要知道溫度是否在零度以下，唯一要做的就是測(cè)量溫度。這需要做得很精確，當(dāng)然，得選擇一款值得信賴的溫度傳感器。這里我們選用的傳感器是LM35C2（-40℃~100℃），它在以前的許多Elektor電路中都使用過(guò)。這種傳感器并不貴，而且它的輸出電壓正比于溫度（10mV/℃）。

傳感器

LM35通常由單電源供電，并且0℃對(duì)應(yīng)的輸出電壓是0V。因此在典型的應(yīng)用電路中是不可能用LM35來(lái)測(cè)量0℃以下的溫度的。但是可將它的輸出通過(guò)一個(gè)電阻連接到電源負(fù)極，這樣就可以測(cè)量到零度以下的溫度了。這就需要—個(gè)通過(guò)50μA電流的電阻（下圖中的R2）。

我們只需要用這個(gè)電路來(lái)檢測(cè)冰點(diǎn)。這就是為什么在溫度傳感器之后會(huì)有一個(gè)比較器，如果溫度在夜間低于0℃時(shí)它會(huì)點(diǎn)亮一個(gè)LED。為了確保比較器能正常運(yùn)行，輸入的測(cè)量值能稍微為負(fù)是很有必要的，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在LM35與地之間增加了一個(gè)二極管（Dl）。通過(guò)D1的電壓（因?yàn)楫?dāng)前通過(guò)LM35的電壓只有0.47V）作為負(fù)電壓。比較器IC2的正向輸入通過(guò)R3連接到D1的正極，它的作用是作為比較器的參考點(diǎn)0℃。

比較器

比較器是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算放大器TLC271，我們可通過(guò)將它的輸入偏置選擇（腳8）連接到電源供應(yīng)電壓來(lái)設(shè)定它的最小耗電量。檢測(cè)器不必要工作在很高的頻率，因?yàn)樗茉谧睢敖?jīng)濟(jì)”的模式下穩(wěn)定的工作在放大狀態(tài)下。

發(fā)光二極管D3用來(lái)指示溫度是否在零度以下，當(dāng)房間里的溫度開始或已經(jīng)降低到0℃以下，它會(huì)持續(xù)點(diǎn)亮。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，由R3、R4和D2構(gòu)成了非對(duì)稱延遲電路。當(dāng)輸出變?yōu)楦撸蜉斎胪ㄟ^(guò)D2和R4正反饋，輸出仍然保持高電平。當(dāng)LED自動(dòng)熄滅時(shí)，說(shuō)明此時(shí)的溫度已超過(guò)30C，在實(shí)際中可能意味著現(xiàn)在是夏天并且無(wú)論怎樣也不會(huì)結(jié)冰。如有需要，可通過(guò)增加R3的阻◎電路飛翔值來(lái)增大延遲。

電容C2的作用是確保LED在系統(tǒng)加上電后仍然是熄滅的。運(yùn)放的正向輸入直接連接到地因此輸出也為低。只有在裝上電池后電路需要重啟時(shí)，才會(huì)用到Rl和Sl。可以使用一個(gè)電源開關(guān)，或者是把電池卸下來(lái)一會(huì)兒來(lái)替代Sl開、關(guān)。

低功耗供電

因?yàn)殡娐凡捎秒姵毓╇姡晕覀儜?yīng)盡最大的可能去減少功耗。原型電路的耗電量，當(dāng)由6~9V的電源供電時(shí)，電流不到120μA。因?yàn)槭褂昧说凸牡腖ED，所以當(dāng)LED點(diǎn)亮的時(shí)候，它的耗電量分別是1mA（6V）和1.8mA（9V）。在我們的原型電路中，使用了一個(gè)綠色的低功耗LED。如果使用4節(jié)AA電池（容量約為2Ah），電路能正常運(yùn)行約2年。但是如果LED經(jīng)常亮的話，運(yùn)行時(shí)間會(huì)縮短。（約兩個(gè)月的時(shí)間已經(jīng)足夠挺過(guò)一個(gè)嚴(yán)冬）一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)的9V電池也能堅(jiān)持一個(gè)冬天，前提是要經(jīng)常檢查L(zhǎng)ED燈是否亮著。

最后，說(shuō)明一下這里為什么要使用TLC271CP。后綴C指定的工作范圍是0℃～70℃，但在較低的溫度下也能繼續(xù)工作，尤其是考慮到IC沒有線性應(yīng)用。如果質(zhì)疑它的性能，可以使用后綴為I的器件（這是TLC2711P：-40C—125C），前提是確信被監(jiān)測(cè)的房間確實(shí)很冷。

快速裝配

這個(gè)電路含有很少的元件，因此它們能容易地安裝到一塊小板子上，也不需測(cè)量任何器件。一旦完工，就可以使用了。