Quạt DC được điều khiển nhiệt độ là một hệ thống tự động bật Quạt DC khi nhiệt độ môi trường tăng lên trên một giới hạn nhất định.
Nói chung, các thiết bị điện tử tạo ra nhiều nhiệt hơn. Vì vậy, nhiệt này nên được giảm để bảo vệ thiết bị. Có nhiều cách để giảm nhiệt này. Một cách là bật quạt tự động.
Video đầu ra
Mạch DC điều khiển nhiệt độ 1 mạch sử dụng 8051
Sơ đồ mạch
Nguyên tắc
Dự án hoạt động theo nguyên tắc Chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số. Dữ liệu tương tự từ cảm biến nhiệt độ LM35 được trao cho bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số ADC0804.
Đầu ra tương tự của cảm biến nhiệt độ sẽ thay đổi ở 10mV mỗi độ Celsius.
ADC0804 là một bộ ADC 8 bit. Đối với điện áp tham chiếu của 5V, chúng tôi sẽ nhận được độ phân giải 5V / 28 = 20mV. Có nghĩa là, đây là sự thay đổi tối thiểu trong giá trị tương tự từ cảm biến được nhận biết bởi ADC IC.
Theo những thay đổi về nhiệt độ, đầu ra của ADC được tạo ra. Đầu ra kỹ thuật số của ADC được trao cho Bộ vi điều khiển để tính toán nhiệt độ và điều khiển quạt cho phù hợp.
Các thành phần
Phần vi điều khiển
- Vi điều khiển AT89C51
- Bảng lập trình AT89C51
- Pha lê thạch anh 11,0592 MHz
- Tụ gốm 33pF
- Điện trở 2 x 10KΩ
- Tụ điện phân 10µF
- Nút ấn
- Màn hình LCD 16 X 2
- 10KΩ POT
Bộ phận cảm biến nhiệt độ
- LM35
- ADC0804
- Điện trở 10KΩ
- Tụ gốm 150pF
- Gói điện trở 1KΩ x 8
Tải phần
- 2N2222 NPN Transistor
- Diode 1N4007
- 12V tiếp sức
- Điện trở 1KΩ
- Quạt
Cấu hình ADC0804 cho dự án này
Cấu hình của ADC0804 được giải thích ở đây. Đầu tiên, chúng ta cần kết nối nguồn điện 5V được điều chỉnh với chân Vcc (Pin 20). Sau đó, kết nối các chân đất tương tự và kỹ thuật số (Chân 8 và 10) với GND.
Để sử dụng đồng hồ bên trong, chúng ta cần kết nối một điện trở 10KΩ giữa CLK IN (Pin 4 và CLK R (Pin 19) và sau đó, kết nối một nắp 150pF giữa chân 4 và GND để hoàn thành mạch dao động.
Pin CS (Pin 1) được kết nối với GND để kích hoạt ADC.
Để đọc dữ liệu từ ADC liên tục bởi vi điều khiển, chúng ta cần kết nối chân RD (Pin 2) với GND.
Để ADC tiếp tục đọc dữ liệu tương tự từ cảm biến, chúng ta cần rút ngắn chân Viết (Pin 3) bằng chân Ngắt (Pin 5).
Đầu ra analog của cảm biến (LM35) được kết nối với Vin + (Pin 6) của ADC. Các đầu vào tương tự tiêu cực pin tức là Vin- của ADC được kết nối với GND.
Dữ liệu số được chuyển đổi là dữ liệu 8 bit sẽ có sẵn ở DB0 đến DB7 (Ghim 18 đến 11).
Thiết kế mạch
Các thành phần chính của dự án là Bộ vi điều khiển 8051, Màn hình LCD 16 × 2, Cảm biến nhiệt độ LM35, ADC0804, Relay và Quạt.
Các kết nối cơ bản liên quan đến vi điều khiển bao gồm đồng hồ, thiết lập lại và EA. Đồng hồ bao gồm một tinh thể 11,0592 MHz và hai tụ 33pF. Mạch reset bao gồm một tụ 10µF, điện trở 10KΩ và nút ấn. Pin EA được kéo cao với một điện trở 10KΩ.
Bây giờ chúng ta sẽ thấy các kết nối liên quan đến các thành phần khác.
Đối với màn hình LCD, một nồi 10KΩ được kết nối với pin điều chỉnh độ tương phản. Ba chốt điều khiển của màn hình LCD được kết nối với các chân P3.6, GND và P3.7.
8 chân dữ liệu của màn hình LCD được kết nối với PORT1 của bộ vi điều khiển.
Các kết nối cơ bản liên quan đến ADC được giải thích trong cấu hình của nó. 8 đầu ra kỹ thuật số của ADC phải được kết nối với PORT 2 của bộ vi điều khiển.
Thành phần tiếp theo chúng ta sẽ kết nối là LM35. Kết nối chốt dữ liệu của LM35 với pin đầu vào tương tự tức là Pin 6 của ADC.
Cuối cùng, chúng ta cần kết nối mạch Relay bao gồm điện trở, transistor và relay tới PORT0 của vi điều khiển với PORT 0 pull-up bên ngoài.
Kết nối đầu vào của cơ sở chuyển tiếp tức là của bóng bán dẫn tới chân P0.0 của vi điều khiển.
Đang làm việc
Mục đích của dự án này là thiết kế quạt điều khiển nhiệt độ bằng bộ vi điều khiển 8051, trong đó quạt được tự động bật hoặc tắt theo nhiệt độ. Công việc của dự án được giải thích ở đây.
Trong mạch này, cảm biến nhiệt độ LM35 sẽ cho đầu ra analog liên tục tương ứng với nhiệt độ được cảm biến bởi nó. Tín hiệu tương tự này được trao cho ADC, nó chuyển đổi các giá trị tương tự thành các giá trị số.
Đầu ra kỹ thuật số của ADC tương đương với điện áp analog cảm biến.
Để có được nhiệt độ từ điện áp analog cảm biến, chúng ta cần thực hiện một số tính toán trong lập trình cho vi điều khiển.
Sau khi tính toán được thực hiện bởi vi điều khiển theo logic, nhiệt độ được hiển thị trên màn hình LCD. Như thế này, vi điều khiển sẽ liên tục theo dõi nhiệt độ.
Nếu nhiệt độ vượt quá 50 độ C (theo mã), vi điều khiển sẽ bật rơ-le để khởi động quạt. Nếu nhiệt độ giảm xuống dưới 40 độ C (theo mã).
TẢI XUỐNG MÃ DỰ ÁN
Mạch DC điều khiển nhiệt độ 2 mạch sử dụng ATmega8
Sơ đồ mạch
Nhiệt độ kiểm soát DC Fan sử dụng sơ đồ mạch vi điều khiển ATmega8
Nguyên lý mạch
Nguyên tắc chính của mạch điện là bật quạt được kết nối với động cơ DC khi nhiệt độ lớn hơn giá trị ngưỡng.
Vi điều khiển liên tục đọc nhiệt độ từ môi trường xung quanh. Cảm biến nhiệt độ hoạt động như một bộ chuyển đổi và chuyển đổi nhiệt độ cảm biến thành giá trị điện. Đây là giá trị tương tự được áp dụng cho chốt ADC của bộ vi điều khiển.
Bộ vi điều khiển ATmega8 có sáu kênh ADC ghép kênh với độ phân giải 10 bit. Giá trị tương tự được áp dụng cho một trong các chân ADC đầu vào. Do đó chuyển đổi xảy ra trong nội bộ bằng cách sử dụng phương pháp xấp xỉ liên tiếp.
Để chuyển đổi ADC, thanh ghi bên trong phải được khai báo. Pin ADC xuất ra một giá trị số. Điều này được so sánh với giá trị ngưỡng của bộ điều khiển để chuyển quạt nếu giá trị lớn hơn ngưỡng.
Các thành phần
- Atmega8
- L293D
- Lm35
- Động cơ DC
Mô tả thành phần
LM35
LM35 là một cảm biến mạch tích hợp có thể được sử dụng để đo nhiệt độ. Điện áp đầu ra của cảm biến này tỷ lệ thuận với nhiệt độ trong độ C. Điện áp đầu ra của LM35 sẽ thay đổi với tốc độ 10mV trên mỗi độ Celsius.
Thông thường, phạm vi của cảm biến nhiệt độ LM35 là từ -55 độ C đến +150 độ C. Để đo dải nhiệt độ đầy đủ này từ dải âm đến dải dương, chúng ta cần kết nối điện trở bên ngoài giữa chốt dữ liệu và âm cung cấp Vcc.
Bất kỳ cách nào, chúng tôi sẽ không xem xét phạm vi nhiệt độ tiêu cực trong dự án này. Vì vậy, trong điều kiện hoạt động bình thường, chúng ta có thể đo nhiệt độ trong khoảng từ +2 độ C đến +150 độ C.
ADC
Tất cả các tham số của tự nhiên là tương tự, hầu hết các dữ liệu trong thế giới thực được đặc trưng bởi các tín hiệu tương tự. Ví dụ, nếu nhiệt độ của phòng được đo.
Nhiệt độ phòng thay đổi theo thời gian liên tục. Tín hiệu đo được này, liên tục thay đổi theo thời gian nói từ 1 giây, 1,1 giây, 1,2 giây và vân vân được gọi là tín hiệu Analog.
Để thao tác dữ liệu thế giới thực bằng bộ vi xử lý hoặc vi điều khiển, chúng ta cần phải chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số để bộ xử lý hoặc bộ điều khiển có thể đọc, hiểu và thao tác dữ liệu.
Atmega8 có bộ chuyển đổi Analog tương tự sang bộ chuyển đổi số.
Khai báo đăng ký ADC nội bộ
- Các vi điều khiển ATmega8 nội bộ có ba đăng ký cụ thể là ADMUX, ADCSRA, đăng ký dữ liệu ADC. Bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật số có độ phân giải 10 bit.
- Ban đầu, chọn điện áp tham chiếu đến ADC bằng cách sử dụng ADCMUX đăng ký.
- Chọn giá trị REFS0 và REFS1 trong thanh ghi ADMUX để đặt điện áp tham chiếu.
- Bây giờ hãy chọn kênh ADC sử dụng các bit MUX0-MUX3 trong thanh ghi ADMUX. Bảng dưới đây cho thấy giá trị nhị phân được đặt trong các bit MUX0-MUX3 để chọn một kênh.
- Nếu cảm biến được kết nối với kênh ADC0 với AVCC với tụ điện bên ngoài tại chân AREF, thì giá trị nhị phân được gán cho thanh ghi ADMUX là ADMUX = 0b01000000.
- Bây giờ chọn giá trị vô hướng trước bằng cách sử dụng các bit ADPS0, ADPS1 và ADPS2 của thanh ghi ADCSRA và cũng cho phép ADC sử dụng bit ADEN trong thanh ghi ADSCRA.
- Các bit sau quyết định hệ số phân chia giữa tần số XTAL và đồng hồ đầu vào của ADC:
- Bây giờ kích hoạt bit chuyển đổi bắt đầu là ADCSC trong thanh ghi ADCSRA.
- Sau khi chuyển đổi giá trị, bit ngắt được kích hoạt bởi phần cứng
- Chờ cho đến khi bit ngắt ADIF được đặt thành 1.
Kết quả được lưu trữ trong hai thanh ghi dữ liệu của ADC là ADCL và ADCH. Bây giờ đọc giá trị số từ những thanh ghi này
Thiết kế mạch DC được điều khiển nhiệt độ
Mạch chủ yếu bao gồm vi điều khiển ATmega8, cảm biến nhiệt độ, động cơ DC, IC điều khiển. Cảm biến nhiệt độ được kết nối với đầu vào của pin ADC tức là ADC0 của bộ vi điều khiển.
Cảm biến nhiệt độ có ba chân đầu vào, VCC, mặt đất. Trung một là đầu ra và hai chân khác là mặt đất và VCC. VREF và AVCC cho ADC được áp dụng bên ngoài cho vi điều khiển. Pin 20 và 21 là chân AREF và AVCC được kết nối với điện áp nguồn 5v.
Cổng B của vi điều khiển được kết nối với các động cơ thông qua một IC điều khiển động cơ tức là L293D. Chân đầu vào của trình điều khiển động cơ được kết nối với bộ vi điều khiển. PB0 và PB1 được kết nối với đầu vào 3 và đầu vào 4 của IC điều khiển động cơ.
Chân PB2 và PB3 được kết nối với đầu vào 1 và đầu vào2 của IC trình điều khiển động cơ. Chân đầu ra được kết nối với động cơ. Khi động cơ có hai chân, chúng được kết nối với các chân đầu ra của IC trình điều khiển.
Điều khiển nhiệt độ động cơ DC - Mô phỏng mạch video
Làm thế nào nhiệt độ kiểm soát DC Fan Circuit sử dụng vi điều khiển hoạt động ?
- Ban đầu chuyển đổi nguồn điện.
- Vi điều khiển bắt đầu đọc nhiệt độ của môi trường xung quanh.
- Giá trị tương tự của nhiệt độ được đưa ra bởi cảm biến nhiệt độ.
- Giá trị tương tự này được áp dụng cho pin chuyển đổi analog sang kỹ thuật số của bộ điều khiển vi mô.
- Giá trị tương tự này được chuyển đổi sang giá trị số bằng vi điều khiển bằng phương pháp xấp xỉ liên tiếp trong nội bộ.
- Khi nhiệt độ lớn hơn giá trị ngưỡng, vi điều khiển sẽ gửi lệnh tới bộ điều khiển để chuyển động cơ.
- Vì vậy, quạt bắt đầu quay.
Video đầu ra của dự án động cơ DC được điều khiển nhiệt độ
Các ứng dụng
- Có thể sử dụng quạt DC được điều khiển nhiệt độ để kiểm soát nhiệt độ của thiết bị, phòng, linh kiện điện tử, vv bằng cách theo dõi nhiệt độ.
- Có thể được mở rộng đến đầu ra dựa trên PWM, nơi mà tốc độ của quạt có thể thay đổi theo chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu PWM.
- Mạch có thể được sử dụng trong CPU để giảm nhiệt.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét