1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Đồ án môn học: Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số lượt người ra vào cửa siêu thị

Đồ án môn học: Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số lượt người ra vào cửa siêu thị

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi tối ưu với những trang thiết bị hiện đại phục vụ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢT NGƯỜI RA VÀO CỬA SIÊU THỊ Giảng viên hướng dẫn : Phạm Ngọc Thắng Chức vụ : Giảng viên Đơn vị : Khoa Đ-ĐT Nhóm Sinh viên thực hiện : 1. Phạm Văn Thắ

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

Số trang 37

Ngày tạo 8/29/2018 8:57:29 PM +00:00

Loại tệp DOC

Kích thước

Tên tệp

Tải Đồ án môn học: Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số ... (.docx) Tải Đồ án môn học: Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢT NGƯỜI RA VÀO CỬA SIÊU THỊ Giảng viên hướng dẫn : Phạm Ngọc Thắng Chức vụ : Giảng viên Đơn vị : Khoa Đ-ĐT Nhóm Sinh viên thực hiện : 1. Phạm Văn Thắng 2. Chu Thị Thuận 3. Đỗ Thế Anh Đơn vị : ĐTK7.2 GVHD: Phạm Ngọc Thắng 1
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢT NGƯỜI RA VÀO CỬA SIÊU THỊ Giảng viên hướng dẫn : Phạm Ngọc Thắng Chức danh khoa học : Tiến sĩ Chức vụ : Trưởng bộ môn- Giảng viên Đơn vị : Khoa Đ-ĐT Nhóm Sinh viên thực hiện : 1. Phạm Văn Thắng 2. Chu Thị Thuận 3. Đỗ Thế Anh Đơn vị : ĐTK7.2 NhËn xÐt, ®¸nh gi¸ cña c¸n bé híng dÉn GVHD: Phạm Ngọc Thắng 2
  3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. Hưng Yên, Ngày…Tháng...Năm 2010 Giảng viên hướng dẫn GVHD: Phạm Ngọc Thắng 3
  4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN MỤC LỤC MỤC LỤC....................................................................................................................4 LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................. 4 NỘI DUNG.................................................................................................................. 6 Chương I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................................6 1. Xây dựng sơ đồ khối của toàn mạch......................................................................6 2.1. Khối nguồn.......................................................................................................... 6 Chương II: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM SỐ NGƯỜI RA VÀO CỬA SIÊU THỊ....................................................................................................................15 1.1. Khối nguồn......................................................................................................... 15 2. Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động của toàn mạch.................................. 20 3. Yêu cầu đồ án........................................................................................................ 22 KẾT LUẬN.................................................................................................................23 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 24 PHỤ LỤC............................................................................... 25 1. IC7805.................................................................................................................... 25 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi tối ưu với những trang thiết bị hiện đại ph ục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử đã góp phần không nh ỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó sự tích hợp các mạch điện – điện tử ngày càng trở nên thiết yếu khi mà công ngh ệ ngày càng phát triển hơn tiến tới thời đại của vi xứ lý vi mạch nh ững mạch cồng kềnh chiếm nhiều diện tích đã bị loại bỏ dần thay vào dó là các mạc siêu nhỏ gọn gàng hơn đang đươc ưa chuộng. Nh ững thành tựu của nó đã có thể biến được những cái tưởng chừng như không thể thành những cái có thể, góp phần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho con người. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 4
  5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Trong đó có ngành “Kĩ thuật số” có vai trò rất quan trọng và việc áp dụng điều khiển bằng số trong công nghệ hiện đại. Kĩ thuật số ra đời đã và đang làm nên một cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vực của đời sống hiện đại từ chiếc nồi cơm điện, máy gi ặt, máy điện thoại… đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ thông tin , … Những ứng dụng của nó trong sản xuất của các công ty l ớn nh ỏ là không thể kể hết. Xuất phát từ thực tế tại các nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động. Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công. Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao. Đối với các n ơi có nhiều dịch vụ tiện ích cho con người như các siêu thị, cửa hàng...cần quản lý số lượng người ra vào để biết được tình hình kinh doanh của siêu thị hoặc cửa hàng đó. Vậy nên chúng em quy ết định thiết kế một mạch đếm người vì nó rất phù hợp với thực tế và nó thật sự rất có ý nghĩa đối với chúng em vì đã làm được một ph ần nhỏ đóng góp cho xã hội. Nhận thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của mạch đếm số lượt người ra vào cửa siêu thị. Chúng em đã nghiên cứu và thiết kế d ưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy: Phạm Ngọc Thắng, giảng viên khoa điện–điện tử. Vì kiến thức, kinh nghiệm của chúng em còn hạn ch ế GVHD: Phạm Ngọc Thắng 5
  6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN nên đồ án không tránh được sai sót. Chúng em rất mong sự đánh giá của quý thầy cô và bạn bè, để đồ án được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn ! NỘI DUNG Chương I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Xây dựng sơ đồ khối của toàn mạch Hình 1.1: Sơ đồ khối của toàn mạch 2. Nguyên tắc hoạt động của các khối 2.1. Khối nguồn Bộ nguồn cung cấp cho toàn mạch ở đây ta dùng nguồn một chiều một vài trăm ôm để tránh cháy đèn led hoặc ta cung cấp nguồn 3,5V thì ta đưa điện áp trực tiếp vào led. Nguồn ta dùng ở đây ta cần độ ổn định cao để mạch đếm chạy một cách chính xác, nếu ta dùng nguồn không ổn định ví dụ như pin thì hoạt động bị gián đoạn. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 6
  7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Bộ 5V và 3V- 4.5V cho súng laser, khi ta đưa vào led 7 thanh ta phải đưa qua điện trở nhỏ khoảng 1 kilôm. Mạch yêu cầu dùng dòng 1 chiều, điện áp 5V nên khối nguồn này ta dùng máy biến áp, cầu chỉnh lưu, và IC7805 có tác dụng ổn định điện áp ra 5V. 2.1.1. Khối hạ áp Ở đây chúng ta biến đổi điện áp lưới 220VAC-50Hz xuống còn 24VAC - 3A. Mục đích là cấp đầy vào cho bộ biến đổi và b ộ lọc đ ể có điện áp một chiều mong muốn. 2.1.2. Khối chỉnh lưu Thành phần chỉnh lưu là biến đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu 1 chiều thông qua 4 con diode ch ỉnh lưu. Đây là s ơ đ ồ ch ỉnh l ưu cả chu kì với dạng sóng đầu vào và đầu ra sau chỉnh lưu như sau: Hình 1.2 : Điện áp sau chỉnh lưu. Dạng điện áp sau chỉnh lưu nó vẫn còn các sóng nhấp nhô như ngọn núi và dạng điện áp này vẫn được coi là điện áp 1 chiều nhưng chưa ổn định. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 7
  8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 2.1.3. Khối lọc Có nhiệm vụ san bằng điện áp một chiều đập mạch U3 thành - điện áp một chiều U4 ít nhấp nhô hơn. Tụ có điện dung càng lớn thì điện áp ở đầu ra càng bằng phẳng. - Hình 1.3: Điện áp sau khi được lọc bằng tụ điện. Tụ gốm có tác dụng lọc xung đột biến . - 2.1.4. Khối ổn áp Dòng họ 78xx cho ra nhiều loại ổn áp điện khác nhau: như 7805 - ổn áp 5V. Điện áp đầu vào của họ 78xx là điện áp 1 chiều và max
