Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCNội dung TrangLỜI NÓI ĐẦU 1NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 3MỤC LỤC 4CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT 61. IC cảm biến nhiệt độ 61.1. LM335, LM334 61.2. Đặc tính của một số IC cảm biến nhiệt thông dụng 72. Bộ biến đổi ADC 72.1. Sơ đồ chân ADC0804 82.2. Chức năng các chân ADC0804 83. Tìm hiểu về P89V51RB2 113.1. Sơ đồ khối P89V51RB2 113.2. Sơ đồ chân và chức năng các chân P89V51RB2 123.2.1. Các Port 123.2.2. Các chân tín hiệu điều khiển 143.3. Tổ chức bộ nhớ 153.3.1. Bộ nhớ trong 153.3.1.1. Bộ nhớ ROM 163.3.1.2. Bộ nhớ RAM 163.3.1.3. Các thang ghi chức năng đặc biệt 173.3.2. Bộ nhớ ngoài 203.4. Hoạt động Reset 223.5. Các tập lệnh 233.6. Hoạt động của các port nối tiếp 253.6.1. Thanh ghi đệm port nối tiếp (SBUF) 253.6.2. Thanh ghi điều khiển Port nối tiếp SCON 253.6.3. Khởi động và truy xuất các thanh ghi Port nối tiếp 27CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 291. Tìm hiểu về đề tài 291.1. Nhiệm vụ đặt ra 291.2. Hướng giải quyết 292. Thiết kế phần cứng và nguyên lý hoạt động của các khối 292.1. Khối cảm biến nhiệt và khối ADC 292.2. Khối xử lý và nút nhấn 312.3. Khối điều khiển quạt, đèn 322.4. Khối hiển thị 332.5. Khối nguồn 332.6. Sơ đồ nguyên lý điều khiển nhiệt độ lò điện 342.7. Sơ đồ mạch in điều khiển nhiệt độ lò điện 343. Phần mềm và giải thuật 353.1. Phần mềm 353.2. Lưu đồ giải thuật 35CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ – KẾT LUẬN 371. Kết quả thực hiện 372. Khuyết điểm 373. Hướng khắc phục và phát triển 37PHỤC LỤC 39TÀI LIỆU THAM KHẢO 46
BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI : ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ ĐIỆN GVHD : ĐÀO THỊ THU THỦY SVTH : TRẦN VŨ CÔNG LỚP : DHDT2B1 GiỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, sống ngày việc đo đặt nhiệt độ theo mong muốn khơng gian giới hạn như: nhà máy, xí nghiệp, bệnh viện, cơng ty, nhà ở,…là cần thiết theo nhu cầu người Điều chứng tỏ người ngày muốn giao tiếp nhiều với môi trường Mạch điều khiển nhiệt độ lò đơn giản thực mục đích với sai số chấp nhận CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT Cảm biến nhiệt độ(LM334, LM335) � � LM335 cảm biến thông dụng Nó hoạt động Diode Zener có điện áp đánh thủng tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt độ gia tăng 10mV/0K LM335 hoạt động phạm vi dòng từ 0,4mA-5mA mà khơng thay đổi đặc tính, điều đặc biệt LM335 có điện áp đầu tỷ lệ tuyến tính với thay đổi nhiệt độ đầu vào Ngõ điện áp Sai số cực đại 1,50C nhiệt độ lớn 1000C Khoảng nhiệt độ hoạt động: -600C đến 1500C Đáp ứng LM335: Bộ chuyển đổi ADC Có chức chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số Có loại sử dụng rộng rãi là: ADC0804, ADC0809 với độ phân giải bit Bảng điện áp tham chiếu: CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG Nhiệm vụ đặt : Dùng quạt, đèn AC thay lò điện, điều khiển chúng hoạt động luân phiên theo nhiệt độ chuẩn (Nhiệt độ đặt TĐẶT) dựa vào biến đổi nhiệt độ môi trường (Nhiệt độ lò TLỊ) đọc từ cảm biến nhiệt LM335 Khối cảm biến nhiệt độ Bộ biến đổi ADC Khối hiển thị Khối xử lý tâm trung Khối điều khiển quạt, đèn Sơ đồ khối Khối nút nhấn Thiết kế: Gồm có khối sau: Khối cảm biến ADC Khối xử lý nút nhấn Khối điều khiển quạt, đèn Khối hiển thị Khối nguồn Khối cảm biến nhiệt ADC R 10 39K - VC C - VC C VC C + O P07 10K U - + O P07 19 C LKR VC C 20 30p C D LM 335 R C 10U U + R 12 O P07 R 10K 10K R 13 39K R 10K 20K 0 VC C C 10U 0 C L K IN V C C /V R E F V R E F /2 - VC C VC C R 47K R 11 2K2 + IN VC C U 10 AD C 0804 - C 10U R -IN AG N D C S G N D 20K U 8 R D D D D D D D D B B B B B B B B W R IN T R R D 1 1 1 1 P P P P P P P P 2 2 2 2 P P P Khối xử lý nút nhấn V C C R 2 R V C C L E D L E D 2 D K D K 2 2 2 2 1 1 D E N1 Q U A T6 V C C V C C R K S W E N TE R P P P P P P P P 2 2 2 2 /A /A /A /A /A /A /A /A P P P P P P P P 3 3 3 3 /R XD /T XD /IN T /IN T /T /T /W R /R D R K S W G IA M T A N G P P P P P P P P A L E /P R O G P S E N V C C R 4 K S W 1 1 1 V C C 0 0 0 0 /A /A /A /A /A /A /A /A D D D D D D D D P P P P P P P P 1 1 1 1 XT A L XT A L G N D R B B B B B B B B E A /V P P R S T 3 3 3 3 J P V R B 2 9 J W R / IN T R / R D / Q Q Q Q C O N C C R Y S T A L V C C S W Y 3 p C 3 p R K 0 R E S E T 20 D D D D D D D D D D U 40 J K D A T A LE D 7D O A N D A T A A D C 0804 V C C Khối điều khiển quạt, đèn J N G U O N V C C D C V L S D P D IO D E R K 2 P 5 P P 3 R 2 R S P D T Q U A T D C J R 2 K N G U O N V C C 2 0 D IO D E R K 1 V C C Q C R E L A Y S P D T J R 2 K D E N 2 V J D L E D L E D A C L S D D R E L A Y Q C A C Khối hiển thị LED ? J1 A B C D E F G D P PO R T C A U 12 A B C D E F G D P LED ? 10 C A U 11 PN P BC E 1 1 PN P BC E A B C D E F G D P C A LED ? A B C D E F G D P C A U 10 PN P BC E P P P P Q 10 10 Q 10 C A LED ? A B C D E F G D P C A U VC C 2K2 Q PN P BC E R Q VC C R 2K2 C A VC C R 2K2 C A VC C R 2K2 +5V J3 A B C D E F G D P A B C D E F G D P A B C D E F G D P A B C D E F G D P N G U O N Khối nguồn U1 C1 2200u + - TR A N SF O R M E R C T U2 R1 R D2 ~ D IO D E B R ID G E _ V IN 7812 U3 0 C2 LED 2200u D R LED R2 C4 100u 0 VOUT GND D1 7805 V IN 7905 +5V 0 3 C6 1u +12V 0 GND AC 220V C3 100u 2 ~ C5 1u 1 J1 T1 VOUT GND V IN 1 VOUT 3 C7 1u 0 -5 V Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 0 R C V C C 19 A L E / P R O GX T A L 1 P S E N X T A L2 P P P P P P P P A T C V C C G N D V C C K R S W B B B B B B B B G N D C S A G N D -IN L E D ? U - V C C O P 2 L E D 2 L E D J N G U O N V C C R K K D R 13 C R K K R D O P D IO D E C V C C R K R 2 - V C C A C L S V C C + - - V C C J Q U A T D C N G U O N J V C C O P S P D T R 2 K U K R E L A Y Q C K R V D IO D E V C C D C L S p U D R 1 D R K V C C R C R K A D C R D V R E F /2 U R T A N G G IA M IN T R R 4 K S W 2 1 V C C R 4 K S W E N T E R 30 29 3 3 3 3 1 1 1 1 P P P P P P P P /R X D /T X D /IN T /IN T /T /T /W R /R D 1 1 1 1 39 30 31 32 33 34 35 36 D D D D D D D D /A /A /A /A /A /A /A /A 0 0 0 0 P P P0 P1 P2 P3 P4 P5 1 1 1 /A /A /A /A /A /A /A /A 2 2 2 2 P P P P P P P P 2 2 2 2 U 1 1 1 1 W R K U Q C C R 1 U V C C R K V C C K D L M 3 R E L A Y S P D T D E N R 2 K C A R E S E T C R Y S T A L U 2 K D P G F E D C B A V C C R C A D P G F E D C B A Q S W D P V C C K C A U L E D ? D P G F E D C B A G + V C C R C A D P G F E D C B A V C C - Q F K C A U L E D ? D P G F E D C B A E V C C R C A D P G F E D C B A D + Q C R R7 R8 R9 R0 R1 R2 R3 4 R R R R R R R 3 - B K C A U L E D ? A D P G F E D C B A D D D C L K R D D C L K IN D D D V C C /V R E F Q V C C R 3 + IN C A D P G F E D C B A 3 p 31 E A / V P P9 R S T U K C Y 13 p J A C 2 V Bắt đầu Hiển thị 250C (TĐặt = 250C) Y P3.1 = 0? (Giảm TĐặt) N TĐặt = TĐặt - Hiển thị TĐặt N N P3.2 = ? (Tăng TĐặt) Y TĐặt = TĐặt+1 Hiển thị TĐặt P3.0 = ? (Kết thúc nhập TĐặt) Y Đọc nhiệt độ từ lò điện LM335 (TLò điện) N TĐặt < TLò Bật lò (Đèn AC) tắt quạt Y Tắt lò mở quạt làm mát Hiển thị nhiệt lò điện (TLò) Kết thúc Lưu đồ giải thuật CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ - KẾT LUẬN Kết thực Hệ thống điều khiển tương đối ổn định, đáp ứng yêu cầu đề tài Giám sát q trình hoạt động lò qua khối hiển thi led đoạn, đèn AC, quạt DC, led đèn… Cảm biến đọc nhiệt độ tương đối xác Phần mềm chương trình tương đối ngắn gọn, đơn giản, dễ hiểu Hình ảnh mơ hình hồn tất: Khuyết điểm: Đọc nhiệt độ từ môi trường vào chưa tuyệt đối xác Do q trình xử lý quạt DC, đèn AC hoạt động liên tục làm cho BJT, Relay kích liên tục mạch cơng suất lớn dễ hỏng BJT, Relay Kích thước mơ hình tương đối lớn Hướng khắc phục phát triển Dùng cảm biến nhiệt độ khác, có độ ổn định đọc nhiệt độ xác Đưa giải thuật khác để lập trình hệ thống tối ưu Với mạch ta kết nối khác hơn, tiện lợi thay quạt đèn thiết bị làm mát làm nóng khác Nếu sử dụng lò điện thực tế, mạch cơng suất lớn ta thay C1815, Relay linh kiện điện tử khác để mạch hoạt động tối ưu Có thể giao tiếp với máy tính để điều khiển nhiệt độ lò THE END ... Khối cảm biến nhiệt ADC R 10 39K - VC C - VC C VC C + O P07 10 K U - + O P07 19 C LKR VC C 20 30p C D LM 335 R C 10 U U + R 12 O P07 R 10 K 10 K R 13 39K R 10 K 20K 0 VC C C 10 U 0 C L K IN V C C /V... T A N G G IA M IN T R R 4 K S W 2 1 V C C R 4 K S W E N T E R 30 29 3 3 3 3 1 1 1 1 P P P P P P P P /R X D /T X D /IN T /IN T /T /T /W R /R D 1 1 1 1 39 30 31 32 33 34 35 36 D D D D D D D D /A... nguồn U1 C1 2200u + - TR A N SF O R M E R C T U2 R1 R D2 ~ D IO D E B R ID G E _ V IN 7 812 U3 0 C2 LED 2200u D R LED R2 C4 10 0u 0 VOUT GND D1 7805 V IN 7905 +5V 0 3 C6 1u +12 V 0 GND AC 220V C3 10 0u