đồ án “Tính toán, thiết kế mạch điều khiển điều khiển nhiệt độ giàn lạnh

C ùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Ngành điện tử nói chung đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể. Để thúc đẩy nề kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ tréco đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo thì phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ của con người ngày càng cao mới đáp ứng được nhu của xã hội. Trường ĐHSPKT Hưng Yên là một trong số những trường đã rất trú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao. Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế, chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện đồ án: “Tính toán, thiết kế mạch điều khiển điều khiển nhiệt độ giàn lạnh“ nhằm củng cố về mặt kiến thức trong quá trình thực tế.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………… Hưng yên, ngày … tháng … năm 2014 Chữ ký của giáo viên T r a n g 1 | 32 Mục Lục CHƯƠNG 1 : LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG 4 1.1.1 1.1.1 Công dụng chức năng của hệ thống điều hòa không khí 4 Giàn lạnh: Tại ngõ vào ga lạnh dưới dạng hơi sương. Tại khu vực giữa giàn lạnh, khoảng một nửa ga lạnh bốc hơi, tạo thành hỗn hợp hơi và sương. Tại khu ngõ ra giàn lạnh, ga bay hơi hoàn toàn, biến thành ga lạnh dạng hơi 6 2 CHƯƠNG II: LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 6 2.1.1 2.3.1. Khái niệm điện trở 8 2.1.2 2.3.2. Điện trở trong thiết bị điện tử 8 2.1.3 2.3.3 Cách đọc trị số điện trở . Quy ước mầu Quốc tế 9 2.1.4 2.3.4 Thực hành đọc trị số điện trở 12 2.1.5 2.3.5 Các trị số điện trở thông dụng. Ta không thể kiếm được một điện trở có trị số bất kỳ, các nhà sản xuất chỉ đưa ra khoảng 150 loại trị số điện trở thông dụng bảng dưới đây là mầu sắc và trị của 14 2.1.6 2.3.6 Phân loại điện trở. 14 2.1.7 2.4 Diode quang- LED 16 2.1.8 2.4.1 Khái niệm 16 2.1.9 2.4.2 Cấu tạo 16 2.1.10 2.4.3 Một số hình ảnh về LED 17 2.1.11 2.6.2 Sơ đồ chân của vi điều khiển PIC16F877A 22 Hình 2.6.1 Sơ đồ chân PIC16F877A 22 2.1.12 2.6.3 Một vài thông số về vi điều khiển PIC16F877A 22 2.1.13 2.6.4 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A 25 CHƯƠNG III. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 25 T r a n g 2 | 32 LỜI NÓI ĐẦU ùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Ngành điện tử nói chung đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể. Để thúc đẩy nề kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ tréco đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo thì phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ của con người ngày càng cao mới đáp ứng được nhu của xã hội. Trường ĐHSPKT Hưng Yên là một trong số những C T r a n g 3 | 32 trường đã rất trú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao. Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế, chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện đồ án: “Tính toán, thiết kế mạch điều khiển điều khiển nhiệt độ giàn lạnh“ nhằm củng cố về mặt kiến thức trong quá trình thực tế. Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn cùng với sự lỗ lực cố gắng của bản thân, sự tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, đến nay đồ án của em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ còn hạn chế kinh nghiệm còn ít nên không thể tránh khỏi sai sót. Chúng em mong nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của thầy giáo Nguyễn Xuân Hòa trong khoa để đồ án của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn cô giáo cùng với các thầy giáo trong khoa đã giúp chúng em hoàn thành đồ án. CHƯƠNG 1 : LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG 1.1 Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí 1.1.1 1.1.1 Công dụng chức năng của hệ thống điều hòa không khí - Đưa không khí sạch vào trong xe - Duy trì nhiệt độ không khí trong xe ở nhiệt độ thích hợp Hệ thống điều hòa không khí ôtô có 3 chức năng chính: T r a n g 4 | 32 - Làm mát : bằng cách thổi không khí qua giàn lạnh của hệ thống điều hòa trước khi đưa vào khoang lái Hình 1.0 Sơ đồ quạt giàn lạnh - Hút ẩm không khí trong xe: Khi dòng không khí được thổi qua giàn lạnh, nhiệt độ không khí giảm đột ngột, nước trong không khí sẽ nhưng tụ lại trong khay và được xả ra ngoài. Hinh1.1 Sơ của quạt giàn lạnh T r a n g 5 | 32 - Giàn lạnh: Tại ngõ vào ga lạnh dưới dạng hơi sương. Tại khu vực giữa giàn lạnh, khoảng một nửa ga lạnh bốc hơi, tạo thành hỗn hợp hơi và sương. Tại khu ngõ ra giàn lạnh, ga bay hơi hoàn toàn, biến thành ga lạnh dạng hơi Hình 1.2 Các bộ phận giàn của giàn lạnh 2 CHƯƠNG II: LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 2.1 Linh kiện có trong mạch - 1 IC ổn áp 7805 - 1 tụ điện 1000uF - 1 tụ điện 470 - 2 tụ điện 104 - 1 diode cầu - Đèn LED - 1 cảm biến nhiệt độ - 1 cảm biến nhiệt LM35 - Vi điều khiển PIC16F877A 2.1 IC ổn áp 7805 T r a n g 6 | 32 Có lẽ 7805 là mạch nguồn mà mọi người sử dụng nhiều nhất và thông dụng nhất Ưu điểm: Giá thành rẻ , dễ lắm ráp Nhươc điểm: Nhiệt sinh cao, dòng chịu không được cao Sơ đồ chân: Hinh2.0 IC ổn áp LM7805 Chân 1 (Vin): Chân nguồn đầu vào Chân 2 (GND): Chân nối đất Chân 3 (Vout): Chân nguồn đầu ra Cách mắc 7805 điều chỉnh điện áp (5V) Nguyên lý ổn áp: Thông qua điện trở R2 và D1 gim cố định điện áp chân Rt của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân E đèn Q1 giảm => khi đó điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lại Cách mắc T r a n g 7 | 32 Hình 2.1 vị trí giắc nối LM7805 2.3 Điện trở 2.1.1 2.3.1. Khái niệm điện trở Ta hiểu một cách đơn giản - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật theo Điện trở của dây dẫn Điện trở của dây dẫn phụ thộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. được tính theo công thức sau: R = ρ.L / S • Trong đó ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu • L là chiều dài dây dẫn • S là tiết diện dây dẫn • R là điện trở đơn vị là Ohm • 2.1.2 2.3.2. Điện trở trong thiết bị điện tử. a) Hình dáng và ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau. T r a n g 8 | 32 Hình 2.2 : Điện trở trong thiết bị điện tử. Hình 1.7 : Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý. b) Đơn vị của điện trở • Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ • 1KΩ = 1000 Ω 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω b) Cách ghi trị số của điện trở • Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch mầu theo một quy ước chung của thế giới.( xem hình ở trên ) • Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công xuất, điện trở sứ. Hình 2.3 : Trở sứ công xuất lớn , trị số được ghi trực tiếp. 2.1.3 2.3.3 Cách đọc trị số điện trở . Quy ước mầu Quốc tế Mầu sắc Giá trị Mầu sắc Giá trị T r a n g 9 | 32 Đen 0 Xanh lá 5 Nâu 1 Xanh lơ 6 Đỏ 2 Tím 7 Cam 3 Xám 8 Vàng 4 Trắng 9 Nhũ vàng -1 Nhũ bạc -2 Hinh 2.4 Bảng điện trở quy ước bằng màu Hình 2.5 : Quy ước màu quốc tế Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng mầu , điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng mầu. * Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu : T r a n g 10 | 32 [...]... khối vi điều khiển PIC16F877A CHƯƠNG III THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 3.1 Sơ đồ khối T r a n g 25 |thị Khối hiển 32 Khối cảm biến mạch so sánh 3.2 Sơ đồ mạch * Nguyên lý hoạt động : Mach cấp nguồn cho LM35, LM35 chuyển tín hiệu từ dạng tương tự sang dạng số Tiếp đó tính toán rồi xuất tín hiệu ra chân RC2 lam T r a n g 26 | 32 LED PC817 sáng Đồng thời LM35 tinh tính toán và suất ra mức 0V lam cách ly quang... với sự điều khiển của phần mềm + Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Cicuit Serial Programming) thông qua hai chân + Watchdog timer với bộ dao động trong + Chức năng bảo mật mã chương trình T r a n g 23 | 32 + Chế độ SLEEP + Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau T r a n g 24 | 32 2.1.13 2.6.4 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A Hình 2.6.4.1 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A... Xét một số mức điện áp sau : - Nhiệt độ -55 C điện áp đầu ra -550mV - Nhiệt độ 25 C điện áp đầu ra 250mV - Nhiệt độ 150 C điện áp đầu ra 1500mV 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 150 Chi tiết các bạn có thể xem trong datasheet của nó Tính toán nhiệt độ đầu ra của LM35 T r a n g 19 | 32 Việc đo nhiệt độ sự dụng LM35 thông thường chúng ta... chiếu sáng sử dụng các LED phát ánh sáng trắng - LED (viết tắt của Light Emitting Diode, tạm dịch: điốt phát quang) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại Giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n - Tương tự như bóng đèn tròn bình thường nhưng không có dây tóc ở giữa, đèn LED tạo ra nhiều ánh sáng hơn, tỏa nhiệt ít hơn so với các thiết. .. vi điều khiển PIC để mở rộng vốn kiến thức và phát triển các ứng dụng trên công cụ này vì các nguyên nhân sau: - Họ vi điều khiển này có thể tìm mua dễ dàng tại thị trường Việt Nam - Giá thành không quá đắt - Có đầy đủ các tính năng của một vi điều khiển khi hoạt động độc lập - Là một sự bổ sung rất tốt về kiến thức cũng như về ứng dụng cho họ vi điều khiển mang tính truyền thống: họ vi điều khiển 8051... 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 4V đến 30V + Độ phân giải điện áp đầu ra là 10mV/oC + Độ chính xác cao ở 25 C là 0.5 C + Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải Dải nhiệt độ đo được của LM35 là từ -55 C - 150 C với các mức điện áp ra khác nhau Xét một số mức điện áp sau : - Nhiệt. .. lý tín hiệu số T r a n g 21 | 32 2.1.11 2.6.2 Sơ đồ chân của vi điều khiển PIC16F877A Hình 2.6.1 Sơ đồ chân PIC16F877A 2.1.12 2.6.3 Một vài thông số về vi điều khiển PIC16F877A - Chỉ có 35 cấu trúc lệnh - Hầu hết các cấu trúc lệnh chỉ mất một chu kỳ máy, ngoại trừ lệnh rẻ nhánh chương trình mất hai chu kỳ máy - Tốc độ làm việc: xung clock đến 20MHz, tốc độ thực thi lệnh 200ns - 8K*14 words của bộ nhớ... thể tăng lên trong chế độ Sleep theo xung đồng hồ bên ngoài - Timer2 : 8 bit timer/counter - Hai Modul capture, compare, PWM + Capturre 16 bit có độ phân giải 12,5ns + Compare 16 bit có độ phân giải 200ns + PWM 16 bít có độ phân giải 10 bit - Cổng giao tiếp nối tiếp đồng bộ với chế độ Master và Master/ Slave - Bộ truyền nhận nối tiếp vạn năng - Cổng Slave song song 8 bit được điều khiển đọc ghi từ bên... nhiệt độ LM35 LM35 là cảm biến nhiệt độ analog Nhiệt độ được xác định bằng cách đo hiệu điện thế ngõ ra của Lm35 Sơ đồ chân của LM35 như sau : Hình 2.8 Các chân của LM35 T r a n g 18 | 32 Hình 2.2: Biểu đồ trạng thái của cảm biến nhiệt độ LM35 Chân 1: Chân nguồn Vcc Chân 2: Đầu ra Vout Chân 3: GND Một số thông số chính của LM35: Cảm biến LM35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao mà điện... dụng bằng cách LM35 - > ADC - > Vi điều khiển Như vậy ta có: U= t.k U là điện áp đầu ra t là nhiệt độ môi trường đo k là hệ số theo nhiệt độ của LM35 10mV/1 độ C Giả sử điện áp Vcc cấp cho LM35 là 5V ADC 10bit Vậy bước thay đổi của LM35 sẽ là 5/(2^10) = 5/1024 Giá trị ADC đo được thì điện áp đầu vào của LM35 là (t*k)/(5/1024) = ((10^-2)*1024*t)/5 = 2.048*t Vậy nhiệt độ ta đo được t = giá trị ADC/2048