Đang tải... (xem toàn văn)
GIỚI THIỆU BÀI TẬP LỚNĐề Tài:Thiết Kế Mạch Đo Tần Số Và Giám Sát Nhiệt ĐộNội Dung Thiết kế mạch đo tần số và giám sát nhiệt độ. Hệ thống gồm 2 nút start và stop để khởi động và dừng hệ thống, 4 Led 7 thanh để hiển thị giá trị đo tần sốthang đo Hz, ( Dải đo từ 0 Hz÷9999Hz), Đối tượng đo là xung vuông hoặc tín hiệu xoay chiều. Một cảm biến nhiệt độ LM335 để giám sát nhiệt độ( Dải đo từ 0°C÷(100+n)°C)
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ********* BÀI TẬP LỚN MÔN: VI MẠCH TƯƠNG TỰ VÀ VI MẠCH SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH- ĐO TẦN SỐ VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thu Hà Sinh viên thực : Hoàng Tùng Lâm Nguyễn Văn Linh Ngô Huy Lộc Nguyễn Văn Lưu Trần Thị Luyến Lớp : ĐH Điện 4_K8 Tháng 12 năm 2015 NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK GIỚI THIỆU BÀI TẬP LỚN Đề Tài: Thiết Kế Mạch Đo Tần Số Và Giám Sát Nhiệt Độ Nội Dung Thiết kế mạch đo tần số giám sát nhiệt độ Hệ thống gồm nút start stop để khởi động dừng hệ thống, Led để hiển thị giá trị đo tần số-thang đo Hz, ( Dải đo từ Hz÷9999Hz), Đối tượng đo xung vuông tín hiệu xoay chiều Một cảm biến nhiệt độ LM335 để giám sát nhiệt độ( Dải đo từ 0°C÷(100+n)°C) NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK LỜI MỞ ĐẦU Như biết, khoa học công nghệ phát triển cách nhanh chóng năm gần đây, đặc biệt ngành kỹ thuật điện-điện tử Sự xuất vi mạch, IC số tổng hợp giúp cho kích thước mạch nhỏ gọn, tiện lợi Trải qua phát triển khoa học công nghệ, chế tạo nhiều loại tần số, phục vụ ngành điện tử viễn thông, công nghệ thông tin, tự động hóa Máy đo tần số thiết bị cho phép biết tần só tín hiệu cách xác, góp phần vào việc đo điều khiển tín hiệu Cảm biến nhiệt độ thiết bị biến đổi cho biết nhiệt độ môi trường thiết bị muốn giám sát nhiệt độ Với kiến thức học lớp tìm hiểu thực tế Trong thời gian yêu cầu nhóm em hoàn thành đồ án môn học với nội dung “Mạch Đo Tần Số Và Giám Sát Nhiệt Độ” Do kiến thức chuyên ngành thiếu nhiều thực tế nên đồ án không tránh khỏi sai sót, mong thầy cô góp ý kiến để đồ án hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thu Hà giúp đỡ nhóm em hoàn thành tập lớn này! MỤC LỤC Chương 1: Trình bày mạch chức sử dụng hệ thống 1.1.Phân tích yêu cầu công nghệ .7 NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 1.2.Liệt kê phương pháp đo tần số .7 1.3.Trình bày nguyên lý đo tần số .8 1.4.Các mạch chức cần dùng 1.4.1.Mã hóa mạch giải mã 1.4.1.1 Mã hóa .9 1.4.1.2 Mạch giải mã .10 1.4.2.Mạch dãy 11 1.4.2.Mạch dãy 11 A, Thanh ghi ghi dịch .11 1.4.3: Bộ đếm 12 1.4.3: Bộ đếm 12 1.4.4.Mạch dao động 12 1.4.4.Mạch dao động 12 1.4.5.Mạch khuếch đại vi sai đo lường .12 1.4.5.Mạch khuếch đại vi sai đo lường 12 1.4.6.Mạch so sánh tương tự 12 1.4.6.Mạch so sánh tương tự 12 Chương 2: Thiết kế mạch đo tần số giám sát nhiệt độ 13 2.1 Sơ đồ khối bố trí linh kiện 13 2.1.1 Mạch đo tần số 13 2.1.1 Mạch đo tần số 13 2.1.2 Mạch giám sát nhiệt độ 13 2.1.2 Mạch giám sát nhiệt độ 13 2.2 Liệt kê linh kiện sử dụng thiết kế .14 2.2.1 Trong mạch đo tần số .14 2.2.1 Trong mạch đo tần số .14 2.2.2 Mạch giám sát nhiệt độ 14 2.2.2 Mạch giám sát nhiệt độ 14 2.3 Xây dựng mạch chuẩn hóa cho cảm biến nhiệt độ với điện áp đầu từ (0÷10)V 14 2.4 Xây dựng mạch phát xung chuẩn cung cấp cho đếm dùng timer 555 16 2.5 Sơ đồ chân, bảng chân lý ứng dụng vi mạch sử dụng 17 NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 2.5.1 Các vi mạch mạch đo tần số .17 2.5.1 Các vi mạch mạch đo tần số 17 22 22 IC đếm BCD 74ls190 .22 IC đếm BCD 74ls190 .22 Chân cấp nguồn : 16 (VCC) chân 8(GND) .23 Chân cấp nguồn : 16 (VCC) chân 8(GND) .23 Nhóm chân liệu nạp vào : A(15) B(1) C (10) D(9) 23 Nhóm chân liệu nạp vào : A(15) B(1) C (10) D(9) 23 Nhóm chân liệu đầu : Qa (3) Qb(2) Qc(6) Qd(7) 23 Nhóm chân liệu đầu : Qa (3) Qb(2) Qc(6) Qd(7) 23 Chân cấp xung clock CLK :14 23 Chân cấp xung clock CLK :14 23 Chân chọn chế độ đếm thuận nghịch D/U :5 .23 Chân chọn chế độ đếm thuận nghịch D/U :5 .23 Chân cho phép đếm Enable :4 23 Chân cho phép đếm Enable :4 23 Chân nạp giá trị load :11 23 Chân nạp giá trị load :11 23 Chân xung đếm RCO :13 23 Chân xung đếm RCO :13 23 2.5.2 Các vi mạch mạch giám sát nhiệt độ 27 2.5.2 Các vi mạch mạch giám sát nhiệt độ 27 IC LM358 27 2.led biby 28 2.6.sơ đồ nguyên lý mạch .33 2.6.1.sơ đồ nguyên lý mạch đo tần số 33 2.6.1.sơ đồ nguyên lý mạch đo tần số 33 2.6.2 sơ đồ nguyên lý mạch giám sát nhiệt độ 35 2.6.2 sơ đồ nguyên lý mạch giám sát nhiệt độ 35 2.7.Thuyết minh nguyên lý hoạt động mạch 35 NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 2.7.1.Nguyên lý hoạt động mạch đo tần số 35 2.7.1.Nguyên lý hoạt động mạch đo tần số 35 2.7.2.Thuyết minh nguyên lý hoạt động mạch giám sát nhiệt độ .36 2.7.2.Thuyết minh nguyên lý hoạt động mạch giám sát nhiệt độ .36 2.8 Xây dựng mạch mô phần mêm proteus chạy thử 36 2.8.1.mô mạch đo tần số 36 2.8.1.mô mạch đo tần số .36 2.8.2.mô giám sát nhiệt độ 39 2.8.2.mô giám sát nhiệt độ 39 Chương 3: Kết Luận 41 3.1 Các kết đạt 41 3.2 Sai số nguyên nhân sai số thiết bị đo 41 3.3 Các hạn chế tồn phương hướng khắc phục 41 3.4 , Kết luận chung 42 NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Chương 1: Trình bày mạch chức sử dụng hệ thống 1.1.Phân tích yêu cầu công nghệ Đối với mạch đo tần số, đối tượng đo xung vuông tín hiệu xoay chiều, dải đo từ 0Hz ÷9999Hz Đối với mạch giám sát nhiệt độ, dùng cảm biến nhiệt độ LM335 giám sát nhiệt độ có dải đo từ 0°C ÷ (100+n)°C Với n số dư phép chia tổng số cuối mã sinh viên SV nhóm cho 10 Như vạy nhóm em n số dư phép chia =2,8 Vậy n=8 Yêu cầu dùng vi mạch tương tự vi mạch số để thiết kế Hệ thống gồm hai nút Start Stop để khởi động dừng hệ thống, Led để hiển thị giá trị đo tần số Khi ấn nút Start, hệ thống thực đo hiển thị kết với thang Hz, cảm biến nhiệt độ cho giá trị đầu ssau mạch chuẩn hóa, nhiệt độ đạt (80+n)°C cảnh báo còi Khi ấn Stop, hệ thống dừng Sử dụng thiết bị đo để kiểm tra cần thiết 1.2.Liệt kê phương pháp đo tần số Tần số thông số quan trọng trình giao động có chu kì Tần số xác định số chu kì lặp lại thay đổi tín hiệu dơn vị thời gian Chu kì khoảng thời gian nhỏ mà giá trị tín hiệu lặp lại độ lớn chiều biến thiên Khoảng tần số sử dụng lĩnh vực khác như: vô tuyến điện tử, tự động hóa, thông tin liên lạc, tự động hóa, từ phần Hz đến hàng ngìn GHz NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Việc lựa chọn phương pháp đo tần số xác định theo khoảng đo, theo độ xác yêu cầu, theo dạng đường cong công suất nguồn tín hiệu có tần số cần đo số yếu tố khác Để đo tần số tín hiệu điện ta sử dụng hai phương pháp biến đổi thẳng phương pháp so sánh Tần số mét dụng cụ để đo tần số đo tần số phương pháp biến đổi thẳng tiến hành loại tần số mét cộng hưởng, tần số mét điện, tần số mét tụ điện, tần số mét thị số đo tần số phương pháp so sánh thực nhờ ôsilôscốp, cầu xoay chiều phụ thuộc tần số, tần số mét đổi tần, tần số mét cộng hưởng, … 1.3.Trình bày nguyên lý đo tần số Trong chúng em đo tần số phương pháp so sánh Chúng em dùng IC 555 phát xung chuẩn có tân số HZ Như chu kỳ T=1/f=1/1=1 (s) Giả sử xung cần đo có tần số x (Hz) Như chu kỳ 1/x (s) Như ta thấy giây IC 555 thực chu kỳ ( tức lần lặp lại tín hiệu) xung cần đo thực x chu kỳ( Tức x lần lặp lại tín hiệu) Ta đưa lúc giá trị tần số lúc vào phần tử logic AND, đầu AND đưa vào mạch đếm Xung Hz khống chế cho phát xung chu kỳ tức s Ta thấy 1s xung 1Hz thực chu kỳ xung x Hz thực x chu kỳ Khi hết s xung 1Hz ngừng cấp xung vào đầu AND đầu AND (không có tín hiệu), mạch đếm dừng đếm Lúc mạch đếm đếm tần số xung x Hz 1.4.Các mạch chức cần dùng 1.4.1.Mã hóa mạch giải mã NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 1.4.1.1 Mã hóa Mã hóa giải mã xa lạ tất yếu đời sống Nó dùng để dễ nhớ, dễ đặt, dễ làm,….là quy ước chung phổ biến bí mật Chẳng hạn dùng chữ để đặt tên cho đường, cho người, dùng số mã số sinh viên, thi đấu thể thao, quy ước đèn xanh, đỏ, vàng tương ứng cho phép đi,đứng, dừng giao thông, viết thư sử dụng chữ viết tắt, kí hiệu riêng để giữ bí mật hay phức tạp phải mã hoá thông tin dùng tình báo, … Trong hệ thống số kể viễn thông, máy tính, đường điều khiển tuỳ chọn hay liệu truyền hay xử lí phải dạng số hệ gồm 0, có nhiều đường tín hiệu có bit đường điều khiển mở nguồn cho mạch mức 1, có nhiều đường địa nhiều bit chẳng hạn 110100 để CPU xác định địa nhớ, liệu dạng hex gửi xuống máy in cho in kí tự Tất tổ hợp bit gọi mã số (code) hay mã Và mạch tạo mã số gọi mạch mã hoá (lập mã: encoder) - Bộ mã hóa nhị phân – thập phân ( mã hoa BCD) Bộ mã hóa nhị-thập phân mạch điện có nhiệm vụ chuyển 10 chữ số hệ thập phân thành mã hệ nhị phân Dạng mã gọi mã BCD -Bảng chân lí mã hóa BCD : NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Mạch giải mã Mạch giải mã mạch có chức ngược lại với mạch mã hoá tức có mã số áp vào ngõ vào tương ứng có ngõ tác động, mã ngõ vào thường mã ngõ Tất nhiên ngõ vào cho phép phải bật lên cho chức giải mã Mạch giải mã ứng dụng ghép kênh liệu, hiển thị led đoạn, giải mã địa nhớ 1.4.1.2 A, Giải mã BCD sang led đoạn Một dạng mạch giải mã khác hay sử dụng hiển thị led đoạn mạch giải mã BCD sang led đoạn Mạch phức tạp nhiều so với mạch giải mã BCD sang thập phân nói phần trước mạch phải cho tổ hợp có nhiều ngõ lên cao xuống thấp (tuỳ loại đèn led anode chung hay cathode chung) để làm đoạn led cần thiết sáng tạo nên số hay kí tự 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 vuông (như hình trên) có led đặt làm dấu phẩy thập phân cho số thị; điều khiển riêng biệt không qua mạch giải mã Các chân led xếp thành hàng chân hàng chân A chung hay K chung Thứ tự xếp cho loại trình bày : NHÓM TRANG 10 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 5.Cổng AND Ngõ Q mức cao ngõ vào A "AND" ngõ vào B mức cao (giống nhân A với B): Q= A AND B Một cổng AND có hai nhiều ngõ vào Ngõ mức cao tất ngõ vào mức cao 6.Khối tín hiệu cần đo Nguồn tín hiệu cần đo tín hiệu xung vuông hoặc xoay chiều Tại bài : Ta chọn tín hiệu vuông tần số 1500Hz Giới thiệu IC cảm biến nhiệt LM335 Thông số kĩ thuật NHÓM TRANG 29 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK - Là cảm biến nhiệt độ cho mức điện áp tương ứng với độ Kelvin - Sai số +/- độ C - Hoạt động dải từ 400uA - mA - Trở kháng nội < Ω - Dải nhiệt độ đo -55˚C đến 150˚C Sơ đồ chân kết nối với vi điều khiển a Sơ đồ chân NHÓM TRANG 30 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK ADJ - Chân hiệu chuẩn V+ - Chân cấp nguồn 5V V- - Chân GND 3.Ứng dụng -Dùng để đo nhiệt độ môi trường dễ dàng hiệu chỉnh với độ xác cao -dải đo từ -25°C 125°C - Đây loại cảm biến cho mức điện áp tương ứng với nhiệt độ môi trường 10mV điện áp thay đổi tương ứng với độ Kelvin 8.Khối khuếch đại thuật toán OPAMP Mạch khuếch đại thuật toán (Operational Amplifier: Op-Amps) có ký hiệu hình sau: NHÓM TRANG 31 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Đây vi mạch tương tự thông dụng Op-Amps tích hợp số ưu điểm sau: - Hai ngõ vào đảo không đảo cho phép Op-Amps khuếch đại nguồn tín hiệu có tính đối xứng (các nguồn phát tín hiệu biến thiên chậm nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, mực chất lỏng, phản ứng hoá-điện, dòng điện sinh học thường nguồn có tính đối xứng) - Ngõ khuếch đại sai lệch hai tín hiệu ngõ vào nên Op-Amps có độ miễn nhiễu cao tín hiệu nhiễu đến hai ngõ vào lúc xuất ngõ Cũng lý Op-Amps có khả khuếch đại tín hiệu có tần số thấp, xem tín hiệu chiều - Hệ số khuếch đại Op-Amps lớn cho phép Op-Amps khuếch đại tín hiệu với biên độ vài chục mico Volt - Do mạch khuếch đại vi sai Op-Amps chế tạo phiến độ ổn định nhiệt cao - Điện áp phân cực ngõ vào ngõ không tín hiệu, dễ dàng việc chuẩn hoá lắp ghép khối (module hoá) NHÓM TRANG 32 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK - Tổng trở ngõ vào Op-Amps lớn, cho phép mạch khuếch đại nguồn tín hiệu có công suất bé - Tổng trở ngõ thấp, cho phép Op-Amps cung cấp dòng tốt cho phụ tải - Băng thông rộng, cho phép Op-Amps làm việc tốt với nhiều dạng nguồn tín hiệu khác Tuy nhiên vi mạch khác, Op-Amps làm việc ổn định làm việc với tần số công suất cao Để đơn giản việc tính toán op-amps, tính toán op-amps lý tưởng sau thực bổ thông số mạch Để có nhìn tổng quan op-amps thực tế op-amps lý tưởng, so sánh vài thông số op-amps lý tưởng op-amp thông dụng (general purpose) bảng sau (*) Trên thực tế có op-amps chế tạo với mục đích chuyên dụng (trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, quân sự, y tế, công nghiệp ), đặc tính gần với đặc tính op-amps lý tưởng Ở so sánh với loại phổ dụng giá thành thấp ® chất lượng không cao 2.6.sơ đồ nguyên lý mạch 2.6.1.sơ đồ nguyên lý mạch đo tần số NHÓM TRANG 33 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK NHÓM TRANG 34 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 2.6.2 sơ đồ nguyên lý mạch giám sát nhiệt độ 2.7.Thuyết minh nguyên lý hoạt động mạch 2.7.1.Nguyên lý hoạt động mạch đo tần số Khi ta ấn nut START/STOP mạch hoạt động IC 555 cấp xung cho đếm thời gian nguồn tín hiệu cần đo cấp xung cho đếm xung hoat động Khi mạch đếm chưa hết tần số đầu cổng AND1 mức cao mạch hoạt động đạt hết quá trình đếm xung đầu AND1 đạt mức thấp, đồng thời đầu AND2 mức thấp hệ thống ngừng đếm Và kết đo tần sô của nguồn tín hiệu cần đo Khi ta muốn đo lại ta ấn nút RESET mach trạng thái Muốn tiếp tục đo ta ấn RESET lần NHÓM TRANG 35 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Khi muốn dùng mạch ta ấn nút START/STOP mạch dừng lại khối đếm xung đếm thời gian dừng lại Muốn chuyển sang đo xung thứ ta ấn nút chuyển xung CX, sau ấn RESET Mạch hoạt động đo xung thứ 2.7.2.Thuyết minh nguyên lý hoạt động mạch giám sát nhiệt độ Khi ấn nút start , cảm biến nhiệt độ LM335 thực đo nhiệt độ tạo xung điện áp, thấy mạch ta đưa xung điện áp qua mạch khuếch đại vi sai cải tiến, mạch chúng em tính toán giá trị điện trở phù hợp để chuẩn hóa điện áp có giá trị đáp ứng yêu cầu đề tài giao, sau mạch chuẩn hóa đặt volts kế để hiển thị giá trị điện áp chuẩn hóa Sau xung điện áp đưa tới mạch so sánh có IC LM 358, lm 358 có chân + input - input Khi hiệu điện + input cao - input, ngõ mức cao (+Vss), ngược lại ngõ mức