CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1.4. Cảm biến vòng từ (PD132)
V i sự phát triển nhanh chóng c a công nghệ tiên tiến v từ đ ng hó , để phát hiện xe đ ng l u thông ó rất nhi u h nh : cảm biến chuyển đ ng, cảm biến áp lực, cảm biến siêu âm, vòng dò từ tính.... Trong đó, nổi bật là công nghệ dùng vòng từ để dò từ tính phát hiện xe l ph ng ph p đ ng tin ậy và ít sai số nhất. Hiện n y ph ng ph p n y đ ng sử d ng rất r ng rãi trong lĩnh vực giao thông và các giải pháp liên quan.
- Các thành phần chính trong hệ thống phát hiện xe bao gồm:
+ M t vòng lặp từ tính (đ ợc lắp đặt ở b n i b mặt đ ờng, n i ph ng tiện bắt bu đi qu ).
+ Dây tín hiệu kéo dài từ vòng lặp t i t đi u khiển.
+ B thiết bị phát hiện xe (b dò vòng từ). Thiết bị n y thông th ờng đ ợ đặt ở h p kỹ thuật, cho phép kết nối v i PLC, LED, đèn, òi, b rie....
- Thông số kỹ thuật:
+ Điện áp hoạt đ ng: 220VAC +10%
+ Sự tiêu th năng l ợng: ≤5VA + R le đầu ra: 240V/5AAC
+ Dải tần số: 20 kHz đến 170 kHz + Thời gian phản ng: 10ms
+ Thời gian giữ tín hiệu: Vô hạn/ gi i hạn khi đ cập vĩnh viễn 10 phút + Đ nhạy: Có thể đi u chỉnh theo 8 b c
+ Hệ thống dây điện: 50μH đến 1000 μH. Lý t ởng là 150-300µH
+ Hệ thống dây kết nối vòng: Chi u dài tối đ 20 mét, xoắn ít nhất 20 lần mỗi mét + Thời gian tự đ ng sửa lỗi: 1 đến 2 giây
+ Nhiệt đ hoạt đ ng: -20°C đến +65°C + Nhiệt đ bảo quản: -40°C đến +85°C
+ Kí h th c (bao gồm bệ): 78x40x108 mm (L x W x H) + Khối l ợng tịnh (bao gồm bệ): 265g
- Nguyên lí hoạt ng:
Hình 2.16. Sơ đồ kết nối phần cứng PD132.
* Chú thích:
1. 230VAC 50/60 Hz 2. Trung tính (N)
3. R le xung, tiếp điểm th ờng mở 4. R le xung, tiếp điểm chung 5. Hiện diện, tiếp điểm th ờng mở 6. R le hiện diện, tiếp điểm chung 7. Vòng lặp (đầu dây)
8. Vòng lặp (cuối dây) 9. Nối đất (Mass)
10. R le hiện diện th ờng đóng 11. R le xung tiếp điểm th ờng đóng
Hình 2.17. Sơ đồ nguyên lí PD132 và vòng lặp cảm ứng từ.
H i đầu dây vòng lặp cảm ng (loop 7,8) s u khi hôn v v đ ợc kết nối v i p điện. C p điện đ ợc chạy vào h p kỹ thuật v đ ợc kết nối v i các thiết bị phát hiện xe. Thiết bị phát hiện xe - b dò vòng từ sẽ gây ra m t từ tr ờng trong khu vực vòng lặp. M t tần số liên t c sẽ đ ợc thiết lập ở trạng th i b nh th ờng ( trạng thái không ó xe đi qu ). Khi ó m t vật kim loại l n (xe máy, ô tô,....) di chuyển trên b mặt vòng lặp, nó sẽ l m tăng tần số v đ ợc nhận biết bởi b dò vòng từ. Khi nhận đ ợc tín hiệu, đèn thông b o tr n b đi u khiển PD132 đổi trạng thái led, b dò vòng từ đóng ngắt các tiếp điểm và gửi tín hiệu ho vi đi u khiển xử lí. Vi đi u khiển gửi tín hiệu xuống đi u khiển Barie.
- B dò vòng từ cũng có ất nhiều loại nh :
+ B dò vòng từ 1 k nh: LD100, LD101, LD130, LD132, LD160, LD162,….
+ B dò vòng từ 2 k nh: LD200, LD220, LD221, LD222, LD232,….
+ B dò vòng từ 4 k nh: LD400, LD401, LD402,….
.
Hình 2.18. PD132 (1 kênh) và PD232 (2 kênh).
- Điều chỉnh tần số: Có 4 lựa chọn. Có thể th y đổi bằng nút nhấn DIP1, DIP2
Hình 2.19. Điều chỉnh tần số (DIP1,DIP2).
+ DIP 1: Dùng để th y đổi thời gian xung c a Pulse delay + DIP 2: Dùng để cấu hình pulse delay
Nếu DIP 2 ở chế đ Off thì pulse delay ở chế đ ON, khi xe đi v o vòng Loop th pulse delay sẽ chuyển sang Off.
Nếu DIP 2 ở chế đ Off thì pulse delay ở chế đ ON, khi xe đi v o vòng Loop th pulse delay sẽ chuyển sang Off.
- Điều chỉnh nhạy:
Hình 2.20. Điều chỉnh độ nhạy (DIP3,DIP4,DIP5).
Có thể đi u chỉnh đ nhạy ở mặt tr c c a vỏ bằng công tắc nhúng DIP3, DIP4 v DIP5. Đ ợ đặt c thể bằng h th y đổi các công tắc trong bảng b n i. Tiến hành chạy thử v i ph ng tiện kh nh u, ô tô, xe đạp, v.v. Lặp lại nhi u lần cho đến khi máy dò ổn định để hoạt đ ng b nh th ờng.
+ DIP 3: Phát hiện xe trong các ngày tại cùng m t thời điểm. B nh th ờng để chế đ Off.
+ DIP 4: Làm chậm sự chuyển mạch ON c a b ete tor. B nh th ờng để chế đ Off.
+ DIP 5: Tăng m đ nhạy c a b ò. B nh th ờng để chế đ Off.
+ DIP 6: Th y đổi tần số vòng Loop. Trong tr ờng hợp vòng loop bị t đ ng c a vòng Loop kế bên hoặc bởi m t nguồn khác thì ta có thể bật Swit h 6 để loại bỏ vấn đ n y. B nh th ờng thì Switch 6 ở chế đ off.
+ Nếu DIP7 là vị trí ―TẮT‖, khi ph t hiện ó xe đi qu vòng điện cảm ng, role1 và role2 đ ợc cấp điện; Khi phát hiện thấy xe đ ng rời khỏi vòng lặp, role1 và role2 sẽ bị ngắt điện. Nếu DIP7 là vị trí ―BẬT‖, khi ph t hiện ó xe đi qu vòng lặp, role2 đ ợc cấp điện; rel y2 không đ ợc cung cấp năng l ợng và trì hoãn 500 ms, rel y1 đ ợc cung cấp năng l ợng trong 500 ms.
+ DIP8 : TẮT : Hiện diện có gi i hạn (10 phút), BẬT : Hiện diện vĩnh viễn.
- Thông số kỹ thuật vòng loop:
+ Vòng phải bao gồm ây h điện có diện tích mặt cắt bằng đồng tối thiểu t ng đ ng 1,5 milimét vuông. B cấp liệu phải cùng loại vật liệu nh ng đ ợc xoắn tối thiểu 20 vòng trên m t mét.
+ Các mối nối trong vòng lặp hoặc b nạp không đ ợc khuyến nghị. Nếu đi u này là không thể, các mối nối phải đ ợc hàn và kết thúc bằng m t mối nối không thấm n . Đi u này cực kỳ quan trọng đối v i hiệu suất m y ò đ ng tin ậy.
+ Khi sử d ng các b cấp nguồn vòng dài hoặc các b cấp nguồn đ ợ định tuyến cùng v i hệ thống ây điện khác, nên sử d ng cáp có màn chắn cho b cấp nguồn.
Màn hình chỉ đ ợc nối đất ở đầu dò.
- Cảm biến vòng lặp (Loop):
+ Các vòng cảm biến phải có hình chữ nhật, trừ khi đi u kiện đị điểm cho phép, và th ờng phải đ ợc lắp đặt v i các cạnh dài nhất vuông góc v i h ng di chuyển giao thông. Các cạnh n y lý t ởng nhất nên cách nhau 1 mét.
+ Chi u dài c a vòng lặp sẽ đ ợ x định bởi chi u r ng c on đ ờng đ ợc giám sát. vòng lặp phải chạm t i trong vòng 300mm tính từ mỗi mép đ ờng.
+ Nói chung, các vòng có số đo hu vi v ợt qu 10 mét n n đ ợc lắp đặt bằng 2 vòng ây, trong khi vòng ó hu vi i 10 mét nên có ba vòng dây trở lên. Các vòng có số đo hu vi nhỏ h n 6 mét n n ó bốn vòng. Tại thời điểm lắp đặt, tốt nhất là xây dựng các vòng li n k v i ba và bốn cu n ây luân phi n để tránh nhiễu xuyên âm.
- C i ặt vòng loop:
+ Tất cả i đặt vòng cố định n n đ ợ i đặt tr n đ ờng bằng cách cắt các khe bằng đĩ ắt n hoặc thiết bị t ng tự. M t đ ờng cắt chéo 45 phải đ ợc thực hiện trên các góc c vòng ây để giảm khả năng h hỏng có thể gây ra cho cáp vòng ở các góc vuông.
+ Chi u r ng khe: 4mm
+ Đ sâu khe: 30mm đến 50mm
+ M t rãnh ũng phải đ ợc cắt từ chu vi vòng xuyến ở m t góc c a vòng xuyến đến mép đ ờng để ch a máng chuyển.
+ M t vòng lặp và b nạp liên t ó đ ợc bằng cách chừa m t đoạn đuôi đ i để chạm t i m y ò tr c khi luồn cáp vào khe cắm vòng lặp. Khi số vòng dây cần thiết sẽ đ ợ đ v o rãnh xung qu nh hu vi a vòng dây, dây sẽ đ ợ định tuyến lại qua rãnh nạp đến mép đ ờng. M t chi u i t ng tự đ ợc phép chạm t i m y ò v h i đầu ây n y đ ợc xoắn lại v i nh u để đảm bảo chúng ở gần m t bao phấn (Tối thiểu 20 l ợt mỗi mét). Đ nhạy vòng tối đ đ ợc khuyến nghị giảm khi chi u dài c a b cấp nguồn tăng l n. Do đó, lý t ởng nhất là cáp b cấp nguồn phải đ ợc giữ càng ngắn càng tốt. C vòng đệm đ ợc cố định bằng cách sử d ng hợp chất epoxy đen "đông kết nhanh" hoặ m sti bitum nóng để hòa tr n v i b mặt đ ờng.