Termostat Digital

Volem dissenyar un termostat digital, que governi l'engegat i l'apagat d'un motor, d'un calentador, d'un refrigerador, etc.

Hem de seleccionar la temperatura desitjada amb 2 digits, i hem de graduar un marge de +/- 1 grau per establir la temperatura desitjada sense que hi hagui conmutacions massa contínues.

Esquema

Disposem d'un sensor de temperatura, el qual, el fabricant ens diu que a la sortida hi ha la seguent variable:

2'73v + 10mv/C x T(C)

Per tant, li restarem l'offset de 2'73v per quedan-se amb xifres més manejables.

I tot seguit amplificarem aquesta senyal x10, ja que així serà més fàcil fer la comparació amb els Dacs.

Doncs en aquest punt ja tenim 100mv/C.

Per seleccionar la temperatura que volguem aconseguir, hem fet servir 2 contadors LS190, posats a Up perquè contin cap amunt.

En les entrades Px, hi hem conectat un pulsador amb tensió, el cual, cada cop que el pulsem, pujarem un numero, ja sigui de desenes o d'unitats, ja que hem posat un pulsador per cada contador.

Per carregar la numeració triada, hem conectat un altre pulsador amb tensió, que va conectat a les dos entrades de càrrega paralela (Pl), per tant, quan pulsem aquest terçer pulsador, carregarem la numeració triada posteriorment, la cual passarà pels BCD 7 segments i als displais.

Del les sortides dels comptadors, també hi hem de conectar els Dac's R-2R, per convertir la senyal digital dels comptadors en senyal analògica, un per Desenes i un per Unitats, els cuals, donen una senyal de 208'3 mv/unitat; per tant, al sumar els dos Dac's, haurem d'atenuar la senyal, perquè per fer la comparació, necessitem que les Unitats siguin 100 mv, i que les Desenes sigui 1v, ja que així obtindrem la temperatura en Volts, per exemple, si posem 23 Graus, surtiran de les Unitats 300mv, i de les Desenes 2v, doncs 2'3v, que es compararant amb els del sensor.

Això ho aconseguim posant una serie de Resistències prèviament calculades.

Tot seguit, coloquem un negador per deixar la senyal positiva, ja que hem fet servir un sumador inversor.

A continuació coloquem un Trigger Schmid, el cual esta calculat perquè conmuti amb un marge de +/- 1v, respecte la senyal que procedeix del sensor.

Per acabr el circuit, fiquerem un triak, el que farà enguegar i apagar el motor que volguem governar.

Càlculs

Divisor (Offset)

I = 1mA. R = 7'27v/1mA. = 7K27.

P = 2'73v/1mA. = 2k73.

Ampli. N I

Vo = (1+9K/1K)x10mv = 100mv

R2 = 9K

R1 = 1K

Dac's

Vo = Vref (B3/3 + B2/6 + B1/12 + B0/24)

Vo = Vref 1/3 (B3 + B2/2 + B1/4 + B0/8)

Vo = Vref 1/3 1/8 = 5v 1/3 1/8

Vo = 208'3 mv/unitat.

Ampli. Sum. I

208'3vxR/10K = 100mv R = 4K8

208'3vxR/10K = 1v R = 4K8

Ampli. I

R = R

Trigger Schmid

Vx = v2x(Rb/Ra+Rb) + vox(Ra/Ra+Rb)

vox(Ra/Ra+Rb) = 1

10v = (Ra+Rb)/Ra Ra = 2K Rb = 18K