Circuit d'avertissement de glace pour automobiles

Les dispositifs qui réagissent aux variations de l'atmosphère ou de la chaleur du fluide sont simples à construire en raison de la disponibilité facile des thermistances. Ce circuit d'avertissement de glace de voiture explique comment mettre en œuvre une thermistance comme un transducteur dans un circuit qui fait clignoter en continu un témoin d'avertissement dès que la température atmosphérique chute à environ 0 ° C.

Pourquoi le gel des routes est dangereux

La glace, en particulier la glace noire, fait partie des circonstances les plus dangereuses que les automobilistes peuvent facilement rencontrer pendant les mois froids. Même s'il ne fait pas trop froid dehors, la neige peut encore atterrir dans les rues, ce qui peut se dégeler lentement. La glace noire peut être particulièrement dangereuse la nuit et le matin, principalement parce qu'elle peut ressembler à des rues humides au lieu de glace. La glace noire est incroyablement insaisissable, ce qui signifie que pour un véhicule, cela peut facilement entraîner des dérapages et des accidents.

En gardant cela à l'esprit, ce circuit a été développé, qui peut être appliqué pour obtenir un signal d'alerte concernant la température qui peut tomber au niveau du gel. Ou peut-être, comme expliqué dans ce projet, le circuit peut être habitué à avertir le conducteur de la voiture concernant les rues gelées.

La conception

En plus de quelques transistors bipolaires , un type npn et un type pnp, le circuit emploie en outre 3 autres formes de dispositifs semi-conducteurs. Tout d'abord, le thermistance , qui implique une petite quantité de substance semi-conductrice, est en fait un style à coefficient de température négatif (NTC) capsulé en verre.

Ses dimensions minuscules lui permettent de réagir rapidement aux variations de température tandis que le couvercle en verre protège le semi-conducteur des caractéristiques de conduction électrique des liquides qui peuvent autrement créer des résultats trompeurs.

Observez qu'un n.t.c. La thermistance est livrée avec une résistance électrique qui augmente lorsque la température baisse. Aussi, un ampli op IC qui est le type 741 recommandé est utilisé comme capteur sensible de changement de tension autour d'un pont de Wheatstone. Un bras particulier se compose de la thermistance.

La thermistance peut être n'importe quelle thermistance 100K NTC.

Enfin, un La lampe LED est utilisée comme indicateur qui fait clignoter le signal d'avertissement. Cette lumière est compacte, robuste et ne consomme pratiquement pas de courant pour éclairer.

Description du circuit

L'ensemble du circuit de l'alarme «gel» est indiqué dans la figure ci-dessus. Il est alimenté par la tension de la batterie de voiture 12V. Alternativement, pour d'autres applications, une batterie 9V peut suffire à faire fonctionner le circuit.

Le circuit est essentiellement composé de quelques éléments décomposés par la ligne pointillée. Sur la gauche de cette ligne montre le sensible à la température Pont de Wheatstone, dont la sortie est détectée par l'ampli opérationnel fonctionnant comme un amplificateur différentiel .

Vers la droite de la ligne pointillée existe un oscillateur à deux transistors qui fait osciller la LED dès que la thermistance atteint la température prédéfinie.

Le pont de Wheatstone comprend des résistances R1 et R2 qui fixent la tension sur la borne inverseuse de l'ampli opérationnel à environ 8V par rapport à la ligne de masse (pour une batterie 12V). Le préréglage VR1 et la thermistance RTH1 créent les deuxièmes bras du pont.

En effet, la thermistance est une spécification NTC, vous constaterez que lorsque la température diminue, sa résistance augmente, ce qui entraîne une augmentation proportionnelle de la tension sur la broche 3.

Comme cette tension traverse juste le niveau de référence de la broche 2, la sortie de l'ampli opérationnel change d'état et bascule d'environ zéro à quelques volts positifs.

La température à laquelle la sortie se déplace considérablement positive pourrait être déterminée par un réglage fin du préréglage VR1. L'augmentation rapide de la tension à la sortie du ampli op tourne oscillateur circuit illustré sur le côté droit de la ligne pointillée. La résistance R3 utilise cette tension pour commuter la base du transistor TR1.

Le condensateur C1 contribue à la rétroaction positive essentielle pour maintenir les amplitudes basse fréquence. Le transistor pnp TR2 alimente la LED dans sa borne de collecteur avec une résistance série calculée R5 qui limite le courant entrant dans la LED sous la valeur nominale maximale.

