Thiết kế mạch giám sát đồng hồ điện công nghiệp

Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CƠNG NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chúng tơi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Ths Đỗ Bình Ngun tận tình hướng dẫn, góp ý động viên tơi q trình thực đồ án nghiên cứu khoa học Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Điện-Điện tử trường đại học Lạc Hồng bạn lớp 08DV112 giúp đỡ thời gian khóa học vừa qua Đặc biệt bạn Nguyễn Bá Cường giúp đỡ tơi hồn thành việc thực đề tài Kế chúng tơi xin chân thành cảm ơn đến ban giám đốc công ty TNHH Điện Điện tử Nguyên Thịnh giúp đỡ tơi q trình thực tập thực đề tài Những lời cảm ơn sau xin gởi đến ba mẹ quan tâm, tạo điều kiện để tơi hồn thành tốt đồ án nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn ! i Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Mục Lục LỜI CẢM ƠN i Mục Lục ii LIỆT KÊ HÌNH VẼ iv LIỆT KÊ BẢNG vi LỜI NÓI ĐẦU vii CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Giới hạn đề tài 1.5 Ý nghĩa thực tiễn CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giao thức MODBUS – RTU 2.1.1, MODBUS gì? 2.1.2, Nguyên tắc hoạt động MODBUS RTU 2.1.3, Bản đồ nhớ MODBUS 2.1.4, Đọc viết liệu 2.1.5, MODBUS chế độ RTU 2.2 Chuẩn RS232 2.2.2, Những đặc điểm cần lưu ý chuẩn RS232 2.2.3, Các mức điện áp thường truyền 10 2.2.4, Cổng RS232 PC 11 2.2.5, Truyền liệu 12 2.2.6, Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng IC max232 13 2.3 Chuẩn RS485 13 2.3.1, Một số vấn đề liên quan đến chuẩn RS485 14 2.3.2, Các kiểu mẫu truyền nhận RS485 19 2.4 Kỹ thuật CRC 22 ii Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 2.4.1, Lý thuyết CRC 23 2.4.2, Thuật toán CRC 23 2.5 Chuẩn truyền I2C 24 2.5.1, Các hàm thiết lập I2C 25 2.5.2, Định dạng liệu truyền 26 2.5.3, Định dạng địa thiết bị 27 2.5.4, Phương thức truyền liệu tới Slave 27 2.6 Đồng hồ Selec MFM – 383 28 2.6.1, Giới thiệu đồng hồ tủ điện đa Selec MFM 383 28 2.6.2, Thông số kỹ thuật 29 CHƢƠNG CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG 31 3.1 PIC 24FJ128GB206 31 3.2 Reatime DS1302 32 3.3 MAX485 33 3.4 EEPROM 24LC256 34 3.5 74LVC1T45 35 3.6 Graphic LCD 128x64 36 3.7 74ALVC164245/SO 38 CHƢƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 40 4.1.1, Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 40 4.1.2, Sơ đồ nguyên lý khối lưu trữ đồng hồ thời gian thực 41 4.1.3, Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp RS485 42 4.1.4, Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 43 4.2 Sơ đồ nguyên lý 43 4.3 Lưu đồ giải thuật 45 Chƣơng 5: KẾT LUẬN 46 5.1 Các điểm đạt chưa đạt 46 5.1.1, Các điểm đạt 46 5.1.2, Các điểm chưa đạt 46 5.2 Hướng phát triển đề