Báo cáo đồ án vi xử lý trong đo lường điều khiển

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
——‫ﻩ‬¤¤‫——ﻩ‬
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ


CHỦ ĐÊ:

TRẦN VĂN HÙNG

GVHD :
SVTH :

Lớp
Khóa :

LÊ VIỆT QUỐC
NGUYỄN ĐỨC QUANG

:

NCDT1B
2007– 2010

TP.Hồ Chí Minh 5/2009


LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước đang trên con đường phát triển
và đang hòa nhập vào sự phát triển của “WTO” tạo ra
thay đổi về mặt kinh tế xã hội của nước ta.

Tạo cơ hội cho học sinh – sinh viên chúng em tiếp cận
và nắm bắt được nhiều thành tựu vĩ của thế giới, đặc biệt
là về các lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói chung và ngành
Điện Tử nói riêng.Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình
phấn đấu học hỏi thì chúng ta sẽ sớm lạc hậu và nhanh
chống bị đẩy lùi. Nhìn thấy được điều đó trường:
“ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH” đã
sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến
cao. Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường
nói chung và trung tâm Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho
sinh viên làm đồ án môn học nhằm tạo nền tảng vửng
chắc cho sinh viên khi ra trường, đáp ứng nhu cầu tuyển
dụng việc làm. Chính vì vậy chúng em đã chọn đề tài: HỆ
THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG


LỜI CẢM ƠN
 Trước tiên nhóm chúng em muốn dành gởi tình cảm chân thành của
nhóm đến Thầy cô giáo khoa công nghệ điện tử và thầy Trần Văn Hùng đã
dạy chúng em và tận tình hướng dẫn và giúp đỡ cho chúng em trong suốt
quá trình thực hiện đồ án này.và do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá tr
ình thực hiện đồ án chúng em không thể tránh khỏi những sai sót.kính mong
quý thầy cô trong hội đồng khảo thi chỉ dẫn bỏ qua và giúp đỡ cho nhóm
chúng em
 Cảm ơn sự giúp đỡ của giảng viên nh óm chúng em chắc rằng cuốn đồ
án này cũng không tránh khỏi những thiếu sót trong khi làm cũng như trong
suốt quá trình chúng em thực hiện đồ án này,ch úng em rất cảm ơn nếu
nhận được những ý kiến đóng góp của khoa,giảng viên va cùng với tất cả
các bạn đọc để chúng em ngày càng hoàn thiện hơn và chúng em hi vọng sẽ
làm tốt hơn trong quá thình thi công đồ án 2

chúng em xin chân thành cảm ơn
TP.HCM Thứ 3 Ngày 10 Tháng 05 Năm 2009
SVTH
: Lê Việt Quốc
: Nguyễn đức Quang


Giới Thiệu Đề Tài
Đề tài này sẽ cung cấp những thông tin về
Phần 1:Lý Thuyết
• Giới thiệu về các linh kiện sử dụng trong mạch
Phần 2:Khảo sát về sơ đồ và nguyên lý hoạt
động của mạch


PHẦN 1: LÝ THUYẾT

1.1 Tụ điện
Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song
song và cách nhau một khoảng d
Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số:
E= δ/ε0ε
Trong đó:
ε0=8.86.10-12 C2/N.m2 là hằng số điện môi của chân không.Ε
là hằng số điện môi tương đối của môi trường; đối với chân
không ε =1,giấy tẩm dầu =3,6;mica=4÷5
Kí hiệu:

1.2 Điên trở
Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản
trở dòng điện của
một vật thể dẫn điện . Nó được định nghĩa là tỷ số của
hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng
điện đi qua nó:Ta có công thức :
R=U/I
Trong đó:
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật
dẫn, đo bằng vôn(V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật
dẫn điện , đo bằng ampe(A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo
bằng Ohm(Ω).


 Ký hiệu của điện trở:

1.3 Diode
Diode là một linh kiện bán dẫn có hai cực và cấu tạo bởi
một lớp dẫn N và một lớp P
 Trong lớp dẫn N chứa nhiều điện tử và trong lớp dẫn P
Chứa nhiều lỗ trống và gọi là các hạt mang điện tự do. Ở
giữa nó tồn tại một lớp
tiếp giáp PN và có một điện áp khuếch tán.


 Điện

áp này ngăn cản các hạt

mangđiện tự do qua lại vì thế mà Diode không dẫn.
Qua việc đặt thêm điện
áp bên ngoài, tác dụng cản trở sẽ tăng lên hoặc mất
đi.
 Cấu tạo và kí hiệu của DIODE:


 Đặc tính Vôn – Ampe:
a)Phân cực thuận:
Khi được phân cực thuận ta thấy Diode chỉ bắt đầu dẫn khi
điện áp phân
cực lớn hơn


b) Phân cực nghịch:
Khi phân cực ngược Diode rồi tăng điện thế VDC từ 0V lên
theo trị số
âm chỉ có dòng rỉ IS đi qua Diode. Nếu tăng cao mức điện
áp nghịch thì
dòng điện rỉ qua Diode tăng lên rất lớn sẽ làm hư Diode.

Theo chế tạo:


 Các thông số kỹ thuật:

Mã Số

Chất

IFmax

IS

V r max

1N4004

Si

1A

50A

500V

1N4007

Si

1A

50A

1000V

1N5408

Si

3A

50A

1000V


1.4 LED
a.Hình dạng led.
LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt
phát quang) là các Diode có khả năng phát ra ánh sáng
hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED
được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại P ghép với một
khối bán dẫn loại N


b.Hoạt động.
• Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.
Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện
tích dương
nên khi ghép với khối bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì
các lỗ trống này
có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối n. Cùng lúc
khối p lại nhận
thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang. Kết
quả là khối p tích
điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối
n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống).

• Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu
hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp
với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có
thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ
c.ứng dụng.
• LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện,
điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông. Có nghiên cứu
về các loại LED có độ sáng tương đương với bóng đèn bằng khí
neon.
• Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như
gọn nhẹ, bền, tiết kiệm năng lượng
Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị
điều khiển từ xa cho đồ điện tử dân dụng .


1.5 Thạch anh
• Thạch anh là một loại ôxít silic (SiO2) dạng pha lê. Ôxy và
silic là những nguyên tố tồn tại nhiều nhất trên trái đất (cát
và đá có thành phần chủ yếu là SiO2) và trong công nghệ
phần cứng, silic được dùng nhiều trong các con chip.
• Thạch anh là một vật chất cứng, trong suốt, có trọng lượng
riêng 2.649 kg/m3 (1.531 oz/in3), nhiệt độ nóng chảy ở
1750° C (3182° F). Thạch anh có tính giòn cao, tính dẻo thấp
và đó cũng là một tính chất thuận lợi cho các ứng dụng với
chúng.
• Thạch anh có thể được sử dụng chế tạo các thiết bị tạo ra
xung nhịp để ứng dụng trong nghành điện tử, cũng có thể
dùng để tạo các tần số mẫu để hiệu chỉnh cho các dụng cụ
âm nhạc

 Ứng dụng của tinh thể thạch anh

 Những tinh thể thạch anh đầu tiên được sử dụng bởi
chúng có tính chất “áp điện”, có nghĩa là chúng chuyển
các dao động cơ khí thành điện áp và ngược lại, chuyển
các dao động cơ khí thành các xung điện áp. Tính chất
áp điện này được JacquesCurie phát hiện năm 1880 và
từ đó chúng được sử dụng vào trong các mạch điện tử
do tích chất hữu ích này.
Một đặc tính quan trọng của tinh thể thạch anh là nếu
tác động bằng các dạng cơ học đến chúng (âm thanh,
sóng nước...) vào tinh thể thạch anh thì chúng sẽ tạo ra
một điện áp dao động có tần số tương đương với mức
độ tác động vào chúng, do đó chúng được ứng dụng
trong rất nhiều lĩnh vực. Chẳng hạn kiểm soát những sự
rung động trong các động cơ xe hơi để kiểm soát sự
hoạt động của chúng.


 Lần đầu tiên Walter G. Cady ứng dụng thạch anh vào
một bộ kiểm soát dao động điện tử vào năm 1921. Ông
công bố kết quả vào năm 1922 và đến năm 1927 thì
Warren A. Marrison đã ứng dụng tinh thể thạch anh vào
điều khiển sự hoạt động của các đồng hồ.
Ngày nay, mọi máy tính dù hiện đại nhất cũng vẫn sử
dụng các bộ dao động tinh thể để kiểm soát các bus, xung
nhịp xử lý.
1.6 transistor
C1815 là Transitor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp

giáp p-n, trong đó miền giữa là bán dẫn loại n p.Miền
có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ là miền
phát(emitter).Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí
hiệu là n,
miền thu (collecter).Miền giữa có mật độ tạp chất rất
thấp, kí hiệu p,gọi là
miền gốc (base).Ba chân kim loại gắn với ba miền
tương ứng với ba cực


Hình: transistor


Hình ảnh thực của mô hình phần cứng


PHẦN 2 : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH

2.1 Sơ đồ nguyên lý


2.2 Nguyên lý hoạt động
Khi khối tạo xung clock cấp xung cho ic 4040 thi nó
bắt đầu đếm,khi ic4040 đếm đến 1giá trị được định bởi
khối sử lý tín hiệu số lúc này khối sử lý cho ra một tín
hiệu xung làm cho ic 4040 reset về không để đếm
lại,đồng thời tác động lên khối ON/OFF làm relay hoạt
động.ic 4040 bắt đầu đếm lại và đến 1 giá trị cũng được
định bởi khối sử lý (thời gian được định lúc này nhỏ
hơn thời gian đầu),khối sử lý cũng cho ra một xung tác

động đến khối ON/OFF làm relay ngừng hoạt đông
,nhưng lúc này khong làm cho ic 4040 reset lại mà nó
vẩn tiếp tục đếm cho đến đúng giá trị quy định ban
đầu.cứ như vậy hệ thống vẫn lập lại những bước theo
trình tự .


LE V IE T Q U O C - N G D U C Q U A N G

N CDT 1B

2.3 Sơ đồ mạch in


THI CÔNG MẠCH IN

2.4 Sơ đơ sấp xếp linh kiện


KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

2.5 Nhận xét chung
Mạch tưới cây tự động là mạch được ứng dụng nhiều
trong công nghiệp nông nghiệp , ngoài điều khiển việc
đóng ngắt động cơ thong qua relay mạch con được ứng
dụng cho các thiết bị khác nữa.
2.6 Hướng phát triển đề tài
Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật
việc thiết kế mạch sử dụng quá nhiều IC không được coi
là tối ưu. Mạch trở nên rườm rà tốn nhiều thời gian, tuổi

thọ sử dụng của mạch ngắn , có nhiều sai sót dễ hưng
hỏng. Chính vì vậy nhóm chúng em cần nâng cao kiến
thức thay thế các IC bằng vi xử lý, vi điều khiển để phục
vụ cho sản xuất đáp ứng nhu cầu cho thời đại.


KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Nhận xét chung
Mạch tưới cây tự động là mạch được ứng dụng nhiều
trong công nghiệp nông nghiệp , ngoài điều khiển việc
đóng ngắt động cơ thong qua relay mạch con được ứng
dụng cho các thiết bị khác nửa.
2.7 Hướng phát triển đề tài
Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật
việc thiết kế mạch sử dụng quá nhiều IC không được coi
là tối ưu. Mạch trở nên rườm rà tốn nhiều thời gian, tuổi
thọ sử dụng của mạch ngắn , có nhiều sai sót dễ hưng
hỏng. Chính vì vậy nhóm chúng em cần nâng cao kiến
thức thay thế các IC bằng vi xử lý, vi điều khiển để phục
vụ cho sản xuất đáp ứng nhu cầu cho thời đại.