Le LED clignotante la fréquence est établie dans une certaine mesure par sa propre résistance bien qu'elle soit ajustable au niveau souhaité en choisissant une amplitude appropriée pour Cl. Les transistors TRI et TR2 doivent être complémentaires pour que le circuit fonctionne de manière optimale.

ASSEMBLAGE DU CIRCUIT

Chacun des éléments, à l'exception de la batterie, du commutateur et de la LED, pourrait être assemblé sur un Veroboard à matrice de 0,1 pouce comme indiqué ci-dessous, bien que la conception réelle puisse bien dépendre de l'échelle réelle des pièces achetées par l'utilisateur.

La thermistance doit être placée loin de toute source de chaleur possible ou du moteur. Il doit être près du plancher de la voiture pour une détection plus facile des températures des plaques de glace givrées sur les routes à seulement un pied en dessous.

La thermistance doit être protégée contre d'éventuelles projections d'eau ou pluie , car l'effet de refroidissement dû à l'évaporation de l'eau peut entraîner une chute soudaine de la température en dessous de la température ambiante réelle, entraînant de fausses alarmes.

Un placement efficace de la thermistance est à l'arrière du pare-chocs avant, mais un endroit encore meilleur pourrait être identifié en fonction du type de voiture. Une fois que le placement correct de la thermistance est trouvé, vous devez déterminer la distance de fil nécessaire entre la thermistance et le circuit de commande.

Soyez prudent lorsque vous soudez le câble d'extension à la thermistance car les joints soudés doivent être protégés à l'aide d'une gaine pour se protéger contre le contact avec l'eau. Un gainage avec une propriété thermorétractable peut être la meilleure option.

La thermistance doit être cimentée dans la finition d'un court tube en plastique pour s'assurer que, même si l'air peut circuler autour de lui, il reste à l'écart d'éventuelles éclaboussures d'eau.

À peu près n'importe quelle petite boîte en plastique peut être utilisée pour entourer le circuit et le positionner en toute sécurité juste derrière le tableau de bord de la voiture. Trois jeux de fils de sortie doivent terminer la boîte via un passe-fil: quelques fils iront à la batterie, 2 à la thermistance et 2 à la LED.

Choisissez un emplacement dans le tableau de bord qui peut être le plus approprié pour visualiser LED clignotante . Percez un trou pour faire passer la LED de manière à permettre une poussée facile à travers un œillet en plastique.

La LED doit être jointe avec précision au circuit afin que TR2 puisse l'allumer correctement avec une polarisation directe.

Vous pouvez facilement identifier la broche d'anode LED grâce à un multimètre réglé sur sa plage d'ohms. Avant l'installation finale du circuit à l'intérieur de la voiture, les résultats doivent être confirmés par un test de température réelle de la glace.

ÉTALONNAGE

Écrasez un peu de glace dans un bol jusqu'à ce qu'il devienne semi-liquide. Assurez-vous que la glace est réellement dans un état de fusion qui fournira le niveau de 0 ° C requis pour le test. Toujours pour être sûr de vérifier la température à l'aide d'un thermomètre si vous y avez accès.

Immergez la thermistance dans la glace fondante et affinez la résistance préréglée jusqu'à ce que la LED commence à clignoter. Retirez la thermistance de l'eau glacée et vous constaterez peut-être que lorsque la température de la thermistance augmente, la LED cesse finalement de clignoter.

Alternativement, vous pouvez éventuellement opter pour une température différente pour le seuil de clignotement de la LED.

Le circuit est assez résistant aux variations de tension d'alimentation et ne fera pas clignoter la LED à des températures autres que celles de l'ensemble. À propos, la résistance R5 permet également d'éviter que la LED ne clignote fréquemment pendant les périodes où la température de la thermistance est proche du niveau réglé. Cette résistance offre une voie de décharge lente pour le condensateur.

Personnalisation du circuit

Dans le cas où vous ressentez le besoin de modifier le circuit de sorte qu'il active un avertissement sonore au lieu d'un clignotement de la LED, vous pouvez simplement faire ce qui suit.

Modifiez la valeur C1 à environ 0,1 µF (choisissez sa valeur pour votre fréquence idéale), et remplacez R5 avec la LED par un petit haut-parleur de 80 ohms, C1 à ce stade étant directement relié au collecteur TR2.

Pour avoir un double signal audio-visuel, effectuez la personnalisation suivante, mais changez en plus R4 avec une LED. Pratiquement, vous pouvez trouver fascinant de voir que dans des conditions probables où la glace est sur le point de saisir la route, le circuit réagit rapidement et commence à vous signaler avec l'alerte.