III CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG:
1. CÁC CẢM BIẾN: ạ Cảm biến nhiệt :
ạ Cảm biến nhiệt:
Sử dụng IC cảm biến nhiệt LM 35:
Hình 3.2 – Sơ đồ mạch sử dụng LM35
Điện áp lối ra của LM35 tỷ lệ với nhiệt độ Celsius(0C). Tải điện dung ở ngõ ra của LM 35 cĩ tỉ số cao nhất cho phép là 50pF. Khi điện dung của dây đo vượt quá trị số này, ở ngõ ra của LM35 cần mắc thêm một mạch RC. Điều này rất cần thiết khi dây đo giữa cảm biến nhiệt và bộ biến đổi A/D khá dàị Nối trực tiếp LM35 với bộ biến đổi A/D loại 8bit (ADC0809 ), ta cĩ một thiết bị đo nhiệt độ đơn giản cho một hệ thống tự động.
Qua việc đo thực nghiệm của lối ra của LM35 giữa điện áp và nhiệt độ đã lập được bảng như sau:
Điện áp
(V) 0.78 0.75 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.25 0.20 0.10 0.025
(C)
Từ bảng thực nghiệm, xây dựng đặc tuyến điện áp-nhiệt độ khi sử dụng mạch dùng IC cảm biến LM35
đăïc tuyến của LM35
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 10 20 30 40 50 60 70 80 nhiệt đợ(C) đi ên á p ( V ) 90
Hình 3.3 – Đặc tuyến điện áp-nhiệt độ thực tế Sử dụng cặp nhiệt điện kết hợp cảm biến nhiệt LM 335:
Hình 3.4 : Sơ đồ mạch đo sử dụng cặp nhiệt điện và LM335 Sử dụng đầu đo là cặp nhiệt điện cĩ nhiều lợi thế: kích thước cặp nhiệt nhỏ nên cĩ thể đo nhiệt độ mọi nơi, bản thân nĩ cung cấp suất điện động nên khi đo khơng cần cĩ dịng điện chạy qua do vậy khơng cĩ hiệu ứng đốt nĩng.
Tuy vậy sử dụng cặp nhiệt cĩ nhược điểm: phải biết trước nhiệt độ so sánh Tref do vậy sai số cũng chính bằng sai số của Tc.
Trong mạch này sử dụng LM335 làm điện áp so sánh cho cặp nhiệt điện. Vì điện áp lối ra của LM335 tỉ lệ với nhiệt độ Kelvin (K) nên phải cĩ mạch bù trừ điểm zero như mạch trên.
Theo sơ đồ mạch trên, chỉnh biến trở R3 (5KΩ) sao cho điện thế lối ra của LM308 là 245,7mV. Sau đĩ chỉnh biến trở R1 đến khi Vout ≈3V ở nhiệt độ 250C, trong mạch này thay LM 329 bằng diode zener 7,5V và chỉnh biến trở R2
cho đến khi Vout = 250mV ở 250C. Sau đĩ thay đổi nhiệt độ ở cặp nhiệt điện rồi đo tín hiệu lối ra – tín hiệu lối ra tỉ lệ với nhiệt độ Celsius(0C). LM308 là một loại khuếch đại thuật tốn với nguồn nuơi là đối xứng, cơng suất 500mW, điện trở lối ra lớn từ 10MΩ đến 40 MΩ, dịng điện ra ±10mẠ
Từ thực nghiệm đo được, xác lập bảng số liệu nhiệt đợ đo được và điện áp nhận được từ OP-AMP LM308:
Điện áp(V) 0,80 0,75 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,24 0,15
Nhiệt độ(0C) 80 75 70 60 50 40 30 25 20
Từ bảng trên, xây dựng được đặc tuyến điện áp-nhiệt độ khi sử dụng mạch cĩ cặp nhiệt điện K của hãng Fotek và LM335. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90điện áp(V) nh ie ät đ ợ (C )
Hình 3.5 : Đặc tuyến và điện áp-nhiệt độ sử dụng mạch cĩ cặp nhiệt điện loại K và IC LM335
Nhận xét:
Từ hai đặc tuyến xây dựng được khi sử dụng các mạch với IC cảm biến LM35 và với cặp nhiệt điện, thấy rằng độ tuyến tính cĩ được ở những vùng giới hạn tương đối khác nhaụ
Từ thực tế, tạm thời cĩ thể thấy ở nhiệt độ thấp sử dụng đầu đo cảm biến bán dẫn (LM35) chính xác hơn, và ở nhiệt độ cao sử dụng cặp nhiệt điện cĩ độ chính xác cao hơn.
Ở Đà lạt, thường nhiệt độ mơi trường nằm trong khoảng từ 15oC đến 28oC. Trong nhà kính, nếu muốn duy trì mơi trường trồng cây, hoa, trái như trong tự nhiên hoặc điều khiển 1 qui trình nào đĩ thì chỉ cần mạch đơn giản dùng IC LM35.