Skkn nghiên cứu thiết kế 1 bộ thí nghiệm thực hành đo lường cảm biến sử dụng vi điều khiển

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO KHOA HỌC TÓM TẮT Năm 2015 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN Chủ nhiệm: Th.s Phan Thị Năm Thành viên: Ths Vương Quang Huy Ks Hà Trọng Hiếu Thể loại: Sáng kiến kinh nghiệm Đơn vị: Khoa Điện tử - Tin học Email: thuongpq@bcit.edu.vn I ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển ngành công nghiệp ngành cơng nghệ điện tử cơng nghiệp, điện tử viễn thơng, điện tự động hóa phát triển mạnh mẽ nước.Hiện lĩnh vực điện tử chiếm tỷ trọng lớn ngành công nghiệp, đóng vai trò quan trọng việc điều khiển thiết bị, máy móc, vật tư Như biết, mạch điện tử não thiết bị, điều khiển tồn q trình hoạt động thiết bị hệ thống Hiện có nhiều phương pháp thiết kế nguồn chủ yếu nguồn xung Bởi mang lại giá trị ổn định mặt điện áp, dòng điện, đồng thời dễ chế tạo Xong nguồn chủ yếu sử dụng cơng nghiệplà phục vụ cho mạch điện máy moc, thiết bị, điều khiển … Còn lĩnh vực nghiên cứu, lĩnh vực phục vụ giảng dạy trường Cao đẳng, Đại học, hạn chế Do lĩnh vực giảng dạy hay nghiên cứu thường hay thay đổi thông số nguồn nuôi để khảo sát mạch điện Do nghiên cứu giảng dạy cần có nguồn có khả điều chỉnh mặt điện áp bảo vệ nguồn có tượng tải, chập mạch Hiện thị trường có nhiều nguồn khác nhau, mẫu mã đẹp Các nguồn đưa không nhiều đầu điện áp lắp ráp mạch điện để khảo sát lại cần nhiều nguồn khác nguồn bán thị trường không đáp ứng Nhiều nguồn cần giảng dạy lại khơng có dẫn tới việc giảng dạy gặp nhiều khó khăn việc nghiên cứu chế tạo nguồn DC đa đáp ứng yêu cầu mục đích nghiên cứu đề tài II THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ NGUỒN DC ĐA NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP BÁO CÁO KHOA HỌC TĨM TẮT Năm 2015 Mô tả nguồn DC đa Bộ nguồn DC đa nguồn chiều với nguồn điện áp chiều khác Các nguồn nguồn bao gồm nguồn ±5VDC, ±40VDC, ±15VDC có điều chỉnh, 18VDC có điều chỉnh mạch hiển thị điện áp ±15VDC, mạch bảo vệ ngắn mạch Các mạch nguồn chủ yếu sử dụng mạch ổn áp bù tuyến tính mạch dễ chế tạo, tính ổn định cao, dòng điện đáp ứng yêu cầu thực hành học sinh sinh viên Cơ sở lý thuyết nguồn DC Nguồn chiều có nhiệm vụ cung cấp lượng chiều cho mạch thiết bị điện tử hoạt động Yêu cầu loại nguồn điện áp phụ thuộc vào điện áp mạng, tải nhiệt độ Để đạt yêu cầu cần phải dùng mạch ổn định (ổn áp, ổn dòng) Các mạch cấp nguồn cổ điển thường dùng biến áp, nên kích thước trọng lượng lớn Ngày người ta có xu hướng dùng mạch cấp nguồn khơng có biến áp * Sơ đồ khối nguồn hoàn chỉnh biểu diễn sau: IT U1 ~ Biến áp U2 ~ Mạch UT chỉnh lU Bộ lọc UO1 ổn áp chiều (ổn dòng) UO2 RT Hình 1.1: Sơ đồ khối nguồn hoàn chỉnh Chức khối sau: - Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều U1 thành điện áp xoay chiều U2 có giá trị thích hợp với yêu cầu Trong số trường hợp dùng trực tiếp U1 mà không cần biến áp - Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ chuyển điện áp xoay chiều U2 thành điện áp chiều không phẳng UT (có giá trị thay đổi nhấp nhơ) Sự thay đổi phụ thuộc vào dạng mạch chỉnh lưu - Bộ lọc có nhiệm vụ san điện áp chiều dập mạch UT thành điện áp chiều UO1 nhấp nhơ - Bộ ổn áp chiều (ổn dòng) có nhiệm vụ ổn định điện áp (dòng điện) đầu UO2 (IT) UO1 thay đổi theo ổn định UO1 hay IT Trong nhiều trường hợp u cầu cao khơng cần ổn áp hay ổn dòng chiều TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP BÁO CÁO KHOA HỌC TĨM TẮT Năm 2015 Các mạch điện nguồn 3.1 Mạch nguồn ± 5VDC Để thiết kế, chế tạo nguồn ± 5VDC đáp ứng yêu cầu điện áp ra, bảo vệ ngắn mạch sở lý thuyết trình bày Ta có sơ đồ mạch nguồn ± 5VDC sau: Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ± 5VDC 3.2 Mạch nguồn ±15VDC có điều chỉnh Dựa vào yêu cầu mạch cần thiết kế, ta có sơ đồ mạch sau TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO KHOA HỌC TÓM TẮT Năm 2015 a Sơ đồ mạch nguồn ± 15VDC b Sơ đồ mạch tạo điện áp +15VDC có điều chỉnh bảo vệ ngắn mạch TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP BÁO CÁO KHOA HỌC TĨM TẮT Năm 2015 c Sơ đồ mạch tạo điện áp +15VDC có điều chỉnh bảo vệ ngắn mạch Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ± 15VDC có điều khiển bảo vệ ngắn mạch 3.4 Mạch nguồn ± 40VDC Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ± 40VDC TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO KHOA HỌC TÓM TẮT Năm 2015 3.5 Mạch hiển thị điện áp Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị điện áp III KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Dựa vào sơ đồ mạch điện thiết kế trên, đẫ tiến hành làm mạch in, lắp ráp mạch, cân chỉnh mạch, chạy thử nghiệm mạch sau chỉnh sửa thơng số mạch điện để có mạch điện ổn định, đáp ứng yêu cầu đề Chúng đa lắp ráp mạch nguồn theo thiết kế Kết mạch điện hoạt động ổn định Đồng thời thiết kế vỏ nguồn DC đa Kết đề tài hoàn thành nguồn DC đa theo yêu cầu đề Hình dạng thực tế nguồn sau: TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO KHOA HỌC TĨM TẮT Năm 2015 Hình 3.1 Hình dạng bề mặt nguồn DC đa Kết đo đạc điện áp sử dụng đồng hồ vặn hiển thị số cho kết tương đối xác, sai số 0.05% Mạch đảm bảo điện áp ổ định, dòng cung cấp đủ đặc biệt mạch báo chậm hoạt động tốt Bộ nguồn sau thiết kế xong có chất lượng tương đồng với nguồn bán thị trường IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Bộ nguồn đa sau chế tạo xong đáp ứng hầu hết thực hành chuyên ngành sở ngành điện tử Bộ nguồn dễ dàng sử dụng kết nối điều chỉnh điện áp Ngoài việc đáp ứng nguồn cho thực hành người học nguồn đáp ứng việc nghiên cứu, cung cấp nguồn cho việc sửa chữa thiết bị điện tử… Do nguồn có vị trí quan trọng học tập nghiên cứu cần phải phát triển nguồn chất lượng mạch điện bề mặt bên Việc kết hợp nguồn với tạo xung thiết bị phù hợp cho việc học tập nghiên cứu Và hướng phát triển sâu rộng ... điện tử Bộ nguồn dễ dàng sử dụng kết nối điều chỉnh điện áp Ngoài vi c đáp ứng nguồn cho thực hành người học nguồn đáp ứng vi c nghiên cứu, cung cấp nguồn cho vi c sửa chữa thiết bị điện tử… Do nguồn... Chúng đa lắp ráp mạch nguồn theo thiết kế Kết mạch điện hoạt động ổn định Đồng thời thiết kế vỏ nguồn DC đa Kết đề tài hoàn thành nguồn DC đa theo yêu cầu đề Hình dạng thực tế nguồn sau: TRƯỜNG CAO... tốt Bộ nguồn sau thiết kế xong có chất lượng tương đồng với nguồn bán thị trường IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Bộ nguồn đa sau chế tạo xong đáp ứng hầu hết thực hành chuyên ngành sở ngành điện tử Bộ