ĐỒ ÁN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐIỆN TRỞ KIM LOẠI

ĐỒ ÁN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐIỆN TRỞ KIM LOẠIMô tả nhiệm vụ công nghệHệ thống có khả năng: Giả lập tín hiệu điều khiển nhiệt độ lò nung cách bật tắt bộ gia nhiệt, hiển thị trạng thái tín hiệu điều khiển onoff bằng đèn LED. Đo nhiệt độ trong lò bằng cảm biến nhiệt điện trở kim loại Hiển thị nhiệt độ liên tục theo thời gian thực trên màn hình LCD. Có chức năng lựa chọn giới hạn nhiệt độ trên và dưới để đưa ra cảnh báo khi giá trị nhiệt độ vượt ngoài khoảng cho phép2. Cấu trúc thiết bịThiết bịLoại sử dụngCảm biến nhiệt độCảm biến nhiệt điện trở kim loạiMạch chuyển đổi xử lí tín hiệuADC ngoài hoặc trong chípBộ điều khiểnVi điều khiểnHiện thị nhiệt độ tức thờiLCDPhím chức năng nhập dữ liệuNút bấm số Màn hình chạmTín hiệu cảnh báoĐèn3. Đặc tính kỹ thuậtThông sốGiá trị Giới hạn nhiệt độ đo 2010000C Sai số đo5%Bộ chuyển đổi ADC>=10 bit4. Nội dung báo cáo Bản vẽTTTên bản vẽKhổ giấySố lượng1Bản vẽ sơ đồ hệ thốngA312Lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thốngA31 Báo cáoChương 1 Tổng quan về hệ thống 1.1. Giới thiệu chung 1.2. Các yêu cầu cơ bản 1.3. Phương pháp, phạm vi và giới hạn nghiên cứu1.4 Ý nghĩa thực tiễnChương 2 Xây dựng mô hình hệ thống2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống2.2 Phân tích và lựa chọn cảm biến 2.3 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển 2.4 Thiết kế mạch đo và xử lý tín hiệu 2.5. Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống (Nếu có)Chương 3: Chế tạo và thử nghiệm hệ thống3.1 Chế tạo các bộ phận cơ khí3.2 Chế tạo các bộ phận điện điện tử3.3 Xây dựng chương trình điều khiển 3.4 Thử nghiệm và đánh giá hệ thốngKết Luận.LỜI NÓI ĐẦUHiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống và xản xuất. Việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào các hoạt động sản xuất đòi hỏi con người phải không ngừng học hỏi và nâng cao trình độ hiểu biết để kịp thời cập nhật những tiến bộ mới nhất của thế giới. Chính vì vậy, phát triển ngành cơ điện tử có ý nghĩa hết sức quan trọng vì các sản phẩm của ngành phục vụ trong tất cả các ngành khác trong nền kinh tế như: phục vụ trong lĩnh vực tự động hóa, kỹ thuật robot, chế tạo, điều khiển và cảm ứng, …Trong lĩnh vực Công nghiệp nói chung, đặc biệt là trong các dây truyền sản xuất, chúng ta thường bắt gặp 04 đại lượng (hay gọi là biến đo lường) chính được giám sát, theo dõi một cách chặt chẽ bao gồm: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức. Đây là những biến có vai trò hết sức quan trọng và không thể thiếu trong mỗi dây truyền công nghệ.Trong đề tài đồ án môn “Xây dựng hệ thống đo nhiệt độ lò nung sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại” này, nhóm sinh viên chúng em xin trình bày một cách cụ thể về quá trình nghiên cứu tìm hiểu và tính toán, thiết kế mô hình. Thông qua đó có thể áp dụng nó vào các bài nghiên cứu khoa học hay vào đồ án tốt nghiệp chuyên ngành khi ra trường.Để bài báo cáo được hoàn thiện hơn, nhóm chúng em hi vọng nhận được những góp ý từ phía các thầy cô. Qua đây, chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Cơ khí nói chung và thầy cô trong bộ môn Cơ điện tử nói riêng đã nhiệt tình hướng dẫn đồ án môn cho chúng em.

1

Hà Nội: 2020

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

Giảng viên hướng dẫn : ThS Lê Văn Nghĩa

Sinh viên thực hiện :1 Nguyễn Anh Tuấn - 2018603974

2 Nguyễn Văn Tài – 2018605136

3 Hà Văn Thành – 2018603806 Lớp : ĐH CƠ ĐIỆN TỬ 2 – K13

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

ĐỀ TÀI: Xây dựng hệ thống đo nhiệt độ lò nung sử dụng

cảm biến nhiệt điện trở kim loại.

ĐỒ ÁN MÔN

ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO VÀ XỬ LÍ TÍN HIỆU SỬ DỤNG CẢM BIẾN PHÁT HIỆN LỬA, CẢM BIẾN NHIỆT ĐỂ CẢNH BÁO VÀ CHỮA CHÁY

ĐỒ ÁN MÔN

ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

I Thông tin chung

1 Tên lớp: cơ điện tử 2 Khóa: k13

2 Tên nhóm: nhóm

Họ và tên thành viên: Nguyễn Anh Tuấn – 2018603974

II Nội dung học tập

1 Tên chủ đề: Xây dựng hệ thống đo tốc độ động cơ điện 1 chiều bằng

cảm biến tiệm cận

2 Hoạt động của sinh viên

- Nội dung 1: Tổng quan về hệ thống (L1.1)

- Nội dung 2: Xây dựng mô hình hệ thống (L1.1; L1.2)

- Nội dung 3: Chế tạo và thử nghiệm hệ thống (L2.1)

- Nội dung 4: Viết báo cáo

3 Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch và mô hình sản phẩm (Nếu

IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án

1 Tài liệu học tập: Giáo trình môn học Cảm biến và hệ thống đo, vi điều khiển

2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính, linh kiện và dụng cụ điện tử theo nhu cầu sử dụng

- Đo nhiệt độ trong lò bằng cảm biến nhiệt điện trở kim loại

- Hiển thị nhiệt độ liên tục theo thời gian thực trên màn hình LCD

- Có chức năng lựa chọn giới hạn nhiệt độ trên và dưới để đưa ra cảnh báo khi giá trị nhiệt độ vượt ngoài khoảng cho phép

2 Cấu trúc thiết bị

Thiết bị Loại sử dụng

Mạch chuyển đổi xử lí tín hiệu ADC ngoài hoặc trong chíp

4 Nội dung báo cáo

1.1 Giới thiệu chung

1.2 Các yêu cầu cơ bản

1.3 Phương pháp, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

1.4 Ý nghĩa thực tiễn

Chương 2 Xây dựng mô hình hệ thống

2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống

2.2 Phân tích và lựa chọn cảm biến

2.3 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển

2.4 Thiết kế mạch đo và xử lý tín hiệu

2.5 Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống (Nếu có)

Chương 3: Chế tạo và thử nghiệm hệ thống

3.1 Chế tạo các bộ phận cơ khí

3.2 Chế tạo các bộ phận điện - điện tử

3.3 Xây dựng chương trình điều khiển

3.4 Thử nghiệm và đánh giá hệ thống

Kết Luận

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống và xản xuất Việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào các hoạt động sản xuất đòi hỏi con người phải không ngừng học hỏi và nâng cao trình độ hiểu biết để kịp thời cập nhật những tiến bộ mới nhất của thế giới Chính vì vậy, phát triển ngành cơ điện tử có ý nghĩa hết sức quan trọng vì các sản phẩm của ngành phục vụ trong tất cả các ngành khác trong nền kinh tế như: phục vụ trong lĩnh vực tự động hóa, kỹ thuật robot, chế tạo, điều khiển và cảm ứng, …

Trong lĩnh vực Công nghiệp nói chung, đặc biệt là trong các dây truyền sản xuất, chúng ta thường bắt gặp 04 đại lượng (hay gọi là biến đo lường) chính

được giám sát, theo dõi một cách chặt chẽ bao gồm: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng

và mức Đây là những biến có vai trò hết sức quan trọng và không thể thiếu

trong mỗi dây truyền công nghệ

Trong đề tài đồ án môn “Xây dựng hệ thống đo nhiệt độ lò nung sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại” này, nhóm sinh viên chúng em xin trình bày một cách cụ thể về quá trình nghiên cứu tìm hiểu và tính toán, thiết kế mô hình Thông qua đó có thể áp dụng nó vào các bài nghiên cứu khoa học hay

vào đồ án tốt nghiệp chuyên ngành khi ra trường

Để bài báo cáo được hoàn thiện hơn, nhóm chúng em hi vọng nhận được

những góp ý từ phía các thầy cô Qua đây, chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Cơ khí nói chung và thầy cô trong bộ môn Cơ điện tử nói riêng đã nhiệt tình hướng dẫn đồ án môn cho chúng em

Hà Nội, ngày … tháng … năm

2020

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 5

DANH MỤC HÌNH ẢNH 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU 9

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 10

1.1 Giới thiệu chung 10

1.2 Các yêu cầu cơ bản 10

1.2.1 Mô tả nhiệm vụ công nghệ 10

1.2.2 Cấu trúc thiết bị 11

1.2.3 Đặc tính kỹ thuật 11

1.3 Phương pháp nghiên cứu, phạm vi giới hạn nghiên cứu 11

1.3.1 Phương pháp nghiên cứu: 11

1.3.2 Phạm vi 12

1.3.3 Giới hạn nghiên cứu 12

1.3.4 Ý nghĩa thực tiễn 12

Chương 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG 13

2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 13

2.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 13

2.1.2 Chức năng các khối 13

2.2 Phân tích và lựa chọn cảm biến 14

2.2.1 Phân tích 14

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ pt100: 16

2.3 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển 17

2.3.1 Phân tích 17

2.3.2 Các chân kết nối của Arduino Uno R3 19

2.4 Thiết kế mạch đo và xử lí tín hiệu 20

2.4.1 Thiết kế mạch đo 20

2.4.2 Thông số kỹ thuật LCD 16x2: 20

2.4.3 Module I2C Arduino: 21

2.4.4 Keypad 4x4 23

2.5 Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống 24

Chương 3 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 25

3.1 Chế tạo các bộ phận điện, điện tử 25

3.1.1 Arduino Uno R3 25

3.1.2 Màn hình LCD tích hợp I2C 25

3.2 Xây dựng chương trình điều khiển 26

3.3 Thử nghiệm và đánh giá hệ thống 27

KẾT LUẬN 28

PHỤ LỤC 29

3.4 Code cho chương trình điều khiển 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2 1 Sơ đồ khối của hệ thống 13

Hình 2 2 Can nhiệt PT100 15

Hình 2 3 Cấu tạo PT100 15

Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động của can nhiệt loại K 17

Hình 2 5 Mạch Arduino Uno R3 17

Hình 2 6 Các chân kết nối của Arduino Uno R3 19

Hình 2 7 Arduino và dây nguồn 20

Hình 2 8 Màn hình LCD I2C 20

Hình 2 9 Sơ đồ đấu nối giao tiếp IC2 với LCD 16x2 22

Hình 2 10 keypad kết nối với arduino 23

Hình 2 11 Mô phỏng hệ thống 24

DANH MỤC BẢNG BIỂU

bảng 1 1 bảng cấu trúc thiết bị 11

bảng 1 2 Đặc tính kĩ thuật 11

bảng 2 1 Thông số điện trở của cảm biến nhiệt pt100 16

bảng 2 2 Đặc điểm kĩ thuật Arduino Uno R3 18

bảng 2 3 Giao tiếp I2C và LCD Arduino 22

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

1.1 Giới thiệu chung

Trong lĩnh vực Công nghiệp nói chung, đặc biệt là trong các dây truyền sản xuất, chúng ta thường bắt gặp 04 đại lượng (hay gọi là biến đo lường) chính được giám sát, theo dõi một cách chặt chẽ bao gồm: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng

và mức Đây là những biến có vai trò hết sức quan trọng và không thể thiếu trong mỗi dây truyền công nghệ

Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện Ví dụ nhiệt độ là 1 tín hiệu không điện, qua cảm biến nó sẽ trở thành 1 dạng tín hiệu khác (điện áp, điện trở…) Sau đó các

bộ phận xử lí trung tâm sẽ thu nhận dạng tín hiệu điện trở hay điện áp đó để xử

lí

Đối với các loại cảm biến nhiệt thì có 2 yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến

độ chính xác đó là “Nhiệt độ môi trường cần đo” và “Nhiệt độ cảm nhận của cảm biến” Điều đó nghĩa là việc truyền nhiệt từ môi trường vào đầu đo của cảm biến nhiệt tổn thất càng ít thì cảm biến đo càng chính xác Điều này phụ thuộc lớn vào chất liệu cấu tạo nên phần tử cảm biến (cảm biến nhiệt đắt hay

rẻ cũng do nguyên nhân này quyết định) Đồng thời ta cũng rút ra 1 nguyên tắc khi sử dụng cảm biến nhiệt đó là: Phải luôn đảm bảo sự trao đổi nhiệt giữa chúng

Xét về cấu tạo chung thì Cảm biến nhiệt có nhiều dạng Tuy nhiên, chiếc cảm biến được ưa chuộng nhất trong các ứng dụng thương mại và công nghiệp thường được đặt trong khung làm bằng thép không gỉ, được nối với một bộ phận định vị, có các đầu nối cảm biến với các thiết bị đo lường

1.2 Các yêu cầu cơ bản

1.2.1 Mô tả nhiệm vụ công nghệ

-Hệ thống có khả năng:

- Giả lập tín hiệu điều khiển nhiệt độ lò nung cách bật /tắt bộ gia nhiệt, hiển thị trạng thái tín hiệu điều khiển on/off bằng đèn LED

- Đo nhiệt độ trong lò bằng cảm biến nhiệt điện trở kim loại

- Hiển thị nhiệt độ liên tục theo thời gian thực trên LED 7 đoạn

- Có chức năng lựa chọn giới hạn nhiệt độ trên và dưới để đưa ra cảnh báo khi giá trị nhiệt độ vượt ngoài khoảng cho phép

1.2.2 Cấu trúc thiết bị

bảng 1 1 bảng cấu trúc thiết bị

Loại sử dụng

Mạch chuyển đổi xử lí tín hiệu ADC ngoài hoặc trong chíp

1.3 Phương pháp nghiên cứu, phạm vi giới hạn nghiên cứu

1.3.1 Phương pháp nghiên cứu:

- Dựa vào kiến thức đã được học, tìm hiểu qua internet, sách vở và tham khảo ý kiến bạn bè, thầy cô

- Tìm hiểu những hệ thống báo cháy và chữa cháy phổ biến để học hỏi cách thiết kế chi tiết, cấu tạo tối ưu nhất có thể

- Áp dụng những phương pháp thiết kế, tính toán, phân tích, xử lí số liệu

để xây dựng mô hình phù hợp với đề tài

- Sử dụng các phần mền lập trình để hỗ trợ như: MPLAB IDE, Proteus, Arduino.exe

1.3.2 Phạm vi

- Đề tài nghiên cứu thiết bị đo nhiệt độ bằng cảm biến pt100, sử dụng arduino uni và in ra led 7 đoạn dựa trên những thiết bị và linh kiện phù hợp với kết cấu và yêu cầu của hệ thống

1.3.3 Giới hạn nghiên cứu

- Mô phỏng các mô hình, lưu đồ thuật toán và tính toán điều khiển trên các mô hình với sự thay đổi linh hoạt các cơ cấu của hệ thống

- Cơ sở tính toán, liên kết và điều khiển linh hoạt, sáng tạo, khoa học các

mô hình mô phỏng để đưa ra một hệ thống hoàn chỉnh, tạo tiền đề cho việc chế tạo mô hình của hệ thống

- Kích thước sản phẩm: Nhỏ gọn, phù hợp, nhanh nhạy và đáp ứng đủ các yêu cầu kĩ thuật đưa ra

- Cấu tạo: Tiện lợi, dễ dàng di chuyển

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG

2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống

2.1.1 Sơ đồ khối hệ thống

Hình 2 1 Sơ đồ khối của hệ thống

2.1.2 Chức năng các khối

• Khối nguồn: Cung cấp nguồn 1 chiều 5V ổn định cho hệ thống

• Khối xử lí trung tâm: Đọc giá trị từ cảm biến nhiệt độ, xuất giá gị hiển thị ra LCD 16x2 và tác động đến khối led báo hiệu, đồng thời cũng nhận tác động từ nút nhấn để xử lý hệ thống tác động đến các khối hiển thị, khối báo hiệu

Khối hiển thị

Khối xử lý trung tâm

Khối cảm biến

Khối nguồn

Led báo hiệu

Khối cài đặt bằng phím số

• Khối cảm biến nhiệt độ: Được tác động từ vi xử lý và xuất tín hiệu ngược lại khối xử lý trung tâm để cho ra giá trị đo lường

• Khối Led báo hiệu: Dùng để báo hiệu trạng thái (khi khoảng cách

đo được nhỏ hơn giá trị giới hạn)

• Khối cài đặt bằng phím số: Dùng để tác động lên toàn hệ thống có thể dừng hoạt động hoặc khởi động lại theo ý muốn Ngoài ra phím

số còn dùng để khởi tạo giá trị giới hạn

• Khối hiển thị: Dùng để hiển thị kết quả đo lường từ cảm biến nhiệt

độ và qua quá trình xử lí của vi điều khiển, ngoài ra còn hiển thị

2.2 Phân tích và lựa chọn cảm biến

2.2.1 Phân tích

Ta có dải đo từ: T0C = tmin - tmax = 0 – (100+10*n) 0C (2.1)

Chọn T0C = tmin - tmax = 0 – 150 0C

Từ yêu cầu trên ta sử dụng nhiệt điện trở kim loại và dải đo từ 0- 1500

0C ta đi tính và lựa chọn cảm biến

Nhiệt điện trở kim loại có rất nhiều loại nhưng có hai loại thường dùng

là nhiệt điện trở nickel và nhiệt điện trở platin Ta đi sử dụng nhiệt điện trở platin với dải đo rộng và độ tuyến tính cao Cụ thể trong bài này ta đi sử dụng nhiệt điện trở PT100 đo trong lò nung, nhiệt điện trở có độ tuyến tính cững tương đối và điện trở R0 tại 0 0C là 100 Ω sau đây là chi tiết về cảm biến nhiệt PT100 cấu tạo can nhiệt PT100

Cảm biến nhiệt độ Pt100 là một loại cảm biến khi có sự thay đổi nhiệt

độ thì điện trở xuất bên trong của chính nó cũng thay đổi Nó hoạt động giống như thuỷ ngân khi nhiệt độ tăng thì giản ra và khi nhiệt độ giảm thì co lại vậy Đối với đầu dò nhiệt độ Pt100 thì tại 0 độ C sẽ có giá trị là 100 ohm, khi nhiệt

độ tăng thì giá trị điện trở cũng tăng theo Chính là vì thế mà nó còn được gọi

là cảm biến nhiệt độ Pt100

Điều này giải thích tại sao Pt1000 luôn có độ chính xác cao hơn rất nhiều so với PT500, Pt100, Pt50 Tuy nhiên, độ chính xác của cảm biến nhiệt độ lại được phân loại theo Class B, Class A, Class AA ( A + )

Cảm biến nhiệt độ PT100 có cấu tạo là một nhiệt điện trở RTD Resistance Temperature Detector )

(RTD-Nguyên lý hoạt động nhiệt điện trở dựa trên sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện trở

• Rt = R0 (1 + at) (2.2)

• Rt: Điện trở ở nhiệt độ t

Hình 2 2 Can nhiệt PT100

1- Đầu cảm biến (Platinum/Nickel)

2- Dây tín hiệu của cảm biến nhiệt điện trở

can nhiệt này chỉ đo được nhiệt độ tối đa là 600 0C Hai đầu dây kim loại để chừa ra ở phần ống bảo vệ được kết nối tới một thiết bị gọi là bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu điện phục vụ cho việc truyền tới phòng điều khiển giám sát Thiết bị chuyển đổi có cấu tạo chẳng qua là một cầu điện trở có một nhánh chính là PTl00(có điện trở là 100 Ω ở 0 độ C)

bảng 2 1 Thông số điện trở của cảm biến nhiệt pt100

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ pt100:

Cảm biến nhiệt độ Pt100 hoạt động đơn giản dựa trên nguyên tắc điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng lên – hiện tượng đó gọi là nhiệt điện trở suất Khi nhiệt độ của phần bạch kim trong cảm biến tăng lên thì nó sẽ tuyến tính với tín hiệu ohm output Và nếu ta đo được điện trở của cảm biến, ta sẽ suy

ra được nhiệt độ

Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động của can nhiệt loại K

2.3 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển

2.3.1 Phân tích

Mục tiêu của nhóm tác giả đặt ra là một sản phẩm nhỏ gọn có khả năng tính toán chính xác và ra kết quả ngay lập tức với sai số thấp nhất vì thế phải cần một board mạch xử lý đáp ứng đầy đủ các yếu tố của sản phẩm đã đề ra Board mạch Arduino UNO R3 là một board mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiển Atmega328 được ứng dụng để học và làm các ứng

dụng nhúng đơn giản Board mạch có 1 đầu USB Plug kết nối với máy tính để gửi lệnh hoặc nhận tín hiệu từ Arduino Để lập trình 1 cách dễ dàng, nhóm phát triển đã cung cấp cho người dùng một môi trường lập trình Arduino được gọi là Arduino IDE( Intergrated Development Environment)

Hình 2 5 Mạch Arduino Uno R3

bảng 2 2 Đặc điểm kĩ thuật Arduino Uno R3

Power:

LED: Có 1 LED được tích hợp trên bảng mạch và được nối vào chân D13 Khi chân có giá trị mức cao (HIGH) thì LED sẽ sáng và LED tắt khi ở mức thấp (LOW)

VIN: Chân này dùng để cấp nguồn ngoài (điện áp cấp từ 7-12VDC)

5V: Điện áp ra 5V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 500mA)

3V3: Điện áp ra 3.3V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 50mA)

GND: Là chân mang điện cực âm trên board

IOREF: Điệp áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO và có thể đọc điện áp trên chân IOREF Chân IOREF không dùng để làm chân cấp nguồn

Bộ nhớ:

Vi điều khiển ATmega328:

32 KB bộ nhớ Plash: trong đó bootloader chiếm 0.5KB

2 KB cho SRAM: (Static Random Access Menory): giá trị các biến khai báo

sẽ được lưu ở đây Khai báo càng nhiều biến thì càng tốn nhiều bộ nhớ RAM Khi mất nguồn dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất

1 KB cho EEPROM: (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): Là nơi có thể đọc và ghi dữ liệu vào đây và không bị mất dữ liệu khi mất nguồn