MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 11 Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Vương Sỹ Kông đã nhiệt tình hướng dẫn chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm đồ án “Thiết kế quạt tản nhiệt tự động” này. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho chúng em. Cuối cùng chúng em xin dành lời cảm ơn chân thành tới bạn bè đã động viên, khuyến khích và tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt đề tài của mình. Do thời gian, kinh nghiệm, kiến thức…bản thân còn hạn chế, đề tài của chúng em đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô bỏ qua và góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn, giúp chúng em rút kinh nghiệm những lần sau. Chúng em xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 22 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 33 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 44 Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của khoa học cách mạng kỹ thuật. Xung quanh chúng ta có vô số các thiết bị điện tử. Các thiết bị điện tử to lớn dùng trong công nghiệp cho đến các thiết bị điện tử dân dụng hàng ngày quanh chúng ta đều đựơc điều khiển bởi các mạch điện tử, tìm hiểu về các mạch điện tử là một điều hết sức thiết thực và bổ ích và có ứng dụng thực tiễn. Khi máy hoạt động các chi tiết máy được nung nóng. Máy chỉ hoạt động tốt nếu chế độ nhiệt của các chi tiết được giữ trong một giới hạn nhất định. Vì vậy trong các loại máy móc người ta phải dùng hệ thống làm mát. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát là lấy đi phân nhiệt dư thừa của các chi tiết rồi tản ra môi trường xung quanh, đảm bảo cho các chi tiết của động cơ luôn hoạt động ở chế độ thích hợp nhất. Có hai hệ thống làm mát là: hệ thống làm mát bằng nước sử dụng cho động cơ có công suất lớn và hệ thống làm mát bằng không khí thường dùng cho động cơ có công suất nhỏ. Đối với những động cơ dùng quạt làm mát cho động cơ thì quạt làm mát động cơ được điều khiển bằng bộ xử lý trung tâm, khi động cơ hoạt động thì quạt gió làm mát động cơ sẽ chạy ở nhiều chế độ, có lúc ngừng hoạt động khi nhiệt độ động cơ giảm thấp, và sẽ hoạt động trở lại khi nhiệt độ tăng lên mức giới hạn. Ví dụ như laptop, projactor … Máy tính đang trở thành thiết bị hỗ trợ không thể thiếu đối với công việc, tuy nhiên cũng giống như con người, máy tính không thể chịu được nhiệt độ cao. Khi đó, các linh kiện sẽ nhanh chóng hỏng hóc và không thể vận hành một cách bình thường. Máy tính là một khối bao gồm nhiều thiết bị thành phần như CPU, card đồ họa, main…, và chúng sẽ phát nhiệt khi vận hành. Một chiếc PC được cấu hình tốt thường có mức tản nhiệt cao nhờ sử dụng nhiều quạt làm mát và các giải pháp khắc phục hơi nóng. Nếu chiếc máy tính của bạn có mức tản nhiệt không đủ thì GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 55 nhiệt độ hệ thống sẽ cao lên, đe dọa trực tiếp tới tuổi thọ của máy. Chính vì thế, làm mát PC luôn được coi là ưu tiên hàng đầu đối với người dùng máy tính. Chính vì nhũng lý do trên chúng em đã chọn đề tài về: “ Thiết kế quạt tản nhiệt tự động ”. 1.2 Mục đích của đề tài Qua đồ án này chúng em muốn học hỏi thêm một số hệ thống mạch của hệ thống làm mát để mai sau có thể thiết kế những mạch điện có tác dụng làm mát cho các thiết bị công nghiệp, quạt làm mát trong laptop, projector Qua đồ án đã giúp chúng em hiểu biết nhiều hơn về tác dụng và đặc điểm của các linh kiện điện tử trong cuộc sống. 1.3 Giới hạn đề tài Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn chế nên chúng em chỉ áp dụng trên phạm vi mang tính chất thí nghiệm nhưng chúng em nghĩ việc phát triển và nhận rộng đề tài này rất có cơ sở. 1.4 Kết quả đạt được Sau thời gian thực hiện đồ án môn học,cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Vương Sỹ Kông, chúng em đã hoàn thành đồ án theo quy định và đã thực hiện được