Ứng dụng VMTT&VMS thiết kế mạch đo va cảnh báo, và hiển thị nhiệt độ

I. NỘI DUNG Đề tài: Ứng dụng VMTT&VMS thiết kế mạch đo va cảnh báo, và hiển thị nhiệt độ + Nhiệt độ cần đo: t0C = 00C đến (50+10*N)0C. + Chuẩn hóa đầu ra: 0-10V 0-5V 0-20mA 4-20mA + Cảnh báo: Đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng đèn nhấp nháy, còi khi nhiệt độ vượt quá giá trị cảnh báo: 40+10*N + Hiển thị nhiệt độ đo được ra Led 7 thanh N là số thứ tự sinh viên trong danh sách II. PHẦN THUYẾT MINH Yêu cầu về bố cục nội dung: 1/ Tổng quan về quá trình đo nhiệt độ - Tìm hiểu các phương pháp đo - Khảo sát đặc tính nhiệt độ cần đo(liên hệ thực tiễn theo nhóm) - Tính chọn cảm biến (cấu tạo, nguyên lý, sơ đồ chân, dải đo, cấp chính xác..) 2/ Thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng VMTT&VMS - Xác định sơ đồ khối của hệ thống - Tính chọn các khối 3/ Vẽ mạch mạch mô phỏng trên phần mềm Proteus 4/ Phân tích và nhận xét kết quả Yêu cầu về thời gian : Ngày giao đề 25 /9/2015 Ngày hoàn thành : 30/11/2015 Chó ý: 1. Ngoài nội dung hướng dẫn trên lớp nếu sinh viên có câu hỏi, thắc mắc trong quá tr×nh làm bài tập lớn gửi về địa chỉ : ttly.haui@gmail.com 2. Trước khi bảo vệ bài tập lớn sinh viên phải nộp: - File mềm gồm file trình bày bài tập lớn và file mô phỏng - Quyển in khổ giấy A4.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN MÔN: VMTT&VMS Số : ……… Họ tên HS-SV : Nguyễn Thành Trung 0841040400 Nguyễn Thị Linh Trang 0841040061 Nguyễn Thọ Trọng 0841040401 Lớp : Điện Khoá : Khoa : Điện I NỘI DUNG Đề tài: Ứng dụng VMTT&VMS thiết kế mạch đo va cảnh báo, hiển thị nhiệt độ + Nhiệt độ cần đo: t0C = 00C đến (50+10*N)0C + Chuẩn hóa đầu ra: 0-10V 0-5V 0-20mA 4-20mA + Cảnh báo: Đưa tín hiệu cảnh báo đèn nhấp nháy, còi nhiệt độ vượt giá trị cảnh báo: 40+10*N + Hiển thị nhiệt độ đo Led N số thứ tự sinh viên danh sách II PHẦN THUYẾT MINH Yêu cầu bố cục nội dung: 1/ Tổng quan trình đo nhiệt độ - Tìm hiểu phương pháp đo - Khảo sát đặc tính nhiệt độ cần đo(liên hệ thực tiễn theo nhóm) - Tính chọn cảm biến (cấu tạo, nguyên lý, sơ đồ chân, dải đo, cấp xác ) 2/ Thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng VMTT&VMS - Xác định sơ đồ khối hệ thống - Tính chọn khối 3/ Vẽ mạch mạch mô phần mềm Proteus 4/ Phân tích nhận xét kết Yêu cầu thời gian : Ngày giao đề 25 /9/2015 Ngày hoàn thành : 30/11/2015 Chó ý: Ngoài nội dung hướng dẫn lớp sinh viên có câu hỏi, thắc mắc tr×nh làm tập lớn gửi địa : ttly.haui@gmail.com Trước bảo vệ tập lớn sinh viên phải nộp: - File mềm gồm file trình bày tập lớn file mô - Quyển in khổ giấy A4 Hà nội ngày….tháng …9 năm 2015 Giáo viên hướng dẫn Trưởng môn Mục lục Chương Tổng quan trình đo nhiệt độ ……………………………………………………………………………………3 I.Tổng quan phương pháp đo ……………………………………………………………………………………3 1.1 Khái niệm nhệt độ ……………………………………………………………………………………3 1.2 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc ……………………………………………………………………………………4 1.3 Đo nhiệt độ phương pháp không tiếp xúc ……………………………………………………………………………………4 1.4 Khảo sát đặc tính nhiệt độ cần đo (liên hệ thực tiễn nhóm) ……………………………………………………………………………………4 II.Tính chọn cảm biến ……………………………………………………………………………………5 2.1 Phân loại cảm biến ……………………………………………………………………………………5 2.2 Giới thiệu cảm biến nhiệt điện trở ……………………………………………………………………………………5 Chương Thiết kế phân tích mạch đo cảnh báo nhiệt độ ……………………………………………………………………………………8 I.Xác định sơ đồ khối hệ thống ……………………………………………………………………………………8 1.1 Sơ đồ khối ……………………………………………………………………………………8 1.2 Vai trò tác dụng khối ……………………………………………………………………………………9 II.Tính chọn khối ……………………………………………………………………………………9 2.1 Khối cảm biến ……………………………………………………………………………………9 2.2 Khối khuếch đại, chuẩn hóa đầu ……………………………………………………………………………………10 2.3 Khối cảnh báo ……………………………………………………………………………………12 2.4 Khối chuyển đổi ADC ……………………………………………………………………………………13 2.5 Khối giải mã ……………………………………………………………………………………18 2.6 Khối LED ……………………………………………………………………………………26 2.7 Mạch đo ……………………………………………………………………………………27 Đánh giá nhận xét kết ……………………………………………………………………………………29 Chương Tổng quan trình đo nhiệt độ I Tổng quan phương pháp đo 1.1 Khái niệm nhiệt độ 1.1.1 Khái niệm: Nhiệt độ đại lượng vật lý đặc trưng cho cường độ chuyển động nguyên tử, phân tử hệ vật chất.Tuỳ theo trạng thái vật chất (rắn, lỏng, khí) mà chuyển động có khác Ở trạng thái lỏng, phân tử dao động quanh vị trí cân vị trí cân dịch chuyển làm cho chất lỏng hình dạng định.Còn trạng thái rắn,các phần tử,nguyên tử dao động xung quanh vị trí cân bằng.Các dạng vận động phân tử,nguyên tử gọi chung chuyển động nhiệt Khi tương tác với bên có trao đổi lượng không sinh công, trình trao đổi lượng nói gọi truyền nhiệt.Quá trình truyền nhiệt tuân theo nguyên lý: Bảo toàn lượng : Nhiệt tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp Ở trạng thái rắn, truyền nhiệt xảy chủ yếu dẫn nhiệt xạ nhiệt Đối với chất lỏng khí dẫn nhiệt xạ nhiệt có truyền nhiệt đối lưu Đó tượng vận chuyển lượng nhiệt cách vận chuyển phần khối vật chất vùng khác hệ chênh lệch tỉ trọng 1 Thang đo nhiệt độ: Từ xa xưa người nhận thức tượng nhiệt đánh giá cường độ cách đo đánh giá nhiệt độ theo mét đơn vị đo thời kỳ.Có nhiều đơn vị đo nhiệt độ, chúng định nghĩa theo vùng, thời kỳ phát triển khoa học kỹ thuật xã hội Hiện có thang đo nhiệt độ là: 1- Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K ) 2- Thang Celsius ( C ): T( 0C ) = T( 0K ) – 273,15 3- Thang Farhrenheit: T( 0F ) = T( 0K ) – 459,67 Đây thang đo nhiệt độ dùng phổ biến nay.Trong thang đo nhiệt độ tuyệt đối (K) quy định mét đơn vị đo hệ đơn vị quốc tế (SI).Dựa thang đo đánh giá nhiệt độ 1.2 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc Phương pháp đo nhiệt độ công nghiệp thường nhiệt xúc Có hai loại là: nhiệt kế nhiệt điện trở nhiệt kế nhiệt ngẫu Cấu tạo nhiệt kế nhiệt điện trở cặp nhiệt ngẫu cách lắp ghép chúng phải đảm bảo tính chất trao đổi nhiệt tốt chuyển đổi với môi trường đo Đối với môi trường khí nước, chuyển đổi đặt theo hướng ngược lại với dòng chảy.Với vật rắn đặt nhiệt kế sát vào vật, nhiệt lượng truyền từ vật sang chuyển đổi gây tổn hao nhiệt, với vật dẫn nhiệt Do diện tích tiếp xúc vật đo nhiệt kế lớn tốt Khi đo nhiệt độ chất hạt (cát, đất…), cần phải cắm sâu nhiệt kế vào môi trường cần đo thường dùng nhiệt kế nhiệt điện trở có cáp nối 1.3 Đo nhiệt độ phương pháp không tiếp xúc: Đây phương pháp dựa định luật xạ vật đen tuyệt đối, tức vật hấp thụ lượng theo hướng với khẳ lớn Bức xạ nhiệt vật thể đặc trưng nghĩa số lượng xạ đơn vị thời gian với đơn vị diện tích vật xảy đơn vị độ dài sóng 1.4 Đặc tính nhiệt độ cần đo ( liên hệ thực tiễn nhóm): Với dải nhiệt độ nhóm từ đến 700 0C, mạch ứng dụng đo nhiệt độ cảnh báo lò gia nhiệt, lò chân không ( xử lí nhiệt từ thấp đến cao, luyện kim, hàn…), lò lọc khí nhiệt độ từ 105-7000C… Đặc tính nhiệt độ thay đổi chậm, trình đo kéo dài : + Thời gian từ lên 7000C 40 phút + Thời gian từ 7000C xuống nhiệt độ môi trường 20 phút Mạch lắp đặt để đo hiển thị nhiệt độ lò trình hoạt động cảnh báo nhiệt độ lò đạt mức cho phép xảy cố… II Tính chọn cảm biến 2.1 Phân loại cảm biến - Cặp nhiệt điện ( Thermocouple ) - Nhiệt điện trở ( RTD-resitance temperature detector ) - Thermistor - Bán dẫn ( Diode, IC ,….) - Ngoài có loại đo nhiệt không tiếp xúc ( hỏa kế- Pyrometer ) Dùng hồng ngoại hay lazer 2.2 Giới thiệu cảm biến nhiệt điện trở • Hình1:hình dạng cấu tạo RTD - Cấu tạo RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng đầu đo - Nguyên lí hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở hai đầu dây kim loại thay đổi, tùy chất liệu kim loại có độ tuyến tính khoảng nhiệt độ định - Ưu điểm: độ xác cao Cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiều dài dây không hạn chế - Khuyết điểm: Dải đo bé Cặp nhiệt điện, giá thành cao Cặp nhiệt điện - Dải đo: -200~400oC - Ứng dụng: Trong ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trường hay gia công vật liệu, hóa chất… Hiện phổ biến RTD loại cảm biến Pt, làm từ Platinum Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo dài Thường có loại: 100, 200, 500, 1000 ohm (khi oC) Điện trở cao độ nhạy nhiệt cao - RTD thường có loại dây, dây dây Loại dây cho kết đo xác • Cảm biến đo nhiệt độ PT100 Cảm biến nhiệt độ PT100 hay gọi nhiệt điện trở kim loại ( RTD) PT100 cấu tạo từ kim loại Platinum quấn tùy theo hình dáng đầu dò nhiệt có giá trị điện trở 0oC 100 Ohm Đây loại cảm biến thụ động nên sử dụng cần phải cấp nguồn ổn định -Công thức điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ PT100: Rt = R0( 1+ αT+βT2+C(T-100)T3) Trong đó: Rt : điện trở nhiệt độ T R0 : điện trở 00C(=100Ω) α=3.9083x10-3 β=-5.775x10-7 C=-4.183x10-12( t00C) Với nhiệt độ từ 00C đến 1000C dùng công thức : Rt = R0( 1+ αT) Cấu tạo dây đo nhiệt PT100 Các thông số nguyên tắc hoạt động a Các thông số : Dây