BÁO cáo CUỐI kỳ môn PBL 2 PHẦN KTS đề tài mạch đo nhiệt độ thay đổi tốc độ quạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ================== BÁO CÁO CUỐI KỲ MÔN PBL PHẦN KTS Đề tài : “ mạch đo nhiệt độ thay đổi tốc độ quạt” Sinh viên: Trần Đức Giảng Trần Như Bảo Khánh Người hướng dẫn: NGUYỄN VĂN PHÒNG Đằ nẵng, ngày 23 tháng 12 năm 2021 Lời mở đầu Trong xã hội đời sống tinh thần, vật chất người khơng ngừng nâng cao Chính mà đời thiết bị điện tử nói chung ngày nhiều với hình thức đa dạng, xong việc bảo vệ thiết bị điện tử hoạt động lâu dài gặp nhiều khó khăn Nhìn chung thiết bị hoạt động nhiệt độ làm giảm tuổi thọ thiết bị cháy linh kiện trình làm việc Nhưng tai nạn lại xảy chủ yếu thay đổi nhiệt độ làm việc kết hợp với nhiệt độ mơi trường tăng cao Vì để đảm tính an tồn cho thiết bị hoạt động khu vực khí hậu nóng ẩm Việt Nam cần phải có thiết bị đo nhiệt độ môi trường xung quanh linh kiện, thiết bị có chức đo nhiệt độ mơi trường xung quanh linh kiện, đồng thời có khả điều khiển hệ thống quạt tản nhiệt nhiệt độ môi trường xung quanh linh kiện đạt đến ngưỡng nhiệt độ ấn định trước Với đề tài này, chúng em có hội tìm hiểu vận dụng kiến thức học vào ứng dụng đời sống Cụ thể tìm hiểu, sâu vào thiết kế mạch đo nhiệt độ hiển thị lên đoạn điều khiển quạt theo nhiệt độ.Do kiến thức hạn chế chưa có nhiều kinh nghiệm nên trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý, nhận xét từ thầy để báo cáo hồn chỉnh rõ ràng Em xin chân thành cảm ơn! Các linh kiện - Cảm biến nhiệt LM35: Cảm biến nhiệt độ LM35 có điện áp Analog đầu tuyến tính theo nhiệt độ thường sử dụng để đo nhiệt độ môi trường theo dõi nhiệt độ thiết bị Đặc trưng LM35 • Được hiệu chuẩn trực tiếp nhiệt độ C ( Centigrade) • Hệ số thang đo tuyến tính +10,0 mV/ °C • Có thể đảm bảo độ xác 0.5°C (ở +25°C) • Hoạt động từ - 30 vơn • Thích hợp cho ứng dụng từ xa • Dịng tiêu thụ nhỏ 60 pm • Tự làm nóng thấp, 0,08°C khơng khí tính • Đầu kháng trở thấp, 0,1Q cho tải mA • Chỉ có độ phi tuyến tính ± 1/4°C điển hình • Khoảng nhiệt độ đo được: -55°C đến 150°C Số chân Tên chân Vcc hay +Vs Vout Chức Chân cấp nguồn với điện áp từ 4V đến 30V Chân lấy điện áp ra, điện áp chân thay đổi 10mV/oC GND Đặc điểm hoạt động điển hình LM35: Chân nối đất - Vôn kế chiều: Được sử dụng để đo điện áp chiều hai điểm mạch điện - Tụ điện: tích trữ lượng điện ắc qui nhỏ dạng lượng điện trường Nó lưu trữ hiệu electron phóng điện tích để tạo dịng điện - Điện trờ: dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu - ADC0804: chuyển đổi từ dạng tín hiệu tương tự sang tín hiệu tín hiệu số ngược lại Số chân Tên chân Mô tả CS (chip select) Chân sử dụng sử dụng nhiều module ADC Theo mặc định nốì đất RD (read) Chân phải nốì đất để đọc giá trị analog WR (write) Chân phải mức cao để’ bắt đầu chuyể’n đổi liệu CLK IN Đồng hồ bên ngồi có thể’ kết nốì đây, RC khác có thể’ sử dụng để’ truy cập đồng hồ bên INTR (interrupt) Lên mức cao cho yêu cầu ngắt Vin (+) Đầu vào analog vi sai + Kết nốì với đầu vào ADC Vin (-) Đầu vào tương tự vi sai - Kết nốì với đất Ground Chân analog ground nốì đất mạch Vref/2 Điện áp tham chiếu để chuyển đổi ADC 10 Gound Chân digital ground nối đất mạch 11 đến 18 Bit liệu đến bit Bảy chân bit liệu đầu từ có đầu 19 CLK R Chân đầu vào điện trở định thời RC cho gen đồng hồ bên 20 Vcc Cấp nguồn cho module ADC, sử dụng + 5V Đặc trưng ADC0804 • • Tương thích với dẫn xuất 8080 pP - khơng cần logic giao tiếp thời gian truy cập 135 ns • Giao diện dễ dàng với tất vi xử lý hoạt động "độc lập" • Thơng lượng điện áp khác • Đầu vào điện áp tương tự khác biệt • Đầu vào đầu logic đáp ứng thông số kỹ thuật mức điện áp MOS TTL • Hoạt động với tham chiếu điện áp 2,5V (LM336) • Bộ tạo xung nhịp chip • Dải điện áp đầu vào tương tự 0V đến 5V với nguồn cung cấp 5V • Khơng cần điều chỉnh • Hoạt động theo tỷ lệ với tham chiếu điện áp điều chỉnh VDC, 2,5 VDC nhịp tương tự - LED đoạn: Tất chân cathode nốì với nối đất - DAC0800: thực chuyển đổi liệu kỹ thuật số (thường nhị phân) thành tín hiệu tương tự Đặc trưng DAC0800 • • • • • • Đầu giải nhanh tại: 100 ns Lỗi kích thước đầy đủ: LSB Độ phi tuyến tính nhiệt độ: ± 0,1% Dịng chảy mức độ đầy đủ:± 10 ppm / ° C Tuân thủ đầu cao: -10V đến + 18V Giao diện trực tiếp với TTL, CMOS, PMOS khác Bảng miêu tả DAC0800 Sơ đồ kết nối THRESHOLD CONTROL.VL C ■Ị -2 IQUT • u V —VREF(-) 13 —-V 'OUT 16 REF(*)— V REF(")- 15 -67 14 -86 COMPENSATION — 13 -85 THRESHOLD CONTROL, VLC— -84 'oUT“ 12 V" — *OUT” 10 -82 “0 — COMPENSATION — VREFM 1 “ B V*V —— MSB BI — — 88 LSB BỊÌ — 87 83 — —86 84 — B5 — -83 - Biến trờ nhiệt : để tăng/giảm nhiệt độ cách đơn giản L S B M S B - LF351: LF351 khuếch đại hoạt động đầu vào JFET với điện áp bù đầu vào liên tục Thiết bị đầu vào JFET cung cấp băng thông rộng, dịng phân cực đầu vào thấp dịng bù • • • • • • • • • Đặc trưng LF351 Tổng bề mặt cắt ngang: 10 mV Dòng đầu vào thấp: 50 pA Điện áp tiếng ồn đầu vào thấp:25 nV/vHz Tiếng ồn đầu vào thấp tại:001 pA/ýHz Băng thông khuếch đại rộng: MHz Tốc độ quay vòng cao: 13 V / ps Dòng cung cấp thấp: 1,8 mA Trở kháng đầu vào cao: 10A12Q Góc nhiễu / f thấp: 50 Hz • Thời gian lắng nhanh đến 0,01%: ps Sơ đồ kết nối BAIANCE 8ALANCE DSC05648-13 Sơ đồ khối Quạt Nguyên lí hoạt động Khối đo nhiệt độ — Nguồn cấp 5V vào chân trái cảm biến nhiệt LM35 chân phải nối đất cho giá trị điện áp định Vout( Chân ), mắc nối tiếp vs khuếch đại LF351 để khuếch đị điện áp Chuyển tới IC ADC 0804 ( IC chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số) qua chân Vin + ( chân số đầu vào analog vi sai + kết đầu vào ADC) — Chân 4,9 ( chân CLK IN CLKR) nối tụ điện điện trở bên tạo mạch thời mạch dao động định tần số — Chân 1, 2, 8, 10, nối chung với để tiếp nhận liệu mức thấp nối xuống đất — Chân 3, nối chung để ghi liệu thực trình chuyển đổi thành tín hiệu số báo cho ta biết trình kết thúc hay chưa — Chân 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 chân dạng số — Chân 20 cấp nguồn 5v Khối hiển thị — Các chân dạng số kết nối với led đoạn (cathode chung cc) để hiển thị thông tin nhiệt độ đo chân cathode nối chung với nối đất ( logic ) Mỗi phân đoạn chiếu sáng cách sử dụng điện trở đặt ( tín hiệu logic ) để phân cực thuận cực anode ( từ a đến g) Khối hiển thị nhiệt độ — Các chân dạng số IC ADC 0804 nối với chân 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ( bit đầu vào kỹ thuật số từ đến ) IC DAC0800 để chuyển đổi từ tín hiệu số sang tin hiệu tương tự “ chân kí hiệu ( B1 ) chân có trọng số lớn chân 12 ( B8 ) chân có trọng trọng số bé — Chân 13 ( V+) chân 14 (VREF+) nhận điện áp đầu vào 5v cấp cho IC hoạt động — Chân lout ( dòng ) nối với chân trừ LF351 chân dương LF351 nối vào nguồn vào thông qua điện trở Đầu LF351 nối vào dây Iout tạo mặt phản hồi âm ( chuyển dòng điện Iout thành điện áp Vout ) sử dụng đồng hồ đo điện áp Vout — Từ nguồn cấp Vout, LF351 mắc với cực dương quạt, cực âm quạt mắc với chân C transistor, chân E nối xuống đất, chân B transistor nối với điện trở nhiệt điện trở nối âm nguồn — ( giải thích: Khi nhiệt độ tăng cao => Điện trở nhiệt điện trở giảm => Dòng điều khiển transistor tăng => Quạt chạy nhanh ... chức đo nhiệt độ môi trường xung quanh linh kiện, đồng thời có khả điều khiển hệ thống quạt tản nhiệt nhiệt độ môi trường xung quanh linh kiện đạt đến ngưỡng nhiệt độ ấn định trước Với đề tài này,... tìm hiểu, sâu vào thiết kế mạch đo nhiệt độ hiển thị lên đo? ??n điều khiển quạt theo nhiệt độ. Do kiến thức cịn hạn chế chưa có nhiều kinh nghiệm nên q trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót... để báo cáo hồn chỉnh rõ ràng Em xin chân thành cảm ơn! Các linh kiện - Cảm biến nhiệt LM35: Cảm biến nhiệt độ LM35 có điện áp Analog đầu tuyến tính theo nhiệt độ thường sử dụng để đo nhiệt độ