Mạch điều khiển động cơ DC, AC, Điều khiển độ sáng đèn, phát hiện cửa hở, giám sát dòng

Tài liệu gồm có hai phần: Phần 1: mạch điều khiển động cơ AC, DC, điều khiển độ sáng bóng đèn, phát hiện cửa hở, role giám sát dòng. Phần 2: Lập trình điều khiển động cơ và ổn định nhiệt.Đề tài nằm trong phần thực tập công nhân khoa điện tử viễn thông, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.

I Giới thiệu đề tài Nhiệm vụ đề tài Thit k v thi cụng mch giỏm sỏt lũ vi sinh Nhiệm vụ cá nhân - Làm mạch: Mạch điều khiển động DC, AC, điểu khiển độ sáng đèn, phát cửa hở, rơle, giám sát dòng - Lập trình: Điều khiển động cơ, ổn đinh nhiệt độ II LàM MạCH Khối động a> Khối động DC - Nhiệm vụ khối: Điều chỉnh nhiệt đo quạt DC - Nguyên lý hoạt động: Đối với transistor NPN, có dòng điện cấp vào chân B, transistor cho phép dòng điện từ chân C đến chân E Khi chân B không đợc cấp điện dòng chayjqua transistor + Diode đợc sử dụng để bảo vệ linh kiện mạch khỏi bị h hỏng dòng điện cảm ứng phát sinh motor hoạt động Dòng điện cảm ứng có chiều ngợc với chiều dòng điện mạch gây hại cho thiết bị mạch vốn hoạt động theo chiều dòng điện định + VĐK điều khiển tốc độ động cách xuất xung PWM để cấp điện áp vào chân B transistor -> transistor dẫn -> Motor hoạt động Độ rộng xung lớn điện áp đặt vào chân B lớn ngợc lại b> Khối động AC - Nguyên lý làm việc: Khi chân VDK mức 1, có dòng chân B transistor -> transistor dẫn, có dòng điện từ C đếnE , chân số đợc cấp nguồn -> có dòng qua led có opto làm cho led phát sáng Khi led phát sáng làm thông cực photo diot, mở cho dòng điện chạy qua R2 tạo tín hiệu kích vào chân G triac làm triac dẫn dòng xoay chiều làm động hoạt động Khối ổn định nhiệt độ Nhiệm vụ: Điều khiển độ sáng đèn để ổn định nhiệt độ Mạch cầu dùng để phát điểm điện xoay chiều Tớn hiu ti hai u ca Diode Zener 5V Tớn hiu ti im INVDK Tớn hiu ti im INVDK cho ta thy in ỏp xoay chiu 220V v giỏ tr thỡ xung tớn hiu lỳc ú ti INVDK s l 5V Chỳng ta s cho tớn hiu ny vo VK v x lý Khi tớn hiu vo bng chỳng ta delay mt khong thi gian ( thi gian delay s c thay i khong t 1ms->9ms bi vỡ chu k ca in ỏp 220V l 20ms ) Khong thi gian delay ny s quyt nh sỏng ca búng ốn Sau delay chỳng ta s cho tớn hiu OUTVDK bng 1( m Triac ) sau ú cho bng luụn ( delay 1ms ri cho v 0) Mch iu khin gúc m ca Triac dựng MOC3023 - Khi tớn hiu ti OUTVDK lờn thỡ ti im G ca Triac s cú dũng lm cho hai u A2 v A1 ca Triac thụng vi Khi tớn hiu ti OUTVDK v thỡ A2 v A1 s úng in ỏp xoay chiu v ( tc l chờnh lch in ỏp gia A2 v A1 l ) - Vic phỏt hin c im ca in ỏp 220V s giỳp chỳng ta úng m c tng chu k ca in 220V thay vỡ úng v m mi chu k Khối cảnh báo a> Khối hồng ngoại Nhiệm vụ: Phát cửa hở - Nguyên lý làm việc: + Bỡnh thng led D45 luụn phỏt, led thu nhn c ỏnh sỏng hng ngoi lm in tr thu gim mnh nờn led thu dn, ú cú dũng chõn B ca transistor nờn transistor dn vỡ vy cú dũng in t ngun 5v qua R4, qua Q1 ri xung mass 5v, ú ngừ bng + Khi cú vt i qua che led phỏt, led thu khụng nhn c ỏnh sỏng hng ngoi, lỳc ny in tr thu rt ln lm nú ngng dn dn n transistor khụng dn, cú dũng i t ngun 5v qua R4 n ngừ ra, ú ngừ bng b> Rle Ta s dng Trans NPN kớch dũng cho Role úng tip im thng m, nguyờn lý hot ng nh sau: - Khi "Tin hieu" a vo l mc thỡ transistor khụng dn >> Rle khụng lm vic - Khi "Tin hieu" a vo l mc 1, transistor dn thụng lỳc ny ta cú dũng I ce l dũng in chy qua cun dõy n transistor xung mass, Role úng tip im thng m - Diot D1 mch cú tỏc dng chng li dũng in cm ng cun õy sinh lm hng tranzitor c> Cảm biến dòng - Nguyờn lý hot ng ca ACS712: + IC ACS712 l cm bin dũn tuyn tớnh da trờn hiu ng Hall ACS xut mt tớn hiu analog in ỏp c thay i tuyn tớnh theo s thay i ca dũng in Ip ly mu th cp DC (hoc AC) Ti 2.5V thỡ dũng in bng T -> 2.5 V dũng õm 2.5V -> 5V lỏ dũng dng + o dũng in ACS712 ta s dung ADC c tớn hiu analog t chõn Vout ca ACS712 + Cụng thc tớnh dũng in: Voltage0 = (data_adc0 / 1023.0) * 5; // bin i in ỏp c c t ADC Ip0=(((Voltage0 + 2) 2.5)*1000)/66; //66 la nhay dien ap 66mV/A * Cỏch s dng module ACS712 30A - o dũng in DC: + Khi o DC phi mc ti ni tip Ip+ v Ip- ỳng chiu , dũng in i t Ip+ n Ip- Vout mc in th 2.5 - 5V tng ng dũng - 30A, nu mc ngc Vout s in th 2.5V n 0V tng ng vi 0A n -30A + Cp ngun 5v cho module cha cú dũng Ip (cha cú ti mc ni tip vi domino) , thỡ Vout=2.5v dũng Ip( dũng ca ti) bng 5A thỡ Vout=5v, Vout s tuyn tớnh vi dũng Ip , khon 2.5V n 5V tng ng vi dũng n 30A kim tra ta dựng ng h VOM thang o DC o in th Vout - o dũng in AC + Khi o dũng in AC, dũng in AC khụng cú chiu nờn khụng cn quan tõm chiu Cp ngun 5v cho module cha cú dũng Ip (cha cú ti mc ni tip vi domino) , thỡ Vout=2.5v cú dũng xoay chiu Ip(dũng AC) dũng xoay chiu ln thay i liờn tc theo hm sin, nờn in th Vout s l in th xoay chiu hỡnh sin cú ln tuyn tớnh vi dũng in AC , n 5V(th xoay chiu xoay chiu) tng ng vi -30A n 30A (dũng xoay chiu) kim tra dựng VOM thang o AC o in th xoay chiu Vout II ĐO KIểM TRA o kim tra linh kin trờn mch a> BJT - o kim tra iu kin lm vic: + Ngun: 11.5 -> 12.5V l c + Mass: ->0.2 V l c + VDK: Mc logic 1: 3.2 -> 5.2V l c Mc logic 0: -> 0.02V l c - o kim tra nguyờn lý lm vic + Gi lp tớn hiu VDK mc logic l 5V o kim tra ngun: Que ni 12V, Que en ni mass ngun chung, V=11.8V o kim tra mass: Que ni 12V, que en ni mass c V1, que ni 12V que en ni mass chung c V2, so sỏnh V1 V2 o tớn hiu VDK, que ni VDK, que en ni mass V=4.5 V + Gi lp tớn hiu VDK mc l 0.02V o kim tra ngun: Que ni 12V, Que en ni mass ngun chung, V=11.8V o kim tra mass: Que ni 12V, que en ni mass c V1, que ni 12V que en ni mass chung c V2, so sỏnh V1 V2 o tớn hiu VDK, que ni VDK , que en ni mass V=0V Nhn xột: Khi cp tớn hiu VDK mc logic thỡ transistor dn cú dũng chy qua R1 xung mass Khi cp tớn hiu VDk mc logic thỡ transistor khụng dn, khụng cú dũng chy qua R1 b> OPTO v TRIAC S mch - o kim tra iu kin lm vic: + Ngun: -> 5V l c + Mass: ->0.2 V l c + VDK: Mc logic 1: 3.2 -> 5.2V l c Mc logic 0: -> 0.02V l c - o kim tra nguyờn lý lm vic Khi khụng cú MOC 3020, gi lp ni tt chõn v => ốn sỏng V(A1A2) = 0.8V ; V(A2G)= 0.2V Khi cú MOC 3020 Khi chõn vi iu khin mc thp, MOC khụng hot ng, chõn G khụng c kớch, V(A1A2) = 220V Khi chõn vi iu khin mc cao ( gi lp chõn ni mass) MOC 3020 hot ng kớch chõn G lm triac dn => ốn sỏng V(A1A2)=1.4V ; V(A2G)=1.1V c> Relay - o kim tra iu kin lm vic: + Ngun: 11.5 -> 12.5V l c + Mass: ->0.2 V l c + VDK: Mc logic 1: 3.2 -> 5.2V l c Mc logic 0: -> 0.02V l c - o kim tra nguyờn lý lm vic Gi lp tớn hiu VDK mc logic l 5V + Gi lp tớn hiu VDK mc logic l 5V o kim tra ngun: Que ni 12V, Que en ni mass ngun chung, V=11.5V o tớn hiu VDK, que ni VDK, que en ni mass V=4 V + Gi lp tớn hiu VDK mc l 0.02V o kim tra ngun: Que ni 12V,Que en ni mass ngun chung, V=11.8V o tớn hiu VDK, que ni VDK , que en ni mass V=0V Nhn xột: Khi cp tớn hiu VDK mc thỡ trans transistor dn lỳc ny ta cú dũng chy qua cun dõy n transistor xung mass, Role úng tip im thng m - Khi "Tin hieu" a vo l mc thỡ transistor khụng dn >> Rle khụng lm vic III MạCH IN *Quỏ trỡnh lm mch in v mch: - Dựng Proteus v s nguyờn lý v layout ca mch - Ct nh board ng ln thnh board nh, phự hp vi mch - X lớ b mt board ng, trỏnh oxi húa - S dng bn i i mch, thi gian i l 10 phỳt - Búc lp giy bờn ngoi gi li phn mc en trờn board - Cho board vo dung dch FeCl3, lc cho phn ng xy nhanh hn - Sau ó tan ht ng, lm sch lp en bờn ngoi mch, ch cũn li phn mch ng - Tuy nhiờn, quỏ trỡnh i cũn mt s mch in khụng dớnh nờn ta s dng bỳt xúa sa li *Quỏ trỡnh khoan mch: - Chn mi khoan phự hp cho chõn linh kin - i vi IC thỡ chn mi khoang 1mm Cỏc linh kin nh in tr, t, tr thanh, BJT thng chn mi khoan 0.6mm v 0.8mm i vi BJT cụng sut thỡ chn mi 1.2mm III LƯU Đồ THUậT TOáN Và VIếT CHƯƠNG TRìNH Lu đồ thuật toán điêu khiển động Start Nhn nhit t cm bin Nhit Nhit di S Tng gúc m triac Nhit >Nhit cnh bỏo S Bt qut Nhit = m t S Tt phun sng RET Chơng trình Chơng trình bật tắt quạt phun sơng #include #define bat #define tat sbit quat=P2^1; sbit phunsuong=P2^2; sbit diem0=P2^3; sbit den=P2^4; unsigned int ndtren=35, ndduoi=33, doamdat=80, ndmax=40; unsigned char nhietdo=39, doam=80; void main(void) { while(1) { P3_6=0; if (nhietdo>ndmax) { quat=1; if (nhietdo