Bài tập lớn vi mạch tương tự và vi mạch số sử dụng cảm biến cặp nhiệt ngẫu

Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐKBỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚNMÔN: VI MẠCH TƯƠNG TỰĐỀ TÀI: DÙNG CÁC VI MẠCH TƯƠNG TỰ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MẠCH ĐO VÀ CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG CẶP NHIỆT NGẪUGiáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ĐINH TẤT NGUYỆNLớp: ĐH Điện4_K10NỘI DUNGĐề Tài: Dùng các vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng cặp nhiệt ngẫu.Yêu cầu: Dải đo từ: t°C = 0°C ÷ tmax = 0(100 + 10n)°C Đầu ra: Chuẩn hóa đầu ra với các mức điện áp:1.U=0÷5V2.U=0 ÷ 10V3.U= 0 ÷ 5V4. I=0÷20mA.5.I=4÷20mA 1. Vẽ sơ đồ khối hệ thống 2.Dùng phần mềm mô phỏng (hoặc mạch thực tế) thiết kế mạch đảm bảo: Khi nhiệt độ trong giới hạn bình thường : t0C=0÷tmax(10+5n ) điều khiển đèn sáng liên tục: Thông số đèn 220VAC, 100WKhi nhiệt độ vượt giá trị t0C= tmax(10+5n). Đóng điện cho quạt 1 chiều 24 VDC, 60W chạy làm mát.Đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng còi và đèn sáng nhấp nháy cho LED với thời gian sáng và tối bằng nhau và bằng: T0=(1+0,1a) giây khi nhiệt độ vượt giá trị : t0C= tmax(10+5n)Dùng LED 7 thanh hiển thị nhiệt độ.Trong đó: a: chữ số hàng đơn vị của danh sách (ví dụ: STT=3a=3; STT=10a=0)n: Số thứ tự sinh viên trong danh sách. Phần Thuyết MinhYêu cầu bố cục nội dung: Chương 1: Tổng quan về mạch đo Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính Chương 3: Tính toán, thiết kế mạch đoTính toán,lựa chọn cảm biếnTính toán, thiết kế mạch đoTính toán, thiết kế mạch nguồn cung cấpTính toán, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóaTính toán mạch nhấp nháy cho LEDTính toán, thiết kế mạch cảnh báoDùng phần mềm mô phỏng mạch Kết luận và hướng phát triển.CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐO1.Khái niệm về nhiệt độ. Nhiệt độ là đại lượng vật lý đặc trưng cho cường độ chuyển động của các nguyên tử, phân tử của một hệ vật chất. Tuỳ theo từng trạng thái của vật chất ( rắn, lỏng, khí) mà chuyển động này có khác nhau. Ở trạng thái lỏng, các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng nhưng vị trí cân bằng của nó luôn dịch chuyển làm cho chất lỏng không có hình dạng nhất định. Còn ở trạng thái rắn, các phần tử, nguyên tử chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng. Các dạng vận động này của các phân tử, nguyên tử được gọi chung là chuyển động nhiệt. Khi tương tác với bên ngoài có trao đổi năng lượng nhưng không sinh công, thì quá trình trao đổi năng lượng nói trên gọi là sự truyền nhiệt. Quá trình truyền nhiệt trên tuân theo 2 nguyên lý: Bảo toàn năng lượng.Nhiệt chỉ có thể tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. Ở trạng thái rắn, sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu bằng dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt.Đối với các chất lỏng và khí ngoài dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt còn có truyền nhiệt bằng đối lưu. Đó là hiện tượng vận chuyển năng lượng nhiệt bằng cách vận chuyển các phần của khối vật chất giữa các vùng khác nhau của hệ do chênh lệch về tỉ trọng.2.Các thang đo nhiệt độTừ xa xưa con người đã nhận thức được hiện tượng nhiệt và đánh giá cường độ của nó bằng cách đo và đánh giá nhiệt độ theo mét đơn vị đo của mỗi thời kỳ. Có nhiều đơn vị đo nhiệt độ, chúng được định nghĩa theo từng vùng, từng thời kỳ phát triển của khoa học kỹ thuật và xã hội. Hiện nay chúng ta có 3 thang đo nhiệt độ chính là:Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K ).Thang Celsius ( 0C ): T( 0C ) = T( K ) – 273,15.Thang Farhrenheit: T( 0F ) = T( K ) – 459,67.Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế. Nhiệt độ được đo bằng các đơn vị khác nhau và có thể biến đổi bằng các công thức. Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ được đo bằng đơn vị Kelvin, kí hiệu là K. Trong đời sống ở Việt Nam và nhiều nước, nó được đo bằng độ C. Dựa trên 3 thang đo này chúng ta có thể đánh giá được nhiệt độ.3.Sử dụng vi mạch tương tự để đo và cảnh báo nhiệt độ.Vi tương tự và vi mạch số là lĩnh vực không những mang tới thời sự nóng bỏng mà còn ẩn chứa vô số điều bí ẩn và có sức hấp dẫn lạ kỳ, đã và đang từng ngày thâm nhập vào đời sống của chúng ta. Trong thực tế các dạng năng lượng thường ở dạng tương tự. Do đó muốn xử lí chúng theo phương pháp kĩ thuật số ta phải biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số . Xuất phát từ ý tưởng đó, em đã thưc hiện việc xây dựng một mạch điện đo nhiệt độ hiển thị ra đèn LED 7 đoạn. Mạch này chỉ mang tính chất thử nghiệm, chưa có tính thực tế về vấn đề chuyển đổi ADC, vấn đề cảnh báo nhiệt độ ra đèn và vấn đề đo lường các đại lượng không điện bằng điện.4.Biến nhiệt thành điện Có nhiều phương pháp đo nhiệt độ tuỳ theo yêu cầu về kỹ thuật và dải nhiệt độ.Phân ra làm 2 phương pháp chính: Đo trực tiếp và đo gián tiếp:Đo trực tiếp là phương pháp đo trong đó các thiết bị đo được đặt trực tiếp trong môi trường cần đo.Đo gián tiếp là phương pháp đo trong đó dụng cụ đo đặt ngoài môi trường cần đo (áp dụng với trường hợp đo ở nhiệt độ cao ).Ta chỉ khảo sát phương pháp đo trực tiếp với giải nhiệt độ cần đo không phải ở quá cao. Dải đo từ: t0C =00C ÷ tmax = 00C ÷ (100+10n)0C (n: số thứ tự sinh viên trong danh sách): n=51 => t0C = 00C ÷ 6100C. Do em được giao đề tài số 2 là dùng cặp nhiệt ngẫu nên em sử dụng cặp nhiệt ngẫu loại J có dải đo từ: 400C ÷ 7500C.CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH Các thiết bị chính gồm:Cặp nhiệt ngẫu loại J.Mạch tích hợp KĐTT µA741.TC7107, IC Ne555LM7805 , LM7812, LM7912.,LM7824Còi, Led, Led 7 thanh, điện trở, tụ điện, điốt.1.Cặp nhiệt ngẫu (Thermocouple)a)Cấu tạo điển hình của một cặp nhiệt ngẫu công nghiệp. Hình 1.1: Cấu tạo cặp nhiệt ngẫu.1) Vỏ bảo vệ5) Bộ phận lắp đặt2) Mối hàn6) Vít nối dây3) Dây điện cực7) Dây nối4) Sứ cách điện8) Đầu nối dây–Đầu làm việc của các điện cực (3) được hàn nối với nhau bằng hàn vảy, hàn khí hoặc hàn bằng tia điện tử. Đầu tự do nối với dây nối (7) tới dụng cụ đo nhờ các vít nối (6) dây đặt trong đầu nối dây (8). Để cách ly các điện cực người ta dùng các ống sứ cách điện (4), sứ cách điện phải trơ về hoá học và đủ độ bền cơ và nhiệt ở nhiệt độ làm việc. Để bảo vệ các điện cực, các cặp nhiệt có vỏ bảo vệ (1) làm bằng sứ chịu nhiệt hoặc thép chịu nhiệt. Hệ thống vỏ bảo vệ phải có nhiệt dung đủ nhỏ để giảm bớt quán tính nhiệt và vật liệu chế tạo vỏ phải có độ dẫn nhiệt không quá nhỏ nhưng cũng không được quá lớn. Trường hợp vỏ bằng thép mối hàn ở đầu làm việc có thể tiếp xúc với vỏ để giảm thời gian hồi đáp.– Trên thị trường hiện nay có nhiều loại Cặp nhiệt điện khác nhau (E, J, K, R, S, T…) đó là vì mỗi loại Cặp nhiệt ngẫu đó được cấu tạo bởi 1 chất liệu khác nhau, từ đó sức điện động tạo ra cũng khác nhau dẫn đến dải đo cũng khác nhau. Người sử dụng cần chú ý điều này để có thể lựa chọn loại Cặp nhiệt điện phù hợp với yêu cầu của mình. –Đồng thời khi lắp đặt sử dụng loại Cặp nhiệt điện thì cần chú ý tới những điểm sau đây:•Dây nối từ đầu đo đến bộ điều khiển càng ngắn càng tốt (vì tín hiệu truyền đi dưới dạng điện áp mV nên nếu dây dài sẽ dẫn đến sai số nhiều).•Thực hiện việc cài đặt giá trị bù nhiệt (Offset) để bù lại tổn thất mất mát trên đường dây. Giá trị Offset lớn hay nhỏ tùy thuộc vào độ dài, chất liệu dây và môi trường lắp đặt.•Không để các đầu dây nối của Cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trường cần đo.•Đấu nối đúng chiều âm, dương cho Cặp nhiệt điện.b)Cấu tạo của cặp nhiệt ngẫu loại J. Hình 1.2: Hình ảnh thức tế của cặp nhiệt ngẫu–Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại Sắt và Constantan, hàn dính một đầu, đầu T1 gọi là đầu nóng, hai đầu còn lại không hàn T2 gọi là đầu lạnh hoặc đầu chuẩn. Hình 1.3: Hình mô phỏng nguyên lý hoạt động của cặp nhiệt ngẫu–Nguyên lý: Khi có chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu nóng và lạnh (T1 và T2) thì ở đầu ra của cặp nhiệt ngẫu xuất hiện một suất điện động e phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ và bản chất hai kim loại A và B. Hình 1.4: Đường đặc tính của cặp nhiệt ngẫu Công thức tính suất điện động e: e=K(T1T2)(cặp nhiệt ngẫu J có K=0,055mV) –Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao, dải đo rộng, rẻ.–Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. Độ nhạy không cao,cần điểm tham chiếu, ít ổn định.–Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắc nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,…– Dải đo: 40 ~ 750oC(2.2mv ~41.22mv).–Ứng dụng: sản xuất công nghiệp, luyện kim, gia công vật liệu2.Mạch tích hợp KĐTT µA741Hình ảnh thực tế của µA741: Sơ đồ chân của µA741: Chức năng các chân:Chân 1 _ bù tần sốChân 5 _ bù tần sốChân 2 _ cửa vào đảoChân 6 _ cửa raChân 3 _ cửa vào không đảoChân 7 _ nguồn cấp dươngChân 4 _ nguồn cấp âmChân 8 _ không sử dụngOp Amp là một công cụ có nhiều chức năng:+Khuếch đại hiệu hai điện thế:•Uo= K( UI+ − UI− )+Khuếch đại tín hiệu điện:•Uo= −K. UI− (UI+ = 0 )•Uo= K. UI+ (UI− = 0 )+So sánh điện áp vào UI với điện áp chuẩn UCH:•Nếu UI > UCH thì Uo = L ( có mức 0, tương đương điện áp thấp, cỡ 0V).•Nếu UI < UCH thì Uo = H ( có mức 1, tương đương điện áp cao, cỡ 3,5V).3.IC 555Hình 3.1: Sơ đồ chân IC 555Bên trong vi mạch 555 có hơn 20 transistor và nhiều điện trở thực hiện các chức năng như hình : Hình 3.2: Cấu trúc bên trong của LM 555Chức năng các chân:–Chân số 1: (GND) Cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC , dòng điện từ mas chảy vào IC.–Chân sô 2: (Trigger Input ) Ngõ vào của một tầng, ở đây mức áp chuẩn bằng 13 Vcc, lấy cầu phân áp tạo bởi ba điện trở 5K.Khi mức áp chân 2 xuống đến mức (13)Vcc thì chân 3 sẽ chuyển lên mức cao, lúc này khóa điện tử trên chân số 7sẽ hở.–Chân số 3: (Output) Ngõ ra tín hiệu ở dạng xung (mức áp không thấp thì cao).–Chân số 4: (Reset) Xác lập trạng thái ngõ ra .Khi chân số 4 cho nối mass thì chân số 3 chốt ở mức áp thấp , chỉ khi chân số 4 đặt ở mức áp cao thì ngõ ra chân 3 mới được tự do và mới có thể lúc cao lúc thấp.–Chân số 5: (Control Voltage) Chân điều khiển ,chân này làm thay đổi các mức điện áp chuẩn trên trên cầu chia volt.–Chân số 6: (Threshold) Ngõ vào của một tầng so với áp 1.Có mức áp chuẩn bằng 23 Vcc.–Chân số 7: (Dirchange) Chân xả điện, chân này là ngõ ra của một khóa điên (tranistor) khóa điện này đóng mở theo mức áp chân số 3. Khi chân 3 ở mức áp cao thì khóa điện đóng lại và cho dòng chay qua, ngược lại thì khóa điện hở và cắt dòng.–Chân số 8: (+Vcc) Chân nguồn nối vào nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC 555.4.IC ổn áp 78xx và 79xx–Họ 78xx là họ ổn định điện áp đầu ra là dương. Còn xx là giá trị điện áp đầu ra như 5V, 9V,12V...–Họ 79xx là họ ổn định điện áp đầu ra là âm. Còn xx là giá trị điện áp đầu ra như : 5V,9V,12V…–Sự kết hợp của hai con này sẽ tạo ra được bộ nguồn đối xứng.–Về mặt nguyên lý nó hoạt động tương đối giống nhau–78xx là loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu ra với điều kiện đầu vào luôn luôn lớn hơn đầu ra 3V.–Tùy loại IC mà nó ổn áp đầu ra là bao nhiêu.Ví dụ : 7805 có điện áp ra là +5V, 7812 có điện áp ra là +12V...7905 có điện áp ra là 5V, 7912 có điện áp ra là 12V... + 78xx gồm có 3 chân :1 : Vin Chân nguồn đầu vào2 : GND Chân nối đất3 : Vo chân nguồn đầu ra. + 79xx gồm có 3 chân :1 : GND Chân nối đất 2 : Vin Chân nguồn đầu vào3 : Vo chân nguồn đầu ra.5.Led 7 thanh.Cấu tạo:–Trong LED 7 thanh bao gồm ít nhất là 7 con LED mắc lại với nhau , vì vậy mà có tên là LED 7 đoạn là vậy ,7 LED đơn được mắc sao cho nó có thể hiển thị được các số từ 0 9 , và 1 vài chữ cái thông dụng, để phân cách thì người ta còn dùng thêm 1 led đơn để hiển thị dấu chấm (dot) . –Các led đơn lần lượt được gọi tên theo chữ cái A B CDEFG, và dấu chấm. –Như vậy nếu như muốn hiển thị ký tự nào thì ta chỉ cần cấp nguồn vào chân đó là led sẽ sáng như mong muốn . Thông số : LED 7 thanh dù có nhiều biến thể nhưng tựu chung thì cũng chỉ vẫn có 2 loại đó là : + Chân Anode chung (chân + các led mắc chung lại với nhau .)+ Chân Catode chung (Chân các led được mắc chung với nhau .)Điện áp giữa Vcc và mass phải lớn hơn 1,3 V mới cung cấp đủ led sáng, tuy nhiên không được cao quá 3V .6) ADC 10 bit TC7107: Chức năng biến đổi AD và mã hóa ra led 7 thanh Chương 3 : Tính toán thiết kế mạch đoÝ tưởng thiết kế–Sơ đồ khối hệ thống: –Nhiệm vụ của từng khối:•Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn hệ thống hoạt động , tất cả thiết bị chỉ ở một trong bốn nguồn +24v hoặc +12v hoặc 12v hoặc +5v.•Khối cảm biến: Cảm biến nhiệt độ biến nhiệt thành điện áp ở mức vài mV. •Khối khuếch đại đo lường và chuẩn hóa UI: Khuyếch đại điện áp từ cảm biến ra điện áp chuẩn, rồi chuyển đổi từ điện áp sang dòng điện với mục đích truyền tải đi xa.•Khối ADC và hiển thị : Chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và đưa ra kết quả ra LED 7 thanh để hiển thị kết quả đo.•Khối so sánh: So sánh với một điện áp đặt trước và đưa ra tín hiệu dùng để báo động khi quá nhiệt độ cho phép.•Khối nhấp nháy : thực hiện nhiệm vụ nhấp nháy với thời gian đặt trước khi nhiệt độ trong mức cho phép.•Cảnh báo : thực hiện chức năng báo động khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng cho.I.Tính toán cảm biến (TCK)Theo tính chất của vật liệu làm nên cặp nhiệt ngẫu cứ khoảng 1oC tương ứng với 0,4mV như hình :Ở đề tài này yêu cầu dải nhiệt độ từ t°C = 0°C ÷ tmax = 0(100 + 10×n)°C (với n=51) tức là khoảng 0oC÷610oC cho nên ta sẽ chọn cặp nhiệt ngẫu làm từ chromelcoben để sử dụng trong đề tài.Với cực dương là chromel, cực âm là coben là hợp kim gồm 56%Cu + 44% Ni.Nhiệt độ làm việc ngắn hạn 800oC, Eđ = 66 mV.Nhiệt độ làm việc dài hạn < 610oC. Để chuẩn hóa đầu ra ta sử dụng mạch khuếch đại với OP 741 với các thông số như sau: II.Tính toán thiết kế nguồn : vì hầu hết các nguồn sử dụng trong mạch đều là nguồn một chiều mà trên thực tế thì nguồn lại là các nguồn xoay chiều với điện áp là 220V. vậy vấn đề đặt ra là phải biến đổi dòng xoay chiều sang 1 chiều . khối nguồn sẽ bao gồm: máy biến ápbộ chỉnh lưa cầu dùng 4 điottụ điện C để lọccuộn cảm L để dàn phẳng dòng điện. Sơ đồ nguyên lý: + tính chọn máy biến áp: ở đây chúng ta có hai nguồn đó là nguồn cho điện áp đặt quạt 1 chiều 24V ,điện áp so sánh 7.89Vvà nguồn cấp cho OA là 12V như vậy cần sử dụng máy biến áp có nhiều cấp điện áp để lấy ra hai cấp điện áp mình dùng. ta có thể hạ xuống 12V rồi dùng con biến trở để chỉnh xuống 7.89 V và ta có thể dùng khối ổn áp 1 chiều để có đầu ra thay đổi. Phương án thiết kế : biến áp : do yêu cầu đặt ra nên ta sử dụng biến áp có điện áp vào 220V và điện áp ra là 27V .mạch chỉnh lưu : do những ưu điểm của mạch chỉnh lưu cầu như điện áp ra ít nhấp nháy, điện áp ngược mà điôt phải chịu nhỏ hơn so với phương pháp cân bằng nên ta sẽ chọn bộ chỉnh lưu cầu 2 nửa chu kỳ.bộ lọc nguồn có nhiệm vụ san bằng điện áp để dòng điện phẳng hơn, lọc bằng tụ điện khá đơn giản và chất lượng học khá cao. Nên ta dùng tụ điện.khối ổn áp theo yêu cầu thiết kế có điện áp ra thay đổi từ 0 đến 24V nên ta dùng IC ổn áp thông dụng là LM 7805 ,LM7812, LM7912, LM7824 Cơ cấu đo dùng ổn áp để ổn áp đầu ra với các cấp điện áp tương ứng : III.Tính toán thiết kế mạch khuếch đại và chuẩn hóa. CHUẨN HÓA ĐẦU RA 5V Mà Do đó ta chọn các giá trị của R và VR như sau : R4=100K, R5=50K R1=1k, RV1=50KTa chọn RV để chỉnh sai số trong quá trình tính toán giúp đầu ra chuẩn nhất. Chuẩn hóa đầu ra 10VTa có Mà Do đó ta chọn các giá trị của R như sau: R3=1kΩ R2=10Kω, RV2=390K Chọn rv2 để chỉnh sai số trong tính toán giúp đầu ra chuẩn nhất Chuẩn hóa đầu ra 5V Ta chọn các giá trị của R như sau: RV3=17K R9=1kΩ Ta chọn các giá trị R như sau: R13=1Kω, RV4=12K IV. Thiết kế mạch so sánhMạch so sánh có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện áp ở khối khuếch đại đem so sánh với Uđặt ,khi Uv>Uđặt thì còi sẽ kêu báo động. Ở đây đầu ra chuẩn hóa 10V ứng với 610oC.Khi nhiệt độ vượt quá 345oC ứng với 5.79V thì còi sẽ kêu,và đèn sẽ sáng Các thông số của mạch so sánh là : Uđặt=5.79V V.Mạch chuyển đổi UI CHUẨN HÓA TỪ 0 ÷20mA Ta có KUI=ILUI = = =4.103 Từ đó ta chọn R1=250Ω R2=R3=250Ω chuẩn hóa từ 4÷20mAsử dụng mạch biến đổi U I với phụ tải nối đất chung Ta có điều kiện là : R8(R5+R4)=R12R11 Từ đó ta chọn giá trị của điện trở :R5=R11=R8=1k, R12=1350R4=350ΩVI.Hiển thị nhiệt độ bằng led 7 thanh : Để hiển thị và quan sát rõ nhiệt độ của đối tượng cần đo ta cần hiển thị trên led 7 thanh .Ta có khối cơ bản như sau > >Vì tín hiệu ra của cảm biến nhiệt độ là tín hiệu analog nếu ta muốn hiển thị được trên led 7 thanh ta cần một bộ chuyển đổi tín hiệu từ analog sang digital (tín hiệu số) cụ thể trong bài ta sử dụng IC7107 sau đó cần bộ giải mã led 7 thanh để hiển thị + Phân tích các khối 1: CB nhiệt độ : nơi tín hiệu ngõ ra được cấp đến cho khối chuyển đổi AD và xử lýDo tín hiệu điện áp ngõ ra của cảm biến rất nhỏ nên ta phải sử dụng mạch khuếch đại điện áp để đưa ra điện áp phù hợp đưa vào trong IC 2.khối chuyển đổi AD và xử lý : IC 7017 này là một bộ chuyển đổi AD công suất thấp , hiển thị tốt. Bao gồm trong IC này là bộ phận giải mã led 7 đoạn , bộ điều khiển hiển thị , bộ tạo chuẩn và bộ tạo xung đồng hồ .Các đặc tính bao gồm : tự chỉnh “0” nhỏ hơn 10uV, điểm “0” trượt không có quá 1uVC. IC này có chức năng phân tích xử lý tín hiệu analog sang digital đồng thời chuẩn hóa xuất tín hiệu ra led 7 đoạn3 .Khối led 7 đoạn :LED 7 đoạn có 2 loại:•Chung cực dương: Mỗi đèn LED có 2 chân (1 dương 1 âm). Ở loại LED 7 đoạn này tất cả cực dương sẽ được nối chung cực dương. Để làm các đèn LED trong LED 7 đoạn sáng thì bạn chỉ cần cấp cực âm vào các chân của đèn. Với loại LED 7 đoạn này bạn chỉ cần 1 điện trở là đủ.•Chung cực âm: Tương tự nhưng ngược lại và bạn cần đến 8 điện trở cho các chân dương của LED.Nguyên lý căn bản của LED 7 đoạn đó là cấp nguồn là nó sáng. ở đây ta dùng led 7 đoạn chung dương. VII.Mạch đèn LED nhấp nháy Theo yêu càu đề tài ta có khi nhiệt độ trong giới hạn bình thường: t°C=0÷tmax(10+551)=345oC. Thiết kế mạch nhấp nháy cho LED với thời gian sáng và tối bằng nhau và bằng: ﺡ = (1+0,1×a) giây với a=1 nên tsáng=ttối=1,1(s)Đối với mạch này ta sử dụng IC555 để tạo xung vuông và đưa ra đèn LED .Tính toán thông số linh kiện trong mạch Ta có T=tn+t¬x=tsáng+ttối =0,69.2R.C=2,2(s)Cho RA=RB=50kΩ ta suy ra được VI.Toàn mạch của đề tài Nguyên lý hoạt động:đầu tiên nhiệt độ sẽ được chuyển từ tín hiệu không điện sang tín hiệu điện nhờ TCK(cặp nhiệt ngẫu).Tín hiệu điện áp ra rất nhỏ cho nên ta phải khuếch đại đến điện áp tiêu chuẩn 0÷10V ,0÷5Vvà 0÷ 5V nhờ mạch khuếch đai dảo và không đảo.Tín hiệu ra của mạch khuếch đại là tín hiệu tiêu chuẩn ,nó sẽ được đưa vào mạch chuyển đổi UI và cấp tín hiệu để đóng mở relay điều khiển thiết bị bóng đèn 220V và quạt làm mát DC 24V .Ngoài ra ,tín hiệu điện áp còn được đưa vào mạch so sánh để so sánh với điện áp đặt và đưa ra cảnh báo ở loa khi nhiệt độ tăng cao hơn t0C= tmax(10+5n)..Mặt khác tín hiệu điện áp còn được đưa vào IC555 để tạo xung vuông và đưa ra tín hiệu đèn LED. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ4.1 Kết luận: Với đề tài được giao em đã cố gắng hoàn thành đồ án trong thời gian quy định. Trong quá trình thiết kế, do kiến thức còn hạn hẹp và trình độ hiểu biết chuyên môn còn tương đối hạn chế nên sẽ khó tránh khỏi những sai sót, khuyết điểm. Em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo nhiệt tình từ phía các thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn.4.2 Hạn chế Hạn chế: sai số lớn do hệ số Ku của khối khuếch đại lớn,thựu tế khó có thể chỉnh về điện áp 0V,do điện trở không thể tiến đến vô cùng. 4.3 Hướng phát triển của đề tài Lắp đặt thêm xung quanh nhiều loại cảm biến khác như độ ẩm áp suất như thế thì ứng dụng sẽ càng cao hơn và rộng rãi hơn

Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Mơn ĐLĐK BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚN MÔN: VI MẠCH TƯƠNG TỰ ĐỀ TÀI: DÙNG CÁC VI MẠCH TƯƠNG TỰ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MẠCH ĐO VÀ CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG CẶP NHIỆT NGẪU Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ĐINH TẤT NGUYỆN Lớp: ĐH Điện4_K10 NỘI DUNG Đề Tài: Dùng vi mạch tương tự tính tốn, thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng cặp nhiệt ngẫu Yêu cầu: - Dải đo từ: t°C = 0°C ÷ tmax = 0-(100 + 10*n)°C Đầu ra: Chuẩn hóa đầu với mức điện áp: U=0÷5V U=0 ÷ 10V U= ÷ -5V I=0÷20mA I=4÷20mA Vẽ sơ đồ khối hệ thống Dùng phần mềm mô (hoặc mạch thực tế) thiết kế mạch đảm bảo: - Khi nhiệt độ giới hạn bình thường : t C=0÷tmax-(10+5*n ) điều khiển đèn sáng liên tục: Thông số đèn 220VAC, 100W - Khi nhiệt độ vượt giá trị t C= tmax-(10+5*n) Đóng điện cho quạt chiều 24 VDC, 60W chạy làm mát - Đưa tín hiệu cảnh báo còi đèn sáng nhấp nháy cho LED với thời gian sáng tối bằng: T0=(1+0,1*a) giây nhiệt độ vượt giá trị : t0C= tmax-(10+5*n) - Dùng LED hiển thị nhiệt độ Trong đó: - a: chữ số hàng đơn vị danh sách (ví dụ: STT=3→a=3; STT=10→a=0) n: Số thứ tự sinh viên danh sách Phần Thuyết Minh Yêu cầu bố cục nội dung: Chương 1: Tổng quan mạch đo Chương 2: Giới thiệu thiết bị Chương 3: Tính tốn, thiết kế mạch đo - Tính tốn,lựa chọn cảm biến Tính tốn, thiết kế mạch đo Tính tốn, thiết kế mạch nguồn cung cấp Tính tốn, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa Tính tốn mạch nhấp nháy cho LED Tính tốn, thiết kế mạch cảnh báo Dùng phần mềm mô mạch Kết luận hướng phát triển CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐO Khái niệm nhiệt độ 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 ln dịch chuyển làm cho chất lỏng khơng có hình dạng định Còn trạng thái rắn, phần tử, nguyên tử dao động xung quanh vị trí cân Các dạng vận động phân tử, nguyên 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 Quá trình truyền nhiệt tuân theo nguyên 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 2.Các 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:  Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K )  Thang Celsius ( 0C ): T( 0C ) = T( K ) – 273,15  Thang Farhrenheit: T( 0F ) = T( K ) – 459,67 Nhiệt độ đo nhiệt kế Nhiệt độ đo đơn vị khác biến đổi công thức Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ đo đơn vị Kelvin, kí hiệu K Trong đời sống Việt Nam nhiều nước, đo độ C Dựa thang đo đánh giá nhiệt độ 3.Sử dụng vi mạch tương tự để đo cảnh báo nhiệt độ Vi tương tự vi mạch số lĩnh vực mang tới thời nóng bỏng mà ẩn chứa vơ số điều bí ẩn có sức hấp dẫn lạ kỳ, ngày thâm nhập vào đời sống Trong thực tế dạng lượng thường dạng tương tự Do muốn xử lí chúng theo phương pháp kĩ thuật số ta phải biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Xuất phát từ ý tưởng đó, em thưc việc xây dựng mạch điện đo nhiệt độ hiển thị đèn LED đoạn Mạch mang tính chất thử nghiệm, chưa có tính thực tế vấn đề chuyển đổi ADC, vấn đề cảnh báo nhiệt độ đèn vấn đề đo lường đại lượng không điện điện 4.Biến nhiệt thành điện Có nhiều phương pháp đo nhiệt độ tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật dải nhiệt độ Phân làm phương pháp chính: Đo trực tiếp đo gián tiếp: Đo trực tiếp phương pháp đo thiết bị đo đặt trực tiếp môi trường cần đo Đo gián tiếp phương pháp đo dụng cụ đo đặt ngồi mơi trường cần đo (áp dụng với trường hợp đo nhiệt độ cao )   Ta khảo sát phương pháp đo trực tiếp với giải nhiệt độ cần đo cao Dải đo từ: t 0C =00C ÷ tmax = 00C ÷ (100+10*n)0C (n: số thứ tự sinh viên danh sách): n=51 => t0C = 00C ÷ 6100C Do em giao đề tài số dùng cặp nhiệt ngẫu nên em sử dụng cặp nhiệt ngẫu loại J có dải đo từ: -400C ÷ 7500C CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH * Các thiết bị gồm: Cặp nhiệt ngẫu loại J Mạch tích hợp KĐTT µA741 - TC7107, IC Ne555 LM7805 , LM7812, LM7912.,LM7824 a) Còi, Led, Led thanh, điện trở, tụ điện, đi-ốt Cặp nhiệt ngẫu (Thermocouple) Cấu tạo điển hình cặp nhiệt ngẫu cơng nghiệp Hình 1.1: Cấu tạo cặp nhiệt ngẫu – – – 1) Vỏ bảo vệ 5) Bộ phận lắp đặt 2) Mối hàn 6) Vít nối dây 3) Dây điện cực 7) Dây nối 4) Sứ cách điện 8) Đầu nối dây Đầu làm việc điện cực (3) hàn nối với hàn vảy, hàn khí hàn tia điện tử Đầu tự nối với dây nối (7) tới dụng cụ đo nhờ vít nối (6) dây đặt đầu nối dây (8) Để cách ly điện cực người ta dùng ống sứ cách điện (4), sứ cách điện phải trơ hoá học đủ độ bền nhiệt nhiệt độ làm việc Để bảo vệ điện cực, cặp nhiệt có vỏ bảo vệ (1) làm sứ chịu nhiệt thép chịu nhiệt Hệ thống vỏ bảo vệ phải có nhiệt dung đủ nhỏ để giảm bớt quán tính nhiệt vật liệu chế tạo vỏ phải có độ dẫn nhiệt khơng nhỏ không lớn Trường hợp vỏ thép mối hàn đầu làm việc tiếp xúc với vỏ để giảm thời gian hồi đáp Trên thị trường có nhiều loại Cặp nhiệt điện khác (E, J, K, R, S, T…) loại Cặp nhiệt ngẫu cấu tạo chất liệu khác nhau, từ sức điện động tạo khác dẫn đến dải đo khác Người sử dụng cần ý điều để lựa chọn loại Cặp nhiệt điện phù hợp với yêu cầu Đồng thời lắp đặt sử dụng loại Cặp nhiệt điện cần ý tới điểm sau đây: b) • Dây nối từ đầu đo đến điều khiển ngắn tốt (vì tín hiệu truyền • dạng điện áp mV nên dây dài dẫn đến sai số nhiều) Thực việc cài đặt giá trị bù nhiệt (Offset) để bù lại tổn thất mát • đường dây Giá trị Offset lớn hay nhỏ tùy thuộc vào độ dài, chất liệu dây môi trường lắp đặt Không để đầu dây nối Cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trường cần đo • Đấu nối chiều âm, dương cho Cặp nhiệt điện Cấu tạo cặp nhiệt ngẫu loại J Hình 1.2: Hình ảnh thức tế cặp nhiệt ngẫu – Cấu tạo: Gồm chất liệu kim loại Sắt Constantan, hàn dính đầu, đầu T1 gọi đầu nóng, hai đầu lại khơng hàn T2 gọi đầu lạnh đầu chuẩn Hình 1.3: Hình mơ ngun lý hoạt động cặp nhiệt ngẫu – Nguyên lý: Khi có chênh lệch nhiệt độ hai đầu nóng lạnh (T1 T2) đầu cặp nhiệt ngẫu xuất suất điện động e phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ chất hai kim loại A B Hình 1.4: Đường đặc tính cặp nhiệt ngẫu * Cơng thức tính suất điện động e: e=K(T1-T2) (cặp nhiệt ngẫu J có K=0,055mV) – – – Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao, dải đo rộng, rẻ Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số Độ nhạy khơng cao,cần điểm tham chiếu, ổn định Thường dùng: Lò nhiệt, mơi trường khắc nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,… Dải đo: -40 ~ 750oC(-2.2mv ~41.22mv) Ứng dụng: sản xuất công nghiệp, luyện kim, gia công vật liệu Mạch tích hợp KĐTT µA741 – – - Hình ảnh thực tế µA741: - Sơ đồ chân µA741: Chức chân: Chân _ bù tần số Chân _ cửa vào đảo Chân _ cửa vào không đảo Chân _ nguồn cấp âm - Chân _ bù tần số Chân _ cửa Chân _ nguồn cấp dương Chân _ không sử dụng Op Amp công cụ có nhiều chức năng: + Khuếch đại hiệu hai điện thế: • Uo= K( UI+ − UI− ) + Khuếch đại tín hiệu điện: • • Uo= −K UI− (UI+ = ) Uo= K UI+ (UI− = ) + So sánh điện áp vào UI với điện áp chuẩn UCH: • Nếu UI > UCH Uo = L ( có mức 0, tương đương điện áp thấp, cỡ 0V) • Nếu UI < UCH Uo = H ( có mức 1, tương đương điện áp cao, cỡ 3,5V) IC 555 Hình 3.1: Sơ đồ chân IC 555  Bên vi mạch 555 có 20 transistor nhiều điện trở thực chức hình : Hình 3.2: Cấu trúc bên LM 555  – – Chức chân: Chân số 1: (GND) Cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC , dòng điện từ mas chảy vào IC Chân sô 2: (Trigger Input ) Ngõ vào tầng, mức áp chuẩn 1/3 Vcc, lấy cầu phân áp tạo ba điện trở 5K.Khi mức áp chân xuống đến mức (1/3)Vcc chân chuyển lên mức cao, lúc khóa điện tử chân số 7sẽ hở 10 + 79xx gồm có chân : + 78xx gồm có chân : : GND - Chân nối đất : Vin - Chân nguồn đầu vào : Vin - Chân nguồn đầu vào : GND - Chân nối đất : Vo - chân nguồn đầu : Vo - chân nguồn đầu 5.Led  Cấu tạo: – Trong LED bao gồm LED mắc lại với , mà có tên LED đoạn ,7 LED đơn mắc cho hiển thị số từ - , vài chữ thông dụng, để phân cách người ta dùng thêm led đơn để hiển thị dấu chấm (dot) – Các led đơn gọi tên theo chữ A- B -C-D-E-F-G, dấu chấm – Như muốn hiển thị ký tự ta cần cấp nguồn vào chân led sáng mong muốn Thông số : LED dù có nhiều biến thể tựu chung có loại : + Chân Anode chung (chân + led mắc chung lại với ) + Chân Catode chung (Chân - led mắc chung với ) Điện áp Vcc mass phải lớn 1,3 V cung cấp đủ led sáng, nhiên không cao 3V 6) ADC 10 bit TC7107:  12 Chức biến đổi A/D mã hóa led Chương : Tính tốn thiết kế mạch đo Ý tưởng thiết kế – Sơ đồ khối hệ thống: 13 – Nhiệm vụ khối: • Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn hệ thống hoạt động , tất thiết bị • bốn nguồn +24v +12v - 12v +5v Khối cảm biến: Cảm biến nhiệt độ biến nhiệt thành điện áp mức vài mV Khối khuếch đại đo lường chuẩn hóa U-I: Khuyếch đại điện áp từ cảm • biến điện áp chuẩn, chuyển đổi từ điện áp sang dòng điện với mục đích truyền tải xa Khối ADC hiển thị : Chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số • đưa kết LED để hiển thị kết đo Khối so sánh: So sánh với điện áp đặt trước đưa tín hiệu dùng để • báo động q nhiệt độ cho phép Khối nhấp nháy : thực nhiệm vụ nhấp nháy với thời gian đặt trước • nhiệt độ mức cho phép Cảnh báo : thực chức báo động nhiệt độ vượt ngưỡng cho • I.Tính tốn cảm biến (TCK) 14 Theo tính chất vật liệu làm nên cặp nhiệt ngẫu khoảng 1oC tương ứng với 0,4mV hình : Ở đề tài yêu cầu dải nhiệt độ từ tC = 0C ữ tmax = 0-(100 + 10ìn)C (vi n=51) tức khoảng 0oC÷610oC ta chọn cặp nhiệt ngẫu làm từ chromel/coben để sử dụng đề tài.Với cực dương chromel, cực âm coben hợp kim gồm 56%Cu + 44% Ni.Nhiệt độ làm việc ngắn h ạn 800 oC, Eđ = 66 mV Nhiệt độ làm việc dài hạn < 610oC Để chuẩn hóa đầu ta sử dụng mạch khuếch đại với OP 741 với thơng số sau: II.Tính tốn thiết kế nguồn : hầu hết nguồn sử dụng mạch nguồn chiều mà thực tế nguồn lại nguồn xoay chiều với điện áp 220V vấn đề đặt phải biến đổi dòng xoay chiều sang chiều khối nguồn bao gồm:    máy biến áp chỉnh lưa cầu dùng điot tụ điện C để lọc 15  cuộn cảm L để dàn phẳng dòng điện Sơ đồ ngun lý: + tính chọn máy biến áp: có hai nguồn nguồn cho điện áp đặt quạt chiều 24V ,điện áp so sánh 7.89Vvà nguồn cấp cho OA 12V cần sử dụng máy biến áp có nhiều cấp điện áp để lấy hai cấp điện áp dùng ta hạ xuống 12V dùng biến trở để chỉnh xuống 7.89 V ta dùng khối ổn áp chiều để có đầu thay đổi Phương án thiết kế :     biến áp : yêu cầu đặt nên ta sử dụng biến áp có điện áp vào 220V điện áp 27V mạch chỉnh lưu : ưu điểm mạch chỉnh lưu cầu điện áp nhấp nháy, điện áp ngược mà điôt phải chịu nhỏ so với phương pháp cân nên ta chọn chỉnh lưu cầu nửa chu kỳ lọc nguồn có nhiệm vụ san điện áp để dòng điện phẳng hơn, lọc tụ điện đơn giản chất lượng học cao Nên ta dùng tụ điện khối ổn áp theo yêu cầu thiết kế có điện áp thay đổi từ đến 24V nên ta dùng IC ổn áp thông dụng LM 7805 ,LM7812, LM7912, LM7824 16 Cơ cấu đo dùng ổn áp để ổn áp đầu với cấp điện áp tương ứng : III.Tính tốn thiết kế mạch khuếch đại chuẩn hóa CHUẨN HĨA ĐẦU RA 5V 17 Mà Do ta chọn giá trị R VR sau : R4=100K, R5=50K R1=1k, RV1=50K Ta chọn RV để chỉnh sai số q trình tính tốn giúp đầu chuẩn Chuẩn hóa đầu 10V Ta có 18 Mà Do ta chọn giá trị R sau: R3=1kΩ R2=10Kω, RV2=390K Chọn rv2 để chỉnh sai số tính tốn giúp đầu chuẩn ! Chuẩn hóa đầu -5V Ta chọn giá trị R sau: RV3=17K 19 R9=1kΩ Ta chọn giá trị R sau: R13=1Kω, RV4=12K IV Thiết kế mạch so sánh Mạch so sánh có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện áp khối khuếch đại đem so sánh với Uđặt ,khi Uv>Uđặt còi kêu báo động Ở đầu chuẩn hóa 10V ứng với 610oC.Khi nhiệt độ vượt 345oC ứng với 5.79V còi kêu,và đèn sáng Các thông số mạch so sánh : Uđặt=5.79V 20 V.Mạch chuyển đổi U-I CHUẨN HĨA TỪ ÷20mA Ta có KUI==- = =4.10-3 Từ ta chọn R1=250Ω R2=R3=250Ω chuẩn hóa từ 4÷20mA 21 sử dụng mạch biến đổi U -I với phụ tải nối đất chung Ta có điều kiện : R8*(R5+R4)=R12*R11 Từ ta chọn giá trị điện trở :R5=R11=R8=1k, R12=1350 R4=350Ω VI.Hiển thị nhiệt độ led : Để hiển thị quan sát rõ nhiệt độ đối tượng cần đo ta cần hiển thị led Ta có khối sau CB nhiệt độ - -> Khối chuyển đổi A/D xử lý -> Led Vì tín hiệu cảm biến nhiệt độ tín hiệu analog ta muốn hiển thị led ta cần chuyển đổi tín hiệu từ analog sang digital (tín hiệu số) cụ thể ta sử dụng IC7107 sau cần giải mã led để hiển thị + Phân tích khối 1: CB nhiệt độ : nơi tín hiệu ngõ cấp đến cho khối chuyển đổi A/D xử lý Do tín hiệu điện áp ngõ cảm biến nhỏ nên ta phải sử dụng mạch khuếch đại điện áp để đưa điện áp phù hợp đưa vào IC 2.khối chuyển đổi A/D xử lý : IC 7017 chuyển đổi A/D công suất thấp , hiển thị tốt Bao gồm IC phận giải mã led đoạn , điều khiển hiển thị , tạo chuẩn tạo xung đồng hồ Các đặc tính bao gồm : tự chỉnh “0” nhỏ 10uV, điểm “0” trượt khơng có q 1uV/*C IC có chức phân tích xử lý tín hiệu analog sang digital đồng thời chuẩn hóa xuất tín hiệu led đoạn 22 Khối led đoạn : LED đoạn có loại: • Chung cực dương: Mỗi đèn LED có chân (1 dương âm) Ở loại LED đoạn tất cực dương nối chung cực dương Để làm đèn LED LED đoạn sáng bạn cần cấp cực âm vào chân đèn Với loại LED đoạn bạn cần điện trở đủ • Chung cực âm: Tương tự ngược lại bạn cần đến điện trở cho chân dương LED Nguyên lý LED đoạn cấp nguồn sáng ta dùng led đoạn chung dương VII.Mạch đèn LED nhấp nháy 23 Theo yêu càu đề tài ta có nhiệt độ giới hạn bình thường: t°C=0÷tmax(10+5*51)=345oC Thiết kế mạch nhấp nháy cho LED với thời gian sáng tối bằng: 0,1+1) = ‫×ﺡ‬a) giây với a=1 nên tsáng=ttối=1,1(s) Đối với mạch ta sử dụng IC555 để tạo xung vuông đ ưa đèn LED Tính tốn thơng số linh kiện mạch Ta có T=tn+tx=tsáng+ttối =0,69.2R.C=2,2(s) Cho RA=RB=50kΩ ta suy VI.Toàn mạch đề tài 24 Nguyên lý hoạt động:đầu tiên nhiệt độ chuy ển từ tín hiệu khơng điện sang tín hiệu điện nhờ TCK(cặp nhiệt ngẫu).Tín hiệu điện áp r ất nhỏ ta phải khuếch đại đến điện áp tiêu chuẩn 0÷10V ,0÷5Vvà 0÷ -5V nhờ mạch khuếch đai dảo khơng đảo.Tín hiệu m ạch khuếch đ ại tín hiệu tiêu chuẩn ,nó đưa vào mạch chuyển đổi U-I cấp tín hiệu để đóng mở relay điều khiển thiết bị bóng đèn 220V quạt làm mát DC 24V Ngồi ,tín hiệu điện áp đưa vào mạch so sánh đ ể so sánh v ới điện áp đặt đưa cảnh báo loa nhiệt độ tăng cao h ơn t0C= tmax(10+5*n) Mặt khác tín hiệu điện áp đưa vào IC555 để tạo xung vng đưa tín hiệu đèn LED 25 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận: Với đề tài giao em cố gắng hoàn thành đồ án thời gian quy định Trong trình thiết kế, kiến thức hạn hẹp trình độ hiểu biết chun mơn tương đối hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót, khuyết điểm Em mong nhận góp ý bảo nhiệt tình từ phía thầy để đề tài hồn thiện 4.2 Hạn chế Hạn chế: sai số lớn hệ số Ku khối khuếch đại lớn,thựu tế khó chỉnh điện áp 0V,do điện trở tiến đến vô 4.3 Hướng phát triển đề tài Lắp đặt thêm xung quanh nhiều loại cảm biến khác độ ẩm áp suất ứng dụng cao rộng rãi 26 ... nên dây dài dẫn đến sai số nhiều) Thực việc cài đặt giá trị bù nhiệt (Offset) để bù lại tổn thất mát • đường dây Giá trị Offset lớn hay nhỏ tùy thuộc vào độ dài, chất liệu dây môi trường lắp... rv2 để chỉnh sai số tính tốn giúp đầu chuẩn ! Chuẩn hóa đầu -5V Ta chọn giá trị R sau: RV3=17K 19 R9=1kΩ Ta chọn giá trị R sau: R13=1Kω, RV4=12K IV Thiết kế mạch so sánh Mạch so sánh có nhiệm