intTypePromotion=3

Báo cáo " Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí trong hệ thống sấy nông sản dạng hạt "

Chia sẻ: Hậu Sinh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

0
71
lượt xem
7
download

Báo cáo " Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí trong hệ thống sấy nông sản dạng hạt "

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo bài viết 'báo cáo " nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí trong hệ thống sấy nông sản dạng hạt "', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo " Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí trong hệ thống sấy nông sản dạng hạt "

  1. Tạp chí Khoa học và Phát triển 2008: Tập VI, Số 5: 451-459 ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGHI£N CøU, THIÕT KÕ, CHÕ T¹O THIÕT BÞ §O §é ÈM KH¤NG KHÝ TRONG HÖ THèNG SÊY N¤NG S¶N D¹NG H¹T Design and Development of Adevice to Measureatmospheric Humidity in a Grain Drying System Nguyễn Văn Linh Khoa Cơ Điện, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội TÓM TẮT Kiểm soát độ ẩm trong hệ thống sấy nông sản dạng hạt có vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm sấy. Bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm tương đối trong hệ thống sấy nông sản dạng hạt, sử dụng cảm biến đo độ ẩm tương đối HS1101. Thực chất, HS1101 là một tụ điện có điện dung thay đổi theo độ ẩm tương đối. Kết hợp HS1101 với bộ định thời CMOS 555 trong mạch dao động cho tín hiệu đầu ra có tần số thay đổi theo độ ẩm tương đối. Chu kỳ xung của tín hiệu đầu ra sẽ được vi điều khiển AT89C52 đọc và gửi về máy tính để tính toán và hiển thị độ ẩm tương đối đo được. Từ khoá: Cảm biến, độ ẩm tương đối, thiết bị đo. SUMMARY Monitoring the humidity in a grain drying system has played a very vital role in enhancing the quality of products. The present paper focuses on the design and development of a device for measuring relative humidity using sensor HS1101. In fact, HS1101 is a capacitor that has capacitance related to relative humidity. The sensor was combined with integrated circuit timer CMOS 555 in an oscillating circuit to produce a signal with a humidity-dependent frequency. The signal period was then read by a microcontroller named AT89C52. Finally, the value of signal period was sent to a computer to calculate and display the value of measured relative humidity. Key words: Measurement Device, relative humidity, sensor. 1. §ÆT VÊN ®Ò Trong thùc tÕ cã nhiÒu kü thuËt ®o ®é Èm t−¬ng ®èi cña kh«ng khÝ kh¸c nhau. KiÓm so¸t ®é Èm cña s¶n phÈm sÊy Mét trong sè c¸c ph−¬ng ph¸p ®o cæ nhÊt trong c¶ qu¸ tr×nh sÊy cã ý nghÜa quyÕt vμ phæ biÕn nhÊt lμ ph−¬ng ph¸p kh« −ít. ®Þnh ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm sÊy. Tuy Tuy nhiªn, víi ph−¬ng ph¸p nμy ®ßi hái nhiªn, víi nh÷ng hÖ thèng sÊy cã kh¶ n¨ng ph¶i th−êng xuyªn kiÓm tra thiÕt bÞ ®Ó ®o trùc tiÕp ®é Èm cña s¶n phÈm sÊy cã ®¶m b¶o ®Çu ®o lu«n ®−îc gi÷ Èm (Jim, møc chi phÝ ®Çu t− qu¸ cao do tÝnh phøc 2005). §iÒu nμy cã thÓ g©y ra sù thiÕu t¹p cña hÖ thèng. V× vËy, ®Ó kiÓm so¸t chÝnh x¸c còng nh− lμm gi¶m hiÖu qu¶ cña ®−îc ®é Èm cña s¶n phÈm sÊy, còng nh− hÖ thèng sÊy, ®Æc biÖt víi nh÷ng hÖ thèng toμn bé qu¸ tr×nh sÊy, hÖ thèng ®−îc thiÕt sÊy cã møc ®é tù ®éng ho¸ cao. kÕ ®o trùc tiÕp ®é Èm t¸c nh©n sÊy ë ®Çu §Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c vμ hiÖu qu¶ vμo vμ ®Çu ra hÖ thèng. Trªn c¬ së øng víi cña hÖ thèng sÊy sö dông thiÕt bÞ ®o ®é Èm tõng lo¹i n«ng s¶n sÊy cã thÓ tÝnh to¸n t−¬ng ®èi lμm viÖc theo nguyªn lý kh« −ít, ®−îc ®é Èm cña s¶n phÈm sÊy, tõ ®ã ®−a ®Ò tμi ®· tiÕn hμnh nghiªn cøu, thiÕt kÕ vμ ra c¸c quyÕt ®Þnh ®iÒu chØnh sÊy kh¸c chÕ t¹o thiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi cña nhau. kh«ng khÝ sö dông module ®o kÕt hîp gi÷a 451
  2. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí... c¶m biÕn HS1101 vμ timer CMOS 555. C (pf ) = C @ 55% (1, 25.10 − 7 .R H 3 − (1) Ph¹m vi ®o ®é Èm t−¬ng ®èi cña module tõ 1, 36.10 − 5.R H 2 + 2,19.10 − 3.R H + 9, 00.10 − 1 ) 1 99% vμ sai sè 2% (Raycho & cs, 2006). Trong ®ã: 2 VËT LIÖU Vμ PH¦¥NG PH¸P C(pf) - ®iÖn dung cña c¶m biÕn t¹i ®é Èm t−¬ng ®èi % RH, F 2.1. C¶m biÕn ®é Èm t−¬ng ®èi HS1101 C@55%- ®iÖn dung cña c¶m biÕn t¹i vμ vi ®iÒu khiÓn AT89C52 ®é Èm t−¬ng ®èi 55% vμ cã HÖ thèng sÊy sö dông c¶m biÕn ®é Èm gi¸ trÞ trung b×nh, 180 pF t−¬ng ®èi HS1101 cña h·ng HUMIREL (Humirel, 2002) (H×nh 1), cã d¶i ®o trong kho¶ng 1% 99%. RH - ®é Èm t−¬ng ®èi, % Thùc chÊt ®©y lμ mét tô ®iÖn cã ®iÖn dung Nh− vËy, nÕu ®o ®−îc gi¸ trÞ ®iÖn thay ®æi theo ®é Èm, theo (Humirel, 2002) dung cña c¶m biÕn HS1101 t¹i thêi ®iÓm ®iÖn dung cña c¶m biÕn ®é Èm HS1101 ®o ta hoμn toμn cã thÓ t×m ®−îc ®é Èm thay ®æi theo ®é Èm t−¬ng ®èi cña kh«ng t−¬ng ®èi cña kh«ng khÝ b»ng viÖc gi¶i khÝ ®−îc biÓu diÔn b»ng ph−¬ng tr×nh: ph−¬ng tr×nh (1). 205 200 195 Điện dung (pF) 190 185 180 175 170 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (a) Độ ẩm tương đối (%) (b) H×nh 1. C¶m biÕn ®é Èm t−¬ng ®èi cña kh«ng khÝ HS1101 (a) - Hình dáng bên ngoài; (b) - Đường cong đặc tính Trong thùc tÕ, viÖc ®o ®iÖn dung cña – tÇn sè nμy (H×nh 3) ®−îc t¹o thμnh khi tô ®iÖn b»ng ph−¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp kh¸ kÕt hîp c¶m biÕn HS1101 víi timer CMOS phøc t¹p, nªn ®Ò tμi chän ph−¬ng ph¸p ®o 555 cña h·ng TEXAS. Xung tÝn hiÖu sÏ gi¸n tiÕp. Trong thiÕt kÕ hÖ thèng, ®Ó ®−îc ®äc vμ ®−îc sè ho¸ thμnh tÝn hiÖu sè tr¸nh nhiÔu gi¶i ph¸p m¹ch kh«ng sö t−¬ng øng víi ®é Èm t−¬ng ®èi cña kh«ng dông tÝn hiÖu ®Çu ra d¹ng ®iÖn ¸p. Thay khÝ b»ng ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm n¹p trªn vμo ®ã, m¹ch ®−îc thiÕt kÕ víi tÝn hiÖu ®Çu vi ®iÒu khiÓn AT89C52. ra d¹ng chuçi xung cã tÇn sè thay ®æi theo M¹ch xö lý vμ sè ho¸ tÝn hiÖu ®é Èm ®é Èm t−¬ng ®èi. Bé chuyÓn ®æi ®iÖn dung sö dông vi ®iÒu khiÓn AT89C52 cã kÕt nèi 452
  3. Nguyễn Văn Linh víi m¸y tÝnh. AT89C52 cho phÐp xö lý, ®−îc chÕ t¹o vμ thiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®iÒu khiÓn, truyÒn vμ nhËn d÷ liÖu víi ®èi PSYCHRO - DYNE cña h·ng m¸y tÝnh. SOUTHAMPTON cã sai sè 2%, trong hÖ thèng sÊy ng« h¹t t¹i Khoa C¬ §iÖn – §¹i 2.2. Ph−¬ng ph¸p häc N«ng nghiÖp Hμ Néi. Trªn c¬ së so §Ò tμi sö dông ph−¬ng ph¸p nghiªn s¸nh gi÷a hai gi¸ trÞ ®o ®−îc, hiÖu chØnh cøu lý thuyÕt trªn c¬ së tiÕp thu c¸c kÕt thiÕt bÞ ®· ®−îc chÕ t¹o theo thiÕt bÞ qu¶ nghiªn cøu cña c¸c c«ng tr×nh trong PSYCHRO - DYNE sao cho sai sè gi÷a hai vμ ngoμi n−íc. thiÕt bÞ lμ nhá nhÊt. ThiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi cña kh«ng khÝ ®−îc tÝnh to¸n, thiÕt kÕ trªn phÇn 3. KÕT QU¶ mÒm OrCAD 10. Ph−¬ng ph¸p kiÓm nghiÖm vμ hiÖu 3.1. S¬ ®å m¹ch chØnh thiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi cña ThiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi t¸c nh©n kh«ng khÝ: §Æt hai thiÕt bÞ ®o ®é Èm sÊy trong hÖ thèng sÊy n«ng s¶n ®−îc s¬ t−¬ng ®èi, thiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi ®· ®å ho¸ (H×nh 2): Máy tính điều khiển và giám sát Khối mạch cảm biến Mạch Khối mạch vi Mạch giao tiếp và gia công cách ly điều khiển máy tính H×nh 2. S¬ ®å khèi thiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi t¸c nh©n sÊy §é Èm t−¬ng ®èi cña kh«ng khÝ ®−îc Tô ®iÖn t−¬ng ®−¬ng HS1101 ®−îc ®o vμ chuyÓn thμnh tÝn hiÖu ®iÖn th«ng n¹p qua R2 vμ R4 tíi ®iÖn ¸p ng−ìng qua khèi m¹ch c¶m biÕn vμ gia c«ng. Sau (kho¶ng 0,67 Vcc) vμ ®−îc phãng qua R2, khi qua m¹ch c¸ch ly cã t¸c dông lμm qua ch©n 7 vÒ ©m nguån tíi møc lËt vu«ng xung tÝn hiÖu, khèi m¹ch vi ®iÒu (kho¶ng 0,33 Vcc). §Çu ra cña NE555 lμ khiÓn sÏ ®äc tÇn sè xung vμ sè ho¸ thμnh mét chuçi xung (H×nh 4) víi møc cao 5V vμ tÝn hiÖu sè tr−íc khi chuyÓn cho m¸y tÝnh møc thÊp 0V. Nh− vËy tÝn hiÖu ra phô gi¸m s¸t vμ ®iÒu khiÓn th«ng qua m¹ch thuéc R2, R4 vμ ®iÖn dung cña HS1101. giao tiÕp m¸y tÝnh. M¸y tÝnh sÏ tÝnh to¸n C¸c th«ng sè ®iÖn trë ®−îc cho theo h×nh 3. gi¸ trÞ nhËn ®−îc tõ khèi vi ®iÒu khiÓn, hiÓn thÞ gi¸ trÞ ®é Èm t−¬ng ®èi, ®ång thêi 3.1.2. M¹ch c¸ch ly ®−a ra c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hÖ thèng. M¹ch c¸ch ly (H×nh 5) sö dông duy 3.1.1. Khèi m¹ch c¶m biÕn vμ gia c«ng nhÊt cæng AND 4081, cã t¸c dông c¸ch ly Khèi m¹ch c¶m biÕn vμ gia c«ng (H×nh gi÷a m¹ch c¶m biÕn vμ m¹ch xö lý trung 3) ®−îc thiÕt kÕ dùa trªn hai thiÕt bÞ c¬ t©m. Bªn c¹nh ®ã, tÝn hiÖu xung tõ ch©n 3 b¶n: C¶m biÕn HS1101 vμ timer NE555 cña NE555 sÏ ®−îc cæng AND 4081 lμm t¹o thμnh bé biÕn ®æi ®iÖn dung – tÇn sè vu«ng tr−íc khi ®i vμo vi ®iÒu khiÓn HS1101 ®−îc nèi tíi ch©n TRIG vμ AT89C52, gióp vi ®iÒu khiÓn ®äc xung THRES cña NE555. chÝnh x¸c. 453
  4. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí... +5V R2 R4 576k 49.9k 4 8 H×nh 4. Xung dao ®éng R3 R VCC 2 3 t¹i ®Çu ra cña 555 TR Q 7 1k out_pulse DIS to 4081 +5V 5 6 GND CV THR NE555 1 14 R1 909k 12 11 13 HS1101 out_pulse in_pulse 4081 to P3.2 1 f rom 555 AT89C52 7 2 H×nh 3. Khèi m¹ch c¶m biÕn vμ gia c«ng H×nh 5. M¹ch c¸ch ly +5V 40 39 21 VCC 38 P0.0/AD0 P2.0/A8 22 37 P0.1/AD1 P2.1/A9 23 36 P0.2/AD2 P2.2/A10 24 35 P0.3/AD3 P2.3/A11 25 34 P0.4/AD4 P2.4/A12 26 33 P0.5/AD5 P2.5/A13 27 32 P0.6/AD6 P2.6/A14 28 to pin9-Max232 P0.7/AD7 P2.7/A15 1 10 2 P1.0 P3.0/RXD 11 3 P1.1 P3.1/TXD 12 C4 C5 4 P1.2 P3.2/INTO 13 to pin10-Max232 33p 5 P1.3 P3.3/INT1 14 33p 6 P1.4 P3.4/TO 15 Y1 7 P1.5 P3.5/T1 16 8 P1.6 P3.6/WR 17 P1.7 P3.7/RD 11.0592MHz 19 AT89C52 29 18 XTAL1 PSEN 9 XTAL2 30 SW1 RST ALE/PROG GND 1 2 31 EA/VPP R5 20 R4 C6 100 10k 10u in_pulse f rom 4081 +5V H×nh 6. Khèi m¹ch vi ®iÒu khiÓn 454
  5. Nguyễn Văn Linh 3.1.3. Khèi m¹ch vi ®iÒu khiÓn kh¶ n¨ng ®äc ®−îc sè chu kú xung trong kho¶ng thêi gian ®Þnh tr−íc. Khèi xö lý trung t©m (H×nh 6) sö dông vi ®iÒu khiÓn hä MCS51 - AT89C52 cña 3.1.4. M¹ch giao tiÕp m¸y tÝnh h·ng ATMEL AT89C52 ®−îc ch−¬ng tr×nh Khèi m¹ch giao tiÕp m¸y tÝnh (H×nh 7) ho¸ cã nhiÖm vô ®iÒu khiÓn, ®äc vμ xö lý sö dông truyÒn th«ng nèi tiÕp (UART) tÝn hiÖu, truyÒn vμ nhËn d÷ liÖu víi m¸y ®−îc thùc hiÖn theo chuÈn truyÒn th«ng tÝnh. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña vi ®iÒu RS232. Qu¸ tr×nh truyÒn th«ng nèi tiÕp khiÓn: Lμm viÖc t¹i tÇn sè 11.0592MHz – nμy còng ®−îc x©y dùng dùa trªn module khèi dao ®éng th¹ch anh Y1 vμ hai tô ®iÖn USART cña vi ®iÒu khiÓn AT89C52. Ngoμi C4, C5 t¹o thμnh m¹ch dao ®éng cho vi ra, m¹ch giao tiÕp cßn sö dông mét bé biÕn ®iÒu khiÓn; cã bé nhí ch−¬ng tr×nh 8K, bé ®æi møc TTL/RS232 ®−îc tÝch hîp trªn IC nhí d÷ liÖu RAM 256bytes, c¸c ®Çu vμo ra MAX232 cña h·ng MAXIM. C¸c trÞ sè ®iÖn sè lËp tr×nh ®−îc, truyÒn th«ng nèi tiÕp dung trong m¹ch giao tiÕp ®−îc chän theo gi¸ trÞ khuyÕn c¸o cña nhμ s¶n xuÊt USART (RS232), timer 3 bé, ®ãng gãi 40 (Maxim, 2001). ch©n. C«ng t¾c SW1, ®iÖn trë R4 vμ tô ®iÖn C6 t¹o m¹ch reset cho vi ®iÒu khiÓn Bèn khèi ®Çu ®−îc tæng hîp theo s¬ ®å (Atmel, 1999). h×nh 9. Vi ®iÒu khiÓn ®−îc lùa chän theo c¸c 3.1.5. M¸y tÝnh ®iÒu khiÓn vμ gi¸m s¸t ®Æc tÝnh kü thuËt vμ kh¶ n¨ng ®¸p øng c¸c §Ó giao tiÕp gi÷a m¸y tÝnh vμ ng−êi sö øng dông sè. C¸c gi¸ trÞ ®iÖn trë, ®iÖn dông, trong thiÕt kÕ giao diÖn ®−îc viÕt dung trong m¹ch dao ®éng th¹ch anh cña b»ng ng«n ng÷ lËp tr×nh Visual Basic 6.0. vi ®iÒu khiÓn ®−îc lùa chän theo nhμ s¶n Ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm bao gåm c¸c b−íc xuÊt. C¸c ch©n kh«ng sö dông cña vi ®iÒu tÝnh to¸n trªn vμ kÕt qu¶ ®−îc hiÓn thÞ khiÓn ®−îc treo lªn trong qu¸ tr×nh lμm trªn giao diÖn. L−u ®å thuËt to¸n cña viÖc (Atmel, 1999). ChÝp vi ®iÒu khiÓn cã ch−¬ng tr×nh ®−îc giíi thiÖu theo h×nh 8. Khởi tạo hệ thống +5V U3 16 Nhận dữ liệu từ vi điều khiển 13 R1IN R1OUT 12 AT89C52 VC C f rom pin10 9 AT89C52 R2OUT 11 14 f rom pin11 10 T1IN T1OUT 7 Tính tần số xung tín hiệu đầu ra AT89C52 T2IN T2OUT C7 1uF 1 To PC 3 C1+ C8 1uF 4 C1- MAX232 8 1 5 C2+ R2IN 6 Giải phương trình (5) tìm độ ẩm 2 C2- 2 tương đối ứng với điện dung của GN D 1uF 6 V+ 7 V- cảm biến 3 C9 8 C11 15 1uF 4 C10 9 Hiển thị giá trị độ ẩm tương đối 5 đo được 1uF +5V CONNECTOR DB9 H×nh 8. L−u ®å thuËt to¸n H×nh 7. M¹ch giao tiÕp m¸y tÝnh ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n vμ hiÓn thÞ ®é Èm trªn m¸y tÝnh 455
  6. 456 M¹ch c¶m biÕn ®é Èm Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí... M¹ch giao tiÕp m¸y tÝnh M¹ch vi ®iÒu khiÓn H×nh 9. S¬ ®å m¹ch thiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi
  7. Nguyễn Văn Linh 3.2. Nguyªn lý lμm viÖc Xung tÝn hiÖu ®−îc ®−a trùc tiÕp vμo ch©n ng¾t ngoμi P3.2/INTO cña vi ®iÒu §iÖn dung cña HS1101 cã gi¸ trÞ thay ®æi khiÓn AT89C52. Víi ch−¬ng tr×nh ng¾t theo ®é Èm t−¬ng ®èi nªn trong qu¸ tr×nh ®−îc viÕt tr−íc cho vi ®iÒu khiÓn, biÕn ®Õm n¹p, qua R2 vμ R4 (H×nh 3), cã thêi gian n¹p ch−¬ng tr×nh sÏ t¨ng lªn mét ®¬n vÞ mçi còng phô thuéc vμo ®é Èm t−¬ng ®èi vμ ®−îc khi cã s−ên xuèng cña xung tÝn hiÖu vμo x¸c ®Þnh nh− sau (Humirel, 2002): ch©n P3.2/INTO. t high = C @ % RH .( R 2 + R 4). ln 2 (2) Víi thiÕt kÕ ®· tr×nh bμy, tÇn sè xung Trong ®ã: t¹i ch©n 3 cña NE555 sÏ thay ®æi trong kho¶ng tõ 7351Hz tíi 6033Hz t−¬ng ®−¬ng thigh – thêi gian n¹p, s ®é Èm t−¬ng ®èi thay ®æi tõ 0% ®Õn 100%. C@%RH - ®iÖn dung cña c¶m biÕn MÆt kh¸c, AT89C52 lμ vi ®iÒu khiÓn 8bit t¹i ®é Èm t−¬ng ®èi % RH, F nªn biÕn ®Õm ch−¬ng tr×nh cã gi¸ trÞ lín Sau khi n¹p ®Õn ng−ìng 3,35V (víi nhÊt 255. Theo tÝnh to¸n lý thuyÕt, sau ®iÖn ¸p nguån nu«i 5V) tô ®iÖn t−¬ng kho¶ng thêi gian 20ms nªn ®äc gi¸ trÞ biÕn ®−¬ng HS1101 sÏ phãng qua R2, qua ch©n ®Õm mét lÇn, ®ång thêi reset biÕn ®Õm 7 cña NE555 vÒ ©m nguån - khÐp m¹ch ch−¬ng tr×nh vÒ 0. ViÖc lμm nμy tr¸nh cho cho HS1101. Thêi gian phãng phô thuéc biÕn ®Õm ch−¬ng tr×nh bÞ trμn. vμo ®é Èm t−¬ng ®èi vμ ®−îc x¸c ®Þnh theo Gi¸ trÞ ®äc ®−îc tõ biÕn ®Õm ch−¬ng c«ng thøc (Humirel, 2002): tr×nh chÝnh lμ sè chu kú xung trªn ch©n 3 tlow = C @ % RH .R 2. ln 2 (3) cña NE555 trong kho¶ng thêi gian 20ms. Gi¸ trÞ nμy sÏ ®−îc göi tíi m¸y tÝnh. Trong ®ã: Trªn m¸y tÝnh, tÇn sè xung trªn ch©n tlow – thêi gian phãng, s 3 cña NE555 ®−îc tÝnh: C@%RH – ®iÖn dung cña c¶m biÕn t¹i ®é Èm t−¬ng ®èi %RH, F sè chu kú xung ®äc ®−îc Fout = (6) Tô t−¬ng ®−¬ng HS1101 phãng tíi møc 20. 10-3 1,65V (®iÖn ¸p nguån nu«i 5V) th× lËt tr¹ng th¸i quay l¹i qu¸ tr×nh n¹p. TÝn hiÖu ®Çu ra Tõ gi¸ trÞ Fout t×m ®−îc, gi¶i ph−¬ng trªn ch©n 3 cña NE555 lμ mét xung vu«ng tr×nh (5) t×m ®−îc ®é Èm t−¬ng ®èi RH. cã tÇn sè thay ®æi theo ®é Èm t−¬ng ®èi vμ 3.3. Thö nghiÖm thiÕt bÞ ®−îc tÝnh bëi biÓu thøc (Humirel, 2002): ThiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi cña kh«ng 1 1 Fout = = (4 ) khÝ ®· ®−îc thö nghiÖm trªn hÖ thèng sÊy t high + tlow C @ % RH .( R 4 + 2 R 2) ln 2 ng« h¹t t¹i Khoa C¬ §iÖn – §¹i häc N«ng Trong ®ã: nghiÖp Hμ Néi trong ph¹m vi ®Ò tμi cÊp Fout – tÇn sè xung trªn ch©n 3 cña Bé: "øng dông kü thuËt ®iÒu khiÓn sè x©y NE555 dùng hÖ thèng ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè chñ Tõ ph−¬ng tr×nh (1) vμ (4), quan hÖ yÕu cña qu¸ tr×nh sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t" gi÷a tÇn sè xung t¹i ch©n 3 cña NE555 vμ – m· sè: B2007 - 11 - 61. ThiÕt bÞ ®−îc thö ®é Èm t−¬ng ®èi ®−îc thÓ hiÖn: nghiÖm trong cïng ®iÒu kiÖn ®o víi thiÕt 1 bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi PSYCHRO-DYNE = C@55%(1, 25.10−7.RH3 − cña h·ng SOUTHAMPTON. Fout .(R4 + 2.R2)ln 2 (5) KÕt qu¶ thö nghiÖm ®−îc tr×nh bμy 36.10−5.RH2 + 2,19.10−3.RH + 9,00.10−1 ) trªn h×nh 10. Víi ph¹m vi ®o cña hÖ thèng Xung vu«ng tõ ch©n 3 cña NE555 tiÕp sÊy n«ng s¶n d¹ng h¹t n»m trong kho¶ng tôc ®−îc ®−a qua cæng AND4081 ®Ó lμm 40% 90%, thiÕt bÞ chÕ t¹o ®· ®¸p øng ®−îc vu«ng tr−íc khi ®i vμo vi ®iÒu khiÓn c¸c yªu cÇu ®o, hiÓn thÞ vμ ®iÒu khiÓn cña AT89C52. hÖ thèng. 457
