Bài đăng giải thích cách tạo mạch ứng dụng LM35 bằng cách hiểu biểu dữ liệu, sơ đồ chân và các thông số kỹ thuật khác của nó.

Bởi: SS kopparthy

Thông số kỹ thuật chính của LM35

IC LM35 là một thiết bị đo nhiệt độ trông giống như một bóng bán dẫn (gói phổ biến nhất là gói TO-92).

Thiết bị này được tìm thấy trong hầu hết các mạch cần đo nhiệt độ vì thiết bị này có chi phí thấp, đáng tin cậy và có độ chính xác cao tới + -3 / 4 độ C.

Chi phí thấp của cảm biến là do khả năng cắt và hiệu chuẩn ở mức wafer của nó.

IC này tốt hơn nhiều so với nhiệt điện trở do độ chính xác khi đo nhiệt độ.

Chi tiết sơ đồ chân

Như bạn thấy trong hình trên, IC LM35 bao gồm ba chân, trong đó hai chân dùng để cấp nguồn cho cảm biến và một chân còn lại là chân tín hiệu đầu ra. Cảm biến có thể hoạt động ở mọi nơi từ -55 đến 150 độ C.

Nhiệt độ đầu ra tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ theo độ C. Ngoài ra, biến thể khác LM35C cũng có sẵn và phạm vi nhiệt độ của nó là -40 đến 110 độ C.

Thông số kỹ thuật và tính năng

Thiết bị này phát ra nhiệt độ tăng 10mV mỗi độ C.

Thiết bị này chỉ tiêu thụ dòng điện 60µA. Vì vậy, nó không làm tiêu hao nhiều năng lượng từ pin hoặc nguồn điện.

Ngoài ra, do dòng điện thấp này, khả năng tự làm nóng của thiết bị ở mức thấp nhất là 0,1 ° C.

Các biến thể khác của thiết bị này có các gói khác nhau cũng có sẵn như TO-46 và TO-220.

Chúng hoạt động giống như cách truyền thống nhưng khác nhau về khu vực sử dụng và tính khả thi cho một ứng dụng cụ thể.

Ví dụ, gói kim loại TO-46 có thể được sử dụng để đo nhiệt độ bề mặt vì gói kim loại có thể tiếp xúc trực tiếp với bề mặt cần đo nhiệt độ, trong khi gói TO-92 không thể vì thiết bị đo nhiệt độ chủ yếu dựa trên nhiệt độ của các đầu cực của thiết bị vì các đầu cực kim loại dẫn nhiệt độ cao hơn so với vỏ nhựa.

Do đó, LM35 đóng gói TO-92 được sử dụng để đo nhiệt độ không khí trong hầu hết các mạch.

Sơ đồ khối và chức năng bên trong

Hình ảnh trên cho thấy sơ đồ khối bên trong của IC LM35. Ở đây chúng ta có thể thấy rằng IC được cấu hình bên trong xung quanh một vài opamps A1 và A2. OpAmp A1 đầu tiên được định cấu hình như một cảm biến nhiệt độ chính xác thông qua một vòng phản hồi được hình thành bởi một vài BJT được định cấu hình như một gương hiện tại.

Gương hiện tại đảm bảo tốc độ phát hiện nhiệt độ ổn định và tuyến tính hoàn hảo, đồng thời ngăn chặn việc kích hoạt sai hoặc đọc nhiệt độ không chính xác ở đầu ra.

Nhiệt độ cảm nhận được tạo ra ở mặt phát của gương hiện tại với tốc độ 8,8mV trên độ C.

Đầu ra được áp dụng cho một giai đoạn đệm bằng cách sử dụng một opamp A2 khác được cấu hình như một bộ theo điện áp trở kháng cao.

Giai đoạn A2 này hoạt động như một bộ đệm để củng cố chuyển đổi nhiệt độ thành điện áp và trình bày nó ở chân đầu ra cuối cùng của IC thông qua một giai đoạn BJT trở kháng cao khác được cấu hình như một bộ theo phát.

Do đó, đầu ra cuối cùng trở nên cách ly cao so với giai đoạn cảm biến nhiệt độ thực tế và mang lại phản ứng cảm biến nhiệt độ chính xác cao, người dùng có thể sử dụng giai đoạn chuyển mạch bên ngoài như giai đoạn trình điều khiển rơ le hoặc triac.

Sử dụng tản nhiệt

IC cảm biến LM35 cũng có thể được hàn vào vây tản nhiệt để tăng độ chính xác và giảm thời gian cảm biến và phản hồi trong không khí chuyển động chậm.

Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy xem mạch sau sử dụng LM35 để đưa ra chỉ báo khi nhiệt độ trên mức quy định:

Mạch LM35 sử dụng một op-amp IC741 để đưa ra chỉ báo

Mạch dò nhiệt độ sử dụng IC LM35

Mạch LM35 sử dụng op-amp IC741 làm bộ so sánh. Op-amp được định cấu hình như một bộ khuếch đại không đảo.

Điều đó có nghĩa là khi LM35 phát hiện nhiệt độ cao, đầu ra của op-amp trở thành + ve và đèn LED màu đỏ sáng lên và nhiệt độ giảm xuống dưới mức quy định, đầu ra của op-amp trở thành –ve và đèn LED màu xanh lá cây sáng lên.

Mức nhiệt độ cao có thể được thiết lập với sự trợ giúp của cài đặt trước trong mạch.

Để đặt mức nhiệt độ mà đèn LED đỏ sáng lên, bạn cần biết nhiệt độ thực tế nơi mạch đang được kiểm tra. Đối với điều đó, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng.

Như chúng ta biết rằng điện áp đầu ra của LM35 tăng 10mV mỗi độ C khi nhiệt độ tăng lên, chúng ta có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện áp đầu ra và ví dụ điện áp là 322mV, thì nhiệt độ tại nơi đó là 32,2 ° C.

Bạn thậm chí có thể kiểm tra IC xem nó có hoạt động hay không bằng quy trình trên. Bạn có thể đo nhiệt độ thực tế bằng nhiệt kế khí quyển và so sánh nó với các giá trị thu được bằng LM35. Bạn có thể không nhận được các giá trị chính xác nhưng bạn sẽ nhận được các giá trị gần đúng.

Mạch điều khiển rơ le LM35

Một bộ điều khiển nhiệt độ chính xác dựa trên LM35 có thể được xây dựng để điều khiển tải bên ngoài như lò sưởi hoặc quạt bằng cách gắn một giai đoạn trình điều khiển rơle vào phần trước của chúng tôi như hình dưới đây: