HỆ THỐNG làm mát NHÀ XƯỞNG DÙNG PIC (có code và layout)

ĐỒ ÁN 2
HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG DÙNG
PIC


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................IX
CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU LINH KIỆN.......................................................................1
1.

SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT........................................................................................1

2.

GIỚI THIỆU LINH KIỆN................................................................................2
2.1

Cảm biến LM 35.........................................................................................2

2.1.1

Giới thiệu...............................................................................................2

2.1.2

Sơ đồ chân.............................................................................................2

2.1.3

Nguyên lý hoạt động..............................................................................2

2.2

PIC 16F877A...............................................................................................3

2.2.1

Giới thiệu...............................................................................................4

2.2.2

Sơ đồ chân.............................................................................................5

2.2.3

Sơ đồ nguyên lý.....................................................................................5

2.2.4

Bộ Nhớ Rom..........................................................................................6

2.3

IC L7805......................................................................................................7

2.3.1

Giới thiệu...............................................................................................7

2.3.2

Sơ đồ chân.............................................................................................7

2.3.3

Nguyên lý hoạt động..............................................................................7

2.4

CÁC LINH KIỆN KHÁC..........................................................................7

2.4.1

Biến áp...................................................................................................7

2.4.2

Điện trở R..............................................................................................7

2.4.3

Diode cầu...............................................................................................7

2.4.4

Tụ điện C...............................................................................................7

2.4.5

Led 7 đoạn.............................................................................................8

2.4.6

Transitor................................................................................................8


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH................................................................................9
2.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG...............................................................9
2.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN..............................................................................................9
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG..........................................................................10
CHƯƠNG 3: THỰC THI PHẦN CỨNG.................................................................11
3.1 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT.................................................................................12
3.2 MẠCH THỰC TẾ.............................................................................................13
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.................14
4.1 KẾT LUẬN......................................................................................................14
4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN..................................................................................14
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................15
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 15

DANH MỤC CÁC HÌNH V


Hình 1-1: Sơ đồ khối hệ thống làm mát nhà xưởng...................................................1
Hình 1-2: Sơ đồ chân cảm biến LM 35........................................................................2
Hình 1-3: Sơ đồ chân PIC 16F877A............................................................................3
Hình 1-4: Sơ đồ PIC 16F877A.....................................................................................4
Hình 1-5: Sơ đồ chân PIC 16F877A............................................................................5
Hình 1-6: Bộ nhớ dữ liệu PIC 16F877A......................................................................6
Hình 1. 7: Sơ đồ chân IC L7805...................................................................................7
Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống............................................................................8

Hình 2-2: Giải thuật hệ thống......................................................................................8
Hình 2-3: Sơ đồ mạch in...............................................................................................9
Hình 2-4: Mạch thực tế................................................................................................9


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

PIC : Programmable Intelligent Computer
LED: Light Emitting Diode


ĐỒ ÁN 2

Trang 1 / 14

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

1. SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT HỆ THỐNG

ĐO NHIỆT ĐỘ(LM35)

NGUỒN5V
DC

VI ĐIỀU
KHIỂNPIC16F877A

HIỂN THỊLED 7 Đoạn
Hình 1-1: Sơ đồ khối máy đo nhiệt độ
 Khối nguồn: Khối nguồn cung cấp điện áp 5V cho hệ thống

 Khối đo nhiệt độ: Xác định nhiệt độ của hệ thống
 Khối vi điều khiển: Là bộ não của hệ thống, trung tâm xử lý
 Khối hiển thị: Hiển thị nhiệt độ đo được thông qua LED 7 đoạn

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 2 / 14

2. GIỚI THIỆU LINH KIỆN
2.1 Cảm biến LM 35
2.1.1 Giới thiệu
LM 35 là cảm biến tiêu hao điện năng thấp sử dụng điện áp 5V. Cảm biến gồm có
3 chân, 2 chân nguồn, 1 chân tín hiệu ra dạng Analog
2.1.2 Sơ đồ chân
Chân 1: Điện áp vào nguồn 5V
Chân 2: OUTPUT dữ liệu dạng điện áp
Chân 3: GND nối đất
Hình 1-2: Sơ đồ chân LM 35
2.1.3 Nguyên lý hoạt động
LM35 - > ADC - > Vi điều khiển
là hệ số theo nhiệt độ của LM35 10mV/1 độ C
Giả sử điện áp Vcc cấp cho LM35 là 5V ADC 10bit
Vậy bước thay đổi của LM35 sẽ là 5/(2^10) = 5/1024
Giá trị ADC đo được thì điện áp đầu vào của LM35 là
(t*k)/(5/1024) = ((10^-2)*1024*t)/5 = 2.048*t
Vậy nhiệt độ ta đo được t = giá trị ADC/2048
Công thức : Vol = 5000.0f/1023* ADCValue

Nhiệt độ = Vol/10
Tầm đo -55 độ C đến 150 độ C
Ngõ ra điện áp tuyến tính 10mV/độ C
 Tại -55 độ C : V Out = -550mV
 Tại 0 độ C : V Out = 0mV

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 3 / 14

 Tại 150 độ C : V Out = 1500mV

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 4 / 14

2.2 PIC 16F877A
2.2.1 Giới thiệu
PIC là tên viết tắt của Máy tính khả trình thông minh (Programable Intelligent
Computer) do hãng General Instrument đặt tên, con vi điều khiển đầu tiên của họ là
PIC1650. Hãng Microchip tiếp tục phát triển các dòng sản phẩm này. Cho đến nay,
các sản phẩm vi điều khiển PIC của Microchip đã gần 100 loại, từ họ 10Fxxx đến
các họ 12Cxxx, 17Cxx, 16Fxx, 16Fxxx, 16FxxxA, 16LFxxxA, 18Fxxx 18LFxxx,….
2.2.2 Sơ đồ chân

Chân 1 : Reset
Chân 2-7: 6 chân PORT A
Chân 15-18, 23-26 : 8 chân PORT C
Chân 13,14: Thạch anh
Chân 12,31: GND nối đất
Chân 33-40: 8 chân PORT B
Chân 19-22, 27-30: 8 chân PORT D
Chân 8-10: 3 chân PORT E
Chân 11,32: Nguồn Vcc
Hình 1-3: Sơ đồ chân PIC16F877A

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 5 / 14

2.2.3 Sơ đồ

Hình 1-4: Sơ đồ PIC 16F877A

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 6 / 14

2.2.4 Bộ Nhớ

Tổ chức bộ nhớ
Cấu trúc bộ nhớ vi điều khiển PIC 16F877A bao gồm bộ nhớ chương trình
(Program memory) và bộ nhớ dữ liệu ( Data memory)
Bộ Nhớ chương trình

Hình 1-5: Sơ đồ chân PIC 16F877A

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 7 / 14

Bộ nhớ dữ liệu

Hình 1-6: Bộ nhớ dữ liệu PIC 16F877A

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 8 / 14

2.3 IC L7805
2.3.1 Giới thiệu
L7805 là một mạch tích hợp bộ chỉnh điện áp. Đây là một dòng IC của họ 78xx
điều chỉnh điện áp tuyến tính cố định. Nguồn điện áp trong mạch có thể có biến động
và sẽ không cho lượng điện áp cố định. Các vi mạch điều chỉnh điện áp duy tri điện áp

đầu ra tại một giá trị không đổi. Các xx trong 78xx cho biết đại lượng điện áp cố định
nó được thiết kế để cung cấp: 7805 cung cấp nguồn +5V….

2.3.2 Sơ đồ chân
Chân 1: Nguồn Vcc
Chân 2: Nối đất GND
Chân 3: Điện áp ra Vout 5V

Hình 1. 7: Sơ đồ chân IC L7805.

2.3.3 Nguyên lý hoạt động
Nguồn điện xoay chiều 220VAC đi qua biến áp hạ áp xuống 12VAC và qua bộ
chỉnh lưu biến đổi dòng AC sang DC. Tụ điện C có nhiệm vụ làm phẳng điện áp rồi
cho ra điện áp 1 chiều. Cuối cùng đi qua bộ ổn áp LM7805 cho ra điện áp 5V

2.4 CÁC LINH KIỆN KHÁC
2.4.1 Biến áp
Thiết bị biến đổi điện áp xoay chiều trong đó gồm một cuộn sơ cấp (điện áp vào)
và một cuộn thứ cấp (điện áp ra)

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 9 / 14

2.4.2 Điện trở R
Điện trở là linh kiện được dùng phổ biến trong các mạch điện tử. Công dụng của
điện trở là hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện lưu và phân chia điện áp trong mạch điện

2.4.3 Diode cầu
Vì mạch yêu cầu sử dụng nguồn một chiều DC nên việc sử dụng diode cầu để
chuyển từ nguồn xoay chiều AC sang nguồn một chiều DC là bắt buộc

2.4.4 Tụ điện C
Chức năng tụ để lọc nhiễu và làm phẳng điện áp
Tụ điện phân cực làm phẳng các thành phần điện áp nhấp nhô sau quá trình chỉnh
lưu. Tụ điện không phân cực dập các thành phần có tầng số cao

2.4.5 Led 7 đoạn
Led 7 đoạn là loại linh kiện hiển thị đơn giản, bao gồm 2 loại Anode chung (nối
nguồn Vcc) và Catote chung (nối đất GND)

2.4.6 Transitor
Transistor hay tranzito là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được sử
dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử
Transistor nằm trong khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính
điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác. Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên
các transistor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng
cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động. Transistor cũng được kết
hợp thành mạch tích hợp (IC), có thể tích hợp tới một tỷ transistor trên một diện tích
nhỏ

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 10 / 14

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH

2.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống.

2.2 GIẢI THUẬT
BẮT ĐẦU
QUẠT TẢN NHIỆT
CHẠY
ĐO NHIỆT ĐỘ
NẾU NHIỆT ĐỘ > 50 ĐỘ C
VÀ < 40 ĐỘ C

HIỂN THỊ
NHIỆT ĐỘ

TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘ
TƯƠNG ỨNG ĐO ĐƯỢC

Hình 2-2: Giải thuật hệ thống.

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG

KẾT THÚC


ĐỒ ÁN 2

Trang 11 / 14

2.3 SƠ ĐỒ MẠCH IN

Hình 2-3: Sơ đồ mạch in

2.4MẠCH THỰC TẾ

Hình 2-4: Mạch thực tế

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 12 / 14

2.5 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
- Biến áp 220VAC chuyển thành 12VAC, sau đó cho dòng qua diode cầu để
chuyển đổi thành dòng DC. Tiếp tục qua tụ làm phảng và lọc nhiễu. Cuối cùng
đi vào IC L7805 cho ra điện áp 5V cung cấp cho mạch
- Nhiệt độ đo được thông qua cảm biến LM 35. Dữ liệu đọc được là dữ liệu
tương tự số, sau đó chuyển đến vi điều khiển PIC 16F877A để xử lý. Trong này,
dữ liệu được tính theo công thức mặc định đễ ra được số nhiệt độ tương ứng.
Sau đó, xét đến các điều kiện mà đề tài yêu cầu ví dụ như ngưỡng đo trên 50 độ
C
- Khi đạt ngưỡng 50 độ C thì relay sẽ bật làm quạt tản nhiệt chạy làm mát cảm
biến LM 35 đến khi nhiệt độ hạ xuống đến ngưỡng dưới 50 độ C thì relay tắt và
quạt tản nhiệt sẽ ngừng quay
- Cuối cùng, số độ C đo được sẽ hiện ra thanh 4 LED 7 đoạn ở 2 LED đầu, 2 LED

sau mặc định là độ C

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 13 / 14

CHƯƠNG 3: NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN

1. NHẬN XÉT
Hệ thống làm mát nhà xưởng với ngưỡng đo 50 độ C phù hợp cho các môi trường
làm việc tương đối cao so với nhiệt độ môi trường bình thường
Và điểm hạn chế duy nhất của mạch hiện tại là nều nhiệt độ quá cao hoặc quá
thấp thì nguy cơ có thể cháy mạch

2. KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện thiết kế mạch em đã ứng dụng những nội dung đã được
học cộng thêm những tư liệu tham khảo sau quá trình tìm tòi với mục đích hoàn thành
nhiệm vụ được giao. Hy vọng thông qua đề tài này, thầy cô và các bạn có thêm tài liệu
để nghiên cứu

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 14 / 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] />[2]

/>
[3]

/>
[4]

/>
HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 15 / 14

PHỤ LỤC

int Code7Seg[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
unsigned int x;
int chuc,donvi,nhietdo;
void main()
{
TRISB = 0X00;
TRISC = 0X00;
trisd = 0x00;
while(1)
{

x = Adc_Read(0);
x = ((5000.0f/1023*x));
nhietdo = x/10;
chuc=nhietdo/10;
donvi=nhietdo%10;
PORTB=Code7Seg[chuc];
PORTC.B2=0;
delay_ms(1);
PORTC.B2=1;
PORTB=Code7Seg[donvi];
PORTC.B1=0;
delay_ms(1);
PORTC.B1=1;

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG


ĐỒ ÁN 2

Trang 16 / 14

PORTB=0x9C;
PORTC.B3=0;
delay_ms(1);
PORTC.B3=1;
PORTB=0xC6;
PORTC.B4=0;
delay_ms(1);
PORTC.B4=1;
if (nhietdo <50 )

{PORTD.B0 = 0xff;
}
else
{ PORTD.B0 = 0x00;
}
if (nhietdo >50 )
{PORTD.B1 = 0xff;
}
else
{ PORTD.B1 = 0x00;
}
}
}

HỆ THỐNG LÀM MÁT NHÀ XƯỞNG