Đang tải... (xem toàn văn)
PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN MÔN: VMTTVMS Số : ……… Họ và tên HSSV : Dương Quang Thức MSV 0841040107 Lớp Điện 2 Lại Thế Thế MSV 0841040127 Lớp Điện 2 I. NỘI DUNG Đề tài: Ứng dụng VMTTVMS thiết kế mạch đo va cảnh báo, và hiển thị nhiệt độ + Nhiệt độ cần đo: t0C = 00C đến (50+10N)0C. + Chuẩn hóa đầu ra: 010V 05V 020mA 420mA + Cảnh báo: Đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng đèn nhấp nháy, còi khi nhiệt độ vượt quá giá trị cảnh báo: 40+10N + Hiển thị nhiệt độ đo được ra Led 7 thanh N là số thứ tự sinh viên trong danh sách II. PHẦN THUYẾT MINH Yêu cầu về bố cục nội dung: 1 Tổng quan về quá trình đo nhiệt độ Tìm hiểu các phương pháp đo Khảo sát đặc tính nhiệt độ cần đo(liên hệ thực tiễn theo nhóm) Tính chọn cảm biến (cấu tạo, nguyên lý, sơ đồ chân, dải đo, cấp chính xác..) 2 Thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng VMTTVMS Xác định sơ đồ khối của hệ thống Tính chọn các khối 3 Vẽ mạch mạch mô phỏng trên phần mềm Proteus 4 Phân tích và nhận xét kết quả Yêu cầu về thời gian : Ngày giao đề 25 92015 Ngày hoàn thành : 30112015 Chó ý: 1. Ngoài nội dung hướng dẫn trên lớp nếu sinh viên có câu hỏi, thắc mắc trong quá tr×nh làm bài tập lớn gửi về địa chỉ : ttly.hauigmail.com 2. Trước khi bảo vệ bài tập lớn sinh viên phải nộp: File mềm gồm file trình bày bài tập lớn và file mô phỏng Quyển in khổ giấy A4.
BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN MƠN: VMTT&VMS Số : ……… Họ tên HS-SV : Dương Quang Thức MSV 0841040107 Lớp Điện Lại Thế Thế MSV 0841040127 Lớp Điện I NỘI DUNG Đề tài: Ứng dụng VMTT&VMS thiết kế mạch đo va cảnh báo, hiển thị nhiệt độ + Nhiệt độ cần đo: t0C = 00C đến (50+10*N)0C + Chuẩn hóa đầu ra: 0-10V 0-5V 0-20mA 4-20mA + Cảnh báo: Đưa tín hiệu cảnh báo đèn nhấp nháy, còi nhiệt độ vượt q giá trị cảnh báo: 40+10*N + Hiển thị nhiệt độ đo Led N số thứ tự sinh viên danh sách II PHẦN THUYẾT MINH u cầu bố cục nội dung: 1/ Tổng quan q trình đo nhiệt độ - Tìm hiểu phương pháp đo - Khảo sát đặc tính nhiệt độ cần đo(liên hệ thực tiễn theo nhóm) - Tính chọn cảm biến (cấu tạo, ngun lý, sơ đồ chân, dải đo, cấp xác ) 2/ Thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng VMTT&VMS - Xác định sơ đồ khối hệ thống - Tính chọn khối 3/ Vẽ mạch mạch mơ phần mềm Proteus 4/ Phân tích nhận xét kết u cầu thời gian : Ngày giao đề 25 /9/2015 Ngày hồn thành : 30/11/2015 Chó ý: Ngồi nội dung hướng dẫn lớp sinh viên có câu hỏi, thắc mắc q tr×nh làm tập lớn gửi địa : ttly.haui@gmail.com Trước bảo vệ tập lớn sinh viên phải nộp: - File mềm gồm file trình bày tập lớn file mơ - Quyển in khổ giấy A4 Hà nội ngày….tháng …9 năm 2015 Giáo viên hướng dẫn Trưởng mơn Page Mục lục Chương Tổng quan q trình đo nhiệt độ ……………………………………………………………………………………3 I.Tổng quan phương pháp đo ……………………………………………………………………………………3 1.1 Khái niệm nhệt độ ……………………………………………………………………………………3 1.2 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc ……………………………………………………………………………………4 1.3 Đo nhiệt độ phương pháp khơng tiếp xúc ……………………………………………………………………………………4 II.Tính chọn cảm biến ……………………………………………………………………………………4 2.1 Phân loại cảm biến ……………………………………………………………………………………4 2.2 Giới thiệu cảm biến nhiệt điện trở ……………………………………………………………………………………4 Chương Thiết kế phân tích mạch đo cảnh báo nhiệt độ ……………………………………………………………………………………8 I.Xác định sơ đồ khối hệ thống ……………………………………………………………………………………8 1.1 Sơ đồ khối ……………………………………………………………………………………8 1.2 Vai trò tác dụng khối ……………………………………………………………………………………9 II.Tính chọn khối ……………………………………………………………………………………9 2.1 Khối cảm biến ……………………………………………………………………………………9 2.2 Khối khuếch đại, chuẩn hóa đầu ……………………………………………………………………………………10 2.3 Khối cảnh báo ……………………………………………………………………………………12 2.4 Khối chuyển đổi ADC ……………………………………………………………………………………14 2.5 Khối giải mã ……………………………………………………………………………………18 2.6 Khối LED ……………………………………………………………………………………26 2.7 Mạch đo ……………………………………………………………………………………27 Đánh giá nhận xét kết ……………………………………………………………………………………28 Page Chương Tổng quan q trình đo nhiệt độ I Tổng quan phương pháp đo 1.1 Khái niệm nhiệt độ 1.1.1 Khái niệm: Nhiệt độ đại lượng vật lý đặc trưng cho cường độ chuyển động ngun tử, phân tử hệ vật chất.Tuỳ theo trạng thái vật chất (rắn, lỏng, khí) mà chuyển động có khác Ở trạng thái lỏng, phân tử dao động quanh vị trí cân vị trí cân ln dịch chuyển làm cho chất lỏng khơng có hình dạng định.Còn trạng thái rắn,các phần tử,ngun tử dao động xung quanh vị trí cân bằng.Các dạng vận động phân tử,ngun tử gọi chung chuyển động nhiệt Khi tương tác với bên ngồi có trao đổi lượng khơng sinh cơng, q trình trao đổi lượng nói gọi truyền nhiệt.Q trình truyền nhiệt tn theo ngun lý: Bảo tồn lượng : Nhiệt tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp Ở trạng thái rắn, truyền nhiệt xảy chủ yếu dẫn nhiệt xạ nhiệt Đối với chất lỏng khí ngồi dẫn nhiệt xạ nhiệt có truyền nhiệt đối lưu Đó tượng vận chuyển lượng nhiệt cách vận chuyển phần khối vật chất vùng khác hệ chênh lệch tỉ trọng 1 Thang đo nhiệt độ: Từ xa xưa người nhận thức tượng nhiệt đánh giá cường độ cách đo đánh giá nhiệt độ theo mét đơn vị đo thời kỳ.Có nhiều đơn vị đo nhiệt độ, chúng định nghĩa theo vùng, thời kỳ phát triển khoa học kỹ thuật xã hội Hiện có thang đo nhiệt độ là: 1- Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K ) 2- Thang Celsius ( C ): T( 0C ) = T( 0K ) – 273,15 3- Thang Farhrenheit: T( 0F ) = T( 0K ) – 459,67 Đây thang đo nhiệt độ dùng phổ biến nay.Trong thang đo nhiệt độ tuyệt đối (K) quy định mét đơn vị đo hệ đơn vị quốc tế (SI).Dựa thang đo đánh giá nhiệt độ Page 1.2 Đo nhiệt độ phương pháp tiếp xúc Phương pháp đo nhiệt độ cơng nghiệp thường nhiệt xúc Có hai loại là: nhiệt kế nhiệt điện trở nhiệt kế nhiệt ngẫu Cấu tạo nhiệt kế nhiệt điện trở cặp nhiệt ngẫu cách lắp ghép chúng phải đảm bảo tính chất trao đổi nhiệt tốt chuyển đổi với mơi trường đo Đối với mơi trường khí nước, chuyển đổi đặt theo hướng ngược lại với dòng chảy.Với vật rắn đặt nhiệt kế sát vào vật, nhiệt lượng truyền từ vật sang chuyển đổi gây tổn hao nhiệt, với vật dẫn nhiệt Do diện tích tiếp xúc vật đo nhiệt kế lớn tốt Khi đo nhiệt độ chất hạt (cát, đất…), cần phải cắm sâu nhiệt kế vào mơi trường cần đo thường dùng nhiệt kế nhiệt điện trở có cáp nối ngồi 1.3 Đo nhiệt độ phương pháp khơng tiếp xúc: Đây phương pháp dựa định luật xạ vật đen tuyệt đối, tức vật hấp thụ lượng theo hướng với khẳ lớn Bức xạ nhiệt vật thể đặc trưng nghĩa số lượng xạ đơn vị thời gian với đơn vị diện tích vật xảy đơn vị độ dài sóng II Tính chọn cảm biến 2.1 Phân loại cảm biến - Cặp nhiệt điện ( Thermocouple ) - Nhiệt điện trở ( RTD-resitance temperature detector ) - Thermistor - Bán dẫn ( Diode, IC ,….) - Ngồi có loại đo nhiệt khơng tiếp xúc ( hỏa kế- Pyrometer ) Dùng hồng ngoại hay lazer 2.2 Giới thiệu cảm biến nhiệt điện trở • Page Hình1:hình dạng cấu tạo RTD - Cấu tạo RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng đầu đo - Ngun lí hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở hai đầu dây kim loại thay đổi, tùy chất liệu kim loại có độ tuyến tính khoảng nhiệt độ định - Ưu điểm: độ xác cao Cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiều dài dây khơng hạn chế - Khuyết điểm: Dải đo bé Cặp nhiệt điện, giá thành cao Cặp nhiệt điện - Dải đo: -200~400oC - Ứng dụng: Trong ngành cơng nghiệp chung, cơng nghiệp mơi trường hay gia cơng vật liệu, hóa chất… Hiện phổ biến RTD loại cảm biến Pt, làm từ Platinum Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo dài Thường có loại: 100, 200, 500, 1000 ohm (khi oC) Điện trở cao độ nhạy nhiệt cao - RTD thường có loại dây, dây dây Loại dây cho kết đo xác • Cảm biến đo nhiệt độ PT100 Cảm biến nhiệt độ PT100 hay gọi nhiệt điện trở kim loại ( RTD) PT100 cấu tạo từ kim loại Platinum quấn tùy theo hình dáng đầu dò nhiệt có giá trị điện trở 0oC 100 Ohm Đây loại cảm biến thụ động nên sử dụng cần phải cấp nguồn ngồi ổn định -Cơng thức điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ PT100: Rt = R0( 1+ αT+βT2+C(T-100)T3) Trong đó: Rt : điện trở nhiệt độ T R0 : điện trở 00C(=100Ω) α=3.9083x10-3 Page β=-5.775x10-7 C=-4.183x10-12( t00C) Với nhiệt độ từ 00C đến 1000C dùng cơng thức : Rt = R0( 1+ αT) Cấu tạo dây đo nhiệt PT100 Các thơng số ngun tắc hoạt động a Các thơng số : Dây cảm biến nhiệt PT100 bao gồm đầu dò ống trụ có đường kính 4mm chiều dài ống trụ 30mm ,2 dây đầu có chiều dài 1m Hình 2: hình dạng PT100 b Sơ đồ cấu tạo bên đầu dò hình trụ Hình 3: cấu tạo bên đầu dò hình trụ PT100 Điện trở ống trụ RPT100 = RPT + R3 + R2 L2,L3 nối với dây đầu • Ngun tắc hoạt động Page Khi có thay đổi nhiệt độ đầu dò dẫn đến thay đổi điện trở ống trụ Mỗi giá trị nhiệt độ khác tương ứng với giá trị điện trở khác nhau.Ở 10 ºC đo giá trị điện trở RPT100 =107,6 Ω Khi tăng 1ºC RPT tăng sấp xỉ 0,4Ω • Cầu đo điện trở: Hình 4: mạch nối dây Pt100 Ta sử dụng mạch cầu để đo điện trở, PT nhánh cầu Vo=E*( ) Khi 00C RPT=100Ω Nên ta chọn R1 =R2 =R3=100Ω để cầu cân Suy V0/00c= 0V Page Chương Thiết kế phân tích mạch đo cảnh báo nhiệt độ I Xác định sơ đồ khối hệ thống 1.1 Sơ đồ khối Để thực phép đo đại lượng phụ thuộc vào đặc tính đại lượng cần đo, điều kiện đo, độ xác u cầu phép đo mà ta thực nhiều cách khác sở hệ thống đo lường khác sở hệ thống đo lường khác Sơ đồ khối đo: Cảm Biến Mạch khuếc h đại, chuẩn hóa Chỉ thị Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số Bộ giải mã LED LED cảnh báo nhấp nháy Mạch so sánh, cảnh báo Còi báo Page 1.2 Vai trò tác dụng khối • Cảm biến : đo nhiệt độ, đưa điện áp đầu cho mạch so sánh, khuếch đại • Mạch khuếch đại : khuếch đại chuẩn hóa điện áp, dòng điện theo u cầu tốn • Chỉ thị : ammeter vonmeter hiển thị dòng áp sau chuẩn hóa • Mạch so sánh : so sánh điện áp đầu cảm biến với điện áp đặt, để đưa cảnh báo để LED nhấp nháy • Còi báo : báo động nhiệt độ vượt q giá trị cho phép • LED cảnh báo nhấp nháy: đèn LED nhấp nháy trường hợp nhiệt độ vượt q giá trị cho phép • Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC): để chuyển tín hiệu giá trị Volt đầu cảm biến mã hóa thành hệ nhị phân • Bộ giải mã: Để giải mã tín hiệu từ ADC LED • LED thanh: Hiển thị giá trị nhiệt độ tương ứng cảm biến II Tính chọn khối 2.1 Khối cảm biến Page Là cảm biến nhiệt độ pt100 có cấu tạo nhiệt điện trở RTD ( RTDResistance Temperature Detector ):Ngun lý hoạt động nhiệt điện trở dựa thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện trở • Rt = R0 ( + αt) • Rt : Điện trở nhiệt độ t • R0 : Điện trở độ C • α : Hệ số nhiệt điện trở Với PT100 1V=1oC Vậy theo u cầu cần đo nhiệt độ 690C tương ứng với 690V Với điện áp lớn ta cần phải có mạch phân áp cho đầu tương ứng 10mV=10oC để phù hợp với IC số TEMPERATURESENSOR(Cảmbiếnnhiệtđộ) THSF-BK 1150 26N Ceramic(K) Sensor nhiệt loại K, Φ26 mm, L=1150mm,t=0~1300ºC Vì ta lắp thiết bị hình vẽ Ta có: Ur=Uv.R2/(R1+R2) Với Ur=0,01 V Uv=1 V Vậy ta có : R2/(R1+R2)=0,01 Chọn R2=100 Ω => R1=9,9 kΩ Từ cách lắp đặt thiết bị ta đầu đo nhiệt độ 690oC tương ứng với 6.9V Trong dải đo rộng từ 0-690V nên nhóm chúng e chọn bước nhảy để đo nhiệt độ độ 2.2 Khối khuếch đại, chuẩn hóa đầu 2.2.1 Chuẩn hóa đầu với điện áp 0-10V Dùng mạch khuếch đại khơng đảo Page 10 2.4 Khối chuyển đổi ADC 2.4.1 Hình ADC mạch protus sơ đồ chân ADC0804 Chíp ADC0804 chuyển đổi tương tự số họ loạt ADC800, làm việc với +5V có độ phân giải bit Ngồi độ phân giải thời gian chuyển đổi yếu tố quan trọng khác đánh giá ADC Thời gian chuyển đổi định nghĩa thời gian mà ADC cần để chuyển đầu vào tương tự thành số nhị phân Trong ADC0804 thời gian chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ cấp tới chân CLK R CLK IN khơng thể nhanh 110μs Các chân ADC0804 mơ tả sau: 2.4.2 Chức chân ADC0804: - Chân CS (chân số 1) – chọn chíp: Là đầu vào tích cực mức thấp sử dụng để kích hoạt chíp ADC0804 Để truy cập ADC0804 chân phải mức thấp -Chân RD (chân số 2): Đây tín hiệu đầu vào tích cực mức thấp Các ADC chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân tương đương với giữ ghi RD sử dụng để nhận liệu chuyển đổi đầu ADC0804 Khi 0CS = xung cao – xuống – thấp áp đến chân RD đầu số bit hiển diện chân liệu D0 – D7 Chân RD coi cho phép đầu Page 14 - Chân ghi WR (chân số 3) Thực tên xác “Bắt đầu chuyển đổi”: Đây chân đầu vào tích cực mức thấp dùng để báo cho ADC0804 bắt đầu q trình chuyển đổi Nếu CS = WR tạo xung cao – xuống – thấp ADC0804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự Vin số nhị phấn bit Lượng thời gian cần thiết để chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đưa đến chân CLK IN CLK R Khi việc chuyển đổi liệu hồn tất chân INTR ép xuống thấp ADC0804 Ngồi , cần tạo xung IC 555 cho chân WR - Chân CLK IN (chân số 4) CLK R (chân số 19): Chân CLK IN chân đầu vào nối tới nguồn đồng hồ ngồi đồng hồ ngồi sử dụng để tạo thời gian Tuy nhiên ADC0804 có máy tạo xung đồng hồ Để sử dụng máy tạo xung đồng hồ ADC0804 chân CLK IN CLK R nối tới tụ điện điện trở (hình 1.4) Trong trường hợp tần số đồng hồ xác định biểu thức: f= Giá trị tiêu biểu đại lượng R = 10kΩ C = 150pF tần số nhận f = 606kHz thời gian chuyển đổi 110sμ Page 15 - Chân ngắt INTR (chân số 5): Đây chân đầu tích cực mức thấp Bình thường trạng thái cao việc chuyển đổi hồn tất xuống thấp để báo cho CPU biết liệu chuyển đổi sẵn sàng để lấy Sau INTR xuống thấp, ta đặt CS = gửi xung cao xuống – thấp tới chân RD lấy liệu ADC0804 -Chân VCC (chân số 20): Đây chân nguồn nối +5V, dùng điện áp tham chiếu đầu vào VREF/2 (chân số 9) để hở - Chân VREF (chân số 9): Là điện áp đầu vào dùng cho điện áp tham chiếu Nếu chân hở (khơng nối) điện áp đầu vào tương tự cho ADC0804 nằm dãy 0-5V→(giống chân VCC) Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến Vin cần phải khác ngồi dãy 0→5V - Các chân liệu D0 – D7 (Từ chân 11 đến chân 18): Các chân liệu D0 – D7 (D7 bit cao MSB D0 bit thấp LSB) chân đầu liệu số Đây chân đệm ba trạng thái liệu chuyển đổi truy cập chân CS = chân RD bị đưa xuống thấp Để tính điện áp đầu ta sử dụng cơng thức sau: Dout= Với Dout đầu liệu số (dạng thập phân) Vin điện áp đầu vào tương tự độ phân dãy thay đổi nhỏ tính (2xVREF/2) chia cho 256 ADC bit - Chân GND (chân số 10): Đây chân đầu vào cấp đất chung cho tín hiệu số tương tự Đất tương tự nối tới đất chân Vin tương tự, đất số nối tới đất chân VCC Lý mà ta phải có hai đất để cách ly tín hiệu tương tự Vin từ điện áp ký sinh tạo việc chuyển mạch số xác Trong phần trình bày chân nối chung với đất Tuy nhiên, thực tế thu đo liệu chân đất nối tách biệt *Từ điều ta kết luận bước cần phải thực chuyển đổi liệu ADC0804 là: -Bật CS = gửi xung thấp lên cao tới chân WR để bắt đầu chuyển đổi -Sau chân INTR xuống thấp, ta bật CS = gửi xung cao xuống thấp đến chân RD để lấy liệu khỏi chip ADC0804 2.4.3 Mạch tạo dao dộng cho ADC Page 16 Mạch để tạo dao đơng cho ADC0804 ADC0804 thực q trình chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số Các thơng số xung với phần ta có: Thời gian nạp ( có xung ra): tn=0,69 �n, hay tn = 0,69(R5+ R4)C2 Thời gian xả điện ( khơng có xung ra): tx=0,69 �x , hay tx = 0,69R4C2 Ở ta chọn R5=R4=600Ω, C2=220uF => tn=0,18216 s tx=0.09108 s Page 17 2.4.4 Khối ADC mạch Các chân 1,2,8,10,7 nối đất Chân nối với chân số mạch tạo dao động HE555 Chân 19 nối với điện trở R3= 10kΩ nối vào chân tiếp nối vào tụ C3=150pF nối đất Chân 20 nối với nguồn ni Chân chân nhận tín hiệu từ PT100 chuyển hóa tín hiệu chân 11,12,13,14,15,16,17,18 2.5 Khối giải mã 2.5.1 IC74LS83 74LS83 IC cộng số bit nhị phân -A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4 : chân đầu vào số nhị phân A, B Page 18 - S1,S2,S3,S4: đầu nhị phân -C4 số nhớ phép cộng CO: số nhớ ban đầu Mạch logic 74LS83 Q trình biến đổi nhị phân sang BCD Đầu tiên ta chuyển số nhị phân bit thành số BCD: hai số BCD có giá trị từ 10 đến 910 cộng lại cho kết từ 010 đến 1810 , để đọc kết dạng BCD ta phải hiệu chỉnh kết có từ mạch cộng nhị phân Page 19 Kết tương đương loại mã Nhận thấy: - Khi kết = 10 để có mã BCD ta phải cộng thêm cho mã nhị phân Để giải vấn đề hiệu chỉnh trước tiên ta thực mạch phát kết trung gian mạch cộng số nhị phân bit.mạch nhận kết trung gian phép cộng số nhị phân bit cho ngõ Y=1 kết qủa >= 10,ngược lại,Y=0 Page 20 Bảng thật • Ta khơng dùng ngõ vào S’1 cặp trị có C4’S4’S3’S2’ giống S1’ = S1’ = • Dùng bảng Karnaugh xác định Y Y = C 4' + S 4' ( S3' + S 2' ) Mạch cộng số thực theo sơ đồ sau: Sơ đồ cộng số bít Cách hoạt động: • IC thứ cho kết trung gian phép cộng hai số nhị phân • IC thứ hai dùng hiệu chỉnh để có kết số BCD Page 21 - Khi kết =10,IC nhận ỡ ngõ vào A số 0110 (do Y=1) kết hiệu chỉnh nói • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 16 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 32 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 64 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục Lúc xuất bit tràn hàng chục nên ta đưa vào khối hiển thị hàng trăm • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 128 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục (nếu có bit tràn cộng vào khối hiển thị hàng trăm) cộng vào khối hiển thị hàng trăm 2.5.2 IC 4511 Khối giải mã – IC 4511 - Đây IC giải mã , làm nhiệm vụ giải mã từ mã nhị phân logíc (dạng 0,1) sang mã led vạch để xuất led vạch cấu tạo tập hợp mạch tổ hợp gồm cách linh kiện số logic cổng and , or , Hình dạng IC 4511 Page 22 Chân LT có chức chạy thử mạch, tích cực mức thấp, nối mass ngõ từ Qa đếùn Qg mức cao Vcc, led đoạn hiển thò số -Chân LE ngõ vào cho phép mạch hoat động, tích cực mức thấp, nối mass thì, chân LT BI nối Vcc IC 4511 có chức giải mã -Các chân 7, 1, 2, tương ứng với ngõ vào tín hiệu BCD D1, D2, D3, D4 để thực việc giải mã từ hệ số BCD sang hệ số thập phân -Các chân 13, 12, 11, 10, 9, 15, 14 tương ứng ngõ Qa đến Qg, ngõ cấp cho chân a, b, c, d, e, f, g led đoạn loại catod chung hiển thò số thập phân -Chân GND nối mass -Chân 16 Vcc nối nguồn dương ° Nguyên lý hoạt động IC 4511: chưcù IC 4511 nhận tín hiệu thuộc hệ số BCD từ chân ngõ vào D1, D2, D3, D4 sau thực giải mã điều khiển led đoạn thực hiển thò số thập phân Page 23 Sơ đồ khối logic 4511 2.5.3 Sơ đồ khối giải mã Page 24 2.6 Khối LED Trước hết xem qua cấu trúc loại đèn led đoạn số đèn cấu tạo đoạn led có chung anode (AC) hay cathode (KC); xếp hình số vng (như hình trên) ngồi có led đặt làm dấu phẩy thập phân cho số thị; điều khiển riêng biệt khơng qua mạch giải mã Các chân led xếp thành hàng chân hàng chân A chung hay K chung Page 25 Sơ đồ cấu tạo hình dạng led Cấp nguồn cho chân đoạn tương ứng với chân sáng Ví dụ hình đưa chân lên mức logic đoạn sáng Nếu cấp cho chân chân đoạn sáng tạo thành số Tương tự hiển thị số mức logic tương ứng chân abcdefg 1101101 Page 26 Số 3là 1111001 Số 0110011 Bộ LED hiển thị giá trị nhiệt độ cảm biến đo 2.7 Mạch đo Từ sơ đồ khối ta ghép lại mạch đo nhiệt độ hồn chỉnh Page 27 Đánh giá nhận xét kết Kết luận : q trình đo lường dùng cảm biến nhiệt độ với mạch đơn giản nhiều bất cập, mạch đơn giản để cấu đo xác ta nên kết hợp với vi mạch số, vi xử lý vi điều khiển để hiển trực quan số dễ đọc q trình điều khiển cảnh báo dễ dàng ứng dụng với vi mạch số vi mạch điều khiển ta dùng cảm biến nhiệt độ ứng dụng vào mạch mạch báo cháy tự động, mạch đo nhiệt độ lò nung, điều khiển điều hòa khơng khí, hay lò ấp trứng, nhà bảo quản lạnh … Trong q trình làm em nhiều bất cập thiếu sót mong thầy giáo thơng cảm, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo mơn giúp đỡ em q trình làm tập lớn !!! Page 28 [...]... một mạch đo nhiệt độ hồn chỉnh Page 27 Đánh giá và nhận xét kết quả Kết luận : q trình đo lường dùng cảm biến nhiệt độ với mạch khá đơn giản và còn nhiều bất cập, mạch còn khá đơn giản để cơ cấu đo chính xác ta nên kết hợp với vi mạch số, vi xử lý và vi điều khiển để có thể hiển thì trực quan bằng số dễ đọc và q trình điều khiển cảnh báo có thể dễ dàng hơn ứng dụng cùng với vi mạch số và vi mạch. .. kết quả khơng thay đổi - Khi kết quả trung gian >=10,IC 2 nhận ỡ ngõ vào A số 0110 (do Y=1) và kết quả được hiệu chỉnh như đã nói trên • Ở bít thứ 5 ( giá trị thập phân tương ứng là 16 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 6 vào khối mạch hiển thị đơn vị, và cộng 1 vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ 6 ( giá trị thập phân tương ứng là 32 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 2 vào khối mạch hiển thị đơn vị, và cộng 3 vào khối hiển. .. 