  8. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị đo độ ẩm không khí... KÕt qu¶ thö nghiÖm cho thÊy ë d¶i ®é thÝch trªn c¬ së ®Æc tÝnh lμm viÖc cña c¶m Èm thÊp gi¸ trÞ ®o cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n biÕn ®é Èm HS1101 tuyÕn tÝnh h¬n ë d¶i khi ®o ë d¶i ®é Èm cao. §iÒu nμy ®−îc gi¶i ®é Èm thÊp (H×nh 10). 90 80 Độ ẩm tương đối tác nhân sấy, % 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 Thời gian đo, phút Độ ẩm đo bằng thiết bị chế tạo, % Độ ẩm đo bằng thiết bị đo của hãng SOUTHAMPTON, % H×nh 10. KÕt qu¶ thö nghiÖm thiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi kh«ng khÝ C¸c th«ng sè kü thuËt cña thiÕt bÞ Min Typ Max Đơn vị o Nhiệt độ làm việc -40 100 C Dải làm việc 1 99 %RH Độ phân giải 1 %RH Nguồn nuôi 5 VDC * Độ chính xác ±3.0 %RH * Kiểm nghiệm theo thiết bị đo độ ẩm tương đối PSYCHRO-DYNE-22010 của hãng SOUTHAMPTON 4. KÕT LUËN (3) ThiÕt bÞ cã thÓ ®o ë kho¶ng c¸ch kh¸ xa so víi vÞ trÝ ®Æt m¸y tÝnh; ThiÕt bÞ ®o ®é Èm t−¬ng ®èi kh«ng khÝ sau khi chÕ t¹o ®· ®−îc kiÓm nghiÖm vμ (4) ThiÕt bÞ cã ý nghÜa rÊt lín trong c¸c hiÖu chØnh trªn c¬ së thiÕt bÞ ®o ®é Èm hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn. t−¬ng ®èi PSYCHRO - DYNE cña h·ng Ngoμi øng dông trong hÖ thèng sÊy SOUTHAMPTON. Sai sè ®o 3%. n«ng s¶n d¹ng h¹t, thiÕt bÞ cßn cã thÓ ®−îc sö dông trong c¸c qu¸ tr×nh xö lý, chÕ biÕn ThiÕt bÞ ®o cã mét sè ®Æc tÝnh sau: vμ b¶o qu¶n n«ng s¶n; trong c¸c phßng thÝ (1) ThiÕt bÞ ®o nhá gän, tiªu thô c«ng nghiÖm, c¸c khu nhμ kÝnh trång c©y, hay suÊt thÊp; trong c¸c khu s¶n xuÊt rau s¹ch, ... §Æc (2) Cho phÐp gi¸m s¸t, thu thËp gi¸ trÞ biÖt, thiÕt bÞ lμ tiÒn ®Ò cho viÖc thiÕt kÕ c¸c ®é Èm t−¬ng ®èi kh«ng khÝ tõ m¸y tÝnh; hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh. 458
  9. Nguyễn Văn Linh Tμi liÖu tham kh¶o Maxim (2001). MAX220 - MAX249 + 5V - Powered, Multichannel RS - 232 Jim Harden (2005). Weather Station. Drivers/Receivers. Mississippi State University. Raycho Ilarionov, Ivan Simeonov, Hristo Atmel (1999). 8bit Microcontroller with 8K Kilifarev (2006). Embedded system for Bytes Flash. short-term weather forecasting. International Conference on Computer Humirel (2002). HS11xx Data Sheet. Systems and Technologies. 459

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản