Sơ đồ mạch in
V. Đỏnh giỏ sai số của mạch điện: a)Sai số hệ thống:
a1. Sai số do linh kiện.
Mạch điện cú sử dụng một số linh kiện điện tử , cỏc linh kiện này trong điều kiện thường đều cú cỏc sai số.
VD : trong vi xử lớ 89c51 mỗi cõu lệnh đều yờu cầu một thời gian trễ nhất định để thực hiện thời gian này lại phụ thuộc vào xung của bộ dao động thạch anh ( cú sai số trong quỏ trỡnh sản xuất ) điều này gõy ảnh hưởng đến thời gian đếm cỏc xung khụng cũn chớnh xỏc như với hàm Delay : bộ định thời làm việc với tần số bằng 1/12 tần số thạch anh tức là bằng
12/12= 0.1 Mhz . Kết quả là mỗi nhịp xung đồng hồ cú chu kỳ
T = 1/f = 1 Ms như vậy bộ đếm sẽ tiến hành đếm tăng sau mỗi chu kỳ T với dộ trễ được tớnh = số đếm * 1 Ms.
Ngoài ra khi tớn hiệu qua bộ khuếch đại và qua cổng NOT cú sự trễ do thời gian đúng mở của linh kiện dẫn đến sự mất đồng bộ về thời gian gõy sự chuyển trạng thỏi của tớn hiệu một cỏch ngẫu nhiờn gõy sai lệch trong phộp đếm xung (cũn gọi là sai số +1).
a2. Sai số của nguồn tớn hiệu
Nguồn tớn hiệu được tạo ra từ mạch sensor thu phỏt hồng ngoại . Mức điện ỏp khi cú tớn hiệu ( đó qua khuếch đại) là 3,5 - 4 V cũn khi khụng cú tớn hiệu là 0- 2,5 V .Tuy nhiờn trong quỏ trỡnh thu phỏt tớn hiệu do động cơ quay với tốc độ khỏ cao dẫn đến sự chuyển mức khụng kịp đỏp ứng tạo nờn một dóy cỏc xung ứng với mức “1” hoặc “0” mặc dự mức điện ỏp khụng nằm trong cỏc mức này. Đõy chớnh là nguyờn nhõn chớnh gõy ra sai số của mạch điện.
Trong quỏ trỡnh đo chưa tớnh được cỏc thụng số kớ sinh của mạch. Trong chương trỡnh chưa xem xột đến độ trễ của cỏc cõu lệnh, chưa tỡm được cỏch xử lớ độ nhiễu của tớn hiệu.
Mạch tạo nguồn tớn hiệu bằng sensor , mức tớn hiệu chuẩn trong khoảng cỏch 5cm ,độ ổn định chưa cao cũn chịu ảnh hưởng của nguồn sỏng bờn ngoài ( ỏnh sỏng tự nhiờn , ỏnh sỏng đốn...).
Trong bài tập này ỏnh sỏng phũng cú ảnh hưởng lớn đến sai số trong phộp đo vỡ nú can nhiễu đến sự thu nhận của sensor . Tuy nhiờn điều này được hạn chế bằng mạch khống chế độ nhạy sensor .
b. Sai số ngẫu nhiờn.
Trong qua trỡnh đo động cơ cú độ rung nhất định ( tuỳ thuộc vào mức điện ỏp cung cấp) dẫn đến sự sai khỏc trong việc thu và xử lớ tớn hiệu của sensor.
Điều kiện bờn ngoài cũng cú ảnh hưởng đến mạch : độ sỏng , độ ẩm...
Nguồn điện cung cấp cho mạch khụng ổn định dẫn đến điều kiện làm việc của cỏc thiết bị khụng cũn chớnh xỏc.
Bờn cạnh đú trong quỏ trỡnh đo cũn cú sai số do chủ quan của người đo : khụng giữ đỳng khoảng cỏch sensor thu phỏt , khụng cẩn thận trong qua trỡnh đo .
5. Một số kết quả đo được
Với nguồn cung cấp cho động cơ : 12V lần 1 : nhập giá trị đầu vào : 5999 vũng /1ph
giá trị đo đợc : 5975vòng /1 ph
lần 2 : : 3500 vũng / 1ph
3494vòng /1ph
lần 3 : 2000 vũng / 1ph 1980 vòng/1ph
Sai số tương đối : 0.5%
VI. Kết Luận
1. Nhận xột về mạch: a. Ưu điểm:
Mạch đơn giản, dễ lắp đặt sửa chữa,chi phớ thấp.
- Mạch cho phộp đo được tốc độ của nhiều loại động cơ,với khoảng giới hạn lớn - Mạch cú độ chớnh xỏc tương đối, cú khả năng phỏt triển thờm cỏc chức năng ( kết nối mỏy tớnh,...). Cú khả năng ứng dụng trong thực tế: Như trong việc hiển thị tốc độ của một số loại mỏy ,điều khiển được tốc độ của mỏy múc theo ý muốn của người sử dụng.
Mạch sử dụng cỏc đot phỏt quang dựa trờn sự tỏi hợp của điện tử và lỗ trống của lớp tiếp xỳc PN.
b. Khuyết điểm:
- Mạch cũn sai số do linh kiện:
- Chịu ảnh hưởng của nhiễu do ỏnh sỏng đến khối thu phỏt của sensor. - Sensor chỉ cho phộp đo trong khoảng cỏch tương đối ngắn.
2. Phương ỏn cải tiến.
- Cải thiện khả năng của khối thu phỏt: nõng cao khả năng chống nhiễu cũng như khả năng thu phỏt của sensor (tăng khuyếch đại, sử dụng sensor thu phỏt trực tiếp).
- Thờm một số tớnh năng :
+ Sử dụng phương phỏp điều khiển tốc độ bằng phương phỏp thay đổi độ rộng xung PWM.
+ Thờm khả năng lưu giữ cỏc giỏ trị đa đo khi cần cú thể xuất ra hiển thị bằng cỏc nỳt bấm.
VII.Xu hớng phát triển của đề tài
-Sản phẩm có thể đợc phát triển thêm các chức năng đo khác nh đo nhiệt độ, độ ẩm ,áp suất và điều khiển, khống chế đợc .Hơn nữa các chức năng có thể liên quan đến nhau bổ trợ và kiểm soát lẫn nhau theo yêu cầu của ngời sử dụng -Sản phẩm sẽ phát triển thành một máy có thể đo các loại động cơ lớn hơn ,đồng
thời nhng có hóng xử lý khác nhau cho từng loại tốc độ ,từng thời gian khác nhau ta có thể phát triển thành một máy đo đợc cài và thực hiện mọi chong trình đợc nhập vào máy, trong một quy trình công nghiệp
Lời kết
Qua thời gian 10 tuần làm bài tập lớn là môt khoảng thơig gian ngắn nh- ng cũng đã giúp chúng em hiểu thêm về việc thiết kế một hệ thống trong công nghiệp có sử dụng vi điều khiển đặc biệt là vi điều khiển 8051. Trong công nghiệp hiện nay việc đa các vi điều khiển vào để tạo ra các thiết bị thông minh là cần thiết. Từ đó các hệ thống đợc tao ra sẽ gon nhẹ hơn và giải quyết nhiệm vụ nhanh hơn, dễ dàng hơn. Trong thiết kế hệ thống này đã đáp ứng đợc yêu cầu của bài toán đặt ra, vận dụng tốt những tính năng u việt của vi điều khiển 8051 cũng nh kết nối các thiết bị đợc sử dụng một cách hợp lý.
Nhờ việc làm bài tập lớn nay ma chung em có hiểu đợc nhng phần lý thuyêt đã đợc học. Chúng em đã hoàn thành việc thiết kế đo và điều khiển động cơ một chiều loại nhỏ. Nhng do thời gian có hạn và kiến thức thực tế cha có nên
việc tìm hiểu cũng nh vận dụng còn nhiều hạn chế, chúng em rất mong đợc sự góp ý của các thầy để mạch thiết kế đợc hoàn thiện hơn. Chung em rất cám ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn cùng lớp dặc biệt là thầy Tuân –thầy giáo dạy môn Đo lờng điều khiển tự động -đã truyền đạt những kiến thức gằn gũi và tạo điều kiẹn hết sức cho chung em hoàn thành đựoc bài tập này.
VIII. Tài liệu tham khảo
1 - Kỹ thuật mạch điện tử ... Phạm Minh Hà. 2 - Kỹ thuật số ... Nguyễn Thỳy Võn. 3 - Kỹ thuật đo lường điện tử ...Vũ Quý Điềm.
4- Cấu trỳc và lập trỡnh vi điều khiển 8051…………Nguyễn Tăng Cường Phan Quốc Thắng.