Đang tải... (xem toàn văn)
Cảm biến nhiệt độ LM35 là một loại cảm biến tương tự rất hay được ứng dụng trong các ứng dụng đo nhiệt độ thời gian thực. Vì nó hoạt động khá chính xác với sai số nhỏ, đồng thời với kích thước nhỏ và giá thành rẻ là một trong những ưu điểm của nó. Vì đây là cảm biến tương tự (analog sensor) nên ta có thể dễ dàng đọc được giá trị của nó bằng hàm analogRead(). Nào, cùng nhau tìm hiểu thôi Qua bài viết này, mình hi vọng nó sẽ đem lại cho bạn một vài mẹo nhỏ để ứng dụng hàm analogRead() một cách nhuần nhuyển, và bật mí cho bạn cách sử dụng cảm biến LM35 một cảm biến nhiệt độ rất hay và dễ sử dụng
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại Học Công Nghê TP.HCM ĐỒ ÁN CƠ SỞ MẠCH BẢO VỆ NHIỆT ĐỘ CHO THIẾT BỊ VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chun Ngành: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP GVHD: Cơ Nguyễn Thị Ngọc Anh SVTH: Nguyễn Thanh Tùng MSSV:1615021028 SVTH: Nguyễn Duy Tân MSSV:1615021023 Lớp: 16HDC02 Tp Hồ Chí Minh tháng 12, năm 2017 LỜI CÁM ƠN L ời em xin chân thành cám ơn tất thầy giáo tận tình hướng dẫn bảo nhiệt tình thời gian em làm Đồ Án Cơ Sở I vừa qua, đặc biệt Viện kỹ thuật HUTECH tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án Em vô biết ơn cô Nguyễn Thị Ngọc Anh người trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình em hồn thành Đồ Án Thiết Kế Thi Công Mạch bảo vệ nhiệt độ cho thiết bị IC cảm biến nhiệt lm35 Vì lần đầu làm đồ án thiết kế thi công mạch với kiến thức thời gian hạn chế nên khơng tránh khỏi nhiều sai sót Với ước mong học hỏi, có nhiều kinh nghiệm em mong nhận góp ý bảo thầy cô giáo, hướng dẫn để rút kinh nghiệm lần sau làm tốt Em xin chân thành cám ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày Tháng… Năm 2017 Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Thanh Tùng Nguyễn Duy Tân BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn : Cô Nguyễn Thị Ngọc Anh Họ tên sinh viên :Nguyễn Thanh Tùng MSSV : 1615021028 Họ tên sinh viên: Nguyễn Duy Tân MSSV : 1615021023 Lớp: 16HDC02 Tên đề tài : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH BẢO VỆ NHIỆT ĐỘ CHO THIẾT BỊ Điểm đánh giá : .Xếp loại: TP Hồ Chí Minh, Tháng 12, Năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (ký ghi rõ họ tên) BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giáo viên hướng dẫn : Cô Nguyễn Thị Ngọc Anh Họ tên sinh viên :Nguyễn Thanh Tùng MSSV : 1615021028 Họ tên sinh viên: Nguyễn Duy Tân MSSV : 1615021023 Lớp: 16HDC02 Tên đề tài : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH BẢO VỆ NHIỆT ĐỘ CHO THIẾT BỊ Điểm đánh giá : .Xếp loại: TP Hồ Chí Minh, Tháng 12, Năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 1.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH BẢO VỆ NHIỆT ĐỘ CHO THIẾT BỊ 1.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ 1.2.1Tính nguồn cấp 5v cho mạch điều khiển 1.2.2 Khối cảm biến 1.2.3 Khối chỉnh áp 1.2.4Khối so sánh 1.2.5Khối điều khiển 1.2.6 Khối hiển thị 1.3 SƠ ĐỒ TOÀN MACH VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 1.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN & MẠCH THI CÔNG PHẦN 3: KẾT LUẬN 3.1Hoạt động mạch 3.2Ưukhuyếtđiểm mạch TÀI LIỆU THAM KHẢO Lời Mở Đầu Trong sống tồn khu vực dễ cháy nổ, nên việc lắp đặt hệ thống bảo vệ thiết bị có tầm quan trọng lớn lao Nó giúp phát nhanh chóng, chữa cháy kịp thời kỳ đầu đám cháy đem lại bình yên cho người, bảo vệ tài sản cho nhân dân, nhà máy, xưởng sản xuất Ngày nay, việc phòng cháy chữa cháy trở thành mối quan tâm hàng đầu nước ta nước giới Nó trở thành nghĩa vụ người dân Trên phương tiện thông tin đại chũng tuyên truyền giáo dục cho người dân ý thức phòng cháy chửa cháy, nhằm mục đích hạn chế vụ cháy đáng tiếc xảy Xuất phát từ ý tưởng trên, em chọn đề tài “ Mạch Bảo vệ nhiệt độ cho thiết bị sử dụng IC cảm biến nhiệt lm35” cho Đồ Án Môn Học I Do thời gian hiểu biết có hạn, chắn q trình làm có nhiều thiếu sót, mong thầy chân thành góp ý Em xin cám ơn! PHẦN 1: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 1.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH BẢO VỆ NHIỆT CHO THIẾT BỊ Khối Cảm Biến Khối So Sánh Khối điều khiển Khối tải Khối chia áp A) khối cảm biến: cảm nhận nhiệt độ bên xuất tín hiệu so sánh Khi có nhiệt độ lớn nhiệt độ cài đặt đưa tín hiệu so sánh, để điều khiển thiết bị B) Khối chia áp: giúp chọn điện áp chuẩn để so sánh thiết bị làm việc trường hợp có nhiệt bình thường B) khối so sánh: so sánh tín hiệu nhận từ khối cảm biến tín hiệu áp chuẩn đưa tín hiệu cho điều khiển C) khối điều khiển: nhận tín hiệu từ khối so sánh khối điều khiển cho phép dịng điện qua hay khơngvà đưa dịng tải D) khối tải: khối điều khiển cấp dịng làm quạt quaylàm mát thiết bị bảo vệ 1.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ 1.2.1 Tính nguồn cấp 5v cho mạch điện tử Chọn IC7805 để tạo Vo = +5v Io < 1A Vin7805 = 8V->20V Chọn Vin78xx = xx+3v lý tưởng Nên ta chọn Vin 7805= 8V Nhưng để tránh trường hợp sụt áp nên ta lấy gấp rưỡi trở lên nên ta chọn Vin tầm 12v Theo yêu cầu nhà sản xuất ta cần gắn tụ C2=0.1 mf C3=0.1mf chọn tụ C1 cần có: +chỉ số điện dung + điện áp đánh thủng working volt Ta có hệ số gợn sóng R%= ≤ 20% RL= C ≥ =10*10-3 F= 1000mf Cọn C= 1000mf Wv> Vc > 13.6v Chọn Wv = 16v *Chọn diode * Chống dòng ngược hay bảo vệ mạch chống dòng ngược mạch phải có mạch chiều Tránh trường hợp người sử dụng lắp ngược nguồn sinh hỏng mạch cháy mạch Ta chọn Diode 1N4007 có tác dụng bảo vệ tượng lắp ngược nguồn đầu vào để bảo vệ mạch 1.2.2 Khối cảm biến Ta chọn cảm biến nhiệt loai LM35 có tín hiệu đầu áp dạng analog để so sánh - Ngõ vào chân V3+ điện áp từ IC Cảm biến nhiệt LM35 Giả sử nhiệt độ phòng 27oc ngõ IC 270mv Khi nhiệt độ tăng điện áp Ic lm35 tăng tương ứng 1oC 10mv Nên hệ thống điều hòa cài đặt chân V2- tương ứng với nhiệt độ nóng lên 30oC.Nếu muốn cài đặt khác cần điều chỉnhbiến trở với cơng thức xác định với cầu phân áp - Nên nhiệt độ bình thường V3+ 270mv < V2- 300mv => ngõ mức thấp khơng đóng Relay -Khi nhiệt độ mơi trường tăng cao, (ví dụ 35 o C) IC LM 35 cảm biến nhiệt độ môi trường nên Điện Áp thay đổi theo nên V3+ > V2nên ngõ Lên cao tác động BJT điều khiển đóng Relay mở điều hòa Chọn tụ C4 để lọc nhiễu tín hiệu cảm biến 1.2.3 khối tạo điện áp chuẩn Ta chọn V2- lớn 300mv mạch hoạt động cịn 300mv mạch bình thường không hoạt động.Ta chọn nhiệt độ chuẩn 30oc làm điện áp chuẩn so sánh Vậy ta chọn V2- = 300mv =0.3v để làm điện áp chuẩn Ta lắp biến trở VR1 Và R1 nối tiếp để làm mạch cầu phân áp để lấy áp V2- =0.3V giả định lúc đầu Theo cầu phân áp ta có Vo=*vcc 0.3 =* 5v 1.2.4 Khối so sánh 0.3*(R1+VR1) = 5R1 làm 0.3VR1 = 4.7R1 Ta chia trường hợp VR1 Trường hợp 1= R1= 15.67R1 o o T chọn R1 = 1K 3+ 2=> V chọn VO 0V không động Vậy ta biếnMạch trở loại 50k hoạt để làm cầu phân áp Trường hợp To > 30oc => 3+ 2- Ta chọn loại relay 12v có RL =300Ω Để xác định ICmax ta cho BJT dẫn bão hòa nên VCE =0 Vcc=Icmax*RL+VCE 1.2.5 Khối điều khiển 5V = Icmax 0.3 k+0 Icmax== 16.66mA Chọn BJT loai NPN có icmax > 16.66mA Tra theo datasheet ta chọn C1815 Icmax = 150 mA v = 0.7v β=100 R2=Rb BJT Để Xác định Rb cho BJT dẫn vin=5v Rb= = = =3.13 KΩ 1.2.6 Khối hiển thị Chọn Rb < 3.13kΩ Vì ta chọn icmax 1.2.6 Khối hiển thị Vậy chọn Rb=R2=2.2 kΩ Ta chọn tụ C5 tụ gốm 104 để lọc nhiễu cho transitor giúp mạch ổn dịnh xác 10 Ta chọn loại led đỏ có -Điện áp: 1.8-2.0V - Dịng 10-20mA - Đường kính: 3MM Vcc =R3*Iled+Vled+ Vcesat R3 = R3 == 0,3KΩ Ta chọn R3=Rled = 0.3 K 1.3 SƠ ĐỒ TOÀN MACH VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 11 -Mạch dùng lm 358 làm tầng so sánh Mức áp chuẩn lấy cầu phân áp RV1 (50Kῼ) R1bằng 0.3v đưa vào chân 2-.Cảm biến LM35 (300mv nhiệt độ 30°c) làm tín hiệu cảm biến đưa vào chân 3+ opam để so sánh Khi nhiệt độ tăng cao giá trị điện áp lm35 tăng,mức áp chân Tăng cao chân trạng thái ngã chân tăng cao làm cho trasistor T1 bão hịa.Relay 12v cấp dịng đóng tiếp điểm kim quạt quay Khi nhiệt độ giảm xuống mức thấp giá trị điện áp giảm làm mức áp chân giảm mức áp chân 2,trạng thái ngã chân 1chuyển xuống áp thấp làm T1 ngừng dẫn cắt dòng cấp cho Relay 12vvà motor quạt bị cắt dòng ngừng quay 1.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN VÀ MẠCH THI CÔNG PHẦN TỔNG KẾT 12 3.1 MẠCH HOẠT ĐỘNG RA SAO Mạch hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu đề tài giáo viên hướng dẫn 3.2 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM a) Ưu điểm - Mạch chaỵ ổn định.độ nhạy cao Sai số áp dụng vào thực tế b) Nhược điểm - Mạch chạy nóng sử dụng nguồn khác nên rắc rối thiết kế Tài liệu tham khảo http://www.alldatasheet.com/ https://vi.wikipedia.org/wiki/Wikipedia dienmattroivn.com http://nganlong1999.com/ 13 ... nhiệt loai LM35 có tín hiệu đầu áp dạng analog để so sánh - Ngõ vào chân V3+ điện áp từ IC Cảm biến nhiệt LM35 Giả sử nhiệt độ phịng 27oc ngõ IC 270mv Khi nhiệt độ tăng điện áp Ic lm35 tăng... em chọn đề tài “ Mạch Bảo vệ nhiệt độ cho thiết bị sử dụng IC cảm biến nhiệt lm35? ?? cho Đồ Án Môn Học I Do thời gian hiểu biết có hạn, chắn q trình làm có nhiều thiếu sót, mong thầy chân thành... Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Thanh Tùng Nguyễn Duy Tân BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn : Cô Nguyễn Thị Ngọc Anh Họ tên sinh viên :Nguyễn Thanh Tùng MSSV : 1615021028 Họ