汽车结冰警告电路分享

由于热敏电阻易于获得，因此对大气或流体热量变化做出反应的装置易于构建。该汽车结冰警告电路解释了如何在电路中实现像换能器一样的热敏电阻，一旦大气温度降至0°C左右，该电路就会持续闪烁警告灯。

为什么结冰的道路很危险

冰，特别是黑冰，是驾驶者在寒冷月份容易遇到的最危险的情况之一。即使外面看起来不太冷，雪仍然可以落在街道上，可能会缓慢地解冻。黑冰在夜间和早晨可能特别危险，主要是因为它看起来像潮湿的街道而不是冰冷。黑冰非常难以捉摸，这意味着对于车辆来说，这很容易导致打滑和事故。

牢记这一点，开发了该电路，可用于获取有关可能降至霜冻水平的温度的警报信号。或者，正如本项目所解释的那样，赛道可能习惯于警告汽车驾驶员有关结冰街道的情况。

设计

除了几个双极晶体管，一个npn和一个pnp类型外，该电路还采用了3种其他形式的半导体器件。首先，涉及少量半导体物质的热敏电阻实际上是一种玻璃胶囊式负温度系数（NTC）式。

其微小的尺寸有助于它对温度变化做出快速反应，而玻璃盖则保护半导体免受液体导电特性的影响，否则会产生误导性结果。

请注意，n.t.c.热敏电阻带有电阻，随着温度的下降而上升。此外，推荐的741型运算放大器IC用作惠斯通电桥周围的敏感电压变化传感器。其中一个特定的臂由热敏电阻组成。

热敏电阻可以是任何100K NTC热敏电阻。

最后，LED灯用作闪烁警告信号的指示灯。这种灯紧凑、坚固，几乎不消耗任何电流进行照明。

电路说明

“霜冻”报警的整个电路如上图所示。它由12V汽车电池的电压驱动。或者，对于其他应用，9V电池可能足以运行电路。

电路基本上由虚线分解的几个元素组成。该行左侧显示了对温度敏感的惠斯通电桥，其输出由像差分放大器一样工作的运算放大器检测。

虚线右侧有一个双晶体管振荡器，一旦热敏电阻延伸到预设温度，它就会振荡LED。

惠斯通电桥包括电阻R1和R2，它们参照地线（对于8V电池）将运算放大器反相端上的电压固定在12V左右。预设的VR1和热敏电阻RTH1创建电桥的第二臂。

这是因为热敏电阻是NTC规格，您会发现随着温度的下降，其电阻会增加，导致引脚3处的电压成比例上升。

当该电压刚好越过引脚2的基准电平时，运算放大器的输出会改变状态，并从零左右翻转到几伏的正值。

输出显著为正的温度可以通过微调预设VR1来确定。运算放大器输出端电压的快速增加使振荡器电路转弯，如虚线右侧所示。电阻R3使用该电压来切换晶体管TR1的基极。

电容 C1 有助于保持低频幅度所必需的正反馈。pnp 晶体管 TR2 在其集电极端子中为 LED 供电，同时计算出一个串联电阻 R5，该电阻将进入

LED 的电流限制在最大额定值以下。

LED闪烁频率在一定程度上由其自身的电阻确定，尽管通过为Cl选择合适的幅度可以调节到所需的水平。

晶体管TRI和TR2需要互补匹配，电路才能发挥最佳功能。

电路组装

除电池、开关和 LED 外，每个元件都可以组装在 0.1 英寸矩阵 Veroboard

上，如下所示，尽管真正的设计很可能取决于用户购买的零件的实际比例。

热敏电阻的位置应远离任何可能的热源或发动机。它应该靠近汽车的地板，以便更容易地感知一英尺以下道路上冰冷的冰块的温度。

热敏电阻必须防止可能的水溅或雨水，因为水蒸发引起的冷却效应可能导致其温度突然下降到实际周围温度以下，从而导致误报。

热敏电阻的有效位置位于前保险杠的后部，但根据汽车的类型，可以确定更好的位置。找到热敏电阻的正确位置后，需要确定热敏电阻和控制电路之间所需的导线距离。

将延长线焊接到热敏电阻时要小心，因为焊接的接头必须使用套管保护以防止水接触。具有热收缩特性的套管可能是最佳选择。

热敏电阻必须粘合到短塑料管的表面，以确保当空气在其周围流动时，它不会远离可能的水溅。

几乎任何微小的塑料盒都可以用来封闭电路，也可以将其安全地放置在汽车仪表板后面的某个地方。三组输出线应通过索环端接盒子：几根电线连接到电池，2

根连接到热敏电阻，2 根连接到 LED。

在仪表板内选择一个最适合可视化 LED 闪烁的位置。钻一个孔，使 LED 能够通过，以便轻松推过塑料垫圈。

LED应精确地连接到电路，以便TR2能够通过正向偏置正确打开它。

您可以通过设置为欧姆范围的万用表轻松识别 LED 阳极引脚。在最终将电路安装在车内之前，必须通过实际的冰温测试来确认结果。

校准

在碗里砸一点冰块，直到它变成液体。确保冰实际上处于融化状态，这将为测试提供所需的0°C水平。如果您可以访问温度计，请务必使用温度计验证温度。

将热敏电阻浸入融冰中并微调预设电阻，直到 LED 开始脉动。从冷冻水中取出热敏电阻，您可能会发现，随着热敏电阻温度的升高，LED

最终停止闪烁。

或者，你可以选择不同的温度作为LED的闪烁阈值。

该电路对电源电压变化具有很强的抵抗力，并且不会导致LED在超出该设置的温度下闪烁。顺便说一下，电阻R5还有助于避免LED在热敏电阻温度刚好接近设定水平时频繁闪烁。该电阻器为电容器提供缓慢的放电路径。

定制电路

如果您觉得需要修改电路，使其能够发出声音警告而不是LED闪烁，您可以简单地执行以下操作。

将 C1 值修改为大约 0.1μF（选择理想频率的值），并将 R5 与 LED 一起替换为 80 欧姆小型扬声器，此时 C1 直接与 TR2

集电极连接。