Indicador de Temperatura Automotivo (ART1922)

O Circuito indicador bargraph de 4 LEDs apresentado pode ser usado para monitorar a temperatura do motor de um carro, de em outras aplicações onde seja necessário apenas a verificação da ordem de grandeza de uma temperatura. Simples de montar, ele usa como sensor um NTC e pode ser modificado para operar numa ampla faixa de temperaturas.

Um quádruplo comparador de tensão da SID Microeletrônica é usado neste projeto para formar um bargraph de 4.LEDs que opera com informação obtida a partir de um NTC. O circuito pode trabalhar com temperaturas na faixa de -40 a +125º C, o que o torna apto, por exemplo, para monitoração da temperatura de motores refrigerados a água.

Basta fixar o sensor junto ao radiador e pronto, o aparelho indicará numa escala de 4 posições se a temperatura do motor está muito baixa,baixa, normal ou quente.

Outras aplicações podem ser dadas ao projeto, como a monitorada temperatura de estufas ou câmaras de secagem, e até funciona com tensões de 6 a 12 V e tem um consumo muito baixo.

Características:

Faixa de tensões de alimentação: 6 a 12 V

Faixa de temperaturas: -40 a +125°C

Corrente de operação: 10 mA (sem LED acesso) 50 mA

(com os 4 LEDs acessos - tip)

Número de LEDs do indicador: 4:

Os quatro comparadores de tensão são mesmo de aparelhos eletrônicos. O circuito é ligados a uma rede de resistores que formam um sistema de tensão escalonadas de referência.

As entradas de todos os comparadores são ligadas à fonte de informação que é um divisor formado pelo sensor e um trimpot de ajuste; as saídas são ligadas a 4 LEDs com resistores em série para limitar a corrente.

Com a temperatura muito baixa, a resistência do NTC é elevada, e assim a tensão na entrada do circuito é a mais baixa possível.

Nestas condições, a tensão de entrada estando abaixo de todas as tensões de referência dos 4 comparadores, suas saídas permanecem no nível alto, polarizando inversamente os LEDs, que então permanecem apagados.

À medida que temperatura sobe, a resistência do NTC diminui, e com isso também sobe a tensão na entrada do circuito.

A primeira tensão de referência a ser atingida é a da entrada do comparador D, que tem sua saída comutada, passando do nível alto para o nível baixo. O resultado é que o LED ligado a sua saída (LED4) passa a ser polarizado no sentido direto, e com isso acende.

Com o aumento ainda maior da tensão de saída do sensor, é atingida a tensão de referência no comparador C. O resultado é que também sua saída comuta, e passamos a ter mais um LED aceso.

Isso ocorre até que seja atingida a temperatura que permite aplicar aos comparadores a referência do último (A), o que faz com que todos os LEDs fiquem acesos.

Atuando sobre P1 e P2 podemos estabelecer tanto a faixa de operação do sensor como também de indicação de temperaturas pela referência. Os valores de R1, R2, R3 e R4 também podem ser alterados de modo a serem obtidos "degraus" diferentes no escalonamento das tensões de referência e acionamento.

O sensor pode ficar longe do aparelho, para indicação remota de temperatura.

Na figura 1 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 1 – Diagrama completo do aparelho

Na figura 2 temos a disposição dos componentes numa placa de circuito impresso.

Figura 2 – Placa de circuito impresso para a montagem

Se você desejar maior número de LEDs indicadores pode ampliar o circuito usando 2 comparadores CA139, 239 ou 339 e 8 LEDs, simplesmente aumentando o “comprimento” da rede de resistores de referência. l

Os LEDs podem ser de cores diferentes, e o circuito integrado preferivelmente deve ser montado em soquete.

O NTC é de 10 k ohms, mas tipos de resistências entre 2,2 k ohms e 100 k ohms podem ser usados, trocando-se o trimpot de ajuste P1 por um de mesmo valor que o NTC.

O conjunto pode ser instalado no próprio painel do carro ou ainda numa pequena caixa plástica. Para aplicações portáteis, a alimentação pode ser feita com 4 pilhas comuns.

Para comprovar o funcionamento, ligue o aparelho e ajuste P1 e P2 para que apenas dois LEDs fiquem acesos.

Depois, segurando entre os dedos o sensor, deve haver o acendimento gradual dos outros dois LEDs à medida que a temperatura se eleva.

Ajuste P2 para que isso ocorra, atuando também sobre P1.

Comprovado o funcionamento e só instalar o aparelho. A faixa de acionamento deverá ser obtida com o ajuste experimental feito sobre P1 e P2.

Alterações de valores nos componentes da rede formada por R1, R2, R3 e R4 podem ser feitas conforme as temperaturas desejadas para os acionamentos.

Para uma alteração com mais LEDs vale o mesmo procedimento para o ajuste e instalação. O sensor pode ficar bem longe do aparelho, utilizando-se cabo que não necessita de blindagem.