तापमान-नियंत्रित डीसी फैन कैसे बनाएं

सीपीयू और गेमिंग कंसोल जैसे विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, आपने देखा होगा कि प्रोसेसर गर्म हो जाता है गेमिंग या सिमुलेशन जैसे गहन उपयोग के दौरान, पंखे को चालू करने या फैलाने के लिए इसकी गति बढ़ाने के लिए अग्रणी गर्मी। एक बार जब प्रोसेसर ठंडा हो जाता है, तो पंखा अपने सामान्य प्रवाह पर लौट आता है या बंद हो जाता है।

इस DIY गाइड में, हम एक साधारण तापमान-नियंत्रित पंखा बनाएंगे, जो अपने सर्किट में माइक्रोकंट्रोलर यूनिट की आवश्यकता के बिना पूर्व निर्धारित तापमान मूल्यों पर चालू और बंद होता है।

आपको किस चीज़ की ज़रूरत पड़ेगी

इस प्रोजेक्ट को बनाने के लिए आपको निम्नलिखित घटकों की आवश्यकता होगी, जो ऑनलाइन इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर से प्राप्त किए जा सकते हैं।

• तुलनित्र आईसी LM393
• तापमान संवेदक LM35
• परिचालन प्रवर्धक LM741
• ULN2003 डार्लिंगटन जोड़ी ट्रांजिस्टर आईसी
• डीसी प्रशंसक
• कुछ प्रतिरोधों
• वोल्टेज नियामक LM7805
• जोड़ने वाले तार
instagram viewer
• वेरोबार्ड
• डिज़िटल मल्टीमीटर
• 12 वी बैटरी
• सोल्डरिंग स्टेशन (वैकल्पिक: आप इस प्रोजेक्ट को ब्रेडबोर्ड पर भी बना सकते हैं)

समस्या: डीसी फैन का लगातार तेजी से स्विचिंग

इस DIY कार्य के लिए, हम चाहते हैं कि जब तापमान संवेदक को 38°C (100°F) या अधिक का तापमान महसूस हो तो पंखा चालू हो जाए और जब तापमान इस सीमा से नीचे गिर जाए तो बंद हो जाए। तापमान सेंसर सर्किट को वोल्टेज आउटपुट प्रदान करते हैं जिसका उपयोग पंखे को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है। संदर्भ वोल्टेज के साथ इस वोल्टेज आउटपुट की तुलना करने के लिए हमें LM393 का उपयोग करके वोल्टेज तुलनित्र सर्किट की आवश्यकता होती है।

तापमान संवेदक से वोल्टेज आउटपुट को बढ़ाने के लिए, हम LM741 नॉन-इनवर्टिंग ऑपरेशनल का उपयोग कर रहे हैं इस वोल्टेज को बढ़ाने के लिए एम्पलीफायर, जिसकी तुलना वोल्टेज द्वारा प्रदान किए गए स्थिर वोल्टेज संदर्भ से की जा सकती है नियामक। इसके अलावा, हम LM7805 का उपयोग 5V DC वोल्टेज रेगुलेटर के रूप में कर रहे हैं।

यह देखा गया है कि जब तापमान 38 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचता है, सिग्नल पर शोर के कारण सर्किट आउटपुट चालू और बंद चरणों के बीच बार-बार स्विच करना शुरू कर देता है। जब तक तापमान 38 डिग्री सेल्सियस से ऊपर या 38 डिग्री सेल्सियस से नीचे नहीं हो जाता तब तक यह कंपन या तेजी से स्विचिंग हो सकती है। इस निरंतर स्विचिंग के कारण पंखे और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के माध्यम से उच्च धारा प्रवाहित होती है, जिससे इन घटकों को अधिक गरम या क्षति पहुँचती है।

श्मिट ट्रिगर: इस समस्या का समाधान

इस समस्या को हल करने के लिए, हम श्मिट ट्रिगर अवधारणा का उपयोग कर रहे हैं। इसमें एक तुलनित्र सर्किट के गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर सकारात्मक प्रतिक्रिया लागू करना शामिल है जो सर्किट को लॉजिक हाई और लॉजिक लो के बीच विभिन्न वोल्टेज स्तरों पर स्विच करने की अनुमति देता है। इस योजना का उपयोग करके, निर्बाध स्विचिंग सुनिश्चित करते हुए शोर के कारण होने वाली कई त्रुटियों को रोकना संभव है, क्योंकि विभिन्न वोल्टेज स्तरों पर उच्च और निम्न तर्क पर स्विच करना संभव है।

