Xem mẫu

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 1 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ  Đồ án môn học : Điều khiển từ xa GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 2 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Mục lục LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1 MỤC LỤC .................................................................................................. 2 PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................ 3 PHẦN NỘI DUNG .................................................................................... 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN ............................................ 5 1.1. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH. ................... 5 1.2. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ................................................. 5 CHƯƠNG II: NỘI DUNG .................................................................. 15 2.1. SƠ ĐỒ KHỐI ........................................................................ 15 2.2. SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ .............................................. 19 2.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ......................... 20 PHẦN KẾT LUẬN ................................................................................... 24 LỜI CẢM ƠN ........................................................................................... 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 26 GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 3 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam ta ngày phát triển và giàu mạnh. Một trong những thay đổi đáng kể là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, để thay đổi nhanh chóng bộ mặt của đất nước Việt Nam như ngày hôm nay thì đã có nhiều đứa con Việt đã âm thầm, học tập, nghiên cứu trên mọi lĩnh vực. Nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành điện tử nói riêng. Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi để tiến kịp với trình độ của thế giới. Nhìn ra được điều đó Trường “ĐẠI HỌC TRÀ VINH” đã sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao. Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chung và bộ môn Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các đồ án môn học nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường, mặt khác tập cho sinh viên tự học, tự nghiên cứu, tập quen với học và làm việc nhóm để hoàn thiện tốt bản thân. Chính vì lẻ đó nhóm sinh viên chúng em đã bắt tay vào làm đồ án môn học thứ nhất. Đồ án môn học thứ nhất nhóm chúng em nghiên cứu và làm mạch “Điều khiển từ xa”. Mạch dùng để điều khiển các thiết bị ở xa mà không cần phải đến nhấn công tắt, đây cũng là sản phẩm đang thông dụng trên thị trường hiện nay, và được ưa chuộng rất nhiều. MỤC LỤ GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 4 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ PHẦN MỞ ĐẦU A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Chúng ta hiện nay đang sống trong một xã hội đang phát triển về mọi mặt: kinh tế, đời sống xã hội, văn hóa …chính vì vậy, chúng ta muốn thích nghi được thì phải không ngừng học tập và nghiên cứu. Sinh viên chúng em cũng vậy phải luôn học tập và hoàn thiện mình hơn. Khi kinh tế phát triển nhu cầu cuộc sống của con người cũng tăng theo. Nhận thấy được điều đó, nên ngành điện tử không ngừng phát triển để phục vụ con người tốt hơn, phát triển hơn là ngành điều khiển tự động. Chạy theo nhu cầu cuộc sống ngày càng hiện đại, nên nhóm chúng em đã tham khảo nhiều tài liệu và cuối cùng nhóm đã chọn đề tài “Mạch điều khiền không dây”. Nhằm giúp ích cho con người trong việc điều khển các thiết bị trong nhà nói riêng, cũng như các thiết bị trong công nghiệp nói chung mà con người không thể làm việc trực tiếp được. B. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI. Mục đích của mạch điều khiển không dây là điều khiển 4 thiết bị bật và tắt một cách độc lập với nhau mà không cần phải đi đến bật công tắt. Mạch có thể điều khiển từ xa, nhấn một lần thì bật nhấn lần nửa thì tắt chỉ bằng một remos nhỏ gọn tiện lợi cho người sử dụng. Một cách chính xác, hiệu quả không phải mất nhiều thời gian, sức lực. Yêu cầu của mạch điều khiển không dây là chạy một chính xác,ổn định, nhỏ gọn, dễ lắp đặt sửa chửa, dễ sử dụng, giá thành rẻ có thể sản xuất nhiều và sử dụng rộng rãi phù hợp mọi tầng lớp. Đặc biệt là điều khiển qua được các vật GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 5 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ cản như: tường nhà, bàn, ghế … Bán kính điều khiển ổn định khoảng 50  100 mét. C. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU. Dựa trên phương pháp nghiên cứu và phân tích các đặc tính chức năng của các linh kiện điện tử cơ bản, các IC và áp dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn để thiết kế nên một mạch điều khiển không dây hoạt động tốt và đúng với yêu cầu đã đề ra. Dựa trên tài liệu tìm được nghiên cứu cặp IC tương thích phát 2262 và thu 2272 dùng tần số cao trên 315 MHz. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 6 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 1.1. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH.  Điện trở.  Tụ điện.  Diode.  Transistor C1815.  Relay 5V.  IC 7432, 7805,7473, 2262,2272.  Led đơn hiển thị. 1.2. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ. 1.2.1Tụ điện: Hình dạng thực tế: Hình 1.1. Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện là hai bản cực bằng kim loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 7 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ hay chất điện môi cách điện có điện dung C. Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoay chiều đi qua, ngăn cản dòng điện một chiều. Khi tụ nạp điện thì tụ sẽ bắt đầu nạp điện từ điện áp là 0V tăng dần đến điện áp UDC theo hàm số mũ đối với thời gian t. Điện áp tức thời trên hai đầu tụ của tụ được tính theo công thức: Uc (t) = UDC(1-e-t/). Khi tụ xả điện thì điện áp trên tụ từ trị số VDC sẽ giảm dần đến 0V theo hàm số mũ đối với thời gian t. Điện áp trên hai đầu tụ khi xả được tình theo công thức: Uc (t)= UDC.e-t/ Trong đó: t: thời gian tụ nạp, đơn vị là giây (s). e = 2,71828  =RC (đơn vị là –s) Công thức tính điện dung của tụ: C = ε.S/d : là hằng số điện môi s: là điện tích bề mặt tụ m2 d: là bề giày chất điện môi 1.2.2. Điện trở: Hình dạng thực tế: GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 8 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 1.2. Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.Điện trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử. Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn. Công thức tính: R =ℓ/S hoặc R=U/I Trong đó : : là điện trở suất của vật liệu, m hay mm2/m S: là tiết diện của dây, m2 hay mm2 ℓ : là chiều dài của dây (m). R : điện trở, Ohm (). Điện trở có đơn vị tính là Ohm, viết tắt là . 1.2.3. Diode: Hình dạng thực tế : Hình 1.3. Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n được ghép với nhau. Diode thông dụng nhất là 1N4007, có chức năng dùng để đổi điện xoay chiều – thường là điện thế 50Hz đến 60Hz sang điện thế 1 chiều. Tùy lọai của Diode mà nó có thể chịu đựng được dòng từ vài trăm mA đến loại công GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 9 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ suất cao có thể chịu đựng đến vài trăm A. Diode chỉnh lưu chủ yếu là loại Silic. Hai đặc tính kỹ thuật cơ bản của Diode chỉnh lưu là dòng thuận tối đa và dòng ngược tối đa (điện áp đánh thủng). Hai đặc tính này sẽ do nhà sản xuất cho biết. 1.2.4. Led đơn : Led đơn là một dạng của Diode. Thông thường dòng điện đi qua vật dẫn điện sẽ sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Ở một số chất bán dẫn đặc biệt như (GaAs) khi có dòng điện đi qua thì có hiện tượng bức xạ quang (phát ra ánh sáng). Tùy theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau. Led