Bài tập lớn dụng cụ và thiết bị Đo lường Điện tử Đề tài Đo Điện áp một chiều và xoay chiều

Các công nghệ mới thuộc các lĩnh vực khác nhau cũng nhờ đó đã ra đời để đáp ứng nhu cầu xã hội , và một trong số đó phải kẻ đến các lĩnh kiện điện tử.. Hiện nay kỹ thuật vĩ điều khiển vẫ

TRUONG DAI HOC MO DIA CHAT KHOA CO DIEN

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

DE TAI: DO DIEN AP MOT CHIEU VA XOAY CHIEU

SINH VIEN THUC HIEN

Nguyễn Đức Phương: 1621060002 Trưởng nhóm

Ngô Hoàng Nam: 1621060186 Thanh vién

Dương Minh Khanh: 1621060203 Thanh vién

Lớp: Điện- Điện Tử B K61

Hà Nội 23/12/2019

LOI MG ĐẦU

Với sự phát trién ngày càng mạnh mẽ và rộng lớn của nền khoa học kỹ thuật Các công nghệ mới thuộc các lĩnh vực khác nhau cũng nhờ đó đã ra đời để đáp ứng nhu cầu xã

hội , và một trong số đó phải kẻ đến các lĩnh kiện điện tử Hiện nay kỹ thuật vĩ điều

khiển vẫn còn đang là một trong các lĩnh vực mới mẻ và được đưa vào giảng dạy rộng rãi ở các trường Đại Học và Cao Đăng trong cả nước Trong đó có trường Mỏ - Địa Chất trên tinh than học đi đôi với hành , học gắn liền với lao động , sản xuất và đời sống , em đã tìm hiểu và ứng dụng các linh kiện trong việc đo điện áp Với sự hướng

dẫn của thầy Tống Ngọc Anh nhóm bọn em đã tiến hành thiết kế , chế tạo mạch do va

hién thị số liệu điện áp một chiều và xoay chiều Mặc dù chúng em đã cô gắng rất nhiều đề hoàn thành đề tài này , xong do giới hạn về thời gian cũng như kiến thức nên nội dung còn nhiều thiếu sót Chúng em rất mong được sự góp ý của thầy và các bạn

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

MUC LUC

Chương I Tổng quan về đề tài nghiên cứu c cò ác cà nàn nh no 1.1 Đặt vấn đề 0200202 cnn nh nnn nh nh nh Ty n nr n tr tr tu ng

Chương 2 Thiết kế hệ thống .c 2 c2 22212 nh nh nh Hy nà tên 2.1 Thiết kế phần cứng các c2 C22 nn nàn nh nh nh Hi nh HH tàn

2.1.1 Sơ đồ khối c2 2.0202 12 12 n1 TT Ty Hy Hy Hy nà 2.1.2 Khối nguồn c.c 22 022 cọ nàn nh nh nh nhà nh nha 2.1.3 Arduino uno TỒ c2 cnc cnn ng nh nhàn 2.1.4 LedÏ6X2 222222222 n1 2n TH HH HH nr Hy HH nh tên

2.1.5 Điện áp cần đo 2 cọc cọc bún nh nh Ty nà nh nà nh na ng

2.1.6 Bảng linh kiện cần sử dụng c cóc cọc cà nọ nh nen

2.2 Thiết kế phần mềm cà 227222 2222 nề nh nh nh nh ea

2.2.1 Sơ đồ khối c2 222222 n1 1n n2 TT nh HT tt cu

2.2.2 Phần mềm mô phỏng mạch của profeus .- °:

2.2.3 Code chạy của mạch đo dòng điện

Chương 3 : Kết quả thử nghiệm và đánh giá .cằc cà có cằ

Chương 1 : Tổng quan về đề tài nghiên cứu

1.1 Đặt vẫn đề

Ngày nay công nghệ khoa học , kỹ thuật không ngừng phát triển Trong đó nghành

kỹ thuật điện tử đã đạt được nhiều thành tựu to lớn trong cuộc song Con người

.Cùng với sự phát triển đó nghành kỹ thuật điện tử cũng đã có những bước phát triển vượt bậc Trong thời đại hiện nay máy móc đã phát triển rất mạnh mẽ đi cùng

với các thiết bị đo đạc hiển thị cũng rất cần thiết , nó giúp cho con người biết được

lượng điện áp và dòng điện máy móc đã tiêu thụ

Với mong muốn tìm hiểu, ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại

và kiến thức đã học vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người Em đã thực hiện đề tài :”Nghiên cứu, thiết kế mạch đo điện áp một chiều và xoay chiều”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

Đề tài của chúng em thực hiện việc thiết kế ,chế tạo mô hình đo điện áp một chiều

và xoay chiều hiển thị trên lcd

Trong đỗ án này chứng em lựa chọn mạch đo dòng điên trên phương pháp biến đôi

thăng nhờ một cảm biến điện áp +5A, tín hiệu điện áp được đưa và bộ chuyên đổi

và được vi điều khiến sử lý thông tin do

Từ đây ta suy ra mục đích yêu cầu đề tải :

¢ Mục đích - Nắm được phương pháp đo điện áp

- Biết ứng dụng Vi Điều Khiên đề thiết kế được mạch thực tế

-Bộ phận hiển thị phải rõ ràng

-Mạch điện không quá phức tạp , hoạt động ôn định

Chương 2 : Thiết kế hệ thống

2.1 Thiét ké phan cing

- _ Khối biến đôi tương tự - A/D : là bộ biến đôi tín dòng điện hoặc điện áp tương

tự thành tín hiệu đạng số Khối biến đôi A/D sử dụng là bộ chuyên đổi A/D 10 bit được tích hợp sẵn trong vi điều kiên atmega328p của arduino uno r3 Tín hiệu chuyền đổi sang tín hiệu số này được vi điều khiến sử lý thông qua

chương trình đã được lập trình Với bộ A/D 10 bít, điện ap lấy mẫu là 5V như

mỗi mức lượng tử sẽ là 5V/1024 = 4,883 mV.Ứng với điện áp 5V tại đầu vào ADC thì tương ứng với giá trị đòng điện mà VĐK nhận biết là 5A

- - Khối hiền thị : là led 16x2 được kết nối với khối vi xử lý ,khi kết quả được chương trình trong vi xử lý tính toán , vi xử lý sẽ xuất kết quả ra led

Thông số :

1 Điện áp vào: AC110-> 240 50 / 60HZ

2 Điện ap ra: DCSV

3 Dong tai max: 4A

4 Độ chính xác điện ap không tải: + 5%

Vì điều kiện không cho phép, nhóm em dùng thiết bị có sẵn là sạc dự phòng 10000mah

Hình ảnh thực tế

2 |Dién ap hoạt động 5V DC (chi duoc cap qua céng USB)

3_ |Tần số hoạt động 16 MHz

5 |Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC

6 |Dién ap vao gidi han 6-20V DC

7 |S6 chan Digital /O 14 (6 chan hardware PWM)

8 |S6 chan Analog 6 (độ phân giải 10bit)

9 |Dong toi da trén méi chan /O_ |30 mA

10 |Dong ra tối đa (5V) 500 mA

Hình ảnh thực thế

2.1.3.2 Vi điều khiển ATmega328p

Hình ảnh thực tế của vi diéu khién Atmega328p

hiển thị lên màn hình LCD,

2.1.4 Led 16x2

2.1.4 Hình anh Iced 16x2

10

1 VSS: tương đương với GND - cure dm

._ VDD: tương đương với VCC - cực dương (ŠSV)

Constrast Voltage (Vo): điều khiển độ sáng màn hình

._ Register Select (RS): diéu khiển địa chỉ nào sẽ được ghi dữ liệu

Read/Write (RW): Ban sé doc (read mode) hay ghi (write mode) đữ liệu? Nó sẽ

phụ thuộc vào ban gin gia tri gì vào

6 Enable pin: Cho phép ghi vao LCD

7 DO - D7: 8 chan du liéu, mdi chan sé co gia ti HIGH hoặc LOW nêu bạn đang

ở chế độ đọc (read mode) va no sẽ nhận giá trị HIGH hoặc LOW nêu đang ở chế

độ ghi (write mode)

8 Backlight (Backlight Anode (+) va Backlight Cathode (-)): Tat bat dén man hinh LCD

II

2.1.4.3 Mach chuyén déi Icd i2c

Mach chuyén déi I2C cho LCD

LCD có quá nhiều chân gây khó khăn trong quá trình kết nối và chiếm dụng nhiều chân của vi điều khiển? Module chuyên đổi I2C cho LCD sẽ giải quyết vấn đề này cho

bạn, thay vì sử dụng tối thiểu 6 chân của vi điều khiển đề kết nối với LCD (RS, EN, D7, Dó, D5 và D4) thì với module chuyên đôi bạn chỉ cần sử dụng 2 chân (SCL, SDA)

để kết nối Module chuyển đổi I2C hỗ trợ các loại LCD sử dung driver

Giao tiếp: I2C

Địa chỉ mặc định: 0X27 (có thê điều chỉnh bằng ngắn mạch chân A0/A1/A2) Kích thước: 41.5mm(L)xI19mm(W)x15.3mm(H)

Trọng lượng: 5g

Tích hợp Jump chốt đề cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt

Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD

Ket no1

12

1 |Phạm vi điện áp đầu vào DC0-25 V

14

Phạm vi đầu vào điện áp: DC0-25 V

Dái phát hiện điện áp: DC0.02445 V-25 V

Độ phân giải điện áp: 0,00489 V

2.2.2 Phan mém m6 phong mach cua proteus

File Edit View Too Design Gragn Detug Ubrary Template System Help

Mô phỏng mạch đã chạy thành công

19

lcd.clearQ:// xóa hết di

lcd.setCursor(0,0);⁄/ ký tự bắt đầu

Icd.print("THIET KE MACH");

Icd.setCursor(1,1);//ky tu bat dau

Icd.print("DO DIEN AP");

delay(2000);

Icd.clear();//x6a hét man hinh

pinMode(chancongtac, INPUT); // chan cong tac de chon che do do dong AC/DC digital Wnte(chancongtac, HIGH); // ban dau ta gan gia tri cong tac o muc cao pinMode(analogInput, INPUT);

value = analogRead(A0);⁄ đọc tín hiệu

vout = (value * 5.0) / 1024.0; // xem van ban

Icd.print(vout,2);//Hién thị 2 chữ số thập phân sau đấu chấm Icd.print(" V");

CHUONG 3 : Kết quả thử nghiệm và đánh giá

3.1 Kết luận

Như vậy ở đề tài này chúng em đã hoàn thành một số mảng sau :

+ Xây dựng được sơ đồ cấu trúc và sơ đồ nguyên lý mạch đo

+ Xây dựng được chương trình thuật toán và chương trình điều khiên

+ Xử lý được thông tin cần đo

+ Lam ra được sản phâm trên thực tế hoạt động tương đối ôn định

Tuy nhiên đề tài chúng em còn vướng mắc nhiều hạn chế

+ Sử dụng phương pháp đo chưa tối ưu

+Độ sai số còn nhiều tính chính xác chưa cao

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] PGS.TS Đào Văn Hiệp, “Kỹ (huật robor”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,

2004

[2] GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc, “Ñobø công nghiệp”, Nhà xuất bản Khoa học và

Kỹ thuật, 2006

[14] hps:⁄icdayroi.com; truy cập lần cuối ngày 3 tháng 6 năm 2018

[15] hp:/www.dientuvietnam.net; truy cập lần cuối 3 tháng 6 năm 2018

[16] hp:/www.hocavr.com; truy cập lần cuối ngày 10 tháng 6 năm 2018

[I7] hữp://codientu.org/; truy cập lần cuối ngày 8 tháng 6 năm 2018

[I8] h#p:/www.st.com; truy cập lần cuối ngày 8 tháng 6 năm 2018

24