Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT kế THIẾT bị đo điện áp một CHIỀU TRONG dải 05v DÙNG PIC16F887A (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế THIẾT bị đo điện áp một CHIỀU TRONG dải 05v DÙNG PIC16F887A (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế THIẾT bị đo điện áp một CHIỀU TRONG dải 05v DÙNG PIC16F887A (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế THIẾT bị đo điện áp một CHIỀU TRONG dải 05v DÙNG PIC16F887A (có code và sơ đồ mạch)
THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU TRONG DẢI 0-5V DÙNG PIC16F887A MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2-1: thiết bị đo đa hiển thị số Hình 2-2: thiết bị đo đa hiển thị kim Hình 3-1: sơ đồ khối thiết bị đo Hình 3-2: IC ổn áp 5V LM7805 Hình 3-3: mạch nguồn 5V dùng LM7805 Hình 3-4: vi điều khiển PIC16F887A .9 Hình 3-5: sơ đồ chân PIC16F887A Hình 3-6: LCD 16x2 10 Hình 3-7: sơ đồ chân LCD16x2 11 Hình 4-1: Sơ đồ giải thuật mạch 12 Hình 4-2: Mạch mơ proteus 13 Hình 4-3: Sơ đồ mạch in 14 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PIC : Programmable Interface Controller ADC: Analog Digital Converter Trang 6/18 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ngày nay,sự đời vi xử lí,các vi điều khiển tạo bước ngoặt lớn việc thiết kế hệ thống xử lí thơng tin,đo lường điều khiển truyền thơng.Kết tạo sản phẩm máy ảnh,máy chơi nhạc ,đầu dĩa DVD,các biến tần,TV,các thiết bị thông minh…ngày rẻ hơn,nhỏ hơn,thông minh tiện dụng hơn.Ngoài ra,kỹ thuật vi điều khiển phát triển, ứng dụng vào nhiều lĩnh vực sản xuất cơng nghiệp, tự động hóa, đời sống nhiều lĩnh vực khác So với kỹ thuật số kỹ thuật vi điểu khiển nhỏ gọn nhiều tích hợp lại có khả lập trình để điều khiển.Nên tiện dụng động.Với tính đa dụng vi điều khiển phạm vi đồ án nhỏ này,em dùng vi điều khiển PIC để thiết kế mạch đo điện áp chiều dải đo 0-5V hiển thị lên LCD Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 7/18 1.2 YÊU CẦU VỀ ĐỀ TÀI - Thiết kế mạch đo điện áp chiều Hiển thị giá trị đo lên LCD Dải đo khoảng 0-5V Mạch thi công chạy cách xác, ổn định 1.3 HƯỚNG THỰC HIỆN - Thiết lập sơ đồ khối Tìm hiểu mạch đo điện áp,vi điều khiển PIC16f887A Tìm hiểu linh kiện liên quan khác Viết code thiết kế mạch mô dùng proteus Test board thi công mạch thực tế Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 8/18 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN ÁP 1.4 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TỬ Đo lường điện tử phương pháp xác định trị số thơng số cấu kiện điện tử hay hệ thống điện tử Thiết bị dùng để xác định giá trị gọi "thiết bị đo", chẳng hạn, đồng hồ đo nhiều chức [multimeter] dùng để đo trị số điện trở, điện áp, dòng điện mạch điện.Kết đo tuỳ thuộc vào hạn chế thiết bị đo Các hạn chế làm cho giá trị đo (hay giá trị biểu kiến) khác nhẹ với giá trị (tức giá trị tính tốn theo thiết kế) Đồng hồ vạn thường gồm loại: Loại hiển thị kim loại hiển thị số Để quy định hiệu suất thiết bị đo, cần phải có định nghĩa độ xác [accuracy], độ rõ [precision], độ phân giải [resolution], độ nhạy [sensitivity] sai số [error] Ưu nhược điểm loại đồng hồ vạn năng: _ Đồng hồ hiển thị kim: * Ưu điểm: - Được dùng chủ yếu để kiểm tra linh kiện bán dẫn (đi-ốt, transistor, MOSFET…) hoạt động hay khơng, dễ quan sát - Có thể dùng để kiểm tra nhanh hư hỏng linh kiện mạch điện tử - Dễ mua có nhiều giá bán cho người dùng lựa chọn từ giá rẻ đắt *Nhược điểm: - Dễ hỏng kim mạch điện tử bên không sử dụng cách - Khó đọc giá trị số điện áp, dòng điện, giá trị điện trở - Độ xác khơng cao _ Đồng hồ đo hiển thị số: * Ưu điểm: - Dễ dàng đọc theo dõi giá trị số hiển thị hình - Độ xác cao - Độ bền cao - Có thể trang bị thêm chức cao cấp khác đo tần số, đo điện dung v v Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 9/18 *Nhược điểm: - Đắt tiền - Khó sử dụng trường hợp dùng để kiểm tra nhanh hư hỏng linh kiện điện tử Hình 2-1: Thiết bị đo đa hiển thị số [1] Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 10/18 Hình 2-2: Thiết bị đo đa hiển thị kim [2] 1.5 CÁCH SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN ÁP Nếu bạn muốn đo điện áp 220VAC, bạn xoay núm vặn đến số 250VAC, khơng nên chọn thang đo q lớn (Ví dụ 1000VAC) điều làm kết đo khơng xác Ngược lại, chọn chọn thang đo nhỏ (ví dụ 110VAC), dẫn đến gãy kim đo bạn sử dụng thiết bị đo hiển thị kim Lưu ý: - Khi đo điện áp xoay chiều, cần chọn chế độ đo xoay chiều (khu vực có ký hiệu đồng hồ ACV) -Khi đo điện áp chiều (DC), cần chọn chế độ đo chiều (khu vực có ký hiệu đồng hồ DCV) Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 11/18 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 1.6 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG Khối Khối vi điều hiển khiển thị(LCD) Khối nguồn Khối tín hiệu đầu vào Hình 3-1: Sơ đồ khối thiết bị đo 1.1.1 Giải thích sơ đồ: Thiết kế mạch đo điện áp dựa sơ đồ khối, cấp nguồn cho khối xung quanh, khối vi điều khiển khối hiển thị Đầu tiên khối vi điều khiển nhận liệu tín hiệu đầu vào, thông qua ADC vi điều khiển mà tín hiệu phân chia dựa theo giá trị ADC 10 bit=2^10=1024 giá trị.Tín hiệu đầu vào xác đinh dựa vào cơng thức.Sau đó,giá trị tín hiệu đầu vào hiển thị lên LCD16x2 Linh kiện cho khối: Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 12/18 - Khối nguồn: nguồn phát 5Vdc dùng IC ổn áp 7805 Khối vi điều khiển: vi điều khiển PIC16f887A Khối hiển thị: LCD16x2 Khối tín hiệu đầu vào:thiết bị có điện áp khoảng 0-5V 1.7 TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN: 1.1.2 Nguồn phát 5V sử dụng IC LM7805: Hình 3-2: IC ổn áp 5V LM7805 [3] Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 13/18 Các thông số kỹ thuật: • • • • • • Điện áp đầu vào lớn nhất:20V Điện áp đầu vào nhỏ nhất:7V Nhiệt độ hoạt động lớn nhất:85°c Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất:-20°c Dòng điện đầu ra:1.5A Điện áp ổn định:5V Nguyên lý hoạt động: Hình 3-3: mạch nguồn 5V dùng LM7805 [5] Nguồn điện xoay chiều 220V sau qua biến áp thành nguồn điện 9V,sau qua chỉnh lưu cầu thành nguồn điện chiều 9V,nguồn 9V lúc qua IC LM7805 để thành nguồn 5V DC để làm nguồn cho mạch đo điện áp Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 14/18 1.1.3 Vi điều khiển PIC16F887A: Hình 3-4:vi điều khiển PIC16F887A [6] Hình 3-5:sơ đồ chân PIC16F887A [7] Các thơng số kĩ thuật PIC16F887A: • 8K Flash ROM • 368 bytes RAM • 256 bytes EEPROM • Port I/O (A, B, C, D, E), ngõ vào/ra với tín hiệu điều khiển độc lập • định thời bit Timer Timer Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 15/18 • định thời 16 bit Timer 1, hoạt động chế độ tiết kiệm lượng (Sleep Mode) với nguồn xung clock ngồi • CCP, Capture/Compare/PWM - tạm gọi là: Bắt giữ / So sánh / Điều Biến xung • biến đổi tương tự - số (ADC) 10 bit, ngõ vào • so sánh tương tự (Comparator) • định thời giám sát (WDT - Watch Dog Timer) • cổng song song ( Parallel Port ) bit với tín hiệu điều khiển • cổng nối tiếp ( Serial Port ) • 15 nguồn ngắt (Interrupt) • Chế độ tiết kiệm lượng (Sleep Mode) • Nạp chương trình cổng nối tiếp ICSPTM (In-Circuit Serial Programing) • Nguồn dao động lập trình tạo cơng nghệ CMOS • 35 tập lệnh có độ dài 14 bit • Tần số hoạt động tối đa 20 MHz 1.1.4 LCD 16x2: Hình 3-6:LCD 16x2 [8] Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 16/18 Hình 3-7:sơ đồ chân LCD16x2 [9] Chức chân LCD 16x2: Bảng 3-1:chức chân LCD16x2 [10] Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 17/18 CHƯƠNG THI CÔNG MẠCH 1.8 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT CỦA MẠCH ĐO ĐIỆN ÁP: Mở nguồn Đặt tín hiệu điện áp đầu vào DC khoảng 0-5V Mạch đo xác nhận giá trị,tính tốn theo cơng thức Giá trị đo hiển thị lên LCD Hình 4-1: Sơ đồ giải thuật mạch Giai thích sơ đồ giai thuật: Sơ đồ giải thuật cho ta thấy cách hoạt động thiết bị đo điện áp.Đầu tiên,nguồn 5V bật lên để cấp nguồn nuôi cho vi điều khiển lcd16x2,sau tín hiệu điện áp chiều xác định qua que đo mạch,giá trị điện áp tính theo giá trị ADC vi điều khiển,ở ta chọn giá trị ADC 10bit,tương ứng với 1024 giá trị.Tùy thuộc vào điện áp cần đo mà giá trị ADC tương ứng,sau đó,vi điều khiển xuất liệu hiển thị lên lcd16x2 kết điện áp tín hiệu điện áp ban đầu 1.9 KẾT QUẢ: • Mạch khơng sử dụng nhiều diện tích • Mạch chạy ổn định Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 18/18 • Sai số thấp Hình 4-2: Mạch mơ proteus Hình 4-3: Sơ đồ mạch in Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 19/18 Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 20/18 CHƯƠNG KẾT LUẬN 1.10 KẾT LUẬN: Kết thu lại trình thực đề tài là: • Hồn thành thiết kế mạch thực tế, kiểm tra kĩ càng, mạch chưa ổn định đáp ứng yêu cầu đề tài • Sản phẩm hồn thành đươc ứng dụng để đo thiết bị có điện áp khoảng 0-5V Nhược điểm: • Dễ bị hư hỏng, kết đo đơi sai lệch nhiều • Dải điện áp hẹp • Chỉ đo điện áp chiều 1.11 HƯỚNG PHÁT TRIỂN SAU ĐỀ TÀI: Do lượng kiến thức hạn chế nên sản phẩm mạch làm thiếu chuyên mơn sơ sài,nếu có thời gian,có hội nghiên cứu tốt chuyên sâu hơn,em mong đề tài phát triển thêm chức : • Mạch đo dải rộng • Có nhiều thang đo • Đo điện áp xoay chiều Em hi vọng với hướng phát triển với góp ý chân tình từ quý thầy cô, đề tài phát triển , thơng minh hồn thiện Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 21/18 TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tailieu.vn:đo lường điện thiết bị đo NGUỒN HÌNH ẢNH: Hình ảnh lấy từ Mualinhkien.vn Hình ảnh lấy từ kyoritsuvietnam.com Hình ảnh lấy từ Mualinhkien.vn Hình ảnh lấy từ google.com Hình ảnh lấy từ mơ proteus Hình ảnh lấy từ microchip.com Hình ảnh lấy từ microchip.com Hình ảnh lấy từ hshop.vn Hình ảnh lấy từ picvietnam.com 10 Hình ảnh lấy từ machdientu.net Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 22/18 PHỤ LỤC A #include #include #device *=16 adc=10 #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT #use delay(clock=20000000) #include int32 V; // // void main() { TRISB=0xFF; TRISB=0x00; TRISC=0xF2; TRISD=0x0f; TRISE=0x00; // Khoi tao che cho bo ADC setup_adc_ports(AN0_AN1_AN3); setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); delay_us(150); LCD_init(); while(TRUE) { SET_ADC_CHANNEL(0); DELAY_US (10); Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 23/18 v = read_adc(); v = v*4.89*11; LCD_putcmd(0x80); printf(LCD_putchar,"Volt :"); LCD_putchar(v/10000 + 48); LCD_putchar((v%10000)/1000 + 48); LCD_putchar("."); LCD_putchar(((v%10000)%1000)/100 + 48); LCD_putchar((((v%10000)%1000)%100)/10 + 48); printf(LCD_putchar," V"); LCD_putcmd(0xC0); printf(LCD_putchar,"MACH DO AP LCD "); } } Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều ... đồ án nhỏ này,em dùng vi điều khiển PIC để thiết kế mạch đo điện áp chiều dải đo 0-5V hiển thị lên LCD Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 7/18 1.2 YÊU CẦU VỀ ĐỀ TÀI - Thiết kế mạch đo điện. .. 4-3: Sơ đồ mạch in Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 19/18 Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 20/18 CHƯƠNG KẾT LUẬN 1.10 KẾT LUẬN: Kết thu lại q trình thực đề tài là: • Hồn thành thiết. .. Viết code thiết kế mạch mô dùng proteus Test board thi công mạch thực tế Thiết kế thiết bị đo điện áp chiều Trang 8/18 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN ÁP 1.4 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN