ĐỒ án tốt NGHIỆP THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH điều KHIỂN và GIÁM sát THIẾT bị 220VAC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ 220VAC Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn : Th.S Phạm Quốc Phương Sinh viên thực : Trần Hồng Phúc MSSV : 1311020025 Lớp : 13DDC01 TP Hồ Chí Minh, 2017 download by : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, không chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thơng tin đăng tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu luận văn T.P Hồ Chí Minh, ngày 25, tháng 12, năm 2017 Trần Hồng download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất thầy cô hướng dẫn bảo tận tình thời gian em làm Đồ Án Tốt Nghiệp vừa qua, đặc biệt Viện Kỹ Thuật Hutech tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án Em vô biết ơn Thầy Phạm Quốc Phương người trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình cho em hồn thành đồ án Thiết Kế Thi Công mạch điều khiển giám sát thiết bị 220vac Vì lần thiết kế thi công mạch với kiến thức thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi nhiều sai sót Với ước mong học hỏi, em mong nhận bảo đóng góp thầy hướng đẫn rút kinh nghiệm để lần sau làm tốt download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu khái quát đề tài: 1.2 Khái quát công nghệ PLC ( power-line communication): 1.2.1 Định nghĩa: 1.2.2 Lịch sử phát triển PLC: 1.2.3 Các Chuẩn PLC 10 1.2.4 Ứng Dụng: 12 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Một số vấn đề cần lưu ý PLC: 13 2.1.1 Nhiễu điện: 13 2.1.2 Suy hao: 13 2.1.3 Phối hợp trở kháng: 13 2.1.4 Mạng PLC tốc độ thấp (Lowspeed Powerline) 13 2.2 Cấu trúc hệ thống PLC: 15 2.3 phần tử mạng PLC: 16 2.3.1 phần tử bản: 16 2.3.2 trạm lặp: 17 2.2.3 Cổng kết nối PLC: 18 2.3 Kết nối đến mạng lỗi truy cập PLC: .19 2.3.1 Các mơ hình kết nối: 19 2.3.2 Quản lí mạng truy cập PLC: 22 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng truyền thông PLC: .23 2.4.1 Đặc tính kênh truyền đường cáp điện: 23 2.4.2 Sự giới hạn băng thông: .24 2.4.3 Nhiễu đượng cáp điện: 26 2.4.4 Nhiếu tần số 50Hz: .26 2.4.5 Nhiễu xung đột biến: 26 2.4.6 Nhiễu xung tuần hoàn: 27 2.4.7 Nhiễu xung kéo dài: .28 2.4.8 Nhiễu chu kì khơng đồng bộ: 28 2.4.9 Nhiễu sóng radio: 29 download by : skknchat@gmail.com 2.4.10 Nhiễu nền: 29 2.5 Trở kháng đường truyền phối hợp trở kháng: 29 2.6 Suy hao lưới điện: .30 2.7 Hiện tượng sóng dừng 30 2.8 Sự phát xạ sóng điện từ khả gây nhiễu 31 2.9 Tổng trở suy giảm .32 2.10 Mạch power-line communication KQ-130F: 33 2.10.1 Giới thiệu mạch power-line communication: 34 2.10.2 sơ đồ nguyên lí mạch power-line communication: 35 2.11 Giới thiệu Arduino trình biên dịch: .37 2.11.1 Giới thiệu chung Arduino .37 2.11.2 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình trình biên dịch Arduino 38 2.12 vi điều khiển ATmega328p-AU: 39 2.13 Mạch biến đổi điện áp 220VAC-5VDC: 42 2.14 Cảm ứng chạm điện dung TTP223B: 44 2.15 Module relay bán dẫn 5VDC: 45 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 47 3.1 Thiết kế: 47 3.1.1: sơ đồ tương tác module: .47 3.1.2: Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển: 48 3.1.3 sơ đồ nguyên lí mạch nhận: 49 3.1.4 Nguyên lí hoạt động mạch 50 3.1.5 Thiết kế mạch PCB phần mềm Proteus: 50 3.2 Mạch thi công: 51 3.2.1: Mạch PCB thực tế: 51 3.2.2: Hoạt động thực tế mạch: 52 3.3 Kết thực nghiệm: 53 3.3.1: Thực nghiệm với khoảng cách truyền 1m không qua thiết bị khác: 53 3.3.2: Thực nghiệm với khoảng cách truyền khoảng 11m không qua thiết bị khác: .54 3.3.3: Thực nghiệm với đường truyền 25m kết nối mạng điện gia đình: 55 download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN- ĐÁNH GIÁ 58 4.1 Kết luận: 58 4.1.1: Ưu điểm: 58 4.1.2: Khuyết điểm: .58 4.2 Đánh giá hướng phát triển: 59 download by : skknchat@gmail.com LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần giới với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp chế tạo linh kiện bán dẫn vi mạch tổng hợp, hướng phát triển vi xử lý hình thành vi điều khiển Với nhiều ưu điểm, vi điều khiển sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác Bằng cách áp dụng vi khiển trình sản xuất xử lý, vi điều khiển thực thể ưu so với thiết bị điều khiển thơng thường.Vì lý trên, nhiều trường Đại Học, Cao Đẳng, vi xử lý thực trở thành mơn học quan trọng Mơn học có nhiều ứng dụng vào thực tiễn điều khiển hoạt động thiết bị điện- điện tử mà xử lí hồn tồn tự động mà có can thiệp từ phía người Việc làm cho can thiệp người giảm thiểu, giúp an toàn lao động, vận hành điều khiển Vi điều khiển ứng dụng rộng rãi đời sống ngày, ngày nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng vào thực tế như: nhà thông minh, giúp cho việc điều khiển thiết bị hộ hoàn tồn tự động tùy vào mục đích sử dụng cá nhân Điều khiển hộ từ xa thông qua wifi, internet,… giám sát hoạt động thiết bị hộ Vi điều khiển ứng dụng nghành sản xuất công nghiệp máy móc điều khiển hồn tồn tự động điều khiển PLC công nghiệp, nông nghiệp có dự án phát triển hệ thống nhà vườn thơng minh mà chăm sóc, nuôi trồng thực cách tự động thông qua xử lí vi điều khiển lập trình sẵn cảm biển cung cấp thơng tin cho vi điều khiển hoạt động Vì lí nên việc ứng dụng điều khiển thiết bị điện thông qua phương pháp PLC (power-line communication) quan trọng ứng dụng tự động hóa Và đề tài thiết kế thi công điều khiển thiết bị điện 220VAC thông qua phương pháp download by : skknchat@gmail.com PLC thực Đề tài giúp hồn thiện hiểu biết truyền thông qua đường dây điện PLC, ứng dụng vi điều khiển để điều khiển hoạt động thiết bị điện 220VAC nhằm hồn thiện thiết kế nhà thơng minh, cơng trình điều khiển thiết bị mà cần đường dây truyền tải điện mà không cần thêm đường dây khác Về đề tài nghiên cứu điều khiển thiết bị điện 220VAC thông qua phương pháp PLC qua phát triển rộng ứng dụng vào sống ngày Việc nghiên cứu thực đề tài sử dụng phần mềm chuyên dụng cho việc thiết kế lập trình mơ hoạt động mạch như: Proteus phần mềm mô hoạt động mạch nguyên lí , Arduino IDE phần mềm viết code cho vi điều khiển thuộc họ ATmega có mã nguồn mở Thơng qua q trình thực đề tài giúp ta nằm rõ việc thi công mạch PCB, lập trình cho vi điều khiển có họ ATmega phương pháp hoạt động phương pháp PLC Đề tài gồm có chương : Chương 1: Giới thiệu khái quát công nghệ PLC Chương 2: Cơ sở lý thuyết module sử dụng Chương 3: Thiết kế, thi công, thực nghiệm kết đạt Chương 4: Kết luận, đánh giá hướng phát triển đề tài download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu khái quát đề tài: - Hiện với phát triển không ngừng nghỉ khoa học kĩ thuật công nghệ, việc sử dụng lượng trình sản xuất, sử dụng hộ gia đình, chiếu sáng,… ngày khơng ngừng phát triển - Đáp ứng phát triển cơng nghệ truyền thơng qua đường dây điện nghiên cứu ứng dụng rộng rãi lĩnh vực công nghiệp đời sống Công nghệ truyền thông qua đường dâu điện gọi tắt PLC ( power-line communication ) ứng dụng nhiều đời sống ứng dụng điều khiển nhà thông minh, sử dụng tịa nhà, văn phịng mà khơng sử dụng sóng truyền cần bảo mật Xuất phát từ ý tưởng với đề tài ứng dụng cơng nghệ PLC thiết kế thi công mạch điều khiển thiết bị 220VAC đời 1.2 Khái quát công nghệ PLC ( power-line communication): 1.2.1 Định nghĩa: - công nghệ truyền thông PLC (power-line communication) công nghệ sử dụng mạng lưới đường dây điện cho mục đích truyền tải thơng tin nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư Để truyền thồng tin qua phương tiện truyền dẫn dây điện cần phải có thiết bị đầu cuối PLC modem, modem có chức biến đổi tín hiệu từ thiết bị viễn thơng truyền thống máy tính, điện thoại sang định dạng phù hợp để truyền qua đường dây dẫn điện Hiện nay, công nghệ PLC sử dụng cho ứng dụng thương mại nhà hệ thống giám sát, cảnh báo, tự động hóa… Các ứng dụng truyền tin dựa PLC nhiều tiềm cần tiếp tục khái phá Commented [P2]: Định dạng lại Commented [P3]: Chỉnh lại khoảng cách Ghi tiêu đề theo Chương 1: 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 Làm cho tất chương ... thi? ??n hiểu biết truyền thông qua đường dây điện PLC, ứng dụng vi điều khiển để điều khiển hoạt động thi? ??t bị điện 220VAC nhằm hoàn thi? ??n thi? ??t kế nhà thơng minh, cơng trình điều khiển thi? ??t bị. .. việc ứng dụng điều khiển thi? ??t bị điện thông qua phương pháp PLC (power-line communication) quan trọng ứng dụng tự động hóa Và đề tài thi? ??t kế thi công điều khiển thi? ??t bị điện 220VAC thông qua... tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án Em vô biết ơn Thầy Phạm Quốc Phương người trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình cho em hồn thành đồ án Thi? ??t Kế Thi Cơng mạch điều khiển giám sát thi? ??t