Quá trình và phương pháp chế biến máy say nông sản trong dây chuyền sản xuất nông nghiệp p6

• CLKIN vµ CLKR

CLKIN lµ ch©n vµo, nèi tíi ®ång hå ngoµi th× ®ång hå ngoµi ®−îc sö

dông ®Ó t¹o thêi gian. Tuy nhiªn, ADC804 còng cã mét bé xung ®ång hå trªn

chip. §Ó dïng ®ång hå trong (còng ®−îc gäi lµ ®ång hå riªng ) cña ADC804

th× c¸c ch©n CLKIN vµ CLKR ®−îc nèi tíi mét tô ®iÖn vµ mét ®iÖn trë nh−

+5V

0 2

U1

10K

C C V

6 7 8 9 19

+IN -IN AGND VREF/2 CLKR

ADC0804

10K

4

18 17 16 15 14 13 12 11

DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7

CLKIN

3 5

WR INTR

150pF

1 2 10

CS RD GND

Thuong mo START

h×nh 3.3

H×nh 3.3 - S¬ ®å m¹ch ngoµi cña ADC804.

Trong tr−êng hîp nµy tÇn sè ®ång hå ®−îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc:

f=1/1.1RC

Gi¸ trÞ th«ng th−êng cña c¸c ®¹i l−îng trªn lµ R=10 kΩ

C=150pF vµ tÇn sè nhËn ®−îc lµ f=606 KHz cã thêi gian chuyÓn ®æi lµ

110μs

• Ng¾t INTR (Interrupt).

Ng¾t hay cßn gäi lµ “ kÕt thóc viÖc chuyÓn ®æi”. §©y lµ ch©n tÝch cùc

møc thÊp. B×nh th−êng ch©n nµy ë tr¹ng th¸i cao vµ khi viÖc chuyÓn ®æi

hoµn tÊt th× nã xuèng thÊp ®Ó b¸o cho biÕt lµ d÷ liÖu ®−îc chuyÓn ®æi ®· s½n

sµng ®Ó lÊy ®i. Sau khi INTR xuèng thÊp, cÇn ®Æt CS = 0 vµ göi ®i mét xung

cao xuèng thÊp tíi ch©n RD ®Ó ®−a d÷ liÖu ra.

• +in vµ -in. §©y lµ 2 ®Çu vµo t−¬ng tù vi sai

Vµ ta cã Vin =+in - (-)in. Th«ng th−êng - in ®−îc nèi xuèng ®Êt vµ +in

®−îc dïng lµm ®Çu vµo t−¬ng tù .

• VCC lµ ch©n nguån +5V. Ch©n nµy cßn ®−îc dïng lµm ®iÖn ¸p tham

chiÕu khi ®Çu vµo VREF/2 (ch©n 9 ) ®Ó hë.

• VREF/2: Ch©n 9 lµ ®iÖn ¸p ®Çu vµo t−¬ng tù ®−îc dïng lµm ®iÖn ¸p

tham chiÕu.

NÕu ch©n nµy hë (kh«ng ®−îc nèi) th× ®iÖn ¸p ®Çu vµo t−¬ng tù cho

ADC 804 n»m trong d¶i 0 ®Õn 5V (gièng nh− ch©n Vcc). Tuy nhiªn cã nhiÒu

øng dông mµ ®Çu vµo t−¬ng tù ¸p ®Õn Vin kh¸c víi d¶i 0 ®Õn 5V. Ch©n

VREF/2 ®−îc dïng ®Ó thùc hiÖn c¸c ®iÖn ¸p ®Çu vµo cã d¶i kh¸c víi 0 - 5V.

VÝ dô nÕu d¶i ®Çu vµo t−¬ng tù cÇn biÕn ®æi tõ 0 ®Õn 4V th× VREF/2 ®−îc nèi

víi +2V

H×nh 3.4 lµ biÓu diÔn d¶i ®iÖn ¸p Vin ®èi víi c¸c ®Çu vµo VREF/2 kh¸c

nhau

VREF/2(V) Vin(V) KÝch th−íc

b−íc(mV)

Hë 0 ®Õn 5 5/256=19.53

2.0 0 ®Õn 4 4/256=15.62

1.5 0 ®Õn 3 3/256=11.71

1.28 0 ®Õn 2.56 2.56/256=10

1.0 0 ®Õn 2 2/256=7.81

0.5 0 ®Õn 1 1/256=3.90

H×nh 3.4 - B¶ng quan hÖ ®iÖn ¸p VREF/2 víi Vin.

• DB0 – DB7 lµ c¸c ch©n ra d÷ liÖu sè (DB7 lµ bit cao nhÊt vµ DB0 lµ bit

thÊp nhÊt

LSB). C¸c ch©n nµy ®−îc ®Öm ba tr¹ng th¸i vµ d÷ liÖu ®· ®−îc chuyÓn ®æi chØ

®−îc truy cËp khi ch©n CS = 0 vµ ch©n RD ®−a xuèng thÊp.

Tõ nh÷ng tr×nh bµy trªn, ta cã thÓ tãm t¾t c¸c b−íc khi ADC804 thùc hiÖn

chuyÓn ®æi d÷ liÖu lµ:

1 . BËt CS = 0 vµ göi mét xung thÊp lªn cao tíi ch©n WR ®Ó b¾t ®Çu

chuyÓn ®æi.

2 . Duy tr× kiÓm tra ch©n INTR . NÕu ch©n INTR xuèng thÊp th× viÖc

chuyÓn ®æi ®−îc hoµn tÊt vµ cã thÓ chuyÓn sang b−íc tiÕp theo. NÕu INTR

cßn cã møc cao th× tiÕp tôc th¨m dß cho ®Õn khi nã xuèng thÊp.

3 . Sau khi ch©n INTR xuèng thÊp, bËt CS = 0 vµ göi mét xung cao

xuèng thÊp ®Õn ch©n RD ®Ó nhËn d÷ liÖu tõ chip ADC804.

CS

WR B¾t ®Çu chuyÓn ®æi

INTR

Ph©n chia thêi gian cho qu¸ tr×nh nµy ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 3.5

KÕt thóc chuyÓn ®æi

RD B¾t ®Çu ®äc d÷ liÖu

D0-D7

Ra d÷ liÖu

H×nh 3.5 - Ph©n chia thêi gian ®äc vµ ghi cña ADC804.

3.1.3. Khèi ®o nhiÖt ®é.

§o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng thøc ®o l−êng kh«ng ®iÖn, ®o nhiÖt ®é ®−îc

chia thµnh nhiÒu d¶i:

* §o nhiÖt ®é thÊp.

* §o nhiÖt ®é trung b×nh.

* §o nhiÖt ®é cao.

ViÖc ®o nhiÖt ®é ®−îc tiÕn hµnh nhê c¸c dông cô hç trî chuyªn biÖt

nh−:

• CÆp nhiÖt ®iÖn.

• NhiÖt ®iÖn kÕ kim lo¹i.

• NhiÖt ®iÖn trë kim lo¹i.

• C¸c IC c¶m biÕn nh− LM35, LM135, LM335.

• ….

ViÖc sö dông c¸c IC c¶m biÕn nhiÖt ®Ó ®o nhiÖt ®é lµ mét ph−¬ng ph¸p

th«ng dông hiÖn nay. Vµ trong ®Ò tµi nµy chóng t«i còng dïng mét lo¹i IC

c¶m biÕn nªn trong ®å ¸n nµy chØ giíi thiÖu vÒ IC c¶m biÕn.

* Nguyªn lý ho¹t ®éng chung cña IC ®o nhiÖt ®é.

IC ®o nhiÖt ®é lµ mét m¹ch tÝch hîp nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é chuyÓn

thµnh tÝn hiÖu

®iÖn d−íi d¹ng dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p. Dùa vµo ®Æc tÝnh rÊt nh¹y cña c¸c b¸n

dÉn víi nhiÖt ®é, t¹o ra ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn, tØ lÖ thuËn víi nhiÖt ®é tuyÖt

®èi. §o tÝn hiÖu ®iÖn ta biÕt ®−îc gi¸ trÞ cña nhiÖt ®é cÇn ®o. Sù t¸c ®éng cña

nhiÖt ®é t¹o ra ®iÖn tÝch tù do vµ c¸c lç trèng trong chÊt b¸n dÉn. B»ng sù ph¸

vì c¸c ph©n tö, bøc x¹ c¸c electron thµnh d¹ng tù do di chuyÓn qua vïng cÊu

tróc m¹ng tinh thÓ t¹o sù xuÊt hiÖn c¸c lç trèng. Lµm cho tØ lÖ ®iÖn tö tù do vµ

lç trèng t¨ng lªn theo qui luËt hµm mò víi nhiÖt ®é. ë ®©y ®Ó ®o nhiÖt ®é khÝ

sÊy chóng t«i chän ®Çu ®o LM35.

LM35 lµ hä c¶m biÕn nhiÖt, m¹ch tÝch hîp, chÝnh x¸c cao cã ®iÖn ¸p

®Çu ra tû lÖ tuyÕn tÝnh víi nhiÖt ®é theo thang ®é Celsius. Hä c¶m biÕn nµy

kh«ng yªu cÊu c¨n chØnh ngoµi v× vèn nã ®· ®−îc c¨n chØnh råi. Hä nµy cho

®iÖn ¸p ra thay ®æi 10mV øng víi thay ®æi nhiÖt ®é lµ 10C . H×nh 3.6 lµ b¶ng

giíi thiÖu mét sè th«ng sè kü thuËt chÝnh cña hä LM35.

M· s¶n phÈm D¶i nhiÖt ®é §é chÝnh x¸c §Çu ra

LM35A -550C to +1500C +1.00C 10mV/0C

LM35 -550C to +1500C +1.50C 10mV/0C

LM35CA -440C to +1100C +1.00C 10mV/0C

LM35C -440C to +1100C +1.50C 10mV/0C

LM35D 00C to +1000C +2.00C 10mV/0C

H×nh 3.6 - B¶ng giíi thiÖu mét sè th«ng sè kü thuËt chÝnh cña hä LM35.

Vµ sau ®©y lµ mét sè tÝnh chÊt riªng cña LM35:

• LM35 cã ®é biÕn thiªn theo nhiÖt ®é: 10mV / 1oC.

• §é chÝnh x¸c cao, tÝnh n¨ng c¶m biÕn nhiÖt ®é rÊt nh¹y, ë nhiÖt ®é

250C nã

cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Víi tÇm ®o 00C-1280C, tÝn hiÖu ngâ ra tuyÕn tÝnh liªn

tôc víi nh÷ng thay ®æi cña tÝn hiÖu ngâ vµo.

• Th«ng sè kü thuËt:

+ Tiªu t¸n c«ng suÊt thÊp.

+ Dßng lµm viÖc tõ 400μA ®Õn 5mA.

+ Dßng ng−îc 15mA.

+ Dßng thuËn 10mA.

• §é chÝnh x¸c: Khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é 250C víi dßng lµm viÖc 1mA

th× ®iÖn ¸p ngâ ra tõ 2,94V - 3,04V.

• §Æc tÝnh ®iÖn:

Theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt LM35, quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ®iÖn ¸p

ngâ ra lµ nh− sau:

Vout = 0,01×ToK = 2,73 + 0,01ToC.

VËy øng víi tÇm ho¹t ®éng tõ 0oC - 100oC ta cã sù biÕn thiªn ®iÖn ¸p ngâ

ra lµ: ë 00C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 2,73 (V).

ë 50C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 2,78 (V). ................. ë 1000C th× ®iÖn ¸p ngâ ra Vout = 3,73 (V). TÇm biÕn thiªn ®iÖn ¸p t−¬ng øng víi nhiÖt ®é tõ 0oC - 100oC lµ 1V

(nghÜa lµ khi nhiÖt ®é thay ®æi 10C th× ®iÖn ¸p thay ®æi 10 mV).

H×nh 3.7 lµ s¬ ®å thiÕt kÕ víi LM35. Trong ®ã Vin lµ ch©n nèi víi ®Çu

+5V

Vin

1

2

Vcc

VOUT

D N G

75

3

LM35

1uf

GND

vµo cña ADC, ®iÖn trë 75Ω vµ tô 1μF ®−îc tra trong datasheet cña nã.

H×nh 3.7 - S¬ ®å m¹ch ngoµi cña LM35.

3.1.4. Khèi hiÓn thÞ.

Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, mµn h×nh tinh thÓ láng LCD (Liqqid Crystal

Display) ngµy cµng ®−îc sö dông réng r·i vµ ®ang dÇn thay thÕ c¸c ®Ìn LED

(7 ®o¹n vµ nhiÒu v¹ch ). §ã lµ v×:

* Mµn h×nh tinh thÓ cã gi¸ thµnh ngµy cµng h¹.

* Kh¶ n¨ng hiÓn thÞ sè, ký tù vµ ®å ho¹ tèt h¬n nhiÒu so víi ®Ìn LED (®Ìn

LED chØ hiÓn thÞ ®−îc sè vµ mét sè ký tù ).

* Sö dông thªm mét bé ®iÒu khiÓn lµm t−¬i LCD vµ nh− vËy gi¶i phãng

CPU khái c«ng viÖc nµy. Cßn ®èi víi c¸c ®Ìn LED lu«n cÇn CPU hoÆc b»ng

c¸ch nµo ®ã ®Ó duy tr× viÖc hiÓn thÞ d÷ liÖu.

* DÔ dµng lËp tr×nh c¸c ký tù vµ ®å ho¹.

ë ®©y ®Ó ®¸p øng ®−îc môc ®Ých hiÓn thÞ ta chän LCD lo¹i 16x2 (2

dßng, mçi dßng 16 ký tù).

LCD

S S V

D D V

E E V

S R

W R

E

0 D

1 D

2 D

3 D

4 D

5 D

6 D

7 D

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1

1 1

2 1

3 1

4 1

H×nh 3.8 - M« t¶ ch©n cña LCD 16x2.

LCD cã 14 ch©n, chøc n¨ng c¸c ch©n ®−îc tr×nh bµy sau ®©y:

• VSS,VDD lµ ch©n nguån +5V vµ ch©n ®Êt

• VEE ®−îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn ®é t−¬ng ph¶n cña mµn h×nh.

• RS (Register Select) - chän thanh ghi.

Cã 2 thanh ghi rÊt quan träng bªn trong LCD. Ch©n RS ®−îc dïng ®Ó

chän c¸c thanh ghi nµy. NÕu RS = 0 th× thanh ghi m· lÖnh ®−îc chän, cho

phÐp ng−êi dïng göi m· lÖnh ch¼ng h¹n nh− xo¸ mµn h×nh, ®−a con trá vÒ ®Çu

dßng. NÕu RS =1 th× thanh ghi d÷ liÖu ®−îc chän vµ cho phÐp ng−êi dïng göi

d÷ liÖu cÇn hiÓn thÞ lªn LCD.

• R/W (Read/Write) - Ch©n ®äc ghi.

Ch©n vµo ®äc/ ghi cho phÐp ng−êi dïng ®äc/ ghi th«ng tin tõ/ lªn LCD.

R/W=0 th× ®äc, cßn R/W=1 th× ghi.

• E (Enable) - Ch©n cho phÐp.

Ch©n cho phÐp E ®−îc LCD sö dông ®Ó chèt th«ng tin hiÖn cã trªn ch©n

d÷ liÖu. Khi d÷ liÖu ®−îc cÊp ®Õn ch©n d÷ liÖu th× mét xung møc cao xuèng

thÊp ®−îc ¸p ®Õn ch©n E ®Ó LCD chèt d÷ liÖu trªn ch©n d÷ liÖu. Xung nµy

ph¶i réng tèi thiÓu 450ns.

• D0 - D7. §©y lµ 8 ch©n d÷ liÖu 8 bÝt, ®−îc dïng ®Ó göi th«ng tin lªn

LCD hoÆc

®äc néi dung cña c¸c thanh ghi trong LCD. §Ó hiÓn thÞ ch÷ c¸i vµ con sè, m·

ASCII cña c¸c ch÷ c¸i tõ A ®Õn Z, a ®Õn z vµ c¸c con sè tõ 0 ®Õn 9 ®−îc göi

®Õn c¸c ch©n nµy khi RS = 1. Còng cã c¸c m· lÖnh ®−îc göi ®Õn LCD ®Ó xo¸

mµn h×nh hoÆc ®−a con trá vÒ ®Çu dßng hoÆc nhÊp nh¸y con trá .

M· LÖnh ®Õn thanh ghi cña M· LÖnh ®Õn thanh ghi cña LCD

(Hexa ) LCD (Hexa )

1 Xo¸ mµn h×nh hiÓn thÞ BËt hiÓn thÞ, nhÊp nh¸y con trá E

2 Trë vÒ ®Çu dßng T¾t con trá, nhÊp nh¸y con trá F

4 DÞch con trá sang tr¸i DÞch vÞ trÝ con trá sang tr¸i 10

6 DÞch con trá sang ph¶i DÞch vÞ trÝ con trá sang ph¶i 14

5 DÞch hiÓn thÞ sang ph¶i DÞch toµn bé hiÓn thÞ sang tr¸i 18

7 DÞch hiÓn thÞ sang tr¸i Hai dßng vµ ma trËn 5x7 38

8 T¾t con trá, t¾t hiÓn thÞ DÞch toµn bé hiÓn thÞ sang ph¶i 1C

A T¾t hiÓn thÞ, bËt con trá §−a con trá vÒ ®Çu dßng thø nhÊt 80

C BËt hiÓn thÞ, t¾t con trá §−a con trá vÒ ®Çu dßng thø hai C0

H×nh 3.9 - B¶ng c¸c m· lÖnh cña LCD.

3.1.5. Khèi phÝm vµ m· ho¸.

Víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é nµy, ta cÇn ®Æt nhiÖt ®é cÇn thiÕt cña

buång sÊy ®Ó so s¸nh víi nhiÖt ®é thùc tÕ cña phßng ®Ó tõ ®ã ®−a ra quyÕt

®Þnh ®iÒu khiÓn. V× vËy cÇn ph¶i cã c¸c phÝm ®Ó t¨ng gi¶m th«ng sè ®Æt vµo

®Ó ®Æt ®−îc nhiÖt ®é cÇn. ë ®©y t«i sö dông 4 phÝm: mét phÝm ®Ó t¨ng nhiÖt ®é

®Æt, mét phÝm ®Ó gi¶m nhiÖt ®é ®Æt, mét phÝm x¸c nhËn lùa chän vµ mét phÝm

dù tr÷. §Ó vi xö lý nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c phÝm nµy cÇn cã bé m· ho¸ ®Ó chuyÓn

tÝn hiÖu cña phÝm thµnh tÝn hiÖu sè ®−a vµo bé vi xö lý. Bé m· ho¸ ë ®©y t«i sö

dông IC74148.

U3

74148 Dip 16

6 1

C C V

9 7 6

Q0 Q1 Q2

15 14

EO GS

10 11 12 13 1 2 3 4

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

5

D N G

EI

8

H×nh 3.10 - M« t¶ ch©n cña IC74148.

* 0D – 7D : lµ c¸c tÝn hiÖu vµo.

* 0Q , 1Q , 2Q : lµ c¸c ch©n ra sè.

* EI : Enable Input: Cho phÐp vµo.

* GS , EO : Enable Output: Cho phÐp ra.

H×nh 3.11 lµ b¶ng ch©n lý cña 74148.

OUTPUTS INPUTS

EI

0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D

2Q 1Q 0Q

GS EO

H X X X X X X X X H H H H H

L H H H H H H H H H H H H L

L X X X X X X X L L L L L H

L X X X X X X L H L L H L H

L X X X X X L H H L H L L H

L X X X X L H H H L H H L H

L X X X L H H H H H L L L H

L X X L H H H H H H L H L H

L X L H H H H H H H H L L H

L L H H H H H H H H H H L H

H×nh 3.11 - B¶ng ch©n lý cña 74148.

Dùa vµo b¶ng ch©n lý trªn ta thÊy khi ch©n EI ë møc thÊp (møc tÝch

GS sÏ chuyÓn tõ møc cao xuèng thÊp vµ EO sÏ chuyÓn tõ thÊp lªn cao. MÆt

cùc) th× khi cã mét tÝn hiÖu vµo ë møc thÊp th× c¸c bÝt ®Çu ra sÏ thay ®æi, ch©n

kh¸c ta ®· thÊy ch©n INT1 cña AT89C52 còng tÝch cùc møc thÊp nªn khi nèi

ch©n GS cña IC74148 vµo ch©n INT1 th× khi cã mét phÝm ®−îc nhÊn th× sÏ cã

mét ng¾t ®−îc t¸c ®éng.

Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i sö dông 4 phÝm nhÊn nªn ®Çu ra sÏ cã 2 tÝn

hiÖu ra (2 ch©n ra ®−îc sö dông). Vµ ch©n EI lµ ch©n cho phÐp vµo tÝch cùc

møc thÊp nªn sÏ ®−îc nèi ®Êt th«ng qua mét ®iÖn trë 1KΩ. C¸c ®Çu vµo b×nh

th−êng ë møc cao nªn sÏ ®−îc nèi víi nguån nu«i. C¸c phÝm nhÊn sÏ ®−îc nèi

víi c¸c ®Çu vµo ®−îc sö dông cña vi ®iÒu khiÓn.

+5V

1

R7

10K

+5V

23456789

U3

74148 Dip 16

6 1

Q0 Q1

C C V

9 7 6

Q0 Q1 Q2

15 14

INT1

EO GS

10 11 12 13 1 2 3 4

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

5

D N G

EI

SW2

8

R8 1K

SW3

SW4

SW5

C11

C13

C14

C12

104

104

104

104

H×nh 3.12 lµ s¬ ®å thiÕt kÕ c¸c phÝm nhÊn.

H×nh 3.12 - S¬ ®å nguyªn lý cña phÝm nhÊn.