THIẾT KẾ MẠCH ĐO ĐIỆN DUNG C

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ====o0o==== BÁO CÁO HỌC PHẦN DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ MẠCH ĐO ĐIỆN DUNG C GVGD: TỐNG NGỌC ANH LỚP: ĐIỆN TỬ A- k58 NHÓM: 03 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỒNG DUY TRẦN THỊ NGÀ NGUYỄN ĐẮC KHƯƠNG PHẠM THỊ HUYỀN Hà Nội, 10/2016 =====o0o==== KẾ HOẠCH THỰC THIỆN VÀ PHÂN CHIA CÔNG VIỆC A: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động VDK , LCD xây dựng sơ đồ nguyên lý Mô nguyên lý thiết kế mạch in Chọn mua linh kiện Tiến hành xuất file mạch in hàn mạch Báo cáo thuyết trình kết đề tài B: PHÂN CHIA CƠNG VIỆC + Cả nhóm: Tìm hiều cấu tạo ngun lý hoạt động linh kiện sử dụng mạch, xây dựng sơ đồ nguyên lý + DUY: Mô nguyên lý thiết kế vẽ mạch in + NGÀ, HUYỀN: mua linh kiện viết báo cáo + DUY, KHƯƠNG: Thực hàn mạch Thành viên (#1 trưởng nhóm): ST T Họ Tên MSSV NGUYỄN HỒNG DUY 1321060355 TRẦN THỊ NGÀ 1321060572 NGUYỄN ĐẮC KHƯƠNG 1321060159 PHẠM THỊ HUYỀN 1321060149 Điểm Nhận xét giảng viên: MỤC LỤC A PHẦN MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI YÊU CẦU CHỨC NĂNG VÀ PHI CHỨC NĂNG CỦA MẠCH PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG MỞ RỘNG B PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI Sơ đồ tổng quát Chức khối Khối nguồn 2 khối hiển thị khối vi điều khiển 2.4 Khối ổn áp CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG linh kiện sử dụng mạch giới thiệu cấu trúc vi điều khiển Atmega 8a Mô tả chân 2.2 Các chế độ đặc biệt Giới thiệu LCD Chức chân Module LCD 16x2 Mã Hex LCD CHƯƠ NG III : THIẾT KẾ MẠCH Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ mô Sơ đồ mạch in Nguyên lý hoạt động mạch Chương IV :Thi công mạch PCB mạch in Sơ đồ bố trí linh kiện C KẾT LUẬN A PHẦN MỞ ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Thế kỉ 21 mở thời đại mới, thời đại khoa học cơng nghệ đòi hỏi người ln ln khơng ngừng tìm tòi học hỏi để phát triển ti ến V ới nhảy v ọt khoa học, kĩ thuật điện điện tử mà thời gian ngắn đạt thành tựu to lớn hầu hết lĩnh vực đời sống xã hội Thi ết bị công nghệ ngày đổi để góp phần nâng cao chất lượng s ống Ngày thiết bị vi điều khiển có ứng dụng rộng rãi với ưu điểm nhỏ gọn, linh hoạt điều khiển rộng rãi Vi điều khiển ngày chiếm lĩnh đóng vai trò quan trọng kĩ thuật điều khiển tự động hóa Giờ với nhu cầu chuyên dụng hóa, tối ưu ( thời gian , khơng gian, giá thành) bao mật, tính chủ động linh hoạt cơng nghệ ngày đòi hỏi khắt khe việc đưa công nghệ lĩnh vực chế tạo mạch điều khiển điện tử để đáp ứng nhu cầu cấp thiết khoa học kĩ thuật điện – điện tử Kĩ thuật vi điều khiển hi ện phát triển, đáp ứng nhu cầu nhiều ngành, lĩnh vực sản xuất cơng nghiệp, tự động hóa, đời sống So với kĩ thuật số kĩ thuật vi điều ển nhỏ gọn h ơn tích hợp lại có khả lập trình để điều khiển nên tiện dụng c động.Với tính chất ưu việt đề tài nhóm chúng em sử dụng vi khiển Atmega8 để nghiên cứu, thiết kế : MẠCH ĐO ĐIỆN DUNG C HIỂN THỊ TRÊN MÀN HÌNH LCD LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Đây mạch đo thực tế, ứng dụng để đo điện dung C cách chuẩn xác với sai số nhỏ 1% so với đồng hồ vạn -Nhằm để củng cố kiến thức vi điều khiển ứng dụng vào đo lường vừa học rèn luyện khả học hỏi nên nhóm em chọn đề tài 3.YÊU CẦU CHỨC NĂNG VÀ PHI CHỨC NĂNG CỦA MẠCH 3.1: Yêu cầu chức mạch * Hiển thị thông số điện dung cần đo hình LCD * Có phím reset bật, tắt vi điều khiển 3.2: Yêu cầu phi chức mạch * * * * * Mạch nhỏ gọn xếp linh kiện hợp lý Sơ đồ dây gọn gàng Độ thẩm mỹ cao Giá thành làm mạch rẻ, tiết kiệm Có khả ứng dụng vào thực tế PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG MỞ RỘNG - Vì đề tài thi kết thúc môn học nên chúng em xây dựng mô thiết kế mạch phạm vi hẹp cố định đo điện dung C - Phương hướng mở rộng đề tài thành đồ án tốt nghiệp: + Thiết kế mạch tích hợp đo điện dung, điện trở, cuộn cảm, tần số chuẩn với sai số nhỏ + Tự động ngắt kết nối nguồn LCD để bảo vệ LCD có cố vi điều khiển + Tự động chuyển sang chế độ đồng hồ báo thời gian thực hiển thị nhiệt độ phòng không thực lệnh đo linh kiện B PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI Sơ đồ tổng quát LCD RESET KHỐI NGUỒN ATEMEGA8 Điện dung C cần đo ỔN ÁP Chức khối Khối nguồn -Cung cấp nguồn nuôi tất linh kiện mạch 2 Khối hiển thị - Khối thực chất LCD 16x2 để hiển thị thông số trị số mà vi xử lý báo khối xử lý -Vi điều khiển Atmega8 trung tâm xử lý thông tin mạch Cụ thể là: + Atmega8 đảm nhiệm việc đọc tín hiệu cần đo xử lý chúng sau chuyển đổi liệu báo lên LCD để hiển thị lên LCD + Điều khiển LCD 2.4 Khối ổn áp Thực chất IC LM 7805 có nhiệm vụ ổn định điện áp ngõ với điện áp 5V để cấp nguồn điện áp ổn định cho vi điều khiển hoạt động CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG linh kiện sử dụng mạch 1.1 Vi điều khiển Atmega8 giới thiệu cấu trúc vi điều khiển Atmega 8a Đặc điểm Atmega 8a Có chế độ sử dụng đường bus : + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường, với bit DB7 MSB bit DB7 + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường từ DB4 tới 15 - 16 - DB7, bit MSB DB7 Nguồn dương cho đèn GND cho đèn Trên cấu trúc LCD Để hiểu rõ tham khảo datasheet LCD 1602 3) Bộ ổn áp - Khối sử dụng Ic ổn áp LM7805 LM7805 có chân kết nối : + Chân chân nguồn đầu vào, chân chân GND , chân chân lấy điện áp + Chân - (Chân điện áp đầu vào) : Đây chân cấp nguồn đầu vào cho 7805 hoạt động Dải điện áp cho phép đầu vào lớn 40V Điện áp đầu ổn định 5V -1A + Chân ( Chân điện áp đầu ra) : Chân cho lấy điện áp đầu ổn định 5V Đảm bảo đầu ổn định nằm giải từ (4.75V đến 5.25V) -Thông số cần nguồn lớn gấp đơi nguồn đầu để tránh trường hợp sụt áp đầu vào dẫn tới nguồn đầu không ổn định thời gian ngắn - Đảm bảo tản nhiệt tốt cho 7805 chạy với tải: Khi công suất tăng lên 7805 linh kiện bán dẫn công suất nên nóng tải lớn Để tránh hỏng linh kiện cho linh kiện hoạt động nhiệt độ bình thường cần phải lắp thêm tản nhiệt tốt - CHƯƠNG III : THIẾT KẾ MẠCH Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ mô Nguyên lý hoạt động mạch Ban đầu cấp nguồn DC 12V mạch, điện áp DC 12V qua vào Vin ic ổn áp LM7805 đưa đầu Vout LM 7805 với mức điện áp ngõ ổn định 5V cấp nguồn cho vi điều khiển hoạt động, 3.2 Khối đo tụ Khối sử dụng phương pháp đo th ời gian n ạp x ả c t ụ ện PORT D VDK có chân (I/O) có nhi ệm v ụ xu ất m ức ện áp 0V~5V PORT C vdk Port ( ADC) có nhiệm v ụ đo ện áp mà chân c PORT D xuất kết hợp sử dụng ngắt timer khai báo cho chân vi điều khiển chuyển đổi sang đọc tín hiệu ADC cấp m ức điện áp m ức th ấp mức cao 0V 5V, biết biến thiên điện áp khoảng th ời gian ᴦ(tơ) ᴦ= R.C có R, ᴦ từ > C vi điều khiển xử lý d ữ li ệu đ ể hi ển th ị lên hình LCD 3.3 Khối transistor ( chế độ tự động tắt ngu ồn) Khối có chức tự động chuyển sang chế độ sleep không th ực lệnh đo Nguyên lý hoạt động: Khi bấm nút Reset cực b T3 mức thấp, T3 thông cấp nguồn cho IC ổn áp, lúc vi điều khiển bắt đầu chạy cấp mức qua R8, T1 thông d ẫn t ới đèn led sáng T1 thông nên T3 thông nên vi điều khiển cấp ngu ồn C ực C T2 trả vi điều khiển việc bấm hay nhả nút ứng v ới m ức mức Khi test xong bấm nút reset hiển th ị nên hình, nhả nút lúc T2 cấp mức qua R8 vào T2 làm cho T1 không thông dẫn tới T3 không thông nên dẫn đến nguồn bị ngắt nên m ạch t ự động tắt nguồn 3.4 Khối hiển thị LC - LCD 16x2 giao tiếp với vi điều khiển + Vee LCD nối vơi biến trở 5V để điều chỉnh độ sáng cuả LCD - Hiển thị chuỗi ký tự lên LCD + chân điều khiển (RS, RW, E) + Đường liệu D0 đến D7 + Chân điều khiển độ sáng tối LCD chân Vee ta sử dụng biến trở để điều chỉnh thích hợp CHƯƠNG IV : THI CÔNG MẠCH Sơ đồ mạch in Sơ đồ bố trí linh kiện Sơ đồ mạch in PDF Mạch thật C.KẾT LUẬN Trên báo cáo đề tài thiết kế mạch đo điện dung C Tổng chi phí thiết kế mạch 140.000đ Chúng em cố gắng hoàn thành đề tài thời gian quy định Trong đề tài, em thực công việc sau: - Giới thiệu phân tích sơ đồ khối - Giới thiệu cấu trúc Atmega cấu trúc LCD - Thiết kế, mô thi cơng mạch Mặc dù có nhiều cố gắng q trình thực đề tài khơng đạt kết mong muốn Vì với kiến thức vừa học em xin cố gắng tìm nguyên nhân cách khắc phục Mong nhận đánh giá thầy!! Chúng em xinh chân thành cảm ơn!! ... CHƯƠNG IV : THI CÔNG MẠCH Sơ đồ mạch in Sơ đồ bố trí linh kiện Sơ đồ mạch in PDF Mạch thật C.KẾT LUẬN Trên báo cáo đề tài thiết kế mạch đo điện dung C Tổng chi phí thiết kế mạch 140.000đ Chúng... việt đề tài nhóm chúng em sử dụng vi khiển Atmega8 để nghiên cứu, thiết kế : MẠCH ĐO ĐIỆN DUNG C HIỂN THỊ TRÊN MÀN HÌNH LCD LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Đây mạch đo thực tế, ứng dụng để đo điện dung C... chúng em xây dựng mô thiết kế mạch phạm vi hẹp cố định đo điện dung C - Phương hướng mở rộng đề tài thành đồ án tốt nghiệp: + Thiết kế mạch tích hợp đo điện dung, điện trở, cuộn cảm, tần số chuẩn