ĐO TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ

1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
*********

BÀI TẬP LỚN
MÔN: VI MẠCH SỐ- VI MẠCH TƯƠNG TỰ
ĐỀ TÀI: ĐO TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ
Giáo viên hướng dẫn

: NGUYỄN THU HÀ

Lớp: Tự động hóa 2-K8
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Đông-MSV: 0841240111
Nguyễn Văn Đức-MSV: 0841240171
Tô Văn Đức-MSV: 0841240127
Hoàng Anh Dũng-MSV: 0841240103
Nguyễn Như Dũng-MSV: 0841240227


2

Lời nói đầu
Ngày nay việc ứng dụng kỹ thuật số đang ngày càng phát triển rộng rãi và thâm nhập ngày càng
nhiều vào các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Với xu hướng tất yếu này cùng với sự phát triển
mạnh mẽ của công nghệ chế tạo, người ta đã tạo những vi mạch số có cấu trúc mạnh và các chứng
năng thuận lợi phục vụ trong ngành điện tử viễn thông, công nghệ thông tin, tự động hóa....
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, đặc biệt là ngành điện, điện tử, sự phát minh ra các
linh kiện điện tử đã và đang ngày càng đáp ứng được yêu cầu của các hệ thống. Ưu điểm của việc sử

dụng các linh kiện điện tử làm cho các hệ thống linh hoạt và đa dạng hơn, giá thành thấp hơn và độ
chính xác cao hơn.
Sau thời gian học tập và tìm hiểu, chúng em đã được làm quen với môn học vi mạch tương tự
và vi mạch số. Để áp dụng lý thuyết với thực tế của môn học này chúng em nhận bài tập lớn :'' Thiết
kế mạch mô phỏng đo ,hiển thị tốc độ động cơ và giám sát nhiệt độ”. Tuy nhiên do kiến thức còn
hạn chế, tài liệu tham khảo có giới hạn nên còn có những sai sót. Chúng em rất mong thầy, cô giáo
góp ý kiến và giúp đỡ chúng em để bài tập lớn được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thu Hà đã giúp đỡ nhóm em hoàn thành bài tập lớn này!
Chương 1 : Trình bày các mạch chức năng sử dụng trong hệ thống
1.1 Phân tích yêu cầu công nghệ

Khi nhấn nút Start,hệ thống thực hiện đo tốc độ động cơ(dải đo từ 0-9999 vong/s),đồng thời
mạch chuẩn hóa đầu ra cung cấp thong tin về nhiệt độ.Hệ thống dừng khi ấn nút stop-sử dụng
các thiết bị đo để kiểm tra khi cần thiết.
1.2 Liệt kê các phương pháp đo tốc độ đông cơ
Dùng encoder.
Encoder là thiết bị cơ điện dùng để chuyển đổi vị trí góc hay chuyển động của 1
trục thành tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số.
Encoder được chia làm 2 loại, encoder tuyệt đối và encoder tương đối.
Phân loại encoder:
- encoder trục.
- encoder lỗ.
- encoder bánh xe,.
- encoder tay quay.
Hình ảnh thực tế của encoder.


3

Dùng máy phát tốc

Máy phát tốc là một máy phát điện. Cấu tạo gồm rotor và Stator.
Rotor thường là nam châm vĩnh cữu.
Máy phát tốc được lắp ở trục động cơ. Khi trục động cơ quay, thì rotor của máy phát
tốc cũng quay, phía Stator của máy phát tốc sẽ có điện áp. Người ta trích lấy điện áp đó
để cung cấp cho mạch kiểm soát tốc độ của động cơ.


4

1.3 Trình bày về nguyên lý đo tốc độ động cơ trong bài

Nguyên lí đo: từ số xung đo được trên encoder trong vòng 1 phút hoặc 1 giây và số xung mà
encoder đếm được trên 1 vòng quay ta suy ra được tốc độ của động cơ.
1.4 Các linh kiện cần dung trong bài
-Mạch được thiết kế bởi những linh kiên sau:
• Led 7 thanh dung làm cơ cấu hiển thị
• IC giải mã 74LS47
• IC đếm mã nhị phân 74LS90
• IC 555 tạo xung với tần số đáp ứng mạch đo
• Cổng logic AND
• IC4017 dùng để định thời gian và tạo dộ trễ hiển thỊ
Chương 2: Thiết kế mạch đo tốc độ dộng cơ và giám sát nhiệt
2.1 Sơ đồ bố trí linh kiện trong bài
Tốc độ:

Bộ tạo xung thời gian chuẩn

Đếm xung

Bộ Nhân

Bộ Mã Hóa
Bộ Giải Mã

Encoder


5

Khối Hiển Thị
(led 7 thanh)

Nhiệt độ:
Khối Chỉ thị

Chuyển đổi U
sang I

Cảm biến nhiệt
ngẫu
Khuếch đại
điện áp

Mạch so
sánh Cảnh báo

2.2 Liệt kê các linh kiện sử dụng trong bản thiết kế.
•

Led 7 thanh dung làm cơ cấu hiển thị

•

IC giải mã 74LS47

•

IC đếm mã nhị phân 74LS90

•

IC 555 tạo xung với tần số đáp ứng mạch đo

•

Cổng logic AND (IC 74ls08)

•

Cổng NOT (IC 74ls04)

•

IC4017 dùng để định thời gian và tạo dộ trễ hiển thị

•

Cặp nhiệt ngẫu

•

Bộ khuếch đại thuật toán OPAMP

•

Điện trở R

* Led chỉ thị

2.3 Xây dựng mạch chuẩn hóa cho cảm biến nhiệt độ với dòng đầu ra từ (0-20)mA.
Sau khi chuẩn hóa đầu ra ra điện áp ta cần phải chuẩn hóa đầu ra cho dòng điện, chuẩn hóa đầu
chuẩn công nghiệp là 0-20mA. Như vậy cần thiết kế mạch chuyển đổi áp-dòng.

Sơ đồ nguyên lý chung của bộ biến đổi áp-dòng:


6

R14
100

R13

U19

500
+88.8
mA

OPAMP

Nếu như chọn thì ta sẽ có Ira = Vi
Với tín hiệu đầu ra từ 0 đến10V thì ta sẽ đi tính chọn điện trở cho mạch chuyển đổi tín hiệu :
Khi tín hiệu vào U=0 thì dòng điện bằng không
Khi tín hiệu vào bằng 20mA thì ta có :
Vi= 20 mA
Thay Vi= 10 vào ta tính được Rl= 500 Ω
Như vậy ta đã tính chọn xong các điện trở cho mạch biến đổi dòng – áp
Và dòng điện ra là chuẩn công nghiệp với giá tri ra từ 0 đến 20mA khi giá trị đầu vào là 0 đến 10
V. sau khi chuyển đổi xong thành tín hiệu dòng điện ta sẽ tiếp tục đưa vào khối hiển thị.

2.4 trình bày sơ đồ chân ,bảng chân lý và ứng dụng các vi mạch sử dụng.
1.Led 7 thanh
Ta có 1 số hình ảnh kết cấu led 7 thanh


7

Led 7 thanh có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh đc xếp heo hình số 8 và một led đơn hình
tròn nhỏ thể hiện dấu “chấm” tròn nhỏ ở dưới góc bên phải của led 7 thanh. 8 led đơn trên ted 7
thanh có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau tạo thành 2 loại led 7
thanh:
- Anode chung (cực + chung): đầu (+) chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để
điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn. Led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở
mức thấp
-

Cathode chung (cực – chung): đầu (-) chung được nối xuống Ground (hay mass), các chân
còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt
vào các chân này ở mức cao
2. IC giả mã 74LS47

Đây là IC giải mã kí giành riêng cho LED 7 thanh Anot chung. Ứng dụng khi ta cần
hiện thị số trên led 7 thanh trong mạch số mà không cần dùng vi xử lý hoặc muốn
tiết kiệm chân.
Sơ đồ chân

