Xem mẫu
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
cæng AND më cho xung nhÞp vµo, m¹ch ®Õm ho¹t ®éng cho ®Õn khi dung
l−îng m¹ch hÕt. M¹ch ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn m¹ch ®iÖn tö ho¹t ®éng ®−a tÝn
hiÖu ®iÖn ¸p chuÈn vµo m¹ch tÝch ph©n ®Ó lÊy tÝch ph©n UchuÈn trong kho¶ng
thêi gian tõ 0 ÷ t2 lµ:
Uc
1 t2
∫0 U chuan dt = R C t2 + U A = 0
U tp =
R×C
Do UchuÈn cã cùc tÝnh ng−îc víi Uv nªn sau kho¶ng thêi gian t2,
UchuÈn=0V vµ ®iÖn ¸p so s¸nh USS=0, cæng AND ®ãng l¹i, lóc nµy tÝn hiÖu ®Õm
®−îc trong m¹ch sÏ lµ tÝn hiÖu sè t−¬ng øng víi tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ®−a vµo Uv.
TÝn hiÖu sè nµy ®−îc ®−a qua bé gi¶i m· vµo chØ thÞ LED kÕt qu¶ nhiÖt ®é cÇn
®o sÏ t−¬ng øng víi ch÷ sè hiÓn thÞ trªn thiÕt bÞ hiÓn thÞ LED.
§Ó h¹n chÕ dßng vµo LED chóng t«i chóng t«i tiÕn hµnh tÝnh tiÕn hµnh
tÝnh to¸n nh− sau:
Do ®Æc ®iÓm cña vi m¹ch ICL7107 lµ:
+ TÝn hiÖu ®iÖn ¸p vµo lµ tõ: 0 ÷ 20V .
+ TÝn hiÖu ®iÖn ¸p ra lµ tõ: ± 1,999mV ÷ ±1,999V .
+ Dßng ®iÖn lµm viÖc: ± 100μA .
+ Nguån cung cÊp cho vi m¹ch lµ: ± 5V .
vµ ®Æc ®iÓm cña bé hiÓn thÞ LED 7 thanh hiÓn thÞ ¸nh s¸ng mµu ®á lµ:
+ Dßng ®iÖn cÊp cho mçi thanh s¸ng lµ tõ: 5mA ÷ 20mA .
+ Nguån cung cÊp cho ®Ìn lµ: ± 5V .
Nh− vËy, mçi thanh LED s¸ng cÇn mét ®iÖn trë h¹n dßng lµ:
5V − 1,999V
R= = 150Ω , chän R = 150Ω
20mA − 100μA
MÆt kh¸c, ®Ó so s¸nh nhiÖt ®é ®Æt vµ nhiÖt ®é ®o b»ng c¶m biÕt mét
c¸ch trùc quan, trong ®Ò tµi nµy t«i cã sö dông hai con ICL7107 víi s¬ ®å
nguyªn lý gièng nhau nh− h×nh 3.14. §Ó chØ thÞ nhiÖt ®é ®Æt vµ nhiÖt ®é thùc tÕ
trong tñ nu«i cÊy vi khuÈn mét c¸ch ®ång thêi.
3.3.6. Nguån nu«i cho m¹ch ®iÒu khiÓn trong tñ nu«i cÊy vi khuÈn
Khoa C¬ ®iÖn - 81 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
TÊt c¶ c¸c khèi trong m¹ch ®iÒu khiÓn vµ ®o l−êng ®Òu cÇn ph¶i cung
cÊp nguån nu«i cho chóng. C¸c m¹ch khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®−îc sö dông
trong m¹ch ®iÒu khiÓn ®Òu lµm viÖc ë ®iÖn ¸p l−ìng cùc lín nhÊt lµ ±15V ,
nh−ng trong ®Ò tµi nµy chóng t«i thiÕt kÕ dïng nguån nu«i l−ìng cùc cã ®iÖn
¸p lµ ±9V , cßn nguån nu«i cho bé hiÓn thÞ lµ ±5V .
Yªu cÇu ®èi víi nguån nu«i lµ: nguån nu«i ph¶i cã tÝnh æn ®Þnh cao c¶
khi ®iÖn ¸p l−íi xoay chiÒu thay ®æi vµ t¶i thay ®æi. ChÊt l−îng ®iÖn ¸p nguån
nu«i ph¶i æn ®Þnh vµ b»ng ph¼ng.
CÊu tróc cña nguån nu«i: gåm cã mét biÕn ¸p cã ®iÓm gi÷a, cÇu chØnh l−u
b»ng Diode lµm nhiÖm vô chØnh l−u ®iÖn ¸p xoay chiÒu thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu.
Gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p chØnh l−u ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau:
2 2 ×U 2
Ud =
π
Trong ®ã: U2 lµ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p(MBA).
Víi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p cÇn cung cÊp cho nguån nu«i trong m¹ch ®iÒu khiÓn
lµ ±9V vµ ±5V nªn ta cã d¶i ®iÖn ¸p lµm viÖc trong kho¶ng ±9V ± 10%V vµ
±5V ± 10% .
XÐt tr−êng hîp ®iÖn ¸p chØnh l−u lµ:
10 10
U d = 9V + 9 × = 9,9V , U d = 5V + 5 × = 5,5V
100 100
Khi ®ã ta cã ®iÖn ¸p thø cÊp cña MBA lµ:
9,9 × π 5,5 × π
U2 = = 11V ,U 2 = = 6V
22 22
Chän Diode chØnh l−u lo¹i 2N4004 cã c¸c th«ng sè kü thuËt lµ:
UD = 400V, ID = 1A
Víi c¸c gi¸ trÞ ®iÖn ¸p nµy khi qua bé chØnh l−u sÏ ®−îc ®iÖn ¸p mét
chiÒu nh−ng chÊt l−îng ®iÖn ¸p thÊp vµ kh«ng b»ng ph¼ng ch−a thÓ cung cÊp
cho m¹ch ®iÒu khiÓn ®−îc. Do ®ã ®Ó n©ng cao chÊt l−îng ®iÖn ¸p chØnh l−u th×
trong ®Ò tµi nµy ë bé chØnh l−u lÊy ®iÖn ¸p ra lµ ±9V chóng t«i sö dông hai IC
æn ¸p 7809 vµ 7909, cßn bé chØnh l−u lÊy ®iÖn ¸p ra lµ ±5V chóng t«i sö dông
hai IC æn ¸p 7805 vµ 7905, ngoµi ra ë tr−íc vµ sau IC cã m¾c thªm c¸c tô ®iÖn
Khoa C¬ ®iÖn - 82 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
nh»m n©ng cao tÝnh b»ng ph¼ng cho ®iÖn ¸p. S¬ ®å cña khèi nguån nh− h×nh
3.15a, 3.15b sau:
H×nh 3.15a. S¬ ®å nguån nu«i cho ®iÖn ¸p ra ±9V
H×nh 3.15b. S¬ ®å nguån nu«i cho ®iÖn ¸p ra ±5V
Theo kinh nghiÖm ng−êi ta th−êng chän tô C1 = C3 = 1000 μ F / 25VDC
nh»m c¶i thiÖn ®iÖn ¸p vµo IC æn ¸p. Cßn tô C2 = C4 = 100 μ F / 25VDC nh»m c¶i
thiÖn ®iÖn ¸p nguån nu«i.
M¸y biÕn ¸p: võa cã nhiÖm vô c¸ch ly ®iÖn ¸p võa lµm nhiÖm vô h¹ ®iÖn
¸p xuèng møc yªu cÇu. §èi víi nguån nu«i chóng t«i sö dông hai MBA cã
®iÓm gi÷a cã ®iÖn ¸p thø cÊp lµ 12V vµ 6V, cßn nguån cung cÊp cho m¹ch t¹o
xung r¨ng c−a ®ång bé chóng t«i sö dông mét MBA cã ®iÖn ¸p thø cÊp lµ 9V
xoay chiÒu.
3.3.7.M¹ch ®iÒu khiÓn tù ®éng nhiÖt ®é tñ nu«i cÊy vi khuÈn
* S¬ ®å nguyªn lý m¹ch tù ®éng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é tñ nu«i cÊy vi khuÈn
nh− h×nh 3.16 sau:
Khoa C¬ ®iÖn - 83 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
H×nh 3.16. S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é
Khoa C¬ ®iÖn - 84 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
* Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch nµy nh− sau: ban ®Çu tñ ch−a lµm
viÖc, ®Æt nhiÖt ®é cho tñ b»ng ®iÒu chØnh VR3,VR4. CÊp nguån ®iÖn 220V
xoay chiÒu cho tñ, cÇu chØnh l−u cho ra ®iÖn mét chiÒu ®−îc æn ¸p b»ng hai IC
æn ¸p 7809 vµ 7909, cÊp nguån cho m¹ch ®iÒu khiÓn. Do c¶m biÕn ®−îc ®Æt
trong tñ nªn nhiÖt ®é thùc trong tñ ®−îc c¶m biÕn nhiÖt ®é LM335 c¶m nhËn
vµ chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ¸p t−¬ng øng 10mV/0C. TÝn hiÖu ®iÖn ¸p nµy
qua kh©u so s¸nh vµ khuÕch ®¹i thuËt to¸n U3A(TL084) cho ra tÝn hiÖu thÝch
hîp ®Ó so s¸nh víi tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ®Æt (t−¬ng øng víi nhiÖt ®é ®Æt). Sai lÖch
gi÷a nhiÖt ®é ®Æt víi nhiÖt ®é thùc trong tñ ®o ®−îc nhê c¶m biÕn ®−îc ®−a
®Õn kh©u so s¸nh thø hai lµ U2A(TL082) ®Ó so s¸nh víi tÝn hiÖu xung r¨ng c−a
®ång bé ®−îc t¹o ra tõ m¹ch t¹o tÝn hiÖu ®iÖn ¸p xung r¨ng c−a ®ång bé vµ
cho ra tÝn hiÖu d¹ng xung ch÷ nhËt, sau ®ã ®−îc chuyÓn thµnh xung nhän khi
qua m¹ch vi ph©n R4- C2, xung nhän nµy cã c¶ xung d−¬ng vµ ©m, khi qua
Diode (D2) sÏ ®−îc xung nhän d−¬ng khi ®ã trªn cuén s¬ cÊp cña m¸y biÕn ¸p
cã xung c¶m øng sang thø cÊp ®Ó ®iÒu khiÓn Triac. Khi nhiÖt ®é thùc trong tñ
thay ®æi th× xung nhän nµy sÏ më Triac víi gãc më t−¬ng øng ®Ó thay ®æi ®iÖn
¸p ®Æt vµo bé t¹o nhiÖt vµ kÕt qu¶ lµ nhiÖt ®é sÏ thay ®æi theo.
Khi nhiÖt ®é thùc trong tñ mµ c¶m biÕn nhËn ®−îc gÇn b»ng nhiÖt ®é ®Æt
th× m¹ch ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn gãc kÝch lín, lµm cho Triac bÞ kho¸, kh«ng
cÊp ®iÖn ¸p cho sîi ®èt, lóc ®ã l−îng nhiÖt cÊp cho buång ®èt vÉn t¨ng do qu¸n
tÝnh ®Õn lóc nµo ®ã l−îng nhiÖt trong buång ®èt gi¶m vµ dao ®éng quanh nhiÖt
®é ®Æt. Khi l−îng nhiÖt ®é trong tñ gi¶m nhá h¬n nhiÖt ®é ®Æt th× m¹ch ®iÒu
khiÓn l¹i ®iÒu khiÓn ®Ó Triac më víi gãc kÝch nhá, ®iÖn ¸p cÊp cho bé t¹o nhiÖt
t¨ng cho ®Õn khi nhiÖt ®é trong buång ®èt b»ng nhiÖt ®é ®Æt vµ qu¸ tr×nh l¹i
lÆp l¹i.
3.3.8. S¬ ®å m¹ch in
*S¬ ®å m¹ch in khèi ®o l−êng vµ hiÓn thÞ: H×nh 3.17:
Trong ®ã: J1,J2,J3,J4,J5,J6 lµ c¸c ch©n c¾m LED 7 thanh; J7 lµ ch©n ®−a
tÝn hiÖu cÇn ®o; J8 lµ ch©n ®−a nguån cÊp ± 5V ; R1 = ... = R21 = R = 150Ω lµ c¸c
®iÖn trë h¹n dßng cho LED, d©y vµng lµ d©y nèi.
Khoa C¬ ®iÖn - 85 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
H×nh 3.17
* S¬ ®å m¹ch in m¹ch ®iÒu khiÓn: H×nh 3.18
Khoa C¬ ®iÖn - 86 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
H×nh 3.18
kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
Qua mét thêi gian thùc tËp vµ hoµn thµnh ®Ò tµi tèt nghiÖp mÆc dï ®·
gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n vµ thêi gian cßn h¹n chÕ nh−ng víi sù nç lùc cña b¶n
Khoa C¬ ®iÖn - 87 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
th©n cïng víi sù gióp ®ì, chØ b¶o tËn t×nh cña c¸c thÇy, c« gi¸o, cña c¸c c«
(chó) vµ c¸c anh (chÞ) lµm viÖc ë phßng VËt t− vµ ThiÕt bÞ Y tÕ thuéc bÖnh
viÖn B¹ch Mai Hµ Néi, cña b¹n bÌ ®ång nghiÖp, ®Æc biÖt lµ sù gióp ®ì quý b¸u
cña thÇy Ph¹m ViÖt S¬n ®Õn nay ®Ò tµi “Nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ m¹ch tù
®éng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é tñ nu«i cÊy vi khuÈn” ®· hoµn thµnh. Tõ nh÷ng
kÕt qu¶ ®· ®¹t ®−îc t«i m¹ch d¹n ®−a ra mét sè kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ sau:
1. KÕt luËn
- §· nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ thµnh c«ng bé tù ®éng ®iÒu chØnh nhiÖt ®é
cho tñ nu«i cÊy vi khuÈn theo ®óng yªu cÇu thùc tÕ.
- §· ¸p dông tèt nh÷ng kiÕn thøc ®· häc vµ nh÷ng kiÕn thøc thùc tÕ vµo
viÖc thiÕt kÕ m¹ch tù ®éng ®iÒu chØnh nhiÖt ®é.
- Tõ nh÷ng kiÕn thøc häc tËp ®−îc ë nhµ tr−êng vµ nh÷ng kiÕn thøc thùc
tÕ chóng t«i ®· trùc tiÕp tÝnh to¸n, thiÕt kÕ vµ l¾p r¸p m¹ch ®iÖn tö. Qua ®ã ®·
cñng cè thªm nh÷ng kiÕn thøc, kü n¨ng vµ kh¶ n¨ng t− duy gi¶i quyÕt c¸c vÊn
®Ò chuyªn m«n.
- Qua ®Ò tµi chóng t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu kü vÒ vi khuÈn thÊy ®−îc
nh÷ng −u vµ nh−îc ®iÓm cña nã víi cuéc sèng con ng−êi vµ trong s¶n xuÊt
còng nh− trong nghiªn cøu khoa häc.
- Trong ®Ò tµi nµy khi thiÕt kÕ chóng t«i sö dông c¶m biÕn LM335 ®Ó ®o
nhiÖt ®é trong tñ nu«i cÊy vi khuÈn. §©y lµ ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n cã ®é chÝnh
x¸c cao vµ ®Æc biÖt lµ ®é nh¹y t−¬ng ®èi cao ®¶m b¶o tèt cho viÖc ®iÒu khiÓn.
- §Ò tµi cã thiÕt kÕ m¹ch ®o vµ chØ thÞ sè sö dông vi m¹ch ICL7107 ®Ó
tiÖn cho viÖc theo dâi vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é.
2.KiÕn nghÞ
§Ò tµi nµy cã ý nghÜa thùc tiÔn cao. §Æc biÖt lµ trong n«ng nghiÖp nh−
ngµnh Ch¨n nu«i Thó y vµ B¶o vÖ Thùc vËt rÊt cÇn cã nh÷ng tñ kiÓu nµy ®Ó
nghiªn cøu vµ thÝ nghiÖm. ChÝnh v× nh÷ng lîi Ých to lín ®ã mµ ®Ò tµi cÇn ph¶i
Khoa C¬ ®iÖn - 88 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
®−îc tiÕp tôc nghiªn cøu, hoµn thiÖn h¬n ®Ó cã thÓ ®−a vµo s¶n xuÊt nh»m néi
®Þa ho¸ trang thiÕt bÞ.
§Ò tµi nµy chØ sö dông c¸c linh kiÖn ®iÖn tö ®Ó thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn
nhiÖt ®é, nÕu cã thÓ sö dông vi ®iÒu khiÓn ®Ó thiÕt kÕ vµ ®iÒu khiÓn th× m¹ch
cã thÓ ®¬n gi¶n vµ chÝnh x¸c h¬n.
Khoa C¬ ®iÖn - 89 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
- B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46
Môc lôc
Trang
Më ®Çu .....................................................................................................1
1. §Æt vÊn ®Ò ........................................................................................1
2. Môc ®Ých cña ®Ò tµi .........................................................................2
3. Néi dung cña ®Ò tµi .........................................................................2
4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ................................................................3
Ch−¬ng 1: t×m hiÓu ®Æc ®iÓm, ®iÒu kiÖn sinh sèng cña vi khuÈn vµ
t¸c ®éng cña m«i tr−êng ®èi víi sù ph¸t triÓn cña vi khuÈn ...............3
1.1. Kh¸i niÖm chung ..........................................................................4
1.2. §Æc ®iÓm chung cña vi khuÈn .....................................................5
1.2.1. KÝch th−íc nhá bÐ ............................................................. 5
1.2.2. HÊp thu nhiÒu, chuyÓn hãa nhanh ................................... 5
1.2.3. Sinh tr−ëng nhanh, ph¸t triÓn m¹nh ................................ 5
1.2.4. N¨ng lùc thÝch øng m¹nh vµ dÔ ph¸t sinh biÕn dÞ ............ 6
1.2.5. Ph©n bè réng, chñng lo¹i nhiÒu ....................................... 6
1.3. §iÒu kiÖn sinh sèng cña vi khuÈn................................................6
1.3.1. Thµnh phÇn tÕ bµo vµ c¸c chÊt dinh d−ìng cña vi khuÈn 7
1.3.2. Nguån thøc ¨n cacbon cña vi khuÈn ................................ 9
1.3.3. Nguån thøc ¨n nit¬ cña vi khuÈn ................................... 10
1.3.4. Nguån thøc ¨n kho¸ng cña vi khuÈn .............................. 11
1.4. T¸c ®éng cña m«i tr−êng ®èi víi ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn cña vi
khuÈn .................................................................................................12
1.4.1. C¬ chÕ t¸c dông cña c¸c yÕu tè m«i tr−êng lªn vi khuÈn ........ 13
1.4.2. T¸c ®éng cña c¸c yÕu tè vËt lý .............................................. 14
1.4.3. T¸c ®éng cña c¸c yÕu tè hãa häc .................................... 16
1.4.4. T¸c ®éng cña c¸c yÕu tè sinh häc ................................... 17
Khoa C¬ ®iÖn - 90 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi
nguon tai.lieu . vn
