TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA TỰ ĐỘNG HÓA & ĐIỀU KHIỂN
----------
ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ
ĐỀ TÀI: Thiết kế Multimeter giao tiếp với máy
tính đo đếm thông số điện một pha.
Giảng viên hướng dẫn : TS. BÙI THỊ DUYÊN
Sinh viên thực hiện : Hà Bách Thịnh - 1781410031
Lê Viết Trung - 1781410037
Khoa : ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA
Lớp : D12 – CNTD
Khoá : 2017 – 2022
Hà Nội 06/2021
Đề tài: Thiết kế Multimeter giao tiếp với máy tính đo đếm thông số điện một pha
PHIẾU CHẤM ĐIỂM
Sinh viên thực hiện:
Họ và tên Chữ ký Ghi chú
Hà Bách Thịnh 1781410031
Lê Viết Tung 1781410037
Giảng viên chấm:
Họ và tên Chữ ký Ghi chú
Giảng viên chấm 1 :
Giảng viên chấm 2 :
2
Đề tài: Thiết kế Multimeter giao tiếp với máy tính đo đếm thông số điện một pha
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ tên sinh viên: Hà Bách Thịnh
Mã số sinh viên: 1781410031 Lớp: D12CNTD
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hoá
1.Tên đề tài đồ án:Thiết kế Multimeter giao tiếp với máy tính đo đếm
thông số điện một pha.
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/01/2021
4. Ngày hoàn thành đồ án: 08/06/2021
Hà Nội, ngày 08 tháng 06 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
Ts.Bùi Thị Duyên Hà Bách Thịnh
3
Đề tài: Thiết kế Multimeter giao tiếp với máy tính đo đếm thông số điện một pha
Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................6
CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ THƯ.......................................7
1.1 Đặt vấn đề...................................................................................................7
1.2 Nhiệm vụ thư..............................................................................................7
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG..................................................8
2.1 Đo dòng điện và điện áp.............................................................................8
2.1.1 Tính toán điện trở.................................................................................8
2.1.2 Yêu cầu về đặc tính tần......................................................................10
2.2 Đo dòng điện bằng các loại ampemet.......................................................10
2.3 Đo điện áp bằng các loại volmet...............................................................11
2.4 Đo dòng điện và điện áp bằng phương pháp so sánh................................12
2.5 Đo công suất tác dụng...............................................................................12
2.6 Đo công suất tác dụng...............................................................................15
2.7 Phương pháp đo cosφ................................................................................16
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG........................................................17
3.1 Sơ đồ khối của đồng hồ đo........................................................................17
3.2 Khối vi xử lý.............................................................................................18
3.2.1 Tổng quan về Atmega 16...................................................................18
3.3 Khối tương tự............................................................................................23
3.3.1 Chíp đo năng lượng điện chuyên dụng IC_ADE7753.....................23
3.4 Mạch cung cấp đầu vào dòng và áp cho ADE7753..................................27
3.5 Khối hiển thị màn hình LCD....................................................................28
3.6 Khối nguồn................................................................................................32
3.7 Module chuyển đổi USB – USART..........................................................33
3.8 Hình ảnh thực tế của sản phẩm.................................................................34
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ PHẦN MỀM..........................................................35
4.1 Giới thiệu phần mềm Codevision AVR....................................................35
4.2 Khởi tạo và viết chương trình trên Codevision AVR...............................35
4.3 Lưu đồ thuật toán......................................................................................38
4.4 Phần lập trình............................................................................................40
4
Đề tài: Thiết kế Multimeter giao tiếp với máy tính đo đếm thông số điện một pha
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.........................................................62
Tài liệu tham khảo:.............................................................................................63
Danh mục hình ảnh
Hình 2. 1 Sơ đồ đo dòng điện...............................................................................8
Hình 2. 2 Sơ đồ đo điện áp...................................................................................9
Hình 2. 3 Ampemet điện động...........................................................................11
Hình 2. 4 Cách nối cuộn dây trong volmet điện động........................................12
Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý đo điện áp bằng phương pháp so sánh.....................12
Hình 2. 6 Watmet tác dụng 1 phần tử................................................................14
Hình 2.7 Wattmet phối hợp với BU ,BI............................................................15
Hình 2. 8 Tam giác công suất.............................................................................16
Hình 3.1: Sơ đồ khối của đồng hồ đo.................................................................18
Hình 3.2: Sơ đồ chân của Atmega16..................................................................20
Hình 3.3: Sơ đồ chân của ADE7753..................................................................23
Hình 3.4: Sơ đồ khối cấu trúc ADE7753...........................................................24
Hình 3.5: Mạch cung cấp đầu vào dòng và áp cho ADE7753..........................27
Hình 3.6: Hình ảnh thực tế của LCD2x16........................................................31
Hình 3.7: Sơ đồ ghép nối LCD..........................................................................31
Hình 3.10: Mạch cấp nguồn...............................................................................32
Hình 3.11. Module chuyển đổi USB – UART CP2102.....................................34
Hình 3.12: Hình ảnh thực tế của sản phẩm........................................................34
Hình 4.1 : Giao diện khởi động Codevision AVR.............................................35
Hình 4.2 : Tạo thư mục mới trong Codevision AVR.........................................35
Hình 4.3 : Xác nhận tạo file mới........................................................................36
Hình 4.4 : Chọn loại vi xử lý..............................................................................36
Hình 4.5: Giao diện CodeWizard AVR.............................................................36
Hình 4.6 : Khởi tạo các Port cho vi xử lý trong Codevision AVR....................37
Hình 4.7 : Thiết lập LCD trong Codevision AVR............................................37
Hình 4.8 : Hoàn thành tạo thư mục mới.............................................................38
Hình 4.9 : Lưu đồ thuật toán ADE7753.............................................................38
Hình 4.10 : Lưu đồ thuật toán mạch chính.........................................................39
5