ĐỌC TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS + VIDEO THUYẾT MINH LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

ĐỌC TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS + VIDEO THUYẾT MINH LIÊN HỆ ZALO 0327697318) .ĐỌC TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS + VIDEO THUYẾT MINH LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN Môn học: HỆ THỐNG NHÚNG Đề tài: ĐỌC TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ GVHD: Tăng Cẩm Nhung SVTH: Nguyễn Trung Kiên MSSV: K175520114205 Phạm Ngọc Thành MSSV: K155520114121 Lường Quang Oanh MSSV: K175520114037 Lớp: 53CĐT01 Thái Nguyên, ngày tháng năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU 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 Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Nó đáp ứng nhu cầu cần thiết hoạt động đời sống ngày công nghiệp Một thiết bị sử dụng quen thuộc với cúng ta động điện Vậy để điều khiển nó, có nhiều cách nhiên chúng em định sử dụng cảm biến nhiệt độ để điều khiển ứng dụng thiết thực Sau thời gian học tập rèn luyện, với bảo tận tình thầy giáo Tăng Thị Cẩm Nhung trợ giúp bạn nhóm tài liệu có liên quan, chúng em hoàn thành xong đề tài Tiểu luận hồn thành xong, khơng thể tránh nhiều thiếu sót mong thầy giáo thơng cảm bảo thêm để đề tài ứng dụng rộng rãi thực tế Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô! Thái nguyên, ngày…tháng…năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Trung Kiên Lường Quang Oanh Phạm Ngọc Thành Lời Cảm Ơn Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp đưa môn Hệ thống Nhúng vào trương trình giảng dạy Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên môn - Cô Tăng T Cẩm Nhung Nhung dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian học tập vừa qua Trong thời gian tham gia lớp học cơ, em có thêm cho nhiều kiến thức bổ ích, tinh thần học tập hiệu quả, nghiêm túc Đây chắn kiến thức quý báu, hành trang để em vững bước sau Bộ mơn Hệ thống Nhúng môn học thú vị, vô bổ ích có tính thực tế cao Đảm bảo cung cấp đủ kiến thức, gắn liền với nhu cầu thực tiễn sinh viên Tuy nhiên, vốn kiến thức nhiều hạn chế khả tiếp thu thực tế nhiều bỡ ngỡ Mặc dù chúng em cố gắng chắn tiểu luận khó tránh khỏi thiếu sót nhiều chỗ cịn chưa xác, kính mong xem xét góp ý để tiểu luận em hoàn thiện Chúng Em xin chân thành cảm ơn!” Mục lục MỤC LỤC HÌNH CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ VÀ DÙNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 1.1 Giới thiệu Cảm biến nhiệt độ cảm biến sử dụng để đo nhiệt độ, nhiệt độ thay đổi cảm biến đưa dạng tín hiệu mà từ tín hiệu đọc đọc quy nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ sử dụng với nhiều chứng nhiều ứng dụng khác như: dùng đo nhiệt độ bồn đun nước, đun dầu, đo nhiệt độ lị nung, lị sấy, máy điều hịa, bình nóng lạnh, nhiệt kế, … Các loại cảm biến nhiệt độ thường gặp: • Điện trở oxit kim loại - • Loại làm từ hỗn hợp oxit kim loại mangan, niken, cobalt Hoạt động dựa thay đổi điện trở nhiệt độ thay đổi Ưu điểm loại bền, rẻ, dễ ché tạo dãy tuyến tính hẹp Có dải đo 50 độ C Loại dùng để bảo vệ, éo vào cuộn dây động cơ, mạch điện tử Có hai loại là: hệ số nhiệt dương PTC có điện trở tăng theo nhiệt độ loại hệ số nhiệt âm NTC có điện trở giảm theo nhiệt độ Thường dùng loại NTC Cảm biến nhiệt bán dẫn - Cảm biến nhiệt bán dẫn làm từ loại chất bán dẫn Hoạt động dựa phân cực chất bán dẫn bị ảnh hưởng nhiệt độ Loại rẻ tiền, dễ chế tạo, có độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lí đơn giản lại không chịu nhiệt độ cao bền Dải đo: -50 ~ 150 độ C Loại ứng dụng để đo nhiệt độ khơng khí, dùng thiết bị đo bảo vệ mạch điện tử Phân loại: kiểu diod, kiểu IC LM35, LM335, LM45 • Nhiệt kế xạ Nhiệt kế xạ gọi hoả kế, cấu tạo từ mạch điện tử, quang học Hoạt động dựa việc đo tính chất xạ lượng mơi trường mang nhiệt Hoả kế dùng môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với mơi trường đo lại có độ xác khơng cao bền Có dải đo vào khoảng -97 ~ 1800 độ C Được ứng dụng để làm thiết bị đo cho lò nung Hoả kế gồm loại: Hỏa kế xạ, hỏa kế cường độ sáng hỏa kế màu sắc  Để phục vụ mục đính nghiên cứu tong tiểu luận em dùng cảm biến nhiệt độ - LM35 giới hạn cảm biến phù hợp với môi trường đo nhiệt độ ngồi trời, chi phí rẻ, nhỏ gọn dễ lắp ráp 1.2 Giới hạn • Thơng số kỹ thuật: Điện áp hoạt động: 4~20VDC Công suất tiêu thụ: khoảng 60uA Khoảng đo: -55°C đến 150°C Điện áp tuyến tính theo nhiệt độ: 10mV/°C Sai số: 0.25°C Kiểu chân: TO92 Kích thước: 4.3 × 4.3mm Do điều kiện kinh tế thiết kế cảm biến nhiệt độ LM35 sử dụng nút nhấn để xét ngưỡng nhiệt độ cho động chạy hiển thị bảng điều khiển lên LCD, sử nguồn sạc từ lưới 220V, điện hệ thống khơng hoạt động CHƯƠNG II: THIẾT KẾ 2.1 Giới thiệu Để điều khiện động quay hay ngừng quay giống cơng tắc điện, bật quay tắt ngừng Quan trọng bật tắt phải thực cách tự động Giống nhiệt độ phịng mức 26°C quạt tự bật nhiệt độ phòng xuống thấp 22°C quạt tự động tắt Để làm điều phải có thiết bị đo nhiệt độ, nhiệt độ lớn hay nhỏ mức điện áp ngưỡng cài đặt động (quạt) điều khiển theo chế độ định sẵn Chương tìm hiểu sâu nguyên lý điều khiển cung chế độ khác dùng để điều khiện động 2.2 Thiết kế sơ đồ khối Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch tự động điều chỉnh tốc độ động theo nhệt độ  Chức khối: - Khối nguồn: có chức cấp nguồn cho toàn mạch để hoạt động Khối xử lý: xử lý tín hiệu thu từ tín hiệu đầu vào cảm biến nút bấm Khối hiển thị: có chức hiển thị thông số cài đặt nhiệt độ thực trời tốc độ quay động Khối cài đặt số đếm button: có chức cài đặt ngưỡng cho tốc độ động theo nhiệt độ đặt Khối điều khiển động cơ: nhận tín hiệu từ khối xử lý thực quay động giới điều chỉnh tốc độ quay động Khối thu chuyển tín hiệu nhiệt thành điện: đo nhiệt độ từ mơi trường bên ngồi chuyển đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu điện tỉ lệ với tín hiệu nhiệt chuyển tín hiệu điện cho khối xử lý 2.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 2.3.1 Khối hiển thị (LCD 16x4) LCD hình 16X4 sử dụng driver HD44780, có khả hiển thị dịng với dịng 16 ký tự, hình có độ cao, phổ biến, nhiều mã mẫu dễ dàng sử dụng thích hợp cho người học làm việc dự án Điện áp hoạt động 5V Kích thước: 86.96 x 60 x 13 mm Hình 2.2 LCD 16X4 thực tế 2.3.2 Khối thu chuyển tín hiệu nhiệt thành điện LM 35 cảm biến nhiệt độ LM35 có chân (2 chân cấp nguồn chân xuất điện áp tùy theo nhiệt độ) Nhiệt độ tăng 1C điện áp xuất chân out LM35 tăng 10mV Để đo lường nhiệt độ dùng nhiều loại cảm biến nhiệt khác, loại có ưu điểm riêng phù hợp với nhu cầu riêng Ở đề tài đo nhiệt độ mơi trường bình thường nên sử dụng LM35 tối ưu vì: loại cảm biến có độ xác cao, tầm hoạt động tuyến tính từ 0-128 độ C, tiêu tán cơng suất thấp Hình 2.3 Cảm biến nhiệt độ LM35 thực tế mạch proteus - Chân 1: Đấu với nguồn Nguồn cung cấp từ 4V đến 20V tùy loại IC - LM35 sử dụng Chân 2: Chân Vout cho giá trị thay đổi theo nhiệt độ môi trường Ứng với giá trị nhiệt độ đầu vào ta có mức điện áp tương ứng Với chênh lệch 1oC điện - áp đầu chênh lệch 10mV Chân 3: Chân nối đất 2.3.3 Khối xử lý  Pic 16f877a PIC16F877A Vi điều khiển PIC 40 chân sử dụng hầu hết dự án ứng dụng nhúng Nó có năm cổng cổng A đến cổng E Nó có ba định thời có định thời 8-bit định thời 16 bit Nó hỗ trợ 10 nhiều giao thức giao tiếp giao thức nối tiếp, giao thức song song, giao thức I2C PIC16F877A hỗ trợ ngắt chân phần cứng ngắt định thời • Sơ đồ chân PIC16F877A Hình Sơ đồ chân PIC16F877A Ngồi cịn có bảng thơng tin chi tiết kèm số thứ tự chân, tên tương ứng mơ tả sơ lược chân Hình 2.4 Sơ đồ chân Pic 16f877a • Mạch PIC16F877A Mỗi vi điều khiển PIC có mạch bạn khơng thiết kế mạch khơng hoạt động Nó giống cấp nguồn cho vi điều khiển PIC hoạt động mức + 5V Để cung cấp tần số cho vi điều khiển PIC, sử dụng dao động tinh thể PIC 16F877a, bạn sử dụng dao động tinh thể dải tần từ 4MHz đến 40MHz Đây Mạch PIC16F877a mà bạn cần thiết kế: 11 Hình 2.5 Mạch PIC16F877A • Giải thích mạch - Chân số 1: Chân gọi MCLR (Master Clear) cần cấp - 5V cho chân thông qua điện trở 10k-ohm Chân số 11 chân số 32: Các chân ký hiệu Vdd nên cần cấp cho + 5V bạn thấy đường có màu đỏ - hình Chân số 12 chân số 31: Các chân Vss, cấp GND (nối - đất) chân đường có màu đen Chân số 13 14: Các chân đặt tên OSC1 (Bộ tạo dao động 1) OSC2 (Bộ tạo dao động 2), phải gắn tạo dao động tinh thể (16MHz) chân đường màu cam Sau dao động tinh thể, có tụ điện 33pF sau nối đất 12  Mạch điều khiển động DC L298 Mạch điều khiển động DC L298 có khả điều khiển động DC, dòng tối đa 2A động cơ, mạch tích hợp diod bảo vệ IC nguồn 7805 giúp cấp nguồn 5VDC cho module khác (chỉ sử dụng 5V nguồn cấp