có điện áp phân cực thuận cao hơn diode nắn điện nhưng điện áp phân cực ngược cực đại thường không cao. Phân cực thuận : VD = 1,4V – 1,8 V(led đỏ). VD = 2V – 2,5V (led vàng). VD= 2V – 2,8 V(led xanh lá). ID= 5mA – 20mA (thường chọn 10mA). Led thường được dùng trong các mạch trạng thái báo hiệu, chỉ thị trạng thái của mạch như báo nguồn, trạng thái thuận hay ngược… 1.2.5. Transistor : Hình dạng thực tế : GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 10 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 1.4. C1815 là Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n, trong đó miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi là miền thu (collecter). Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p, gọi là miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor. Đặc tính kỹ thuật của transistor : -Điện áp giới hạn : có 3 loại : BVCEO : điện áp đánh thủng giữa C và E khi cực B hở. BVCBO : điện áp đánh thủng giữa C và B khi cực E hở. BVEBO : điện áp đánh thủng giữa E và B khi cực C hở. -Dòng điện giới hạn : + Icmax là dòng điện tối đa ở cực C và Ibmax là dòng điện tối đa ở cực b. + Dòng tối đa đưa vào cực B là : 10mA. + Dòng tối đa đưa vào cực C là : 100mA. + Chức năng của transistor chủ yếu là khuyếch đại tín hiệu và đóng ngắt các mạch điện. -Công suất giới hạn : Khi có dòng điện qua transisor sẽ sinh ra 1 công suất nhiệt làm nóng transistor, công suất sinh ra được tính theo công thức : PT=IC.VCE GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 11 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Ký hiệu: Transistor loại NPN Hình 1.5. 1.2.6. Relay 5V: Đặc điểm: - Dòng chịu được 10 A. - Áp chịu được 250 VAC. - Độ nhạy cao. - Điện áp đánh thủng cao. - Hình dạng nhỏ gọn. - Được dùng làm công tắc đóng mở. 1.2.7. IC 7805: IC 7805 là IC ổn áp dương. Đối với IC này người ta dùng tụ thoát 0,33  F khi không cần thiết cho ổn định, có thể dùng tụ 0,1  F ở ngõ ra để cải thiện đáp ứng quá độ của ổn áp. Các tụ này phải đặt trên hay càng gần các IC ổn áp càng tốt. 1.2.8. IC 7473 IC 7473 là IC tích hợp được nối lại bằng 2 liplop J – K. Nguồn cấp 5  0.25v. Sơ đồ chân bên trong của IC 7473. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 12 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 1.6. Bảng sự thật. Ck J K Q 0 0 Q 0 1 1 1 0 0 1 1 Q 1: là mức cao. 0: là mức thấp. 1.2.9. IC 7432. IC 7432 la IC thuộc cổng logic OR. Nguồn cấp 5  0.25v. IC 7432 tích hợp 4 cổng OR. Sơ đồ chân bên trong của IC7432: GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 13 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 1.7. Bảng sự thật: A B Y=A+B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1.2.10. PT2262 PT 2262 có 2 loại chính : loại có 8 địa chỉ mã hóa , 4 địa chỉ dữ liệu và loại có 6 địa chỉ mã hóa và 6 địa chỉ dữ liệu. Mã hóa 12 bit 1 khung A0-->A7, D0-->D3. Nhưng ở đây ta dùng PT 2262 loại 8 địa chỉ mã hóa và 4 địa chỉ dữ liệu. Các linh kiện PT2262 đưa vào việt Nam chỉ có loại PT2262 với 8 địa chỉ mã hóa và 4 địa chỉ dữ liệu. Dùng dao động ngoài: đơn giản là chỉ cần lắp thêm 1 điện trở dao động vào chân 15 và chân 16 của PT2262. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 14 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ + Tín hiệu encoder được đưa ra ở chân 17 của PT2262, chân này thường ở mức 1 khi tín hiệu nghỉ và mức 0 khi tín hiệu hoạt động. Tín hiệu đưa ra gồm : sóng mang dao động < 700KHz với địa chỉ mã hóa và dữ liệu. + Tần số Sóng mang dao động được quyết định bởi R chân 15 và 16 và được tính bằng : f = R/12 . Ví dụ : mắc điện trở 470k vào chân 15 và 16 đầu ra chân 17 sẽ có 470/12 = khoảng 39khz ( cái này có thể làm điều khiển hoặc truyền dữ liệu bằng hồng ngoại với con PT2262). PT2262 có điện áp rộng : Có thể làm việc được từ 2,5V đến 15 V . Trong datasheet của nó là từ 4 V nhưng qua thời gian rất dài làm việc và nghiên cứu con này có thể khẳng định được về điện áp của nó làm việc rất thấp. 1.2.11. PT2272: - PT 2272: là con giải mã của PT2262 nó cũng có 8 địa chỉ giải mã tương ứng 4 dữ liệu ra, 1 chân báo hiệu mã đúng VT (chân 17). - Cách giải mã như sau : Chân 15 và 16 cũng cần một điện trở để làm dao động giải mã . Trong dải hồng ngoại hoặc dưới 100KHz có thể dùng R rất lớn hoặc không cần. Nhưng từ khoảng 100KHz dao động trở lên thì bắt buộc phải dùng R để tạo dao động cho PT2272. - Giá trị R của PT2272 sẽ bằng khoảng : ( Giá trị R của PT2262) chia cho 10  ví dụ : PT2262 mắc điện trở 8,2 megaom thì PT2272 sẽ mắc trở 820k GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 15 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ - Giải mã : các chân mã hóa của PT2262 ( chân 1 đến chân 8 ),nối thế nào thì các chân giải mã của PT2272 cũng phải nối tương tự như vậy. - Chân nào nối dương, chân nào nối âm, chân nào bỏ trống ... thì chân ( 1 đến 8 )của PT2272 hãy làm như thế . Khi truyền một mã đúng và giải mã đúng thì chân 17 của PT2272 sẽ có điện áp cao đưa ra , báo hiệu là đã đúng mã hóa. 4 chân dữ liệu có thể truyền song song, nối tiếp rất động lập. Hình dạng thực tế của IC PT2262/2272. Hình 1.8. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 16 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CHƯƠNG II: NỘI DUNG 2.1. SƠ ĐỒ KHỐI: KHỐI PHÁT KHỐI THU KHỐI NGUỒN KHỐI ĐIỀU KHIỂN KHỐI HIỂN THI KHỐI NGOẠI VI Chức năng và nhiệm vụ của từng khối: 2.1.1. Khối nguồn: tạo ra dòng điện và điện thế ổn định cung cấp an toàn cho cả mạch. Do dùng nguồn 12v nên ta dùng IC ổn áp 7805 để tạo nguồn 5v cung cấp cho mạch. J2 U3 LM7805 R6 1 1 3 NGUON RA 5V 2 VI VO GND 330 D6 NGUON VAO 12V C1 C2 LED BAO NGUON 470u 470u 2 GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 17 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 2.1 2.1.2. Khối phát: phát tín hiệu để cung cấp cho khối thu. Khối phát dùng IC 2262 tạo thành mạch phát tín hiệu bằng tần số cao. Hình 2.2. 2.1.3 Khối thu: dùng để thu tín hiệu từ khối phát, sau đó truyền cho khối điều khiển. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 18 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 2.3. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 19 KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 2.1.4. Khối điều khiển: dùng IC 7473 và IC 7432 để điều khiển tín hiệu ra như mong muốn. SW dùng để điều khiển bằng tay được nối với nguồn để kích lên mức cao. VCC U1A R1 D1 4 U2A 14 12 C1815 14 VC C 3 J Q 13 TIN HIEU VAO 1 K Q 3 1 R LED 2 CLK 2 GND Q1 J1 CLR 2 1 3 SW1 7432 LS1 1 7 11 7473 2 SW PUSHBUTTON RELAY 5 4 5 R2 KET NOI THIET BI R Hình 2.4. 2.1.5. Khối hiển thị: dùng để hiển thị tín hiệu ra, báo hiệu cho người sử dụng. D2 R3 TIN HIEU VAO 1 R D3 R4 LED TIN HIEU VAO 2 R D4 R5 LED TIN HIEU VAO 3 R D5 R7 LED TIN HIEU VAO 4 R LED Hình 2.5. 2.1.6. Khối ngoại vi: dùng để nối mạch với các thiết bị muốn điều khiển. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
  20. J1 D5 U2 VCC LM7805 R6 1 1 3 2 VI VO 330 D6 GND DIODE C1 C2 CON2 470u 470u LED 2 VCC J2 CON4 1 2 3 4 VCC 18 U1 VCC 1 17 2 A0 VT 16 VCC 3 A1 OSC1 15 R1 820k 4 A2 OSC2 14 5 A3 DIN 13 1 GVHD: TRẦN SONG TOÀN 6 A4 D0 12 7 A5 D1 11 VCC 1 2 SW5 A6 D2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH 8 10 GND A7 D3 SW4 R4 SW KEY -SPST U5C 2 SW KEY -SPST 100 10 9 9 VCC SC 2272L4 VCC 7432VCC SW2 1 2 7 14 R5 U5D VCC U4B 100 4 13 12 R3 SW KEY -SPST 2 U5B 7432 100 7 9 R9 5 4 SW1 10 J Q 8 7 14 7432 VCC K Q 330 8 VCC SW KEY -SPST 7 14 5 U3B 2.2. SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 4 CLK 1 R10 U3A 6 7 9 4 GND R8 CLR 10 J Q 8 330 Trang 20 VCC K Q 11 14 12 J Q 330 11 R2 U5A VCC 3 13 7473 5 VCC K Q CLK 6 100 D1 2 1 7432 1 6 GND CLK LED CLR 7 14 2 VCC GND CLR 11 R7 VCC 7473 D3 U4A D4 4 330 11 7473 LED 14 12 LED 2 1 3 3 J Q 13 2 J4 Q3 VCC 1 3 VCC K Q 3 1R1001 LS1 Q4 1 VCC LS4 1 1R1001 CLK 2 RELAY 5 RELAY 5 4 5 2 D2 Q2 GND CLR 4 5 1R1001 LED J3 CON2 2 1 3 11 7473 2 1 3 1 LS3 LS2 2 RELAY 5 2 1 RELAY 5 4 5 Q1 4 5 1R1001 CON2 J5 2 1 CON2 J6 CON2 NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
nguon tai.lieu . vn