعيدًا عن المحرك. يجب أن يكون بالقرب من أرضية السيارة لتسهيل الإحساس بدرجات حرارة البقع الجليدية المتجمدة على الطرق على بعد قدم فقط تحتها.

يجب حماية الثرمستور من رذاذ الماء المحتمل أو تمطر ، لأن تأثير التبريد الناجم عن تبخر الماء قد يتسبب في انخفاض مفاجئ في درجة الحرارة عن درجة الحرارة المحيطة الفعلية ، مما يؤدي إلى إنذارات خاطئة.

يوجد موضع فعال للثرمستور في الجزء الخلفي من المصد الأمامي ولكن يمكن تحديد مكان أفضل اعتمادًا على نوع السيارة. بمجرد العثور على الموضع الصحيح للثرمستور ، تحتاج إلى تحديد مسافة السلك اللازمة بين الثرمستور ودائرة التحكم.

توخ الحذر أثناء لحام سلك التمديد في الثرمستور نظرًا لحقيقة أنه يجب حماية الوصلات الملحومة باستخدام الجلب للحماية من ملامسة الماء. قد تكون التغطيه مع خاصية الانكماش الحراري بمثابة الخيار الأفضل.

يجب أن يتم تثبيت الثرمستور في نهاية أنبوب بلاستيكي قصير للتأكد من أنه بينما يُسمح للهواء بالتدفق حوله ، فإنه يظل بعيدًا عن رذاذ الماء المحتمل.

يمكن استخدام أي صندوق بلاستيكي صغير لإحاطة الدائرة الكهربائية وأيضًا لوضعها بأمان في مكان ما خلف لوحة القيادة في السيارة. ثلاث مجموعات من أسلاك الإخراج يجب أن تنهي الصندوق عبر حلقة: زوجان من الأسلاك سوف يذهبان إلى البطارية ، و 2 إلى الثرمستور ، و 2 إلى الصمام.

اختر موقعًا داخل الشرطة والذي قد يكون أكثر ملاءمة لتصور ملف وميض LED . قم بحفر حفرة لتمرير مؤشر LED بطريقة تتيح دفعًا سهلًا من خلال حلقة بلاستيكية.

يجب أن يتم ربط LED بدقة بالدائرة حتى تتمكن TR2 من تشغيلها بشكل صحيح مع تحيز أمامي.

يمكنك بسهولة تحديد دبوس أنود LED من خلال مجموعة متعددة المقاييس لنطاق أوم الخاص به. قبل التثبيت النهائي للدائرة داخل السيارة ، يجب تأكيد النتائج باختبار حقيقي لدرجة حرارة الجليد.

معايرة

اهرس القليل من الثلج داخل وعاء حتى يتحول إلى شبه سائل. تأكد من أن الثلج في حالة ذوبان بالفعل والتي ستوفر مستوى 0 درجة مئوية المطلوب للاختبار. لا يزال يتعين التأكد من التحقق من درجة الحرارة باستخدام مقياس حرارة إذا كنت تستطيع الوصول إليه.

اغمر الثرمستور داخل الجليد الذائب وقم بضبط المقاوم المضبوط مسبقًا حتى يبدأ مؤشر LED في النبض. قم بإزالة الثرمستور من الماء المبرد وقد تجد أنه مع تحرك درجة الحرارة على الثرمستور لأعلى ، يتوقف مؤشر LED أخيرًا عن الوميض.

بدلاً من ذلك ، يمكنك اختيار درجة حرارة مختلفة لعتبة وميض مؤشر LED.

الدائرة مقاومة جدًا لتزويد اختلافات الجهد ، ولن تتسبب في وميض LED في درجات حرارة بخلاف تلك المجموعة. بالمناسبة ، يساعد المقاوم R5 أيضًا على تجنب وميض LED بشكل متكرر خلال الفترات التي تكون فيها درجة حرارة الثرمستور قريبة من المستوى المحدد. يوفر هذا المقاوم طريق تفريغ بطيء للمكثف.

تخصيص الدائرة

في حال شعرت بالحاجة إلى تعديل الدائرة بحيث تتيح تحذيرًا مسموعًا بدلاً من وميض LED ، يمكنك ببساطة القيام بما يلي.

قم بتعديل قيمة C1 إلى حوالي 0.1 درجة فهرنهايت (اختر قيمتها للتردد المثالي الخاص بك) ، واستبدل R5 مع LED بمكبر صوت صغير 80 أوم ، C1 عند هذه النقطة يتم ربطها مباشرة بمجمع TR2.

للحصول على إشارة سمعية وبصرية توأم ، قم بإجراء التخصيص التالي ولكن قم أيضًا بتغيير R4 بمصباح LED. من الناحية العملية ، قد تجد أنه من الرائع أن ترى أنه في ظل الظروف المحتملة حيث يكون الجليد على وشك السيطرة على الطريق ، تستجيب الدائرة بسرعة وتبدأ في إرسال إشارة تحذير لك.