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Termostato – Controle de temperatura com Relê

Este é um circuito de controle térmico de alta precisão, também chamado de termostato eletrônico, ele tem um  controle automático de temperatura  que ativa um relé de acordo com a temperatura, como sensor ele usa um circuito integrado detector de  temperatura, o  LM35. O funcionamento básico é simples, quando o LM35 detecta uma temperatura superior ao nível padrão, ou seja, um nível definido pelo trimpot VR1, o relê é acionado e quando a temperatura cai abaixo da temperatura pré-estabelecida, o relé é desligado.

Controle de temperatura - Termostato com Relê
Termostato com Relê

Existem várias versões do sensores de temperatura LM35 :

LM35CZ & LM35CAZ (TO-92 ) = 40 C a 110 C
LM35DZ (TO-92) = 0 a 100C
LM35H & LM35AH ( TO-46 ) = 55C a 150C

Funcionamento do Termostato eletrônico com Relê

O coração do circuito é o circuito integrado LM35, a versão usada é a DZ, que vai de 0 a 100C, ele é  sensor de temperatura que está na escala Celsius (ou centígrados) calibrado de fábrica com uma escala linear, função de conversão Volt para Grau.

Termostato eletrônico com Relê
Circuito do Termostato eletrônico com Relê – Via

A tensão de saída (no pino 2) muda linearmente com a temperatura a partir de 0 V (0  C) para 1000mV  (100 o C). Isso simplifica muito o desenho do circuito, já que só precisa ter uma referência de tensão  com precisão que é fornecida pelo circuito integrado TL431 (Ci regulador) e um comparador preciso que no caso foi usado um circuito integrado LM358 (amplificador operacional), a fim de construir um interruptor térmico controlado (termostado).

A pré-seleção do controle de temperatura, e feita pelo trimpot VR1 e o resistor R3 a partir de um divisor de tensão variável que define uma tensão de referência ( Vref ) na forma 0V ~ 1.62V.

O amplificador operacional A2,  isola a tensão de referência, a fim de evitar o carregamento da rede divisora ​​(VR1 e R3). O comparador A1 compara a tensão de referência Vref (definido pelo VR1) com a tensão de saída do LM35 e decide se é para energizar ou desenergizar o relé (LED1 ligado ou desligado, respectivamente) .

A função no circuito de R2 é proporcionar um pouco de histerese, que ajuda a evitar a retransmissão de vibração. A histerese é inversamente proporcional ao valor de R2. Menor valor de R2 dá histerese superior.

Placa do circuito impresso do termostato
Placa do circuito impresso do termostato

Placa de circuito impresso do termostato

Baixe PCI do termostato em  (pdf)

Nota importante sobre a impressão, use uma impressora a laser para imprimir  em papel vegetal  em tamanho real (ou seja,: não aumentar ou diminuir). A  arte impressa pode ser usada para a exposição direta com UV de PCI como o Kinsten PP-1530. ( papel vegetal é muito mais barato do que a transparência OHP)

Lista de Componentes do termostato

IC1 : LM35DZ  sensor de temperatura
IC2 : TL431 regulador
IC3 : Dual Op-amp LM358
LED1 — LED 3mm or 5mm
Q1 — 2SA1015
D1, D2 — Diodo 1N4148 ou 1SS133
D3, D4 —Diodo  1N4001
ZD1 — Zener diode 13V, 400mW
Trimpot 2.2K
R1 —Resistor 10K –  1/4W
R2 —Resistor 4.7M- 1/4W
R3 —Resistor 1.2K- 1/4W
R4 —Resistor 1K- 1/4W
R5 —Resistor 1K- 1/4W
R6 —Resistor 33Ω- 1/4W
C1 —Capacitor 0.1 µF Capacitor  ceramico (# 104 ou 100n)
C2 — Capacitor 470 µF ou 680 µF Capacitor eletrolítico (16Volts min)
Relê– DC 12 x 400 Ω

O circuito do termostato  pode ser alimentado por qualquer fonte DC de 12Volts com no minimo 100 mA. Já  calibração não precisa de nenhum instrumento especial , o acionamento do relé pode ser definido como  em qualquer temperatura de 0 a 100 o C.

Por exemplo: Para definir uma temperatura de  70C :

Conecte um voltímetro digital de precisão ou multímetro através nos pontos de teste “TP1” e “GND”.
Lentamente Ajuste VR1 até obter uma leitura exata de 700 mV (ou 0,7 V) no seu voltímetro ou multímetro. Pronto! Como já falamos é fácil, já que a escala é linear, função de conversão Volt para Grau.

Um exemplo de aplicação prática por exemplo é  em um sistema de controle automático de temperatura, que mantém a temperatura da água em um recipiente de 70 o C,  uma chocadeira, etc

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