ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
KHOA CƠ KHÍ-CÔNG NGHỆ
LỚP DH10TD
BÀI BÁO CÁO
CẢM BIẾN TRONG ĐIỀU KHIỂN
LOADCELL
GVHD: Th.S LÊ VĂN BẠN
SVTH: ĐẶNG THANH PHƯƠNG MSSV: 10138006
NGUYỄN NGỌC HẢI 10138007
NGUYỄN HOÀNG MINH 10138061
NGUYỄN TRỌNG TÀI 10138028
LÊ PHƯƠNG NHẬT ANH 09138002
LA ĐÌNH KHÁNH 10138040
ĐINH NGỌC LĨNH 10138049
TPHCM THÁNG 5 - 2013
I. YÊU CẦU :
- Sơ đồ các khối
- Nguyên lý hoạt động
- Nhận xét
II. SƠ ĐỒ KHỐI:
1. Thiết kế mạch nguồn.
R 4
3 3 0
- 5 V
U 4
L 7 9 0 5 / T O 3
1
2 3
G N D
V I N V O U T
+ 5 V

C 2
1 0 u F
D 7
L E D
0
C 3
1 0 0 0 u F
C 1
1 0 0 0 u F
C 5
1 0 0 u F
0
0
- +
D 1
B R I D G E
2
1
3
4
J 4
C O N 2
1
2
R 9
3 3 0
0
0
U 3
L 7 8 0 5 / T O 3

1
2
3
V I N
G N D
V O U T
J 5
C O N 2
1
2
C 6
1 0 0 0 u F
0
0
0
0 0
0
D 6
L E D
0
J 3
A C i n p u t
1
2
3
0
C 4
1 0 0 0 u F
sơ đồ mạch nguồn
 Để loadcell có thể làm việc được cần tạo ra một nguồn nuôi cho

loadcell,trong đề tài sử sụng nguồn 5V để nuôi loadcell.Ngoài ra mạch chính
cũng cần có nguồn nuôi cho vi điều khiển,các mạch nguồn này được tích hợp
trên từng mạch.
 Nguồn vào là nguồn AC 9V,trong mạch sử dụng hai ic l7805và l7905 để tạo ra
điện áp +5V và -5V.
 Diode cầu dùng để chỉnh lưu.
 Các tụ điện dùng trong mạch có chức năng lọc để điện áp ra thẳng hơn.
2. thiết kế mạch khuyếch đại tín hiệu.
• Vì điện áp đầu ra của loadcell rất nhỏ thường thì chỉ 1 mV/V đến 3 mV/V,để vi
điều khiển đọc được tín hiệu ra từ loadcell ta phải sử dụng mạch khuyếch đại tín
hiệu đó lên nhiều lần rồi mới đưa tín hiệu điện áp vào vi điều khiển.
• Nhất là với những loại loadcell chịu tải trọng lớn từ 500kg trở lên nếu ta đặt
vật có khối lượng nhỏ lên thì điện áp ra đo được sẽ rất nhỏ,nếu đặt hai vật có
khối lượng chênh lệch nhau một vài kg thì hầu như điện áp ra thay đổi không
đáng kể.Vì vậy việc thiết kế mạch khuyếch đại là rất quan trọng,
• Trong mạch bên dưới sử dụng ba ic opm(op07) dùng để khuyếch đại,một biến
trở có chức năng điều chỉnh để đạt hệ số khuyếch đại mong muốn.Các điện trở
dùng trong mạch phải là các điện trở có sai lệch nhỏ(0.1%).
- 5 v
V 1
R 7
1 0 0 k
R 3
1 0 0 k
J 2
C O N 2
1
2
0
+ 5 v

R 6
1 0 0 k
R 8
V o u t
J 1
1
2
3
4
+
-
U 6
O P - 0 7
3
2
6
74
18
L O A D C E L L
- 5 v
R E D
0
R 5
1 0 0 k
+
-
U 8
O P - 0 7
3
2

6
7 4
1 8
+ 5 v
y e l l o w
b l u e
R 2
1 0 0 k
- 5 v
G R e e N
V 2
R 1
1 0 0 k
+
-
U 7
O P - 0 7
3
2
6
7 4
1 8
+ 5 v
0
+ 5 v
a ( m V )
sơ đồ mạch khuyếch đại
Trong sơ đồ mạch trên các điện trở R1 = R2 = R6 = R7 = 100k
Điện áp ngõ ra được tính bởi công thức:


Trong đó :V1,V2 là các giá trị điện áp từ loadcell .
+Rgain :giá trị của biến trở.
+Vout là điện áp sau khi đã khuyếch đại.Muốn giá trị điện áp bằng bao
nhiêu ta chỉ cần chỉnh biến trở để thay đổi Rgain.
• Mạch khuyếch đại có thể khuyếch đại tín hiệu điện áp ngõ ra của loadcell lên
nhiều lần nhưng gía trị khuyếch đại này không vượt quá giá trị điện áp nguồn
nuôi cho loadcell.Ví dụ:điện áp nguồn nuôi cho loadcell là 5V thì giá trị khuyếch
đại tối đa phải nhỏ hơn hoặc bằng 5V.
• Sau khi cắm thử mạch khuyếch đại trên board đa năng,sử dụng loadcell để thử
mạch,dùng đồng hồ đo điện áp sau khuyếch đại thấy mạch chạy tốt.Ta tiến hành
chạy mạch in và làm mạch.
2
3
)
12
1(
12 R
R
Rgain
R
VV
Vout
+=
−
2
3
)12)(
12
1(
R

R
VV
Rgain
R
Vout
−+=
Hình mạch in của mạch khuyếch đại
• Sau khi hàn linh kiện xong ta thử lại lần nữa để kiểm tra mạch chạy đúng và
ổn định hay không,trong quá trình làm mạch ta nên làm đến đâu kiểm tra đến đó
để dễ phát hiện và sửa chữa.
3. Thiết kế mạch kết nối với LCD.(mạch chính)
 Giá trị định lượng được hiển thị ra LCD là giá trị số,trong khi đó tín điện áp ra
từ loadcell là tín hiệu tương tự (analog).Do đó để hiển thị được giá trị kết quả
định lượng được ra LCD bắt buộc phải qua quá trình chuyển đổi từ tín hiệu
tương tự sang tín hiệu số.Có nhiều cách để làm được việc này như:dùng mạch
chuyển đổi A/D trong đó sử dụng các loại ic có chức năng chuyển đổi
A/D.Trong đề tài khhông thiết kế mạch chuyển đổi A/D mà dùng vi điều khiển
pic16f877a.Vì pic16f877a. là một trong những vi điều khiển có tích hợp sẵn bộ
chuyển đổi A/D.Trong pic16f877a.,
 Nên việc chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số chỉ vấn đề viết
chương trình chuyển đổi cho nó.
Sơ đồ mạch kết nối với LCD
 Trong mạch ở hình trên LCD được kết nối với portB.
+R5 là biến trở để chỉnh độ tương phản của LCD.
+R10 dùng để chỉnh điện áp tham chiếu.
● Nguyên lý hoạt động của mạch:
 Tín hiệu điện áp đã khuyếch đại sẽ đưa vào chân AN0 của portA.
 PortA nhận tín hiệu điện áp đó,viêch chuyển đổi A/D và quá trình xử lý
,tính toán và hiển thị giá trị định lượng được thực hiện bằng viết
chương trình để vi điều khiển thực hiện.

4. thiết kế mạch nạp cho vi điều khiển.
• Có nhiều mạch nạp cho vi xử lí,trong đề tài sử dụng mạch nạp cổng com.
0
0
D 1
5 v 1
0
0
D 2
5 v 1
R 1
4 k 7
R 2 4 k 7
R 3 4 k 7
J 3
p r o g r a m m e r
1
2
3
4
5
6
I S O 1
12
34
P 2
5
9
4
8

3
7
2
6
1
0
0
sơ đồ mạch nạp cổng com
5. thiết kế sơ đồ hệ thống đo.
 Chọn sơ đồ khối hệ thống.
 Trong tất cả các phương pháp đo bằng kỹ thuật số thì hầu hết đều có chung sơ
đồ hệ thống đo ở hình sau:

Sơ đồ nghuyên lý đo
 Trong đề tài này đại lượng vật lí cần đo là khối lượng,tín hiệu điện là tín hiệu
điện thế.
 Đại lượng vật lý được loadcell tiếp nhận và chuyển sang tín hiệu điện thế.
 Do tín hiệu điện thế từ loadcell rất nhỏ khoảng 1,3mV/V đến 3mV/V và dải
biến thiên rất ngắn,để phù hợp với tính chất của bộ chuyển đổi A/D thì phải cần
đến mạch khuyếch đại tín hiệu.
 Do kết quả đo được hiển thị ra ở dạng số cho nên phải có quá trình chuyển
đổi,xử lý rồi mới hiển thị ra kết qủa.
6. Code lập trình cho PIC16F877A , viết bằng mikroC :
/*****************************************************
Nhóm 1
7/5/2013
LOADCELL
******************************************************/
void main() //Khaibaochuongtrinhchinh.
{

unsigned long khoiluong; //khai bao bien khoi luong
Đại lượng
vật lý cần đo
Tín hiệu điện thế hoặc
dòng điện dạng
analog
Khuyếch
đại tín hiệu
Chuyển đổi
A/D
Xử lý tín
hiệu
Hiển thị kết
quả
unsigned char chuoi[12]; //Khai bao bien chuoi dang mang 1 chieu co 12
phan tu.
unsigned char i,j,ketqua[5]; //Khai bao bien i,j de chay vong lap .Bien ket
qua la mang 1 chieu co 5 phan tu de chua ket qua sau khi chuyen sang dang
chuoi de hien thi ra LCD.
TRISB = 0; // Khai bao PORT B la ngo ra (dieu khien LCD)
// Thietlap LCD
Lcd_Init(&PORTB); // LCD duoc noi voi PORTB theo cac chan mac dinh la
//D7 ' PORTB.7
//D6 ' PORTB.6
//D5 ' PORTB.5
//D4 ' PORTB.4
//E ' PORTB.3
//RS ' PORTB.2
//RW ' PORTB.0
// Thietlap chuyendoiAD. Chan AN0 (kenh0) duocdung trongbaitap nay.

ADCON1 = 0x80; // Thiet lap cac ngo vao analog va dien ap tham chieu
Vref = Vdd = 5V.
ADCON0 = 0xC1;//Chon va cho phep xung clock
TRISA = 0xFF; // Khai bao PORT A la ngo vao.
PORTA=0; //Gan gia tri ban dau cho cac chan cua PORT A = 0
//Hienthiloigioithieu
Lcd_Cmd(LCD_CLEAR); //Xoaman hinhLCD
Lcd_Cmd(LCD_CURSOR_OFF); //Tat hien thi con tro
Lcd_Out(1,1,"Do kh.luong"); //Hien thi dong chu"do khoi.luong" ra LCD tai
vi tri 1x1.
Delay_ms(2000); //Cho2000 miligiay
Lcd_Cmd(LCD_CLEAR); //Xoa man hinh LCD
while(1) //Vong lap vo tan de lap lai chuong trinh
{
//Doc nhiet do
khoiluong= Adc_read(0); // Doc ket qua chuyen doi AD tu kenh 0.
Delay_ms(200); //Cho200 miligiay
khoiluong= khoiluong/2; //Tinh gia tri nhiet do = gia tri doc chia cho he so
chuyen doi(vi du: 2).
//Xu ly du lieu
LongToStr(khoiluong,chuoi); //Chuyen gia tri cua bien nhiet do sang dang
chuoi va luu trong bien chuoi.
//Xu ly chuoi de loai bo cac khoang trang va luu ket qua xu ly vao bien ket
qua.
j=0; //Gan gia tri ban dau bang 0 cho bien j (phan tu cua bien ket qua).
for(i=0;i<=11;i++) //Vong lap voi bien i chay 12 lan de quet cac phan tu cua
bien chuoi
{
if(chuoi[i] != ' ') // Neu phan tu thu i cua chuoi khong phai la khoang trang
thi

{
ketqua[j]=chuoi[i]; //Gan phan tu thu i cua chuoi cho phan tu thu j cua ket
qua.
j++; //Tang gia tri cua bien j len 1
}
}
//Hienthiketqua
Lcd_Cmd(LCD_CLEAR); //Xoa man hinh LCD
Lcd_Cmd(LCD_CURSOR_OFF); //Tat hien thi con tro
Lcd_Out(1,1,"Kh.luong (kg):"); //Hien thi dong chu "Kh.luong (kg):" ra
LCD tai vi tri 1x1.
Lcd_Cmd(LCD_SECOND_ROW); //Chuyen con tro xuong dong thu 2.
Lcd_Out(2,1,ketqua); //Hien thi gia tri nhiet do dang chuoi luu trong bien ket
qua ra LCD tai dong thu2.
Delay_ms(1000); //Cho 500 mili giay cho lan doc giatri tieptheo.
}
}
7. Mạch mô phỏng: