do an mach bao ve nhiet do dung lm35

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 1

MẠCH BẢO VỆ NHIỆT ĐỘ

CHO THIẾT BỊ

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

Chuyên Ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

GVHD: Cô 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



ời đầu tiên em xin chân thành cám ơn tất cả các thầy cô giáo đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo hết sức nhiệt tình trong thời gian em làm Đồ Án Cơ Sở I vừa qua, đặc biệt là Viện kỹ thuật HUTECH đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án này Em cũng vô cùng biết ơn cô Nguyễn Thị Ngọc Anh người đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo hết sức tận tình để cho em có thể hoàn thành Đồ Án Thiết Kế và Thi Công Mạch bảo vệ nhiệt độ cho thiết bị bằng IC cảm biến nhiệt lm35

L

Vì lần đầu làm đồ án và thiết kế thi công mạch với kiến thức và thời gian hạn chế nên

sẽ không tránh khỏi nhiều sai sót

Với ước mong được học hỏi, có nhiều kinh nghiệm em rất mong nhận được sự góp ý

và chỉ bảo của các thầy cô giáo, hướng dẫn để rút kinh nghiệm lần sau làm tốt hơn

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 và tên sinh viên :Nguyễn Thanh Tùng

MSSV : 1615021028

Họ và 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 và ghi rõ họ tên)

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên :Nguyễn Thanh Tùng

MSSV : 1615021028

Họ và 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 và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN 1: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

1.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH BẢO VỆ NHIỆT ĐỘ CHO THIẾT BỊ

1.2 TÍNH TOÁN 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 của mạch.

3.2Ưukhuyếtđiểm của mạch.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lời Mở Đầu



Trong cuộc sống chúng ta hiện nay luôn tồn tại những khu vực dễ cháy nổ, nên việc lắp đặt hệ thống bảo vệ thiết bị có tầm quan trọng hết sức lớn lao Nó giúp chúng ta phát hiện nhanh chóng, chữa cháy kịp thời kỳ đầu của đám cháy đem lại sự bình yên cho mọi 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 của nước

ta cũng như các nước trên thế giới Nó trở thành nghĩa vụ của mỗi người dân Trên các phương tiện thông tin đại chũng luôn tuyên truyền giáo dục cho mọi người dân về ý thức phòng cháy chửa cháy, nhằm mục đích hạn chế những vụ cháy đáng tiếc xảy ra

Xuất phát từ những 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 và sự hiểu biết

có hạn, chắc chắn trong quá trình làm sẽ có nhiều thiếu sót, mong các thầy cô chân thành góp ý

Em xin cám ơn!

PHẦN 1: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

1.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH BẢO VỆ NHIỆT CHO THIẾT BỊ

 A) khối cảm biến: cảm nhận nhiệt độ bên ngoài rồi xuất tín hiệu về bộ so sánh Khi

có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ cài đặt thì đưa ra tín hiệu về bộ so sánh, để điều khiển thiết bị

 B) Khối chia áp: giúp chọn điện áp chuẩn để so sánh khi thiết bị làm việc ở 2 trường hợp có nhiệt và ở bình thường

 B) khối so sánh: so sánh tín hiệu được nhận từ khối cảm biến và tín hiệu áp chuẩn rồi đưa ra tín hiệu cho bộ điều khiển

 C) khối điều khiển: khi được nhận tín hiệu từ khối so sánh thì khối điều khiển cho phép dòng điện đi qua hay khôngvà đưa dòng ra tải

 D) khối tải: khi được khối điều khiển cấp dòng thì làm quạt quaylàm mát thiết bị bảo vệ

1.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

1.2.1 Tính nguồn cấp 5v cho mạch điện tử

Chọn IC7805 để tạo ra Vo = +5v

Io < 1A

Khối So Sánh

Khối tải Khối điều

khiển

Khối Cảm

Biến

Khối chia áp

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 2 tụ

C2=0.1 mf

C3=0.1mf

+chỉ số điện dung

+ điện áp đánh thủng working volt

Ta có hệ số gợn sóng

R%=4 √ 3 FRLC 11 ≤ 20%

IOMAX

C ≥

1

4 √

3∗50∗VO

IOMAX ∗20

100

=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 là mạch nào cũng phải có trong mạch 1 chiều Tránh được trường hợp người sử dụng lắp ngược nguồn sinh ra

hỏng mạch và cháy mạch Ta chọn Diode 1N4007 có tác dụng bảo vệ hiện tượng lắp

ngược nguồn đầu vào để bảo vệ mạch

1.2.2 Khối cảm biến

1.2.3 khối tạo điện áp chuẩn

1.2.4 Khối so sánh

Ta chọn cảm biến nhiệt loai LM35 có tín hiệu đầu

ra là áp dạng analog để so sánh

- Ngõ vào chân V3+ là điện áp ra từ IC Cảm biến nhiệt LM35

 Giả sử nhiệt độ phòng 27oc thì ngõ ra của

IC là 270mv

 Khi nhiệt độ tăng thì điện áp ra của Ic lm35 tăng tương ứng 1oC là 10mv

 Nên hệ thống điều hòa cài đặt chân V2- tương ứng với nhiệt độ nóng lên là trên

30oC.Nếu muốn cài đặt khác thì chỉ cần điều chỉnhbiến trở với công thức xác định với cầu phân áp

- Nên khi nhiệt độ bình thường V3+ là 270mv < V2- là 300mv => ngõ ra mức thấp không đóng Relay

-Khi nhiệt độ môi trường tăng cao, (ví dụ

35 oC) IC LM 35 cảm biến nhiệt độ môi trường nên Điện Áp ra thay đổi theo nên V3+ > V2- nên ngõ ra Lên cao tác động BJT điều khiển đóng Relay mở điều hòa

 Chọn tụ C4 để lọc nhiễu tín hiệu ra của cảm biến

Ta chọn V2- lớn hơn 300mv thì mạch hoạt động còn dưới 300mv thì 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 ra V2- =0.3V như giả định lúc đầu

Theo cầu phân áp ta có Vo=R 1+V R 1 R 1 *vcc 0.3 =R 1+VR 1 R 1 * 5v

 VR1 = 4.70.3 R1= 15.67R1

1.2.5 Khối điều khiển

1.2.6 Khối hiển thị

Ta chia làm 2 trường hợp

Trường hợp 1

To < 30oc =>{v 2−¿0.3 v

v 3+¿0.3 v

=> V3+ <V2-

=> VO ≈ 0V Mạch không hoạt động

Trường hợp 2

To > 30oc =>{v 2−¿0.3 v

v 3+¿0.3 v

=> V3+ > V2-

=> VO ≈ Vcc ≈5v Mạch hoạt động làm BJTbão hòa,relay đóng quạt quay

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 5V = Icmax 0.3 k+0

Icmax=0.3 K Ω5−0 = 16.66mA

 Chọn BJT loai NPN có icmax > 16.66mA

Icmax = 150 mA

v = 0.7v β=100

R2=Rb của BJT

Để Xác định Rb cho BJT dẫn vin=5v

Rb=

=

5−0.7

Icmax β

=

4.7 150 100

=3.13 KΩ

Ta chọn tụ C5 là tụ gốm 104 để lọc

nhiễu cho transitor giúp mạch ổn

dịnh chính xác hơn

1.3 SƠ ĐỒ TOÀN MACH VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Ta chọn loại led đỏ có -Điện áp: 1.8-2.0V

- Dòng 10-20mA

- Đường kính: 3MM Vcc =R3*Iled+Vled+ Vcesat

R3 =Vcc−Vled−Vcesat Iled

 R3 =5−2−010 mA = 0,3KΩ

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

-Mạch dùng lm 358 làm tầng so sánh Mức áp chuẩn lấy trên cầu phân áp RV1 (50Kῼ) )

và R1bằng 0.3v đưa vào chân 2-.Cảm biến LM35 (300mv ở nhiệt độ 30°c) làm tín hiệu của cảm biến đưa vào chân 3+ của opam để so sánh

 Khi nhiệt độ tăng cao thì giá trị điện áp ra của lm35 tăng,mức áp chân 3 Tăng cao hơn chân 2 vậy trạng thái ngã ra chân 1 tăng cao nó làm cho trasistor T1 bão hòa.Relay 12v được cấp dòng nó đóng tiếp điểm lá kim và quạt quay

 Khi nhiệt độ giảm xuống mức thấp thì giá trị điện áp giảm làm mức áp trên chân 3 giảm hơn mức áp chân 2,trạng thái ngã ra trên chân 1chuyển xuống áp thấp làm T1 ngừng dẫn và cắt dòng cấp cho Relay 12vvà motor của quạt bị cắt dòng và ngừng quay

1.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN VÀ MẠCH THI CÔNG

PHẦN 3 TỔNG KẾT

3.1 MẠCH HOẠT ĐỘNG RA SAO

Mạch hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu của đề tài và giáo viên hướng dẫn

3.2 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM

a) Ưu điểm

- Mạch chaỵ ổn định.độ nhạy cao Sai số ít có thể áp dụng vào thực tế

b) Nhược điểm

- Mạch chạy khá nóng sử dụng 2 bộ nguồn khác nhau nên khá rắc rối khi thiết kế

Tài liệu tham khảo

http://www.alldatasheet.com/

https://vi.wikipedia.org/wiki/Wikipedia

dienmattroivn.com

http://nganlong1999.com/