TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Giới thiệu chung
-Thiết bị dùng để cảm nhận nhiệt độ môi trường xung quanh chúng ta với biến trở cảm biến nhiệt độ sẽ thay đổi khi có nhiệt độ khi có sự thay đổi nhiệt độ tác động đến khi nhận được nhiệt độ thay đổi thì đèn sẽ báo hiệu thay đổi rõ rệt mà không sự can thiệp thủ công.
-Thiết bị này thường được sử dụng trong môi trường xung quanh chúng ta: như trong giám sát nhiệt độ trong hệ thống HVAC hoặc đo nhiệt trong môi trường… và mang lại rất nhiều tiện ích trong việc bảo vệ.
*Các thành phần cơ bản trong mạch bao gồm:
-Biến trở cảm biến nhiệt độ LM35: Đây là thành phần chính trong thiết bị, dùng để cảm nhận nhiệt độ khi có nhiệt độ thay đổi Cảm biến sẽ gửi tín hiệu đi khi có sự thay đổi nhiệt độ trong môi trường Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ LM35 so với các cặp nhiệt điện thì nó không yêu cầu bất kỳ hiệu chuẩn bên ngoài nào hết.
Với lớp vỏ bên ngoài được bảo vệ nó khỏi tình trạng quá nhiệt.
-Biến trở cúc áo 102 (1k): Biến trở được ứng dụng thực tiễn rất nhiều trong mạch điện tử cần thay đổi giá trị về thông số như mạch tăng áp, hạ áp, Tuỳ vào nhu cầu cũng như mục đích sử dụng mà chúng ta sẽ chọn cho mình các linh kiện điện tử phù hợp nhất trong việc sửa chữa hay trong thiết kế mạch.
-Nguồn cung cấp điện: để cung cấp điện cho mạch và đèn, một nguồn cung cấp điện cần tịch hợp vào mạch.
-Bóng đèn LED: thành phần cuối, sẽ được kích hoạt khi có người đi qua Đèn sẽ phát sáng khi có nhiệt độ thay đổi.
-Điện trở: dùng để điều chỉnh mức độ tín hiệu, ngăn không cho dòng điện mạnh đi qua.
-LM358: giúp ngăn chặn các sự cố khi mà xảy ra khi tín hiệu vượt quá mức quy định.giúp cân bằng và điểu chỉnh tín hiệu đầu vào, được tích hợp với tính năng bảo vệ mạch ngắn bên trong và có khả năng kêt hợp với các bộ vi điều khiển và thiết bị logic khác.
-Tính tiện ích: Thiết bị tự dộng cảm nhận nhiệt độ khi môi trường thay đổi, thuận lợi cho người sử dụng mà không cần thao tác thủ công.
-Tiết kiệm năng lượng: Năng lượng được tối ưu hóa, chỉ hoạt động khi cần thiết và tối ưu lượng điện tiêu thụ.
-Độ tin cậy và độ chính xác: thiết bị được thay thế một cách chính xác và tin cậy cao, không cần người làm thủ công, được thiết lập chính xác và không có lỗi hư hỏng.
-Dễ dàng lắp đặt và sử dụng: được thiết kế một cách gọn gàng, đơn giản và dễ dàng thích nghi với mọi môi trường với nhiều vị trí khác nhau.
-Tích hơp và linh hoạt: cung cấp khả năng tích hợp với các hệ thống điều khiển thông minh và khả năng linh hoạt để thích nghi với yêu cầu người sử dụng.
-An toàn và bảo mật: thiết bị được đảm bảo an toàn và bảo mật, tránh những trường hợp hư hỏng hoặc ảnh hưởng đên tài sản người sử dụng.
Mục tiêu: Giúp phát triển một thiết bị có khả năng linh hoạt, độ an toàn bảo mật và kèm với độ chính xác cao Giúp thích nghi được với mọi môi trường.