बेहतर तापमान-नियंत्रित पंखा: यह कैसे काम करता है

डिजाइन एक एकीकृत दृष्टिकोण में काम करता है, जिसमें सेंसर डेटा आउटपुट वोल्टेज स्तर देता है, जिसका उपयोग अन्य सर्किट तत्वों द्वारा किया जाता है। सर्किट कैसे संचालित होता है, इसकी जानकारी देने के लिए हम सर्किट स्कीमेटिक्स पर क्रम से चर्चा करेंगे।

तापमान संवेदक (LM35)

एलएम35 कमरे के तापमान को महसूस करने के लिए एक आईसी है और सेल्सियस पैमाने पर तापमान के अनुपात में आउटपुट वोल्टेज देता है। हम TO-92 पैकेजिंग में LM35 का उपयोग कर रहे हैं। आम तौर पर, यह 1 डिग्री सेल्सियस से कम की सटीकता के साथ 0 डिग्री से 100 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान को सटीक रूप से माप सकता है।

इसे 4V से 30V DC बिजली आपूर्ति का उपयोग करके संचालित किया जा सकता है और यह 0.06mA का बहुत कम करंट लेता है। इसका मतलब है कि कम वर्तमान खपत के कारण इसमें बहुत कम आत्म-ताप है, और केवल गर्मी (तापमान) का पता लगाता है जो इसके आसपास के वातावरण का है।

LM35 का सेल्सियस तापमान आउटपुट एक साधारण रैखिक स्थानांतरण फ़ंक्शन के संबंध में दिया गया है:

…कहाँ:

• VOUT मिलीवोल्ट (mV) में LM35 आउटपुट वोल्टेज है।

• T °C में तापमान है।

एक उदाहरण के रूप में, यदि LM35 सेंसर लगभग 30°C के तापमान का पता लगाता है, तो सेंसर का आउटपुट लगभग 300mV या 0.3V होगा। तुम कर सकते हो डिजिटल मल्टीमीटर का उपयोग करके वोल्टेज को मापें. हम इस DIY परियोजना में एक ट्यूबलर जलरोधी जांच में LM35 का उपयोग कर रहे हैं; हालाँकि, इसका उपयोग IC की तरह ट्यूबलर जांच के बिना किया जा सकता है।

LM741 का उपयोग कर वोल्टेज लाभ प्रवर्धक

तापमान संवेदक का आउटपुट वोल्टेज मिलिवोल्ट्स में है, और इस प्रकार सिग्नल पर शोर के प्रभाव को दबाने और सिग्नल की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए प्रवर्धन की आवश्यकता होती है। वोल्टेज प्रवर्धन एक LM741 ऑपरेशनल एम्पलीफायर की मदद से एक स्थिर संदर्भ वोल्टेज के साथ आगे की तुलना के लिए इस मान का उपयोग करने में हमारी मदद करता है। यहाँ, LM741 का उपयोग नॉन-इनवर्टिंग वोल्टेज एम्पलीफायर के रूप में किया जाता है।

इस सर्किट के लिए, हम सेंसर आउटपुट को 13 के कारक से बढ़ा रहे हैं। LM741 एक गैर-इनवर्टिंग ऑप amp कॉन्फ़िगरेशन में संचालित होता है। नॉन-इनवर्टिंग ऑप एम्प के लिए ट्रांसफर फंक्शन बन जाता है:

इसलिए हम R1 = 1kΩ और R2 = 12kΩ लेते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक स्विच तुलनित्र (LM393)

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, गड़बड़ मुक्त इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग के लिए, एक श्मिट ट्रिगर लागू किया जा सकता है। इस उद्देश्य के लिए, हम LM393 IC का उपयोग वोल्टेज तुलनित्र Schmitt ट्रिगर के रूप में कर रहे हैं। हम LM393 के इनपुट को बदलने के लिए 5V के संदर्भ वोल्टेज का उपयोग कर रहे हैं। LM7805 वोल्टेज रेगुलेटर IC की मदद से 5V वोल्टेज रेफरेंस प्राप्त किया जाता है। LM7805 एक 12V बिजली की आपूर्ति या बैटरी का उपयोग करके संचालित होता है, और यह लगातार 5V DC आउटपुट करता है।

LM393 का अन्य इनपुट नॉन-इनवर्टिंग ऑप amp सर्किट के आउटपुट से जुड़ा है, जिसका वर्णन उपरोक्त खंड में किया गया है। इस तरह, प्रवर्धित सेंसर मान की तुलना अब LM393 का उपयोग करके संदर्भ वोल्टेज से की जा सकती है। श्मिट ट्रिगर प्रभाव के लिए तुलनित्र LM393 पर सकारात्मक प्रतिक्रिया लागू की गई है। LM393 के आउटपुट को उच्च सक्रिय रखा जाता है और LM393 के आउटपुट (उच्च) को 5 से 6V तक कम करने के लिए आउटपुट पर वोल्टेज डिवाइडर (नीचे आरेख में हरे रंग में दिखाया गया प्रतिरोध नेटवर्क) का उपयोग किया जाता है।

हम सर्किट व्यवहार और इष्टतम प्रतिरोधी मूल्यों का विश्लेषण करने के लिए गैर-इनवर्टिंग पिन पर किरचॉफ के वर्तमान कानून का उपयोग कर रहे हैं। (हालांकि, इसकी चर्चा इस लेख के दायरे से बाहर है।)

हमने प्रतिरोधक नेटवर्क को इस तरह डिजाइन किया है कि जब तापमान 39.5 डिग्री सेल्सियस और उससे अधिक हो जाता है, तो LM393 एक उच्च अवस्था में बदल जाता है। श्मिट ट्रिगर प्रभाव के कारण, तापमान 38 डिग्री सेल्सियस से नीचे गिरने पर भी यह उच्च रहता है। हालाँकि, LM393 तुलनित्र एक तर्क कम उत्पादन कर सकता है जब तापमान 37°C से कम हो जाता है।

डार्लिंगटन जोड़ी ट्रांजिस्टर का उपयोग कर वर्तमान लाभ

LM393 का आउटपुट अब सर्किट आवश्यकताओं के अनुसार लॉजिक लो और हाई के बीच स्विच कर रहा है। हालाँकि, LM393 तुलनित्र का आउटपुट करंट (सक्रिय उच्च कॉन्फ़िगरेशन के बिना अधिकतम 20mA) काफी कम है और पंखा नहीं चला सकता है। इस समस्या को हल करने के लिए, हम पंखे को चलाने के लिए ULN2003 IC डार्लिंगटन जोड़ी ट्रांजिस्टर का उपयोग कर रहे हैं।

ULN2003 में सात ओपन कलेक्टर कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर जोड़े हैं। प्रत्येक जोड़ी 380mA कलेक्टर-एमिटर करंट ले जा सकती है। डीसी प्रशंसक की वर्तमान आवश्यकता के आधार पर, अधिकतम डार्लिंगटन जोड़े को अधिकतम वर्तमान क्षमता बढ़ाने के लिए समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में उपयोग किया जा सकता है। ULN2003 का इनपुट LM393 तुलनित्र से जुड़ा है और आउटपुट पिन डीसी पंखे के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़े हैं। पंखे का दूसरा टर्मिनल 12V की बैटरी से जुड़ा है।

पंखे और बैटरी को छोड़कर सर्किट तत्वों को सोल्डरिंग के माध्यम से वेरोबार्ड पर एकीकृत किया जाता है।

यह सब एक साथ डालें

तापमान नियंत्रित पंखे का पूरा योजनाबद्ध आरेख इस प्रकार है। सभी IC को 12V DC बैटरी से बिजली मिल रही है। यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि बैटरी नकारात्मक टर्मिनल पर सभी आधारों को आम रखा जाना चाहिए।

सर्किट का परीक्षण

इस सर्किट का परीक्षण करने के लिए, आप गर्म हवा के स्रोत के रूप में रूम हीटर का उपयोग कर सकते हैं। तापमान संवेदक जांच को हीटर के करीब रखें ताकि यह गर्म तापमान का पता लगा सके। कुछ पलों के बाद, आप सेंसर आउटपुट पर तापमान में वृद्धि देखेंगे। जब तापमान 39.5 डिग्री सेल्सियस की निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है, तो पंखा चालू हो जाएगा।

अब रूम हीटर बंद कर दें और सर्किट को ठंडा होने दें। एक बार जब तापमान 37 डिग्री सेल्सियस से नीचे चला जाता है, तो आप देखेंगे कि पंखा बंद हो जाएगा।

स्विचिंग फैन के लिए अपना खुद का तापमान थ्रेशोल्ड चुनें

तापमान नियंत्रित स्विचिंग फैन सर्किट आमतौर पर कई इलेक्ट्रॉनिक और बिजली के उपकरणों और गैजेट्स में उपयोग किए जाते हैं। आप Schmitt ट्रिगर तुलनित्र सर्किट की योजना में प्रतिरोधों के उचित मूल्य का चयन करके पंखे को चालू और बंद करने के लिए अपने स्वयं के तापमान मूल्यों का चयन कर सकते हैं। इसी तरह की अवधारणा का उपयोग तापमान-नियंत्रित पंखे को चर स्विचिंग गति, यानी तेज और धीमी गति से डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है।