tài 46 iii Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 1.1: Mạch phần mềm kèm đồng hồ MFM-383 hãng SELEC Hình 1.2: Phần mềm EN-VIEW .1 Hình 1.3: Các số liệu hiển thị máy tính .2 Hình 2.1: Khung tryền MODBUS Hình 2.2: Định dạng khung truyền Hình 2.3: Mức giới hạn điện áp chuẩn RS232 10 Hình 2.4: Cổng RS232 PC 11 Hình 2.5: Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng IC Max232 13 Hình 2.6: Kiểu truyền cân dây 15 Hình 2.7: Tín hiệu dây hệ thống cân .15 Hình 2.8: Cặp dây xoắn RS485 .16 Hình 2.9: Cách xác định áp kiểu chung .16 Hình 2.10: Truyền RS485 tham chiếu với đất .17 Hình 2.11: Cách đặt điện trở đầu cuối RT RS485 18 Hình 2.12: Tín hiệu RS485 thu tương ứng với giá trị điện trở RT 18 Hình 2.13: Phân cực cho đường truyền RS485 19 Hình 2.14: Sơ đồ phát, nhận RS485 .19 Hình 2.15: Sơ đồ phát, nhiều nhận RS485 20 Hình 2.16: Sơ đồ sử dụng truyền nhận RS485 .20 Hình 2.17: Sơ đồ sử dụng nhiều truyền nhận RS485 .21 Hình 2.18: Đoạn dây rẽ nhánh RS485 .21 Hình 2.19: Một dạng kết nối đường truyền RS485 hợp lí 22 Hình 2.20: Biểu đồ truyền mã ASCII theo chuẩn RS485 .22 Hình 2.21: START STOP 26 Hình 2.22: Gửi bit định địa Slave 27 Hình 2.23: Khung truyền I2C 28 Hình 2.24: Đồng hồ tủ điện đo đa SELEC MFM-383 28 iv Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Hình 2.25: Sơ đồ kết nối đồng hồ với điện áp pha 30 Hình 2.26: Sơ đồ kết nối đồng hồ với điện áp pha 30 Hình 3.1: PIC24FJ28GB206 31 Hình 3.2: Reatime DS1302 32 Hình 3.3: Max485 33 Hình 3.4: EEPROM 24LC256 34 Hình 3.5: 74LV1T45 35 Hình 3.6: Graphic LCD 128x64 36 Hình 3.7: 74LVC164245/SO 37 Hình 4.1: Sơ đồ khối mạch thiết kế 39 Hình 4.2: Khối hiển thị 39 Hình 4.3: Khối lưu liệu Reatime 40 Hình 4.4: Khối RS485 41 Hình 4.5: Khối nguồn 42 v Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Bảng mã chức .6 Bảng 2.2: Địa nhớ Bảng 2.3: Bảng tóm tắt thơng số RS485 14 Bảng 3.1: Chân chức chân DS1302 33 Bảng 3.2: Chân chức chân MAX485 33 Bảng 3.3: Chân chức chân EEPROM 24LC256 34 Bảng 3.4: Điều kiện để xác định input/output 74LV1T45 .35 Bảng 3.5: Chân chức chân 74LV1T45 35 Bảng 3.6: Chân chức chân GRAPHIC LCD 36 Bảng 3.7: Chân chức chân 74LV164245/SO 37 Bảng 3.8: Điều kiện để xác định input/output 74LV164245/SO 37 vi Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CƠNG NGHIỆP LỜI NĨI ĐẦU Các cơng ty, xí nghiệp lớn trung bình dù sản xuất mặt hàng sử dụng đồng hồ điện công nghiệp để kiểm soát lượng điện sử dụng Các đồng hồ điện đặt phân xưởng giá trị điện đồng hồ đưa phòng giám sát để dễ dàng cho việc kiểm tra Ngày nay, hãng Selec sản xuất Đồng hồ tủ điện đa MFM-383, kèm đồng hồ module giao tiếp đồng hồ máy tính Module có giá thành cao nên tơi định nghiên cứu thiết kế mạch điện