-Nghiên cứu về cảm biến: Nghiên cứu và đánh giá các loại cảm biến nhiệt độ để phát hiện thêm nhiều thứ ngoài môi trường một cách chính xác và tin cậy hơn.
-Tối ưu hóa năng lượng: áp dụng các phương pháp tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng của thiết bị.
-Phát triển thuật toán: phát triển thuật toán để có thêm độ nhạy sáng đèn, xử lý tín hiệu và kỹ thuật thao tác cao.
-Điều khiển và tương tác: Tìm các phương pháp sử dụng hợp với thiết bị và nhiều hệ thống điều khiển thông minh khác.
-Đánh giá hiệu suất: Thử nghiệm và đánh giá cho thiết bị về độ chính xác và tin cậy hơn.
-An toàn và bảo mật: tìm hiểu thêm về nhiều phương pháp về độ an toàn cũng như bảo mật, để tránh những rủi ro cho người sử dụng.
-Công nghiệp: Giám sát máy mọc và môi trường khác nhau, nhà máy điện, sản xuất.
-Khoa học và phòng thí nghiệm: Giám sát khoa học và công nghệ sinh học.
-Y tế: Theo dõi bệnh nhân, thiết bị y tế, phân tích khí, ống thông tim pha loãng nhiệt, máy làm ẩm, ống thông khí, nhiệt độ dịch lọc máu.
-Motorsport: các phép đo khí thải, nhiệt độ không khí đầu vào, nhiệt độ dầu và động cơ.
-Thiết bị da dụng: Thiết bị nhà bếp (lò nướng, ấm đun nước, …) cũng như hàng trắng.
-Ứng dụng HVAC: Các thiết bị thông gió sưởi ấm và điều hòa không khí thương mại hoặc thuần hóa.
-Transit: Xe tải và xe tải lạnh.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Tổng quát về hệ thống
-Mạch nguồn: Cung cấp nguồn điện cho mạch, dùng nguồn 5V.
-Khối cảm biến: Chức năng dựa vào tác động nhiệt bên ngoài vào làm cho đèn sáng.
-Khối hiển thị: làm sáng đèn LED.
-Tác nhân: Sự thay đổi nhiệt độ trong môi trường.
Mạch chính
3.1.1 Nguyên lý hoạt động của mạch
-Khi nhiệt độ bình thường:Vd: (25>30 độ): Ổn áp LM358 sẽ nhận được tín hiệu từ cảm biến LM35, nguồn đầu vào sẽ làm cho cả 2 nhận được tín hiệu Nguồn trên bão hòa (+), nguồn dưới bão hòa (-)
-Khi thay đổi nhiệt độ: Vd: 1, bão hòa (+) ngõ ra mức cao thì bóng sẽ sáng.
2, >30: LM35 gửi tín hiệu thì Ổn áp LM358 sẽ nhận được, đầu vào sẽ nhỏ hơn đầu ra của U => bão hòa (-) ngõ ra mức thấp thì bóng sẽ sáng
THI CÔNG MẠCH VÀ KẾT QUẢ
Mạch thi công phần cứng
B1: Chuẩn bị linh kiện và các dụng cụ cần thiết để làm mạch.
B2: Dùng dao cắt Board đồng sao cho vừa với mạch in.
B3: Vệ sinh Board đồng sạch.
B4: Cố định mạch in lên đồng và ủi.
B5: Rửa sạch lớp giấy in khỏi Board đồng và sử dụng bút lông dầu tô lại các đường mạch bị mờ.
B6: Ngâm mạch in trong nước pha bột sắt và vệ sinh mạch in bằng giấy giám.
B7: Khoan lỗ mạch in phụ thuộc vào chân mỗi linh kiện.
B8: Hàn chân linh kiện và hoàn thành mạch.
B9: Chạy thử mạch thực tế.
Mạch thực tế
Kết quả
-Mạch hoạt động không có sự cố.
-Đáp ứng đúng nguyên lý.