  9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 2.2. Khối tạo tín hiệu Có nhiệm vụ nhận biết tín hiệu,mã hoá tín hiệu thành tín hiệu xung. 2.2.1. Nguyên tắc phát Sơ đồ khối  Hình 1.4: Sơ đồ khối phát. Giải thích  Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người s ử dụng b ấm - vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình , mổĩ phím chức năng tương ứng với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã l ệnh nh ị phân có th ể là 4 bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít. Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím ch ức năng thì - dồng thời khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit. Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối ti ếp: Mã - nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định GVHD: Phạm Ngọc Thắng 9
  10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuy ển đổi đủ số bit của một mã lệnh. Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng n ối ti ếp s ẽ - được đưa qua mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn , nghĩa là tăng cự ly phát. Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá - trị bit =’1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng th ời gian T c ủa bit đó . Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng . Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = ‘0’. 2.2.2. Nguyên tắc thu Sơ đồ khối  Hình 1.5: Sơ đồ khối thu. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 10
  11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Giải thích  Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ ph ần phát đ ược ti ếp nh ận - bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác. Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hi ệu - nhận rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh. Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã - lệnh được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch điều khiển. Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động - bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng b ộ , đ ảm b ảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính x. 2.3. Khối mã hóa Khái niệm mã hóa:  Nói một cách khái quát, mã hóa là dùng văn tự, ký hiệu hay mã - hóa để biểu thị một đối tượng xác định. Ví dụ như đặt tên cho trẻ sơ sinh, các thí sinh tham gia các môn thì có một số báo danh để thay thế. văn tự và hệ đếm thập phân không tiện dùng cho m ạch s ố. mã hóa nhị phân là quá trình dùng mã hóa nhị phân để biểu thị đối tượng sẽ đến( đối tượng này là tín hiệu). Biểu th ị số lượng nhi ều thì tăng số bit Binary digital. mã nhị phân có n bit thì có 2 n trạng thái, có thể biểu thị được 2n tín hiệu. Vậy để mã hóa n tín hiệu cần sử dụng n bit, theo công thức 2n >=n. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 11
  12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Bộ mã hóa là mạch điện thực hiện thao tác mã hóa. căn cứ vào - yêu cầu, đặc điểm khác nhau của tín hiệu được mã hóa, chúng ta có các mã hóa khác nhau: bộ mã hóa nhị phân, bộ mã hóa nhị thập phân, bộ mã hóa ưu tiên... 2.4. Khối giải mã Giải mã là quá trình phiên dịch hàm ý đã gán cho mã, m ạch đi ện  thực hiện việc giải mã được gọi là bộ giải mã. Sơ đồ khối  Hình 1.6: Sơ đồ khối giải mã. Nguyên lý hoạt động của khối giải mã  Bộ đếm gồm các IC đếm có chức năng đếm số. Mỗi khi có - xung CLK tác động vào bộ đếm sẽ nhảy số. Thông qua bộ đếm sẽ tạo địa chỉ đưa vào bộ giải mã hiển thị - led. 2.5. Khối hiển thị - Led 7 thanh Đèn chỉ thị 7 đoạn gồm 7 diode phát quang (LED: Light Emission - Diode) hay 7 chỉ thị tinh thể lỏng (LCD: Liquid Crystal Display).Mỗi bit được thể hiện bằng một đoạn sáng a, hoặc b, hoặc c... đến g. Có hai loại chỉ thị 7 đoạn: Anot chung và Catot chung. - GVHD: Phạm Ngọc Thắng 12
  13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Nhờ 7 đoạn sáng này ta có được 10 số thập phân từ 0 đến 9. - - Hình 1.7 : Cấu tạo led 7 thanh. Hình 1.8. Sơ đồ nối chân giữa khối giải mã và khối hiển thị. Giải mã BCD ra mã 7 đoạn:  Khi bộ hiển thị LED 7 đoạn được sử dụng rộng rãi, 1 con IC - với tên là "Bộ giải mã BCD sang 7 đoạn" được phát triển nhằm đơn giản hóa việc sử dụng led 7 đoạn. Dữ liệu định dạng ki ểu nh ị phân sau khi được IC sử lý sẽ được hiển thị chính xác lên màn hình b ằng dạng số tương ứng (0-9). GVHD: Phạm Ngọc Thắng 13
  14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Mặc dù IC này hoạt động không cần chốt, nhưng IC trong - trường hợp này có sẵn chốt 4-bit (được sử dụng cho ví dụ sau). Ở ví dụ này chốt được thiết lập sao cho dữ liệu nhập vào có thể truyền thông suốt qua bộ giải mã. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 14
  15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Chương II: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM SỐ NGƯỜI RA VÀO CỬA SIÊU THỊ 1. Sơ đồ nguyên lý của mỗi khối và tính toán chọn lọc linh kiện 1.1. Khối nguồn Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của mạch nguồn. Tính toán chọn linh kiện  Máy biến áp - Yêu cầu đề bài điện áp ra ổn định tối đa là 12VDC, mà điện áp đầu vào 220VAC nên ta có thể sử dụng máy biến áp: 220VAC- 24VAC-3A hoặc 220VAC-12VAC-1A....Trong đề tài này chúng em chọn 220VAC-24VAC-3A vì sẵn có trong bộ linh kiện của chúng em. Cầu chỉnh lưu - Các IC ổn áp trong mạch nguồn này có I Ra tối đa là 1A nên lựa chọn diode 1N4007 hoặc 1N4004 vì I Thuận của diode này không được lớn hơn 1A. Trong đề tài này chúng em lựa chọn diode 1N4007. Tụ lọc - Tụ có điện dung lớn để san phẳng điện áp để làm giảm độ gợn sóng. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 15
  16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Trong đồ án này chúng em chọn tụ 2200 µF để san phẳng điện áp. Tụ lọc cao tần là tụ gốm 104 vì tụ này có tần số lọc lớn. Chứng minh bởi công thức: f= 1/(2π .Xc .C) IC ổn áp - Có hai loại linh kiện ổn áp họ 78XX và 79XX. Họ 78xx là họ cho ổn định điện áp đầu ra là dương. Còn xx là trị điện áp đầu ra như 5V, 8V… giá Họ 79xx là họ ổn định điện áp đầu ra là âm. Còn xx là giá tr ị điện áp đầu ra như : -5V,-8V… Đồ án này cần điện áp 5V nên ta sử dụng IC7805 (Xem ph ụ l ục 1-Trang 24). 1.2. Khối thu phát tín hiệu Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của mạch thu phát. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 16
  17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Lựa chọn linh kiện  Led phát-thu có hai loại: 2 chân và 3 chân. Trong đ ồ án này ta s ử - dụng loại 2 chân vì giá thành rẻ mà vẫn hiệu qu ả. Led phát màu trắng, led thu màu đen. Sử dụng con tranzitor NPN như 1 khóa điện tử để đưa tín hiệu - cho IC7414. 1.3. Khối đếm hiển thị Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý của mạch đếm hiển thị. Lựa chọn linh kiện:  Cổng NOT là cổng logic có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra là y= . - Kí hiệu: - GVHD: Phạm Ngọc Thắng 17
  18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Có nhiều IC cấu tạo của nó tích hợp nhiều cổng NOT như IC7404, IC7413, IC7414…Đồ án này ta sử dụng IC7414 (Xem ph ụ lục 2-Trang 26). IC mã hóa - đếm - Có nhiều loại IC dùng để mã hóa như: IC74192, IC74193,… Trong đồ án này ta sử dụng IC74192. (Xem phụ lục 3-Trang 28). IC giải mã - Các IC hỗ trợ đếm, giải mã led 7 thanh như CD4511, 74HC47, 74HC48. Trong mạch này ta dùng IC 7447 để giải mã. (Xem ph ụ lục 4-Trang 33). Led hiển thị - Trong các thiết bị, để hiển thị trạng thái hoạt động của các thi ết bị đó cho người sử dụng với các dãy số là đơn thuần người ta sử dụng Led 7 đoạn để hiển thị. Vậy để hiển thị từ 0 đến 99 số người đi ra vào cửa siêu thị ta sử dụng 2 con led 7 đoạn. GVHD: Phạm Ngọc Thắng 18
  19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN GVHD: Phạm Ngọc Thắng 19
  20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 2. Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động của toàn mạch 2.1. Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch GVHD: Phạm Ngọc Thắng 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