مستشعر الحرارة 

تكتشف هذه الدائرة ارتفاع درجات الحرارة أو مصادر الحرارة، كما في حالة نشوب حريق أو زيادة تحميل الماكينة. هناك تطبيق آخر وهو استخدام جهاز كشف الحرارة لمحركات السيارات.

ويمكن استخدامه أيضًا في العروض التوضيحية وكذلك في التطبيقات العملية. تختلف المقاومة العكسية للديود باختلاف درجة الحرارة، وهو ما يوضح كيفية عمل أجهزة الاستشعار الحرارية من أنواع مختلفة.

إن تسخين الصمام الثنائي، سواء عن طريق إحضار مكواة لحام أو لهب أو حتى هواء ساخن من سحابة من الدخان بالقرب منه، يكفي لجعل الصمام الثنائي يضيء.

بدلاً من الصمام الثنائي الباعث للضوء والمقاوم، يمكننا أيضًا استخدام مرحل، وفي هذه الحالة قد يتم تشغيل إنذار خارجي بواسطة الحرارة.

يتم تشغيل الدائرة بواسطة 4 بطاريات مشتركة؛ استهلاكها الحالي منخفض جدًا. يمكن وضع المستشعر بعيدًا عن الجهاز، مما يسمح باكتشاف الحرارة عن بعد.

يجب أن تتمتع الثنائيات شبه الموصلة بمقاومة منخفضة في الاتجاه الأمامي ومقاومة لا نهائية عند استقطابها في الاتجاه العكسي.

ولكن في الممارسة العملية، عندما نستقطب الصمام الثنائي في الاتجاه المعاكس، نلاحظ دوران تيار صغير، مما يعني أن المقاومة العكسية ليست لانهائية ولكن لها قيمة معينة، على الرغم من أنها عالية جدًا (عادة عشرات أو مئات الميجا أوم).

إن هذا الدوران للتيار، مع ما يترتب على ذلك من مقاومة غير لانهائية، يرجع إلى حاملات الشحنة في وصلة الصمام الثنائي التي يتم إطلاقها بواسطة عمل الحرارة.

فوق الصفر المطلق (-273 درجة مئوية) تهتز جميع جزيئات الجسم، ويمكن أن يؤدي هذا الاهتزاز إلى إطلاق الإلكترونات التي تتحرك عبر الجسم، مما يدل على دوران التيار.

ومن الواضح أن هذا التيار يعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة.

يكفي بعد ذلك تسخين وصلة الصمام الثنائي لتقليل هذه المقاومة وبالتالي زيادة دوران التيار.

وهذا يجعل ثنائيات السيليكون أجهزة استشعار درجة حرارة ممتازة.

كل ما عليك بعد ذلك هو تضخيم التيار الصغير الذي يتوافق مع درجة الحرارة ثم استخدامه لتنشيط عداد أو مرحل أو ببساطة مصباح LED.

تعتبر جميع الثنائيات السيليكونية الشائعة حساسة لدرجة الحرارة، ولكن الأنواع ذات الوصلات الأكثر تعرضًا تكون أكثر حساسية.

تعتبر الثنائيات مثل BA315 و1N4148 و1N914 وحتى 1N4002 حساسة لدرجة الحرارة ويمكن استخدامها في جهازنا.

فيما يتعلق بالترانزستورات، نوصي باستخدام أنواع السيليكون مثل BC107، BC108، BC238، BC547 أو BC548، والتي تتمتع بمكسب ممتاز وتسرب منخفض، مما يساعد على تضخيم التيار الصغير جدًا المتوفر في المستشعر.

المخطط الكامل موجود في الشكل

بعد التجميع، قم بتشغيل الوحدة. إذا أضاء مصباح LED، فتأكد من عدم عكس الصمام الثنائي للمستشعر (D1). إذا كان على حق، وظل الصمام الثنائي الباعث للضوء مضاءً مع إيقاف تشغيل المستشعر، فهذا يعني أن أحد الترانزستورات (ربما Q1) يتسرب ويجب استبداله.

يجب أن يظل مؤشر LED مطفأً في الظروف العادية.

بعد ذلك، قم بتقريب طرف مكواة اللحام من الصمام الثنائي، دون لمسه، حتى تتمكن من الشعور بالحرارة.

بعد بضع ثوانٍ، يجب أن يضيء مؤشر LED، مما يشير إلى التشغيل.

من خلال تحريك المكواة بعيدًا، يجب أن ينطفئ الصمام الثنائي الباعث للضوء بمجرد أن يبرد الصمام الثنائي.

إذا قمت بإمساك الصمام الثنائي للمستشعر أو نفخت عليه هواءً ساخنًا، فيجب أن يضيء أيضًا، إذا كانت حساسية الجهاز عالية، ولكن هذا سيعتمد على مكسب الترانزستورات والصمام الثنائي المستخدم كمستشعر (BA315 هو نوع يعمل جيدًا في هذه الحالة).

 

س1، س2، س3 - BC548 أو ما يعادلها

D1 - BA315 أو ما يعادله - انظر النص

المقاومات

R1 - 10 كيلو أوم

R2 - 100 أوم

R3 - 470 أوم

B1 - 3 أو 6 فولت - 2 أو 4 بطاريات صغيرة

LED - LED أحمر شائع