Sơ đồ điều khiển


8

Các thức hoạt động:
- Sơ đồ nguyên lý: Như sơ đồ trên, trong đó A,B,C,D ( Nối với Vi xử lý, mạch số counter,…),
BI/RBO,RBI,LT ( chân điều khiển của 7447, tùy thuộc vào nhu cầu sẽ nối khác nhau), Chân
QA,QB,QC,QD,QE,QF,QG nối lần lượt với chân a,b,c,d,e,f,g của led 7 thanh anot chung.
- Mô tả cách thức hoạt động như sau:
PORT A,B,C,D : đầu vào của 7447, nhận các giá trị theo nhị phân (BCD) từ 0 tới 15, tương ứng
với mối giá trị nhận được sẽ giải mã ra đầu ra Q tương ứng.
PORT QA-QG : Nối trực tiếp LED 7 thanh với QA=a,QB=b,QC=c,QD=d,QE=e,QF=f,QG=g, giá
trị hiển thị trên LED 7 thanh phụ thuộc vào giá trị đầu vào PORTA,B,C,D theo bảng sau;

Bảng chân lý của 7447:


9

3. IC 74LS90

IC 7490 thuộc họ TTL có công dụng đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa
BCD. Cứ mỗi một xung vào thỉ nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra bốn chân.

Khi đếm đến 10 tự nó sẽ reset và trở về ban đầu. IC này có ứng dụng rộng trong
các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong các mạch chia tần số.
•

Hình dạng và sơ đồ chân.

Bốn chân thiết lập


10
R0(1) (chân số 2),
R0(2) (chân số 3),
R9(1) (chân số 6),
R9(2) (chân số 7)
Khi đặt R0(1)= R0(2)= H (ở mức cao) thì bộ đếm được xóa về 0 và các đầu
ra ở mức thấp.
R9(1), R9(2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra: QA=QD=1,

QB= QC=0.

Chân NC (chân 4): bỏ trống.
Chân 1 và chân 14: hai chân nhân xung đếm CK.
Bốn chân 8, 9, 11, 12: chân ngõ ra,ương ứng QC, QB, QD, QA.
Chân 5(Vcc): cấp nguồn cho IC
Chân 10 (GND) chân nối mass.
•Sơ đồ mạch logic và bảng trạng thái.
Sơ đồ logic:

Dựa vào sơ đồ ta nhận thấy IC 7490 có bốn chân ngõ vào Reset dùng
để Reset hệ thống. Khi ta đưa vào IC các mức điện áp thích hợp thì IC sẽ tự động

Reset.
Sau đây là bảng các mức Reset:


11

Khi dùng IC 7490, ta có hai cách nối mạch cho cùng chu kỳ đếm 10,
tức tần số tín hiệu ở ngõ ra sau cùng bằng 1/10 tần số xung CK, nhưng dạng tín hiệu ra khác nhau.

4. IC 555

IC 555 hiện nay được sử dụng khá phổ biến ở các mạch tạo xung, đóng cắt hay là những mạch dao
động khác.
a. Thông số
+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555..)
+ Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V
+ Công suất tiêu thụ (max) 600mW
b. Chức năng của 555
+ Tạo xung
+ Điều chế được độ rộng xung (PWM)
+ Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại)
C .Bố trí chân và sơ đồ nguyên lý


12
Hình dạng của 555 ở trong hình 1 và hình 2. Loại 8 chân hình tròn và loại 8 chân hình vuông.
Nhưng

ở

thị

trường

Việt

Nam

chủ yếu là loại chân vuông.
Nhìn trên hình 3 ta thấy cấu trúc của 555 nó tương đương với hơn 20 transitor , 15 điện trở và 2
diode và còn phụ thuộc vào nhà sản xuất. Trong mạch tương đương trên có : đầu vào kích thích ,
khối so sánh, khối điều khiển chức năng hay công suất đầu ra.Một số đặc tính nữa của 555 là :
Điện áp cung cấp nằm giữa trong khoảng từ 3V đến 18V, dòng cung cấp từ 3 đến 6 mA.
Dòng điện ngưỡng xác định bằng giá trị lớn nhất của R + R . Để điện áp 15V thì điện trở của R +
R
.phải
là
20M
Tất cả các IC thời gian đều cần 1 tụ điện ngoài để tạo ra 1 thời gian đóng cắt của xung đầu ra. Nó
là một chu kì hữu hạn để cho tụ điện (C) nạp điện hay phòng điện thông qua một điện trở R. Thời
gian này được xác định thông qua điện trở R và tụ điện C

Đường cong nạp của tụ điện


13

Mạch nạp RC cơ bản như trên hình 4. Giả sử tụ ban đầu phóng điện. Khi mà đóng công tắc thì tụ

điện bắt đầu nạp thông qua điện trở. Điện áp qua tụ điện từ giá trị 0 lên đến giá trị định mức vào
tụ. Đường cong nạp được thể hiện qua hình 4A.Thời gian đó nó để cho tụ điện nạp đến 63.2% điện
áp cung cấp và hiểu thời gian này là 1 hằng số. Giá trị thời gian đó có thể tính bằng công thức đơn
giản sau:
t

=

R.C

d. Chức năng từng chân:

+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung.
+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân
chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp
chuẩn là 2/3Vcc.
+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái của tín hiệu ra
được xác định theo mức 0 và 1. 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng Vcc nếu
(PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà
nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) .
+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức
thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và
6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC.


14
+ Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các
mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND. Chân này có thể không nối cũng
được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ
0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định.

+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được
dùng như 1 chân chốt.
+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển bỡi tầng
logic của chân 3 .Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7
tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
+ Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động.
Không có chân này coi như IC chết. Nó được cấp điện áp từ 2V -->18V (Tùy từng loại 555 nhé
thấp nhất là con NE7555)
5. Cổng logic AND (IC 74ls08)

Ngõ ra Q ở mức cao nếu ngõ vào A "AND" ngõ vào B đều ở mức cao (giống như nhân A
với B): Q= A AND B. Một cổng AND có thể có hai hoặc nhiều ngõ vào. Ngõ ra của nó ở
mức cao nếu tất cả các ngõ vào ở mức cao.

6. Cổng NOT-bộ đảo ( IC 74ls04)

Ngõ ra Q ở mức cao khi ngõ vào A là đảo (Not) của mức cao, ngõ ra là đảo (ngược
lại ) của ngõ vào : Q = NOT A. Cổng NOT chỉ có thể có một ngõ ra. Một cổng NOT
cũng có thể được gọi là bộ đảo.

7. IC 4017


15
Đây là một IC chia tần với hệ số chia tần từ 2 tới 10.
Hình ảnh của IC 4017:

IC 4017 có tổng cộng số chân là 16, trong đó chức năng của từng chân như sau:
•

Chân số 16 là chân nguồn Vcc hoạt động với mức điện áp cho phép là trong khoảng

•

Chân số 8 là chân nối mass.

từ 3-15 V.
Ngoài các chân nguồn và mass thì IC 4017 có các chân có chức năng hoạt động rất quan trọng là:
•

Chân 15 là chân Master Reset hoạt động tích cực mức thấp có nhiệm vụ làm các

ngõ ra sẽ đếm trở lại về vị trí hoạt động ban đầu. Cụ thể khi tích cực mức thấp cho chân 15 hoạt
động thì các ngõ ra từ 01-09 sẽ trở về mức thấp, còn ngõ ra 05-9 sẽ trở lại mức cao. Chân này hoạt
động hoàn toàn độc lập với các chân Clock 14 và 13.
•

Chân 14 là chân xung clock hoạt động tích cực mức cao. Chân này có chức năng

đưa xung clock từ bên ngoài vào để cấp cho IC hoạt động.
• Chân 13 cũng là chân xung clock nhưng hoạt động ở mức thấp. Hai chân này có mối liên hệ tương

quan như sau: khi ở trạng thái bình thường: chân 14 ở mức cao, chân 13 ở mức thấp thì IC sẽ
hoạt động bình thường, các ngõ ra sẽ tuần tự xuất giá trị. Trong quá trình các ngõ ra đang hoạt
động, ta kích mức cao cho chân 13 thì giá trị nào đang ở mức cao sẽ giữ nguyên trạng thái, các
ngõ ra còn lại sẽ ở trạng thái mức thấp hết.
• Các chân 3, 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11 lần lượt sẽ là thứ tự của các giá trị xuất ra.
• Chân 12 hoạt động mức thấp trong 5 giá trị xuất ra đầu tiên. Nó sẽ hoạt động mức cao trong 5 giá

trị xuất ra sau đó.

Bảng sự thật:


16

Trong đó:
1. H = trạng thái mức cao (điện thế dương hơn).
2. L = trạng thái mức thấp (điện thế âm hơn).
3. X = phi trạng thái.

4.

chuyển bậc thang - mức dương

5.chuyển bậc thang - mức thấp
8.mạch khuếch đại đo lường :
để tín hiệu đầu ra được chuẩn hóa ta dùng bộ khuếch đại thuật toán đảo với hệ k được tính như
sau : U từ 0- 0,381 V
Ura từ 0-10V
Sơ đồ mạch khuếch đại đo lường :


17

Như vậy với dải đo nhiệt độ từ 0 – 7800C ta sử dụng mạch cầu đo cùng với nhiệt điện trở platin đã
đưa được tín hiệu không điện là nhiệt độ thành tín hiệu điện đó là điện áp. Và sử dụng bộ khuếch
đại thuật toán , khuếch đại tín hiệu lên giống chuẩn
yêu cầu mà đề bài đã cho . để tiếp tục đưa ra khối hiển thị , khối so sánh để cảnh báo tín hiệu và
khối chuyển đổi U sang I để đưa về chuẩn tín hiệu dòng điện .
+) mạch chuẩn hóa đầu ra:các ngõ vào vi sai của KĐTT không lý tưởng bao giờ cũng lệch nhau ,

nên phải có mạch ngoài để chỉnh bù trừ , còn gọi là phương pháp cân bằng điểm 0 . có 2 phương
pháp đó là : -điều chỉnh điện áp bù ở 1 ngõ vào
- điều chỉnh bù hồi tiếp âm dòng điện
sau đây ta sử dụng điều chỉnh điện áp bù ở 1 ngõ vào
sơ đồ điều chỉnh điệp áp bù 1 ngõ vào :

Mạch điều chỉnh điện áp bù ở 1 ngõ vào có sơ đồ nguyên lý như hình trên. Trong trường hợp này
, điệp áp ra UAB có điện áp nhỏ ( cỡ 0,5V). nếu trượt con biến trở VR sẽ đạt được U0=0 V khi
U1= 0V
9.cơ cấu chỉ thỉ
: vì dòng điện ra là dòng 1 chiều và điện áp ra cũng là 1 chiều với giá trị bé nên ta dùng cơ cấu chỉ
thị từ điện


18
Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động

- Phần tĩnh: gồm: nam châm vĩnh cửu 1; mạch từ và cực từ 3 và lõi sắt 6 hình thành mạch
từ kín. Giữa cực từ 3 và lõi sắt 6 có có khe hở không khí đều gọi là khe hở làm việc, ở giữa đặt
khung quay chuyển động.
- Phần động: gồm: khung dây quay 5 được quấn bắng dây đồng. Khung dây
được gắn vào trục quay (hoặc dây căng, dây treo). Trên trục quay có hai lò xo cản 7 mắc
ngược nhau, kim chỉ thị 2 và thang đo 8.

Hình 5.3. Cơ cấu chỉ thị từ điện.

+ Nguyên lý làm việc chung: khi có dòng điện chạy qua khung dây 5 (phần động), dưới tác
động của từ trường nam châm vĩnh cửu 1 (phần tĩnh) sinh ra mômen quay Mq làm khung dây
lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α. Mômen quay được tính theo biểu thức:
Mq 

với

dWe  B.S.W .I
dω

B: độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu
S: tiết diện khung dây
W: số vòng dây của khung dây

Tại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:
1
M q  M c ⇔ B.S.W .I  D.
⇔

.B.S.W .I  S .
ID

(5.1)


Với một cơ cấu chỉ thị cụ thể do B, S, W, D là hằng số nên góc lệch α tỷ lệ bậc nhất với dòng
điện I chạy qua khung dây.
+Các đặc tính chung: từ biểu thức (5.1) suy ra cơ cấu chỉ thị từ điện có các đặc tính cơ bản
sau:
- chỉ đo được dòng điện 1 chiều
-đặc tính thang đo đều
- độ nhạy là 1 hằng số

