Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 97 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội

b) Duy trì hiển thị chân
INTR
. Nếu
INTR
xuống thấp thì việc chuyển đổi đợc
hoàn tất và ta có thể sang bớc kế tiếp. Nếu
INTR cao tiếp tục thăm dò cho đến
khi nó xuống thấp.
c) Sau khi chân
INTR xuống thấp, ta bật CS = 0 và gửi một xung cao - xuống - thấp
đến chân
RD để lấy dữ liệu ra khỏi chíp ADC 804. Phân chia thời gian cho quá
trình này đợc trình bày trên hình 3.14.
Hình 3.14: Phân chia thời gian đọc và ghi của ADC 804.
Mặt khác, chúng ta có thể kiểm tra ADC 804 bằng cách sử dụng sơ đồ mạch
trên hình 3.15. thiết lập này đợc gọi là chế độ kiểm tra chạy tự do và đợc nhà sản

CLK IN
CLK R
V
CC
Vin
(
+
)
Vin
(
-
)
150
p
F
5V
10k
10k
POT
RD
WR
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 98 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội


ở trong tối, nồng độ điện tử đợc giải phóng trong một đơn vị thời gian nào do kích
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 99 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội

thích nhiệt từ các nguyên tử donor tỷ lệ thuận với nồng độ của các tạp chất cha bị
ion hóa(N
d
-n
0
) trong đó:
a exp(-q W
d
/k.T) (3.17)
Biểu thức của a cho ta thấy nhiệt độ có vai trò ảnh hởng quan trọng. Số điệ
tử tái hợp với các nguyên tử đã bị ion hóa trong một đơn vị thời gian tỷ lệ thuận với
nồng độ các nguyên tử đã bị ion hóa n
0
và với nồng độ điện tử cũng chính bằng n
0
,
nghĩa là tỷ lệ với r.n
0
.
Trong đó r là hệ số tái hợp.

r
a
2
+
2
1
2
2
4








+
r
aN
r
a
d
(3.20)

Độ dẫn trong tối đợc biểu diễn bởi biểu thức:

0
= qn
0

trong trờng hợp này có dạng:

d
t
dn
= a(N
d
n) + g - r.n
2
(3.23)
Thông thờng bức xạ chiếu tới đủ lớn để số điện tử do các photon giải phóng
sẽ lớn hơn rất nhiều so với số điện tử đợc giải phong do nhiệt:
g >> a(N
d
n) và n >> n
0
(3.24)
Trong những điều kiện nh vậy có thể rút ra phơng trình động học cho mật
độ của điện tử ở điều kiện cân bằng dới tác dụng của chiếu sáng:
n =
2
1






r
g

C 0
phụ thuộc vào dạng hình học, kích thớc, nhiệt
độ và bản chất hóa lý của vật liệu quang dẫn. Các chất PbS, CdS, CdSe có điện trở
tối rất lớn (từ 10
4


ữ 10
9 ở 25
0
C ), trong khi đó SbIn, SbAs, CdHgTe lại có
điện trở tối tơng đối nhỏ (từ 10
ữ 10
3ở 25
0
C ). Điện trở R
C
của cảm biến
khi bị chiếu sáng giảm rất nhanh khi độ rọi tăng lên. Trên hình 2.2.1.3.1 là một thí
dụ cu thể về sự thay đổi của điện trở của một tế bào quang dẫn nh là hàm của độ
rọi sáng.

PRC 0 RC
P 0.RC RC
+
=


-
-
a. 0RC
.a. 0 RC

+

(3.27)
Thông thờng R
CP
<< R
C 0
cho nên R
C
= a.



. Sự phụ thuộc của điện trở
vào thông lợng ánh sáng không tuyến tính . Tuy nhiên có thể tuyến tính hóa nó
bằng cách sử dụng một điện trở mắc song song với tế bào quang dẫn.
Điện trở R
C
(khi bị chiếu sáng) phụ thuộc vào nhiệt độ:Độ nhạy nhiệt của tế

C P
=1/ a.



là độ dẫn quang.
Khi đặt điện áp V vào tế bào quang dẫn, sẽ có dòng điện I chạy qua nó:
I = G
C
.V = G
C 0
.v

+ G
C P
.V = I
0
+ I
P
(3.29)
Trong điều kiện sử dụng thông thờng thì I
0
<< I
P
do đó dòng quang điện của
tế bào quang dẫn đợc xác định bởi biểu thức:
I
P
=
a


thì tỷ lệ chuyển đổi tĩnh và độ nhay có cùng
độ lớn.
+ Tế bào quang dẫn là một cảm biến không tuyến tính, độ nhạy của nó giảm
khi bức xạ tăng( trừ trờng hợp đặc biệt khi

= 1).
+ Độ nhạy tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào tế bào quang dẫn.Điều này chỉ
đúng khi điện áp đủ nhỏ để hiệu ứng joule không làm thay đổi nhiệt độ (vì nhiệt độ
cao sẽ làm giảm độ nhạy)
3.2.2.1.4. ứng dụng của tế bào quang dẫn
Tế bào quang dẫn đợc chú ý sử dụng bởi chúng có tỷ lệ chuyển đổi tĩnh và
độ nhạy cao cho phép đơn giản hóa trong việc ứng dụng.
Nhng tế bào quang dẫn cung có một số nhợc điểm nh:
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 104 - Trờng ĐHNNI_ Hà
Nội

- Hồi áp phụ thuộc một cách không tuyến tính vào thông lợng .
- Thời gian hồi đáp lớn.
- Các đặc trng không ổn định(già hóa).
- Một số loại đòi hỏi phải làm nguội.
Trong thực tế, các tế bào quang dẫn thờng đợc ứng dụng trong hai trờng
hợp :
- Điều khiển rơ le: Khi có thông lợng ánh sáng chiếu lên tế bào
quang dẫn, điện trở R của nó giảm xuống đáng kể đủ để cho dòng điện I chay qua
tế bào. Dòng điện này đợc sử dụng trực tiếp hoặc thông qua khuếch đại để đóng

không có ánh sáng chiếu vào thì điện áp ở chân 3 của thuật toán ~5V, khi có ánh
sáng chiếu vào thì R1 tiến dần tới 0 , do đó áp tại chân 3 tiến dần tới 0 V tùy vào
cờng độ ánh sáng.
Biến trở R6 để tạo ra một điện áp (0 ữ 5V), là điện áp đặt để so sánh với điện
áp tạo ra từ chân của quang trở. Nh vậy để xác định một điểm cờng độ sáng nào
đó thì ta đặt một điện áp tơng ứng trên chân 2, khi ánh sáng xuống dới ngỡng
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 106 - Trờng ĐHNNI_ Hà
Nội

thì trên chân 3 sẽ có một điện áp lớn hơn điện áp đặt, ở đầu ra của so sánh thuật
toán sẽ có mức điện áp cao (5V). Điện áp này sẽ kích mở transistor C828 qua điện
trở bảo vệ R4, khi transistor mở sẽ có một điện áp 24V vào cuộn dây Relay, ở chân
tiếp điểm của Relay ta có thể cấp nguồn 24V để đa vào PLC xử lý
Phần mạch in:

Hình 3.20: Sơ đồ mạch in mạch đo cờng độ ánh sáng.
3.2.2.1.6. Kết quả thí nghiệm với cảm biến quang.
Dụng cụ thí nghiệm:
+ Cảm biến quang.
+ Máy đo cờng độ ánh sáng EXTECH.
- Máy có thể đo cờng độ ánh sáng từ 0 ữ 100000 lux.
- Máy có hai thang đo:
Nếu ta đo từ 0 ữ 19999 lux thì đặt ở thang đo x10.
Nếu ta đo từ 20000 ữ 500000 lux thì ta đặt ở thang đo x 100.
+ Đồng hồ vạn năng. (Chỉ thị số).
+ ổn áp, có thể điều chỉnh điện áp từ 0 ữ 220 V. Để điều chỉnh sự sáng


Khoa cơ điện - 107 - Trờng ĐHNNI_ Hà
Nội

2 473 23 14 48,8 530
3 242 100 15 47,5 597
4 226 172 16 47,3 610
5 196 184 17 47,1 630
6 125 220 18 46 660
7 103 224 19 45,2 693
8 91,2 254 20 45 675
9 82,4 295 21 44,9 686
10 78,5 360 22 44,4 700
11 76 392 23 44,2 710
12 73 400 24 44 720
Bảng 3.6: Kết quả thí nghiệm với cảm biến quang.
Từ bảng kết quả trên ta tổng hợp và xử lý số liệu ta tổng hợp hàm số về sự
phụ thuộc của điện áp vào cờng độ sáng:
Để việc tìm hàm phụ thuộc đợc đơn giản ta xử lý và lấy 10 số liệu nh ở
bảng sau đây:
Số lần
thí nghiệm
Điện áp ra (y)
Đơn vị
(mV)
Cờng độ ánh sáng (x)
x 100
Đơn vị (lux)
1 574 8
2 473 23


=263,77

2
y =33716,3
2
x
=125741,16
Tính toán hệ số tơng quan ta có:
=
yx


.
11
(3.33)
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 108 - Trờng ĐHNNI_ Hà
Nội

với
11
=
n
1
.


a
, với x>0 và y>0.
Đặt Y = y và X =
x
1
ta có: Y = a.X
Tính toán với Y = y và X =
x
1
ta đợc số liệu cho ở bảng 2.3.1.6c sau:
Số lần
thí nghiệm
Điện áp ra
Đơn vị y
(mV)
Cờng độ ánh sáng x 100
Đơn vị x (lux)
1 574 0,125
2 473 0,043
3 242 0,01
4 196 0,0054
5 91.2 0,0039
6 76 0,006
7 49 0,002
8 46 0,0015
9 45 0,0048
10 44 0,0014


Y = 1836,2