Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti Facultatea Transporturi Catedra Telecomenzi Telecomenzi şi Electronic in Transporturi
PROIECT C.I.A APLICATII APLICATII ALE CIRCUITULUI CIRCUI TULUI INTEGRAT “LM 339”
!tudent"Andreiu !tudent"And reiu Catalin
Indrumator"#a Indrumator "#alentin lentin !tan $%&'%$
CUPRINS: '( )escrierea )escrierea temei %( !c*ema !c*ema +loc +loc )escrierea +locurilor ,( !c*ema !c*ema electroni electronica ca )escrierea componentelor -( )ia.rama )ia.rama de de/ect de/ectare are 0( Lista de componente componente si calcul calcul economic economic 1( Ca+l Ca+la2 a2 3( Bi+lio.ra Bi+lio.ra/ie /ie •
•
'(TE4A P5OIECTULUI" Folosind un circuit inte.rat L4 ,,67sa se proiecteze un circuit care sa raspunda la variatia temperaturii a+iente prin aprinderea unui +ec(Pentru sesizarea variatiei temperaturii se recomanda /olosirea unui termistor iar pentru conectarea +ecului la alimentare un releu(
2.SCHEMA BLOC
TERMISTOR UL
ALIMENTARE A BLOCURI
ALIMENTAR E RETEA
SISTEM DE COMPARARE
SISTEM DE CUMUTARE
SURSA DE REFERINTA
Descrierea sce!ei "#$c
Cum se poate o+serva pe /i.ura pentru aceasta aplicatie avem nevoie de un circuit de alimentare care sa sustina +locurile /unctionale ale sc*emei(Acest circuit se poate realize cu usurinta7ie/tin si rapid /olosind un trans/ormator de retea mono/azat care sa reduca tensiunea de alimentare de la %%&# c(a in 2urului lui '0# c(a(7o punte redresoare si un /iltru cu condensator care sa netezeasca pulsatiile de dupa redresare(Pentru a o+tine o mai mare sta+ilitate si acuratete a tensiunii de alimentare se poate /olosi un sta+lilizator inte.rat de tensiune pozitiva de tipul L4 38'- care .aranteaza la iesirea sa o tensiune continua sta+ile in timp( Blocul responsa+il cu preluarea si traducerea in/ormatiei din e9terior din temperature in marime electrica este constituit de un simplu termistor(Termistorul isi va varia rezistenta in /unctie de variatia temperaturii7daca este unul cu coe//icient ne.ative de variatie rezistenta sa va scadea iar daca este cu coe//icient pozitiv aceasta va creste( Curentul ce se sta+iliste prin termistor .enerat de tensiunea de alimentare7va su/eri in mod clar o variatie(Aceasta variatie va /i sesizata de unul din cele patru ccomparatoare din L4,,6 prin raportarea ei la un pra. de re/erinta /urnizat de sursa de re/erinta( Aceasta sursa nu este nimic mai mult decat o diode :ener cu o valoare convena+ila alimentata printr$un rezistor de +allast de pe alimentarea .enerala( Asa numitul s;stem de comparare alcatuit din < L4,,6 da comanda ce actioneaza +locul de comutare(BLocul de comutare este realizat dintr$un releu care in urma comenzii primate se atra.e si lea.a +ecul la tensiunea retelei permitandui aprinderea( Pornind de la acest sa+lon se pot realize mai multe variatii alea acestei aplicatii7Ast/el termistorul poate /i inlocuit cu o /otodioda sau /ototranzistor /acand ca mon.a2ul sa devina dependent de un /u9 luminous sau lumina am+ianta sau poate /i inlocuit de o marca tensiometrica 7monta2ul devenind dependent de e9ercitarea unei presiuni sau tensiuni mecanice7 5eleul cumutator poate /i unul cu o sin.ura ramura de contacte =sau c*iar cu doua dar /olosita una sin.ura> care sa aprinda un +ec sau unul cu doara ramuri care sa comute intre doua +ecuri colorate de e9emplu(In loc
de +ec desi.ur se poate /olosi aproape orice tip de dispozitiv"ventilator7electro$valva7poma de aer7de apa7etc(
3.SCHEMA ELECTRICA
!c*ema electrica s$a construit in 2urul unei aplicatii tipice a circuitului inte.rat L4 ,,6 asanumitul comparator neinversor cu *isterezis(
7
/ormeaza un ansam+lu =o punte> care asi.ura atacul comparatorului cu variatia semnalului tradus din termic in electric(Ca termistor s$a ales T?&%'$%&& O*m cu coe//icient de variatie ne.ative deoarece rezistenta electrica e compara+ila cu
(
Ansam+lul diode :ener )z si
asi.ura pe pinul - tensiunea de
re/erinta necesara comparatorului(Condensatorul ceramic termistorul
montat pe
are rolul de a prote2a circuitul de eventuale variatii nedorite
ale termistorului iar =$> in comparator(
are rolul de a decuple /ata de masa pinul - de intrare
Comparator neinversor cu *isterezis Potentiometrul sau rezistorul semire.la+il posi+ila a2ustarea sensi+ilitatii termistorului
are rolul de a /ace
pentru a declansa
mecanismul ia o anumita temperatura(Potentiometrul sau rezistorul semire.la+il
din +ucla de reactive a comparatorului are rolul d a2usta
tipul de raspuns al acestuia( 5ezistoarele
7
au rolul in polarizarea tranzistorului T si
alimentarea releului( In momentul in care se modi/ica starea lo.ica a +itului de comanda7curentul de+itat este insa destul de mic si deci insu//icient pentru controlul releului /iind necesara o ampli/icare a acestui curent( Tranzistorul T are asadar 2onciunea +aza$emitor polarizata dar este necesara si polarizarea 2onctiunii +aza$colector pentru a capta .olurile electronice produse la polul pozitic al sursei releului si a realize ast/el ampli/icarea necesara( Acest rol revine diodei )(5olul sau este de a asi.ura deci un potential 2ne.ativ p colectorul lui T7dar si de a diri2a curentului de collector catre releu7rezistenta opusa de ea pe traseul =in sensul de neconductie> /iind mult mai mare decat cea a releului(Acest current de dupa ampli/icare ar tre+ui sa a2un.a la o valoare su/icienta pentru desc*ideerea releului(
CIRCUITUL INTEGRAT LM339
Circuitul inte.rat L4 ,,6 contine patru comparatoare independente si un eta2 comun de alimentare(Iesirea este clasa A transistor cu collector in .ol(Timpul de raspuns la semnal mare7 de &7, us satis/ace cerintele de compati+ilitate cu circuitele TTL pentru aplicatii industrial( Caracteristici nota+ile" •
Tensiuni de alimentare" sursa simpla % # ,1 # !ursa du+la
• • • •
'#
'8 #
Curent de alimentare" &78 mA independent de U alim Tensiunea de saturatie" %0& mv la - mA Iesirea compati+ila cu TTL7)TL74O! si C4O! Tensiunea de o//set si curentii de intrare redusi
!c*ema electrica interna a L4 ,,6 Con/i.uratia terminalelor"
TERMISTORUL
Pentru a putea cule.e o in/ormative le.ata de temperature mediului am+ient este necesara /olosirea unui termistor pe post de senzor()enumirea de @termistor este o com+inare a cuvintelor en.lezesti @t*ermall; sensitive resistor =rezistenta sensi+ila termic>(Aceasta denumire descrie cu e9actitate /unctia de +aza a dispozitivului si anume aceea de$a avea o sc*im+are de rezistenta electrica predicti+ila in /unctie de orice sc*im+are a temperaturii sale a+solute(Termistorul NTC =Ne.ative Temperature Coe//icient> este un dispozitiv semiconductor cu doua terminale relative simplu7realizat din amestecuri sintetizate din o9izi ai metalelor de tranzitie ca man.anul 7co+altul7nic*elul7/ierul7cuprul(!pre deose+ire de metale la care rezistenta electrica creste cu temperature7la termistor rezisntenta scade cu cresterea temperaturii lor"
5=T>A
unde" • • • •
A constant ace depinde de .eometria dispozitivului T temperature in .rade Delvin 5rezistenta la temperature T B constanta ce depinde de materialul semiconductor masurata in D7 B E cu
E +anda interzisa a
semiconductorului si se determina din valorile rezistentei la doua temperature"
B
=
$ >G
ln=
>
5eprezentarea .ra/ica a le.ii de variatie 5/=T> 5ezistenta 5 a unui termistor la o temperature a+soluta oarecare T7 este data in /unctie de rezistenta
la o temperature a+soluta initiala
relatia"
Ln=5
>B9='T$'
>
5eprezentarea .ra/ica a le.ii de variatie 5/=T>
de
Parametrii utilizati pentru a descrie caracteristicile oricarui termistor sunt" •
5ezistenta electrica nominal la %0
•
5eportul rezistentelor pentru doua temperature date =%0
•
Coe/icientul de temperature al rezistentei = ='5>9 d5dT$B e9primat in
•
•
)omeniul de temperature
•
>
Puterea disipata ma9ima Factorul =coe/icientul> de disipare Constanta de timp termica
•
si 80
si
!c*im+area temperaturii termistorilor poate /i clasi/icata in /unctie de tipul incalzirii" • •
•
E9terna cauzata de temperatura am+ianta Interna ca rezultat al puterii dezvoltate de trecerea curentuluui prin dispozitiv =auto$inclazire> Com+inata =e9ternainterna>
)aca un termistor este parcurs de un current electric temperatura sa creste pana cand caldura de.a2ata prin e/ectul Joule este ec*ili+rata de sc*im+ul termic cu mediul am+ian( Autoincalzirea este determinate de /orma sa .eometrica7 de montara aleasa de dimensiunea si materialul terminalelor si de oricare alt /actor ce poate contri+ui la disiparea caldurii()aca P5 puterea ce tre+uie disipata si
este cresterea temperaturii
termistorului7 c$e%icie&'(# )e )isi*a'ie 'er!ica C este" CP
5 este
K 7util mK G
si masoara puterea electrica necesara pentru mentinerea termistorului cu ' deasupra temperaturii am+iante(Tensiunea pe termistor7in modul autoincalzit7are un ma9im"
Corespunzator temperaturii
=
G
U=#> U
I=mA>
Cur+a curent$tensiune pentru termistor( Constanta de timp termica @ reprezinta timpul necesar termistorului sa reduca cu 1,(% di/erenta initiala de temperature dintre termistor si mediul incon2urator(Ea se calculeaza dupa relatia" HC Unde"
•
Hcapacitatea termica a termistorului =J >
•
Ccoe/icientul de disipare =K >
4asurarea lui @ se /ace punand termistorul intr$un mediu cu temperature cunoscuta
7/ara curenti de aer7aplicandu$I putere electrica
pentru cresterea temperaturii lui la o valoare data
intrerupand
alimentarea electrica si masurand timpul necesar termistorului sa a2un.a la temperatura
1,(%=
$
>(
4etoda autoincalzirii de/ineste timpul necesar termistorului sa revina la temperatura mediului si da o in/ormative importanta le.ata de capacittatea senzorului de a$si modi/ica rezistenta electrica su+ in/luenta unei sc*im+ari +ruste =treapta> de temperature(In aplicatiile cu termistori autoincalziti este mai importanta capacitatea termica @H a acestuia decat constanta de timp(
RELEUL
)in punct de vedere constructive releul este compus dintr$un numar n de contacte care sunt inc*ise sau desc*ise cu a2utorul unor armature ce sunt astrase sau response de n +o+ine stra+ature de curentul de comanda( Asadar este un dispozitiv electroma.netic capa+il sa comute sau sa intrerupa un circuit in urma unei comenzi e9terne su+ /orma unui impuls d tensiune(La un releu o+isnuit7de uz .eneral7starea circuitului se mentine atata timp cat este prezneta comanda(E9ista insa si varietati de relee7mai comple9e7care raman anclansate pana la aparitia unei comenzi7/ie electrica /ie mecanica(
!c*ema principiala a unui releu simplu"' n pini alimentare ' n pini semnal
!c*ema principiala a unui releu simplu"' n pini alimentare ' n pini semnal
+.DIAGRAMA DE DE,ECTARE
Diagrama analizeaza functionarea circuitului i !rezinta eta!ele "erificarii functionarii acetuia# $erific LED LED APRINS%
Se "erifica
Circuit
LED a!rin%
LED&ul
functional
E'ita U !e LED%
Se "erifica T(
Sc)im* LED#
T(
T( functional%
Sc)im* T(
$erific LM --.
Sc)im*
T(
LM --. LM --.
$erific P(+P,
Sc)im* P(+P, $erific RELEUL Sc)im* RELEUL
P(
$erific RE/ISTENTELE Sc)im* RE/ISTENTA $erific con0enatoare i c)im* con0enatoare 0aca nu functioneaza1
-.LISTA COMPONENTE SI CALCUL ECONOMIC
Nr. Cr'. '( %( ,( -( 0( 1( 3(
I&)ica'i(# c$!*$&e&'ei 5' 5% 5, 550 51 P'
8(
P%
6(
5t*
'&( ''( '%( ',( '-(
C' C% ) )z 5eleu
'0( '1( '3(
LE) T C(I( TOTAL
De'a#ii
/a#$are
%%& M , DM -(3DM , DM ,,& DM '&& DM ' DM
Nr. "(ca'i ' ' ' ' ' ' '
Pre' RON &(01 &(-& &(-& &(-& &(10 &(10 &(8&
5ezistor 5ezistor 5ezistor 5ezistor 5ezistor 5ezistor 5ezistor semire.la+il 5ezistor semire.la+il Termistor
' 4O*m
'
&(8&
'
'('0
' ' ' ' '
' ' &(6& &(8& '('3
' ' '
&(0& &(8& &(,0
T?&%'$ %&& M Condensator '&&nF Condensator '&&nF )ioda BA'06 )ioda :ener 3#0 5eleu Alim '0#%0&# Led 1&K%%&# Tranzistor BC'&3 Circuit L4 ,,6 inte.rat 02.33
1.Ca"#a
Ca+la2 cu plan de implantare
Rea#iarea ca"#a(#(i
Procesul te*nolo.ic de realizare a ca+la2ului imprimat7in/luentat de conditiile de unicat si de la+orat7parcur.e urmatoarele etape" •
• •
• • •
•
• • •
Ale.erea tipului de ca+la2 +rut potrivit =/unctie de .rosime7de numarul de straturi de curpru etc(> )e+itarea ca+la2ului la dimensiunea necesara realizarii circuitului )eterminarea pozitiei tuturor per/oratiilor7indi//erent de scopul acestora =.auri pentru terminale7de trecere7de prindere a diverselor repere> ce tre+uiesc sa apara pe ca+la2 ?aurirea placii de ca+la2 pe +aza punctelor rezultate anterior !le/uirea si decaparea placii 5ealizarea contururilor din 2urul .aurilor cu cerneala seri.ra/ica7adusa in preala+il la un .rad de vascozitate care sa permita /olosirea sa intr$ un compass cu capat trasor 5ealizarea traseelor pe +aza sc*iteti de +aza7prin unirea pastilelor realizate anterior cu cerneala /olosind un trasor de linie Uscarea stratului de cerneala aplicat Cordarea placii de ca+la2 cu clorura /erica( Curatarea placii iesite de la corodat cu apa din a+undenta iar apoi inlaturarea cu dizolvant a cerneleil(
•
• • •
Aplicarea unui strat de pasta decapanta peste traseele o+tinute anterior Aplicarea unui strat de costiro peste traseele de ca+la2 Inlaturarea surplusului de pasta decapanta Implantarea si lipirea pieselor(
4.BIBLIOGRA,IE Car'i: 0. A5e&)a ra)i$e#ec'r$&is'(#(i6N()ra.ulanescu$Editura Te*nica
'686 2. Circ(i'e i&'e5ra'e a&a#$5ice65(5apeanu7O(C*irica erc($ Editura te*nica '68, 3. Circ(i'e i&'e5ra'e #i&iare64(Bodea7A(#atasescu etc($Editura Te*nica '680 +. Circ(i'e i&'e5ra'e #i&iare6a!*#i%icari $*era'i$&a#i6Ioan )ra.u7Ion 4i*ail Iosiv$Editura 4ilitara '68'
A)rese )e I&'er&e': • • • • •
777.&a'.c$! 777.!$'$r$#a.c$! 777.se!ic$&)(c'$rs.*i#i*s.c$! 777.&a'i$&a#.c$! 777.s'.c$!