thay có giá thành rẻ mà đáp ứng ứng dụng Selec đưa Đề tài công ty TNHH Điện - Điện tử Nguyên Thịnh chấp thuận cho tiến hành nghiên cứu thử nghiệm cơng ty Trong q trình thực đề tài, trình độ hiểu biết nhiều hạn chế nên đề tài nhiều thiếu sót mong góp ý thầy khoa Tơi xin gửi lời cám ơn đến thầy khoa ln giúp đỡ tơi suốt q trình học tập trường đặc biệt thầy Th.s Đỗ Bình Nguyên giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài, xin chân thành cảm ơn vii Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Ngày đồng hồ đo điện thay đồng hồ đo điện số Đồng hồ MFM-383 đồng hồ đo điện số hãng Selec sản xuất Hình 1.1: Mạch phần mềm kèm đồng hồ MFM-383 hãng SELEC Đi kèm đồng hồ mạch giao tiếp đồng hồ máy tính, phần mềm chuyên dụng ENVIEW giúp người sử dụng kiểm tra điều khiển trực tiếp máy tính Hình 1.2 : Phần mềm EN-VIEW Phần mềm EN-VIEW phần mềm hỗ trợ máy tính để thiết lập cho đồng hồ lấy số liệu từ đồng hồ máy tính để giám sát Phần mềm có tính năng: hiển thị Trang Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP số liệu từ đồng hồ máy tính cập nhật số liệu liên tục, mô giao diện đồng hồ đồng hồ máy tính, hỗ trợ vẽ biểu đồ dạng sóng, số liệu cũ lưu dạng file excel Hình 1.3: Các số liệu hiển thị máy tính Tuy có nhiều tính nhà sử dụng phải khoản vốn đầu tư lớn ban đầu Vì cần phải thiết kế mạch điện tử cho đảm bảo tính cũ giảm chi phí đầu tư 1.2 Mục tiêu đề tài Dựa tìm hiểu sản phẩm đồng hồ hãng Selec, định thiết kế mạch điện thay máy tính mạch giao tiếp đồng hồ với máy tính Tơi đặt mục tiêu nghiên cứu thiết kế mạch điện thay sau:  Giao tiếp với đồng hồ MFM-383 hãng Selec  Chạy ổn định, độ trễ thấp  Số liệu nhận hiển thị mạch  Mạch lưu trữ liệu thời gian dài cập nhập liệu xác, nhanh chóng  Giá thành rẻ Trang Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 1.3 Nội dung nghiên cứu Đề tài nghiên cứu vấn đề sau:  Giao thức Modbus – RTU  Chuẩn giao tiếp RS485  Chuẩn giao tiếp RS232  Kỹ thuật CRC  Giao thức TCP/IP, Enthernet  Đồng hồ SELEC MFM-383  Vi điều khiển PIC24FJ128GB206 module tích hợp sẵn vi điều khiển PIC24FJ128GB206  GRAPHIC LCD 1.4 Giới hạn đề tài Do thời gian nghiên cứu hạn chế nên giới hạn đề tài phạm vi thu thập kiểm soát số liệu lấy từ đồng hồ điện Chưa triển khai phần lưu số liệu đồng hồ mạch truyền lên máy tính theo chuẩn Ethernet 1.5 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài giải yêu cầu thực tiễn đặt giao tiếp với đồng hồ MFM383 hãng Selec hiển thị số liệu mạch nên thay máy tính Mạch đạt ưu điểm ứng dụng vào thực tế chạy ổn định môi trường công nghiệp, độ trễ thấp, giá thành rẻ Trang Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Bảng 3.1 : Chân chức chân DS1302 Tên Chức Chân VCC2 cấp nguồn từ 2.0V-5V X1, X2 2, chân nối thạch anh 32.768HZ GND Chân nối mass RST Chân cho phép DS1302 hoạt động I/O Chân DATA SCLK Chân xung Clock VCC1 Nguồn cấp pin 3.3 MAX485 Hình 3.3 : Max485  Giao thức truyền bán song công  Tốc độ truyền lớn 2.5Gb/s  Thời gian truyền 30ns ,cộng trừ 5ns  Điều khiển nguồn đơn 5V  Điện áp input chân 2V  Điện áp output chân 3.5V  Truyền 32 slave đường truyền Bảng 3.2: Chân chức chân MAX485 Tên Chân Chức RO Nhận ngõ ra:A>B khoảng 200mv chân RO mức Trang 33 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP cao.A 200 năm  Bộ nhớ 256kbyte  Khả đọc xóa 1000000 lần Trang 34 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Bảng 3.3 : Chân chức chân EEPROM 24LC256 Tên Chân Chức A0, A1, A2 1, 2, Chân định địa phần cứng cho EEPROM VSS Chân nối mass SDA Chân DATA SCL Chân xung Clock WP write-protect input VCC Chân nối nguồn 3.5 74LVC1T45 Hình 3.5 : 74LV1T45  Độ rộng điện áp : o Vcc(A) : 1.2V – 5.5V o Vcc(B) : 1.2V – 5.5V Bảng 3.4 : Điều kiện để xác định input/output 74LV1T45 Supply voltage Input Input/output VCC ( A) VCC ( B ) DIR A B 1.2V to 5.5V L A=B Input 1.2V to 5.5V H Input B=A GND X Z Z , Trang 35 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Bảng 3.5 : Chân chức chân 74LV1T45 Tên Chân Miêu tả VCC ( A) Nguồn port A chân DIR GND Mass(0V) A Data input or output B Data input or output DIR Chân điều khiển hướng VCC ( B ) Nguồn port B 3.6 Graphic LCD 128x64 Hình 3.6 : Graphic LCD 128x64 Bảng 3.6 : Chân chức chân GRAPHIC LCD Symbol Pin Discription Funtion VSS Ground 0V VDD Power supply logic circuit +5V V0 LCD contrast adjustment RS Introduction/ data register selection RS=0 : introduction register RS=1 : data register R/W Read/write selection Trang 36 R/W=0 : register write Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP R/W=1 : register read E Enable Signal DB0 Data input/output lines bit DB0-DB7 DB1 DB2 DB3 10 DB4 11 DB5 12 DB6 13 DB7 14 CS1 15 Chip selection CS1=1 : chip select signal for IC1 CS2 16 Chip selection CS2=1 : chip select signal for IC2 RST 17 Reset signal RSTB=0 : display off,display from line VEE 18 Negative Voltage for LCD driving -10V LED+ 19 Supply voltage for LED+ +5V LED- 20 Supply voltage for LED- 0V Trang 37 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 3.7 74ALVC164245/SO Hình 3.7: 74LVC164245/SO  Độ rộng điện áp nguồn : o 3V port : (Vcc(A) ) : 1.5V -3.6V o 5V port : (Vcc(B)) : 1.5V – 5.5V Bảng 3.7 : Chân chức chân 74LV164245/SO symbol Pin Discription SOT370-1 and SOT362-1 SOT1134-2 1DIR, 2DIR 1,24 A30,A13 Direction control input 1B0 to 1B7 2,3,5,6,8,9,11,12 B20,A31,D5,D1, Data input/output A2,B2,B3,A5 2B0 to 2B7 13,14,16,17,19,20,22,23 A6,B5,B6,A9,D2, Data input/output D6,A12,B8 GND 4,10,15,21,28,34,39,45 A32,A3,A8,A11, Ground A16,A19,A24,A27 VCC ( B ) 7,18 A1,A10 Supply voltage B(5V bus) Trang 38 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP OE ,2 OE 48,25 A29,A14 Output enable input B(active low) 1A0 to 1A7 47,46,44,43,41,40,38,37 B18,A28,D8,D4, Data input/output A25,B16,B15,A22 2A0 to 2A7 36,35,33,32,30,29,27,26 A21,B13,B12,A18, Data input/output D3,D7,A15,B10 VCC ( A) 31,42 A17,A26 Supply voltage A(3V bus) n.c - A4,A7,A20,A23, Not connected B1,B4,B7,B9,B11, B14,B17,B19 Bảng 3.8 : Điều kiện để xác định input/output 74LVC164245/SO Inputs Output N OE nDIR nAn nBn L L nAn=nBn Inputs L H Inputs nBn=nAn H X Z Z Trang 39 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CHƢƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 4.1 Sơ đồ khối hệ thống Hình 4.1 : Sơ đồ khối mạch thiết kế 4.1.1, Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 5V 3.3V 5V J1 31 42 VCC2 VCC2 1A1 1A2 1A3 1A4 1A5 1A6 1A7 1A8 2A1 2A2 2A3 2A4 2A5 2A6 2A7 2A8 1DIR 2DIR GND GND GND GND GND GND GND GND 47 46 44 43 41 40 38 37 36 35 33 32 30 29 27 26 1OE 2OE 24 5V 48 25 4.7K LCD_D0 LCD_D1 LCD_D2 LCD_D3 LCD_D4 LCD_D5 LCD_D6 LCD_D7 LCD_DI LCD_RW LCD_EN LCD_CS1 LCD_CS2 R8 10 11 12 13 14 15 16 10k 5V 18 20 R20 4.7K GRAPHIC LCD Q1 MMBT2222A 10 15 21 28 34 39 45 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 DI RW EN CS1 CS2 LCD_BRIGHT BUZZER LCD_DIR VCC1 VCC1 18 R2 U2 74ALVC16245/SO 1B1 1B2 1B3 1B4 1B5 1B6 11 1B7 12 1B8 13 2B1 14 2B2 16 2B3 17 2B4 19 2B5 20 2B6 22 2B7 23 2B8 17 19 5V J10 BUZZER R22 4.7K Hình 4.2: khối hiển thị Trang 40 Q2 MMBT2222A Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Với mục đích thay máy tính, ta dùng Graphic LCD 128x64 để thị số liệu đồng hồ Graphic LCD hiển thị chữ, số, hình ảnh Graphic LCD giao tiếp với vi xử lý qua IC đệm 74LVC16245/SO điện áp vi xử lý 3,3V điện áp Graphic LCD 5V IC đệm 74LVC16245/SO IC cho phép giao tiếp linh kiện có điện áp từ 1.5V đến 3.6V linh kiện có điện áp từ 1.5V đến 5.5V  Chân chân 18 chân nguồn B cấp điện áp 5V  Chân 31 chân 42 chân nguồn A cấp điện áp 3.3V  Chân chân 24 chân điều khiển hướng ngõ vào Khi chân n OE = nDIR=1 chân cổng A chân input, lúc data từ vi xử lý truyền chân cổng A qua chân cổng B đến Graphic LCD, chân nDIR=0 chân cổng B chân input, data Graphic LCD truyền đến chân cổng B qua chân cổng A vào vi điều khiển 4.1.2, Sơ đồ nguyên lý khối lƣu trữ đồng hồ thời gian thực 3.3V 3.3V 3.3V R15 4.7K U7 SDA SCL VCC2 R14 4.7K I/O SCLK VCC1 RST X2 DS1302_RST C8 15p Y3 32.768Hz GND BT1 BATTERY X1 C9 15p DS1302 3.3V GND WP A2 A1 A0 VCC U10 24LC256 SDA SCL Hình 4.3: Khối lưu liệu Reatime Trang 41 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Để