BỘ ĐIỀU CHỈNH độ SÁNG đèn AC 220v VỚI ARDUINO UNO r3 VÀ TRIAC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN AC 220V VỚI ARDUINO UNO R3 VÀ TRIAC Giảng viên hướng dẫn : VÕ THIỆN LĨNH Sinh viên thực hiện: ĐINH TRẦN XUÂN HIỀN MSSV: 5951020026 Lớp : CQ.ĐTTHCN Khố : KHĨA K59 TPHCM, Tháng 12 Năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN AC 220V VỚI ARDUINO UNO R3 VÀ TRIAC Giảng viên hướng dẫn : VÕ THIỆN LĨNH Sinh viên thực hiện: ĐINH TRẦN XUÂN HIỀN MSSV: 5951020026 Lớp : CQ.ĐTTHCN Khố : KHĨA K59 TPHCM, Tháng 12 Năm 2021 LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu cao Các điều khiển sử dụng vi điều khiển đơn giản để vận hành sử dụng lại điều phức tạp Các vi điều khiển theo thời gian với phát triển công nghệ bán dẫn tiến triển nhanh, từ điều khiển bit đơn giản đến điều khiển 32 bit, sau 64 bit Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đáp ứng địi hỏi khơng ngừng từ lĩnh vực cơng - nông – lâm – ngư nghiệp cầu cần thiết hoạt động đời sống ngày Một ứng dụng thiết thực ứng dụng điện tử công nghiệp Với môn học Điện tử cơng nghiệp, nhóm chúng em chọn đề tài “ Thiết kế lập trình điều chỉnh độ sáng đèn AC 220V với Atmega328p Triac” Lập trình phần mềm Arduino mơ phần mềm Protus Nội dung báo cáo gồm chương: Chương GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ MÔ PHỎNG Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .2 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Cách tiếp cận phương pháp tìm hiểu .2 1.4 Phạm vi giới hạn đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới Thiệu Vi điều khiển ATMEGA328P 2.1.1 Khái niệm : .3 2.1.2 Đặc tính Thông số kỹ thuật ATmega328P: 2.1.3 Sơ đồ chân: 2.1.4 Các ứng dụng: 2.2 TRIAC BT136 .8 2.2.1 Kkhái niệm: 2.2.2 Sơ đồ chân: 2.2.3 Các ứng dụng BT136: 2.3 IC LM393 2.3.1 Khái niệm : .9 2.3.2 Tính thơng số kỹ thuật: .10 2.3.3 Sơ đồ chân: 11 2.3.4 Các ứng dụng 11 2.4 Optocouper (MOC3021) 12 2.4.1 Khái niệm: 12 2.4.2 Sơ đồ chân MOC3021: 13 2.4.3 Đặc tính thơng số kỹ thuật: 13 2.5 Một số linh kiện khác 14 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ MÔ PHỎNG .15 3.1 Lưu đồ thuật Toán 15 3.2 Sơ đồ nguyên lý mô 15 3.3 Kết mô Proteus 17 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 18 4.1 Kết Luận 18 4.2 Kiến nghị .18 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Sơ đồ chân Atmega328p Sơ đồ chân chức chân Sơ đồ chân Triac BT136 .8 IC LM393 10 Sơ đồ chân IC LM393 11 Optocoupler MOC3021 12 Sơ đồ chân Optocoupler 13 Lưu đồ thuật toán .15 Mô proteus .16 10 Code chương trình 17 11 Kết mô 17 DANH MỤC BẢNG MIỄ Bảng Sơ đồ chân Atmega328p .5 Bảng Sơ đồ chân IC LM393 .10 Bảng Sơ đồ chân Optocoupler 12 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Hiện hay công nghệ khoa học kỹ thuật đất nước ngày đại hóa,sự đời các Kit điều khiển ngày nhiều giúp dễ dàng việc lập trình điều khiển cho t��c sử dụng cho ứng dụng chuyển mạch AC Nếu bạn tìm cách chuyển đổi điều khiển (điều khiển tốc độ, điều chỉnh độ sáng) tải AC tiêu thụ 6A với thiết bị kỹ thuật số vi điều khiển vi xử lý BT136 phù hợp SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 2.2.2 Sơ đồ chân: Hình Sơ đồ chân Triac BT136  Một số lưu ý:  Tất mạch TRIAC chịu hiệu ứng gọi “hiệu ứng tỷ lệ” Điều xảy TRIAC thường xuyên chuyển mạch điện áp cao đột ngột xảy hai cực TRIAC làm hỏng TRIAC Có thể tránh điều cách sử dụng mạch snubber  Tương tự có hiệu ứng khác gọi “hiệu ứng phản ứng dội” Điều xảy điện dung tích lũy hai chân MT1 MT2 TRIAC Do đó, TRIAC khơng bật có điện áp cổng Vấn đề giải cách cung cấp điện trở nối tiếp để xả điện dung  Khi kiểm soát điện áp AC đầu cho ứng dụng điều khiển tốc độ điều chỉnh độ sáng, phương pháp giao ln khuyến khích sử dụng  Trong mạch chuyển mạch, TRIAC dễ bị sóng hài nhiễu EMI cần cách ly khỏi thiết bị điện tử kỹ thuật số khác SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN  Có khả xảy dòng ngược TRIAC chuyển đổi tải cảm ứng, phải cung cấp đường xả thay cho tải để dịng khởi động 2.2.3 Các ứng dụng BT136:  Bộ điều chỉnh độ sáng AC  Đèn chiếu sáng  Điều khiển tốc độ động AC  Mạch ghép tiếng ồn  Điều khiển tải AC MCU / MPU  Điều khiển nguồn AC / DC 2.3 IC LM393 2.3.1 Khái niệm : Hình IC LM393 LM393 IC so sánh điện áp chân sử dụng rộng rãi, đóng gói SO-8 gói khác IC nhỏ tích hợp nhiều tính phù hợp để sử dụng làm so sánh IC chứa hai opamps so sánh độ xác cao riêng biệt hoạt động từ nguồn điện đơn kép Một tính khác dải điện áp cung cấp rộng nên sử dụng IC nhiều ứng dụng khác IC yêu cầu dòng điện hoạt động thấp lý tưởng để sử dụng thiết bị di động hoạt động pin Hệ thống logic đầu sử dụng mạch kỹ thuật số Dòng điện đầu tối đa IC 20mA đủ để điều khiển transistor hệ thống logic, thiết bị logic vi điều khiển SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 10 2.3.2 Tính thơng số kỹ thuật:  Hai khuếch đại hoạt động so sánh điện áp riêng biệt gói  Có thể hoạt động từ nguồn cấp điện đơn kép  Hoạt động từ điện áp cung cấp rộng từ 2V đến 36V  Yêu cầu dòng hoạt động thấp khoảng 400uA  Yêu cầu dòng phân cực đầu vào bù thấp  Đầu dễ dàng sử dụng để điều khiển hầu hết hệ thống logic  Độ xác cao  Đáng tin cậy để sử dụng thiết bị thương mại  Giá thấp  Thích hợp cho thiết bị di động hoạt động pin 2.3.3 Sơ đồ chân: Hình Sơ đồ chân IC LM393 Số thứ tự chân Mô tả Mô tả chức chân Đầu A Đầu Op-amp thứ IC Đầu vào đảo ngược A Đầu vào đảo ngược Op-amp thứ IC SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 11 Đầu vào không đảo ngược A Đầu vào không đảo ngược Op-amp thứ IC Nối đất GND Nối đất / âm tính cho hai op-amp IC Đầu vào đảo ngược B Đầu vào đảo ngược Op-amp thứ hai IC Đầu vào không đảo ngược B Đầu vào không đảo ngược Op-amp thứ hai IC Đầu B Đầu op-amp thứ hai IC Vcc Cấp điện dương Op-amp IC Bảng Sơ đồ chân IC LM393 2.3.4 Các ứng dụng  Mạch so sánh  Phát điện áp  Ứng dụng dao động  Ứng dụng hệ thống logic 2.4 Optocouper (MOC3021) 2.4.1 Khái niệm: MOC3021 optocoupler hay optoisolator điều khiển TRIAC phát điểm Như biết thuật ngữ optocoupler hay optoisolater có nghĩa sử dụng ánh sáng để ghép nối gián tiếp vào mạch Điểm đặc biệt MOC3021 có khả phát điểm zero điều khiển Triac SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 12 Hình Optocoupler MOC3021 Vì đầu điều khiển TRIAC, điều khiển tải lên đến 400V triac dẫn theo hai hướng việc kiểm sốt tải AC khơng thành vấn đề Cũng có khả phát điểm nên bật tải AC, TRIAC bắt đầu dẫn điện sau sóng AC đạt đến 0V, theo cách tránh điện áp đỉnh trực tiếp đến tải ngăn bị hỏng Nó có thời gian tăng giảm sử dụng để kiểm soát điện áp