MỤC LỤC Lời nói đầu 3 Chương 1 : Tổng quan về mạch đo 4 1.1 Khái niệm về nhiệt độ 4 1.2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc 5 1.3 Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc 5 1.4 Tổng quan về phương pháp đo nhiệt độ 5 Chương 2 : Giới thiệu về các thiết bị chính 8 2.1 Giới thiệu về cảm biến nhiệt 8 2.3 Điện Trở 9 2.4 Các cơ cấu chỉ thị 10 2.5 các thiết bị cảnh báo 10 2.6 Giới thiệu về IC 555 10 Chương 3 : Tính toán, thiết kế mạch đo 14 3.1 Tính toán, lựa chọn cảm biến 14 3.3 Tính toán, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa 16 3.4 Tính toán mạch nhấp nháy cho LED 19 3.5 Tính toán, thiết kế mạch cảnh báo. 19 Chương 4: Mạch hiển thị 20 4.1 Khối chuyển đổi ADC 20 4.3 Khối LED 7 thanh 32 4.4 mạch mô phỏng trên proteus. 33 KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34
Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN MƠN: VMTT&VMS Số : ……… Họ tên HS-SV : NGUYỄN ĐỨC HUY : NGUYỄN ĐĂNG KHANH Lớp : ĐIỆN Khố :…8…… 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 q 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 u cầu bố cục nội dung: 1/ Tổng quan q 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, ngun 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 mơ phần mềm Proteus 4/ Phân tích nhận xét kết Hà nội ngày….tháng …9 năm 2015 Giáo viên hướng dẫn Trưởng mơn Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page1 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN MỤC LỤC Lời nói đầu Chương : Tổng quan mạch đo 1.1 Khái niệm nhiệt độ 1.2 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc 1.3 Đo nhiệt độ phương pháp khơng tiếp xúc 1.4 Tổng quan phương pháp đo nhiệt độ Chương : Giới thiệu thiết bị 2.1 Giới thiệu cảm biến nhiệt 2.3 Điện Trở 2.4 Các cấu thị 10 2.5 thiết bị cảnh báo 10 2.6 Giới thiệu IC 555 10 Chương : Tính tốn, thiết kế mạch đo 14 3.1 Tính tốn, lựa chọn cảm biến 14 3.3 Tính tốn, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa 16 3.4 Tính tốn mạch nhấp nháy cho LED 19 3.5 Tính tốn, thiết kế mạch cảnh báo 19 Chương 4: Mạch hiển thị 20 4.1 Khối chuyển đổi ADC 20 4.3 Khối LED 32 4.4 mạch mơ proteus 33 KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page2 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Lời nói đầu Đất nước ta đà phát triển trở thành nước cơng nghiệp Vì vấn đề điều khiển vận hành thiết bị cơng nghiệp nhằm nâng cao xuất chât lượng sản phẩm đồng thời giảm chi phí vấn đề quan trọng đáng để ý Trong thực tế có nhiều tốn liên quan đến vấn đề đo điều khiển nhiệt độ Ví dụ như: lò sấy cơng nghiệp, lò luyện gang, sắt, thép Trong kì sau học mơn vi mạch tương tự -vi mạch số mơn liên quan nhóm chúng em giao đề tài: Thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dung IC cảm biến nhiệt độ Trong q trình làm đề tài giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn “ Tống Thị Lý ” thầy mơn “Đo lường điều khiển” giúp đỡ em hồn thành thời hạn đề tài Do quỹ thời gian hạn hẹp số hạn chế kiến thức thực tế, em cố gắng nhiều để hồn thành tốt tập lớn mình, em mong nhận nhận xét, sửa chữa, góp ý q báu q thầy bạn giúp em hồn thiện thời gian tới! Em xin chân thành cảm ơn! Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page3 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Chương : Tổng quan mạch 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 ngun 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 ln dịch chuyển làm cho chất lỏng khơng có hình dạng định.Còn trạng thái rắn,các phần tử,ngun tử dao động xung quanh vị trí cân bằng.Các dạng vận động phân tử,ngun tử gọi chung chuyển động nhiệt Khi tương tác với bên ngồi có trao đổi lượng khơng sinh cơng, q trình trao đổi lượng nói gọi truyền nhiệt.Q trình truyền nhiệt tn theo ngun lý: Bảo tồn 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 ngồi 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,từng 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 Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page4 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN 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 cơng nghiệp thường nhiệt kế tiếpxúc 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 mơi trường đo Đối với mơi 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 nhiệtđộ chất hạt (cát, đất…), cần phải cắm sâu nhiệt kế vào mơi trường cần đo thường dùng nhiệt kế nhiệt điện trở có cáp nối ngồi 1.3 Đo nhiệt độ phương pháp khơng 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 Tổng quan phương pháp đo nhiệt độ 1.4.1: Sơ đồ khối Để thực phép đo đại lượng phụ thuộc vào đặc tính đại lượng cần đo,điều kiện đo, độ xác u cầu phép đo mà ta thực nhiều cách khác sở hệ thống đo lường khác sở hệ thống đo lường khác Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page5 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Sơ đồ khối đo : Mạch khuếc h đại, chuẩn hóa Mạch nguồn Chỉ thị Cảm Biến Mạch nhấp nháy cho LED Mạch so sánh Còi báo 1.4.2: Vai trò tác dụng khối • Khối nguồn : làm nhiệm vụ đảm bảo nguồn cấp cho cảm biến ln 5V theo u cầu đầu vào cảm biến • 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 u cầu tốn • Chỉ thị : ammeter vonmeter hiển thị dòng áp sau chuẩn hóa Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page6 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN • Mạch so sánh : so sánh điện áp đầu cảm biến với điện áp đặt, để đưa cảnh báo để LED nhấp nháy bình thường • Còi báo : báo động nhiệt độ vượt q giá trị cho phép • Mạch nhấp nháy : đèn LED nhấp nháy chố độ nhiệt độ bình thường theo u cầu tốn Chương : Giới thiệu thiết bị 2.1 Giới thiệu cảm biến nhiệt Để xác định thiết bị mà sử dụng q trình tính tốn thiết kế mạch đo ta dựa vào khối mạch đo để xác định linh kiện mà dùng, sau ta liệt kê linh kiện sử dụng : Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page7 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN 1, cảm biến: nhiệt độ đai lượng vật lý mà ta đo gián tiếp q loại cảm biến nhiệt độ dựa chuyển động của hạt điện tích hình thành nên dòng điện kim loại Hiện có nhiều loại cảm biến nhiệt độ thơng dụng mà ta thường dùng : - cặp nhiệt ngẫu - nhiệt điện trở kim loại - IC cảm biến nhiệt độ Trong ta sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại, loại có loại thơng dụng nhiệt điện trơ platin nhiệt điện trở nikel Cụ thể ta sử dụng nhiệt điện trở platin loại có độ tuyến tính theo nhiệt độ cao, điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo dài 2.2 khuếch đại thuật tốn µA 741 khuếch đại dùng nhiều kỹ thuật điện trở có dụng khuếch đại tín hiệu điện điện áp, dòng điện, cơng suất phạm vi ta sử Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page8 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN dụng khếch đại thuật tốn để khuếch đại điện áp đưa từ cảm biến dùng so sánh để đưa khối cảnh báo cho mạch đo Hình ảnh thực tế khuếch đại thuật tốn : 2.3 Điện Trở Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác Hình dạng điện trở thiết bị điện tử Ký hiệu điện trở sơ đồ ngun lý 2.4 Các cấu thị muốn biết nhiệt độ ta phải hiển thị thơng qua cấu thị Vì mục đích cuối biết nhiệt độ cảnh báo Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page9 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Bài đo dải điện áp từ đến 10V dải dòng điện từ đến 20mA ta nên dùng cấu thị dung led 2.5 thiết bị cảnh báo Để cảnh báo q nhiệt độ ta sử dụng còi để cảnh báo đèn nhấp nháy Những thiết bị thường mang thơng tin nhanh xác, dễ lắp đặt sử dụng nguồn điện chiều hay xoay chiều 2.6 Giới thiệu IC 555 Đây IC loại chân sử dụng phổ biến để làm: mạch đơn ổn, mạch dao động đa hài, chia tần, mạch trễ,… Nhưng mạch này, IC 555 sử dụng làm phát xung Thời gian xác lập theo mạch định thời R, C bên ngồi Dãy thời gian tác động hữu hiệu từ vài micrơ giây đến vài IC nối trực tiếp với loại IC: TTL/ CMOS/ DTL Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page10 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Theo ra: tín hiệu cảnh báo còi nhiệt độ vượt q giá trị t C= 40+10*N Với N=30 =>Mức cảnh báo nhiệt độ 340 C suy điện áp so sánh +3,4 V Chương 4: Mạch hiển thị 4.1 Khối chuyển đổi ADC 4.1.1 Hình ADC mạch protus sơ đồ chân ADC0804 Chíp ADC0804 chuyển đổi tương tự số họ loạt ADC800, làm việc với +5V có độ phân giải bit Ngồi độ phân giải thời gian chuyển đổi yếu tố quan trọng khác đánh giá ADC Thời gian chuyển đổi định nghĩa thời gian mà ADC cần để chuyển đầu vào tương tự thành số nhị phân Trong ADC0804 thời gian chuyển đổi thay đổi Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page20 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN phụ thuộc vào tần số đồng hồ cấp tới chân CLK R CLK IN khơng thể nhanh 110μs Các chân ADC0804 mơ tả sau: 4.1.2 Chức chân ADC0804: - Chân CS (chân số 1) – chọn chíp: Là đầu vào tích cực mức thấp sử dụng để kích hoạt chíp ADC0804 Để truy cập ADC0804 chân phải mức thấp -Chân RD (chân số 2): Đây tín hiệu đầu vào tích cực mức thấp Các ADC chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân tương đương với giữ ghi RD sử