¾ Bộ chuyển đổi UART 232/USB /RS-485 dùng chip SN 75176:
Giao diện chuyển đổi thông tin giữa các chuẩn ghép nối trong hệ thống đóng một vai trò rất quan trọng. Luận văn đã quyết định sử dụng kênh thông tin chủ yếu là RS- 485 với giao thức truyền thông Modbus/RTU. Trong khi đó, hầu hết các vi điều khiển
và máy vi tính hiện nay chủ yếu chỉ có sẵn các đầu nối ra ghép nối theo chuẩn RS-232 hoặc USB. Vì vậy, một nhiệm vụ quan trọng là phải tự thiết kế, chế tạo các bộ chuyển đổi tín hiệu từ RS-232, USB sang RS-485 và ngược lại.
Qua nghiên cứu, Luận văn đã sử dụng chip ghép nối SN 75176 để phát triển bản mạch chuyển đổi này. Vi mạch SN 75176 có chức năng như một bộ thu-phát (tranceiver) có bus vi sai dùng cho thông tin song công (2 hướng). Nó được thiết kế cho các đường truyền cân bằng và đáp ứng các chuẩn ANSI TIA/EIA-422-B và 485- A. Vi mạch kết hợp các bộ điều khiển đường dây vi sai 3 trạng thái và 1 lối vào vi sai.
Bộ điều khiển đệm trong vi mạch cho phép cấp một nguồn dòng tới 60 mA. Phần thu có trở kháng vào cực tiểu 12 kΩ và độ nhậy lối vào ±200 mV với độ trễ lối vào 50 mV. Chip có thể hoạt động trong dải nhiệt độ từ 0°C đến 70°C. Ký hiệu và sơ đồ lôgic của chip được cho trên hình 31. Hình 32 là sơ đồ các cổng vào và ra của vi mạch. Mạch ứng dụng điển hình của SN 75176 được chỉ ra trên hình 33.
Hình 31. Ký hiệu và sơ đồ lôgic của SN 75176
Hình 33. Mạch ứng dụng điển hình của SN 75176
¾ Mạch nguồn nuôi ổn áp kiểu đóng/cắt dùng chip LM 2576:
Mạch ổn áp cho thiết bị sử dụng linh kiện LM 2576 là bộ ổn áp trên một chip được thiết kế theo kiểu đóng/cắt (switching regulator). Nó cho dòng tải cực đại lên tới 3A. Với tần số dao động nội 52 kHz, chip có các loại cho điện áp ra cố định 3,3 V, 5V, 12 V, 15 V và loại có thể điều chỉnh điện áp ra được.
Hình dạng và các chân tín hiệu của LM 2576 như hình 34.
Hình 34. Chân vi mạch LM2576
Sơ đồ khối của mạch được chỉ ra trên hình 35.
Hình 35. Sơ đồ khối LM2576
Hình 36. Ứng dụng ổn áp LM2576 3.1.4.3 Thiết kế chế tạo bộđóng ngắt thiết bị từ xa 3.1.4.3 Thiết kế chế tạo bộđóng ngắt thiết bị từ xa
Sau khi xử lý dữ liệu, các bộ điều khiển tầng hoặc điều khiển trung tâm sẽ xuất ra các lệnh điều khiển tới các bộ chấp hànhđóng/ngắt thiết bị. Thực chất ở đây là việc điều khiển từ xa các thiết bị được định địa chỉ qua các bộ điều khiển công suất tại hiện trường. Một bộ chấp hành như vậy cần được thiết kế theo các yêu cầu sau:
• Có khả năng giao tiếp thông tin từ xa với trung tâm theo chuẩn 485/ Modbus.
• Mỗi bộ chấp hành phải được gán một địa chỉ Slave nhất định, tiếp theo là mỗi cổng lối ra điều khiển thiết bị của nó cũng phải được gán một địa chỉ phụ. Nói cách khác, mỗi thiết bị sẽ có một địa chỉ phân biệt.
• Đề tài thiết kế mỗi cổng lối ra này đảm bảo điều khiển đóng /ngắt một
rơ-le có dòng cực đại 10A, hoạt động ở thế xoay chiều 1 pha 220 V. Thời gian đáp ứng nhỏ hơn 1 giây.
• Mỗi bộ cđhấp hành 8 cổng ra, và có 8 cổng vào được dự trữ cho phép kiểm tra trạng thái của thiết bị.
• Bộ chấp hành phải có mạch tự động ngắt quá dòng/áp (atomat).
Với các tiêu chí như vậy, một mô-đun điều khiển công nghiệp ADAM-4055 với vi điều khiển 8 bit - 8051 đã được thử sử dụng kết hợp với thiết kế lắp ráp bản mạch công suất. Bộ điều khiển cho phép đóng/cắt từ xa 8 cụm thiết bị, mỗi cụm có dòng cực đại 10A.
Hình 37 là hình ảnh của bộ chấp hành sau khi lắp ráp.
Hình 37. Hình ảnh bộ chấp hành đóng/ngắt thiết bị từ xa
Thông số Giá trị Ghi chú
Dải điện áp hoạt động 180 ÷ 240V~
Dòng điện cực đại 10A max
Thời gian đáp ứng < 0,5 sec
Số cổng ra 8 2 chiều
Số cổng vào 8 1 chiều
Nguồn nuôi thông tin 485 5 ÷ 30V DC Nguồn nuôi ngoài
Nguồn nuôi rơ-le 12 VDC Có sẵn trong bộ
Dải địa chỉ slave 1 - 32 Có thể cấu hình
Khả năng địa chỉ thiết bị / slave 8