3 vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ 7 ( giá trị thập phân tương ứng là 64 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 4 vào khối mạch hiển thị đơn vị, và cộng 6 vào khối hiển thị hàng chục Lúc này có thể xuất hiện bit tràn ở hàng chục nên ta sẽ đưa vào khối hiển thị hàng trăm • Ở bít thứ 8 ( giá trị thập phân tương ứng là 128 ) Vì vậy, ta sẽ cộng 8 vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng 2 vào khối hiển thị hàng chục (nếu... vi mạch điều khiển ta có thể dùng cảm biến nhiệt độ ứng dụng vào các mạch như mạch báo cháy tự động, mạch đo nhiệt độ lò nung, điều khiển điều hòa khơng khí, hay trong các lò ấp trứng, nhà bảo quản lạnh … Trong q trình làm bài em còn nhiều bất cập và thiếu sót rất mong các thầy cơ giáo thơng cảm, em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo bộ mơn đã giúp đỡ em trong q trình làm bài tập lớn !!! Page 28... Cấp nguồn cho chân nào thì đo n tương ứng với chân đó sáng Ví dụ như hình trên nếu đưa chân 0 lên mức logic 1 thì đo n 0 sẽ sáng Nếu cấp cho chân 5 và chân 4 thì đo n 5 và 4 sáng tạo thành số 1 Tương tự nếu hiển thị số 2 thì mức logic tương ứng của chân abcdefg là 1101101 Page 26 Số 3là 1111001 Số 4 là 0110011 Bộ LED 7 thanh hiển thị giá trị nhiệt độ cảm biến đo được 2.7 Mạch đo Từ những sơ đồ khối trên... 19 Kết quả tương đương giữa 3 loại mã Nhận thấy: - Khi kết quả = 10 để có mã BCD ta phải cộng thêm 6 cho mã nhị phân Để giải quyết vấn đề hiệu chỉnh này trước tiên ta sẽ thực hiện một mạch phát hiện kết quả trung gian của mạch cộng 2 số nhị phân 4 bit .mạch này nhận kết quả trung gian của phép cộng 2 số nhị phân 4 bit và cho ở ngõ ra Y=1 khi kết... ta có Uv= 6.9V Ta có hệ : 4.10-3= - UR18.A (1) 20.10-3= (6.9- Uv).A (A=R19/(R18.R17)) (2) Từ (1) và (2) UR18 = -625mV Chọn R19= 101,5873016 Ω R18= 100 Ω R17= 158,7301587 Ω 2.3 Khối cảnh báo 2.3.1 Cảnh báo bằng còi Page 12 Theo đề bài: tín hiệu cảnh báo bằng còi khi nhiệt độ vượt q giá trị toC=680oC vậy điện áp so sánh là +6.8V 2.3.2 cảnh báo bằng LED Nhờ mạch tạo dao động HE555 nên đèn nhấp nhấy... thì cộng vào khối hiển thị hàng trăm) và cộng 1 vào khối hiển thị hàng trăm 2.5.2 IC 4511 Khối giải mã – IC 4511 - Đây là một IC giải mã , nó làm nhiệm vụ giải mã từ mã nhị phân logíc (dạng 0,1) sang mã của led 7 vạch để xuất ra led 7 vạch về cấu tạo nó là một tập hợp các mạch tổ hợp gồm cách linh kiện số logic như các cổng and , or , Hình dạng IC 4511 Page 22 Chân 3 LT có chức năng chạy thử mạch, tích... dùng ngõ vào S’1 vì từng cặp trị có C4’S4’S3’S2’ giống nhau thì S1’ = 0 và S1’ = 1 • Dùng bảng Karnaugh xác định được Y Y = C 4' + S 4' ( S3' + S 2' ) Mạch cộng 2 số được thực hiện theo sơ đồ sau: Sơ đồ cộng 2 số 4 bít Cách hoạt động: • IC thứ nhất cho kết quả trung gian của phép cộng hai số nhị phân • IC thứ hai dùng hiệu chỉnh để có kết quả là số BCD Page 21 - Khi kết quả