dụng để nhận liệu chuyển đổi đầu ADC0804 Khi 0CS = xung cao – xuống – thấp áp đến 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 q 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 hồn tất chân INTR ép xuống thấp ADC0804 Ngồi , cần tạo xung IC 555 cho chân WR Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page21 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN - Chân CLK IN (chân số 4) CLK R (chân số 19): Chân CLK IN chân đầu vào nối tới nguồn đồng hồ ngồi đồng hồ ngồi 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= 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 hồn tất xuống thấp để báo cho CPU biết liệu chuyển đổi sẵn sàng để lấy Sau INTR Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page22 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN 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 (khơng 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 ngồi 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 cơng 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 Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page23 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN -Sau chân INTR xuống thấp, ta bật CS = gửi xung cao xuống thấp đến chân RD để lấy liệu khỏi chip ADC0804 4.1.3 Mạch tạo dao dộng cho ADC Mạch để tạo dao đơng cho ADC0804 ADC0804 thực q trình chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số Các thơng 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 ( khơng có xung ra): tx=0,69 �x , hay tx = 0,69R4C2 Ở ta chọn R5=R4=600Ω, C2=220uF => tn=0,18216 s tx=0.09108 s 4.1.4 Khối ADC mạch Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page24 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN 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 ni Chân chân nhận tín hiệu từ PT100 chuyển hóa tín hiệu chân 11,12,13,14,15,16,17,18 4.2 Khối giải mã 4.2.1 IC74LS83 74LS83là IC cộng số bit nhị phân Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page25 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN -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 Q trình biến đổi nhị phân sang BCD Đầu tiên ta chuyển số nhị phân bit thành số BCD: hai số BCD có giá trị từ 010 đến 910 cộng lại cho kết từ 010 đến 1810 , để đọc kết dạng BCD ta phải hiệu chỉnh kết có từ mạch cộng nhị phân Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page26 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN 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 Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page27 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Bảng thật • Ta khơng dùng ngõ vào S’1 cặp trị có C4’S4’S3’S2’ giống S1’ = S1’ = • Dùng bảng Karnaugh xác định Y Y = C 4' + S4' ( S3' + S 2' ) Mạch cộng số thực theo sơ đồ sau: Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page28 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Sơ đồ cộng số bít 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 • 4.2.2 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 , Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page29 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Hình dạng IC 4511 Chân LT có chức chạy thử mạch, tích cực mức thấp, nối mass ngõ từ Qa đếùn Qg mức cao Vcc, led đoạn hiển thò số -Chân LE ngõ vào cho phép mạch hoat động, tích cực mức thấp, nối mass thì, chân LT BI nối Vcc IC 4511 có chức giải mã -Các chân 7, 1, 2, tương ứng với ngõ vào tín hiệu BCD D1, D2, D3, D4 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 đoạn loại catod chung hiển thò số thập phân Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page30 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN -Chân GND nối mass -Chân 16 Vcc nối nguồn dương 4.2.3 Sơ đồ khối giải mã 4.3 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 vng (như hình trên) ngồi có led đặt làm dấu phẩy thập phân Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page31 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN cho số thị; điều khiển riêng biệt khơng qua mạch giải mã Các chân led xếp thành hàng chân hàng chân A chung hay K chung 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 Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page32 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội Bộ LED hiển thị giá trị nhiệt độ cảm biến đo 4.4 mạch mơ proteus Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page33 KHOA ĐIỆN Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong thời gian làm đề tài em biết thêm nhiều kiến thức thực tế ứng dụng kiến thức học Qua chúng em luyện tập khả tư duy, cách thức nghiên cứu, giải vấn đề thực tế Mạch đo nhiệt độ ứng dụng drộng rãi thực tế đo nhiệt độ phòng, đo nhiệt độ để cảnh báo cháy…Mạch đo nhiệt độ thành phần quan trọng số mạch chức khác hệ thống đo điều chỉnh nhiệt độ lò cao, phân ngắt nhiệt, cung cấp nhiệt lò sưởi… Những việc làm được: Nghiên cứu phương pháp đo nhiệt độ Thiết kế nguồn cung cấp Chọn linh kiện thiết kế cho hệ thống Sơ đồ khối chức sơ đồ mạch đo Những việc chưa làm được: Chưa chỉnh sai số mạch khuếch đại Mạch chưa tối ưu, sử dụng số thiết bị điện tử Hi vọng mạch nhiều ứng rộng tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình vi mạch tương tự vi mạch số-Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội Giáo trình vi mạch tương tự vi mạch số-Đại Học Bách Khoa Hà Nội Giáo trình kỹ thuật số- Nguyễn Thúy Vân Giáo trình kỹ thuật số-Nguyễn Trung Lập Giáo trình kỹ thuật số - NXB SPKT Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page34 [...]... tế Mạch đo nhiệt độ được ứng dụng rất drộng rãi trong thực tế như đo nhiệt độ phòng, đo nhiệt độ để cảnh báo cháy Mạch đo nhiệt độ là thành phần quan trọng trong một số mạch chức năng khác như hệ thống đo và điều chỉnh nhiệt độ ở lò cao, bộ phân ngắt nhiệt, cung cấp nhiệt ở lò sưởi… Những việc đã làm được: Nghiên cứu các phương pháp đo nhiệt độ Thiết kế nguồn cung cấp Chọn linh kiện thiết kế. .. cộng 2 vào khối mạch hiển thị đơn vị, và cộng 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... vậy Q và khơng đổi giá trị, tụ C xả điện thơng qua transistor.Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vng, có chu kỳ ổn định Chương 3 : Tính tốn, thiết kế mạch đo Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page13 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN 3.1 Tính tốn, lựa chọn cảm biến u cầu đề bài :Dùng các vi mạch tương tự tính tốn, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt. .. có kết quả là số BCD - Khi kết quả =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. .. song độ tuyến tính chỉ từ -60 0C đến +2500C mà trong bài này dải đo max là 3500C nên ta khơng sử dụng Ta đi sử dụng nhiệt điện trở platin với dải đo rộng và độ tuyến tính cao Cụ thể trong bài nay ta đi sử dụng nhiệt điện trở Pt100 nhiệt điện trở có đọ tuyến tính cũng tương đối và điện trở R o tại 00C là 100Ω sau đây là chi tiết về cảm biến nhiệt Pt100 cấu tạo can nhiệt Pt100 Là cảm biến nhiệt độ pt100... cho hệ thống Sơ đồ các khối chức năng và sơ đồ mạch đo Những việc chưa làm được: Chưa chỉnh được sai số của mạch khuếch đại Mạch còn chưa tối ưu, và còn sử dụng một số thiết bị điện tử Hi vọng mạch còn nhiều ứng rộng trong tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Giáo trình vi mạch tương tự và vi mạch số-Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội 2 Giáo trình vi mạch tương tự và vi mạch số-Đại Học Bách Khoa Hà Nội 3 Giáo... tạo là một nhiệt điện trở RTD ( RTDResistance Temperature Detector ):Ngun lý hoạt động nhiệt điện trở dựa trên sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện trở Rt = R0 ( 1 + αt) Rt : Điện trở ở nhiệt độ t R0 : Điện trở ở 0 độ C α : Hệ số của nhiệt điện trở Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page14 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN Cảm biến nhiệt độ E52MY-PT15C D6.3MM SUS316 Dải đo: 0 - 400 độ C Loại... hiệu cảnh báo bằng còi khi nhiệt độ vượt q giá trị t C= 40+10*N Với N=30 =>Mức cảnh báo khi nhiệt độ bằng 340 C suy ra điện áp so sánh là +3,4 V Chương 4: Mạch hiển thị 4.1 Khối chuyển đổi ADC 4.1.1 Hình ADC trong mạch protus và sơ đồ các chân của ADC0804 Chíp ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số trong họ các loạt ADC800, nó làm việc với +5V và có độ phân giải 8 bit Ngồi độ phân giải thì thời gian... hiện thị; nó được điều khiển riêng biệt khơng qua mạch giải mã Các chân ra của led được sắp xếp thành 2 hàng chân ở giữa mỗi hàng chân là A chung hay K chung Cấp nguồn cho 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. .. VMS Page32 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội Bộ LED 7 thanh hiển thị giá trị nhiệt độ cảm biến đo được 4.4 mạch mơ phỏng trên proteus Bài TẬp Lớn Mơn VMTT & VMS Page33 KHOA ĐIỆN Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội KHOA ĐIỆN KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong thời gian làm đề tài này em đã biết được thêm nhiều kiến thức thực tế và ứng dụng được những kiến thức đã học Qua đó chúng em luyện tập được