Control on off de temperatura con histéresis v1.0

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Tema complementario: Disparador Schmitt no inversor
El siguiente proyecto es un control on off de temperatura con histéresis (versión 1.0). Un ventilador y/o lámpara se prenderán y/o apagaran para mantener la temperatura entre una ventana de histéresis (VIH y VIL). Para configurar el circuito se debe hallar el valor de 3 resistencias, RA, RB y RC. El diagrama es el siguiente:
Circuito control on off de temperatura con histéresis v1.0
Se usan dos amplificadores operacionales lm324, uno configurado como disparador Schmitt no inversor, y otro como amplificador no inversor. Como sensor de temperatura se usa el LM35, su señal se amplifica por 10, y se usa una sola fuente de 12 voltios. Las ecuaciones de diseño son las siguientes:
Tenga en cuenta
- Para hallar los valores de RA y RB antes se debe hallar Vx que es un voltaje thevenin.
- VIH y VIL son los limites superior en inferior de temperatura. Como la señal de salida del LM35 es amplificada por 10, un grado centígrado equivale a 100 mv (0.1v).
- La función del led además de indicar cuando este energizado el relé, es la de garantizar el apagado del transistor 2n2222a.
- El relé usado es de 5 pines @ 12 voltios. 2 pines son de la bobina, y 3 pines son para los contactos, un contacto común C, un contacto normalmente abierto NO, y un contacto normalmente cerrado (NC).
- Si se va a controlar una lámpara esta debe ir conectado al contacto normalmente cerrado NC, y si se va a controlar un ventilador este debe ir conectado al contacto normalmente abierto NO del relé.
- Este circuito puede controlar temperaturas desde los 10 hasta los 100 grados centígrados.
Calculadora Control on off de temperatura con histéresis v1.0
Temperatura máxima Tmax : °C
Temperatura mínima Tmin  : °C
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Valor resistencia RA:
Valor resistencia RB:
Valor resistencia RC:
Como usar la calculadora:
- Para los datos de entrada en caso de tener decimales se usa el punto no la coma. De usar la coma se produce error.
- Las temperaturas máximas y mínimas que se pueden ingresar deben estar entre los 100 y 10 grados centígrados.
- Las resistencias RA, RB y RC se pueden ajustar a ohmios (Ω), kiloohmios (kΩ) o a Megaohmios (MΩ).
Descarga la simulación en Proteus 7.9 de Control on off de temperatura con histéresis v1.0 aqui.
Descarga la simulación en Proteus 8.3 de Control on off de temperatura con histéresis v1.0 aqui.
Ejemplo 1. Se desea controlar la temperatura en un lugar cerrado. Se quiere que oscile entre 60 y 70 grados centígrados. Para ello se deberá controlar el prendido y apagado de una lámpara de 12 voltios. Diseñe el circuito.
Solución. En vista de que un grado centígrado equivale a 0.1 voltios, se tiene entonces que VIH es igual a 7 voltios, y que VIL es igual a 6 voltios. Como se va a controlar una lámpara esta se debe conectar al contacto normalmente cerrado del relé (NC).  Hallamos el valor de RC:
Ahora se halla VX:
Ya con Vx hallamos el valor de RA:
Y finalmente hallamos el valor de RB:
El circuito queda de la siguiente manera:
La simulación es la siguiente:
Donde la línea verde representa la salida del sensor lm35 amplificado 10 veces, y la línea roja representa la salida del lm324. Se puede ver que la temperatura oscila entre 60 y 70 grados (6 y 7 voltios respectivamente).
Ejemplo 2. Se desea controlar la temperatura en un lugar cerrado. Se quiere que oscile entre 25 y 30 grados centígrados. Para ello se deberá controlar el prendido y apagado de un ventilador de 12 voltios. Diseñe el circuito.
Solución. En vista de que un grado centígrado equivale a 0.1 voltios, se tiene entonces que VIH es igual a 3 voltios, y que VIL es igual a 2.5 voltios. Como se va a controlar un ventilador esta se debe conectar al contacto normalmente abierto del relé (NO).  Hallamos el valor de RC:
Ahora se halla VX:
Hallamos el valor de RA:
Y finalmente hallamos RB:
El circuito queda de la siguiente manera:
La simulación es la siguiente:
Donde la línea verde representa la salida del sensor lm35 amplificado 10 veces, y la línea roja representa la salida del lm324. Se puede ver que la temperatura oscila entre 25 y 30 grados (2.5 y 3.5 voltios respectivamente).
Ejemplo 3. Se desea controlar la temperatura en un lugar cerrado. Se quiere que oscile entre 40 y 50 grados centígrados. Para ello se deberá controlar el prendido y/o apagado de una lámpara y un ventilador, ambos de 12 voltios. Diseñe el circuito.
Solución. Como un grado centígrado equivale a 0.1 voltios, se tiene entonces que VIH es igual a 5 voltios, y que VIL es igual a 4 voltios. La lámpara se debe conectar al contacto normalmente cerrado del relé (NC), y el ventilador al contacto normalmente abierto (NO) del relé.  Hallamos el valor de RC:
Ahora se halla VX:
Hallamos RA:
Y finalmente hallamos el valor de RB:
El circuito queda de la siguiente manera:
La simulación es la siguiente:
Donde la línea verde representa la salida del sensor lm35, y la línea roja representa la salida del lm324. Se puede ver que la temperatura oscila entre 40 y 50 grados ( 4 y 5 voltios respectivamente).

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