ĐIỀU KHIỂN tốc độ QUẠT THEO NHIỆT độ

BÁO CÁO ĐỒ ÁN 1
ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ QUẠT THEO NHIỆT ĐỘ

Mục lục
Chương I:
GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH
1.1. Nhiệt điện trở âm.
1.2. Nhiệt điện trở dương.
1.3. IC 7805.
1.4. Diac.
1.5. Triac.
Chương II:
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH
2.1. Nguyên lý hoạt động của mạch nguồn.
a. Sơ đồ nguyên lý của mạch.
b. Nguyên lý hoạt đông của mạch.
c. Chức năng các linh kiện trong mạch.
2.2. Nguyên lý hoạt động của mạch đề tài.
a. Sơ đồ nguyên lý của mạch.
b. Nguyên lý hoạt đông của mạch.
c. Chức năng các linh kiện trong mạch.
Chương III:
PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠCH IN
3.1. Kết quả mô phỏng.
3.2. Thiết kế mạch in.
Chương IV:
KẾT LUẬN - ỨNG DỤNG – HƯỚNG PHÁT TRIỂN
4.1. Kết luận.
4.2. Ứng dụng.
4.3. Hướng phát triển.

Chương I: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH
1.1. Nhiệt điện trở âm:

Nhiệt điện trở là loại điện trở có trở kháng của nó thay đổi một cách rõ rệt dưới tác dụng
của nhiệt độ hơn hẳn so với các loại điện trở thông thường.
Trong đó nhiệt điện trở âm là một nghịch điện trở, chỉ số điện trở giảm khi nhiệt độ tăng,
có thể hoạt động trong môi trường có độ ẩm và nhiệt độ cao, cảm ứng nhiệt nhanh, độ nhạy
cao, thuận tiện cho việc lắp ráp.
Nhiệt điện trở âm có thể được dùng làm cảm biến nhiệt trong các máy móc thiết bị, kiểm
soát nhiệt độ và trong các thiết bị gia đình như: nồi cơm điện, lò điện, ấm điện, lò vi sóng…,
bảo vệ nhiệt độ pin và bộ sạc pin, cũng như bảo vệ quá nhiệt trong các bộ cấp nguồn điện.
1.2. Nhiệt điện trở dương:

Nhiệt điện trở là loại điện trở có trở kháng của nó thay đổi một cách rõ rệt dưới tác dụng
của nhiệt độ hơn hẳn so với các loại điện trở thông thường.
Nhiệt điện trở dương là điện trở có hệ số dương, có bản chất là một điện trở bán dẫn có trị
số điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Ở nhiệt độ nhỏ hơn 110oC điện trở của nó nhỏ cỡ vài trăm
Ohm và biến đổi không đáng kể. Nhưng khi nhiệt độ vượt quá 110oC thì điện trở của chúng
lên tới hàng ngàn mega Ohm.
Nhiệt điện trở dương được dùng để bảo vệ động cơ điện khi xảy ra sự cố ngắn mạch hay
quá tải hoặc là điều khiển theo mức độ nhiệt.
1.3. IC 7805

IC 7805 còn gọi là IC ổn áp 5V có dòng cực đại có thể duy trì 1A,
dòng đỉnh 2.2A. IC 7805
cần có lối vào ít
nhất là 7V.

Hình ảnh:

IC 7805 có ba chân:
•
•
•

Input.
Ground.
Output.

1.4. Diac:

Hình ảnh:







Kí hiệu:

Các thông số kĩ thuật thường là IAK định mức, UAK định mức.
Diac là một diode AC hoạt động như một bộ chuyển dẫn hai chiều với cấu
trúc từ ba đến năm tầng với đặc điểm:
Không có thiết bị đầu cuối ở tầng cơ sở.
Có ba tầng có kích thước gần giống hệt nhau.
Diac có hai đầu cực là: A1 (MT1) và A2 (MT2).

Diac có khả năng tạo ra hai xung dao động trong một điện trở, hai đầu điện cực có thể được
sử dụng thành cực dương hay cực âm tùy theo sự phân cực của điện áp cấp vào.
Diac thường được sử dụng để kích hoạt triac hoặc điều khiển các thiết bị trong mạch xoay
chiều.
Nguyên lí hoạt động của Diac:
Diac không có cực điều khiển nên được kích hoạt nhờ sự phân cực của điện áp đặt vào
hai cực. Diac không dẫn điện khi điện áp cấp vào không đạt tới điện áp nhất định, thường là
khoảng 30V (còn gọi là breakover).
Khi một đầu có điện thế dương so với đầu còn lại thì diac mở. Đầu có điện thế dương
đóng vai trò anode (A), đầu còn lại đóng vai trò cathode (K). Khi đó, dòng điện sẽ chạy từ anode
sang cathode.
Trong các ứng dụng của mạch xoay chiều, diac được kích hoạt ở nữa chu kì đầu của điện
AC và tắt đối với nữa chu kì còn lại khi dòng điện đảo ngược cực.
1.5. Triac:


Hình ảnh:






Kí hiệu:

Triac cũng tương tự như diac là một linh kiện bán dẫn gồm có ba cực năm lớp ngưng
có thêm chân điều khiển, làm việc như hai Thyristor mắc song song ngược chiều, có
thể dẫn điện theo hai chiều.
Triac có bốn tổ hợp điện thế có thể mở cho dòng chạy qua.
Triac rát hữu dụng để điều khiển pha của dòng điện xoay chiều do có hai SCR để có

một cổng gate chung cho hai chiều dòng điện cũng vì đó nên có ba chân: A1,A2, G.

Nguyên lí hoạt động của triac:


Khi cực G và A1 có điện thế âm so với A2 thì triac mở, khi đó A1 đóng vai trò
như anode, A2 đóng vai trò như cathode, dòng điện chạy từ A1 sang A2.

Khi cực G và A2 có điện thế dương so với A1 thì triac mở, khi đó A2 đóng vai trò như anode,
A1 đóng vai trò như cathode, dòng điện chạy từ A2 sang A1.
Chương II: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠCH IN
2.1. Nguyên lý hoạt động của mạch nguồn:
a. Sơ đồ nguyên lý:

b. Nguyên lí hoạt động của mạch:
c. Khi dòng điên AC chạy qua mạch chỉnh lưu toàn kì gồm 4 diode, dòng AC được chuyển

thành DC, các tụ trong mạch có nhiệm vụ lọc nhiễu, ổn đinh dòng điện và IC 7805 biến
áp thành áp 5V DC.
d. Chức năng của các linh kiện trong mạch:
- 4 diode tạo thành 1 mạch chỉnh lưu toàn phần chuyển đổi dòng AC thành DC.
- 4tụ điện có nhiệm vụ lọc nhiễu và ổn định dòng điện.
- IC 7805 có nhiệm vụ biến áp thành 5V.


2.2. Sơ đồ nguyên lí của mạch đề tài:
Điều khiển tốc độ quạt theo nhiệt độ:
a. Sơ đồ nguyên lý của mạch:

b. Nguyên lí hoạt động của mạch:

Khi nguồn điện được cấp vào mạch, sẽ có dòng điện nạp vào tụ điện C3. Khi tụ
nạp đầy, điện áp nạp của tụ cũng là điện áp ngưỡng mở thông Diac. Diac dẫn sẽ có dòng
điện chạy vào cực điều khiển G của Triac, Triac được ở thông, cấp điện cho động cơ hoạt
động.
Tốc độ quay của quạt có thể được điều khiển bằng biến trở VR. Khi điều chỉnh
biến trở R, ta điều chỉnh việc nạp tụ C, lúc đó điều chỉnh được thời điểm mở thông Diac và thời
điểm Triac dẫn. Vì vậy, Triac được được mở thông khi điện áp trên tụ đạt ngưỡng dẫn thông
Diac.
Do đó, muốn tăng tốc độ quạt ta cần giảm điện trở của VR để tụ nạp nhanh hơn,
Triac dẫn sớm hơn, điện áp ra lớn hơn, ngược lại điện trở VR càng lớn tụ nạp càng chậm, Triac
mở càng chậm lại, điện áp và tốc độ quạt nhỏ xuống.
c. Chức năng các linh kiện trong mạch:
- AC Volt và AC Ampe giúp kiểm tra trị số điện áp và trị số dòng điện của
-

mạch.
Tụ điện giúp tạo điện áp ngưỡng để mở thông diac.


-

Nhiệt điện trở âm (NTC) và nhiệt điện trở dương (PTC) giúp cảm biến nhiệt
độ để điều chỉnh thời gian dẫn của Triac.
Diac giúp định ngưỡng điện áp để Triac dẫn.
Triac điều khiển điện áp trên quạt.
Điện trở đệm.

Chương IV: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠCH IN
Mạch in của mạch nguồn: