以前は、温度に応じて2つのLEDが点灯する温度制御LED回路を構築しました。今度はリレーを使ってその回路を強化し、今度は温度に応じて家庭用エアコンを制御します。この回路は、温度が特定のレベル（この回路では50度）を超えるとトリガーされる自動ライトスイッチとして機能します。ここでは温度センサーとしてLM35を使用しています。この50度のしきい値温度は、必要に応じて回路内の可変抵抗器を調整することで変更できます。
この温度制御スイッチ回路では、デモンストレーション用に単純なLED電球を使用しました。つまり、温度が摂氏50度を超えると電球が自動的にオンになり、温度が50度を下回ると電球が自動的にオフになります。ここでは、電球を任意のAC家電に交換できます。たとえば、電球をファンに交換すると、温度制御されたファン回路として機能します。しきい値温度を摂氏100度のように非常に高く設定し、電球の代わりにアラームを接続するか、適切な定格のリレーを使用して特定の温度を超えてエアコンを自動的にオンにするように構成すると、火災警報器としても機能します。 。
必要なコンポーネント：
- 9V電池
- IC 7805
- 温度センサーLM35
- オペアンプLM358
- 10kオームの抵抗器
- 1kオームの抵抗器
- 可変抵抗器10k
- LED（オプション）
- NPNトランジスタBC547
- ダイオード1N4007
- リレー6v
- 電球または任意のACアプライアンス
温度センサーLM35：
LM35はデバイスのような3ピントランジスタです。VCC、GND、およびOUTPUTがあります。このセンサーは、温度に基づいて出力に可変電圧を提供します。LM35は摂氏で出力を提供し、摂氏150度までの温度を感知できます。LM35は非常に人気があり、一般的にデジタル温度計または温度測定に使用される安価な温度センサーです。
温度が+ 1℃上昇するごとに、出力ピンの電圧が+ 10mV高くなります。したがって、温度が0°Cの場合、センサーの出力は0Vになり、温度が10°Cの場合、センサーの出力は+ 100mVになり、温度が25°Cの場合、センサーの出力は+ 250mVになります。
オペアンプLM358の基準電圧の設定：
ここでは、オペアンプLM358を使用して、LM35の出力電圧を基準電圧と比較しました。前述のように、しきい値電圧を50度に設定したので、オペアンプを50度でトリガーするには、基準電圧を0.5ボルトに設定する必要があります。これは、50度の温度ではLM35の出力電圧が0.5ボルトまたは500mVになるためです。基準電圧は、LM358のピン番号2の電圧です。
ここで、基準電圧を設定するために、抵抗R1と10kの可変抵抗RV1を使用して分圧回路を作成しました。上記の式を使用することにより、それに応じて基準電圧を設定し、しきい値温度を変更することができます。トリガー値として摂氏50度の温度を設定するのと同様に、ポテンショメータを次のように大まかに8k：2kに設定できます。
Vout =（R2 / R1 + R2）* Vin
（ここで、R2はポテンショメータの2番目の部分：2kオームであり、R1はR1 +ポテンショメータの最初の部分：10k + 8kです）
Vout =（2/18 + 2）* 5 = 0.5v
オペアンプLM358：
オペアンプは、電圧コンパレータとも呼ばれます。非反転入力（+）の電圧が反転入力（-）の電圧よりも高い場合、コンパレータの出力はHighになります。また、反転入力（-）の電圧が非反転端（+）よりも高い場合、出力はLOWになります。オペアンプの動作について詳しくは、こちらをご覧ください。
LM358は、内部に2つの独立した電圧コンパレータを備えたデュアル低ノイズ オペアンプです。これは、コンパレータ、サマー、インテグレータ、アンプ、微分器、反転モード、非反転モードなどの多くのモードで構成できる汎用オペアンプです。
回路図：
作業説明：
この温度制御された家電回路の動作は簡単です。 9V汎用バッテリーは回路全体に電力を供給するために使用され、IC7805は回路に安定化された5v電源を供給するために使用されます。温度が50度を下回ると、LM358の出力はLOWのままになり、トランジスタQ1とリレーもOFF状態のままになるため、電球はオフになります。 POTを回転させることにより、それに応じてこのしきい値温度を設定できます。
ここで、周囲の温度が摂氏50度を超えると、ピン2のLM35の出力電圧も0.5ボルトまたは500mVより高くなります。 LM35の出力は、オペアンプLM358のピン3に接続されています。また、基準電圧（LM358のピン2の電圧）を0.5ボルトに設定したため、ピン3（非反転入力）の電圧は、ピン2（反転入力）およびオペアンプLM358の出力（PIN 1）HIGHになります。 LM358の出力はNPNトランジスタQ1のベースに接続されているため、Q1もオンになり、リレーがトリガーされ、電球がオンになります。リレーには小さなコイルがあり、小さな電流でエネルギーを取得し、それに接続されたACデバイスをトリガーします。以下でその動作について説明します。このようにして、この回路は温度制限を検出し、アプライアンスの電源を自動的にオンにします。
デモビデオでは、はんだごてを使用して温度センサーLM35の近くの周囲を加熱しました。最後に、ビデオを確認してください。また、ここでは220vの直接ACメインを使用しているため、細心の注意を払う必要があります。そうしないと、重傷を負う可能性があります。
リレーの動作：
リレーは電磁スイッチであり、トランジスタをスイッチとして使用するように、小さな電流を流すとはるかに大きな電流が流れるようになります。リレーは通常、はるかに小さいDC電流を使用してAC（交流）デバイスを制御するために使用されます。
リレーの内部にはコイルがあり、コイルに電圧が印加されていない場合、COM（共通）はNC（通常閉接点）に接続されます。そして、コイルにいくらかの電圧が印加されると、電磁界が発生します。アーマチュア（スプリングに接続されたレバー）を引き付け、COMとNO（通常は開いた接点）が接続され、より大きな電流が流れるようになります。リレーは多くの定格で利用できます。ここでは、7A〜250VACの電流を流すことができる6Vの動作電圧リレーを使用しました。
リレーは 、トランジスタ、ダイオード、抵抗で構成される小さなドライバ回路を使用して構成されて います。トランジスタは電流を増幅するために使用され、（DC電源からの）全電流がコイルを流れて完全にエネルギーを供給できるようにします。抵抗は、トランジスタにバイアスをかけるために使用されます。また、トランジスタがオフになっているときに逆電流が流れるのを防ぐためにダイオードが使用されています。すべての誘導コイルは、突然オフにすると等しく反対のEMFを生成します。これにより、コンポーネントに恒久的な損傷が生じる可能性があるため、逆電流を防ぐためにダイオードを使用する必要があります。 リレーモジュールは、 ボード上のすべてのドライバ回路と、市場で容易に入手可能であるか、コンポーネント上で使用することによって、それを作成することができます。ここでは6Vリレーモジュールを使用しました。リレーについて詳しくは、こちらをご覧ください。