yêu cầu của đề tài. Chúng em đã không ngừng học hỏi về những linh kiện và các vấn đề khác lien quan, vì thế kiến thúc về điện tử, kinh nghiệm thực tế về làm mạch đã có sự tiến bộ. Một lần lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn. GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 66 Phần I: NỘI DUNG Chương I: PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI 1.1 Thiết kế sơ đồ Khối Căn cứ vào mục tiêu của đề tài t có sơ đồ khối như sau: GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 77 2.1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý của quạt tản nhiệt tự động 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý Từ những phân tích như trên ta đi xây dựng sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển như sau: 2.1.2. Công thức tính toán chọn linh kiện - Chọn tải là động cơ một chiều, các phần tử trong mạch. Ta có: I nguồn = 1A. U nguồn = 12V. - Dựa vào dòng và hiệu điện thế nguồn vào ta có thể chọn được các linh kiện ban đầu như sau: Khối biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều: cầu điốt. Khối lọc: 1 tụ phân cực 1000µF và 2 tụ 470 µF Khối ổn định điện áp: IC 7812 và IC 7805. GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 88 IC nhiệt LM35 IC PIC16F877 có chức năng so sánh và suất tín hiệu điều khiển Rơle từ 12V. - Ta có: Thông số của IC LM35 là : nhiệt độ thay đổi 1 thì LM35 tạo ra dòng điện thay đổi 10mV. Bảng thông số linh kiện: TT Tên Thông số Số lượng Ghi chú 1 Diot 1N4007 1 2 Cầudiot RS307L 1 3 Tụ điện phân cực 1000µF 470 µF 1 2 4 IC LM 35 1 5 IC 7805 1 6 IC 7812 1 7 Điện trở 1kΩ 1 8 Điện trở 4.7kΩ 1 9 Điện trở 560Ω 1 10 Điện trở 220Ω 1 11 Rơle 1 12 Tranzito A1013 1 2.1.3. Vai trò của các linh kiện trong mạch 1. Biến trở có tác dụng thay đổi mức trở 2. IC nhiệt LM35 có tác dụng thay đổi điện áp dưới tác dụng của nhiệt 3. Rơ le nhiệt có tác dụng đóng mở công tắc GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 99 4. Transisto A1013 kích mở điện áp 5. Điện trở 6. Động cơ quạt tản nhiệt 12V 7. Diot 1N4007 để bảo vệ rơle 8. IC PIC16F877A để lưu dữ chương trình và điều khiển 9.Tải hạ thế từ 220V xuống 12V xoay chiều để mạch điện hoạt động với nguồn 12V. 10. Cầu diot để biến dòng xoay chiều thành dòng một chiều. 11. IC ổn áp 7805 cho da điện áp 5V nuôi cho IC PIC16F877 và IC LM35 12.IC ổn áp 7812 cho da điện áp 12V nuôi cho cuộn hút của rolay và quạt tản nhiệt 13. Tụ C 1000µF và tụ 1000µF để lọc điện ổn dòng 14. Đèn LED báo dòng điện vào. 2.1.4 Nguyên lý hoạt động của mạch Khi có nhiệt độ tác dụng vào IC nhiệt LM35 lúc này điện áp của LM35 sẽ tăng dần điện áp + IC PIC 16F877 chuyển giá trị điện áp từ chân 2 của IC LM35 thành giá trị ADC và chạy chương trình đã được cài và khi đạt tới ngưỡng nhiệt độ đã được cài sẵn trong chương trình thì chân 20 cua IC PIC16F877 sẽ chuyển trạng thái mức logic cao sang mức logic thấp kích cho transtor. + Transisto C1013 sẽ được kích mở + Rơle nhiệt sẽ đóng tiếp điểm thường mở lại và mở tiếp điểm thường đóng ra. + Động cơ sẽ quay 3.1. Sơ đồ board mạch 3.1.1. Sơ đồ sắp xếp bố trí linh kiện GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 1010 [...]... (Light Emitting Diode) • Là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt bán dẫn, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n • Điốt quang (photodiode) Là loại nhạy với ánh sáng, có thể biến đổi ánh sáng vào thành đại lượng điện, thường sử dụng ở các máy ảnh (đo cường độ sáng), sử dụng trong các mạch điều khiển (kết hợp một điốt... hoạt động : - Chế độ hoạt động định thời đồng bộ : Chế độ được lựa chọn bởi bit TMR1CS Trong chế độ này xung cấp cho Timer1 là Fosc/4, bit T1SYNC không có tác dụng GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 2828 - Chế độ đếm đồng bộ : trong chế độ này, giá trị của timer1 sẽ tăng khi có xung cạnh lênh vào chân T1OSI/RC1 Xung clock ngoại sẽ được đồng bộ với xung clock nội, hoạt động. .. nguồn từ electrode, có nghĩa là điện cực, là một trong những linh kiện điện tử Một linh kiện điện tử tạo từ ghép nối một Bán dẩn điện âm với một một Bán dẩn điện dương Phân loại diode • Điốt bán dẫn Cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất để tăng thêm electron tự do Loại này dùng chủ yếu để chỉnh lưu dòng điện hoặc trong mạch tách sóng • Điốt Schottky GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm... khi tần số tăng đến một ngưỡng nào đó, sự ngưng dẫn không thể đủ nhanh để ngăn chặn dòng điện suốt một phần của bán kỳ ngược Điốt Schottky khắc phục được hiện tượng này • Điốt Zener, còn gọi là "điốt đánh thủng" hay "điốt ổn áp" Là loại điốt được chế tạo tối ưu để hoạt động tốt trong miền đánh thủng Khi sử dụng điốt này mắc ngược chiều lại, nếu điện áp tại mạch lớn hơn điện áp định mức của điốt thì điốt... Phần III: PHỤC LỤC CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 1.1 Vi điều khiển PIC16F877A Những Đặc điểm của họ vi điều khiển PIC 16F877A Sơ đồ chân PIC 16F877A GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 1616 1.1.1 Sơ đồ nguyên lý Nhận xét Từ sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý ở trên, ta rút ra các nhận xét ban đầu như sau : - PIC16F877A có tất cả 40 chân - 40 chân trên được chia thành 5 PORT,...IC nhiệt LM 35 sẽ được bố trí ra ngoài để cảm nhận nhiệt GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 1111 3.1.2 Sơ đồ đi dây GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 1212 Chương II: PHẦN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN Chương trình... (prescaler), một bộ hậu định Postscaler và một thanh ghi chu kỳ viết tắt là PR2 Việc kết hợp timer2 với 2 bộ định tỉ lệ cho phép nó hoạt động như một bộ đinh thời 16 bit Module timer2 cung cấp thời gian hoạt động cho chế độ điều biến xung PWM nếu module CCP được chọn Sơ đồ khối của Timer2 GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 2929 1.1.5 Những linh kiện a) Điện trở • Khái niệm:... các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 3030 - Điện trở sứ, điện trở nhiệt: Là cách gọi khác của các điện trở công suất, điện trở này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng toả nhiệt • Cách đọc trị số điện trở: Màu Số thứ nhất Số thứ hai Các số 0 đặt sau hai chữ số trên Đen 0 0 Không có Nâu 1 1 0 Đỏ 2 2 00 Cam 3 3 000 Vàng 4... - 2 bộ Capture/ Compare/ PWM - 1 bộ biến đổi Analog -> Digital 10 bit, 8 ngõ vào - 2 bộ so sánh tương tự - 1 bộ định thời giám sát (Watch Dog Timer) - 1 cổng song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển - 1 cổng nối tiếp - 15 nguồn ngắt GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 2020 Sơ đồ khối vi điều khiển 16F877 GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương... địa chỉ từ 80h đến FFh Các thanh ghi dùng chung có địa chỉ từ A0h đến Efh Các thanh ghi TRISA, TRISB, TRISC, TRISD, TRISE cũng được chứa ở bank1 - Tương tự ta có thể suy ra các nhận xét cho bank2 và bank3 dựa trên sơ đồ trên Cũng quan sát trên sơ đồ, ta nhận thấy thanh ghi STATUS, FSR… có mặt trên cả 4 bank Một điều quan trọng cần nhắc lại trong việc truy xuất dữ liệu của PIC16F877A là : phải khai . lý trung tâm, khi động cơ hoạt động thì quạt gió làm mát động cơ sẽ chạy ở nhiều chế độ, có lúc ngừng hoạt động khi nhiệt độ động cơ giảm thấp, và sẽ hoạt động trở lại khi nhiệt độ tăng lên mức. em xin chân thành cảm ơn thầy Vương Sỹ Kông đã nhiệt tình hướng dẫn chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm đồ án “Thiết kế quạt tản nhiệt tự động này. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy. sơ đồ Khối Căn cứ vào mục tiêu của đề tài t có sơ đồ khối như sau: GVHD: Vương Sỹ Kông Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Quyết – Loan Thanh Lương 77 2.1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý của quạt tản nhiệt tự động 2.1.1