cảm biến nhiệt PT100 bao gồm đầu dò ống trụ có đường kính 4mm chiều dài ống trụ 30mm ,2 dây đầu có chiều dài 1m Hình 2: hình dạng PT100 Dải nhiệt độ đo từ -200ºC đến 825ºC b Sơ đồ cấu tạo bên đầu dò hình trụ Hình 3: cấu tạo bên đầu dò hình trụ PT100 Điện trở ống trụ RPT100 = RPT + R3 + R2 L2,L3 nối với dây đầu • Nguyên tắc hoạt động Khi có thay đổi nhiệt độ đầu dò dẫn đến thay đổi điện trở ống trụ Mỗi giá trị nhiệt độ khác tương ứng với giá trị điện trở khác nhau.Ở 10 ºC đo giá trị điện trở RPT100 =107,6 Ω Khi tăng 1ºC RPT tăng sấp xỉ 0,4Ω • Cầu đo điện trở: Hình 4: mạch nối dây Pt100 Ta sử dụng mạch cầu để đo điện trở, PT nhánh cầu Vo=E*( ) Khi 00C RPT=100Ω Nên ta chọn R1 =R2 =R3=100Ω để cầu cân Suy V0/00c= 0V Chương Thiết kế phân tích mạch đo cảnh báo nhiệt độ I Xác định sơ đồ khối hệ thống 1.1 Sơ đồ khối Để thực phép đo đại lượng phụ thuộc vào đặc tính đại lượng cần đo, điều kiện đo, độ xác yêu cầu phép đo mà ta thực nhiều cách khác sở hệ thống đo lường khác sở hệ thống đo lường khác Sơ đồ khối đo: Cảm Biến Mạch khuếc h đại, chuẩn hóa Chỉ thị Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số Bộ giải mã LED LED cảnh báo nhấp nháy Mạch so sánh, cảnh báo Còi báo 1.2 Vai trò tác dụng khối • Cảm biến : đo nhiệt độ, đưa điện áp đầu cho mạch so sánh, khuếch đại • Mạch khuếch đại : khuếch đại chuẩn hóa điện áp, dòng điện theo yêu cầu toán • Chỉ thị : ammeter vonmeter hiển thị dòng áp sau chuẩn hóa • Mạch so sánh : so sánh điện áp đầu cảm biến với điện áp đặt, để đưa cảnh báo để LED nhấp nháy • Còi báo : báo động nhiệt độ vượt giá trị cho phép • LED cảnh báo nhấp nháy: đèn LED nhấp nháy trường hợp nhiệt độ vượt giá trị cho phép • Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC): để chuyển tín hiệu giá trị Volt đầu cảm biến mã hóa thành hệ nhị phân • Bộ giải mã: Để giải mã tín hiệu từ ADC LED • LED thanh: Hiển thị giá trị nhiệt độ tương ứng cảm biến II Tính chọn khối (N=65) 2.1 Khối cảm biến Là cảm biến nhiệt độ pt100 có cấu tạo nhiệt điện trở RTD ( RTDResistance Temperature Detector ):Nguyên lý hoạt động nhiệt điện trở dựa thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện trở • Rt = R0 ( + αt) • Rt : Điện trở nhiệt độ t • R0 : Điện trở độ C • α : Hệ số nhiệt điện trở 10 chân RD đầu số bit hiển diện chân liệu D0 – D7 Chân RD coi cho phép đầu - Chân ghi WR (chân số 3) Thực tên xác “Bắt đầu chuyển đổi”: Đây chân đầu vào tích cực mức thấp dùng để báo cho ADC0804 bắt đầu trình chuyển đổi Nếu CS = WR tạo xung cao – xuống – thấp ADC0804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự Vin số nhị phấn bit Lượng thời gian cần thiết để chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đưa đến chân CLK IN CLK R Khi việc chuyển đổi liệu hoàn tất chân INTR ép xuống thấp ADC0804 Ngoài , cần tạo xung IC 555 cho chân WR - Chân CLK IN (chân số 4) CLK R (chân số 19): Chân CLK IN chân đầu vào nối tới nguồn đồng hồ đồng hồ sử dụng để tạo thời gian Tuy nhiên ADC0804 có máy tạo xung đồng hồ Để sử dụng máy tạo xung đồng hồ ADC0804 chân CLK IN CLK R nối tới tụ điện điện trở (hình 1.4) Trong trường hợp tần số đồng hồ xác định biểu thức: f= 19 Giá trị tiêu biểu đại lượng R = 10kΩ C = 150pF tần số nhận f = 606kHz thời gian chuyển đổi 110sμ - Chân ngắt INTR (chân số 5): Đây chân đầu tích cực mức thấp Bình thường trạng thái cao việc chuyển đổi hoàn tất xuống thấp để báo cho CPU biết liệu chuyển đổi sẵn sàng để lấy Sau INTR xuống thấp, ta đặt CS = gửi xung cao xuống – thấp tới chân RD lấy liệu ADC0804 -Chân VCC (chân số 20): Đây chân nguồn nối +5V, dùng điện áp tham chiếu đầu vào VREF/2 (chân số 9) để hở - Chân VREF (chân số 9): Là điện áp đầu vào dùng cho điện áp tham chiếu Nếu chân hở (không nối) điện áp đầu vào tương tự cho ADC0804 nằm dãy 0-5V→(giống chân VCC) Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến Vin cần phải khác dãy 0→5V - Các chân liệu D0 – D7 (Từ chân 11 đến chân 18): Các chân liệu D0 – D7 (D7 bit cao MSB D0 bit thấp LSB) chân đầu liệu số Đây chân đệm ba trạng thái liệu chuyển đổi truy cập chân CS = chân RD bị đưa xuống thấp Để tính điện áp đầu ta sử dụng công thức sau: Dout= Với Dout đầu liệu số (dạng thập phân) Vin điện áp đầu vào tương tự độ phân dãy thay đổi nhỏ tính (2xVREF/2) chia cho 256 ADC bit - Chân GND (chân số 10): Đây chân đầu vào cấp đất chung cho tín hiệu số tương tự Đất tương tự nối tới đất chân Vin tương tự, đất số nối tới đất chân VCC Lý mà ta phải có hai đất để cách ly tín hiệu tương tự Vin từ điện áp ký sinh tạo việc chuyển mạch số xác Trong phần trình bày chân nối chung với đất Tuy nhiên, thực tế thu đo liệu chân đất nối tách biệt *Từ điều ta kết luận bước cần phải thực chuyển đổi liệu ADC0804 là: -Bật CS = gửi xung thấp lên cao tới chân WR để bắt đầu chuyển đổi 20 -Sau chân INTR xuống thấp, ta bật CS = gửi xung cao xuống thấp đến chân RD để lấy liệu khỏi chip ADC0804 2.4.3 Mạch tạo dao dộng cho ADC Mạch để tạo dao đông cho ADC0804 ADC0804 thực trình chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số Các thông số xung với phần ta có: Thời gian nạp ( có xung ra): tn=0,69 �n, hay tn = 0,69(R5+ R4)C2 Thời gian xả điện ( xung ra): tx=0,69 �x , hay tx = 0,69R4C2 21 Ở ta chọn R5=R4=600Ω, C2=220uF => tn=0,18216 s tx=0.09108 s 2.4.4 Khối ADC mạch Các chân 1,2,8,10,7 nối đất Chân nối với chân số mạch tạo dao động HE555 Chân 19 nối với điện trở R3= 10kΩ nối vào chân tiếp nối vào tụ C3=150pF nối đất Chân 20 nối với nguồn nuôi Chân chân nhận tín hiệu từ PT100 chuyển hóa tín hiệu chân 11,12,13,14,15,16,17,18 2.5 Khối giải mã 2.5.1 IC74LS83 22 74LS83 IC cộng số bit nhị phân -A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4 : chân đầu vào số nhị phân A, B - S1,S2,S3,S4: đầu nhị phân -C4 số nhớ phép cộng CO: số nhớ ban đầu Mạch logic 74LS83 Quá trình biến đổi nhị phân sang BCD 23 Đầu tiên ta chuyển số nhị phân bit thành số BCD: hai số BCD có giá trị từ 10 đến 910 cộng lại cho kết từ 10 đến 1810 , để đọc kết dạng BCD ta phải hiệu chỉnh kết có từ mạch cộng nhị phân Kết tương đương loại mã Nhận thấy: - Khi kết = 10 để có mã BCD ta phải cộng thêm cho mã nhị phân Để giải vấn đề hiệu chỉnh trước tiên ta thực mạch phát kết trung gian mạch cộng số nhị phân bit.mạch nhận kết trung gian phép cộng số nhị phân bit cho ngõ Y=1 kết qủa >= 10,ngược lại,Y=0 24 Bảng thật • Ta không dùng ngõ vào S’1 cặp trị có C 4’S4’S3’S2’ giống S1’ = S1’ = • Dùng bảng Karnaugh xác định Y Y = C 4' + S 4' ( S3' + S 2' ) Mạch cộng số thực theo sơ đồ sau: Sơ đồ cộng số bít 25 Cách hoạt động: • IC thứ cho kết trung gian phép cộng hai số nhị phân • IC thứ hai dùng hiệu chỉnh để có kết số BCD - Khi kết =10,IC nhận ỡ ngõ vào A số 0110 (do Y=1) kết hiệu chỉnh nói • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 16 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 32 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 64 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục Lúc xuất bit tràn hàng chục nên ta đưa vào khối hiển thị hàng trăm • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 128 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục (nếu có bit tràn cộng vào khối hiển thị hàng trăm) cộng vào khối hiển thị hàng trăm 2.5.2 IC 4511 Khối giải mã – IC 4511 - Đây IC giải mã , làm nhiệm vụ giải mã từ mã nhị phân logíc (dạng 0,1) sang mã led vạch để xuất led vạch cấu tạo tập hợp mạch tổ hợp gồm cách linh kiện số logic cổng and , or , Giới thiệu IC 4511: Chân BI có chức kiểm tra mạch, tích cực mức thấp, nối mass ngõ từ Qa đến Qg có mức áp 0V, led không sáng 26 Chân LT có chức chạy thử mạch, tích cực mức thấp, nối mát ngõ từ Qa đến Qg mức cao Vcc, led thị số Hình dạng IC 4511 Chân LE ngõ vào cho phép mạch hoạt động, tích cực mức thấp, nối mass chân LT BI nối Vcc IC 4511 có chức giải mã Chân 7,1,2,6 tương ứng với ngõ vào cảu tín hiệu BCD D1 D2 D3 D4 nhận tín hiệu từ Q0, Q1, Q2, Q3 từ IC 4518 để thực việc giải mã từ hệ số BCD sang hệ số thập phân Các chân 13, 12 ,11,10, 9, 15, 14 tương ứng ngõ Qa đến Qg, ngõ cấp cho chân a, b, c , d, e, f, g led loại catot chung thị số thập phân Chân GND nối mass Chân 16 Vcc nối nguồn dương 27 ° Nguyên lý hoạt động: nhận tín hiệu thuộc hệ số BCD từ IC 4518 đếm từ chân ngõ vào D1, D2, D3, D4 sau thực giải mã điều khiển led thực hiển thị số thập phân Sơ đồ khối logic 4511 2.5.3 Sơ đồ khối giải mã 28 2.6 Khối LED Trước hết xem qua cấu trúc loại đèn led đoạn số đèn cấu tạo đoạn led có chung anode (AC) hay cathode (KC); xếp hình số vuông (như hình trên) có led đặt làm dấu phẩy thập phân cho số thị; điều khiển riêng biệt không qua mạch giải mã Các chân 29 led xếp thành hàng chân hàng chân A chung hay K chung Sơ đồ cấu tạo hình dạng led 30 Cấp nguồn cho chân đoạn tương ứng với chân sáng Ví dụ hình đưa chân lên mức logic đoạn sáng Nếu cấp cho chân chân đoạn sáng tạo thành số Tương tự hiển thị số mức logic tương ứng chân abcdefg 1101101 Số 3là 1111001 Số 0110011 10 11 12 13 14 Bộ LED hiển thị giá trị nhiệt độ cảm biến đo 2.7 Mạch đo Từ sơ đồ khối ta ghép lại mạch đo nhiệt độ hoàn chỉnh 31 15 16 17 18 19 20 21 R4 600 DC R21 CV 705 DC U30 TH Q D2 LED-YELLOW CV R23 1nF 600 555 TR C2 TH R10 100k 805 R20 TR R C4 R5 GND R11 600 U33 1nF 50k 600 VCC C1 Q GND R VCC R22 U1 555 C5 2uF R8 2uf 4.265k R9 OPAMP R7 +88.8 Volts 10k U29 10k OPAMP R6 +88.8 Volts 10k +15v E+RT1 S+ 680.00 SERTD-PT100 R1(2) V=680 R1 U28 Vin V=6.80065 Vin 9.9k +1.275v Q1 NPN +6.9v U27 10 19 BUZ1 OPAMP R2 100.58 BUZZER R12 R19 45 78.5 R18(1) R18 U31 R13 U32 C3 1nF +88.8 mA R3 10k Vin CS RD WR CLK IN INTR A GND D GND VREF/2 CLK R VCC DB0(LSB) DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7(MSB) 20 18 17 16 15 14 13 12 11 VIN+ VINADC0804 350 100 OPAMP R14 10k OPAMP R15 R16 R17 10k 10k 390.73 +88.8 mA 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Đánh giá nhận xét kết Kết luận : trình đo lường dùng cảm biến nhiệt độ với mạch đơn giản nhiều bất cập, mạch đơn giản để cấu đo xác ta nên 32 kết hợp với vi mạch số, vi xử lý vi điều khiển để hiển trực quan số dễ đọc trình điều khiển cảnh báo dễ dàng ứng dụng với vi mạch số vi mạch điều khiển ta dùng cảm biến nhiệt độ ứng dụng vào mạch mạch báo cháy tự động, mạch đo, thị cảnh báo nhiệt độ lò gia nhiệt, lò chân không, …ứng dụng công nghiệp nhiệt điện, công nghiệp hóa dầu, nhà máy hóa chất… Trong trình làm em nhiều bất cập thiếu sót mong thầy cô giáo thông cảm, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn giúp đỡ em trình làm tập lớn !!! 33 [...]... giá và nhận xét kết quả Kết luận : quá trình đo lường dùng cảm biến nhiệt độ với mạch khá đơn giản và còn nhiều bất cập, mạch còn khá đơn giản để cơ cấu đo chính xác ta nên 32 kết hợp với vi mạch số, vi xử lý và vi điều khiển để có thể hiển thì trực quan bằng số dễ đọc và quá trình điều khiển cảnh báo có thể dễ dàng hơn ứng dụng cùng với vi mạch số và vi mạch điều khiển ta có thể dùng cảm biến nhiệt. .. kết quả không thay đổi - Khi kết quả trung gian >=10,IC 2 nhận ỡ ngõ vào A số 0110 (do Y=1) và kết quả được hiệu chỉnh như đã nói trên • Ở bít thứ 5 ( giá trị thập phân tương ứng là 16 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 6 vào khối mạch hiển thị đơn vị, và cộng 1 vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ 6 ( giá trị thập phân tương ứng là 32 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 2 vào khối mạch hiển thị đơn vị, và cộng 3 vào khối hiển. .. 3 vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ 7 ( giá trị thập phân tương ứng là 64 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 4 vào khối mạch hiển thị đơn vị, và cộng 6 vào khối hiển thị hàng chục Lúc này có thể xuất hiện bit tràn ở hàng chục nên ta sẽ đưa vào khối hiển thị hàng trăm • Ở bít thứ 8 ( giá trị thập phân tương ứng là 128 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 8 vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng 2 vào khối hiển thị hàng chục (nếu... dụng cùng với vi mạch số và vi mạch điều khiển ta có thể dùng cảm biến nhiệt độ ứng dụng vào các mạch như mạch báo cháy tự động, mạch đo, hiện thị và cảnh báo nhiệt độ trong các lò gia nhiệt, lò chân không, ứng dụng trong công nghiệp nhiệt điện, công nghiệp hóa dầu, nhà máy hóa chất… Trong quá trình làm bài em còn nhiều bất cập và thiếu sót rất mong các thầy cô giáo thông cảm, em xin chân thành cảm ơn... chân nào thì đo n tương ứng với chân đó sáng Ví dụ như hình trên nếu đưa chân 0 lên mức logic 1 thì đo n 0 sẽ sáng Nếu cấp cho chân 5 và chân 4 thì đo n 5 và 4 sáng tạo thành số 1 Tương tự nếu hiển thị số 2 thì mức logic tương ứng của chân abcdefg là 1101101 Số 3là 1111001 Số 4 là 0110011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Bộ LED 7 thanh hiển thị giá trị nhiệt độ cảm biến đo được 2.7 Mạch đo Từ những... của bài thì cần đo ở nhiệt độ 700C tương ứng với 700V Với điện áp ra rất lớn như vậy ta cần phải có 1 mạch phân áp sao cho đầu ra tương ứng 10mV=10oC để phù hợp với các IC số Vì vậy ta lắp thiết bị như hình vẽ Ta có: Ur=Uv.R2/(R1+R2) Với Ur=0,01 V Uv=1 V Vậy ta có : R2/(R1+R2)=0,01  Chọn R2=100 Ω => R1=9,9 kΩ Từ cách lắp đặt thiết bị trên ta được đầu ra khi đo ở nhiệt độ 700oC tương ứng với 7.0V Trong... 3 loại mã Nhận thấy: - Khi kết quả = 10 để có mã BCD ta phải cộng thêm 6 cho mã nhị phân Để giải quyết vấn đề hiệu chỉnh này trước tiên ta sẽ thực hiện một mạch phát hiện kết quả trung gian của mạch cộng 2 số nhị phân 4 bit .mạch này nhận kết quả trung gian của phép cộng 2 số nhị phân 4 bit và cho ở ngõ ra Y=1 khi kết qủa này >= 10,ngược lại,Y=0... thì cộng vào khối hiển thị hàng trăm) và cộng 1 vào khối hiển thị hàng trăm 2.5.2 IC 4511 Khối giải mã – IC 4511 - Đây là một IC giải mã , nó làm nhiệm vụ giải mã từ mã nhị phân logíc (dạng 0,1) sang mã của led 7 vạch để xuất ra led 7 vạch về cấu tạo nó là một tập hợp các mạch tổ hợp gồm cách linh kiện số logic như các cổng and , or , Giới thiệu về IC 4511: Chân 4 BI có chức năng kiểm tra mạch, tích... là dải đo rất rộng từ 0-700v nên nhóm chúng em chọn bước nhảy để đo nhiệt độ là 10 độ 2.2 Khối khuếch đại, chuẩn hóa đầu ra 2.2.1 Chuẩn hóa đầu ra với điện áp 0-10V Dùng mạch khuếch đại không đảo Mạch này có điện áp ra : Ur=(1+R8/R7).Uv Với Uv=0 – 7,0V để Ur=0 - 10V Uvmin=0V  Urmin=0V Uvmax=7,0V  Urmax=10V 11  Chọn R8=4.265kΩ R7=10kΩ R6=10kΩ 2.2.2 Chuẩn hóa đầu ra với điện áp 0 – 5V Dùng mạch khuếch... không sáng 26 Chân 3 LT có chức năng chạy thử mạch, tích cực mức thấp, khi nối mát thì các ngõ ra từ Qa đến Qg đều ở mức cao Vcc, led 7 thanh hiện thị số 8 Hình dạng IC 4511 Chân 5 LE là ngõ vào cho phép mạch hoạt động, tích cực mức thấp, khi nối mass thì các chân LT và BI nối Vcc thì IC 4511 mới có chức năng giải mã Chân 7,1,2,6 tương ứng với các ngõ vào cảu tín hiệu BCD là D1 D2 D3 D4 nhận tín hiệu