Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ QUẠT THEO GIÁ TRỊ NHIỆT ĐỘTÓM TẮT ĐỒ ÁNNgày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Trong đó, sự phát triển của kỹ thuật tự động hóa đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác ,bảo mật cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết cho sự tiện lợi cho cuộc sống. Đồ án (khóa luận) này trình bày về hệ thống mạch đo nhiệt độ và điều khiển tốc độ động cơ theo nhiệt độ. Sử dụng cảm biến LM 35, vi xử lý Pic 16F877A và module L298 dùng để điều khiển động cơ. Đồ án sẽ trình bày những thành phần của bo mạch để đo nhiệt độ hiển thị ra LCD.Bộ mạch được điều khiển bởi vi điều khiển PIC 16F877A bằng ngôn ngữ lập trình CCS với vai trò điều khiển và nhập xuất dữ liệu từ các thiết bị giao tiếp với nó, điển hình như là cảm biến nhiệt độ LM35 được giao tiếp với vi điều khiển PIC 16F877A và xuất dữ liệu đọc nhiệt độ cảm biến sau đó giao tiếp với thiết bị LCD mã hóa dữ liệu để hiển thị kết quả lên màn hình với dữ liệu của cảm biến LM35 cùng lúc điều khiển động cơ quạt theo nhiệt độ đã lập trình.
ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ -o0o - ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ QUẠT THEO GIÁ TRỊ NHIỆT ĐỘ GVHD: NGUYỄN VŨ ANH DUY SVTH: VŨ VĂN ĐÔ MSSV: 2025180118 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2020 ĐẠI HỌC CNTP TP.HỒ CHÍ MINH -✩ Khoa: CN CƠ KHÍ Bộ Mơn: Cơ Điện Tử CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -✩ - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN HỌ VÀ TÊN: VŨ VĂN ĐÔ MSSV: 2025180118 NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ LỚP : 09DHCDT1 Đề tài: Thiết kế mạch đo nhiệt độ điều khiển tốc độ quạt theo giá trị nhiệt độ Nhiệm vụ (Yêu cầu nội dung số liệu ban đầu): Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn Nội dung yêu cầu ĐAHP thông qua Bộ Môn Tp.HCM, ngày… tháng… năm 20 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ : Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ: NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH Lời cảm ơn GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án Cơ điện tử 1, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Vũ Anh Duy, giảng viên Bộ môn Cơ Điện Tử- trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.Hồ Chí Minh người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm khoá luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.Hồ Chí Minh nói chung, thầy Bộ mơn Cơ Điện Tử, Khoa Cơng nghệ Cơ khí nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành đồ án mơn học Cơ điện tử Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Sinh viên Vũ Văn Đô Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy TÓM TẮT ĐỒ ÁN Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Trong đó, phát triển kỹ thuật tự động hóa tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác ,bảo mật cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết cho tiện lợi cho sống Đồ án (khóa luận) trình bày hệ thống mạch đo nhiệt độ điều khiển tốc độ động theo nhiệt độ Sử dụng cảm biến LM 35, vi xử lý Pic 16F877A module L298 dùng để điều khiển động Đồ án trình bày thành phần bo mạch để đo nhiệt độ hiển thị LCD Bộ mạch điều khiển vi điều khiển PIC 16F877A ngơn ngữ lập trình CCS với vai trò điều khiển nhập xuất liệu từ thiết bị giao tiếp với nó, điển cảm biến nhiệt độ LM35 giao tiếp với vi điều khiển PIC 16F877A xuất liệu đọc nhiệt độ cảm biến sau giao tiếp với thiết bị LCD mã hóa liệu để hiển thị kết lên hình với liệu cảm biến LM35 lúc điều khiển động quạt theo nhiệt độ lập trình Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan 1.2 Phương pháp thực .1 CHƯƠNG LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan PIC I PIC gì? .2 II Tại dùng PIC ? .2 III Các dòng PIC cách lự chọn vi điều khiển PIC IV Ngơn ngữ lập trình cho Pic V Mạch nạp Pic 2.2 Giới thiệu linh kiện sử dụng .5 I Giới thiệu PIC 16F877A .5 Chức sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A: .5 Một vài thông số vi điều khiển PIC16877A Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A .6 Tổ chức nhớ Bộ nhớ chương trình Stack 11 II Các cổng xuất nhập PIC16F877A .11 