ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƢỚC TỰ ĐỘNG DÙNG IC SỐ

Khi đọc qua tài liệu này, phát sai sót nội dung chất lượng xin thông báo để sửa chữa thay tài liệu chủ đề tác giả khác Bạn tham khảo nguồn tài liệu dịch từ tiếng Anh đây: http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html Thông tin liên hệ: Yahoo mail: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KĨ THUẬT HƢNG YÊN KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ   ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƢỚC TỰ ĐỘNG DÙNG IC SỐ GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN : Nguyễn Vũ Thắng : 1: Bùi Văn Cảnh 2: Trần Huy Chiến 3: Ngô Văn Chính LỚP: ĐTK40 Hưng Yên, tháng năm 2012 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khóa học: 2010-2013 Lớp: ĐTk40 TÊN ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƢỚC TỰ ĐỘNG DÙNG IC SỐ I Dữ kiện cho trƣớc: - Các linh kiện điện tử có bán thị trường -Tài liệu tham khảo: Giao trình linh kiện điện tử II Nội dung cần hoàn thành: Phần I Cơ sở lý thuyết 1.1 Giới thiệu mạch khuyếch đại thuật toán 1.2 Giới thiệu linh kiện điện tử Phần II Phương án thiết kế 2.1 Sơ đồ khối 2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý Yêu cầu: - Sản phẩm hoạt động tốt, đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật - Thuyết minh đề tài (Phân tích yêu cầu, trình bày giải pháp thực hiện, sở lý thuyết, trình thực đồ án, khả ứng dụng đồ án) - Nộp thuyết minh hoàn thành sản phẩm thời gian quy định MỤC LỤC TRANG Nhận xét giáo viên …………………………….….…………….… ……5 Lời nói đầu………………………………………….…… ….….…… …….6 Kế hoạch tiến độ tuần thực đề tài……………… …… … …… A GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG MẠCH I Máy biến áp Khái niệm.…………………………………….……………… … Cấu tạo nguyên tắc hoạt động……………………….……… II IC nguồn ổn áp III Tụ điện Khái niệm……………………………………………………… 12 Cấu tạo…………………………………………………… ……… 12 IV Led V Trở Khái niệm…………………………………………………………….14 Điện trở thực tế mạch điện tử…….….………… 14 VI Transistor VII Rơle Khái niệm……………………………………………….………… …18 ……………………………… 18 …………………………………………… ……………18 3.1 3.2 Phân 3.3 Phân 3.4 3.5 Phân the Thông số kĩ thuật rơle ………………………………………… 19 VIII Các cổng Logic mạch Cổng AND.……………………………………………………….… 19 Cổng NOT…………………………………………….………… … 20 Cổng NAND.………………………………….………….…… 21 Cổng OR……………………………………….……………….….….22 Cổng NOR.………………………………………………….…… …23 Cổng EX-OR.…………………………………… …………….…… 24 Bảng thông số kỹ thuật số loại ic số…………… … ……….25 B GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH Khối nguồn…………………………………………………… …….26 Khối logic……………………………………….……………………27 Khối khuyếch đại……………………………….…….………………27 Khối công suất…………………………………… …………………28 Khối cảm biến…………………………………….….………………28 C SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH Sơ đồ nguyên lý……………………………………….…………….29 Sơ đồ board………………………………………….………………30 Nguyên lý hoạt động………………………………… …………….30 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Hưng Yên, ngày tháng… năm 2012 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần theo tiến khoa học kỹ thuật, công công nghiệp hóa đại hóa đất nước phát triển mạnh mẽ Trước tình hình có nhiều yêu cầu cấp bách thách thức đặt cho giới trí thức Để tiếp tục dẫn dắt phát triển đất nước ngày giàu mạnh, phải đầu tư cho giáo dục, đào tạo hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo, phải đưa phương tiện dạy học đại vào giảng đường, trường học có trình độ người ngày cao đáp ứng yêu cầu xã hội Để làm quen với công việc thiết kế, chế tạo tìm hiểu loại linh kiện điện tử, chúng em thầy cô khoa Điện - Điện tử giao cho đồ án môn họ “Nghiên cứu, thiết kế, lắp ráp máy bơm nƣớc tự động dùng ic số” nhằm củng cố kiến thức trình thực tế Sau nhận đề tài, với hướng dẫn thầy Nguyễn Vũ Thắng với nỗ lực thân, tìm tòi nghiên cứu tài liệu đến đồ án chúng em mặt hoàn thành Trong trình thực dù có gắng thời gian trình độ hạn chế nê n tránh khỏi sai sót Vậy em kính mong bảo giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy để đồ án em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực Bùi Văn Cảnh Trần Huy Chiến Ngô Văn GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày ngành kỹ thuật điện tử có vai trò quan trọng sống người Các hệ thống điện tử ngày đa dạng thay công việc hàng ngày người từ công việc từ đơn giản đến phức tạp điều khiển tín hiệu đèn giao thông, đo tốc độ động hay đồng hồ số Các hệ thống thiết kế theo hệ thống tương tự hệ thống số Tuy nhiên hệ thống điện tử thông minh người ta thường sử dụng hệ thống số hệ thống tương tự số ưu điểm vượt trội mà hệ thống số mang lại là: độ tin cậy cao, giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt vận hành.Chính thấy ưu điển hệ thống mạch số nên thực tế mạch số lắp ráp sử dụng nhiều thấy tầm quan mạch số công với kiến thức môn điện tử đặc biệt sau thời gian học tập tìm hiểu tài liệu kỹ thuật số, tham khảo thực tế củng internet chúng em chọn đề tài”Thiết kế,chế tạo,lắp ráp mạch bơm nƣớc tự động dùng IC số’’ Về đề tài: ” Thiết kế mạch bơm nƣớc tự động dùng IC số’’ Không có ý nghĩa mặt lý thuyết gúp sinh viên vận dụng linh hoat lý thuyết thực tế Mà giúp sinh viên làm quyen vói việc nghiên cứu khoa học từ lúc ngồi ghế nhà trường,và sở để nghiên cứu đề tài lớn không đề tài ứng dụng rông dãi sống lý mà chúng em chọn đề tài KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN STT Tuần Công việc thực Ngƣời thực - Tuần Tuần2+3 Tuần 4+5 Tuần - Sắp xếp công việc cho tuần Cả nhóm (phân chia công việc cho thành viên) Tìm hiểu đề tài - Tìm kiếm tài liệu liên quan: Linh Cả nhóm kiện điện tử, điện tử bản, điện tử công suất… - Tìm hiểu nguyên lý mạch có liên quan đến đề tài, linh kiện liên quan Cả nhóm đến mạch - Sau tìm hiểu đề tài đưa sở lý thuyết chung đề tài - Từ xây dựng sơ đồ khối - Đưa nguyên tắc hoạt động khối linh kiện sử dụng để thiết kế mạch phù hợp với yêu cầu khối - Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn mạch - Tính toán thông số tiến hành chạy mô Cả nhóm Cả nhóm - Ráp mạch khảo sát bo mạch (nếu gặp lỗi chỉnh sửa lại) Cả nhóm - Đo đạc kiểm tra xem board chạy có đạt yêu cầu hay không? Cả nhóm - Tiến hành làm sản phẩm (câu dây) Cả nhóm - Lắp ráp hoàn tất sản phẩm Cả nhóm Tuần Chuẩn hóa nội dung, làm thuyết Cả nhóm minh - Chuẩn bị dụng cụ để bảo vệ đề tài (phim chiếu, vẽ ) Cả nhóm - Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại toàn Cả nhóm nội dung A GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG MẠCH I MÁY BIẾN ÁP Khái niệm Máy biến áp thiết bị có khả biến đổi điện áp (xoay chiều) không làm thay đổi tần số Cấu tạo nguyên tắc hoạt động 2.1 Cấu tạo: - Gồm có hai cuộn dây: cuộn sơ cấp có N1 vòng cuộn thứ cấp có N2 vòng Lõi biến áp gồm nhiều sắt mỏng ghép cách điện với để tránh dòng Fu-cô tăng cường từ thông qua mạch - Số vòng dây hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ máy mà N1 > N2 ngược lại -Cuộn sơ cấp nối với mạch điện xoay chiều cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ điện - Trong thực máy biến áp có dạng hình 1, việc biểu diễn sơ đồ máy biến áp Khái niệm + ( ) + ( ) ) 1.7.0 - - - , 3.1 Rơl , , - 3.2 , 18 3.3 , 3.4 3.5 -R u - , Thông số kĩ thuật rơle Khi sử dụng role ta cần quan tâm đến điện áp đặt vào hai đầu cuộn hút cho phù hợp với diện áp làm việc role ta quan tâm đến điện áp dòng điện đặt vào tiếp điểm cho phù hợp để tránh xảy cố mong muốn XIII Các cổng Logic mạch Cổng AND Dùng để thực phép nhân logic A B Y 0 0 1 0 1 Kí hiệu bảng trạng thái cổng AND Nhận xét: Ngõ cổng logic AND lên mức ngõ vào mức + A,B: ngõ vào tín hiệu logic 19 + 0: mức logic thấp + 1: mức logic cao + Y: đáp ứng ngõ Một số IC chứa cổng AND: 4081, 74LS08, 4073, 74HC11 IC 4073 IC 74LS08 Cổng NOT Dùng để đảo tín hiệu đầu vào A Y 1 Kí hiệu bảng trạng thái cổng NOT Một số IC chứa cổng NOT: 7414, 4069 20 IC 7414 Nhận xét: Tín hiệu ngõ ngõ vào ngược mức logic Cổng NAND Dùng để thực phép đảo phép nhân logic A B Y 0 1 1 1 Kí hiệu bảng trạng thái cổng NAND Nhận xét: Ngõ cổng NAND mức tất ngõ vào mức Một số IC chứa cổng NAND: 4011, 74HC00, 74HC10, 74HC20 21 IC 4011 IC 74HC20 Cổng OR A B Y 0 0 1 1 1 Kí hiệu bảng trạng thái cổng OR Nhận xét: Ngõ cổng OR mức ngõ vào có ngõ mức Một số IC chứa cổng OR: 74HC32, 74HC4075 22 IC 74HC32 Cổng NOR Dùng để thực phép đảo cổng OR A B C 0 1 0 1 Kí hiệu bảng trạng thái cổng NOR Nhận xét: Ngõ cổng NOR mức tất ngõ vào mức Một số IC chứa cổng NOR: 4001, 4025, 74HC02 23 IC 4001 Cổng EX-OR Dùng để tạo tín hiệu mức đầu vào trạng thái A B Y 0 0 1 1 1 Kí hiệu bảng trạng thái cổng EX-OR Nhận xét: Ngõ cổng EX-OR mức đầu vào ngược mức logic Một số IC chứa cổng EX-OR: 74HC86, 4070 24 74HC86 Tóm lại: Trên giới thiệu loại cổng logic: AND, NOT, NAND, OR, NOR, EX-OR.Thực tế cần cổng AND, OR, EX-OR, NOT có cổng lại.Các cổng logic tích hợp IC Một số IC thông dụng : + AND ngõ vào: 7408, 4081 + NOT: 7404, 4051 + NAND ngõ vào: 7400, 4071 +4 NOR ngõ vào: 7402, 4001 7: Bảng thông số kỹ thuật số loại ic số Các ic số sử dụng mạch IC thuộc họ 74 có chung bảng thông số kỹ thuật có khác biệt khác công suất tiêu thụ tần số làm việc Biểu Thông số Min Nom Max đơn vị VCC Cung cấp 4.75 5.25 V VIH Điện áp đầu vào cấp cao VIL Cấp điện áp đầu vào thấp 0.8 V VOH Cấp cao dòng -0.8 mA VOL Low Level đầu 16 mA TA Miễn phí ALR điều 70 C tượng V hànhTemparature 25 B GIỚI THIỆU VỀ SƠ ĐỒ KHỐI CỦẢ MẠCH ĐIỆN Cảm biến Khối lôgic Khuếch đại Chấp hành Khối nguồn g Khối nguồn + máy biến áp + IC ổn áp 7805 + tụ (1tụ 1000mF_35V, tụ 10u, tụ gốm 104) + điện trở 1k + led 26 Khối logic + cổng not 7404 + cổng and 7408 + IC so sánh lm 358 + IC4013 trigơ RS Khối khuyếch đại + transisto C2383 + trở 1m,1 trở 150Ω + IC so sánh lm 358 + biến trở (R1,2 = 50k) + điện trở (R3,4 = 22k, R6,7 = 220k) + led 27 Khối công suất + Rơle 12V kèm theo diode ngăn dòng ngược Khối cảm biến 28 C SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH Sơ đồ nguyên lý 29 Sơ đồ board Nguyên lý hoạt dộng mạch Mạch có cảm biến đo mực nước để phát mức nước Khi mức nước cao mức nước cho phép hai cảm biến đưa có điện áp cao Khi mức nước thấp mức nước cho phép hai cảm biến đưa có điện áp thấp Khi mức nước trung bình khoảng cảm biến có tín hiệu đưa mức cao tín hiệu đưa khối so sánh dung OP-AMP Sau khối so sánh chúng tín hiệu Logic đầu khối 30 Điện trở LED mắc đầu khối vừa ổn định mức logic báo mức logic xuất Một trigger D hoạt động chế độ triger RS nhận tín hiệu từ khối so sánh để điều khiển role để đóng cắt dòng điện cho máy bơm Khi mức nước mức cho phép ta cần đóng rơ le cấp điện cho máy bơm.Lúc điện áp từ khối so sánh tín hiệu mức 0.Chúng ta cần sử dụng cổng NOT để đảo lại tín hiệu.Cổng AND sau AND tín hiệu với cho mức điện áp kích vào chân Set trigerD Đầu Q trigger có mức điều khiển đóng rơ le Sử dụng cổng AND để có tác dụng mức nước mức cho phép, mà tín hiệu đưa Khi mức nước mức cho phép ta cần ngắt rơ le để ngừng cấp điện cho máy bơm.Lúc điện áp từ khối so sánh tín hiệu mức 1.Chúng ta cần sử dụng cổng AND sau AND tín hiệu với cho mức điện áp kích vào chân Reset trigerD Đầu Q trigger có mức điều khiển ngắt rơ le, ngừng cấp điện Khi mức nước khoảng tín hiệu đưa ứng với cảm biến.Do AND với tín hiệu thu mức nên tác động đến trigger D trigger D giữ nguyên trạng thái lần tác động gần Cổng Q trigger D kích cho transistor đóng điện cho động cơ.Rơ le nuôi nguồn điện 12V.Tuy nhiên không quan trọng điện áp phải ổn định nên điện áp lấy trực tiếp từ nguồn chỉnh lưu vị trí có tụ lọc 31 KẾT LUẬN: Trong trình thực đồ án gặp nhiều khó khăn thực tế phát sinh thiết kế chế tạo mạch nên mạch chúng em đạt độ xác chưa cao Trong suốt trình làm đồ án chúng em rèn luyện khả làm việc theo nhóm, đồng quen dần với cách làm việc độc lập, biết cách tổ chức công việc xếp thời gian cách hợp lý, rèn luyện kỹ cần thiết cho chuyên ngành Đó kết to lớn mà chúng em thu nhận sau nghiên cứu thực xong đề tài Mong đề tài bạn sinh viên khoá sau tiếp tục thực yêu cầu khắc phục hạn chế đề tài này, để tạo sản phẩm có chất lượng cao phục vụ cho sản xuất đời sống xã hội.Cuối lần chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn thầy Nguyễn Vũ Thắng thầy cô khoa, bạn giúp chúng em hoàn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực : Bùi Văn Cảnh Trần Huy Chiến Ngô Văn Chính 32 ... internet chúng em chọn đề tài”Thiết kế,chế tạo,lắp ráp mạch bơm nƣớc tự động dùng IC số ’ Về đề tài: ” Thiết kế mạch bơm nƣớc tự động dùng IC số ’ Không có ý nghĩa mặt lý thuyết gúp sinh viên vận dụng... Yên, tháng năm 2012 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khóa học: 2010-2013 Lớp: ĐTk40 TÊN ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƢỚC TỰ ĐỘNG DÙNG IC SỐ I Dữ kiện cho trƣớc: - Các linh kiện điện tử có bán thị trường -Tài liệu... PHẠM KĨ THUẬT HƢNG YÊN KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ   ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN MÁY BƠM NƢỚC TỰ ĐỘNG DÙNG IC SỐ GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN : Nguyễn Vũ Thắng : 1: Bùi Văn Cảnh