1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển từ xa quạt bàn ba số

Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển từ xa quạt bàn ba số

Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ và nhanh chóng, để đạt được kết quả này thì sự đóng góp to lớn của ngành kĩ thuật điện tử, kĩ thuật vi xử lý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................3 LỜI CẢM ƠN.........................................................................................4 Khoa Điện - Điện Tử..................................

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 43

Ngày tạo 8/30/2018 12:27:30 AM +00:00

Loại tệp DOC

Kích thước 2.26 M

Tên tệp

Tải Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển từ xa quạt bàn ba s... (.docx) Tải Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển từ xa quạt bàn ba s... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................3 LỜI CẢM ƠN.........................................................................................4 Khoa Điện - Điện Tử..............................................................................5 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN...................................6 Chương 1 : TỔNG QUAN......................................................................8 1_Giới thiệu quạt bàn ba số.................................................................................................. 8 1.1_Nguyên lý điều khiển tốc đô quạt .....................8 Trước đây điều khiển tốc độ động cơ bằng điều khiển điện áp xoay chiều đưa vào động cơ, người ta thường sử dụng hai cách phổ biến là mắc nối tiếp với tải một điện trở hay một điện kháng mà ta coi là Zf hoặc là điều khiển điện áp bằng biến áp như là survolter hay các ổn áp.. .............8 H×nh 1:c¸c c¸ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ 1 pha.........................................8 1.2_S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu 1 pha........................................................8 H×nh 2:S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn qu¹t..................................................10 2_Giới thiệu về thu phát hồng ngoại..................................................................................10 2.1 Tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại). ................10 2.2 Hệ thống điều khiền từ xa............................11 2.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống diều khiển từ xa. .....11 2.2.2 Kết cấu tin tức.................................... 11 2.2.3 Kết cấu hệ thống...................................12 hình 3: Sơ đồ kết cấu hệ thống...........................................................12 2.2.4 Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa. .....13 Chương 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUẠT BÀN BA SỐ....................................................................................................14 2_1 Nhiệm vụ đề tài.........................................................................................................14 2_2 Sơ đồ khối:................................................................................................................14 2.2.1 Sơ đồ khối:....................................... 14 2.2.2 Nhiệm vụ của từng khối:............................15 2_3.SƠ SỐ MẠCH............................................................................................................... 19 Trang 1
  2. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Hình 5:Sơ đồ nguyên lý mạch thu hồng ngoại .............................20 2._4 Nguyên lý hoạt động của mạch:.................................................................................. 20 2.5_Các linh kiện sử dụng trong mạch................................................................................ 21 2.5.1_Giới thiệu IC PT2248:..............................21 Hình 7:IC PT 2248.................................................................................22 Bảng 4:Tham số IC PT 2248................................................................23 H×nh 9: Ma trËn 6x3.............................................................................24 H×nh 10:LÖnh phát ra 12 bit...............................................................24 2.5.2. Mạch IC thu PT2249................................ 25 Hình 11: IC PT 2249..............................................................................25 Hình12: S¬ ®å khèi bªn trong PT 2249................................................26 2.5.3_IC 4017.............................................26 H×nh 13:IC PT4017...............................................................................26 H×nh 14: 10 ngâ ra liªn tôc ë møc cao cña 4017..................................27 2.5.5_IC Moc 3020.........................................28 2.5.6_Một số loại linh kiện khác......................... 30 .2.5.6.1_ Điện trở....................................... 30 2.5.6.2_ Tụ điện......................................... 31 2.5.6.3_ Điốt,LED........................................ 32 Hình 20:Hìnhdạng diode trong thực tế................................................33 2.5.6.4. IC 7805 .........................................34 2.6_M« h×nh..........................................................................................................................37 2.6.1 _Mạch phát......................................... 37 Hình 22:Mạch in mạch phát.................................................................37 23_ Mạch thu hồng ngoại.................................. 37 Hình 24:Mạch in thu hồng ngoại....................38 Hình 25:Mạch thu hồng ngoại.............................................................38 2.6.3 _Mạch điều khiển động cơ...........................39 Hình 26:m¹ch in m¹ch ®éng lùc 1.........................................................39 Trang 2
  3. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ và nhanh chóng, để đạt được kết quả này thì có sự đóng góp rất lớn của ngành kĩ thuật điện tử, kĩ thuật vi xử lý. Với sự phát triển như vũ bão như hiện nay thì kỹ thuật điện tử , kĩ thuật vi xử lý đang xâm nhậ p vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật khác và đ ã đáp ứng được mọi nhu cầu của người dân. Sự ra đời của các vi mạch điều khiển với giá thành giảm nhanh, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những thay đổi sâu sắc trong ngành kỹ thuật điện tử. Trang 3
  4. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi người. Để góp một phần nhỏ vào việc này chúng em đã thực hiện đề tài “THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUẠT BÀN BA SỐ ” thông qua đề tài này chúng em sẽ có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu, bổ xung thêm vào hành trang của mình trên con đường đã chọn. Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức đã được học ở trường, qua một số sách, tài liệu có liên quan cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo và các bạn đồ án môn học của chúng em đã hoàn thành. Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu và trình bày nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn, vì vậy chúng em rất mong các thầy, cô giáo cùng các bạn đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án môn học này hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô Trường ĐH sư phạm kỹ thuật hưng yên đã dạy dỗ trong suốt thời gian học tập vừa qua. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quang Phú đã tận tình hướng dẫn em trong thời gian làm đồ án. Trang 4
  5. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện Đồ Án của em không thể tránh khỏi sai sót, mong quý thầy cô trong hội đồng khảo thi bỏ qua và có hướng giúp đỡ để em có thể hoàn chỉnh đồ án của mình được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT HƯNG YÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ----------o0o--------- ----------***--------- ĐỒ ÁN MÔN HỌC Trang 5
  6. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Đỗ Khắc Huy 2. Phạm Quang Quân 3. Hoàng Quốc Toàn Khoá học: 2010 – 2014 Lớp : Đ_ĐTK8.1 Ngành đào tạo: Tự động hóa Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển từ xa quạt bàn ba số. Số liệu cho trước: - Các tài liệu chuyên môn. - Quạt bàn ba số. Nội dung cần hoàn thành: 1. Lý luận chung về điều chỉnh tốc độ quạt bàn và điều khiển thay đổi tốc độ quạt bàn ba số. 2. Thiết kế, tính toán và chế tạo mạch điện điều khiển từ xa quạt bàn ba số. 3. Sản phẩm của đề tài phải đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật. 4. Quyển thuyết minh và các bản vẽ, phim chiếu thể hiện nội dung của đề tài. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Trần Quang Phú Ngày giao đề: Tuần …….. Ngày hoàn thành: Tuần ………. DĐ: 0982809188 Email: tranquangphu.utehy@gmail.com NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Trang 6
  7. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Ngày Tháng Năm CHỮ KÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trang 7
  8. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Chương 1 : TỔNG QUAN 1_Giới thiệu quạt bàn ba số 1.1_Nguyên lý điều khiển tốc đô quạt Trước đây điều khiển tốc độ động cơ bằng điều khiển điện áp xoay chiều đưa vào động cơ, người ta thường sử dụng hai cách phổ biến là mắc nối tiếp với tải một điện trở hay một điện kháng mà ta coi là Zf hoặc là điều khiển điện áp bằng biến áp như là survolter hay các ổn áp. 2. Hai cách trên đây đều có nhược điểm là kích thước lớn và khó điều khiển liên tục khi dòng điện lớn. Ngày nay với việc ứng dụng Tiristor và Triac vào điều khiển, người ta có thể điều khiển động cơ một pha bằng bán dẫn H×nh 1:c¸c c¸ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ 1 pha 1.2_S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu 1 pha Một trong những ứng dụng rất rộng rãi của điều áp xoay chiều là điều khiển động cơ điện một pha mà điển hình là điều khiển tốc độ quay của quạt điện. Chức năng của các linh kiện trong sơ đồ hình 15 - 4: T - Triac điều khiển điện áp trên quạt. VR - biến trở để điều chỉnh khoảng thời gian dẫn của Triac. Trang 8
  9. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử R - điện trở đệm. D - diac - định ngưỡng điện áp để Triac dẫn. C - Tụ điện tạo điện áp ngưỡng để mở thông diac. Điện áp và tốc độ của quạt có thể được điều khiển bằng cách điều chỉnh biến trở VR trên hình a. Tuy nhiên sơ đồ điều khiển này không triệt để, vì ở vùng điện áp nhỏ khi Triac dẫn ít rất khó điều khiển. Sơ đồ hình b có chất lượng điều khiển tốt hơn. Tốc độ quay của quạt có thể được điều khiển cũng bằng biến trở VR. Khi điều chỉnh trị số VR ta điều chỉnh việc nạp tụ C lúc đó điều chỉnh được thời điểm mở thông diac và thời điểm Triac dẫn. Như vậy Triac được mở thông khi điện áp trên tụ đạt điểm dẫn thông diac. Kết quả là muốn tăng tốc độ của quạt ta cần giảm điện trở của VR để tụ nạp nhanh hơn, Triac dẫn sớm hơn điên áp ra lớn hơn. Ngược lại điên trở của VR càng lớn tụ nạp càng chậm Triac mở càng chậm lại điện áp và tốc độ của quạt nhỏ xuống. Mạch điều khiển trên đây có ưu điểm: - Có thể điều khiển liên tục tốc độ quạt - có thể sử dụng cho các loại tải khác như điều khiển độ sáng của đèn sợi đốt, điều khiển bếp điện rất có hiệu quả. -Kích thước mạch điều khiển nhỏ, gọn. Nhược điểm: Nếu chất lượng Triac, diac không tốt thì ở vùng tốc độ thấp quạt sẽ xuất hiện tiếng ù do thành phần một chiều của dòng điện. Trang 9
  10. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử H×nh 2:S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn qu¹t 2_Giới thiệu về thu phát hồng ngoại 2.1 Tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại) Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 400.000nm đến 760nm, dài hơn bước sóng ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia bức xạ vi ba. Tên “hồng ngoại” có nghĩa là “dưới mức đỏ”, màu đỏ là màu sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường. Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0OK đều phát ra tia hồng ngoại.. Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua thấu kính, tiêu cự… ). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau r ất rõ trong sư xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó một màu xám đ ục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi vượt qua các Trang 10
  11. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử lớp bán dẫn để đi ra ngoài. Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. lượng thông tin có thể đ ạt đ ược 3Mbit/s. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so v ới sóng điện từ mà ta vẫn dùng. Trong kỹ thuật truyền tin bằng sợi quang dẫn không cần các trạm khuếch đại giữa chừng, người ta có thể truyền một lúc 15000 đi ện thoại hay 12 kênh truyền hình qua một sợi tơ quang với đường kín 0,13 mm với khoảng cách 10 Km đến 20 Km. Lượng thông tin truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà ta vẫn dùng. Tia hồng ngoại dễh ấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa chùm hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu phải đúng hướng. 2.2 Hệ thống điều khiền từ xa 2.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống diều khiển từ xa Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng vô tuyến, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp quang dây dẫn, hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại. Do đó chúng có những nhiệm vụ cơ bản sau: - Phát tín hiệu điều khiển. - Sản sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiết. - Tổ hợp xung thành mã. - Phát các tổ hợp mã đến điểm chấp hành. - Ở điểm chấp hành ( thiết bị thu ) sau khi nhận được mã phải biến đổi các mã nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thờikiểm tra sự chính xác của mã mới nhận. 2.2.2 Kết cấu tin tức Trong hệ thống điều khiển từ xa độ tin cậy truyền dẫn tin tức có quan hệ rất nhiều đến kết cấu tin tức. Nội dung về kết cấu tin tức có hai phần: v ề l ượng và v ề Trang 11
  12. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử chất. Về lượng có các biến lượng điều khiển và lượng điều khiển thành từng loại xung gì cho phù hợp, và những xung đó cần áp dụng phương pháp nào đ ể hợp thành tin tức, để có dung lượng lớn nhất và có tốc đô truyền dẫn nhanh nhất. Để đảm bảo các yêu cầu về kết cấu tin tức, hệ thống điều khiển từ xa có các yêu cầu sau: - Tốc độ làm việc nhanh. - Thiết bị phải an toàn tin cậy. - Kết cấu phải đơn giản. Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thống đạt tốc độ điều khiển cực đại đồng thời đảm bảo độ chính xác trong phạm vi cho phép. 2.2.3 Kết cấu hệ thống Do hệ thống điều khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa nên chúng ta cần phải nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu được truyền đi chính xác và nhanh chóng. Đây là sơ đồ kết cấu hệ thống: hình 3: Sơ đồ kết cấu hệ thống - Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu và phát đi. - Đường truyền: đưa tín hiệu điều khiển từ thiết bị phát đến thiết bị thu. - Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền, qua quá trình biến đổi, biến dịch để tái hiện lại lệnh điều khiển rồi đưa đến các thiết bị thi hành. Trang 12
  13. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử 2.2.4 Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc hoặc truyền thông tin liên tục nhưng đã được rời rạc hóa tin tức thường được biến đổi thông qua một phép biến đổi thành số ( thường là số nhị phân ) rồi mã hóa và được phát đi tứ máy phát. Ở máy thu, tín hiệu phải thông qua các phép biến đổi ngược lại với các phép đổi trên: giải mã, liên tục hóa… Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu và độ tin cậy của hệ thống điều khiển từ xa, nghĩa là tăng tốc độ truyền và khả năng chống nhiễu. Trong điều khiển từ xa ta thường dùng mã nhị phân tưng ứng với hệ, gồm có hai phần tử [0] và [1]. Do yêu cầu về độ chính xác cao trong các tín hiệu điều khiển được truy ền đi để chống nhiễu ta dùng loại mã phát hiện và sửa sai. Mã phát hiện và sửa sai thuộc loại mã đồng đều bao gồm các loại mã: mã phát hiện sai, mã sửa sai, mã phát hiện và sửa sai. Dạng sai nhầm của các mã được truyền đi tùy thuộc tính chất của kênh truyền, chúng có thể phân thành 2 loại: • Sai độc lập: trong quá trình truyền, do nhiều tác động, một hoặc nhiều ký hiệu trong các tổ hợp mã có thể bị sai nhầm, nhưng những sai nhầm đó không liên quan nhau. • Sai tương quan: được gây ra bởi nhiều nhiễu tương quan, chúng hay xảy ra trong từng chùm, cụm ký hiệu kế cận nhau. Sự lựa chọn của cấu trúc mã chống nhiễu phải dựa trên tính chất phân bố xác xuất sai nhầm trong kênh truyền. Hiện nay lý thuyết mã hóa phát triển rất nhanh, nhiều loại mã phát hiện và sủa sai được nghiên cứu như: mã hamming, mã chu kỳ, mã nhiều cấp. Trang 13