thực việc lưu số liệu thiết kế mạch thêm EEPROM 24LC256 EEPROM EEPROM chuẩn I2C giúp tiết kiệm chân vi điều khiển điện áp hoạt động 3.3V điện áp vi điều khiển mà ta sử dụng nên không cần dùng IC đệm Thời gian thực lấy từ Reatime DS1302 Mục đích tơi sử dụng Reatime DS1302 có điện áp hoạt động với vi điều khiển ta dùng tiết kiệm chi phí diện tích mạch khơng phải gắn thêm IC đệm Dữ liệu sau lấy từ đồng hồ PIC24FJ128GB206 lưu vào nhớ EEPROM 24LC256 thời gian lưu Thời gian lấy từ reatime DS1302 4.1.3, Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp RS485 5V D4 U8 VCC VCC 4001 12V R17 1K 3.3V RxD2 5V U11 VCCA VCCB A B DIR GND 74LVC1T45 A R18 12V D9 U21 VCC VCC 4001 6 R19 1K GND GND RJ45 120 B TxD2 DE RE D R RTS2 GNDVCC U9 MAX485 A1 B1 A2 B2 A1 B1 A2 B2 GND GND RJ45 Hình 4.4: Khối RS485 RS485 kết nối với chân Uart vi điều khiển, sử dụng ngắt nhận Uart để nhận số liệu xác liên tục mà không ảnh hưởng tới công việc khác vi điều khiển IC 74LVC1T45 IC đệm giao tiếp điện áp khác Tác dụng giống IC74ALVC14245 Do Max485 có điệ áp input 2V max485 hiểu mức vi điều khiển truyền 3.3V nên dây TxD khơng cần IC đệm, điện áp output max485 3.5V nên dây RxD phải có IC đệm trước vào vi điều khiển Trang 42 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 4.1.4, Sơ đồ nguyên lý khối nguồn  Điều kiện điện áp: ta dùng mạch linh kiện có điện áp nguồn 3.3V 5V thiết kế Khối nguồn đưa điện áp 5V 3.3V để cung cấp cho toàn mạch  Điều kiện dòng: o LT1117-3.3/SO dòng điện hoạt động 800mA I  I 24 FJ 128GB 206  I 24 LC 256  I DS1302  xI 74 LVC1T 45 I 0.8mA  3mA  1.28mA  x100mA  205.08mA < 800mA 1 o LM2576/TO chịu dòng 3A I  I GraphicLCD  I LT1117  I 74 ALVC16245  xI MAX485  I  0.1mA  800mA  100mA  2x1mA  902.1mA < 3A Như với việc chọn linh kiện LM2576/TO LT1117-3.3/SO đáp ứng điện áp, dòng điện, cơng suất cung cấp cho tồn mạch SW1 12V SW KEY -DPDT J4 3 + C10 680uF/16V OUT VIN ADJ FB VOUT + L2 220uH 1N4007 GND VIN 3.3V U13 LT1117-3.3/SO + D3 ON/OFF 5V U20 LM2576/TO C11 680uF/16V C12 680uF/16V D8 SS34 DC JACK 5V C19 104 C20 104 Hình 4.5: khối nguồn 4.2 Sơ đồ nguyên lý Trang 43 C21 104 C23 104 C14 104 C15 104 C16 104 C17 104 C18 104 C13 104 3.3V R1 4.7K 5V 3.3V 5V J1 47 48 25 41 20 SOSCI/C3IND/CN1/RC13 SOSCO/SCLKI/T1CK/C3INC/RPI37/CN0/RC14 D+/CN83/RG2 D-/CN84/RG3 C1IND/RP21/PMA5/CN8/RG6 C1INC/RP26/PMA4/CN9/RG7 C2IND/RP19/PMA3/CN10/RG8 C2INC/RP27/PMA2/CN11/RG9 Y2 4MHz ENVREG VCAP VUSB ENC_CS ENC_SCK ENC_MOSI ENC_MISO 1OE 2OE 3.3V 3.3V 18 20 R20 4.7K 14 R9 1K GRAPHIC LCD Q1 MMBT2222A RBIAS TPOUT+ TPOUTTPIN+ TPIN- 5V LEDA LEDB R6 51 C4 22p J10 BUZZER 13 12 R7 51 C2 C3 103 1K Q2 MMBT2222A 3.3V J6 U4 VCC VCC RST X2 DS1302_RST C8 15p J3 Y3 32.768Hz GND BT1 BATTERY X1 RxD1 PGD PGC 5V U6 VCCA VCCB A B DIR GND A 120 A1 B1 A2 B2 RJ45 1K ICSP 12V D4 U8 VCC VCC 4001 3.3V 5V 3.3V R17 1K R21 BTN0 BTN1 BTN2 BTN3 BTN4 BTN5 3.3V RxD2 VCCA VCCB A B DIR GND 74LVC1T45 CON7 5V U11 A J5 DE RE D R R18 12V 1K GND GND D9 U21 VCC VCC 4001 6 R19 A1 B1 A2 B2 RJ45 120 B TxD2 GNDVCC VCC GND WP RTS2 A2 A1 A0 U9 MAX485 10K U10 24LC256 SDA SCL SDI SDO SCLK CS CON1 J7 CON1 GND GND R16 74LVC1T45 C9 15p DS1302 3.3V MCLR R13 B I/O SCLK VCC1 TxD1 DE RE D R VCC2 SDA SCL U7 GNDVCC U5 MAX485 RTS1 R15 4.7K EEPROM_MOSI EEPROM_MISO EEPROM_SCK EEPROM_CS VCC WP HOLD U23 25LV512 R12 1K GND 5V 3.3V 3.3V R14 4.7K 103 C5 22p C7 22p 3.3V J2 R22 4.7K A1 B1 A2 B2 GND GND RJ45 1K L1 Ferrite Bead 17 16 R10 51 R11 57 56 35 Y1 25MHz 27 26 11 28 25 20 19 15 CLKOUT INT WOL SO SI SCK CS RESET LEDA LEDB RJ-45 HR91102A ENC_MISO ENC_MOSI ENC_SCK ENC_CS VCAP 10 12 INT R5 OSC2 10 1K LEDB 24 5V 10k 5V 48 25 R4 U3 ENC28J60 C1 103 VDD VDDOSC VDDPLL VDDRX VDDTX 10 11 12 13 14 15 16 OSC1 R8 PIC24FJxxxGB206 C6 22p R3 51 LEDA LCD_D0 LCD_D1 LCD_D2 LCD_D3 LCD_D4 LCD_D5 LCD_D6 LCD_D7 LCD_DI LCD_RW LCD_EN LCD_CS1 LCD_CS2 23 31 42 1DIR 2DIR 37 36 24 3.3V VSS VSSRX VSSTX VSSPLL VSSOSC 1A1 1A2 1A3 1A4 1A5 1A6 1A7 1A8 2A1 2A2 2A3 2A4 2A5 2A6 2A7 2A8 VCC2 VCC2 CS1 CS2 RXD2 TxD2 RTS2 47 46 44 43 41 40 38 37 36 35 33 32 30 29 27 26 VCC1 VCC1 58 59 33 31 32 34 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 DI RW EN CS1 CS2 LCD_BRIGHT BUZZER LCD_DIR GND GND GND GND GND GND GND GND PMD0/CN58/RE0 PMD1/CN59/RE1 PMD2/CN60/RE2 PMD3/CN61/RE3 PMD4/CN62/RE4 PMD5/CN63/RE5 SCL3/PMD6/CN64/RE6 SDA3/PMD7/CN65/RE7 OSCO/CLKO/CN22/RC15 60 61 62 63 64 VBUSST/V CMPST1/VBUSVLD /CN68/RF0 VCMPST2/SESSVLD/CN69/RF1 RP16/USBID/CN71/RF3 SDA2/ RP10/PMA9/CN17/RF4 SCL2/ RP17/PMA8/CN18/RF5 VBUS/RF7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 DI RW EN LCD_BRIGHT 17 19 4.7K 10 15 21 28 34 39 45 VDD VDD VDD AVDD PGED1/AN0/VREF +/PMA6/RP0/CN2/RB0 PGEC1/AN1/VREF-/ RP1/CN3/RB1 AN2/C2INB/VMIO/RP13/CN4/RB2 AN3/C2INA/VPIO/CN5/RB3 PGED3/AN4/C1INB/USBOEN/ RP28/CN6/RB4 PGEC3/AN5/C1INA/VBUSON/RP18/CN7/RB5 PGEC2/AN6/RP6/CN24/RB6 PGED2/AN7/RP7/RCV/CN25/RB7 AN8/RP8/CN26/RB8 AN9/RP9/PMA7/CN27/RB9 TMS/CV REF/AN10/PMA13/CN28/RB10 TDO/AN11/PMA12/CN29/RB11 TCK/AN12/CTEDG2/PMA11/CN30/RB12 TDI/AN13CTEDG1/PMA10/CN31/RB13 AN14/CTPLS/RP14/PMA1/CN32/RB14 AN15/ RP29/REFO/PMA0/CN12/RB15 46 49 50 51 52 53 54 55 42 43 44 45 U2 74ALVC16245/SO 1B1 1B2 1B3 1B4 1B5 1B6 11 1B7 12 1B8 13 2B1 14 2B2 16 2B3 17 2B4 19 2B5 20 2B6 22 2B7 23 2B8 40 DS1302_RST SCL SDA DMH/RP11/INT0/CN49/RD0 VCPCON/RP24/V BUSCHG/CN50/RD1 DPH/RP23/PMACK1/CN51/RD2 RP22/PMBE0/CN52/RD3 RP25/PMWR/CN13/RD4 RP20/PMRD/CN14/RD5 C3INB/CN15/RD6 C3INA/SESSEND/CN16/RD7 RTCC/DMLN/RP2 /CN53/RD8 DPLN/SDA1/RP4 /PMA14/PMCS1/CN54/RD9 SCL1/ RP3 /PMA15/PMCS2/CN55/RD10 RP12/PMACK2/CN56/RD11 OSCI/CLKI/CN23/RC12 LCD_DIR MCLR 16 15 14 13 12 11 17 18 21 22 23 24 27 28 29 30 39 EEPROM_SCK EEPROM_MOSI EEPROM_MISO EEPROM_CS PGD PGC INT RxD1 TxD1 RTS1 BTN0 BTN1 BTN2 BTN3 BTN4 BTN5 VSS VSS VSS AVSS MCLR 10 26 38 19 4148 U1 18 R2 11 18 21 22 D1 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 4.3 Lƣu đồ giải thuật Start Khởi tạo module phần cứng Button nhấn ? Y ID = ID + ID = 32 ? N ID = N Button nhấn ? Y Y ID = ID – ID = ? N ID = 32 N Button nhấn ? Y Đang hiển thị dòng thứ ? N Cuộn hình lên Y N Button nhấn ? Y Đang hiển thị dòng 50 ? N Cuộn hình xuống Y Gửi yêu cầu truyền liệu đến slave có địa ID N Có liệu từ slave ? Y N Y CRC ? N Timeout ? Y Hiển thị thông báo kết nối Y Hiển thị liệu END Trang 45 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Chƣơng 5: KẾT LUẬN 5.1 Các điểm đạt chƣa đạt đƣợc 5.1.1, Các điểm đạt đƣợc Hiện đề tài hoàn thành phần cứng, giao tiếp với LCD GRAPHIC, giao tiếp với đồng hồ MFM-383, lập trình giao diện hiển thị hình Graphic LCD 128x64, kết hợp nút nhấn để chọn đồng hồ thị LCD kéo hình để tiện quan sát Lấy thời gian thực từ DS1302 hiển thị LCD 5.1.2, Các điểm chƣa đạt Do thời gian thực đề tài ngắn nên tơi chưa hồn thành đề tài theo dự tính ban đầu Tơi chưa thực bước truyền liệu từ vi điều khiển máy tính chủ qua cổng mạng lưu liệu vào EEPROM 5.2 Hƣớng phát triển đề tài Tôi tiến hành thiết kế phần mềm để truyền liệu máy tính qua giao thức Ethernet lưu số liệu từ đồng hồ gửi vào EEPROM Trang 46 Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt : [1] Hoàng Minh Sơn, “Mạng truyền thông công nghiệp”, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội-2004 [2] http://www.tailieu.vn [3] http://www.picvietnam.com [4] http://www.dientuvietnam.net Tiếng Anh : [5] http://www.microchip.com [6] http://www.engscope.com/pic24-tutorial/ [7] http://www.youtube.com/watch?v=Jdp6owxHVl0&feature=player_embedded [8] http://www.alldatasheet.com [9] http://selectautomation.blogspot.com [10] http://www.modbus.org/ Trang 47 ... cảm ơn vii Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Ngày đồng hồ đo điện thay đồng hồ đo điện số Đồng hồ MFM-383 đồng hồ đo điện số hãng Selec... 2.24: Đồng hồ tủ điện đo đa SELEC MFM-383 28 iv Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Hình 2.25: Sơ đồ kết nối đồng hồ với điện áp pha 30 Hình 2.26: Sơ đồ kết nối đồng. .. tính để thiết lập cho đồng hồ lấy số liệu từ đồng hồ máy tính để giám sát Phần mềm có tính năng: hiển thị Trang Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH GIÁM SÁT ĐỒNG HỒ ĐIỆN CƠNG NGHIỆP số liệu từ đồng hồ máy tính