4.1 .Thiết kế và kết nối mạch phần cứng
4.1.1 .Hệ thống điều khiển
4.1.2. Khối ngoại vi và truyền thông
Khối ngoại vi:
a, Đếm sản phẩm: Ứng dụng đếm và phân loại sản phẩm trong dây chuyền sản xuất sau
đó chuyển đổi thành tín hiệu điện truyền về khối vi xử lý.
Yêu cầu là dùng cảm biến để có thể đếm được sản phẩm, phương pháp tối ưu nhất, nhỏ gọn và theo chuẩn công nghiệp
Sự đa dạng về chủng loại trong các sản phẩm cảm biến đã đáp ứng được nhiều ứng dụng chun sâu trong lỉnh vực tự động hố cơng nghiệp.Cũng chính vì vậy mà chúng ta có thể dễ dàng lựa chọn và ứng dụng các loại cảm biến vào trong sản xuất.
Các cảm biến tiệm cận được áp dụng rộng rãi và phổ biến trong các nhà máy và xí nghiệp,đảm nhiệm các vai trò khác nhau trong từng dây chuyền sản xuất.Trong đề tài này chúng em chọn cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK ứng dụng để đếm sản phẩm trong các nhà máy sản xuất nước ngọt,bia,sữa...
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Chương 4 : Thiết kế phần cứng hệ thống 52
phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt. Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách báo mong muốn thơng quabiến trở.
Hình 4.3: Cơng tắc cảm biến hồng ngoại E18-D80NK
b, Đo nhiệt độ : chức năng chính của khối này là chuyển đổi nhiệt độ tại các thiết bị
thành tín hiệu điện truyền về cho khối xử lý.
Yêu cầu đo chính xác nhiệt độ các thiết bị trong cơng nghiệp cập nhật liên tục lên màn hình hiển thị, cảm biến dễ sử dụng, có độ bền cao chịu nhiệt tốt.
Ở đây nhóm đã chọn cảm biến nhiệt độ DS18B20 để đo nhiệt độ, vì nó đáp ứng được những yêu cầu đặt ra :
Lấy nhiệt độ theo giao thức 1 dây (1wire)
Cung cấp nhiệt độ với độ phân giải config 9,10,11,12 bit, tùy theo sử dụng. Trong trường hợp khơng config thì nó tự động ở chế độ 12 bit.
Thời gian chuyển đổi nhiệt độ tối đa là 750ms cho mã hóa 12 bit
Có thể đo nhiệt độ trong khoảng -55 -> +125°C. Với khoảng nhiệt độ là -10°C to +85°C thì độ chính xác ±0.5°C,±0.25°C ,±0.125°C,±0.0625°C. theo số bít config. Có chức năng cảnh báo nhiệt khi nhiệt độ vượt ngưỡng cho phép. Người dùng có
thể lập trình chức năng này cho DS18B20. Bộ nhớ nhiệt độ cảnh báo không bị mất khi mất nguồn vì nó có một mã định danh duy nhất 64 bit chứa trong bộ nhớ ROM trên chip (on chip), giá trị nhị phân được khắc bằng tia laze.
Cảm biến nhiệt độ DS18B20 có mã nhận diện lên đến 64-bit, vì vậy bạn có thể kiểm tra nhiệt độ với nhiều IC DS18B20 mà chỉ dùng 1 dây dẫn duy nhất để giao tiếp với các IC này.
Với DS18B20 bạn hồn tồn có thể tạo cho mình mạch cảm biến nhiệt độ theo ý muốn.
Điện áp sử dụng : 3 – 5.5 V
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 4 : Thiết kế phần cứng hệ thống 53
Hình 4.4: Cảm biến DS18B20
Khối truyền thơng : có chức năng giúp cho các khối giao tiếp được với nhau, chuyển từ
chuẩn TTL sang RS485.
Yêu cầu : Phải có thiết bị để giao tiếp giữa biến tần và Arduino, thiết kế nhỏ gọn giá thành phải chăng
Nhóm đã chọn module có sẵn mạch chuyển giao tiếp TTL – RS485. Mạch giao tiếp TTL -RS485 được dùng để chuyển đổi tín hiệu nối tiếp (Serial) UART sang giao tiếp RS485 sử dụng IC MAX485.
Mạch được thiết kế nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo được khả năng truyền tín hiệu đi xa khi sử dụng với cặp dây cáp xoắn với nhau
IC MAX 485 được tích hợp sẵn trên board. Truyền nhận với năng lượng thấp theo chuẩn RS-485.
Các chân của IC đã được đưa ra thích hợp cho việc sử dụng với vi điều khiển. Làm việc với điện áp 5V.
Kích thước: 44 x 14mm.
Hình 4.5 : Mạch chuyển giao tiếp TTL-RS485