Đang tải... (xem toàn văn)
Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ và rộng lớn của nền khoa học kỹ thuật. Các công nghệ mới thuộc các lĩnh vực khác nhau cũng nhờ đó đã ra đời để đáp ứng những nhu cầu của xã hội, và một trong số đó phải kể đến là các linh kiện điện tử. Hiện nay kỹ thuật vi điều khiển vẫn còn đang là một trong các lĩnh vực mới mẻ và đã được đưa vào giảng dạy rộng rãi ở các trường Đại Học và Cao Đẳng trong cả nước. Trong đó có trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên. Trên tinh thần học đi đôi với hành, học gắn liền với lao động, sản xuất và đời sống, em đã tìm hiểu và ứng dụng của các linh kiện điện tử trong việc đo dòng điện và báo dòng điện. Với sự hướng dẫn của thầy Trần Văn Thoan em đã tiến hành thiết kế, chế tạo mạch đo và hiển thị dòng điện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Ô TÔ CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ĐO DÒNG ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn: ThS. Trần Văn Thoan Sinh viên thực hiện: Trần Nam Xuân Lớp: 121121 Hưng Yên, năm 2015 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày….tháng.…năm…… Giáo viên hướng dẫn 2 Lời nói đầu Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ và rộng lớn của nền khoa học kỹ thuật. Các công nghệ mới thuộc các lĩnh vực khác nhau cũng nhờ đó đã ra đời để đáp ứng những nhu cầu của xã hội, và một trong số đó phải kể đến là các linh kiện điện tử. Hiện nay kỹ thuật vi điều khiển vẫn còn đang là một trong các lĩnh vực mới mẻ và đã được đưa vào giảng dạy rộng rãi ở các trường Đại Học và Cao Đẳng trong cả nước. Trong đó có trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên. Trên tinh thần học đi đôi với hành, học gắn liền với lao động, sản xuất và đời sống, em đã tìm hiểu và ứng dụng của các linh kiện điện tử trong việc đo dòng điện và báo dòng điện. Với sự hướng dẫn của thầy Trần Văn Thoan em đã tiến hành thiết kế, chế tạo mạch đo và hiển thị dòng điện. Mặc dù chúng em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đề tài này, xong do giới hạn về thời gian cũng như kiến thức nên nội dung còn nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô cũng như của các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Trần Nam Xuân 3 MỤC LỤC CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề 5 1.2 Đặc điểm đề tài 5 1.3 Mục đích đề tài 5 CHƯƠNG II: CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG 2.1 Bảng thống kê linh kiện sử dụng 6 2.2.1 Cảm biến dòng điện ACS712-5A 8 2.2.2 Thông tin cảm biến 9 2.3 IC LM324 10 2.4 Điện trở 12 2.5 IC 7805 12 2.6 Tụ điện 13 2.7 Biến áp 14 2.8 Động cơ điện một chiều 14 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THI CÔNG 3.1 Sơ đồ mạch 16 3.2 Mạch nguồn 17 3.3 Mạch điều khiển 18 3.4 Mạch in 19 3.5 Sơ đồ chân linh kiện 20 3.6 Hình ảnh thưc tế 20 KẾT LUẬN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 4 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay công nghệ khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển .Trong đó nghành kỹ thuật điện tử đã đạt được nhiều thành tựu to lớn trong cuộc sống của con người.Cùng với sự phát triển đó ngành công nghệ kỹ thuật điện-điện tử cũng đã có những bước phát triển vượt bậc.Trong thời đại hiện nay máy móc đã phát triển rất mạnh mẽ đi cùng với đó các thiết bị đo đạc hiển thị cũng rất cần thiết, nó giúp cho con người biết được các lượng điện áp dòng điện mà các máy móc đang tiêu thụ . Với mong muốn tìm hiểu, ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại và kiến thức đã học vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người ”. Em đã thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế mạch đo và hiển thị dòng điện ’’ 1.2. Đặc điểm đề tài Để biết được tình trang của máy móc hoặc của nguồn điện, chúng ta cần biết cần theo dõi được dòng điện đang tiêu thụ là bao nhiêu và có trong khoảng an toàn cho phép không thì chúng ta cần đến mạch đo và hiển thị dòng điện.để đo được dòng điện chúng ta có thể dung cảm biến và dung vi điều khiển để xử lý tính toán hiển thị lên led 7 thanh hoặc LCD và phương pháp dùng IC so sánh và sử dụng cảm biến để hiển thị ra led đơn. Và em sẽ thực hiện đề tài điều khiển bằng cảm biến đo dòng điện và hiển thị ra led đơn Để để đo và hiển thị được cường độ dòng điện thì cần nhiều bước khác nhau, từ việc đi thiết lập phần cứng, tính toán điện trở, chọn linh kiện phù hợp phải rất chuẩn xác. 1.3.Mục đích của đề tài Mục tiêu của đề tài là: tạo ra một mô hình đo và hiển thị dòng điện đang tiêu thụ của hệ thống hoặc máy móc đang chạy, mô hình điều khiển này có thể làm mô hình thí nghiệm cho các sinh viên nghiên cứu để tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như các phương pháp đo dòng điện, cũng như nghiên cứu về cảm biến dòng điện. Đặc biệt là việc kết hợp cảm biến trong các mạch điều khiển nói chung 5 CHƯƠNG II: CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ DÙNG TRONG ĐỀ TÀI 2.1Bảng thống kê linh kiện sử dụng STT Tên linh kiện Số lượng Hình ảnh Giá cả 1 Cảm biến đo dòng điện ACS 712 1 96000đ/chiếc 2 IC so sánh LM 324 1 4000đ/chiếc 3 Điện trở 220Ω 4 6 4 Biến trở vi chỉnh Loại 10KΩ 1 2000đ/chiếc X4 chiếc 5 Biến áp 12v- 3A 1 60000đ/chiếc 6 Tụ hóa 3 7 Mô tơ điện một chiều 1 40000đ/chiếc 7 8 IC 7805 1 3500đ/chiếc 2.2.1: Cảm biến dòng điện ACS712-5A. . 2.1Hình ảnh cảm biến 8 2.2.2 Thông tin cảm biến. Giới thiệu về IC ACS 712. -IC ACS 712 là một IC cảm biến dòng tuyến tính dựa trên hiệu ứng Hall. ACS xuất ra 1 tín hiệu analog, Vout biến đổi tuyến tính theo sự thay đổi của dòng điện Ip được lấy mẫu thứ cấp DC (hoặc AC), trong phạm vi đã cho. CF được dùng với mục đích chống nhiễu và có giá trị tùy thuộc vào từng mục đích sử dụng. 2.2 Sơ đồ chân cam biến -Ưu điểm của ACS 712: + Đường tín hiệu analog có độ nhiễu thấp. + Thời gian tăng của đầu ra để đáp ứng với đầu vào là 5µs. + Điện trở dây dẫn trong là 1.2mΩ. + Nguồn vận hành đơn là 5V. + Độ nhạy đầu ra từ 63-190mV/A. + Điện áp ra cực kỳ ổn định. -Các loại ACS +ACS 712 5A (x05B): +Ip: -5A - 5A. 9 +Độ nhạy: 180 - 190 mV/A. +ACS 712 20A (x20A): +Ip: -20A - 20A. +Độ nhạy: 96 -104 mV/A. +ACS 712 30A (x30A): +Ip: -30A - 30A. +Độ nhạy: 63 - 69 mV/A. 2.3 IC LM324 Hình 2.3:hình dạng chân của LM324 */Thông số kỹ thuật: - Hoạt động trong dải điện áp: 3.0V-32V - Nhiệt độ hoạt động trong dải: 0 o C-70 o C 10 [...]... thì cảm biến dòng sẽ cho ra điện áp khác nhau nằm trong giải dòng điện đo được 3.4 Mạch in Hình 3.4 Mạch in 3.5 Sơ đồ chân linh kiện Hình 3.5 Sơ đồ chân linh kiện 3.6 Hình ảnh thực tế In mạch in lên phip đồng Gắn linh kiện và hàn mạch Hoàn thiện và gia cố mạch KẾT LUẬN Với đồ án Thiết kế mạch điều khiển giúp cho sinh viên bổ sung thêm kỹ năng sử dụng các linh kiện điện tử cũng như làm mạch trong thực... : Điện trở Hình 2.5: Điện trở Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện có biểu tuong Điện trở kháng là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của Điện trở Điện trở kháng được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó: trong đó: U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V) I: là cường độ dòng. .. áp ra là 5V 3.3: Mạch điều khiển Hình 3.3 Mạch điều khiển + Phần mạch cảm biến dòng điện: Phần cảm biến dòng điện mạch sử dụng Modul cảm biến ACS712-5A có giải đo được từ 0 ~ 5A Cảm biến biến đổi giá trị dòng điện thành điện áp tương ứng + Phần mạch so sánh Khâu sử dụng LM324 là loại OPAM để so sánh tín hiệu từ cảm biến ACS712 và điện áp tham chiếu Điện áp tham chiếu dùng để đặt dòng điện cảnh báo và... suất điện động một chiều Trong chế độ động cơ, cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng Dòng điện chạy trong phần ứng sẽ tác dụng với từ trường gây bởi phần cảm tạo thành momen quay rotor Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo động cơ một chiều 15 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THI CÔNG 3.1: Sơ đồ mạch Hình 3.1 Sơ đồ mạch 16 3.2: Mạch nguồn Hình 3.2 Mạch nguồn Điện DC 12V vào chân dương của IC 7805 điện. .. vật dẫn điện, đo bằng vôn (V) I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A) R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω) 2.5IC 7805 Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp... không sáng Khi có một sự cố nào đó làm dòng điện chạy qua cảm biến tăng cao làm điện áp tại chân không đảo cao hơn điện áp ở chân đảo nên đầu ra của Opam sẽ ở mức 1 nên sẽ phân cự thuận cho led làm led sáng lên Điện áp tham chiếu được điều khiển bởi VR1 được điều khiển trong giải điện áp đầu ra của cảm biến Nguyên lý của mạch là so sánh tín hiệu đặt và tín hiệu đo được để điều khiển đầu ra.Khi dòng điện. .. với tải để đưa điện năng ra gọi là dây quấn thứ cấp Dòng điện, điện áp, công suất, của từng dây quấn theo tên sơ cấp và thứ cấp tương ứng Dây quấn có điện áp cao gọi là dây quấn cao áp 2.8 Động cơ điện một chiều 2.8.1 Định nghĩa Máy điện một chiều là loại máy điện làm việc với dòng điện một chiều, có thể sử dụng làm máy phát điện hoặc động cơ điện Máy điện một chiều cho phép điều chỉnh tốc độ trơn trong... bổ sung thêm kỹ năng sử dụng các linh kiện điện tử cũng như làm mạch trong thực tế và xử lý sự cố Đồ án của em đã làm về thiết kế, chế tạo mạch đo và hiển thị dòn điện Với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Trần Văn Thoan cùng sự cố gắng và tìm hiểu em đã thiết kế ứng dụng một số Modul đo và hiển thị dòng điện có thể áp dụng trong thực tế Trong quá trình thực hiện còn một số chỗ chưa thật tối ưu, rất... 7805 Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân: * Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên) * Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên) * Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên) Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi Mạch này dùng để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp 5V (các loại IC thường hoạt động ở điện áp này) Nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì mạch điện vẫn... mạch theo một chiều duy nhất, và nguời dùng cũng không cần quan tâm đến cực tính của nguồn khi nối vào ngõ IN nữa Chú ý: điện áp đặt trước IC78xx phải lớn hơn điện áp cần ổn áp từ 1.5V đến 2V Tụ điện đóng vai trò ổn định và chống nhiễu cho nguồn (có thể bỏhai tụ điện nếu mạch điện không đòi hỏi) 2.6 Tụ điên Định nghĩa: Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện . HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Ô TÔ CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ĐO DÒNG ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn: ThS dụng của các linh kiện điện tử trong việc đo dòng điện và báo dòng điện. Với sự hướng dẫn của thầy Trần Văn Thoan em đã tiến hành thiết kế, chế tạo mạch đo và hiển thị dòng điện. Mặc dù chúng. đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế mạch đo và hiển thị dòng điện ’’ 1.2. Đặc điểm đề tài Để biết được tình trang của máy móc hoặc của nguồn điện, chúng ta cần biết cần theo dõi được dòng điện đang