THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
5.1. Các phương pháp cảm biến nhiệt độ
-Bằng các loại nhiệt điện trở. -Bằng các loại IC cảm biến. -Bằng nhiệt ngẫu.
-Bằng hoả kế.
5.1.1.Cảm biến nhiệt bằng nhiệt trở Ưu điểm
Đơn giản, giá thành rẽ, có nhiều loại có hệ số nhiệt dương hoặc âm có hệ số nhiệt biến thiên khác nhau.
Khuyết điểm
Mỗi loại nhiệt trỡ có khoảng nhiệt độ hoạt động khác nhau và các khoảng hoạt động của chúng thường khá hẹp chỉ thích hợp cho các mạch bảo vệ chứ không thích hợp cho các mạch đo lường dùng cho công nghiệp.
5.1.2.Cảm biến dùng các IC chuyên dụng Ưu điểm
Nó khá chính xác, độ phân giải khá cao, đầu ra ổn định, dễ sử dụng.
Khuyết điểm
Các loại IC cảm biến nhiệt tím thấy trên thị trường chỉ dùng để nhận dạng các nhiệt độ ở khoảng nhiệt độ phòng. Vì chúng chế tạo bằng vật liệu bán dẫn nên nhiệt độ hoạt động và tầm đo cũng rất bị hạn chế về nhiệt độ.
5.1.3.Cảm biến nhiệt bằng hoả kế Ưu điểm
Nó rất chính xác, đây là phương pháp đo không tiếp xúc nên cảm biến không ảnh hưởng đến vất cần đo, có tầm hoạt động rất rộng đặc biệt là về phía vùng có nhiệt độ cao.
Giá thành rất cao do các dụng cụ cần dùng rất tinh vi và chính xác. Vì thế phương pháp này chủ yếu được dùng trong phòng thí ngiệm mà ít được dùng trong công nghiệp.
5.1.4.Cảm biến bằng nhiệt ngẫu Ưu điểm
Nhiệt ngẫu khá đơn giản nên giá thành khá thấp, tầm hoạt động khá rộng, có nhiều loại nhiệt ngẫu hoạt động ở nhiệt độ cao lên tới hàng ngàn oC.
Khuyết điểm
Nhiệt ngẩu có mức áp ra khá thấp vì thế khó khăn trong việc nhận dạng áp một cách chính xác.
5.2.Lựa chọn phương pháp cảm biến
Qua việc phân tích các phương pháp cảm biến nhiệt thường gặp và đối chiếu với yêu cầu của mạch là một mạch dùng trong công nghiệp và không cần đo ở nhiệt độ cao, cùng với giá cả hợp lí nên cảm biến được chọn là loại bán dẫn, LM35.
6.Thiết kế khối khuếch đại
Như đã nêu ở trên, LM35 có áp ra rất thấp vì thế cần có khối khuyếch đại trước khi chuyển đổi. Vì áp ra thấp và dòng cũng nhỏ nên phương án ta chọn phải có hệ số khuyếch đại cao, chính xác và có trở kháng đầu vào lớn. Mạch khuếch đại OPAMP không đảo thoả mản các yêu cầu này đồng thời mạch lại gọn và giá thành hạ nên chúng em chọn dạng mạch này.
Hệ số khuếch đại được tính như sau
Sơ đồ nguyên lý của mạch như sau
Hình 6.4: khối khuếch đại 4 k ênh
Để khối ADC hoạt động ta cần những điều kiên sau -Xung clock
-Các xung lệnh
-Áp tham chiếu và áp nuôi
7.1.Sơ đồ nguyên lí
Hình 6.5: Giao tiếp ADC với 89C51
7.2.Thiết kế áp tham chiếu chuẩn
Bởi vì nguồn nuôi 5V cho các IC chắn chắn sẽ bị thay đổi khi có tải. Điều này làm ảnh hưởng tới độ chính xác của khối ADC. Nếu lấy mức áp này làm áp tham chiếu vì thế ta phải thiết kế một nguồn áp 5V khác dùng làm áp tham chiếu cho khối ADC. Mạch này cần một công xuất rất nhỏ vì thể để đơn giản hoá mạch và hạ giá thành ta có thể chọn phương án dùng Zener
Sơ đồ nguyên lý của mạch ổn áp như sau
Hình 6.6: sơ đồ của mạch ổn áp dùng Zener
8.Khối công suất
Dùng để tạo công suất đủ lớn cho đèn và quạt hoạt động Hình 6.7: Khối công suất cung cấp cho quạt
Hình 6.8: Khối công suất cung cấp cho đèn
9.Sơ đồ mạch in và bố trí linh kiện
Sơ đồ bố trí linh kiện
Hình 6.9: Sơ đồ bố trí linh kiện
Hình 6.10: Sơ đồ mạch in
Chương 7