2.5 Sơ đồ nguyên lý mạch.

a1
b1
c1
d1
e1
f1
g1

a2
b2
c2
d2
e2
f2
g2

a3
b3
c3
d3
e3
f3
g3

a4
b4
c4
d4
e4

f4
g4

MACH DO TOC DO DONG CO

U19:B
15
12
14

50%

U24

8
R

VCC

4

Q
DC

5

RV4

GND

TH

T=0.01

1N4001

6

1
4

R30

2

10k

CKA
CKB
MR

7
1
2
6
4
5
3

A

B
C
D
BI/RBO
RBI
LT

QA
QB
QC
QD
QE
QF
QG

13
12
11
10
9
15
14

a2
b2
c2
d2
e2
f2
g2

7447

U18:B
15
12
14

+60v

U17
14
13

+88.8

RL1

RV5

CLK
E

OSA-SH-205DM5

R28
77%

10k

1k
15

START

71%

a1
b1
c1
d1
e1
f1
g1

1N4001

0.483u

MR

CKA
CKB
MR

U21
Q0
Q1
Q2
Q3

13
11
10
9

74390
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
CO

3
2
4
7
10
1
5
6
9
11

1
4
2

12

CKA
CKB

E

MR

3
5
6
7

74390

STOP
RL2
OMIH-SH-124L

13
12
11
10
9
15

14

a3
b3
c3
d3
e3
f3
g3

7
1
2
6
4
5
3

A
B
C
D
BI/RBO
RBI
LT

QA
QB
QC
QD

QE
QF
QG

13
12
11
10
9
15
14

a4
b4
c4
d4
e4
f4
g4

7447

10k

F

AND

QA
QB

QC
QD
QE
QF
QG

U20
Q0
Q1
Q2
Q3

R29
D

A
B
C
D
BI/RBO
RBI
LT
7447

4017

C

7
1

2
6
4
5
3

U18:A

U16
1k

13
12
11
10
9
15
14

U22
3
5
6
7

Q0
Q1
Q2
Q3

74390

D5

555

C3

RV6

QA
QB
QC
QD
QE
QF
QG

7447

0.01u

+200v

A
B
C
D
BI/RBO
RBI

LT

7

U19:A

1

C4

7
1
2
6
4
5
3

74390

20k

CV

TR

MR

U23
13

11
10
9

Q0
Q1
Q2
Q3

3

D4
2

CKA
CKB

G

H


+15v

R1
131k

U1

8

7

Q

VCC

3

R2

R

LS1

130k
CV

D1

5

RV1

1

TH

TR

2

555

C2
0.01u

6v

LED-YELLOW

5.57u

AND

D3
OPAMP

C1

R4

R5

30k

1k

SPEAKER

U15

43%

6
1N4001

V1

U2

1N4001
GND

D2

4

DC

U14

10k

R9

10k

+

U4

R3

109.00
-

AND

R27

1K

CJ

U5

U13

R26

77

TC1

10k

TCJ

U3

OPAMP

OPAMP

+88.8
mV

OPAMP

R6

R7

4.3k

1k

R8

+88.8

1k

Volts

OPAMP

R11
100

U12
R10

OPAMP

U6

500

R25
10k

+88.8
mA

OPAMP

R24

U7

10k

U11

R17
OPAMP

R12

R13

6.18k

1k

10k

U9

OPAMP

R14
760
OPAMP

R16

10k

1k

1k

RV3

U10

V3
43%

R15

R20

1k

R21

+88.8

U8

R19

1312.5

Volts

10k

3V

OPAMP

R18
10k

R22

R23

1k

312.5

RV2

1.25V

35%

mA

V2

+88.8

OPAMP

1.5k

2.6 Thuyết minh nguyên lý hoạt đông của mạch.
MẠCH TỐC ĐỘ
•
•
•
•

Nhấn nút Start để cấp nguồn cho mạch hoạt động
Nhấn nút Stop để ngắt nguồn.
(đèn led báo nguồn, khi ấn Start đèn sang, ấn Stop đèn tắt)

