Tài liệu Ttcn

THỰC TẬP CÔNG NHÂN Tên đề tài : ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TRONG SẤY DỤNG CỤ Y TẾ 1. Nêu tên và nhiệm vụ của mạch. 1.1. Tên của mạch. 1.2. Nhiệm vụ của mạch. 2. Sơ đồồ khồối và chức năng từng khồối 2.1. Sơ đồồ khồối của mạch. 2.2. Chức năng của từng khồối. 2.2.1. Khồối cảm biêốn nhiệt độ ( Khanh) 2.2.2. Khồối điêồu khiển trung tâm ( Cường) 2.2.3. Khồối ADC (Khanh) 2.2.4. Khồối cồng suâốt ( Hậu) 2.2.5. Khồối hiển thị (Cường) 2.2.6. Khồối bàn phím (Cường) 2.2.7. Khồối nguồồn cung câốp (Hậu) 2.2.8. Khồối đồồng bộ (Hậu) 3. Sơ đồồ nguyên lý và giải thích nguyên lý làm việc. 3.1. Sơ đồồ nguyên lý toàn mạch. 3.2. Nguyên lý làm việc của mạch của từng khồối. 3.2.1. 3.2.1. Khồối cảm biêốn nhiệt độ ( Khanh) 3.2.2. Khồối điêồu khiển trung tâm ( Cường) 3.2.3. Khồối ADC (Khanh) 3.2.4. Khồối cồng suâốt và đồồng bộ ( Hậu) 3.2.5. Khồối hiển thị và bàn phím (Cường) 3.2.6. Khồối nguồồn cung câốp (Hậu) 4. Kiểm tra các khồối trong mạch. 4.1. Khồối cảm biêốn nhiệt độ. ( Khanh) 4.1.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện chính trong mạch. 4.1.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.1.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 4.2. Khồối điêồu khiển trung tâm.( Cường) 4.2.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện chính mạch. 4.2.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.2.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 4.3. Khồối ADC (Khanh) 4.3.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện chính mạch. 4.3.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.3.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 4.4. Khồối cồng suâốt. (Hậu) 4.4.1. 4.3.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện trong mạch. 4.4.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.4.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 4.5. Khồối hiển thị. (Cường) 4.5.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện chính mạch. 4.5.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.5.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 4.6. Khồối bàn phím. (Cường) 4.6.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện chính mạch. 4.6.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.6.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 4.7. Khồối nguồồn cung câốp (Hậu) 4.7.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện chính mạch. 4.7.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.7.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 4.8. Khồối đồồng bộ (Hậu) trong trong chính trong trong trong 4.8.1. Sơ đồồ mạch của các linh kiện chính trong mạch. 4.8.2. Điêồu kiện làm việc của linh kiện chính. 4.8.3. Nguyên lý làm việc của linh kiện chính. 5. Đo và kiểm tra các linh kiện rời. 6. Kiểm tra các linh kiện chính trong mạch. ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TRONG SẤY DỤNG CỤ Y TẾ 1. Nêu tên và nhiệm vụ của mạch. 1.1. Tên mạch ứng dụng. Mạch điều khiển nhiệt độ trong sấy dụng cụ y tế. 1.2. Nhiệm vụ của mạch. Điều khiển nhiệt độ từ 50 độ C đến 999 độ C để sấy các dụng cụ y tế.Ứng với từng dụng cụ sẽ điều chỉnh nhiệt độ phù hợp với từng dụng cụ đó. 2. Sơ đồ khối và chức năng của từng khối. 2.1. Sơ đồ khối. 2.2. Chức năng từng khối. + Khồối cảm biêốn nhiệt độ ( Khanh) : dùng để đo nhiệt độ trong lò sấy. + Khồối điêồu khiển trung tâm ( Cường) : dùng để xử lý các tín hiệu vào và xuất tín hiệu ra,điều khiển mọi hoạt động của hệ thống. + Khồối ADC (Khanh) : sồố hóa tín hiệu ra của cảm biêốn nhi ệt độ để đưa vào khồối xứ lý trung tâm. + Khồối cồng suâốt ( Hậu) : điêồu khiển, câốp nguồồn cho lò sâốy, qua đó làm thay đổi nhiệt độ trong lò sâốy. + Khồối hiển thị (Cường) : hiển thị nhiệt độ trong lò sâốy. + Khồối bàn phím (Cường) : nhập dữ liệu. + Khồối nguồồn cung câốp (Hậu) : cung câốp nguồồn cho toàn mạch. + Khồối đồồng bộ (Hậu) : 3. Sơ đồồ nguyên lý và nguyên lý làm việc. 3.1. Sơ đồồ nguyên lý toàn mạch. 1 2 SIL-100-02 J4 SIL-100-02 J5 1 2 3 27.0 2 R R D2 DIODE 10k 10k 10k 10k 10k R41 10k R40 10k R45 10k R44 R43 R42 R46 R47 DIODE LM334 1 LM334 1 D1 U6 3 27.0 U5 R18 10k R19 10k R16 10k R17 10k 100 RV5 6 5 100 RV3 2 3 11 4 2 11 4 LM324 7 U4:B LM324 1 U4:A Vcc Vcc 1nF C4 2 1 10k 2 1 MOC3021 U11 MPS6523 Q5 MOC3021 U9 2 10k R27 10k R22 74HC14 MPS6523 Q4 R31 10k R26 1 U8:A 10k R20 10k R50 10k R49 10k 4 6 4 6 3 4 10k 10k 74HC14 U8:B R28 R23 1nF C11 1nF C9 10k R29 10k R24 e f g 12 16 6 7 9 10 11 26 27 28 1 2 3 4 5 1 Q7010L5 U12 Q7010L5 U10 ADC0809 VREF(+) VREF(-) START EOC OUTPUT ENABLE CLOCK VCC IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 U7 2 1 4 10k 1nF C6 1nF C5 2 -1MSB 2 -2 2 -3 2 -4 2 -5 2 -6 2 -7 2 -8LSB GND ADD A ADD B ADD C ALE 1u C10 10k R30 1u C8 10k R25 R21 1uF 3 2 LM393 C7 Vcc 8 U3:A 21 20 19 18 8 15 14 17 13 25 24 23 22 1 2 1 2 a b c d Vcc J1 2 1 TAI + NGUON J6 TAI + NGUON CONN-SIL8 CONN-SIL8 J11 8 7 6 5 4 3 2 1 CRYSTAL X1 10k RV1 TBLOCK-I2 J10 J2 1 2 3 4 5 6 7 8 100k R14 100k R12 1 R48 1 2 3 4 5 6 7 8 29 30 31 9 18 19 5.6k AT89C52 P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 PSEN ALE EA RST XTAL2 XTAL1 U2 R15 16k R13 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 10 11 12 13 14 15 16 17 21 22 23 24 25 26 27 28 39 38 37 36 35 34 33 32 Nguon Vac J3 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 1 2 a b c d e f g 7 1 2 6 4 5 3 74LS47 A B C D BI/RBO RBI LT U1 QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 9 15 14 10k R32 10k 10k 10k 10k TBLOCK-I2 2 1 10k J8 10k R34 10k R11 R7 R6 R5 R4 10k R2 R3 10k R1 A1 A3 1 1 A2 1 10k R33 10k R8 2 2 2 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 C14 R10 C3 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 Q2 Q8 10k 3 MPS6523 C15 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 10k BRIDGE BR2 2200u C12 100k R38 100k R37 100k R36 100k TIP147 Q7 U13 VI 7805 100nF C13 1 TIP147 Q6 TIP147 VO 100u 1nF 330 R35 1nF C16 1 2 7SEG-COM-AN-BLUE R39 MPS6523 7SEG-COM-AN-BLUE CA1 7SEG-COM-AN-BLUE C2 R9 C1 Q1 CA1 GND 2 2 CA1 TBLOCK-I2 J7 MPS6523 Q3 1 2 TBLOCK-I2 J9 3.2. Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý làm việc của từng khối. 3.2.1. Khồối cảm biêốn nhiệt độ và ADC ( Khanh) + Sơ đồồ nguyên lý: + Nguyên lý làm việc: -LM 334 được sử dụng để tạo ra nguồồn dòng khồng đổi 1 mA cung câốp cho biêốn trở nhiệt PT100. -PT100 càm biêốn nhiệt độ và thay đổi giá trị điện trở tương ứng với giá trị nhiệt độ mồi trường theo cồng thức: Rpt=Ro(1 + αt) Với : Ro là giá trị pt100 tại nhiệt độ 000C(=100ohm) Α hệ sồố của pt100(=0,0039) Tức là cứ khi nhiệt độ tăng 1 0C thì pt100 tăng 0,39ohm. - Khi giá trị pt100 thay đổi dâẫn đêốn thay đổi áp ở đâồu ra của khồối cảm biêốn theo 1 tỷ lệ nhâốt định(10C= 0,39 mV) - Do áp thay đổi này quá nhỏ so với bước giá trị nhỏ nhâốt(LSB) của ADC nên câồn phải thồng qua 1 mạch khuêốch đại trước khi đưa vào ADC0809. - Tín hiêu tương tự này đước đưa vào ADC để chuyển đổi thành 8bit tín hiệu sồố để có thể giao tiêốp với vi điêồu khiển. 3.2.2. Khồối điêồu khiển trung tâm ( Cường) + Sơ đồồ nguyên lý: C5 U2 1 1nF X1 CRYSTAL 2 C6 19 18 XTAL1 XTAL2 1nF RST 2 9 C7 PSEN ALE EA 1 1uF 29 30 31 R21 10k 1 2 3 4 5 6 7 8 P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 AT89C52 + Nguyên lý làm việc: Khi mới câốp nguồồn, tại chân reset tụ C chưa được nạp,điện áp nguồồn seẫ được đặt trực tiêốp lên đâồu điện trở R khi đó chân reset được tích cực. Sau 1 khoảng thời gian, tụ được nạp đâồy điện áp tại chân reset xâốp xỉ băồng 0V m ạch ho ạt động. Khi nhâốn nút thì tụ C xả điện áp => chân reset ở m ức tích cực => VĐK được reset. Tại chân 18,19 người ta sử dụng thạch anh để tạo dao động để tạo nguồồn dao động cho VĐK hoạt động. 3.2.3. Khồối cồng suâốt và đồồng bộ .( Hậu) + Sơ đồồ nguyên lý: + Nguyên lý làm việc: - Mạch dồồng bộ tạo ra xung dể diêồu khiển tín hiệu kích và áp xoay chiêồu đặt lên triac. - Triac kích ở chêố dộ I+,III+ - Tín hiệu xoay chiêồu qua bộ opamp so sánh và BJT A1015 dể lật tín hiệu.Tín hiệu ra dua qua VÐK nhận duợc và kêốt hợp với tín hiệu từ cảm biêốn seẫ diêồu khiển tín hiệu ở chân P3.1 dể diêồu khiển BJT A1015 và tạo ra dòng kích cho triac. - Nêốu mức ra từ cảm biêốn là ở Tồdmin thì P3.1=0,BJT A1015 dâẫn bão hoà và tạo ra dòng kích vào cổng G của triac,làm triac hoạt dộng ,từ dó nung nhiệt nóng lên. - Nêốu mức ra từ cảm biêốn là TÔd max thì P3.1=1,BJT A1015 ngăốt và làm triac ngung hoạt dộng, từ dó nhiệt giảm dâồn 3.2.4. Khồối hiển thị và khồối bàn phím. (Cường) + Sơ đồồ nguyên lý: + Nguyên lý làm việc: Khi có tác động từ nút nhâốn ở khồối bàn phím => tín hi ệu truyêồn tới khồối điêồu khiển trung tâm => khồối điêồu khiển trung tâm nhận , tiêốn hành đọc và xử lý thồng tin, sau đó dựa vào kêốt quả điêồu khiển và xuâốt kêốt quả thồng qua khồối hiển thị. Tại khồối hiển thị, nhận tín hiệu sồố từ VĐK đ ược IC 74LS47 chuyển sang mã 7 đoạn sau đó truyêồn tới led 7 đoạn hiển thị nhiệt độ trong lò sâốy. 3.2.7. Khồối nguồồn cung câốp 5V (Hậu) + Sơ đồồ nguyên lý: + Nguyên lý làm việc: Mạch sử dụng nguồn 220Vac – 50Hz cấp vào biến áp, ngõ ra thứ cấp điện áp xoay chiều 9 Vac sau đó qua diode cầu chỉnh lưu và bộ tụ lọc điện áp cho ra điện áp 1 chiều tương đối phẳng để cấp vào IC LM7805 cho đầu ra 5V ổn định. Theo datasheet ic này cho dòng tối đa 1A nhưng trong thực tế dòng ra 300mA nếu không có tản nhiệt cũng rất nóng, do vậy ta mắc 3 con BJT 688 song song để được dòng 1A ổn định. các BJT B688 có chức năng gánh dòng cho IC 7805 khi có tải. Các tụ 2200u , 104u có chức năng lọc gợn tạo ra điện áp 1 chiều ổn định 4. Kiểm tra các khồối trong mạch. 4.1. IC ổn áp LM7805 4.1.1. Sơ đồồ mạch. 4.1.2. Điêồu kiện làm việc: + Vin: 7 – 25 VDC. + Vout: 4.85V – 5.15 VDC. +GND : 0- 0.05 VDC + Dòng tồối đa 0.3-0.5A. 4.1.3. Nguyên lý làm việc: Tạo ra điện áp đâồu ra 5V ổn định 4.2.Mạch rẽẽ dòng: 4.2.1. Sơ đồồ mạch. 4.2.2. Điêồu kiện làm việc: Vbe : 0.55 -0.7 Bjt dâẫn -Nguyên lý làm việc: +khi mạch ở chêố độ khồng tải thì BJT gánh dòng chưa hoạt động , chưa có dòng chạy qua BJT . +khi mạch hoạt động ở chêố độ có tải thì các BJT seẫ hoạt động , cho dòng chạy qua BJT, gánh dòng cho IC7805 hoạt động bình thường 4.3. Câồu diodẽ. 4.3.1. Sơ đồồ mạch. 4.3.2. Nguyên lý làm việc: +Ở chu kỳ dương ( đâồu dây phía trên dương, phía dưới âm) dòng điện đi qua diode D1 => qua Rtải => qua diode D4 vêồ đâồu dây âm +Ở chu kỳ âm, điện áp trên cuộn thứ câốp đảo chiêồu ( đâồu dây ở trên âm, ở dưới dương) dòng điện đi qua D2 => qua Rtải => qua D3 vêồ đâồu dây âm. +Sau chỉnh lưu ta thu được 1 điện áp 1 chiêồu nhâốp nhồ,điên áp này chưa thể dung vào các mạch điện tử vì thêố câồn có tụ lọc có trị sồố từ vài trăm đêốn ngàn uF sau câồu 4.3 Mạch kích dâẽn triac a)Sơ đồồ mạch b)Điêồu kiện làm việc: Vcc: 4.8-5.2V GND 0-0.05V c)Nguyên lý làm việc: Khi tín hiệu điều khiển ở mức 0 , Vbe : 0.6-1V thì BJT dẫn bão hòa 4.3. OPTO TRIAC MOC3020 4.3.1. Sơ đồồ mạch. 4.3.2. Điêồu kiện làm việc: +Sụt áp giữa chân 1,2: 1.2-1.5V +DÒng vào chân 1: 15-50mA 4.3.3. Nguyên lý làm việc: -Khi chân 1 được kích với dòng IF cho phép và sụt áp VF cho phép thì diode phát quang seẫ kích cho triac dâẫn. 4.4. TRIAC 4.4.1. Sơ đồồ mạch. 4.4.2. Điêồu kiện làm việc: +Dòng kích IGT [2:30]mA +Áp kích VGT [0.5:1.5]V +Dòng qua triac cực đại là 12V,áp cực đại chịu đựng là 600V 4.4.3. Nguyên lý làm việc: Khi chân G được kích triac seẫ dâẫn cả 2 chiêồu do đó có thể dâẫn cả 2 bán kỳ (+) và (-) 4.5. LM334 4.5.1. Sơ đồ mạch. 4.5.2. làm việc: Điêồu kiện Điện áp chuyển tiêốp V+ đêốn V- là 40V. Làm việc ổn định ở nhiệt độ từ 0-700C. 4.5.3. Nguyên lý làm việc. LM334 được sử dụng để tạo ra 1 dòng khồng đổi 1mA đưa xuồống pt100 4.6. PT100 4.6.1. Điêồu kiện làm việc: Dải đo nhiệt độ là từ -2000C đêốn 5000C 4.6.2. Nguyên lý làm việc: Thay đổi giá trị điện trở tỷ lệ theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ mồi trường tăng/giảm 10C thì pt100 tăng/giảm 0.39ohm. 4.7. OPAMP LM324. 4.7.1. Sơ đồồ mạch. 4.7.2. Điêồu kiện làm việc: V+ từ 5-32 Vdc V- = mức đâốt= 0-0,05Vdc 4.7.3. Nguyên lý làm việc: Sử dụng làm mạch khuêốch đại thuật toán để khuêốch đại tín hiệu vào với hệ sồố khuêốch đại nhỏ từ vài lâồn đêốn vài chục lâồn. 4.8. ADC 0809 4.8.1. Sơ đồồ mạch. 4.8.2. Điêồu kiện làm việc: Nguồồn cung câốp 5vdc. Hoạt động tồốt ở dài nhiệt độ từ -40 đêốn 850C. Tâồn sồố xung CLK câồn cung câốp từ 10÷1280khz. 4.8.3. Nguyên lý làm việc - Có 8 ngõ vào tương tự để tiêốp nhận tín hiệu câồn chuyển đổi. - Có 8 ngõ ra 8bit 22̄1(MSB) đêốn 22̄8(LSB). - 3bit chọn ngõ vào là ADDA, ADDB, ADDC 0 0 0 ngõ vào IN0 0 0 1 ngõ vào IN1 0 1 0 ngõ vào IN2 0 1 1 ngõ vào IN3 1 0 0 ngõ vào IN4 1 0 1 ngõ vào IN5 1 1 0 ngõ vào IN6 1 1 1 ngõ vào IN7 - Sau khi chon được tín hiệu ngõ vào câồn chuyển đổi thì Sau khi tách xung start thì bộ chuyển đổi băốt đâồu hoạt động ở cạnh sườn xuồống của xung start, ngõ ra OEC seẫ xuồống mức thâốp sau khoảng 8 xung clock (tính từ sườn xuồống của xung start). Lúc này quá trình chuyển đổi băốt đâồu và tín hiệu tương tự seẫ được biêốn đổi thành 8bit tín hiệu sồố. 4.9. 74HC04 4.9.1. Sơ đồồ mạch. 4.9.2. Điêồu kiện làm việc. Phạm vi nhiệt độ -40 đêốn 1250C Nguồồn Vcc từ 2Vdc đêốn 6Vdc GND = 0-0,05vdc 4.9.3. Nguyên lý làm việc Nửa chu kỳ đâồu tụ C được nạp thồng qua trở R. Khi được nạp đâồy thì đâồu vào cổng đảo có mức logic 1 qua cổng đảo là mức logic 0. Lúc này quá trình nạp ngừng diêẫn ra.