Thiết kế công tơ điện tử một pha thu thập, lưu trữ giám sát dữ liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN II Thiết kế công tơ điện tử pha thu thập, lưu trữ giám sát liệu Trần Đình Tuyên tuyen.td181831@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành Tin học đo lường công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Tuấn Ninh Bộ môn: Viện: Đồ án II Điện HÀ NỘI, 1/2022 Chữ ký GVHD TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN Nội dung đồ án gồm phần chính: Lựa chọn linh kiện, thiết kế mạch nguyên lý, dây mạch PCB, thiết kế vỏ hộp sản phẩm.” Công tơ điện tử pha thu thập, lưu trữ giám sát liệu ” sử dụng chip Atmega328p với kênh đo ADC dịng điện điện áp, từ mà tính tốn cơng suất Mạch thiết kế với khối RTC, nhớ EEPROM, thẻ nhớ SDCard để lưu trữ liệu, hình LCD5110, kèm với module ESP8266 trao đổi liệu không dây để phát triển ứng dụng sau này.Về phần cứng, em sử dụng đồ án Altium designer để thiết kế mạch, Sketchup để thiết kế vỏ hộp Trong khuôn khổ đồ án này, em tập trung vào thiết kế mạch phần cứng, nhiên qua sử dụng số cung cụ để lập trình để thực kiểm tra , mô Protues, Atmel Studio, VsCode Kết thu phù hợp với yêu cầu toán đặt Qua đồ án này, em thấy tổng hợp kiến thức mà học để áp dụng vào toán cụ thể, kỹ cần thiết cho kĩ sư điều khiển, tự động hóa nói chung ngành tin học đo lường nói riêng Mạch có tính ứng dụng cao, có định hướng phát triển mở rộng đồ án Sau đồ án này, em hướng đến sản phẩm phát thiết bị điện nhà bật hay tắt việc thu thập liệu điện áp, dòng điện mạch đo để xử lý, tính tốn cơng suất kết hợp kiến thức máy học để từ đó, ta có điều chỉnh sử dụng điện nhà cho phù hợp MỤC LỤ CHƯƠNG I MÔ TẢ CHUNG VỀ THIẾT BỊ .5 1.1 Khái quát chung thiết bị CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT .6 2.1 Nguyên lý đo dòng điện 2.2 Nguyên lý đo công suất phương pháp nhân tức thời 2.3 Các linh kiện sử dụng 2.3.1 Điện trở 2.3.2 Tụ điện 2.3.3 Thạch anh .9 2.4 Tìm hiểu chip ATMEGA328P mạch .10 2.5 Tìm hiểu LM324 .11 2.6 Tìm hiểu ASM1117 12 2.7 Tìm hiểu DS1307 .13 2.8 Tìm hiểu IC nguồn LM2576 14 2.9 Tìm hiểu REF5025 14 CHƯƠNG III THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠCH 15 3.1 Thiết kế chi tiết khối phần cứng .15 3.1.1 Thiết kế kênh đo điện áp 15 3.1.2 Thiết kế kênh đo dòng điện 18 3.1.3 Thiết kế khối xử lý trung tâm khối RTC,RTC & EEPROM .23 3.1.4 Khối hiển thị .24 3.1.5 Thiết kế khối truyền phát không dây 25 3.1.6 Thiết kế khối nguồn 28 3.1.7 Thiết kế khối Sdcard 30 3.2 Tính tốn cơng suất tiêu thụ cơng tơ điện tử 30 3.3 Đi dây mạch PCB 32 3.4 Thiết kế vỏ hộp mặt máy 33 CHƯƠNG IV THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 35 Tài liệu tham khảo .37 DANH MỤC HÌNH V Hình Sơ đồ khối thiết bị đo ,lưu trữ giám sát điện Hình Định luật ampere Hình Dịng xoay chiều Hình Định luật Faraday Hình Điện trở 10 Hình Tụ điện 11 Hình Thạch anh 11 Hình Atmega328p .12 Hình Sơ đồ chân 13 Hình 10 LM324 14 Hình 11 ASM1117 15 Hình 12 IC thời gian thực-DS1307 15 Hình 13 IC nguồn LM2576 16 Hình 14 REF5025 sơ đồ chân 16 Hình 15 REF50xx Family 17 Hình 16 Sơ đồ nguyên lý kênh đo điện áp 17 Hình 17 Sơ đồ điện áp sau cộng offset 18 Hình 18 HWCT 20A/20mA (trái) SCT-013-030 ( phải) 20 Hình 19 Sơ đồ kênh đo dòng điện 20 Hình 20 Khối xử lý trung tâm 25 Hình 21 EEPROM Hình 22 RTC- DS1307 26 Hình 23 LCD 5110 (trái) sơ đồ chân CD4050B (phải) 27 Hình 24 Sơ đồ ngun lí khối hiển thị 27 Hình 25 Thơng số kỹ thuật ESP8266-12E 28 Hình 26 Sơ đồ cấu tạo ESP8266-12E .28 Hình 27 Sơ đồ kết nối Atmega328p Esp8266-12E 29 Hình 28 Mơ hình lập trình Esp8266 .29 Hình 29 Biến áp HUIZI 220V/9V 2.25VA .30 Hình 30 Sơ đồ cấu tạo khối nguồn 30 Hình 31 LM2576 sơ đồ chân .31 Hình 32 AMS1117 sơ đồ chân 31 Hình 33 Thẻ nhớ Sdcard 32 Hình 34 Sơ đồ khối SDCard 32 Hình 35 Đi dây mạch PCB .35 Hình 36 Hình 3D sản phẩm 35 Hình 37 Vỏ hộp thiết bị 36 Hình 38 Nắp thiết bị .36 CHƯƠNG I MÔ TẢ CHUNG VỀ THIẾT BỊ 1.1 Khái quát chung thiết bị Công tơ điện tử xây dựng theo mơ hình thể sơ đồ khối Hình 1.1 : Hình Sơ đồ khối thiết bị đo ,lưu trữ giám sát điện Cấu tạo thiết bị bao gồm khối Thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều pha cấp trực tiếp từ lưới điện dân dụng Khối nguồn biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều với mức điện áp phù hợp cấp cho linh kiện thiết bị hoạt động, cụ thể tạo mức điện áp 5V 3.3V, đồng thời đặc thù mạch đo dòng áp mà tạo mức điện áp tham chiếu 2.5V Khối MCU (Micro- Controller Unit) khối xử lý trung tâm xây dựng dựa chip ATMEGA328P làm nhiệm vụ xử lý tín hiệu đo cung cấp khối mạch đo, tính tốn đưa kết đo để lưu trữ hiển thị truyền phát thông qua khối hiển thị khối truyền phát.Thiết bị tích hợp thêm khối Sdcard dùng để lưu trữ thơng tin dịng điện, điện áp , công suất mà giới hạn số lần đọc ghi EEPROM đạt giới hạn CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên lý đo dòng điện Để đo dòng điện mà khồng cần tiếp xúc với mạch, cảm biến dòng điện xoay chiều sử dụng đặc tính từ dịng điện Định luật Ampere: Định luật Ampere nói dây dẫn mà dịng điện chạy qua tạo xung quanh từ trường tỷ lệ với cường độ dịng điện Hình Định luật ampere Dòng điện xoay chiều: Dòng điện xoay chiều có đặc điểm hoạt động giống sóng sin, cường độ thay đổi theo thời gian, từ cực đại dương đến cực đại âm Dao động có tần số 50Hz 60Hz tùy thuộc vào quốc gia khu vực Hình Dịng xoay chiều Vì từ trường tỷ lệ với giá trị dòng điện, nên từ trường tạo xung quanh vật dẫn dòng điện xoay chiều mang theo thay đổi theo thời gian tùy theo biến thiên Định luật Faraday – định luật cảm ứng điện từ: Định luật Faraday nói từ trường biến thiên theo thời gian tạo suất điện động cuộn dây tạo dòng điện tỷ lệ với cường độ từ trường Hình Định luật Faraday Trong hình trên, hiểu luật thực tế Lưu ý tiếp cận nam châm đến vòng, thay đổi từ trường điện áp vôn kế (suất điện động) đạt gần 20V Khi kéo nam châm xa, ta có hiệu điện dần 0V Tóm tắt: Từ ba đặc tính ta hiểu ngun lý làm việc cảm biến: Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, tạo từ trường tỷ lệ xung quanh dây dẫn Máy biến dòng sử dụng từ trường để đo dòng điện.Dòng điện xoay chiều thay đổi, khiến từ trường thay đổi liên tục Trong cảm biến dòng xoay chiều, dây quấn quanh lõi Từ trường tạo dòng điện chạy qua dây dẫn tạo dòng điện điện áp tỷ lệ dây nằm cảm biến dịng Sau đó, cảm biến tạo điện áp dòng điện định mà đồng hồ kết nối với cảm biến đọc chuyển thành dịng điện chạy qua dây dẫn 2.2 Nguyên lý đo công suất phương pháp nhân tức thời Để tính tốn đo cơng suất, ta tính tốn qua giá trị tức thời dòng điện điện áp , tức i(t) u(t) Sau công thức tính tốn theo lý thuyết : Cơng thức tính điện áp hiệu dụng: Cơng thức tính dịng điện hiệu dụng: Cơng thức tính cơng suất hiệu dụng sau : Trong : u(t) giá trị điện áp tức thời thời điểm t i(t) giá trị dòng điện tức thời thời điểm t N số giá trị lấy mẫu Cơng thức tính hệ số cos : Giá trị N lớn, độ xác phép đo cao Tuy nhiên mạch đo công tơ điện tử sử dụng trái tim vi điều khiển Atmega328p, lựa chọn N phải phù hợp với nhớ vi điều khiển.Ở ta chọn N =2000, độ lấy mẫu 2000 điểm/s 2.3 Các linh kiện sử dụng 2.3.1 Điện trở Hình Điện trở Điện trở linh kiện điện tử có cơng dụng dễ hiểu để giảm dòng điện chảy mạch (hạn chế cường độ dòng điện) Trong tiếng Anh, resistor điện trở Khả giảm dòng điện điện trở gọi điện trở suất đo đơn vị ohms (đơn vị điện trở) Nếu tạo tương tự với dòng nước chảy qua đường ống, điện trở ống mỏng làm giảm lưu lượng nước Dòng điện I ampe kế (A) điện áp V điện trở tính vơn (V) chia cho điện trở R tính ohms (Ω): (5) 2.3.2 Tụ điện Hình Tụ điện Tụ điện linh kiện quan trọng số linh kiện thiết bị điện tử Tụ điện thiếu mạch lọc, mạch dao động loại mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều Cấu tạo hoạt động ứng dụng tụ điện điều cần thiết Ứng dụng tụ điện: Tụ điện cho phép điện áp xoay chiều qua, đồng thời ngăn điện áp chiều lại Vì dùng để truyền tín hiệu tầng khuếch đại có điện áp chênh lệch Lọc điện áp xoay chiều sau loại bỏ pha âm thành điện áp chiều phẳng Với điện xoay chiều tụ dẫn điện cịn với điện chiều tụ lại trở thành tụ lọc 2.3.3 Thạch anh Hình Thạch anh Thạch anh nguyên tố quan trọng sản phẩm linh kiện điện tử Đặc biệt IC điều khiển, chúng ví trái tim linh kiện Thạch anh dao động ổn định để tạo tần số dao động cho vi điều khiển Đa số mạch điều khiển đèn Led dùng thạch anh thạch anh 12Mhz, 16Mhz, 24Mhz… loại linh kiện cho xung nhịp khác Thạch anh sử dụng điện tử đa phần để tạo tần số ổn định tần số thạch anh tạo bị ảnh hưởng nhiệt độ mạch dao động RC khác….Trong vi điều khiển bắt buộc phải có thạch anh (trừ loại có dao động nội) xét chi tiết vi điều khiển có CPU, timer, … CPU bao gồm mạch logic mạch logic muốn hoạt động cần có xung clock, cịn timer gồm dãy FF cần phải có xung để đếm Tùy loại vi điều khiển mà xung clock ứng với chu kì máy, với xung clock vi điều khiển làm công việc nhỏ ứng với lệnh thực thi.Để chạy câu lệnh IC vi điều khiển, bạn cần tạo xung nhịp Tần số xung nhịp phụ thuộc vào thạch anh gắn chân kết nối thạch anh vi điều khiển 3.1.3 Thiết kế khối xử lý trung tâm khối RTC,RTC & EEPROM Ở khối xử lý trung tâm, trái tim mạch em sử dụng Atmega328p thuộc dòng vi điều khiển 8-bit quen thuộc, dễ dàng lập trình, có khả xử lý, tính tốn tốt, có cấu trúc tiết kiệm điện năng, giá thành không cao nên phù hợp để xây dựng thiết bị đo giá rẻ, nhỏ gọn đáp ứng yêu cầu thiết kế Khối xử lý trung tâm công tơ điện tử sử dụng nguồn xung nhịp từ thạch anh ngoại 16MHz, kết nối với khối cảm biến thông qua chân analog: ADC0 cho mạch đo điện áp; ADC1 ADC2 cho mạch đo dòng điện Bộ ADC vi điều khiển sử dụng điện áp tham chiếu = 2.5V DC IC REF5025 cung cấp Chương trình nhúng nạp vào cho ATmega328p thông qua giao tiếp UART nạp qua mạch nạp ISP Sơ đồ nguyên lý khối thể hình 20 : Hình 20 Khối xử lý trung tâm Công tơ điện tử sử dụng IC thời gian thực (Real Time Clock – RTC) phổ biến thị trường DS1307 hãng Dallas sản xuất Mạch có khả lưu liệu nhớ EEPROM AT24C08 Atmel sản xuất EERPOM có dung lượng lưu trữ 8KB có khả ghi/xóa đến 1000000 lần DS1307 AT24C08 giao tiếp với vi điều khiển thông qua chuẩn giao tiếp I2C Sơ đồ nguyên lý khối RTC & EEPROM thể Hình 21 22 Hình 21 EEPROM Hình 22 RTC- DS1307 3.1.4 Khối hiển thị Màn hình LCD Nokia 5110 sử dụng IC điều khiển Philips PCD8544 Là loại LCD Graphic đơn sắc với số điểm ảnh 84x84 Pixel sử dụng vơ số ứng dụng hiển thị hình ảnh, text, , với ưu điểm giá thành rẻ, nhỏ gọn, tích hợp đèn nền, sử dụng giao tiếp SPI dễ dàng lập trình kết nối với vơ số code mẫu thư viện khác (đặc biệt Arduino) khả tiết kiệm lượng cao, LCD Graphic Nokia 5110 lựa chọn hợp lý để thực vô số ứng dụng hiển thị hình ảnh khác Với hình này, ta hiển thị đầy đủ thông số đo tính tốn dịng hình Màn hình hỗ trợ chức hiển thị ảnh dạng bitmap kích cỡ tối đa 84x48 pixels, mà hiển thị đa dạng loại LCD thông thường Một vài thông số kỹ thuật       Loại hình: LCD Graphic đơn sắc Mã sản phẩm: Nokia 5110 LCD Đèn nền: màu trắng Điện áp sử dụng: 3V3 - 5V Giao tiếp: SPI mức TTL Kích thước: 45x45mm Hình 23 LCD 5110 (trái) sơ đồ chân CD4050B (phải) Màn hình LCD 84x48 pixels sử dụng nguồn cấp 3.3V, kết nối với khối xử lý trung tâm theo chuẩn giao tiếp SPI Một IC dịch mức điện áp (Level Shifter) sử dụng để chuyển đổi mức điện áp tín hiệu cho phù hợp với mức điện áp tín hiệu LCD 5110 vi điều khiển Ở đây, IC CD4050BE Texas Instrument sử dụng để thực nhiệm vụ Sơ đồ kết nối hình LCD với khối xử lý trung tâm thể Hình 24 : Hình 24 Sơ đồ nguyên lí khối hiển thị 3.1.5 Thiết kế khối truyền phát không dây Khối truyền phát không dây công tơ điện tử sử dụng module truyền thông Esp8266-12E sản xuất hãng Espressif Systems Đây vi mạch Wifi giá rẻ tích hợp phần mềm mạng TCP / IP khả vi điều khiển Một số thông số kỹ thuật Esp8266 thể Bảng 25 sơ đồ khối cấu tạo thể Hình 26 : Hình 25 Thơng số kỹ thuật ESP8266-12E Hình 26 Sơ đồ cấu tạo ESP8266-12E Trong mạch công tơ điện tử ,Esp8266-12E đóng vai trị vi xử lý mạng, điều hành tác vụ liên quan đến kết nối mạng, truyền nhận liệu mạng theo chuẩn Wifi, vi điều khiển ATmega328p làm nhiệm vụ đo lường, hiển thị lưu trữ liệu thiết bị Atmega328p giao tiếp với Esp8266-12E thông qua giao tiếp UART để nhận gửi liệu sau truyền lên internet Esp8266-12E nạp chương trình nhúng nằm gói phần mềm Esp8266 Arduino Arduino cung cấp Các API dùng để điều khiển Esp8266-12E phải tuân theo cấu trúc tin Arduino quy định Sơ đồ kết nối ATmega328p Esp8266-12E thể Hình 27 mơ hình lập trình khối truyền phát không dây công tơ điện tử thể Hình 28 Hình 27 Sơ đồ kết nối Atmega328p Esp8266-12E Hình 28 Mơ hình lập trình Esp8266 3.1.6 Thiết kế khối nguồn Cơng tơ điện tử cấp nguồn trực tiếp từ lưới điện sinh hoạt với dải điện áp hoạt động từ 176-253V AC Do vậy, để đảm bảo an toàn, tạo mức điện áp phù hợp để cấp cho linh kiện hoạt động tốt, ta lựa chọn phương án thiết kế mạch nguồn sử dụng biến áp 220V/9V AC cho mạch nguồn thiết bị Biến áp sử dụng biến áp HUIZI 220V/9V 2.25VA có vỏ bọc cách điện Hình 29 Hình 29 Biến áp HUIZI 220V/9V 2.25VA Sơ đồ khối cấu tạo khối nguồn thể Hình30 Khối nguồn công tơ điện tử bao gồm khối để tạo điện áp 5V DC, 3.3V DC điện áp tham chiếu 2.5V DC cấp cho linh kiện hoạt động * Khối nguồn 5V DC Tại khối nguồn 5V DC, cấp nguồn xoay chiều pha vào mạch, biến áp tạo dịng điện có điện áp 9V xoay chiều, dịng điện cho qua cầu diode để chỉnh lưu thành dòng điện chiều cấp cho IC nguồn ổn áp 5V hoạt động Dòng điện ổn áp 5V DC tạo dùng cho khối nguồn 3.3V 2.5V DC sử dụng để tạo dòng điện ổn áp tương ứng Với thiết bị đo nhỏ gọn khơng u cầu dịng cấp lớn, ta lựa chọn IC nguồn LM2576- 5V thông dụng, Texas Instrument sản xuất, để tạo dòng điện ổn áp 5V DC LM2576-5V loại IC ổn áp kiểu step-down switching nên mang lại hiệu suất hoạt động cao không tiêu tốn nhiều điện nên không tỏa nhiều nhiệt IC nguồn kiểu tuyến tính (Linear) Sơ đồ đấu nối LM2576-5V mạch nguồn đơn giản khơng u cầu nhiều linh kiện phức tạp Hình 31 LM2576 sơ đồ chân Một số thông số kỹ thuật IC nguồn LM2576-5V:  Điện áp cấp tối đa: 40V DC Hình 30 Sơ đồ cấu tạo khối nguồn       Dòng tiêu thụ tối đa: 30mA Điện áp đầu ra: 5V DC ± 4% Điều kiện hoạt động: 8V ≤ VIN ≤ 40V Dòng tải: 0.5 - 3A Dải nhiệt độ hoạt động: -400C - 1250C Hiệu suất hoạt động: 77% * Khối nguồn 3.3V DC Khối nguồn 3.3V DC sử dụng IC ổn áp thông dụng AMS1117-3V3 thuộc kiểu IC nguồn tuyến tính Dịng ổn áp 5V DC tạo từ LM2576-5V cấp cho AMS1117-3V3 để tạo dịng ổn áp 3.3V DC Một số thơng số kỹ thuật IC nguồn AMS1117-3V3:       Điện áp cấp tối đa: 15V Dòng tiêu thụ tối đa: 11mA Điện áp đầu ra: 3.3V ± 3% Điều kiện hoạt động: 1.5V ≤ (VIN - VOUT) ≤ 12V Dòng tải tối đa: 0.8A Dải nhiệt độ hoạt động: -400C - 1250C * Khối tạo điện áp tham chiếu 2.5V DC Khối tạo điện áp tham chiếu 2.5V DC sử dụng IC tạo điện áp tham chiếu độ xác cao REF5025 Texas Instrument sản xuất REF5025 tạo điện áp tham chiếu với sai số ± 0.1% 3.1.7 Thiết kế khối Sdcard Để tăng lượng lưu trữ cần lưu lại giá trị điện áp, dịng điện, cơng suất cách lâu dài, mạch tích hợp thêm thẻ nhớ SDCard Vì EEPROM có giới hạn đọc, ghi, xóa 1000000 lần xong chưa đủ để lưu trữ liệu cách lâu dài Với nhớ từ 2GB đến chục GB mình, giải pháp đưa sau EEPROM ghi/xóa gần đạt ngưỡng giới hạn, ta chuyển liệu ghi EEPROM vào Micro SDCard giải phóng EEPROM để thực chu trình tiếp theo.Sau hình ảnh module thẻ nhớ Micro SDCard sơ đồ khối SDcard : Hình 32 AMS1117 sơ đồ chân Hình 33 Thẻ nhớ Sdcard Hình 34 Sơ đồ khối SDCard 3.2 Tính tốn cơng suất tiêu thụ cơng tơ điện tử Sau lựa chọn sơ IC nguồn để thiết kế mạch nguồn, ta cần tiến hành tính tốn sơ công suất tiêu thụ công tơ điện tử để xem xét việc lựa chọn IC nguồn có hợp lý hay khơng Dựa vào tài liệu kĩ thuật linh kiện, dễ dàng có thông số mức tiêu thụ điện tối đa linh kiện Các linh kiện khác mạch điện trở, tụ điện hay thạch anh, … coi có mức tiêu thụ khơng đáng kể Cơng thức (15) sử dụng để tính tốn cơng suất tiêu thụ tối đa linh kiện thiết bị Từ tài liệu kĩ thuật linh kiện mạch công thức (2.11), ta xây dựng Bảng 2.1 Bảng 2.1 Mức tiêu thụ điện tối đa linh kiện mạch S T T Linh kiện Số Vcc lượ ng (V) Im ax (m A) 9.0 ATmega328p ESP8266-12E 5.0 3.3 LCD 5110 3.3 170 80.0 CD4050BD 3.3 10.0 ΣImax ΣPmax (mA) (mW) 9.0 17 0.0 80 20 45 56 26 66 DS1307 5.0 1.5 1.5 AT24C08 5.0 3.0 3.0 15 LM324 5.0 12.0 60 REF5025 5.0 1.2 12 1.2 LM2576-5V 5.0 30.0 10 AMS1117-3V3 3.3 11.0 15 36 11 Led ϕ 3mm 5.0 5.0 12 Led ϕ 3mm 3.3 3.3 30 11 10 6.6 13 Micro SDcard 3.3 300 30 65 4.3 99 22 73 Tổ ng 50 22 Đối với khối nguồn tạo dịng tải cho thiết bị khối nguồn 5V DC khối nguồn 3.3V DC, ta cần xét thêm thông số công suất tiêu tán chúng Cụ thể IC nguồn LM2576-5V, công suất tiêu tán tính theo cơng thức đây: Trong đó:       công suất tiêu tán LM2576-5V (W) trị số điện áp đầu vào LM2576-5V (V) giá trị dịng khơng tải (Quiescent current) (A) trị số điện áp từ LM2576-5V (V) cường độ dòng điện tải (A) điện áp bão hòa LM2576-5V (Saturated voltage) (V) Tra tài liệu kĩ thuật LM2576-5V, ta có = 10mA, = 2V Bên cạnh đó, ta có = 5V, điện áp đầu vào LM2576-5V lấy từ cuộn thứ cấp biến áp 220V/9V AC qua cầu diode chỉnh lưu Điện áp đầu sau khâu chỉnh lưu tính theo cơng thức (6), ta được: Với tính tốn sơ theo bảng 2.1, ta có = 654.3mA Như vậy, áp dụng cơng thức (16) ta tính cơng suất tiêu tán LM2576-5V: 0.64W Đối với IC nguồn AMS1117-3V3, công suất tiêu tán (Power Dissipation) IC nguồn tính theo cơng thức Trong đó:  cơng suất tiêu tán AMS1117-3V3 (W) điện áp dòng điện cấp cho AMS1117-3V3 điện áp dòng điện AMS1117-3V3 tạo dòng tiêu thụ linh kiện hoạt động điện áp thiết bị Như trình bày, nguồn cấp cho AMS1117-3V3 lấy từ dòng điện có điện áp 5V LM2576-5V tạo ra, = 5V Từ Bảng 2.2, ta tính dịng tải tiêu thụ linh kiện hoạt động điện áp 3.3V DC = 587.6mA Áp dụng công thức (17) vào tính tốn cơng suất tiêu tán cho AMS1117-3V3, ta có    Từ đó, ta tính công suất tiêu thụ tối đa thiết bị đo : Cơng suất tiêu thụ thiết bị hồn tồn phù hợp với tiêu chuản thiết bị đo công suất Như vậy, việc lựa chọn IC nguồn cho khối nguồn công tơ điện tử phù hợp với yêu cầu đặt 3.3 Đi dây mạch PCB Sau hoàn thiện mạch nguyên lý công tơ điện tử, ta tiến hành dây mạch PCB Mạch PCB dây lớp sử dụng phần mềm Altium designer 19 Hình 35 Đi dây mạch PCB Hình 36 Hình 3D sản phẩm 3.4 Thiết kế vỏ hộp mặt máy Để bảo vệ mạch tác nhân bên ngoài, ta vào thiết kế vỏ hộp cho thiết bị.Ở ta sử dụng phần mềm Sketchup để thiết kế với kích thước chuẩn : Hình 37 Vỏ hộp thiết bị Hình 38 Nắp thiết bị CHƯƠNG IV THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ     Mạch mô phần phần mềm Protues cho kết khả quan Kích thước bo mạch : 8.7cm x 11.6cm Kích thước hộp :9.8cm x 13cm Đạt yêu cầu đề KẾT LUẬN Kết thu đạt yêu cầu đề Trong trình làm đồ án, em hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Hồng Nam thầy Nguyễn Tuấn Ninh, qua em giải đáp thắc mắc số kiến thức thực tế : chọn lựa linh kiện, dây mạch PCB, nguyên lý thuật tốn đo, tư lập trình để em hoàn thành đồ án Song kết đạt cịn nhiều thiếu sót mong nhận góp ý chân thành từ thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo [1] V Q Điềm, Cơ sở kĩ thuật đo lường điện tử, NXB Khoa học kỹ thuật, 05/2006 [2] N T L Hương, Giáo trình Thiết kế thiết bị đo [3] H K a E Boysen, All New Electronics Self-Teaching Guide, Third Edition, Wiley Publishing, 2008 ... linh kiện, thiết kế mạch nguyên lý, dây mạch PCB, thiết kế vỏ hộp sản phẩm.” Công tơ điện tử pha thu thập, lưu trữ giám sát liệu ” sử dụng chip Atmega328p với kênh đo ADC dịng điện điện áp, từ... Sơ đồ khối thiết bị đo ,lưu trữ giám sát điện Cấu tạo thiết bị bao gồm khối Thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều pha cấp trực tiếp từ lưới điện dân dụng Khối nguồn biến đổi dòng điện xoay chiều... III THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠCH 15 3.1 Thiết kế chi tiết khối phần cứng .15 3.1.1 Thiết kế kênh đo điện áp 15 3.1.2 Thiết kế kênh đo dòng điện 18 3.1.3 Thiết