Trong mạch sử dụng mạch tạo xung bằng IC555 với chế độ là tạo xung với chu kì
1s
Trước hết ta có động cơ có gắn encoder.
Khi động cơ quay đồng thời làm encoder cũng quay theo và tạo ra 1 dãy xung.
Encoder này có số xung/vòng là xác định.Do vậy để xác định được tốc độ quay của
động cơ ta chỉ việc xác định số xung mà encoder tạo ra trong 1s hoặc 1 phút là ta có

•

thể xác định tốc độ của động cơ đạt được.
Trong mạch trên khi encoder tao xung ta sẽ có 1 mạch để đếm số xung và định thời

gian reset trong 1s.
Mạch được kết cấu như hình trên.
Mỗi lần có 1 xung từ encoder phát ra là mạch đếm có chức năng đếm số xung và hiển thị lên
led 7 thanh số xung mà encoder phát ra. Đầu ra của IC555 được gắn vào chân số 14 (CLK)
của IC4017,cứ mỗi 1 xung IC555 phát ra thì 10bit đầu ra của IC4017 sẽ được dịch đi 1 bít từ
bit Q0 đến Q9. Trong mạch chân Q2 được gắn với IC74LS90 như hình vẽ,


Cổng logic AND được gắn như hinh trên. 1 đầu vào được gắn với chân encoder, đầu vào còn
lại được gắn với chân Q0 của IC4017. Đầu ra của cổng logic AND được gắn với chân CLK
của 74LS90.Khi mà chân Q0 ở mức cao thì cổng logic AND thì cổng logic này sẽ tạo xung
clock đưa vào IC74LS90 để tạo mạch đếm chạy. khi chân Q0 của IC4017 ở trạng thái mức
thấp thì mạch đếm dừng lại và hiển thị được số xung encoder phát được trong 1s hoạc 1 phút
mà ta đã định sẵn.
Mạch hiển thị lên led 7 thanh này sẽ được giữ nguyên cho đến khi chân Q2 ở mức cao. Chân
Q2 được nối với chân MR để tạo reset. IC4017 sẽ dịch bít mức cao. Khi chân Q2 ở mức cao
thì chân MR cũng ở mức cao và IC4017 được reset lại từ đầu. Khoảng thời giân mà chân Q0
ở mức cao cho đến khi chân Q2 ở mức cao chính lầ độ trễ hiển thị số xung encoder .và mỗi

lần reset của IC4017 thi mạch đếm cũng reset đếm lại từ đầu.
MẠCH NHIỆT ĐỘ
mạch đo nhiệt độ dùng nhiệt điện trở được mô phỏng trên protues với cặp nhiệt ngẫu.
Phía sau khối đo là khối khuếch đại đo lường với 3 OA, khuếch đại tín hiệu điện áp lên, tín
hiệu điện áp được khuếch đại lên từ 0-10V. Phía sau khối khuếch đại là khối chuyển đổi u
sang i dùng để chuyển đổi sang tín hiệu dòng điện, khi điện áp ra từ 0-10V thì dòng điện ra
được chuẩn hóa từ 0-20mA . khối so sánh điện áp dùng để lật trạng thái và cảnh báo, khi điện
áp ra vượt quá ngưỡng 5V thì khối so sánh sẽ phát tín hiệu cảnh báo quá nhiệt độ.
Chương 3: kết luận3.1 Các kết quả đạt được.
: quá trình đo lường dùng cảm biến nhiệt độ và tốc độ với mạch khá đơn giản và còn nhiều bất
cập, mạch còn khá đơn giản để cơ cấu đo chính xác ta nên kết hợp với vi mạch số, vi xử lý và vi
điều khiển để có thể hiển thì trực quan bằng số dễ đọc và quá trình điều khiển cảnh báo có thể dễ
dàng hơn . ứng dụng cùng với vi mạch số và vi mạch điều khiển ta có thể dùng cảm biến nhiệt độ
ứng dụng vào các mạch như mạch báo cháy tự động, mạch đo nhiệt độ ản lạnh ….Trong quá
trình làm bài em còn nhiều bất cập và thiếu sót rất mong các thầy cô giáo thông cảm, em xin
chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn đã giúp đỡ em trong quá trình làm bài tập lớn !!!