In einer Wärme-Kammer soll die Temperatur im Bereich von 28 bis 32 °C gehalten werden. Vier Kontrollleuchten
sollen über die aktuelle Temperatur-Lage in der Kammer informieren. Grüne Lampe zeigt an, dass Temperatur die voreingestellten
Grenzen nicht überschritten hat (Innerhalb der Grenzen). Gelbe Kontrollleuchte informiert, dass die Temperatur in der Kammer
den erlaubten Temperaturbereich verlassen hat (Außerhalb der Grenzen). Beim Unterschreiten der unteren Grenze (Unterhalb) soll
eine Heizung zugeschaltet werden, um die Temperatur zu erhöhen. Gleichzeitig soll blaue Kontrollleuchte (kalt) aufleuchten.
Beim Überschreiten der oberen Grenze wird ein Lüfter eingeschaltet, um die Temperatur zu senken. Parallel leuchtet die
rote Kontrollleuchte (warm) auf. An der Schaltung nehmen NTC-Widerstand DHT0A103F3473SY und Fensterdiskriminator TCA965B
teil.
Ein Lüfter und Heizung kühlen bzw. erwärmen den NTC-Sensor
Die integrierte Schaltung TCA965 wurde speziell für solche und ähnliche Aufgaben entwickelt. Der Baustein
stellt vier Ausgänge zur Verfügung, die separat für die Zustände "Innerhalb", "Außerhalb", "Unterhalb" und "Oberhalb" ausgelegt
wurden. Mit zwei Eingängen des Bausteins werden die obere und untere Grenze eingestellt. An dem dritten Eingang (Pin 8) wird
das untersuchte Signal angelegt.
Der NTC – Widerstand, der seinen Widerstand abhängig von der Temperatur ändert, liefert mit einem weiteren
Standard-Widerstand (R1) das untersuchte Signal. Das Signal wird mit Hilfe eines Spannungsteilers gebildet und kann im Punkt A
gemessen werden. Der feste Widerstand hat einen Wert von 10kOhm, der NTC-Widerstand bei 25 °C ebenfalls. Seine Thermistorkonstante
beträgt 3470 K.
Bei 28 °C erreicht der Widerstandswert des NTC einen Wert von 8905 Ohm, bei 32 °C einen Wert von 7656 Ohm.
Mithilfe der Spannungsteiler – Formel kann man ausrechnen, dass im Punkt A bei 8905 Ohm (28 °C) eine Spannung von 6,34 V
herrscht. Erreicht der NTC den Widerstandswert (bei 32 °C) von 7656 Ohm, so ergibt sich im Punkt A eine Spannung von 6,80 V.
Diese beiden Spannungen bilden die beiden äußeren, untere und obere, Grenzen.
Damit ein Vergleich stattfinden kann, müssen beide Signale an die Pins 6 und 7 angeschlossen werden. Die Spannung von 6,34 V
geht an Pin 7, das ist die untere Grenze. Die Spannung 6,8 V geht an Pin 6, obere Grenze.
Beide Signale werden mit den Spannungsteilern R2/P1 (Punkt B) für Pin 7 und R3/P2 (Punkt C) für Pin 6 gebildet.
Testschaltung
In der Praxis werden die tatsächlichen Werte von den berechneten abweichen. Hier kommen die Trägheit der
Elemente, ihre Genauigkeit etc. ins Spiel. Zu beachten ist auch die Eigenerwärmung des Sensors durch den fließenden Strom. In
diesem Fall beträgt der Strom ca. 0,5 mA.
Auf dem Kurzvideo schaltet das System bei ca. 28,2 (untere Grenze) und 31.8 °C (obere Grenze). Fällt die Temperatur unter
die untere Grenze, geht die blaue (Untehalb) und die gelbe (Außerhalb) Diode an. Gleichzeitig wird über das Relais K2 die
Heizung eingeschaltet. Steigt die Temperatur über die obere Grenze geht die rote (Oberhalb) und die gelbe (Außerhalb) Diode
an. Gleichzeitig wird mit dem Relais K1 der Lüfter eingeschaltet, um die Temperatur wieder zu senken. Läuft alles nach Plan
leuchtet die Grüne Diode (Innerhalb). Beim Testen der Schaltung kommt als „Störfaktor“ ein Haartrockner zum Einsatz.