đầu SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 13 2.4.2 Sơ đồ chân MOC3021: Hình Sơ đồ chân Optocoupler Số thứ tự Tên chân Mô tả chức chân chân Anode(A) Chân dương Led hồng ngoại nối với đầu Cathode(C) NC Triac MT1 NC Triac MT2 vào logic Chân âm Led hồng ngoại Không kết nối – không sử dụng Một đầu Triac diện bên IC Không kết nối – không sửu dụng Một đầu Triac diện bên IC Bảng Sơ đồ chân Optocoupler 2.4.3 Đặc tính thơng số kỹ thuật:  Optoisolator với điều khiển triac phát điểm không  Điện áp thuận Diode LED đầu vào: 1.15V  Dòng chốt thuận LED: 15mA  Điện áp chân đầu Triac: 400V (tối đa)  Có dạng PDIP chân có khơng có hậu tố M 2.4.4 Ứng dụng MOC3021:  Bộ điều chỉnh độ sáng AC SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 14  Đen chiếu sáng  Điều khiển tốc độ động AC  Mạch ghép nhiễu  Điều khiển tải AC MCU/MPU  Điều khiển nguồn AC/DC 2.5 Một số linh kiện khác  2x 1N4007 ohm resistor  x 220k ohm resistor  10k ohm potentiometer  x 10k ohm resistor  470 ohm resistor  180 ohm resistor  100 ohm resistor  0.01µF capacitor  5V source SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 15 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ MÔ PHỎNG 3.1 Lưu đồ thuật Tốn Hình Lưu đồ thuật tốn 3.2 Sơ đồ ngun lý mơ 3.2.1 Linh kiện cần thiết :  Arduino board  BT136 Triac   220V AC lamp  LM393 (or LM339) comparator  Optocoupler (MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023)   x 1N4007 diode (or 1N4001)  Resistor x 220k ohm  Potentiometer 10k ohm  Resistor 10k ohm SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 16  Resistor 470 ohm  Resistor 120 ohm  Resistor 100 ohm  Capacitor 0.01µF  Breadboard  Jumper wires Hình Mơ proteus 3.2.2 Code chương Trình SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 17 Hình 10 Code chương trình 3.3 Kết mơ Proteus Hình 11 Kết mơ SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 18 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết Luận Trong trình nghiên cứu xây dựng đề tài em vận dụng kiến thức chuyên môn nhằm để hồn thành u cầu đặt Qua em cố lại kiến thức chuyên ngành Trên sơ chúng em đánh giá lại có sau học Trong thời gian thực đề tài với bảo giúp đỡ tận tình thầy Võ Thiện Lĩnh hướng dẫn đến mạch “Điều chỉnh độ sáng đèn AC 220V với Arduino Nano V3 ” hoàn thành 4.2 Kiến nghị Do thời gian có hạn trình độ chun mơn cịn hạn chế nên đề tài cịn tồn thiếu sót Em mong nhận ý kiến góp ý q thầy khoa để sản phẩm em hoàn thiện Cuối chúng em xin cảm ơn quý thầy tạo điều kiện tốt giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN 19 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Đinh Trần Xuân Hiền Lớp: CQ.K59.KTĐTTHCN ...nh Sơ đồ chân Triac BT136  Một số lưu ý:  Tất mạch TRIAC chịu hiệu ứng gọi “hiệu ứng tỷ lệ” Điều xảy TRIAC thường xuyên chuyển mạch điện áp cao đột ngột xảy hai cực TRIAC làm hỏng TRIAC Có t...ầu điều khiển TRIAC, điều khiển tải lên đến 400V triac dẫn theo hai hướng việc kiểm sốt tải AC khơng thành vấn đề Cũng có khả phát điểm nên bật tải AC, TRIAC bắt đầu dẫn điện sau sóng AC đạt đ...ới đầu Cathode(C) NC Triac MT1 NC Triac MT2 vào logic Chân âm Led hồng ngoại Không kết nối – không sử dụng Một đầu Triac diện bên IC Không kết nối – không sửu dụng Một đầu Triac diện bên IC Bả