Bài tập lớn vi mạch tương tự và vi mạch số trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội: Dùng các vi mạch tương tụ và vi mạch số tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại
BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Điện BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC : VI MẠCH TƯƠNG TỰ VÀ VI MẠCH SỐ Đề tài : Dùng vi mạch tương tụ vi mạch số tính tốn, thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại Giảng viên hướng dẫn: Bùi Thị Khánh Hòa Sinh viên thực : Phạm Tuấn Đạt Mã sinh viên : 1141040104 Lớp : Điện 2_k11 STT: 11 MỤC LỤC Lời Mở Đầu Tổng quan mạch đo 1 Khái niệm nhiệt độ .7 1.1.1 Khái niệm: 1.1.2 Thang đo nhiệt độ: 1.1.3 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc .8 1.1.4 Đo nhiệt độ phương pháp không tiếp xúc: Tổng quan phương pháp đo nhiệt độ 1.2.1 Sơ đồ khối .8 1.2.2 Vai trò tác dụng khối: .10 CHƯƠNG Giới thiệu linh kiện thiết bị sử dụng hệ thống đo 11 Giới thiệu Nhiệt điện trở kim loại: .11 2.1.1 Giới thiệu nhiệt điện trở PT 11 2.1.2 Nhiệt điên trở nickel (Ni) 14 2 Bộ khuếch đai thuật toán μA741 15 2.2.1 Cấu tạo: .16 2.2.2 Chức năng: 17 Điện trở 17 Cơ cấu thị 18 Các thiết bị cảnh báo .18 Mạch tạo xung dùng IC555 18 Đèn led 20 Led .20 Bộ ADC ICL7107 21 CHƯƠNG Tính tốn thiết kế mạch đo .24 Tính toán lựa chọn cảm biến 24 Mạch đo mạch hiển thị .24 3.2.1 Mạch đo cảm biến .24 3.2.2 Mạch hiển thị dùng ICL7107 LED 25 3 Tính toán, thiết kế mạch nguồn 25 3.3.1 Tính tốn, lựa chọn linh kiện 25 3.3.2 Sơ đồ mạch nguyên lý 26 Tính tốn, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa .26 3.4.1 Chuẩn hóa đầu với mức điện áp U= 10V 26 3.4.2 Chuẩn hóa đầu với mức điện áp U=0 -5V .27 3.4.3 Chuẩn hóa đầu có dòng 020mA .28 3.4.4 Chuẩn hóa đầu có dòng 420mA .29 Tính tốn mạch nhấp nháy cho LED 30 Tính tốn, thiết kế mạch so sánh phát ngưỡng nhiệt độ 31 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 33 Lời Mở Đầu Đất nước ta đà phát triển thành đất nước cơng nghiệp Vì vấn đề điều khiển vận hành thiết bị công 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 toán liên quan đến vấn đề đo điều khiển nhiệt độ.Ví dụ như: lò sấy cơng nghệp,các lò luyện gang ,sắt, thép Nhiệt độ tín hiệu vật lý mà ta thường gặp đời sống ngày kỹ thuật công nghiệp Việc đo nhiệt độ yêu cầu thiết thực Hiện cảm biến đo nhiệt độ loại cảm biến sử dụng nhiều công nghiệp dân dụng Bài tập lớn nghiên cứu dùng vi mạch tương tự tinh toán,thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại (Ví dụ : pt, Cu, Zn….) Trong kì sau học mơn vi mạch tương mơn liên quan nhóm chúng em giao đề tài: Thiết kế mạch đo nhiệt độ hiển thị số từ trình làm đề tài giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn thầy cô môn “Đo lường điều khiển” giúp đỡ em hoàn thành thời hạn đề tài Nhưng lượng kiến thức hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp thầy để đề tài em hoàn thiện Em xin trân thành cảm ơn! BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Họ tên HS-SV : Phạm Tuấn Đạt Lớp : Điện 2_K11 MSV :1141040104 Khoá : 11 Khoa : Điện NỘI DUNG Đề tài: Dùng vi mạch tương tụ vi mạch số tính tốn, thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại (ví dụ: Pt,Cu,Zn…) Yêu cầu: - Dải đo từ: toC = 0oC – tmax = 0oC – (100+50*n)oC - Đầu ra: Chuẩn hóa đầu với mức điện áp: U = ÷ 10V U = ÷ -5V I = ÷ 20mA I = ÷ 20mA - Dùng cấu thị - Khi nhiệt độ giới hạn bình thường : toC=0÷tmax/2 Thiết hế mạch nhấp nháy cho LED với thòi gian sáng tối bằng: T0=(1+0.5*a) giây - Đưa tín hiệu cảnh báo còi nhiệt đọ vượt giá trị: toC=tmax/2 Trong : 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, mạch hiển thị - Lựa chọn nguồn cấp - Tính tốn, thiết kế mạch khuyếch đại, chuẩn hóa - Tính tốn mạch nhấp nháy cho LED - Tính tốn, thiết kế mạch cảnh báo Chương 4: Kết luận hướng phát triển 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 nguyên tử, phân tử hệ vật chất.Tuỳ theo trạng thái vật chất (rắn, lỏng, khí) mà chuyển động có khác nhau.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,nguyên tử dao động xung quanh vị trí cân bằng.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 thất.Ở trạng thái rắn,sự 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 1.1.2 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 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 1.1.3 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc Phương pháp đo nhiệt độ công 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 môi trường đo Đốivới 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 kém.Do diện tích tiếp xúc vật đo nhiệt kế lớn tốt.Khi đo nhiệt độ chất hạt (cát, đất…),cần phải cắm sâu nhiệt kế vào môi trường cần đo thường dùng nhiệt kế nhiệt điện trở có cáp nối ngồi 1.1.4 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 nhất.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 1.2 Tổng quan phương pháp đo nhiệt độ 1.2.1 Sơ đồ khối Để thực phép đo đại lượng phụ thuộc vào đặc tính đại lượng cần đo ,điều kiện đo, độ xác yêu cầu phép đo mà ta thực nhiều cách khác sở hệ thống đo lường khác sở hệ thống đo lường khác Sơ đồ khối hệ thống đo: Mạch khuếch đại, chuẩn hóa Chỉ thị Khối Nhiệt dộ T0 Hiển thị Cảm Biến BCD Mạch so sánh Mạch nhấp nháy cho LED Nguồn áp u0 Còi báo 1.2.2 Vai trò tác dụng khối: Khối nguồn áp U0: làm nhiệm vụ đảm bảo nguồn cấp cho cảm biến +5V nguồn nuôi cảm biến Khối nhiệt độ To: đưa nhiệt độ ban đầu vào cảm biến Cảm biến : đo nhiệt độ, đưa điện áp đầu cho mạch so sánh, khuếch đại, vào ADC Mạch khuếch đại : khuếch đại chuẩn hóa điện áp, dòng điện theo u cầu toán Chỉ thị: Ampmeter Volmeter hiển thị dòng áp vị trí cần đo trước sau chuẩn hóa 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 giá trị đặt Mạch nhấp nháy: đèn LED nhấp nháy chế độ nhiệt độ bình thường, tắt vượt nhiệt theo yêu cầu toán Hiển thị mã BCD 10 Chân 2: Ngõ vào xung Chân 3: Ngõ Chân 4: Chân hồi phục Chân 5: Điện áp điều khiển Chân 6: Điện áp ngưỡng Chân 7: Xả điện (cửa phụ) Chân 8: Nguồn cấp dương Chức chân: + Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân gọi chân chung + Chân số 2(TRIGGER): Đây chân đầu vào thấp điện áp so sánh dùng chân chốt hay ngõ vào tần so áp.Mạch so sánh dùng transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3Vcc + Chân số 3(OUTPUT): Chân chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng thái tín hiệu xác định theo mức 1 mức cao tương ứng với gần Vcc (PWM=100%) mức tương đương với 0V mà thực tế mức ko 0V mà khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái Khi chân số nối masse ngõ mức thấp Còn chân nối vào mức áp cao trạng thái ngõ tùy theo mức áp chân 6.Nhưng mà mạch để tạo dao động thường hay nối chân lên VCC + Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở ngồi cho nối GND Chân khơng nối mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF tụ lọc nhiễu giữ cho điện áp chuẩn ổn định + Chân số 6(THRESHOLD) : chân đầu vào so sánh điện áp khác dùng chân chốt + Chân số 7(DISCHAGER) : xem chân khóa điện tử chịu điều khiển bỡi tầng logic chân Khi chân mức áp thấp khóa đóng lại.ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R-C lúc IC 555 dùng tầng dao động 19 + Chân số (Vcc): Khơng cần nói bít chân cung cấp áp dòng cho IC hoạt động Khơng có chân coi IC chết Nó cấp điện áp từ 2V đến >18V (Tùy loại 555 thấp NE7555) 2.7 Đèn led Là thiết bị dùng để báo sang mạch đo thấy nhiệt độ vượt ngưỡng cho phép 2.8 Led Sơ đồ nối chân LED đoạn Chức năng: Led linh kiện sử dụng phổ biến mạch điện tử hiển thị số Tùy vào nhu cầu hiển thị mà người ta chia thành loại led khác nhau: led đơn, led đôi, led ba,… theo cách kết nối: led kiểu Anot chung, led kiểu Catot chung 2.9 Bộ ADC ICL7107 ICL7107 chuyển đổi ADC digit công suất thấp, hiển thị tốt Bao gồm IC giải mã LED đoạn, điều khiển hiển thị, tạo chuẩn tạo xung đồng hồ Các đặc tính bao gồm: tự chỉnh “0” nhỏ 10 uV, điểm “0” trượt khơng q 1uoC, độ dốc dòng ngõ vào tối đa 10pA 20 IC có đặc điểm quan trọng sau: - Độ xác cao - Không bị ảnh hưởng nhiễu - Không cần mạch lấy mẫu mạch giữ - Tích hợp đồng hồ - -Khơng cần thành phần ngoại vi có độ xác cao Cấu tạo Hình thể mạch xử lý tương tự ICL7107 Mỗi chu kỳ đo chia thành ba pha: (1) Tự chỉnh “0” (A – Z), (2) tích hợp tín hiệu (INT) (3) giải tích (DE) số thơng số khác Pha tự chỉnh “0” 21 Trong pha thực việc: - Ngõ vào cao thấp bị ngắt kết nối khỏi chân ngắn mạch nội với chân COMMON analog - Tụ tạo chuẩn nạp tới điện áp chuẩn - Một vòng lặp hồi tiếp nối kín quanh hệ thống để nạp cho tụ tự chỉnh “0” CAZ để bù cho điện áp offset (trôi) khuếch đại đệm, tích hợp so sánh Vì so sánh nằm vòng lặp nên độ xác A-Z bị giới hạn nhiễu hệ thống Trong trường hợp nào, điện áp offset ngõ vào nhỏ 10uV Pha tích hợp tín hiệu Trong q trình tích hợp tín hiệu, vòng lặp tự chỉnh “0” mở, ngắn mạch nội khơng còn, ngõ vào cao thấp nối với chân ngoại vi Bộ chuyển đổi lúc tích hợp điện áp khác biệt chân IN HI chân IN LO khoảng thời gian cố định Điện áp sai biệt nằm phạm vi rộng: lên tới 1V từ hai nguồn Mặt khác tín hiệu vào khơng hồi trở lại nguồn cung cấp IN LO bị nối với chân COMMON analog để thiết lập điện áp mode chung xác Cuối pha cực tín hiệu tích hợp xác định Pha giải tích Còn gọi tích hợp tham chiếu Ngõ vào thấp kết nối nội với chân COMMON ngõ vào cao kết nối qua tụ chuẩn nạp từ pha trước Mạch IC đảm bảo tụ điện nối cực để làm tích hợp ngõ chuyển “0”.Thời gian cần thiết để ngõ chuyển giá trị “0” tỉ lệ với tín hiệu vào Đặc biệt số hiển thị là: DISPLAY COUNT = 1000.VIN/VREF Ngõ vào chênh lệch Ngõ vào chấp nhận điện áp chênh lệch phạm vi khuếch đại ngõ vào, hay cụ thể từ 0.5V nguồn dương đến 1V nguồn âm Trong phạm vi hệ thống có CMRR(common mode rejection ratio) 86 dB Tuy nhiên cần bảo đảm ngõ tích hợp khơng bão hòa Trường hợp xấu điện áp mode chung tích cực lớn với điện áp ngõ vào tích cực âm tồn giai Tín hiệu ngõ vào âm điều khiển tích phân dương phầnlớn độ lắc ngõ tận dụng điện mode chung tích cực dương Dành cho ứng dụng cao độ lắc tích hợp ngõ giảm xuống nhỏ độ lắc 22 toàn giai 2V với sai số hơn.Bộ tích phân ngõ lắc khoảng 0.3V với hai nguồn mà không tuyến tính Tham chiếu sai biệt: Điện áp tham chiếu tạo nơi từ điện áp nguồn chuyển đổi Nguồn lỗi mode chung điện áp vòng tạo tụ tham chiếu nạp hay xả làm sai lạc giá trị điện dung Nếu có điện áp mode chung lớn, tụ tham chiếu nạp (tăng điện áp) dùng đến để giải tích tín hiệu dương xả (giảm điện áp) dùng để giải tích tín hiệu âm Sự khác biệt tham chiếu điện áp vào dương âm gây lỗi.Tuy nhiên, cách chọn tụ tham chiếu chẳng hạn tụ có điện dung đủ lớn lỗi kiểm sốt 0.5 lần đếm Vùng xử lý số ICL7107 Tín hiệu đầu vào dạng điện áp biến đổi thành tín hiệu số chuyền vào LED để điều khiểu hiển thị nhiệt số Số hiển thị LED có giá trị từ 0000-1999 23 CHƯƠNG Tính tốn thiết kế mạch đo 3.1 Tính toán lựa chọn cảm biến RT1 R1 E+ S+ 700.00 9.99k SERTD-PT100 Theo ta sử dụng cảm biến nhiệt độ Pt100 dải nhiệt cần đot=0÷(100+50*N)= 0÷6500C mà dải nhiệt Pt 100 t=-250 ÷ +8500C Cứ 1V tương ứng với 10C nên Tại 00C giá trị đầu pt100 0V Tại 6500C giá trị đầu pt100 650V 3.2 Mạch đo mạch hiển thị 3.2.1 Mạch đo cảm biến RT1 R1 E+ S+ 700.00 9.99k SE- R2 RTD-PT100 10 Cảm biến cấp nguồn vào 5V cho điện áp chân out Điện áp qua mạch phân áp đề giảm xuống 1000 lần đưa vào mạch chuẩn hóa hiển thị 24 3.2.2 Mạch hiển thị dùng ICL7107 LED U7 32 C4 C5 R22 30 47k 28 29 0.47uF 27 0.22uF 34 C3 U7(VREF+) 0.1uF 33 36 35 37 40 39 38 R21 100k C1 V+ VIN+ ACOM VINVBUFF CAZ VINT CREF+ CREFVREF+ VREFTEST OSC1 OSC2 OSC3 V- 26 31 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 AB4 POL GND 12 11 10 14 13 25 23 16 24 15 18 17 22 19 20 21 B1 12V TC7107 100pF Điện áp từ cảm biến đưa vào ICL7107 sử lý đưa tín hiệu vào bóng LED đc nối Anot chung Số hiển thị LED tính theo cơng thức: DISPLAY COUNT = 1000.VIN/VREF Với 10C thay đổi tương ứng với 0.01V nên ta chọn VREF=10V 3.3 Tính tốn, thiết kế mạch nguồn 3.3.1 Tính tốn, lựa chọn linh kiện Do khuếch đại thuật toán dùng mạch sử dụng nguồn đối xứng DC ±12V IC số sử dụng nguồn DC 5V nên mạch nguồn thiết kế sau: Sử dụng IC ổn áp LM7812 LM7912 để tạo nguồn đối xứng DC ±12V; IC ổn áp LM7805 để tạo nguồn áp 5V DC; Do chủ yếu sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V nên chọn điện áp đầu vào khối nguồn là: 220V AC Để IC ổn áp làm việc ổn định cần tạo nguồn áp chiều đầu vào lớn điện áp cần ổn định từ 3÷5V nên: Chọn hệ số biến đổi biến áp: 220V/20V; Sử dụng cầu diode 2W005G để tạo điện áp DC: điện áp cửa cầu là: Tính tốn mạch lọc: 25 Trong đó: m tần số đập mạch = 2×π×f=100π Chọn K=0.02(để phẳng nhất) Khi C1= 3970µF ta chọn C1=4700µF gần thực tế nhất, C2 ta chọn tụ gốm 104 để lọc hài cao, tụ gốm lọc tần số cao Kết ta điện áp DC cửa la: -12V DC, +12V DC, +5V DC 3.3.2 Sơ đồ mạch nguyên lý Hình 3.2: Sơ đồ mạch ngun lý khối nguồn 3.4 Tính tốn, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa 3.4.1 Chuẩn hóa đầu với mức điện áp U= 10V Dùng khuếch đại không đảo 26 Với mạch khuếch đại khơng đảo ta có cơng thức: - Điều kiện: R 30 R 24 =R 26 R 25 - Tín hiệu xác định biểu thức: Với có: = 0.65V Chuẩn hoá áp ra: = 10V Ta có: R 30 =R 25 =10kΩ, ==6kΩ, =1kΩ => =4kΩ, =5kΩ 3.4.2 Chuẩn hóa đầu với mức điện áp U=0 -5V Sử dụng khuếch đại đảo 27 Với mạch khuếch đại đảo ta có cơng thức: - Điều kiện: = - Tín hiệu xác định biểu thức: Với có: = 0.65V Chuẩn hố áp ra: U0 = -5V Ta có: Chọn: ==6,5kΩ, ==5kΩ, =1kΩ => =4kΩ, =5kΩ 3.4.3 Chuẩn hóa đầu có dòng 020mA Dùng mạch biến đổi U-I với khuếch đại thuật toán 28 Điều kiện mạch là: = Biểu thức dòng điện ra: =()./( ) - Khi =0(mA) => =0V - Khi =20(mA) => =0.65V Ta có hệ: 0= (0-) /(.) 20.10 3 = (0.65 –)./(.) => = 0V Chọn = =3,23kΩ, ==20kΩ => = 100Ω 3.4.4 Chuẩn hóa đầu có dòng 420mA Dùng mạch biến đổi U-I với khuếch đại thuật toán 29 Điều kiện mạch là: Biểu thức dòng điện ra: =() /() - Khi =4(mA) => =0V - Khi =20(mA) => =0.65V Ta có hệ: (0-) /() 20 = (0.65 – ) /() =>5 = (0.65-)/() => = -163mV Chọn ==8kΩ, ==20kΩ => = 100Ω 3.5 Tính tốn mạch nhấp nháy cho LED Dùng mạch tạo xung vuông đối xứng với IC555 30 Theo yêu cầu toán thời gian sáng thời gian tối LED bằng: ta có a=1 tx=tn=(1+0,5.1)= 1,5(s ) suy T=3s Từ công thức T=0.69*(+)*C7 =3 Chọn R27=R28=21.739kΩ suy C7 = 100µf 3.6 Tính tốn, thiết kế mạch so sánh phát ngưỡng nhiệt độ Với yêu cầu ta thực thiết kế mạch so sánh sử KĐTT µA741 Tại Tmax\2=325 oC điện áp đầu cảm biến: U=0.001 x 325 =325 mV Do mạch chuẩn hóa 0-10V: Ucb=5V Khi T=325oC mạch chuẩn hóa 0-10V Ucb=5V Vậy muốn chuông kêu vươt 325oC Ucb=5V để so sánh Theo đề yêu cầu còi kêu t>325oC - Tính tốn khối so sánh + Ở ta khơng tính tốn nhiều, mà so sánh điện áp Ucb nhiệt độ vượt qua mức 150oC ta dùng nguồn chuẩn pin (cell) để có 31 nguồn ổn định chuẩn để so sánh với áp nhiệt độ cần cảnh báo 5V khuếch đại tính tốn U59(Q) U59 NOT - Khi nhiệt độ vượt qua mức cảnh báo điện áp từ khối chuẩn hóa U vượt qua mốc 5V (5V tương ứng với 150oC) mạch so sánh đẩy xuống điện áp thấp chân số IC555 bị cấp điện áp thấp nên IC555 ngừng tạo xung dừng, đồng thời điện áp thấp qua NOT ( tương tự tín hiệu 1) điện áp bị đảo qua NOT nguồn cấp cho chuông báo kêu 32 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.Kết luận 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 Còn nhiều chỗ vứng mắc lý thuyết trình bày chương cụ thể Phương hướng phát triển Từ đề tài phát triển lên, xây dựng nhiều ứng dụng có hiệu thực tế Em đề xuất số hướng phát triển sau: - Tối ưu hóa cho mạch tốt - Thiết kế thêm mạch so sánh để điều khiển thêm thiết bị - Thiết kế thêm phần hiển thị LCD 33