Cổng PORTA 11 Cổng PORTB 12 Cổng PORTC 12 Cổng PORTD 13 Cổng PORTE 13 Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Timer0 .13 Timer1 .15 Timer2 .17 III Thiết bị LCD .18 1.Khối hiển thị LCD 2x16 (2 dòng, 16 cột) 18 2.Chức LCD 19 Sơ đồ chân LCD .19 IV Module điều khiển L298 IC L298 .20 1.Module điều khiển L298 20 2.IC L298 21 V Điện trở .22 VI Biến trở .24 VII Nút nhấn 25 VIII Led đơn 25 Chức 25 Chức mạch 26 IX Diode Cầu 3A 700V KBP307 (Vuông) 26 X Thạch anh 27 XI Cảm biến 27 Đặc điểm chung cảm biến LM35 .27 Tính tốn nhiệt độ đầu sai số hệ thống 28 Sai số hệ thống đo 29 XII Quạt 29 2.3 Phương pháp điều chế xung PWM 29 a Điều chế xung PWM gì? 29 b Ứng dụng PWM điều khiển: 30 c Nguyên lý điều chế xung 30 Đồ án học phần Cơ điện tử d GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Thiết lập chế độ PWM cho PIC 16F877A 31 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG 33 I Sơ đồ khối 33 Danh sách khối: 33 Chức khối: 33 II Thiết kế phần cứng 34 Khối nguồn 34 Khối Vi điều khiển 34 Khối hiển thị LCD 34 Khối L298 35 Khối LED 35 Khối cảm biến .35 Khối động (Quạt) .36 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM 37 I Trình bày mơ phần mềm Proteus 37 Mạch mô xảy cố 37 Mạch mô làm việc bình thường 38 Mạch nguyên lý để thiết kế mạch Proteus 39 Thiết kế mạch Proteus 39 Thiết kế phần mềm 41 Lưu đồ giải thuật: 42 Code chương trình 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN 47 I Tìm hiểu chuẩn bị linh kiện 47 II Thi công lắp đặt 48 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 49 I Kết luận 49 Đồ án học phần Cơ điện tử II GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Hướng phát triển .49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 52 DANH SÁCH HÌNH MINH HỌ Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Hình Hình 2 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A .7 Hình Bộ nhớ chương trình PIC16F877A Hình Sơ đồ nhớ liệu PIC16F877A Hình Sơ đồ khối timer0 14 Hình Sơ đồ khối Timer1 16 Hình Sơ đồ khối Timer2 17 Hình hình LCD thực tế .18 Hình Sơ đồ chân LCD 19 Hình 10 Module điều khiển L298 21 Hình 11 IC L298 22 Hình 12 Điện trở 23 Hình 13 Cách đọc màu điện trở .24 Hình 14 Các ký hiệu biến trở 24 Hình 15 Biến trở cúc áo 24 Hình 16 Nút nhấn đơn chân 25 Hình 17 Các cách kết nối nút nhấn 25 Hình 18 Led đơn 26 Hình 19 Diode cầu 3A 700V KBP307 Vuông 26 Hình 20 Thạch anh 20MHZ 27 Hình 21 Quạt tản nhiệt .29 Hình 22 Đồ thị dạng xung điều chế PWM 30 Hình 23 Sơ đồ xung điều khiển đầu 30 Hình Mạch mơ xảy cố 37 Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Hình Mạch mơ làm việc bình thường 38 Hình Mạch nguyên lý Proteus 39 Hình 4 Mạch in thiết kế phần mềm Proteus 40 Hình Mạch in xuất file PDF 40 Hình Kết thi công 48 Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Hình Mạch mơ làm việc bình thường Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Mạch nguyên lý để thiết kế mạch Proteus Hình Mạch nguyên lý Proteus Thiết kế mạch Proteus Mạch in thiết kế phần mềm Proteus dùng để in mạch lắp đặt linh kiện lên mạch sau mơ Hình 4 Mạch in thiết kế phần mềm Proteus Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Hình Mạch in xuất file PDF Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Thiết kế phần mềm Chương trình chính, chương trình ngắt Chương trình chương trình phục vụ ngắt TIMER2, tính PWM, Chương trình hiển thị quạt chạy cấp nhiệt độ Chương trình ngắt timer có tác dụng cập nhật liệu quay nhiệt độ tính giá trị PWM hiển thị lên hình LCD Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Lưu đồ giải thuật: Begin - Khởi tạo Port Khởi tạo LCD Khởi tạo ADC Khởi tạo Timer2 Khởi tạo PWM - Đọc nhiệt độ (NĐ) Sai NĐ >35 Đúng Tắt quạt Tắt LED Báo dừng Sai NĐ >40 Đúng Bật LED Quạt chạy cấp Báo chạy cấp Sai NĐ >45 Đúng Bật LED Quạt chạy cấp Báo chạy cấp Bật LED Quạt chạy cấp Báo chạy cấp Đồ án học phần Cơ điện tử GVHD: Nguyễn Vũ Anh Duy Code chương trình #INCLUDE #device adc=10 #FUSES HS // // // cho phep su dung thach anh ngoai #USE DELAY(CLOCK=20M) // thach anh 20M #INCLUDE #define led pin_a1 unsigned int16 kq,ndlm35; signed int32 PWM_DUTY,i; VOID doc_lm35() { SET_ADC_CHANNEL(0); kq=0; FOR(I=0;I