  14. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Chương 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUẠT BÀN BA SỐ 2_1 Nhiệm vụ đề tài Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, đ ặc biệt là trong lĩnh v ực điện tử đã góp phần nâng cao năng suất lao động, giảm nhẹ sức lao động chân tay cho con người và góp phần nâng cao đời sống vật chất cũng như tinh thần cho con người. Xuất phát từ nhu cầu phục vụ đời sống con người ngày càng tốt hơn, em quyết đ ịnh chọn đề tài điều khiển quạt từ xa. Trong thực tế thì vấn đề điều khiển các thiết bị từ xa cụ thể các thiết bị dân dụng đã được áp dụng nhưng chưa phổ biến, điểu khiển quạt cũng vậy. Một số nhiệm vụ khi thực hiện đề tài là: - Điều khiển quạt từ xa bằng Remote rất dễ cho người sử dụng. - Là cơ sở để cĩ thể được mọi người phát triển mạch nên cao hơn nữa đem ứng dụng vào đời sống phục vụ con người. - Quá trình thực hiện đề tài một phần giúp em củng c ố nắm v ững lý thuy ết, tạo cho mình cĩ được khả năng nhiên cứu độc lập. - Thấy được sự khác biệt giữa tính tóan trên lý thuyết và thực tế. 2_2 Sơ đồ khối: 2.2.1 Sơ đồ khối: Khối mạch Khối mạch động lựực và ộng l c và Khối Khối Động đ điiều khiểển đ ều khi n nguồn cơ AC thu động cơ Khối phát Sơ đồ khối có 4 khối chính: + Khối nguồn. . + Khối phát hồng ngoại. Trang 14
  15. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử + Khối thu hồng ngoại + Khối mạch điều khiển động cơ. 2.2.2 Nhiệm vụ của từng khối: . Nguyên lý hoạt động từng khối. + Khối nguồn: Có máy biến áp làm nhiệm vụ cung cấp nguồn cho 3 khối: khối thu và khối mạch động lực và điều khiển đông cơ và động cơ DC 12V. Máy biến áp lấy đầu vào (input) là nguồn điện AC220 V cho ở đầu ra mức điện áp phù hợp (5V hoặc 12V) cấp cho 2 khối còn lại. Có chức năng nhận tín hiệu từ mạch phát và cung cấp tín hiệu đầu vào (cung cấp tín hiệu vào chân 14 của IC 4017) dùng để điều chỉnh đóng mở các khóa bán dẫn làm quạt hoạt động theo yêu cầu của đề tài. + Khối phát hồng ngoại. Làm nhiệm vụ phát ra tín hiệu hồng ngoại để giúp mạch thu hoạt động.Có cấu tao sau: - Phím lệnh điều khiển: Các lệnh được thiết lập thơng qua bàn phím, mỗi l ệnh ứng với một phím tác động. Cấu tạo của bàn phím có thể là phím đơn hay phím ma trận. - Khối mã hoá: Biến đổi các lệnh điều khiển thành các bít nhị phân. Quá trình xử lý các lệnh điều khiển trên bàn phím thành lệnh dưới dạng các bit nhị phân được gọi là quá trình mã hoá. Có 4 phương pháp mã hoá tín hiệu như sau: - Biến điệu biên độ xung (P.A.M) - Biến điệu độ rộng xung (P.W.M ) - Biến điệu vị trí xung (P.P.M ) - Biến điệu mã xung (P.C.M ) Trong đó biến điệu mã xung được xử dụng nhiều nhất trong điều khiển xa dùng sóng hồng ngoại. Vì phương pháp này khá đơn giản dể thựchiện trong quá trình thiết kế thi công. - Khối điều chế: gắn sóng mang vào mã lệnh điều khiển và truyền đ ến phần khuếch đại phát. Trang 15
  16. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Khối dao động tạo sóng mang: Tạo ra sóng mang có tần số ổn định đem trộn với mã lệnh điều khiển rồi đưa đến khối khuếch đại phát. - Khối khuếch đại công suất: Khuếch đại và nâng công suất dòng tức thời cung cấp cho led phát hồng ngoại. - Khối tạo phím lệnh điều khiển: IC 9148 có khả năng tạo ra tổ hợp 18 phím lệnh từ ma trận 6×3 (được cấu hình sẳn bên trong IC) trong đó có 6 phím liên tục (1 ÷ 6) và 12 phím không liên tục (7 ÷ 18), nhưng do yêu cầu của đề tài ta chỉ c ần s ử s ụng 4 phím. - Khối mã hoá: Trong tín hiệu phát của mạch phát ra có 3 mã code đó là C1,C2,C3 đây là mã tín hi ệu cung cấp cho người dùng. IC PT2248 kết hợp với IC Pt2248 thì mã người dung có 3 lựa chọn sau đây: PT 2248 PT 2249 C2 C3 C2 C3 0 1 0 1 Bảng 3:Mã người dùng Đối với IC PT 2249: để C2=(1), C3=(1) ta mắc chân C2,C3 nối tiếp qua tụ 102 xuống mass. - Khối tạo xung: Để cho tần số dao động được ổn định và chính xác ta dùng thạch anh làm mạch dao động với tần số dao động là 455KHz. Nhưng do mỗi lần có một lệnh điều khiển tác động từ bàn phím thì tại các ngõ ra tương ứng của IC 9148 xuất hi ện một mã lệnh được cấu thành từ 12 bit (C1C2C3 K1K2K3K4K5K6 T1T2T3) nên tần số dao động tín hiệu phát đi xem như điqua mạch chia 12 tần số: -Do cấu tạo bên trong IC PT2248 có 1 cổng đảo dùng đ ể phối hợp với các linh kiện ngoài bằng thạch anh hoặc bằng mạch LC để tạo thành mạch dao động . Vì mạch LC khá cồng kềnh và độ ổn định không cao so vói thạch anh nên em đã quy ết Trang 16
  17. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử định chọn bộ dao động thạch anh Tần số dao động này sẽ kết hợp với tín hiệu phát làm thành phần sóng mang lan truyền trong không gian đến mạch thu. - Khối khuếch đại công suất phát: Để cường độ bức xạ của tia hồng ngoại ra môi trường mạnh thì dòng qua led phát phải đủ lớn nhưng không được vượt quá giá trị I(ledmax). Do đó tín hiệu sau khi xử lý sẽ cho qua bộ khuếch đại để nâng công suất lên đủ lớn phát xạ ra không gian. Để đơn giản ta dùng 2 transistor ghép Darlington với nhau. Vì ngõ ra của IC PT 2248 khi chưa có phím ấn là mức 1và khi có phím ấn là mức 0, do đó ta chọn Transistor A1015(PNP) Chọn nguồn Vdd=3V để cho phù hợp với việc thiết kế bộ nguồn 3V sử dụng 2 Pin AA× 1,5V. Ta có: + khối thu hồng ngoại Có chức năng nhận tín hiệu từ mạch phát và cung cấp tín hiệu đầu vào (cung cấp tín hiệu vào chân 14 của IC 4017) Khối thu: Có nhiệm vụ nhận và giải mã tín hiệu điều khiển thành lệnh điều khiển đ ể tác động đến khối chấp hành phía sau. Ta cung chia khối thu thành khối nhỏ như hình vẽ: LED THU KHUẾCH ĐẠI IC PT2248 LỆNH ĐIỀU KHIỂN - Khối thu (IC PT 2249): nhận tín hiệu từ bộ điều khiển thành lệnh điều khiển truyền đến và hoàn lại tín hiệu đã thu giống như tín hiệu phát đi ở khối phát. - Khối khuếch đại tín hiệu (IC PT2249): khuếch đại tín hiệu thu được sau đó đưa đến mạch tách sóng mang. - Khối giải mã: Nhiệm vụ của khối này rất quan trọng, nó thực hiện chuy ển đ ổi mã ngõ vào thành lệnh ngõ ra với khả năng chống nhiễu cao. - Led thu hồng ngoại: Để thu được tín hiệu hồng ngoại cần phải có cảm biến thu hồng ngoại hay led thu hồng ngoại. Có hai loại led thu hồng ngoại: loại có bộ khuếch đại được tích hợp bên trong led và loại không có bộ khuếch đại. Đối với loại không có bộ khuếch đại thì cự li thu ngắn, khoảng vài chục cm, trong khi đó loại thu có tích hợp bộ khuếch đại thu tín hiệu hồng ngoại từ vài mét đến vài chục mét. Trang 17
  18. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Ngoài ra led thu hồng ngoại này còn thu tốt những tín hiệu phản xạ do đó khi đi ều khiển không nhất thiết phải đặt led phát trực diện với led thu. Để cho phù hợp với yêu cầu của đề tài, ta chọn loại led thu đa năng hi ện có bán r ất nhiều trên thị trường. Nó co khả năng thu được tín hiệu ở cự li khoảng 20m, ít nhiễu tạp sóng. - IC PT2249: Chức năng các chân: • Chân 1: nối mass • Chân 2: ngõ vào tín hiệu thu sau khi loại bỏ sóng mang • Chân 3 đến chân 7 ( HP1 ÷ HP5): ngõ ra liên tục. • Chân 8 ÷ 12 ( SP1 ÷ SP5): ngõ ra không liên tục. • Chân 13,14(C2.C3): mã người sử dụng luôn trùng với C2,C3 của IC PT2248 ( theo bảng mã qui định của nhà sản xuất ). • Chân 15: nối với khung dao động RC. • Chân 16: Vdd 5V - Khối khuếch đại tách sóng: Để có được tín hiệu thu đủ lớn, ta sử dụng bộ khuếch đại dùng transistor ghép theo kiểu E chung kết hợp với bộ lọc RC nhằm loại sóng mang, phục hồi tín hiệu gốc. + khối điều khiển động cơ Có chức năng điều chỉnh động cơ. Nhận tín hiệu điều khiển để xử lý, tín hiệu đưa đến điều khiển có thể từ khối thu đưa tới ứng với trường hợp ta điều khiển từ xa. Hoặc từ nút nhấn, hai chế độ này hoạt động song song với nhau. Mổi ngõ ra của khối đều khiển được kết nối với từng cuộn dây của quạt thông qua khóa bán dẫn triac Trang 18
  19. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử 2_3.SƠ SỐ MẠCH Hì hình 4:Sơ đồ nguyên lý mạch phát hồng ngoại Trang 19
  20. Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Hình 5:Sơ đồ nguyên lý mạch thu hồng ngoại Hình 6:Sơ đồ mạch điều khiển 2._4 Nguyên lý hoạt động của mạch: Sau khi kết nối các ngõ ra của mạch với từng đầu cuộn dây của quạt tức là tương ứng với các số 1,2,3 ta cấp nguồn cho quạt đồng thời mạch điều khiển của ta cũng cấp điện. Ban đầu quạt không quay lý do tại thời điểm ban đ ầu các đầu khóa bán dẫn( các Triacs) đều bị khóa nên không dẫn. Như đã giới thiệu ở trên mạch phát hay còn gọi là bộ điều khiển bao gồm có 1 nút nhấn trong có thể chỉnh tắt mở và các số 1, 2 và 3 cho quat. Để hiểu rõ hơn ta có thể phân tích như sau: Khi ta nhấn nút ấn ở bộ phát thì lập tức bộ phát sẽ phát ra 1 tín hiêuj hồng ngoại. Lập tức mắt thu sẽ thu tín hiệu hồng ngoại đó và truyền cho IC 2249. Tại đây IC 2249 sẽ giải mã tín hiệu hồng ngoại thành tín hiệu điện. Và cấp tín hiệu điện cho khối điều khiển. Trang 20
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược