汽車結(jié)冰警告電路分享

由于熱敏電阻易于獲得，因此對(duì)大氣或流體熱量變化做出反應(yīng)的裝置易于構(gòu)建。該汽車結(jié)冰警告電路解釋了如何在電路中實(shí)現(xiàn)像換能器一樣的熱敏電阻，一旦大氣溫度降至0°C左右，該電路就會(huì)持續(xù)閃爍警告燈。

為什么結(jié)冰的道路很危險(xiǎn)

冰，特別是黑冰，是駕駛者在寒冷月份容易遇到的最危險(xiǎn)的情況之一。即使外面看起來(lái)不太冷，雪仍然可以落在街道上，可能會(huì)緩慢地解凍。黑冰在夜間和早晨可能特別危險(xiǎn)，主要是因?yàn)樗雌饋?lái)像潮濕的街道而不是冰冷。黑冰非常難以捉摸，這意味著對(duì)于車輛來(lái)說(shuō)，這很容易導(dǎo)致打滑和事故。

牢記這一點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了該電路，可用于獲取有關(guān)可能降至霜凍水平的溫度的警報(bào)信號(hào)?；蛘?，正如本項(xiàng)目所解釋的那樣，賽道可能習(xí)慣于警告汽車駕駛員有關(guān)結(jié)冰街道的情況。

設(shè)計(jì)

除了幾個(gè)雙極晶體管，一個(gè)npn和一個(gè)pnp類型外，該電路還采用了3種其他形式的半導(dǎo)體器件。首先，涉及少量半導(dǎo)體物質(zhì)的熱敏電阻實(shí)際上是一種玻璃膠囊式負(fù)溫度系數(shù)（NTC）式。

其微小的尺寸有助于它對(duì)溫度變化做出快速反應(yīng)，而玻璃蓋則保護(hù)半導(dǎo)體免受液體導(dǎo)電特性的影響，否則會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)性結(jié)果。

請(qǐng)注意，n.t.c.熱敏電阻帶有電阻，隨著溫度的下降而上升。此外，推薦的741型運(yùn)算放大器IC用作惠斯通電橋周圍的敏感電壓變化傳感器。其中一個(gè)特定的臂由熱敏電阻組成。

熱敏電阻可以是任何100K NTC熱敏電阻。

最后，LED燈用作閃爍警告信號(hào)的指示燈。這種燈緊湊、堅(jiān)固，幾乎不消耗任何電流進(jìn)行照明。

電路說(shuō)明

“霜凍”報(bào)警的整個(gè)電路如上圖所示。它由12V汽車電池的電壓驅(qū)動(dòng)?；蛘?，對(duì)于其他應(yīng)用，9V電池可能足以運(yùn)行電路。

電路基本上由虛線分解的幾個(gè)元素組成。該行左側(cè)顯示了對(duì)溫度敏感的惠斯通電橋，其輸出由像差分放大器一樣工作的運(yùn)算放大器檢測(cè)。

虛線右側(cè)有一個(gè)雙晶體管振蕩器，一旦熱敏電阻延伸到預(yù)設(shè)溫度，它就會(huì)振蕩LED。

惠斯通電橋包括電阻R1和R2，它們參照地線（對(duì)于8V電池）將運(yùn)算放大器反相端上的電壓固定在12V左右。預(yù)設(shè)的VR1和熱敏電阻RTH1創(chuàng)建電橋的第二臂。

這是因?yàn)闊崦綦娮枋荖TC規(guī)格，您會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著溫度的下降，其電阻會(huì)增加，導(dǎo)致引腳3處的電壓成比例上升。

當(dāng)該電壓剛好越過(guò)引腳2的基準(zhǔn)電平時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出會(huì)改變狀態(tài)，并從零左右翻轉(zhuǎn)到幾伏的正值。

輸出顯著為正的溫度可以通過(guò)微調(diào)預(yù)設(shè)VR1來(lái)確定。運(yùn)算放大器輸出端電壓的快速增加使振蕩器電路轉(zhuǎn)彎，如虛線右側(cè)所示。電阻R3使用該電壓來(lái)切換晶體管TR1的基極。

電容 C1 有助于保持低頻幅度所必需的正反饋。pnp 晶體管 TR2 在其集電極端子中為 LED 供電，同時(shí)計(jì)算出一個(gè)串聯(lián)電阻 R5，該電阻將進(jìn)入

LED 的電流限制在最大額定值以下。

LED閃爍頻率在一定程度上由其自身的電阻確定，盡管通過(guò)為Cl選擇合適的幅度可以調(diào)節(jié)到所需的水平。

晶體管TRI和TR2需要互補(bǔ)匹配，電路才能發(fā)揮最佳功能。

電路組裝

除電池、開(kāi)關(guān)和 LED 外，每個(gè)元件都可以組裝在 0.1 英寸矩陣 Veroboard

上，如下所示，盡管真正的設(shè)計(jì)很可能取決于用戶購(gòu)買的零件的實(shí)際比例。

熱敏電阻的位置應(yīng)遠(yuǎn)離任何可能的熱源或發(fā)動(dòng)機(jī)。它應(yīng)該靠近汽車的地板，以便更容易地感知一英尺以下道路上冰冷的冰塊的溫度。

熱敏電阻必須防止可能的水濺或雨水，因?yàn)樗舭l(fā)引起的冷卻效應(yīng)可能導(dǎo)致其溫度突然下降到實(shí)際周圍溫度以下，從而導(dǎo)致誤報(bào)。

熱敏電阻的有效位置位于前保險(xiǎn)杠的后部，但根據(jù)汽車的類型，可以確定更好的位置。找到熱敏電阻的正確位置后，需要確定熱敏電阻和控制電路之間所需的導(dǎo)線距離。

將延長(zhǎng)線焊接到熱敏電阻時(shí)要小心，因?yàn)楹附拥慕宇^必須使用套管保護(hù)以防止水接觸。具有熱收縮特性的套管可能是最佳選擇。

熱敏電阻必須粘合到短塑料管的表面，以確保當(dāng)空氣在其周圍流動(dòng)時(shí)，它不會(huì)遠(yuǎn)離可能的水濺。

幾乎任何微小的塑料盒都可以用來(lái)封閉電路，也可以將其安全地放置在汽車儀表板后面的某個(gè)地方。三組輸出線應(yīng)通過(guò)索環(huán)端接盒子：幾根電線連接到電池，2

根連接到熱敏電阻，2 根連接到 LED。

在儀表板內(nèi)選擇一個(gè)最適合可視化 LED 閃爍的位置。鉆一個(gè)孔，使 LED 能夠通過(guò)，以便輕松推過(guò)塑料墊圈。

LED應(yīng)精確地連接到電路，以便TR2能夠通過(guò)正向偏置正確打開(kāi)它。

您可以通過(guò)設(shè)置為歐姆范圍的萬(wàn)用表輕松識(shí)別 LED 陽(yáng)極引腳。在最終將電路安裝在車內(nèi)之前，必須通過(guò)實(shí)際的冰溫測(cè)試來(lái)確認(rèn)結(jié)果。

校準(zhǔn)

在碗里砸一點(diǎn)冰塊，直到它變成液體。確保冰實(shí)際上處于融化狀態(tài)，這將為測(cè)試提供所需的0°C水平。如果您可以訪問(wèn)溫度計(jì)，請(qǐng)務(wù)必使用溫度計(jì)驗(yàn)證溫度。

將熱敏電阻浸入融冰中并微調(diào)預(yù)設(shè)電阻，直到 LED 開(kāi)始脈動(dòng)。從冷凍水中取出熱敏電阻，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著熱敏電阻溫度的升高，LED

最終停止閃爍。

或者，你可以選擇不同的溫度作為L(zhǎng)ED的閃爍閾值。

該電路對(duì)電源電壓變化具有很強(qiáng)的抵抗力，并且不會(huì)導(dǎo)致LED在超出該設(shè)置的溫度下閃爍。順便說(shuō)一下，電阻R5還有助于避免LED在熱敏電阻溫度剛好接近設(shè)定水平時(shí)頻繁閃爍。該電阻器為電容器提供緩慢的放電路徑。

定制電路

如果您覺(jué)得需要修改電路，使其能夠發(fā)出聲音警告而不是LED閃爍，您可以簡(jiǎn)單地執(zhí)行以下操作。

將 C1 值修改為大約 0.1μF（選擇理想頻率的值），并將 R5 與 LED 一起替換為 80 歐姆小型揚(yáng)聲器，此時(shí) C1 直接與 TR2

集電極連接。