Interruptor Controlado por Temperatura - DEE

UFRN - UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CT - CENTRO DE TECNOLOGIA
DEE - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
DISCIPLINA: Instrumentação Eletrônica
PROFESSOR: Luciano Fontes
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
(Aplicação em Chocadeiras)
ALUNO: Weslley Maciel Bento de Amorim
Matrícula: 200420550
(1º Apresentação)
Natal, 06 de Junho de 2008
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Introdução
Existem muitas aplicações para um Interruptor
controlado por temperatura. Que vai desde controle de
temperatura de ambientes pequenos como um gabinete de PC
ou Chocadeira de Ovos fecundados até ambientes maiores como
freezeres e salas de frigoríficos. A temperatura de uma
chocadeira de ovos pode aumentar significativamente, alterando
os padrões necessários à um bom resultado em número e
qualidade de aves nascidas. Assim tal interruptor pode desligar o
sistema de aquecimento do ambiente interno da chocadeira. Da
mesma forma o mesmo circuito faz o religamento do sistema de
aquecimento. Devido a precisão do sensor, gera-se um range de
temperatura de comutação perfeito para o manejo de ovos.
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Como medir a Temperatura?
Há várias maneira se medir a
temperatura de um local ou objeto. Uma
muito simples consiste em utilizar um
sensor eletrônico como o integrado LM35 da
National Semiconductors.
A precisão desse sensor é de 0,5 ºC
à uma temperatura de funcionamento de 25
ºC, uma precisão difícil de superar pois esta
é quase linear até 50 ºC aproximadamente.
O sinal gerado por esse sensor é de
10mV/ºC, observando como temperatura
mínima medida 0 ºC. Assim, por exemplo, à
25ºC a tensão de saída é de 0,25V.
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Como comparar as Temperaturas?
O circuito utiliza o amplificador operacional TLC271 como
comparador. Compara a tensão de saída do sensor de
temperatura (ligada ao pino 2, Inversora) com uma tensão de
referência (ligada ao pino 3, não Inversora). Quando a tensão do
sensor ultrapassa a tensão de referência ajustável através de
um potenciômetro (que representa a temperatura desejável de
comutação) a saída do comparador passa de um nível de tensão
igual a tensão de alimentação para o nível zéro. Essa por sua
vez liga e desliga um transistor que serve de interruptor de
modo que a saída possa absorver mais corrente e assim
controlar um relé. Este pode estar associado em paralelo a um
LED emissor de luz.
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Funcionamento do Circuito Interruptor
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Ajustes Necessários
Os resistores R1 e R2
são responsáveis pela escala
de
“temperatura”
a
ser
ajustada
finamente
pelo
potenciômetro P1.
Para
evitar
instabilidade na zona de
decisão é implementada uma
certa histerese através da
resistência R4 de modo que a
temperatura
tenha
que
continuar a subir, ou descer,
cerca de 0,5ºC antes do
circuito comutar.
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Alimentação dos componentes
O LM35 está disponível em vária versões, todas
funcionam numa faixa de temperatura de pelo me.os 0ºC a
100ºC. A resposta do sensor é de aproximadamente 3 minutos
até atingir 100% do valor de temperatura final medido, num
ambiente em repouso, o que é totalmente aceitável para a
aplicação em chocadeiras.
O AMPOP tem desvio temporal muito pequeno o que
consome muito pouca corrente, assim como o sensor. Num total
são consumidos aproximados 80μA podendo, portanto ser
alimentado por uma bateria de 6V, 9V, ou 12V.
•TLC271 = 3V a 16V
•LM35 = 4V a 30V
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Modelo básico de Chocadeira caseira em Isopor
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Modelo Comercial de Chocadeira
INTERRUPTOR CONTROLADO POR TEMPERATURA
Conclusão
Espero que com esta breve explanação tenha ficado
claro o funcionamento do interruptor controlado por
temperatura e a intenção de utilizá-lo com sucesso em
chocadeiras de ovos fecundados.
É bastante simples entender e implementar o circuito de
um interruptor por temperatura, no entanto testa-lo com rigor
necessário requer a própria construção da chocadeira, o que é
barato porém demanda-se bastante tempo e certa habilidade.
Na próxima apresentação mostrarei o que já existe hoje
em termos de sensores e termostatos digitais mais utilizados
para esta aplicação.