Projeto sensor temperatura diferente

[Sérgio Lembo]

1 minuto atrás, Bommu Perneta disse:

@Sérgio Lembo Só faltou a proteçãozinha contra over tensão ^^

Coloque um diodo antiparalelo na saida que vai ao motor, como bem lembrou o colega acima.

[rmlazzari58]

Grato, Bommu, essa semana chega um multímetro novo (que depois de um tombo o velho Minipa analógico anda estranho), fundamental para aferir os 800mV, correspondentes a 80oC.

 

E grato, Sérgio, a ideia é ótima, vou ver se consigo juntar com a do tópico, que é, pelo que entendi, um tipo de "cascata": entre 82oC e 92oC o fan vai acelerando, e se mesmo assim a temperatura continuar subindo, sei lá... ao chegar em 102oC, pronto! o circuito desliga o relé que mantinha a alimentação para o CI desde que ele estava frio e desligado. A ideia de uma tirinha de lata é muito boa, também! (Eu estava quebrando a cabeça imaginando se haveria alguma cola que suportasse temperatura alta). Devo lembrar de que ou isolo o CI do dissipador, digamos com mica e pasta, o que dificultaria ainda mais seu arrefecimento, ou tomo muito cuidado para que as "pernas" do LM35 nunca toque o dissipador (por exemplo derretendo a capa plática do fio que liga o LM35 à PCB) poque aquela chapinha atrás do LM4780 é ligada no -12v do circuito.

 

Se eu não conseguir fazer essa "cascata", venho pertubar a turma mais um pouco, rs...

adicionado 50 minutos depois

Grato, Sérgio. E que transistor eu poderia usar como Q1? Poderia ser o BC548 (o único que conheço)?

E quanto a esse díodo, qual poderia ser? Que tal 1N5408? Ele ficaria entre a junção de R3 com o coletor do transistor, e o (-) do fan, seria isso?

[Sérgio Lembo]

Acredito que usará um fan de 12V, mais fáceis de achar e mais baratos. Para calcular o transistor, necessito saber da corrente do motor. Dei uma olhada no BC548 e aparentemente não creio que ele venha a suportar, a não ser que seu fan venha a ser muito fraco. Dependendo do motor, talvez o transistor venha a dissipar entre 1 e 2W. Se usar um mais parrudinho dá até para pensar num segundo fan expulsando o calor do ambiente. Proponho o TIP120, TIP121 ou TIP122. São a mesma coisa, transistor darlington NPN, só muda a tensão e são do tipo TO220 e são bem baratos. Tb pode usar um mosfet canal N, qualquer modelo que seja TO220 e com Rds menor que 1 Ohm vai nos servir. Nesses transistores mais parrudos nem precisa se preocupar com a corrente do motor. Caso aqueçam, dá pra pendurar no dissipador.

adicionado 56 minutos depois

Sobre o diodo, 1N4001 a 1N4007, 1A dá e sobra.

[Sérgio Lembo]

Sobre a compra do fan, umas dicas:

- A capacidade de ventilação é dada em CFM (pés cúbicos por minuto). Quanto maior esse número, mais arrefece. No seu som não vai precisar de valor alto, se bem que a diferença de preço é pequena.

- Quanto maior o diâmetro do fan (80mm, por exemplo), menos rotação é necessária para se ter a mesma vazão de ar. O barulho é proporcional à rotação. Dessa forma, usando um fan maior conseguirá ter a ventilação necessária sem ruído.

[rmlazzari58]

Bem... dei uma xeretada na Sta. Efigênia e o que obtive foi que um cooler (fan + dissipador) comum, digamos para I5, é capaz de dissipar cerca de 125w. Ou seja, adotando apenas a sua solução vai ser quase impossível que o LM4780 passe dos 92oC. Dissipador de CPU, quando ventilado, esfria rapidamente. E mesmo sem vento, os dissipadores para CPUs são muito bons quando aplicados em áudio. Até por isso é que são mais caros. Ou seja, para meu caso vou adotar a sua solução.

 

Mesmo assim, sei lá... apenas a título de documentação, abaixo a "juntada" que fiz. Com algumas dúvidas:

- a saída do LM35 pode ser ligada assim, em dois amplificadores? A tensão continuará sendo a mesma?

- Se for usar a segunda parte do circuito, a que aciona o relé, depois de quanto tempo (ou em que temperatura) o relé se desligando, volta a se fechar? A tal da histerese...

- E nesse caso, o relé, creio, precisa ser do tipo 2 contatos paralelos já que o LM4780 usa alimentação do tipo 28-0-28 e não 28-0 (ou 56-0)

 

E essas são as questões que tenho, se alguém se interessar, que continue o assunto.

 

Grato, Sérgio, e também ao Bommu.

 

Em tempo: Sérgio, usando apenas o seu circuito, o díodo que o Bommu falou está no lugar certo?

[Renato.88]

40 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

Em tempo: Sérgio, usando apenas o seu circuito, o díodo que o Bommu falou está no lugar certo?

O diodo está errado.

O catodo do diodo vai no +12V e o negativo do motor vai no coletor do transistor TIP120.

Faltou os resistores em série com as bases dos transistores, pode ser de 1k.

Eu não entendi aquele resistor de 1Mohm ali no coletor do transistor, sempre pensei que fosse ligado na saída do AMPOP.

[Sérgio Lembo]

41 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

- a saída do LM35 pode ser ligada assim, em dois amplificadores? A tensão continuará sendo a mesma?

Sim, a entrada do amplificador na segunda ligação não consome nada, dá conta do recado.

 

42 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

Em tempo: Sérgio, usando apenas o seu circuito, o díodo que o Bommu falou está no lugar certo?

Não, você colocou o diodo em série com o motor. Deve colocá-lo em paralelo com o motor, com o catodo no polo positivo de forma idêntica ao que fez na bobina do relé.

adicionado 10 minutos depois

1 minuto atrás, Mestre88 disse:

Eu não entendi aquele resistor de 1Mohm ali no coletor do transistor, sempre pensei que fosse ligado na saída do AMPOP.

É a tensão sobre o motor que interessa ao circuito. Trata-se de uma realimentação negativa, mesmo que usando a entrada positiva.

Sobre realimentação negativa:

- Se o aumento da excitação do OPAMP faz a tensão subir, um retorno na entrada negativa nos dá o controle de saída.

- Se o aumento da excitação do OPAMP faz a tensão descer, um retorno na entrada positiva nos dá o controle de saída. Essa opção acaba tornando a equação um pouco mais complexa, já que no nosso caso a realimentação se soma a tensão de saída do LM35. Com essa soma, os 820mV de saída do LM35 se transformam em 912mV na entrada do OPAMP, nos obrigando a ter uma referência de igual valor na entrada negativa. É um pouco chato de calcular, mas não é difícil.

[Renato.88]

12 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

É a tensão sobre o motor que interessa ao circuito. Trata-se de uma realimentação negativa, mesmo que usando a entrada positiva.

Ah sim. É controle do motor, para manter a velocidade.

É que eu estava confundindo com histerese.

[rmlazzari58]

Em 28/09/2017 às 19:30, Sérgio Lembo disse:

 

Desculpem por levantar tópico antigo mas só agora vou montar o amp em que vou usar o sensor de temperatura e gostaria de ajuda.

 

Quanto ao esquema, não entendi a razão de R3 e R4. E, com o pouco que conheço, dei por falta de um ganho na tensão. Do jeito que está fiquei com a impressão de que a tensão na base do transistor será a mesma da saída do LM35. A ventoinha, porém, precisa de algo entre 4v e 12v para funcionar enquanto a saída do sensor que será útil fica entre uns 600mV e 1,2V.

 

Outra dúvida é quanto ao ampop. Tenho 2 aqui, se algum servir... tenho LM358 e LM393.

 

Por último, faltou uma histerese no comparador. Será que precisaria usar o outro ampop que tem nesses dois, 358 e 393, ou criar a histerese no mesmo que compara?

 

Bem, como não consegui entender R3 acima, além de acrescentar o capacitor de 100nF e o R5 sugerido pelo @Renato.88, pensei o seguinte:

 

Mudar R1 e R2 para disparar a ventoinha acima de uns 60ºC.

Setar um ganho de 10 vezes para o ampop através de R3 para converter, por exemplo, 600mV em 6V ou 1,2V em 12V.

 

Já quanto à histerese, pelo que andei estudando, seria acrescentar um resistor entre a saída do ampop e a entrada não inversora, algo parecido com o que esquema anterior. Mas estou confuso principalmente porque a alimentação do ampop será assimétrica, +12V e 0V. Será que alguém ajuda também com o cálculo desse resistor para uma histerese de uns 10ºC?

[Renato.88]

11 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

Quanto ao esquema, não entendi a razão de R3 e R4. 

Servem pra fazer a histerese. 

[rmlazzari58]

39 minutos atrás, Renato.88 disse:

Servem pra fazer a histerese. 

Agora é que não entendi nada, mesmo.

 

Em 02/10/2017 às 23:00, Renato.88 disse:

Eu não entendi aquele resistor de 1Mohm ali no coletor do transistor, sempre pensei que fosse ligado na saída do AMPOP.

 

Em 02/10/2017 às 23:00, Sérgio Lembo disse:

É a tensão sobre o motor que interessa ao circuito. Trata-se de uma realimentação negativa, mesmo que usando a entrada positiva.

Sobre realimentação negativa:

- Se o aumento da excitação do OPAMP faz a tensão subir, um retorno na entrada negativa nos dá o controle de saída.

- Se o aumento da excitação do OPAMP faz a tensão descer, um retorno na entrada positiva nos dá o controle de saída. Essa opção acaba tornando a equação um pouco mais complexa, já que no nosso caso a realimentação se soma a tensão de saída do LM35. Com essa soma, os 820mV de saída do LM35 se transformam em 912mV na entrada do OPAMP, nos obrigando a ter uma referência de igual valor na entrada negativa. É um pouco chato de calcular, mas não é difícil.

 

Em 02/10/2017 às 23:14, Renato.88 disse:

Ah sim. É controle do motor, para manter a velocidade.

É que eu estava confundindo com histerese.

 

adicionado 2 minutos depois

Além disso, Xará... será que R3 está certo? Digo, será que não é mesmo necessário amplificar a tensão de saída do LM35 antes do TIP120 aumentar a corrente?

[Renato.88]

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Agora é que não entendi nada, mesmo.

 

Tive que reler o restante do tópico pra entender (de novo). 

Antes eu respondi meio depressa e nem prestei atenção. 

Esse circuito é tipo um amplificador, esse resistor serve pra fazer a realimentação. 

Ele mantém o sinal de saída proporcional ao da entrada, é realmente semelhante aos circuitos usados em áudio por exemplo. 

 

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Além disso, Xará... será que R3 está certo? Digo, será que não é mesmo necessário amplificar a tensão de saída do LM35 antes do TIP120 aumentar a corrente?

Como eu disse acima, o circuito é um amplificador, ele pega o sinal do LM35 e entrega um valor proporcional ao ventilador. 

[.if]

Tá mais pra comparador com histerese mesmo e errado... Falta um R na base e esta realimentação invertida na entrada + tá sinistra . Já o seu...

tá certo quanto ao R na base mas nem tanto quanto à realimentação na [-]. Olha isso...

 

O funcionamento é algo como: Imagine a V- descendo beeemm devagar. Vout=0. Quando cai abaixo da +, a saída vai pra Vdd. Parte da Vout=Vdd é devolvida pra entrada + através do Rf e eleva esta um pouco acima do nível da comparação pra garantir que ela não volte ou fique indecisa. O mesmo pra quando a - vai subindo. Algo como

Nunca fica indeciso entre o tic e o tac.

[Renato.88]

5 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Tá mais pra comparador com histerese mesmo e errado... Falta um R na base e esta realimentação invertida na entrada + tá sinistra . Já o seu...

Pra ficar certo é só trocar o menos pelo mais então. 

 

[MOR_AL]

Fiz uns vídeos que mostram a dedução e o cálculo como exemplo dos dois tipos de comparadores com histerese.

O inversor e o não inversor.

Pode-se pular a parte da dedução e ir direto para o exemplo, mas tem que entender como funciona, para poder deduzir quais as tensões que devem ser escolhidas para que ocorra a comutação na saída.

 

Comparador com histerese NÃO INVERSOR

Teoria (3 vídeos)

https://www.youtube.com/watch?v=6Q0gZeXc_8M&list=PLKbXQpiLi1hVh9ea_3BUNOpXqrm_9xXFR&index=6&t=0s

 

https://www.youtube.com/watch?v=TANVq4In1CI&list=PLKbXQpiLi1hVh9ea_3BUNOpXqrm_9xXFR&index=7&t=0s

 

https://www.youtube.com/watch?v=5DDC0MHb0RA&list=PLKbXQpiLi1hVh9ea_3BUNOpXqrm_9xXFR&index=8&t=0s

 

Exemplo (1 vídeo)

https://www.youtube.com/watch?v=z8XRYNfzjHs&list=PLKbXQpiLi1hVh9ea_3BUNOpXqrm_9xXFR&index=9&t=0s

 

Comparador com histerese INVERSOR (1 vídeo)

Decidi mostrar rapidamente a dedução, apenas por constar. O exemplo encontra-se na página 13, mas é importantíssimo que se entenda a imagem da página 8. O exemplo parte de tensões que saíram da página 8.

 

https://www.youtube.com/watch?v=VE0qYo7tGFQ&list=PLKbXQpiLi1hVh9ea_3BUNOpXqrm_9xXFR&index=10&t=0s

 

Bons projetos.

MOR_AL

 

[rmlazzari58]

8 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Nunca fica indeciso entre o tic e o tac.

 Boa, Izadora, usarei os dois, o tic e o tac, rs...

 

2 horas atrás, Renato.88 disse:

Pra ficar certo é só trocar o menos pelo mais então.

 

O que estou achando estranho, Xará, é o retorno partindo não da saída do ampop e sim da saída do transistor...

 

1 hora atrás, MOR disse:

Fiz uns vídeos que mostram a dedução e o cálculo...

 

Opa! Assistindo, @MOR.

 

Grato a  todos!

[rmlazzari58]

Tô achando que tá ficando complicado demais mas cheguei aqui:

 

A primeira parte do LM358 amplifica o sinal que vem do LM35 em 10 vezes, e é esse sinal amplificado que, depois de ter a corrente amplificada pelo transistor lá na direita, que vai fazer o motor da ventoinha rodar. Assim a tensão sobre o motor varia, faznedo-o rodar mais devagar ou mais rápido.

 

Isso se a segunda parte do aop deixar: é que essa segunda parte só apresentaria tensão positiva na saída se a tensão de entrada for maior que 8v (12v sobre a rede resistiva 750k + 1M5). Essa segunda parte, além de "selecionar" a tensão também faria a histerese. Não calculei os resistores mas acho que daria algo parecido com 10K e 4M7 para uma histerese de 2v. Aí essa segunda parte, via transistor do meio, acionaria o relé que, por sua vez, deixaria passar a tensão (que varia em função da temperatura) ao motor. Nem coloquei os díodos reversos no relé, no motor... nada porque, como disse, acho que tá ficando muito complicado, muito grande.

 

O esquema do @Sérgio Lembo estaria ótimo mas não entendi como é que um Vout na casa do milivolts (a saída do LM35) acionaria o motor. E também fiquei pensando que, se a gente amplificar a tensão que sai do LM35 em 10 vezes com um aop, caso o tensão que chegue no motor seja, sei lá... até uns 4v (40ºC), o motor não gira mas fica ali, recebendo tensão na bobina. Será que receber tensão na bobina (só que insuficiente insuficiente para fazê-lo girar) não faz mal ao motor? De toda forma achei desperdício... (Mesmo que esse amp vá ser ligado na tomada e não através de bateria.)

 

Fica aí, se alguém algum dia quiser desenvolver a ideia... Decidi que para o resfriar o dissipador do LM4780, ou o motor roda com os 12v ou não roda. Isso é fácil de fazer com um LM358, um divisor resistivo, dois resistores para a histerese, um na base de um TIP122 que faz o drive de um relé, um díodo para proteção disso aí e... zéfiní, rs...

 

Depois eu posto esse simplinho que tô falando, vamos ver se não faço muita bobagem...

 

'brigadão a todos!

 

 

[Renato.88]

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

(12v sobre a rede resistiva 750k + 1M5). Essa segunda parte, além de "selecionar" a tensão também faria a histerese. Não calculei os resistores mas acho que daria algo parecido com 10K e 4M7 para uma histerese de 2v.

Muito alto o valor dos resistores, acaba dando interferência.

Poderia usar 7k5 e 15k que dá no mesmo.

A histerese daquele jeito não funciona, precisa ter um resistor depois do primeiro Ampop.

Sem nada o resistor da alimentação não consegue derrubar a tensão na entrada do segundo Ampop.

[rmlazzari58]

11 horas atrás, Renato.88 disse:

Muito alto o valor dos resistores, acaba dando interferência.

Poderia usar 7k5 e 15k que dá no mesmo.

A histerese daquele jeito não funciona, precisa ter um resistor depois do primeiro Ampop.

Sem nada o resistor da alimentação não consegue derrubar a tensão na entrada do segundo Ampop.

 

'brigadão, atento Xará! Vou aproveitar a colocar os diodos (será que fica certo assim?) Corrigindo:

 

Será que você dá uma dica para T1 e T2, Renatão, só prá documentar? Bem... T2 você já disse TIP122, né Para T1 será que precisa tanto assim?

 

Segundo esse site aí embaixo, que calcula os resistores para histerese (no caso, de 2V e o aop alimentado com 12v) ( https://www.electronicproducts.com/Hysteresis_Comparator_Calculator.aspx ), a relação de Ry com Rx é de 6 para 1. Ou seja, Ry tem que ser 6 vezes Rx. Tem que ir aproximando... E tem outras calculadoras on line, umas para a entrada pela inversora, outras, pela não-inversora, umas para alimentação simétrica, outras para a simples...

 

Quanto à relação entre os resistores do divisor de tensão, escolhi valores grandes para não aumentar o consumo do circuito mas acho que, para obter 8v nos 12, vale qualquer coisa desde que o resistor de cima seja metade do de baixo, né? (Esse cáculo não é complexo como o da histeres mas se alguém gostar de conforto, rs... ( http://www.ti.com/download/kbase/volt/volt_div3.htm ).

 

Como disse, pro meu caso isso já ficou enorme. Prá você ter uma ideia vou tentar copiar esse esquema aranha aqui ( https://www.markhennessy.co.uk/microamp/construction.htm ) para ficar o menor possível. Nesse projeto, o autor faz uma proteção térmica mas que achei muito rigorosa, implacável: quando o CI esquenta, ele simplesmente desliga o amp no mute.

 

Tô desenhando o que pretendo usar, dar um mole pro usuário não reclamar pondo uma ventoinha, assim que tiver testado na protoboard coloco aqui.

 

De novo grato, @Renato.88

[Renato.88]

Eu não entendi pra que serve o transistor com a lâmpada, que aliás está ligado errado. 

Melhor ligar a lâmpada direto no relé. 

O transistor do relé pode ser um BC547 ou outro do tipo. 

[rmlazzari58]

34 minutos atrás, Renato.88 disse:

Eu não entendi pra que serve o transistor com a lâmpada, que aliás está ligado errado. 

Melhor ligar a lâmpada direto no relé. 

O transistor do relé pode ser um BC547 ou outro do tipo. 

Não é lâmpada, rs... lâmpada esquenta e a ideia é esfriar, hehe...

É a ventoinha, que dei um "X" ali porque tava desistindo. Aliás se fosse lâmpada na prática nem precisava de diodo, né?

E sendo ventoinha, err... fica paralelo e não em série com ela, é isso?

 

E é mesmo, 547... agora que você falou, quantas vezes a gente já não fez drive para relé antes, né? Tinha esquecido.

 

'brigadão de novo, Xará! :)

[.if]

Amigo, acionando o modo minimalista, se a ideia é só fazer o ventilador girar com uma V proporcional à temperatura, que tal se aplicasse sua V do lm multiplicada por dez ou por x num seguidor de tensão...

Não monte R2/Q2 (nem R1 precisa) e seu motor é o Q2. Um LM358 dá pra fazer. Se tiver 741 também vale mas aí vai ter que colocar alguns R a+ na realimentação pra dar o ganho.

[rmlazzari58]

Olha, @Isadora Ferraz, será que é isso?

 

O esquema abaixo seria o ideal:

O primeiro opamp compara a tensão de saída do LM35 com o divisor (0,787V). Se for >=, leva essa tensão à sua saída. Por causa da histerese feita com os resistores de realimentação da entrada, de 60k e 1k, mesmo que a saída do LM35 abaixar até 0,6V a tensão de saída do LM358 continuará sendo a mesma do LM35. Só vai ter zero na saída do opamp quando na sua entrada for < 0,6v.

 

O segundo opamp multiplica a tensão em sua entrada (a que é a saída do primeiro) por 10. Assim, vai chegar à ventoinha algo entre 6v e 12v, já que o opamp satura nos 12v. Ou seja, nem que o LM35 mostre 1,3v ou até mais, seu limite é 1,5v, a tensão na saída desse segundo opamp fica nos 12v.

 

O problema é a corrente. A ventoinha que vou usar diz, no rótulo, que toma 300mA @ 12v. Mas eu medi de duas formas, com o multímetro e no amperímetro da própria fonte, e o máximo que ela pediu foi 110 mA. Bem, chegou nos 300mA, sim, mas só quando eu segurei suas pás fazendo-o parar... Mas solto ficou entre 110mA e, conforme fui abaixando a tensão, estava consumindo 10mA nos 4v, quando parou de rodar.

 

A questão é a corrente. Um relé pede até uns 50mA e tenho visto a turma colocar transistor na saída do opamp mesmo para relé. Imagina se for uma comilona ventoinha!

 

Quanta corrente pode transitar entre a entrada e a saída de um opamp, no caso, o LM358?

 

Não tenho certeza de estar lendo o datasheet certo mas tenho a impressão de que a corrente máxima de saída do LM358 é de 20mA. Tô olhando onde diz "Output current" (que, estranhamente se repete no meio e no fim da tabela). Vou colar a página do datasheet e o próprio lá embaixo para não poluir.

 

Mas seguindo sua sugestão, eu não conhecia essa forma de usar um opamp. Fui xeretar, agora, e vi que o pessoal chama de "buffer" e que é para manter a tensão de entrada... Será que serviria também para manter a corrente?

 

E se servir, será que estaria certo fazer o seguinte?

 

Parte A: compara e faz histerese

Parte B: amplifica a tensão

Parte C eleva a corrente até o que a ventoinha precisa ( Aquele mínimo anotado lá, da ventoinha é medido. Na verdade o mínimo que ela vai receber dos opamp é 6V. E com 6V a corrente sobre para 60mA.)

 

Olhá la o datasheet:

 

LM358.pdf

 

[.if]

É tipo este último sim amigo. Exceto pela parte A. Remova-a e ligue direto do lm335 na entrada + do B. Parece que você quer trabalhar num sistema "analógico", é isso?

O lance de comparar + histerese e tal é pra quando vai ligar relé, entende? Pra algo digamos digital - quando se define ligado ou desligado - o que faz o relé. Como te disse, a tal histerese ajuda o relé ou seja lá o que for definir o estado L ou D.

Ah mas pra trabalhar com início de 6V você deve colocar um offset na entrada.. algo como um deslocamento pra 6V.... acho que não vou conseguir explicar direito agora. Mas é algo como... o ampop vai somar a V do LM multiplicada por 10 aos 6V

[rmlazzari58]

Uma pergunta, Isadora: será que eu li certo, que a saída do aop só suporta até 20mA? Ou aquilo que tá no datasheet não é a corrente que ele suporta, é outra coisa?

adicionado 8 minutos depois

Ops! Na parte do meio do datasheet diz que a corrente mínima é 20mA e a que a típica é 40mA. E na parte de baixo, que a mínima é 10mA e a típica é 20mA.

 

Será que essa "current output" é a corrente na saída, mesmo, a que a gente pode usar ou alguma coisa interna? E duas coisas estranhas:

1 - porque tem duas, uma que diz "mínimo 20, típico 40" e outra que diz "mínimo 10 e típica 20"?

2 - Se nenhuma delas diz qual a corrente máxima, hehe... posso puxar 110mA da saída? Ou, como diz o rótulo da ventoinha, 300mA? Folgado, né? rs... Mas bem que podia ser...

 

Mas sério mesmo: será que se eu fizer isso frita o aop?