do an mach bao ve nhiet do dung lm35

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

1



Tp. Hồ Chí Minh. tháng 12, năm 2017

LỜI CÁM ƠN


L

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.
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

2


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)

3


BẢNG NHẬN XÉT
CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

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)

4

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

5


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!

6


PHẦN 1: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
1.1

SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH BẢO VỆ NHIỆT CHO THIẾT
BỊ

Khối Cảm Biến

Khối So Sánh

Khối điều

khiển

Khối tải

Khối chia áp

 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

7


Chọn IC7805 để tạo ra Vo = +5v
Io < 1A

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
 chọn tụ C1 cần có:
+chỉ số điện dung
+ điện áp đánh thủng working volt
Ta có hệ số gợn sóng
R%= ≤ 20%
RL=
C ≥ =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.

8


1.2.2 Khối cảm biến

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
o
C) IC LM 35 cảm biến nhiệt độ môi trường
nên Điện Áp ra thay đổi theo nên V3+ > V2nên 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


1.2.3 khối tạo điện áp chuẩn

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=*vcc
0.3 =* 5v

1.2.4 Khối so sánh

 0.3*(R1+VR1) = 5R1
 làm
0.3VR1
= 4.7R1
Ta chia
2 trường
hợp
 VR1
Trường
hợp 1= R1= 15.67R1
o
o
T <
30 cVậy
=> chọn R1 = 1K
3+
2=> V
VR1 = 16k
=>chọn
VO 0V
không

động
Vậy ta
biếnMạch
trở loại
50k hoạt
để làm
cầu phân áp
Trường hợp 2
9

To > 30oc =>
3+

2-


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

1.2.5 Khối điều khiển

5V =

Icmax 0.3 k+0

Icmax== 16.66mA
 Chọn BJT loai NPN có icmax >
16.66mA

 Tra theo datasheet ta chọn C1815
Icmax = 150 mA
v = 0.7v
β=100
R2=Rb của BJT
Để Xác định Rb cho BJT dẫn vin=5v
Rb=
= = =3.13 KΩ
1.2.6 Khối hiển thị

Chọn Rb < 3.13kΩ Vì ta đang chọn icmax

1.2.6 Khối hiển thị

Vậy chọn Rb=R2=2.2 kΩ
Ta chọn tụ C5 là tụ gốm 104 để lọc
nhiễu cho transitor giúp mạch ổn dịnh
chính xác hơn
10


Ta chọn loại led đỏ có
-Điện áp: 1.8-2.0V
- Dòng 10-20mA
- Đường kính: 3MM
Vcc =R3*Iled+Vled+ Vcesat
 R3 =
 R3 == 0,3KΩ
Ta chọn R3=Rled = 0.3 K

1.3

SƠ ĐỒ TOÀN MACH VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

11


-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

12

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
/> />dienmattroivn.com
/>
13