Chương 1 :các phương pháp đo nhiệt độ 1. 1 Khái niệm về nhiệt độ 1. 1. 1 Khái niệm. 1. 1. 2 Thang đo nhiệt độ 1. 1. 3 Sơ lược về phương pháp đo nhiệt độ 1. 2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc 1.3 Đo nhiệt độ cao bằng phương pháp tiếp xúc 1.4 Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc 1.5 Tổng quan về mạch đo 1.5.1 sơ đồ khối 1.5.2 vai trò tác dụng của các khối Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính 1.Giới thiệu về IC cảm biến nhiệt LM35 2.Giới thiệu về IC ổn áp 7805 3.Giới thiệu IC LM358 4.Led biby Chương 3.Tính toán và thiết kế 1, Tính toán các khối 2,sơ đồ tổng thể 3, Thuyết minh CHƯƠNG I : CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ 1. 1 Khái niệm về nhiệt độ 1. 1. 1 Khái niệm: Nhiệt độ là đại lý đặc trưng cho cường độ chuyển động của các nguyên tử,phân tử của một hệ vật chất.Tuỳ theo từng trạng thái của vật chất (rắn, lỏng, khí) mà chuyển động này có khác nhau.Ở trạng thái lỏng, các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng nhưng vị trí cân bằng của nó luôn dịch chuyển làm cho chất lỏng không có hình dạng nhất định.Còn ở trạng thái rắn,các phần tử,nguyên tử chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng.Các dạng vận động này của các phân tử,nguyên tử được gọi chung là chuyển động nhiệt.Khi tương tác với bên ngoài có trao đổi năng lượng nhưng không sinh công, thì quá trình trao đổi năng lượng nói trên gọi là sự truyền nhiệt.Quá trình truyền nhiệt trên tuân theo 2 nguyên lý: Bảo toàn năng lượng : Nhiệt chỉ có thể tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thất.Ở trạng thái rắn,sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu bằng dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt. Đối với các chất lỏng và khí ngoài dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt còn có truyền nhiệt bằng đối lưu.Đó là hiện tượng vận chuyển năng lượng nhiệt bằng cách vận chuyển các phần của khối vật chất giữa các vùng khác nhau của hệ do chênh lệch về tỉ trọng. 1. 1. 2 Thang đo nhiệt độ: Từ xa xưa con người đã nhận thức được hiện tượng nhiệt và đánh giá cường độ của nó bằng cách đo và đánh giá nhiệt độ theo mét đơn vị đo của mỗi thời kỳ.Có nhiều đơn vị đo nhiệt độ,chúng được định nghĩa theo từng vùng,từng thời kỳ phát triển của khoa học kỹ thuật và xã hội.Hiện nay chúng ta có 3 thang đo nhiệt độ chính là: Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K ). Thang Celsius ( C ): T( 0C ) = T( 0K ) – 273,15. Thang Farhrenheit: T( 0F ) = T( 0K ) – 459,67. Đây là 3 thang đo nhiệt độ được dùng phổ biến nhất hiện nay.Trong đó thang đo nhiệt độ tuyệt đối (K) được quy định là mét trong 7 đơn vị đo cơ bản của hệ đơn vị quốc tế (SI).Dựa trên 3 thang đo này chúng ta có thể đánh giá được nhiệt độ. 1. 1. 3 Sơ lược về phương pháp đo nhiệt độ: Nhiệt độ là đại lượng chỉ có thể đo gián tiếp trên cơ sở tính chất của vật phụ thuộc nhiệt độ.Hiện nay chúng ta có nhiều nguyên lí cảm biến khác nhau để chế tạo cảm biến nhiệt độ như : nhiệt điện trở,cặp nhiệt ngẫu,phương pháp quang dựa trên phân bố phổ bức xạ nhiệt,phương pháp dựa trên sự dãn nở của vật rắn,lỏng,khí hoặc dựa trên tốc độ âm…Có 2 phương pháp đo chính: Ở dải nhiệt độ thấp và trung bình phương pháp đo là phương pháp tiếp xúc, nghĩa là các chuyển đổi được đặt trực tiếp ngay trong môi trường đo.Thiết bị đo như: nhiệt điện trở,cặp nhiệt,bán dẫn. Ở dải nhiệt độ cao phương pháp đo là phương pháp không tiếp xúc ( dụng cụ đặt ngoài môi trường đo). 1.2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc Phương pháp đo nhiệt độ trong công nghiệp thường là các nhiệt kế tiếpxúc. Có hai loại là: nhiệt kế nhiệt điện trở và nhiệt kế nhiệt ngẫu.Cấu tạo của nhiệt kế nhiệt điện trở và cặp nhiệt ngẫu cũng như cách lắp ghép chúng phải đảm bảo tính chất trao đổi nhiệt tốt giữa chuyển đổi với môi trường đo. Đốivới môi trường khí hoặc nước,chuyển đổi được đặt theo hướng ngược lại với dòng chảy.Với vật rắn khi đặt nhiệt kế sát vào vật,nhiệt lượng sẽ truyền từ vật sang chuyển đổi và sẽ gây tổn hao nhiệt, nhất là với vật dẫn nhiệt kém.Do vậy diện tích tiếp xúc giữa vật đo và nhiệt kế càng lớn càng tốt.Khi đo nhiệt độ của các chất hạt (cát, đất…),cần phải cắm sâu nhiệt kế vào môi trường cần đo và thường dùng nhiệt kế nhiệt điện trở có cáp nối ra ngoài 1.3 Đo nhiệt cao độ bằng phương pháp tiếp xúc Ở môi trường nhiệt độ cao từ 1600oC trở lên, các cặp nhiệt ngẫu không chịu được lâu dài,vì vậy để đo nhiệt độ ở các môi trường đó người ta dựa trên hiện tượng quá trình quá độ đốt nóng cặp nhiệt: ϴ= ƒ(ṭ)= ∆T(1e(1∂)) Trong đó : + ϴ : là lượng tăng nhiệt độ của đầu nóng trong thời gian t + ∆T hiệu nhiệt độ của môi trường đo và cặp nhiệt + ∂: hằng số thời gian của cặp nhiệt ngẫu Dựa trên quan hệ này có thể xác định được nhiệt độ của đối tượng đo mà không cần nhiệt độ đầu làm việc của cặp nhiệt ngẫu phải đạt đến nhiệt độ ấy. Nhúng nhiệt ngẫu vào môi trường cần đo trong khoảng (0,4 – 0,6)s, ta sẽ được phần đầu của đặc tính quá trình quá độ của nhiệt ngẫu và theo đó tính được nhiệt độ của môi trường. Nếu nhiệt độ đầu công tác của cặp nhiệt ngẫu trong thời gian nhúng vào môi trường cần đo đạt nhiệt độ vào khoảng một nửa nhiệt độ môi trường thì nhiệt độ tính được có sai số không quá hai lần sai số của nhiệt kế nhiệt nhẫu đo trực tiếp. Phương pháp này dùng để đo nhiệt độ của thép nấu chảy. 1.4, Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc: Đây là phương pháp dựa trên định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối,tức là vật hấp thụ năng lượng theo mọi hướng với khẳ năng lớn nhất.Bức xạ nhiệt của mọi vật thể đặc trưng nghĩa là số năng lượng bức xạ trong một đơn vị thời gian với một đơn vị diện tích của vật xảy ra trên một đơn vị của độ dài sóng. 1.5 Tổng quan về phương pháp đo nhiệt độ 1.5.1: Sơ đồ khối Để thực hiện phép đo của một đại lượng nào đó thì phụ thuộc vào đặc tính của đại lượng cần đo ,điều kiện đo, cũng như độ chính xác yêu cầu của một phép đo mà ta có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau trên cơ sở của hệ thống đo lường khác nhau trên cơ sở của các hệ thống đo lường khác nhau. Sơ đồ của một hệ thống đo lường tổng quát: Khối chuyển đổi Mạch đo Chỉ thị Sơ đồ khối đo : 1.5.2: vai trò tác dụng của các khối Khối chuyển đổi: làm nhiệm vụ đổi trực tiếp các đại lượng vật lý đặc trưng cho đối tượng cần đo biến đổi các đại lượng thành các đại lượng vật lý thống nhất (dòng điện hay điện áp) để thuận lợi cho việc tính toán. Khối so sánh: làm nhiệm vụ so sánh tín hiệu vừa đưa về với tín hiệu đã cài đặt.Tuỳ theo tín hiệu ngõ ra, sẽ ra quyết định để cơ cấu chấp hành gia tăng, giảm, hay giữ nguyên nhiệt độ thậm chí có thể kết hợp để báo động hiển thị . Mạch đo: có nhiệm vụ tính toán biến đổi tín hiệu điện nhận được từ bộ chuyển đổi sao cho phù hợp với yêu cầu kết quả đo của bộ chỉ thị. Khối chỉ thị: làm nhiệm vụ biến đổi tín hiệu điện nhận được từ mạch đo để thể hiện kết quả đo. Hệ thống đo lường số được áp dụng để thực hiện đề tài này vì có các ưu điểm: các tín hiệu tương tự qua biến đổi thành các tín hiệu số có các xung rõ ràng ở trạng thái 0,1 sẽ giới hạn được nhiều mức tín hiệu gây sai số.Mặt khác,hệ thống này tương thích với dữ liệu của máy tính,qua giao tiếp với máy tính ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật.Có thể hiện ra mà hình LCD, LED 7 thanh hoặc LED đơn. Khối khuếch đại dùng làm ứng dụng thông thường, đầu ra được điều khiển bằng một mạch hồi tiếp âm sao cho có thể xác định độ lợi đầu ra, tổng trở đầu vào và tổng trở đầu ra.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN: VI MẠCH TƯƠNG TỰ Đề Tài: Dùng các vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng IC cảm biến nhiệt độ Giáo Viên Bộ Môn : VŨ VĂN LINH SVTH : NGUYỄN DUY KHOA - lớp điện 1_K6 BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN Chương 1 :các phương pháp đo nhiệt độ 1. 1 Khái niệm về nhiệt độ 1. 1. 1 Khái niệm. 1. 1. 2 Thang đo nhiệt độ 1. 1. 3 Sơ lược về phương pháp đo nhiệt độ 1. 2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc 1.3 Đo nhiệt độ cao bằng phương pháp tiếp xúc 1.4 Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc 1.5 Tổng quan về mạch đo 1.5.1 sơ đồ khối 1.5.2 vai trò tác dụng của các khối Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính 1.Giới thiệu về IC cảm biến nhiệt LM35 2.Giới thiệu về IC ổn áp 7805 3.Giới thiệu IC LM358 4.Led biby Chương 3.Tính toán và thiết kế 1, Tính toán các khối 2,sơ đồ tổng thể 3, Thuyết minh BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN CHƯƠNG I : CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ 1. 1 Khái niệm về nhiệt độ 1. 1. 1 Khái niệm: Nhiệt độ là đại lý đặc trưng cho cường độ chuyển động của các nguyên tử,phân tử của một hệ vật chất.Tuỳ theo từng trạng thái của vật chất (rắn, lỏng, khí) mà chuyển động này có khác nhau.Ở trạng thái lỏng, các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng nhưng vị trí cân bằng của nó luôn dịch chuyển làm cho chất lỏng không có hình dạng nhất định.Còn ở trạng thái rắn,các phần tử,nguyên tử chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng.Các dạng vận động này của các phân tử,nguyên tử được gọi chung là chuyển động nhiệt.Khi tương tác với bên ngoài có trao đổi năng lượng nhưng không sinh công, thì quá trình trao đổi năng lượng nói trên gọi là sự truyền nhiệt.Quá trình truyền nhiệt trên tuân theo 2 nguyên lý: Bảo toàn năng lượng : BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN Nhiệt chỉ có thể tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thất.Ở trạng thái rắn,sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu bằng dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt. Đối với các chất lỏng và khí ngoài dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt còn có truyền nhiệt bằng đối lưu.Đó là hiện tượng vận chuyển năng lượng nhiệt bằng cách vận chuyển các phần của khối vật chất giữa các vùng khác nhau của hệ do chênh lệch về tỉ trọng. 1. 1. 2 Thang đo nhiệt độ: Từ xa xưa con người đã nhận thức được hiện tượng nhiệt và đánh giá cường độ của nó bằng cách đo và đánh giá nhiệt độ theo mét đơn vị đo của mỗi thời kỳ.Có nhiều đơn vị đo nhiệt độ,chúng được định nghĩa theo từng vùng,từng thời kỳ phát triển của khoa học kỹ thuật và xã hội.Hiện nay chúng ta có 3 thang đo nhiệt độ chính là: 1- Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K ). 2- Thang Celsius ( C ): T( 0 C ) = T( 0 K ) – 273,15. 3- Thang Farhrenheit: T( 0 F ) = T( 0 K ) – 459,67. Đây là 3 thang đo nhiệt độ được dùng phổ biến nhất hiện nay.Trong đó thang đo nhiệt độ tuyệt đối (K) được quy định là mét trong 7 đơn vị đo cơ bản của hệ đơn vị quốc tế (SI).Dựa trên 3 thang đo này chúng ta có thể đánh giá được nhiệt độ. 1. 1. 3 Sơ lược về phương pháp đo nhiệt độ: Nhiệt độ là đại lượng chỉ có thể đo gián tiếp trên cơ sở tính chất của vật phụ thuộc nhiệt độ.Hiện nay chúng ta có nhiều nguyên lí cảm biến khác nhau để chế tạo cảm biến nhiệt độ như : nhiệt điện trở,cặp nhiệt ngẫu,phương pháp quang dựa trên phân bố phổ bức xạ nhiệt,phương pháp dựa trên sự dãn nở của vật rắn,lỏng,khí hoặc dựa trên tốc độ âm…Có 2 phương pháp đo chính: Ở dải nhiệt độ thấp và trung bình phương pháp đo là phương pháp tiếp xúc, nghĩa là các chuyển đổi được đặt trực tiếp ngay trong môi trường đo.Thiết bị đo như: nhiệt điện trở,cặp nhiệt,bán dẫn. BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN Ở dải nhiệt độ cao phương pháp đo là phương pháp không tiếp xúc ( dụng cụ đặt ngoài môi trường đo). 1.2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc Phương pháp đo nhiệt độ trong công nghiệp thường là các nhiệt kế tiếpxúc. Có hai loại là: nhiệt kế nhiệt điện trở và nhiệt kế nhiệt ngẫu.Cấu tạo của nhiệt kế nhiệt điện trở và cặp nhiệt ngẫu cũng như cách lắp ghép chúng phải đảm bảo tính chất trao đổi nhiệt tốt giữa chuyển đổi với môi trường đo. Đốivới môi trường khí hoặc nước,chuyển đổi được đặt theo hướng ngược lại với dòng chảy.Với vật rắn khi đặt nhiệt kế sát vào vật,nhiệt lượng sẽ truyền từ vật sang chuyển đổi và sẽ gây tổn hao nhiệt, nhất là với vật dẫn nhiệt kém.Do vậy diện tích tiếp xúc giữa vật đo và nhiệt kế càng lớn càng tốt.Khi đo nhiệt độ của các chất hạt (cát, đất…),cần phải cắm sâu nhiệt kế vào môi trường cần đo và thường dùng nhiệt kế nhiệt điện trở có cáp nối ra ngoài 1.3 Đo nhiệt cao độ bằng phương pháp tiếp xúc Ở môi trường nhiệt độ cao từ 1600oC trở lên, các cặp nhiệt ngẫu không chịu được lâu dài,vì vậy để đo nhiệt độ ở các môi trường đó người ta dựa trên hiện tượng quá trình quá độ đốt nóng cặp nhiệt: ϴ= ƒ(ṭ)= ∆T(1- Trong đó : + ϴ : là lượng tăng nhiệt độ của đầu nóng trong thời gian t + ∆T - hiệu nhiệt độ của môi trường đo và cặp nhiệt + ∂: hằng số thời gian của cặp nhiệt ngẫu Dựa trên quan hệ này có thể xác định được nhiệt độ của đối tượng đo mà không cần nhiệt độ đầu làm việc của cặp nhiệt ngẫu phải đạt đến nhiệt độ ấy. Nhúng nhiệt ngẫu vào môi trường cần đo trong khoảng (0,4 – 0,6)s, ta sẽ được phần đầu của đặc tính quá trình quá độ của nhiệt ngẫu và theo đó tính được nhiệt độ của môi trường. Nếu nhiệt độ đầu công tác của cặp nhiệt ngẫu trong thời gian nhúng vào môi trường cần đo đạt nhiệt độ vào khoảng một nửa nhiệt độ môi BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN trường thì nhiệt độ tính được có sai số không quá hai lần sai số của nhiệt kế nhiệt nhẫu đo trực tiếp. Phương pháp này dùng để đo nhiệt độ của thép nấu chảy. 1.4, Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc: Đây là phương pháp dựa trên định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối,tức là vật hấp thụ năng lượng theo mọi hướng với khẳ năng lớn nhất.Bức xạ nhiệt của mọi vật thể đặc trưng nghĩa là số năng lượng bức xạ trong một đơn vị thời gian với một đơn vị diện tích của vật xảy ra trên một đơn vị của độ dài sóng. 1.5 Tổng quan về phương pháp đo nhiệt độ 1.5.1: Sơ đồ khối Để thực hiện phép đo của một đại lượng nào đó thì phụ thuộc vào đặc tính của đại lượng cần đo ,điều kiện đo, cũng như độ chính xác yêu cầu của một phép đo mà ta có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau trên cơ sở của hệ thống đo lường khác nhau trên cơ sở của các hệ thống đo lường khác nhau. Sơ đồ của một hệ thống đo lường tổng quát: Khối chuyển đổi Mạch đo Chỉ thị Sơ đồ khối đo : BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN 1.5.2: vai trò tác dụng của các khối - Khối chuyển đổi: làm nhiệm vụ đổi trực tiếp các đại lượng vật lý đặc trưng cho đối tượng cần đo biến đổi các đại lượng thành các đại lượng vật lý thống nhất (dòng điện hay điện áp) để thuận lợi cho việc tính toán. -Khối so sánh: làm nhiệm vụ so sánh tín hiệu vừa đưa về với tín hiệu đã cài đặt.Tuỳ theo tín hiệu ngõ ra, sẽ ra quyết định để cơ cấu chấp hành gia tăng, giảm, hay giữ nguyên nhiệt độ thậm chí có thể kết hợp để báo động hiển thị . -Mạch đo: có nhiệm vụ tính toán biến đổi tín hiệu điện nhận được từ bộ chuyển đổi sao cho phù hợp với yêu cầu kết quả đo của bộ chỉ thị. -Khối chỉ thị: làm nhiệm vụ biến đổi tín hiệu điện nhận được từ mạch đo để thể hiện kết quả đo. Hệ thống đo lường số được áp dụng để thực hiện đề tài này vì có các ưu điểm: các tín hiệu tương tự qua biến đổi thành các tín hiệu số có các xung rõ ràng ở trạng thái 0,1 sẽ giới hạn được nhiều mức tín hiệu gây sai số.Mặt khác,hệ thống này tương thích với dữ liệu của máy tính,qua giao tiếp với máy tính ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật.Có thể hiện ra mà hình LCD, LED 7 thanh hoặc LED đơn. BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 7 Mạch chuyển đổi U/I LED 7 AD Chỉ Bộ Khuếch Đại Cảm Biến Còi, đèn Mạh So Sáh TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN -Khối khuếch đại dùng làm ứng dụng thông thường, đầu ra được điều khiển bằng một mạch hồi tiếp âm sao cho có thể xác định độ lợi đầu ra, tổng trở đầu vào và tổng trở đầu ra. Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính 1.Giới thiệu về IC cảm biến nhiệt LM35 Hình ảnh IC LM35 : SƠ đồ chân ICLM35 : BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN Chân 1: Chân nguồn Vcc Chân 2: Đầu ra Vout Chân 3: GND Cảm biến LM 35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao mà điện áp đầu ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius.Chúng cũng không yêu cầu cân chỉnh ngoài vì vốn chúng đã được cân chỉnh. Đặc điểm chính của cảm biến LM35 : + Điện áp đầu vào từ 0V đến 10V + Độ chính xác cao ở 25 là 0.5 + Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải Dải nhiệt độ đo được của LM35 là từ 0 - 150 với các mức điện áp ra khác nhau. Xét một số mức điện áp sau . Tùy theo cách mắc của LM35 để ta đo các giải nhiệt độ phù hợp. Đối với hệ thống này thì đo từ 0 đến +124 LM35 có 3 chân : 2 chân cấp nguồn và 1 chân xuất điện áp ra tùy theo nhiệt độ Nhiệt độ tăng 1C thì điện áp xuất ra ở chân out của LM35 tăng 10mV Phạm vi làm việc theo đề bài yêu cầu là:từ 0 đến +124.Với dải điện áp như bài cho : BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN => Nên dùng ADC 10bit.Với điều kiện thông thường ta không cần đo nhiệt độ âm vì thế sẽ chỉ có từ 0v -> 10v. Hoạt động với dải điện áp vào:0V tới 10 V. Với tải đầu ra:0,1Ω cho 1 mA dòng qua tải. Hệ số tự phát nhiệt (nhiệt lượng tỏa ra khi làm việc) so với môi trường chung quanh: 0,08 Tính toán đầu ra của LM 35 Việc đo nhiệt độ sử dụng LM35 thông thường chúng ta sử dụng bằng cách LM35 - > ADC - > Vi điều khiển Dùng ADC 10 bit. Giá trị của ADC này từ [-1024 đến 1024] nên ta chỉ lấy giá trị dương giá trị ADC của nó là 0 đến 2048. LM 35 có nhiệt độ tối đa là 150. Mà bài yêu cầu nằm trong khoảng là t= (0 -72) Cứ 10mV tương ứng với 1 nên : + Tại 0 thì giá trị đầu ra của LM35 thì điện áp 0V Mà với LM35 nhiệt độ Max là 150˚C thì điện áp đầu ra là 1,5V. +Theo bài tại 124 thì giá trị đầu ra của LM35 là : 124*0,01=1,24V Ta thấy giá trị đầu ra rất nhỏ so với giá trị max là 10V Điện áp tương ứng là 1,24V mà LM35 thay đổi trong 10mV. 2. IC7805(IC ổn áp 5V) Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao,sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản.Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx,với xx là điện áp cần ổn áp.Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V. Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau, dưới đây là minh họa cho IC ổn áp 7805 : BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 10 [...]... cực .Tính năng này của bộ khuếch đại hoạt động làm cho nó phù hợp với mục đích phát hiện mức độ Làm vi c của các mạch rất đơn giản như chúng ta biết LM358 so sánh điện áp tại đầu vào pin và cung cấp cho bạn các đầu ra và đưa ra các chỉ thị 4.led biby Là bộ phận báo động trong mạch thiết kế này… BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 12 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN Chương 3 .Tính toán và. .. KHOA ĐIỆN Với mạch điện thông thường thì khoảng chuẩn hóa từ 3V-5V Còn LM35 thì chuẩn hóa là 5V nên Ta có hệ số khuếch đại là K=5/1,24 =0,04 Dải nhiệt độ bài cho là (0- 1240C) nên Nhiệt độ trung bình ttb = ( tmax– tmin )/2 = ( 1240 – 00 )/2=620C nên ta chọn nhiệt độ cảnh báo Là tcb= ttb=620C Ucb =0,62V Mạch so sánh và cảnh báo ta dùng LM358 làm nhiệm vụ so sánh U vào IC với U cài đặt Khi Uvào Ucài đặt... NỘI - KHOA ĐIỆN Sơ đồ mạch điều chỉnh điện áp: 2,sơ đồ tổng thể(chụp từ protus) BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 17 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN 3 Thuyết minh nguyên lý hoạt động Cấp nguồn cho mạch ,nguồn qua IC ổn áp 7805 nguồn ra luôn được ổn định với điện áp 5V cho IC cảm biến nhiệt độ LM35 hoạt động tối ưu nhất ,,, IC cảm biến LM35 có dải cảm biến nhiệt độ tối đa là 150 0C... định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện áp ở ngõ ra OUT 5V không đổi Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp với điện áp từ 7V đến 9V để đưa vào ngõ IN.Khi kết nối mạch điện,do nhiều nguyên nhân,người dùng dễ nhầm lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu nối vào mạch, trong trường hợp này rất dễ ảnh hưởng đến các linh kiện trên board mạch. Vì lí do đó một diode cầu được lắp thêm vào mạch, diode cầu... đảm bảo cực tính của nguồn cấp cho mạch theo một chiều duy nhất ,và nguời dùng cũng không cần quan tâm đến cực tính của nguồn khi nối vào ngõ IN nữa BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 11 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN 3 IC LM358 Từ hình trên bạn có thể thấy rằng bộ khuếch đại hoạt động có hai đầu vào và một đầu ra trong một LM358 độc lập.Đầu vào là tại pin 2 (pin tiêu cực) và 3 (pin... : Nguyễn Duy Khoa Page 12 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN Chương 3 .Tính toán và thiết kế 1, Tính toán các khối Mạch khuếch đạ vi sai: Trong bài, sử dụng mạch khuếch đại vi sai cơ bản có nhiệm vụ khuếch đại điện áp thỏa mãn yêu cầu của đề bài Ura = 0V-10V Hình 4: Mạch khuếch đại vi sai cơ bản Mạch khuếch đại này có điện áp ra : =(1+)Nếu chọn Thì : = () Chọn =5kΩ , =0V,mà =1,24V nên =40,3kΩ... tín hiệu cảnh báo (led biby sáng) BÀI TẬP LỚN SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 15 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN Sơ đồ mạch so sánh Mạch nguồn cung cấp ở bài này ta có điện áp chuẩn cung cấp cho ICLM35 là 5V để hoạt động chuẩn xác nhất thì điện áp cung cấp phải luôn luôn ổn định thì sai số của cảm biến sẽ chính xác hơn rất nhiều Do vậy ta sử dụng nguồn +5V Điều chỉnh điện áp :dùng biến áp... dưới IC 7805 có 3 chân: 1- Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên) 2- Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên) 3- Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên) Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi .Mạch này dùng để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp 5V (các loại IC thường hoạt động ở điện áp này).Nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì mạch điện vẫn hoạt động ổn... theo yêu cầu bài cho thì dải nhiệt độ cho phép là (0- 1240C) LM35 nhận tín hiệu đầu vào là nhiệt độ đưa ra đầu ra là điện áp với độ phân dải là 10mV/1 lúc này tín hiệu đưa ra có giá trị từ (0V-1,24V),tín hiệu đầu ra của LM35 được đưa đến khuệch đại điện áp (đáp ứng thỏa mãn điện áp cho mạch so sánh và cảnh báo )lúc này mức điện áp được khuếch đại lên (0V-10V) đầu ra của mạch khuếch đại đưa đến bộ chuyển... tiêu cực) và 3 (pin tích cực),pin tích cực được sử dụng cho thông tin phản hồi tích cực và tiêu cực pin được sử dụng cho phản hồi tiêu cực.Trong điều kiện lý tưởng khi không có thông tin phản hồi được áp dụng, thu được của các bộ khuếch đại hoạt động nên vô hạn Khi điện áp tại pin 2 là hơn điện áp tại pin 3 sẽ tăng sản lượng đối với điện áp tối đa tích cực và tăng nhẹ tại pin tiêu cực so với pin tích