thấp (-Vss), nhờ vào volt kế ta biết điện áp ứng với nhiệt độ đo từ ta điều chỉnh điện áp chân input theo nhiệt độ yêu cầu đề tài,khi đặt điện áp yêu cầu ta chỉnh nhiệt độ lm335 cao điện áp tăng lên cao điện áp dược đặt, ngõ lm358 chuyển từ mức thấp sang mức cao, điện áp qua van bán dẫn đặt vào đèn báo chuông cảnh báo cho người dùng Khi ấn nút stop nguồn bị cắt khỏi mạch => mạch chuẩn hóa cảnh báo ngừng hoạt động 2.8 Xây dựng mạch mô phần mêm proteus chạy thử 2.8.1.mô mạch đo tần số A, Mạch chưa ấn nút start NHÓM TRANG 36 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Hình 2.8.1.1: mạch chưa ấn start B.Mạch sau ấn nút start NHÓM TRANG 37 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Hình 2.8.1.2: Mạch sau ấn START NHÓM TRANG 38 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 2.8.2.mô giám sát nhiệt độ A, Mạch chưa ấn nút start Hình 2.8.1: Chưa ấn START NHÓM TRANG 39 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK B.Mạch ấn nút start Hình 2.8.2: Sau ấn START NHÓM TRANG 40 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK Chương 3: Kết Luận 3.1 Các kết đạt Mạch đáp ứng yêu cầu đề tài là: -Đo tần số xung vuông có dải đo từ 0Hz÷9999Hz -Giám sát nhiệt độ, dải đo từ 0°C÷108°C chuẩn hóa đầu từ 0V÷10V Khi nhiệt độ đạt 88°C cảnh báo còi Mạch thiết kế sử dụng vi mạch số vi mạch tương tự học, phù hợp với nội dung học phần Thiết kế mạch đơn giản, dễ hiểu, độ xác tương đối cao Trong trình thiết kế chúng em tiếp cận với nhiều linh kiện hiểu sơ đồ chân nguyên lý hoạt động chúng giúp ích lớn cho kiến thức sau Hiểu logic, tính kết hợp vi mạch với 3.2 Sai số nguyên nhân sai số thiết bị đo Trong trình đo xảy sai số - Đối với mạch đo tần số: Nguyên nhân sai số chủ yếu nguồn phát xung 1Hz tạo IC 555 Khi ta tính toán giá trị R1,R2 tròn nên đáp ứng xác tuyệt đối Bên cạnh nhiễu xung ta cấp đồng thời xung Hz xung x Hz vào AND - Đối với mạch đo nhiệt độ Nguyên nhân sai số trình khuếch đại điện áp giá trị điện trở tính toán chưa thực xác Ngoài điện áp đầu vi sai cảm biến LM335 nhỏ : 10mV/1°K nên gây sai số trình so sánh điện áp để cảnh báo 3.3 Các hạn chế tồn phương hướng khắc phục NHÓM TRANG 41 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK A, Hạn chế -Đối với mạch đo tần số: Mạch sử dụng linh kiện đơn giản nên thiết kế trở nên phức tạp cồng kềnh, gây lãng phí tài đồng thời chưa đảm bảo tính linh động tính xác tuyệt đối Một số chức vi mạch chưa sử dụng cách triệt để - Đối với mạch giảm sát nhiệt độ: Mạch sử dụng cảm biến nhiệt độ kết hợp với linh kiện tương tự đơn giản, lỗi thời Mạch sử dụng khuếch đại thuật toán lý tưởng thực tế IC hoàn toàn lý tưởng Mạch không hiển thị giá trị nhiệt độ lên LCD hay LED gây khó khăn trình quan sát B, Phương hướng khắc phục : - Đối với mạch đo tần số: Sử dụng linh kiện hợp lý cao cấp như: bảng LED gồm led tích hợp giải mã, mạch trở nên đơn giản nhiều, Đồng thời tính toán lại giá trị điện trở mạch phát xung lấy giá trị cách xác - Đối với mạch giám sát nhiệt độ: Nên kết hợp với vi mạch số, vi xử lý vi điều khiển để hiển thị trực quan số dễ đọc trình điều khiển cảnh báo dễ dàng 3.4 , Kết luận chung Sau thời gian tìm hiểu tài liệu kiến thức có môn vi mạch số vi mạch tương tự, hướng dẫn cô giáo môn nhóm em hoàn thành tập lớn về mạch đo tần số giám sát nhiệt độ song kiến thức mạch điện tử chưa có kinh nghiệm nên trính thiết kế dựa nhiều vào lí thuyết nên áp dụng vào thực tế có sai sót ý tưởng ban đầu Chúng em mong thầy cô thông cảm, bỏ qua giúp đỡ chúng em để làm hoàn thiện, chúng em xin chân thành cảm ơn NHÓM TRANG 42 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK NHÓM TRANG 43 [...]... kế mạch đo tần số và giám sát nhiệt độ 2.1 Sơ đồ khối bố trí linh kiện trong bài 2.1.1 Mạch đo tần số Bộ tạo xung 1Hz Bộ đếm 4 chỉ số BCD Nguồn t/h cần đo Start 4 bộ giải mã 7Seg Hiển Thị Led 7Seg Stop 2.1.2 Mạch giám sát nhiệt độ Cảm biến LM335 Mạch k/đ vi sai Mạch so sánh t /tự Còi,đèn báo NHÓM 7 TRANG 13 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 2.2 Liệt kê các linh kiện sử dụng trong bản thiết kế. .. Tivi, tạo sóng hình sin cho IC Vi xử lý hoạt động v v Mạch dao động hình Sin Mạch dao động đa hài Mạch dao động nghẹt Mạch dao động dùng IC 1.4.5 .Mạch khuếch đại vi sai đo lường Khuếch đại vi sai là bộ khuếch đại hiệu 2 điện áp vào Hiện nay, thường sử dụng khuếch đại thuật toán với sơ đồ đảo và không đảo để xây dựng mạch và dùng phản hồi âm để ổn định hệ số khuếch đại Có 2 loại mạch khuếch đại vi. .. mạch ta ấn nút START/STOP mạch sẽ dừng lại cả khối đếm xung và đếm thời gian đều dừng lại Muốn chuyển sang đo xung thứ 2 ta ấn nút chuyển xung CX, sau đó ấn RESET Mạch hoạt động như đo xung thứ 1 2.7.2.Thuyết minh nguyên lý hoạt động của mạch giám sát nhiệt độ Khi ấn nút start , cảm biến nhiệt độ LM335 sẽ thực hiện đo nhiệt độ và tạo xung điện áp, như đã thấy trên mạch ta đưa xung điện áp này qua mạch. .. lý của mạch 2.6.1.sơ đồ nguyên lý của mạch đo tần số NHÓM 7 TRANG 33 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK NHÓM 7 TRANG 34 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 2.6.2 sơ đồ nguyên lý của mạch giám sát nhiệt độ 2.7.Thuyết minh nguyên lý hoạt động của các mạch 2.7.1.Nguyên lý hoạt động của mạch đo tần số Khi ta ấn nut START/STOP mạch hoạt động IC 555 cấp xung cho bộ đếm thời gian và nguồn tín hiệu cần đo cấp xung... là: - Mạch khuếch đại vi sai đơn giản - Mạch khuếch đại vi sai cải tiến 1.4.6 .Mạch so sánh tương tự Mạch so sánh tương tự có nhiệm vụ so sánh 1 điện áp vào (U1) với một điện áp chuẩn (Uch) Trong mạch so sánh tín hiệu ra(Uo)chỉ có hai mức, NHÓM 7 TRANG 12 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK mức điện áp cao(mức H -tương ứng mức logic 1 của số 1 hệ nhị phân) và mức điện áp thấp(mức L -tương ứng mức logic 0 ,số 0... ĐLĐK - Là cảm biến nhiệt độ cho ra các mức điện áp tương ứng với độ Kelvin - Sai số +/- 1 độ C - Hoạt động trong dải từ 400uA - 5 mA - Trở kháng nội < 1 Ω - Dải nhiệt độ đo được -55˚C đến 150˚C 2 Sơ đồ chân và kết nối với vi điều khiển a Sơ đồ chân NHÓM 7 TRANG 30 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK ADJ - Chân hiệu chuẩn V+ - Chân cấp nguồn 5V V- - Chân GND 3.Ứng dụng -Dùng để đo nhiệt độ môi trường có thể... Mạch chốt dữ liệu : Bộ ghi dịch : NHÓM 7 TRANG 11 Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 1.4.3: Bộ đếm Bộ đếm là thiết bị đếm được số xung cửa vào, đầu ra của bộ đếm là số lượng xung đếm được - Bộ đếm nhị phân đồng bộ - Bộ đếm thập phân đồng bộ 1.4.4 .Mạch dao động Mạch dao động được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử, như mạch dao động nội trong khối RF Radio, trong bộ kênh Tivi mầu, Mạch dao động... các mạch lật và các mạch logic cơ bản và các biến ra của mạch không chỉ phụ thuộc vào tổ hợp biến vào mà còn phụ thuộc vào cả trạng thái hiện tại của mạch A, Thanh ghi và thanh ghi dịch Thanh ghi là dãy mạch nhớ có chức năng lưu giữ dưc liệu hoặc biến đổi dữ liệu số từ nối tiếp sang song song và ngược lại mỗi mạch lật chỉ lưu giữ được 1 bit, vậy thanh ghi dài bao nhiêu bit phải tạo từ bấy nhiêu mạch. .. 2.2.1 Trong mạch đo tần số - IC NE 5555 : Dùng tạo dao động đếm thời gian Điện trở 1k,217.0475 k Tụ điện (0.01 uF tụ thường) ,(0.001 F) IC 4017 để tạo ra bộ đếm thập phân - SEG 7Vạch cathode chung - Ic 74ls190 và Ic 74hc4511,7408 - Cổng NOT, AND - Điện trở băng rx8(180) - Switch (Chuyển mạch1 , 2 cổng ) -Button(Reset mạch) 2.2.2 Mạch giám sát nhiệt độ -Cảm biến nhiệt độ LM335 -Switch(Chuyển mạch 2 cổng)... Tuy nhiên cũng như các vi mạch khác, Op-Amps không thể làm vi c ổn định khi làm vi c với tần số và công suất cao Để đơn giản trong vi c tính toán trên op-amps, có thể tính toán trên op-amps lý tưởng sau đó thực hiện bổ chính các thông số trong mạch Để có được một cái nhìn tổng quan giữa op-amps thực tế và op-amps lý tưởng, có thể so sánh một vài thông số giữa op-amps lý tưởng và op-amp thông dụng (general ... động đếm thời gian Điện trở 1k,2 17. 0 475 k Tụ điện (0.01 uF tụ thường) ,(0.001 F) IC 40 17 để tạo đếm thập phân - SEG 7Vạch cathode chung - Ic 74 ls190 Ic 74 hc4511 ,74 08 - Cổng NOT, AND - Điện trở... D(9) 23 Nhóm chân liệu nạp vào : A(15) B(1) C (10) D(9) 23 Nhóm chân liệu đầu : Qa (3) Qb(2) Qc(6) Qd (7) 23 Nhóm chân liệu đầu : Qa (3) Qb(2) Qc(6) Qd (7) 23 Chân... đồ chân, bảng chân lý ứng dụng vi mạch sử dụng 17 NHÓM TRANG Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK 2.5.1 Các vi mạch mạch đo tần số . 17 2.5.1 Các vi mạch mạch đo tần số 17