O circuito Op Amp não se comporta como desejado

Encontrei na rede um circuito que deveria fazer exatamente o que eu queria (controlar uma ventoinha de refrigeração), mas fica ligado o tempo todo. Não tenho certeza se há um erro no esquema ou se há algo que eu perdi.

Se o termistor estiver frio, o ventilador deve estar desligado. Enquanto aquece, o ventilador deve ligar. No momento, o ventilador está sempre ligado. Eu verifiquei minha fiação, etc, e tenho certeza de que a tenho conforme a foto. Substituí R4 por um cortador de 10K para permitir o ajuste do gatilho temporário.

Aqui está o diagrama do circuito:

Aqui está o artigo do qual estou trabalhando .

ATUALIZAÇÃO: fez uma simulação (usando Qucs) para ver como o circuito deve se comportar. Usei os valores reais do resistor que medi com o multímetro (veja as discussões abaixo). Aqui está uma captura de tela:

(nota: não consegui encontrar um ventilador no compartimento de peças, por isso inseri um diodo para efeito)

Poderia haver um problema terminal com o amplificador operacional que está atrapalhando os níveis de tensão? É novo, mas não quer dizer que não tenha sido estático.

OUTRA ATUALIZAÇÃO: Decidiu usar o Qucs para ver o que o circuito poderia fazer se o termistor fosse 'aquecido'. Escolhendo um valor para R1 aleatoriamente, surgiu o seguinte: Esta simulação mostra o viés do amplificador operacional mudando para produzir uma saída 'baixa', no entanto, a base do Q1 ainda é alta e causa uma queda de aproximadamente 2,4V no ventilador. Para aqueles que seguem a conversa com @vicatcu abaixo, isso sugere que pode haver um piso de design no circuito. Alguém sabe o que mais poderia estar segurando Q1 na posição 'ON'?

741 OP-AMP datasheet

ATUALIZAÇÃO # 3: Usando alguns dos ponteiros fornecidos, consegui fazer uma simulação funcional do circuito.

O circuito superior está com o termistor 'frio' e, além da corrente de fuga, o ventilador está praticamente 'desligado'! O circuito inferior mostra o termistor "quente", com 11,4V confortáveis. O truque agora é como conseguir isso usando uma única fonte de energia! Eu pretendia usar uma única fonte de alimentação de 12V para acionar o circuito. Esses circuitos têm suprimentos duplos. Tentei simular com um divisor de tensão para dividir a voltagem de uma única fonte; no entanto, quando o termistor cai quando está "quente", ele arrasta a voltagem do circuito para cerca de 2V e o ventilador atinge cerca de 0,8V. Não exatamente 'ON'. Eu tenho alguns pacotes de 9V de reposição, então posso usar um de 12V e um de 9V para alimentar o circuito na configuração acima, mas se eu conseguir sair com uma única fonte, isso seria o ideal.

ATUALIZAÇÃO # 4: Aqui está um gráfico aproximado da resistência dos termistores à medida que a temperatura muda (em graus Celsius)

Eu adicionaria algumas sugestões para o design:

1. Você está usando o 741 OP-AMP, que não é trilho a trilho, e está usando-o para acionar a base de um transistor: o que acontece é que, quando a saída do 741 é alta, será em torno de Vcc - 1V, é suficiente para manter o transistor ligado. Eu sugeriria usar um OPAMP trilho a trilho ou adicionar uma pequena resistência ao emissor do transistor para limitar a corrente quando a entrada for alta (poderia ser ainda melhor porque você mantém o ventilador em uma velocidade mais lenta, mas ainda resfria).

2. Ao projetar com sensores, como fotorresistores ou termistores, é melhor - primeiro conhecer o valor à temperatura ambiente desses sensores - e depois escolher um potenciômetro um pouco maior para simular o comportamento desse sensor e verificar se o circuito está funcionando.

${V_{CE}}^{sat} + {V_{BE}^{ON}} \simeq 0.2 + 0.6 \simeq 0.8 V$

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

$\pm 15V$

Você pode ver como o seu OPAMP está emitindo 10 V em vez de 12 e 1,2 V em vez de 0; o primeiro, com a queda do resistor, mantém o transistor sempre ligado, como você pode ver que a tensão básica é de 11V, o suficiente para mantê-lo ligado.

E ... por que você usou um diodo para simular um ventilador ??? Parece uma carga bem diferente.

ATUALIZAÇÃO PARA A ATUALIZAÇÃO:

Fico feliz que funcione, pelo menos na simulação: no entanto, você ainda está usando um único suprimento de trilhos (+12: 0, + 15: 0). O 741 quer +15: -15, então a melhor coisa a fazer é MUDAR O OPAMP . Não é nada caro e você pode usar um trilho a trilho (novamente), melhor para aplicações de fornecimento único, até 3,3V, se necessário; ou, para o seu caso, +12 ou +5.

Esta é uma opção, aqui há bastante, você só precisa escolher, com base principalmente na disponibilidade para sua finalidade. Para o simulador, você também pode encontrar muitas opções.

O que você tem aqui é basicamente um comparador dirigindo a base de um PNP BJT.

Uma explicação simplista é que o ventilador deve LIGAR quando o BJT vê um "baixo" no comparador e DESLIGAR quando o BJT vê um "alto" no comparador.

O comparador gera um "baixo" quando a tensão do terminal negativo (pino 2) está acima da tensão do terminal positivo (pino 3) e um "alto" quando a tensão do terminal positivo está acima da tensão do terminal negativo.

R3 e R4 formam um divisor de tensão que define a tensão no terminal negativo para um valor fixo. Com R3 e R4 ambos avaliados em 10kOhm, a tensão no terminal negativo será Vcc / 2.

Da mesma forma, R2 e R1 (o termistor) formam um divisor de tensão que define a tensão no terminal positivo, e essa tensão varia consequentemente com a temperatura.

Atualização Em resumo:

• A tensão no terminal negativo é: Vcc * R4 / ( R3 + R4 )
• A tensão no terminal positivo é: Vcc * R1 / ( R1 + R2 )
• O ventilador liga quando: R1 < R4 * R2 / R3

Usando os conselhos e as informações que as pessoas me deram, alterei o circuito e usei um LM339 Op-Amp que é um Op-Amp trilho a trilho. Como possui 4 amplificadores no pacote, adicionei ventiladores adicionais etc. para complementar o resfriamento. Aqui estão os circuitos:

Fan Off

Fan On

Fan On - Usando todos os 4 amplificadores operacionais