Đang tải... (xem toàn văn)
Tham khảo tài liệu ''giáo trình phân tích quy trình nghiên cứu phần mềm ứng dụng lập trình chăm sóc cây trồng p9'', khoa học tự nhiên, nông - lâm phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 4.2 Phân công tín hiệu điều khiển Stt Chức Tín hiệu đầu vào Cảm biến nhiệt độ Ta Cảm biến áp suất P Ap suất đặt Cảm biến x¹ Qs Nót Ên SET Nót Ên CANCEL Nót Ên DOWN Nót Ên UP Ch©n chip Ký hiƯu P0.7 P0.6 CBN CBS ASD CBB SET CANCEL DOWN UP P0.3 P1.6 P1.4 P1.3 P1.2 Tín hiệu đầu Van làm việc (Rơ le cho động bớc) P0.1 VLV Van thoát hiểm (Rơ le) P0.2 VTH Động bơm (Rơ le) P0.4 DCB Đèn báo HT làm việc bình thờng (Led) P0.0 D0 Đèn báo HT ống bị tắc (Led) P1.5 DT Đèn báo HT ống bị vỡ (Led) P1.7 DV 4.3 Thuật toán điều khiển Ta có sơ đồ thuật toán nh sau: Khoa Cơ Điện - 89 - Trờng ĐHNN I - H Nội .Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ Điện Nguyễn Thái Häc - Líp T§H 46 - 90 - Tr−êng §HNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Hình : Sơ đồ thuật toán điều khiển ngắt Khoa Cơ §iÖn - 91 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp T§H 46 220VAC J4 24VDC K1 D1 Dong_co_bom 10K C828 K2 24VDC 10K K3 24VDC 1 RELAY Van_thoat_hiem C828 Van thoat hiem 10K Van lam v iec 2 D3 J3 VTH RELAY Van_lam_v iec C828 1 Dong co bom 2 D2 J2 VLV RELAY Dong_co J1 H×nh - 6: Sơ đồ mạch lực Khoa Cơ Điện - 92 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi .§å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 4.4.Thuyết minh sơ đồ ã Mạch điều khiển Trong sơ đồ mạch điều khiển có hình hiển thị kết LCD đợc nối với chân chip cổng P2, tín hiệu vào tơng tự đợc nối vào chân cổng P0, P1 Năm nút nhấn bàn phím SET, CANCEL, DOWN, UP, RESET đợc nối với chân: P1.6, P1.4, P1.3, P1.2 chân XRES cổng kết nối máy tính qua cổng COM vào IC MAX 232 đa tín hiệu vào chân P1.0 P1.1 Khi phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào cảm biến mà chơng trình xử lý kích hoạt không kích chân chip, đa hiển thị thông số điều khiển lên LCD để dễ quan sát trình điều khiển Trong trình điều khiển ta đà tiến hành cài đặt thông số cấu hình cho chip vi điều khiển Các tín hiệu tơng tự từ cảm biến đợc đa vào chân chip thông qua biến đổi ADC khâu khuyếch đại Gain để chip xử lý Tín hiệu từ chip đợc đa tới mạch lực để kích đóng mở rơ le ã Mạch lực Tín hiệu từ chip khoảng - VDC dòng khoảng 50 - 100 mA ta dùng nguồn trực tiếp đóng mở rơ le hay vận hành động ta phải đa vào chân bazơ Tranzitor Khi có tín hiệu từ chip làm cho Tranzitor mở cho nguồn 24VDC bên truyền qua cuộn dây làm việc rơ le 24VDC để đóng mở tiếp điểm nối máy bơm van điều khiển với nguồn xoay chiều Các diode D1,D2, D3 làm nhiệm vụ chống dòng ngợc 4.5 Lựa chọn thiết bị * Các đầu vào cho điều khiển - Đầu vào Analog [0 - V] tơng ứng với tín hiệu cảm biến nhiệt Do điều kiện không cho phép không chế tạo cảm biến độ ẩm, cảm biến áp suất, cảm biến xạ mà thay vào đa tín hiệu analog từ đến VDC vào chân chip thay cho cảm biến Riêng với cảm biến nhiệt dùng loại cảm biến LM335 Khoa Cơ Điện - 93 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Líp T§H 46 LM335 cảm biến đo nhiệt độ tích hợp từ chất bán dẫn đo nhiệt độ xác dễ dàng chuẩn hố Nó làm việc diode Zener, LM335 có điện áp đánh thủng tỉ lệ trực tiếp với nhiệt độ tuyệt đối 10mV/oK Khi kiểm tra 25oC LM335 có sai số nhỏ 1oC Khơng giống cảm biến khác, LM335 có đầu tuyến tính LM335 ứng dụng phạm vi nhiệt độ từ -40oC ÷ 100oC Trở kháng thấp đầu tuyến tính làm cho việc ghép nối mạch mạch điều khiển trở nên đơn giản + Các đặc ®iĨm LM335 VCC - Đo trực tiếp nhiệt độ Kelvin R2 - Dịng làm việc từ 400µA ÷ 5mA 2.2K Output - Trở kháng động nhỏ 1Ω - Kiểm tra dễ dàng LM335 R1 10mV/oK 10K 1 - Phạm vi nhiệt o rng D1 - Giá thành hạ + Chun hố LM335 LM335 có phương pháp chuẩn hố thiết bị dễ dàng cho độ xác cao Nối nhánh hiệu chỉnh LM335 với biến trở 10KΩ (biến trở chỉnh tinh) Bởi đầu LM335 tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối Do với việc điều chỉnh biến trở, đầu cảm biến cho 0V 0oK Sai số điện áp đầu sai số độ dốc (do đầu tuyến tính theo nhiệt độ) Vì vậy, chuẩn hố độ dốc nhiệt độ làm tất nhiệt độ khác Điện áp đầu cảm biến tính theo cơng thức: T VoutT = VoutT0* (4-1) T0 Khoa Cơ Điện - 94 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Líp T§H 46 Trong đó: T nhiệt độ chưa biết T0 nhiệt độ tham chiếu Cả hai tính nhiệt độ Kelvin Bằng cách chuẩn hố đầu nhiệt độ làm đầu cho tất nhiệt độ khác Thông thường đầu lấy chuẩn 10mV/oK Ví dụ 25oC ta có đầu có điện áp 2,98V Tuy nhiên, LM335 loại cảm biến khác, tự làm nóng làm gim chớnh xỏc * Các đầu cho điều khiển - Đầu rơ le (Dòng điện cho phép 3A) * Giao diện truyền thông - Truền thông RS232 (COM PORT) * Giao diện ngời máy - Bàn phím gồm nút ấn - Màn hình tinh thể lỏng LCD (2 dòng 16 ký tự) - Các đèn LED biểu thị chế độ hoạt động * Các linh kiện đợc dùng trình thiết kế mạch: ễ rơ le điện áp điều khiển 24VDC ễ phím ấn ễ LCD module hiển thị tuân theo chuẩn công nghiệp Hitachi HD44780 Thông số module LCD: Khoa Cơ Điện - 95 - D6 D7 14 D5 12 13 D3 D4 D1 D2 10 11 D0 E RS RW VDD VEE VSS LCD Tr−êng §HNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 - Module gồm hai dòng 16 ký tự - Chân Vss Vdd hai ch©n cung cÊp nguån - Ch©n DB0 - DB7 chân liệu - Chân E chân cho phép đọc/ghi bus liệu - Chân R/W chân đọc/ghi - Chân RS chân lựa chọn ghi module Chân A, K hai chân cung cấp điện áp cho đèn hình Vcc,Vss chân nguồn +5V chân đất VEE đợc dùng để điều khiển độ tơng phản RS (Register Select )- chän ghi Cã ghi rÊt quan trọng bên LCD Chân RS đợc dùng để chọn ghi Nếu RS = ghi mà lệnh đợc chọn, cho phép ngời dùng gửi mà lệnh chẳng hạn nh xoá hình, đa trỏ đầu dòng Nếu RS = ghi liệu đợc chọn cho phép ngời dùng gửi liệu cần hiển thị lên LCD R/W (Read/Write )- Chân đọc ghi cho phép ngời dùng đọc/ ghi thông tin từ chip lên LCD R/W = đọc, R/W = ghi E (Enable )- Chân cho phép E đợc LCD sử dụng để chốt thông tin có chân liệu Khi liệu đợc cấp đến chân liệu xung mức cao-xuống-thấp đợc áp đến chân E để LCD chốt liệu chân liệu Xung phải rộng tèi thiĨu 450ns Ơ chip PsoC CY8C27443-24PI ý nghÜa chân * Ký hiệu P0[0] chân số cổng P0 (tơng tự với cổng khác) * AI( Analog Input) đầu vào tơng tự * AIO (Analog Input/Output) đầu vào tơng tự * SMP (Switch Mode Pump) chân lựa chọn chế độ kích điện áp, đợc sử dụng hoạt động với nguồn điện áp thấp 1.0V * External VREF chân lấy điện áp tham chiếu từ bên * External AGND chân lấy điện áp AGND làm tham chiếu từ bên Khoa Cơ Điện - 96 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Hình 4-7: Sơ đồ chân chip CY8C27443 * EXTCLK chân xung nhịp từ bên * XRES chân cho phép khởi động lại chip từ bên * I2C SDA chân truyền liệu nối tiếp truyền thông I2C * I2C CLK chân truyền xung nhịp truyền thông I2C * XTALin XTALout hai chân lấy xung nhịp thạch anh từ bên * Chân Vss Vdd chân nguồn cấp cho chip ễ Một IC ổn áp LM7805 loại IC với đầu vào điện áp từ đến 25V đầu điện áp ổn định 5V U3 LM7805/TO VOUT VIN GND Hình 4-8 : Sơ đồ chân IC LM7805 ễ Một IC MAX 232 loại IC cho phép chuyển đổi truyền thông nối tiếp với truyền thông RS232 ễ Một IC MAX 232 loại IC cho phép chuyển đổi truyền thông nối tiếp với trun th«ng RS232 14 15 19 10 11 12 17 13 U3 T1IN T2IN T3IN T4IN T5IN T1OUT T2OUT T3OUT T4OUT T5OUT 20 16 C1+ C1C2+ C2SD V+ VMAX232 Khoa Cơ Điện - 97 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 Ô Mét bé nguån ngoµi 220VAC, 24VAC vµ mét sè phơ kiƯn nh− mét sè tơ läc, jack tÝn hiƯu… 4.6.Cấu hình cho User Module chip CY8C27443 Hình 4-8: Sơ đồ cấu hình chip CY8C27443 Khoa Cơ Điện - 98 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 Hình 4-9: Cấu hình chân chip Module ADCINC module chuyển đổi số sang tơng tự Input : Lấy từ khối tơng tự ACB0 Clock Phase: Pha xung nhịp chế độ bình thờng Module LCD module hiển thị giá trị dùng để giao tiếp ngời máy LCDPort : Cæng kÕt nèi Port_2 BarGraph : Enable Cho phép cấu hình đồ hoạ LCD Module PGA: Module khuếch đại không đảo có tác dụng đầu vào tơng tự Hệ số thay đổi thông qua chơng trình lập trình - Gain : 1.000 Đặt hệ số khuếch đại - Input: analogColumn_InputMUX_0 đầu vào khuếch đại Khoa Cơ Điện - 99 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi ... cấu hình đồ hoạ LCD Module PGA: Module khuếch đại không đảo có tác dụng đầu vào tơng tự Hệ số thay đổi thông qua chơng trình lập trình - Gain : 1.000 Đặt hệ số khuếch đại - Input: analogColumn_InputMUX_0... tín hiệu đầu vào cảm biến mà chơng trình xử lý kích hoạt không kích chân chip, đa hiển thị thông số điều khiển lên LCD để dễ quan sát trình điều khiển Trong trình điều khiển ta đà tiến hành cài... kiểm tra 25oC LM335 có sai số nhỏ 1oC Khơng giống cảm biến khác, LM335 có đầu tuyến tính LM335 ứng dụng phạm vi nhiệt độ từ -40oC ÷ 100oC Trở kháng thấp đầu tuyến tính làm cho việc ghép nối mạch