Mạch led nháy theo nhạc

Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc Mạch led nháy theo nhạc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÀI TẬP LỚN NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG ĐỀ TÀI: MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC Nhóm thực hiệ n: Nhóm Nguyễn Thế Nam 20132688 KSTN-ĐTVT-K58 Hoàng Tuấn Linh 20132263 KSTN-ĐTVT-K58 Phạm Huy Hù ng 20131906 KSTN-ĐTVT-K58 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Ng ọc Nam Hà N ội, tháng 12/2014 LỜI M Ở ĐẦU Trong đời sống công nghệ đại ngày ngành kỹ thuật Điện, Điện tử ngành kỹ thuật mũi nhọn, đại, ứng dụng r ộ ng rãi lĩnh vực sản xuất đời s ống đòn bẩy giúp ngành khoa học kĩ thuật khác phát tri ển Việc đại hoá suất lao động thi ết bị điện t ự độ ng nhu c ầu cấp thiết Do yêu cầu máy móc cần phải gọn nhẹ hơn, linh động hơn, uyển chuyển hơn, thông minh tiết kiệm điện Vì vậy, ngành Cơng nghệ kỹ thuật Điện, Điện tử ngày đóng vai trị quan trọng sản xuất đời sống Là sinh viên ngành điện tử viễn thơng, để nâng cao tính thực hành khả vận dụng kiến thức học vào thực tế vi ệc tìm tịi, tự nghiên cứu thi ết kế mạch điện tử điề u tất yếu sinh viên Để giúp cho vi ệc tự tìm hi ểu đưa sinh viên đến gần với công nghệ điển t ử, môn nhập môn điện tử viễn thông đời giúp cho sinh viên chúng em làm quen dễ dàng tạo động lực mạnh mẽ giúp cho chúng em nâng cao hứng thú việc họ c tập Với vốn ki ến thức tiếp thu t môn thực tập hướng dẫn tận tình thầy Phạm Ngọc Nam c ộng thêm tìm hiểu ki ến thức qua mạng, nhóm chúng em xin đưa đề tài : “MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC” Mục tiêu đề tài kết hợp gi ữa IC AN6884 với IC 89S52 tạo thành hệ thống mạch led nháy theo nhạc với nguồn nhạc lấy t hệ thống bên ngồi Trong q trình thực khơng thể tránh khỏi sai sót định, mong nhận phê bình đóng góp thầy giáo để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện, anh chị khóa trước đặc bi ệt thầy Phạm Ngọc Nam hướng dẫn giúp đỡ chúng em rât tận tình trình hồn thành đề tài Tóm tắt đề tài Đề tài đồ án Mạch led nháy theo nhạc 24 kênh s dụng IC 89S52 IC AN6884 Trong đề tài này, chúng tơi trình bày quy trình chế tạo Mạch led nháy theo nhạc theo quy trình thiết kế kỹ thuật gồm bước Summary of Project The subject of project is LED vu meter circuit 24 chanels use IC 89S52 and IC AN6884 In the project, we present fabrication process of LED vu meter in accordance with engineering design consists of steps MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Tóm tắt đề tài .4 Phần I Xác định ý tưởng ứ ng d ụ ng sản phẩm 1.1 Xác định ý tưởng 1.2 Ứng dụng Phần Mô t ả sản ph ẩm 12 2.1 Yêu cầu chức 12 2.2 Yêu cầu phi chức 12 Phần Kế hoạch th ực hi ện 13 Phần Thi ết kế sơ đồ khối 18 Phần Thi ết kế sơ đồ chi ti ết khối lự a chọn phương án tối ưu 19 5.1 Khối nguồn 19 5.1.1 Lựa chọn phương án tối ưu 19 5.1.2 Nguyên lý ho ạt độ ng: 20 5.2 Khối tín hi ệ u vào 21 5.3 Khối điều ển 23 5.4 Khối hiển thị 25 5.4.1 Lựa chọn phương án tối ưu 25 5.4.2 Nguyên lý ho ạt động 27 Phần Mô 28 6.1 Mô Proteus 28 6.2 Mô breadboard 30 6.2.1 Linh ki ện s d ụng 30 6.2.2 Quy trình ki ểm tra breadboard 32 Phần Chế t ạo mạch 33 7.1 Thiết kế mạch in 33 7.2 Hàn mạch 34 7.3 Quy trình ki ểm tra mạch in 34 7.3.1 Ki ểm tra m ạch in trước hàn 34 7.3.2 Ki ểm tra sau hàn linh ki ện 34 Chương Bàn giao, bảo hành, bảo dưỡng 37 8.1 Bàn giao 37 8.2 Bảo hành 37 8.3 Bảo dưỡng 37 KẾT LU ẬN 38 TÀI LIỆU THAM KH ẢO 39 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Ứ ng dụng qn bar, cafe… 10 Hình 1.2: Ứ ng dụng phịng nghe nhạc gia đình 10 Hình 1.3: Led nháy theo nhạc tích h ợp loa 11 Hình 1.4: Led nháy theo nhạc tích h ợp âm hi ện đại 11 Hình 4.1: Sơ đồ khối mạch 18 Hình 5.1: L ự a chọ n nguồ n s dụ ng cho s ản phẩm 19 Hình 5.2: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 20 Hình 5.3: Sơ đồ chi ti ết khối nguồn 20 Hình 5.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động khối tín hi ệu vào 21 Hình 5.5: IC AN6884 21 Hình 5.6: Jack audio 3.5 mm 21 Hình 5.7: Sơ đồ chi ti ết khối tín hiệu vào 22 Hình 5.8:Sơ đồ nguyên lý khối điề u khiển 23 Hình 5.9: IC 89S52 23 Hình 5.10: Sơ đồ chi ti ết khối điều ển 24 Hình 5.11: Các lo ại LED lự a chọ n cho khối hi ển thị 25 Hình 5.12: Sơ đồ nguyên lý khố i hiể n thị 26 Hình 5.13: Sơ đồ chi tiết khối hi ển thị 26 Hinh 6.1: Hiệu ứ ng nháy có led chạy lên xuống 27 Hình 6.2: Hiệu ứ ng led nháy cách 28 Hình 6.3: Hiệu ứ ng nháy theo c ụm led 28 Hình 6.4: Hiệu ứ ng nháy theo d ải led 29 Hình 6.5: Mơ breadboard 30 Hình 6: Quy trình ki ểm tra m ạch breadboard 31 Hình 7.1: Mạch in 2D 32 Hình 7.2: m ạch in 3D 32 Hình 7.3: Mặt trước mạch sau hàn linh kiện 34 Hình 7.4: Mặt sau c ủ a m ạch sau hàn linh ki ện 34 Hình 7.5: Quy trình ki ểm tra m ạch in 35 DANH MỤC B ẢNG BIỂU Bảng 3.1: B ảng kế hoạch chung 13 Bảng 3.2 Bảng phân tích nhân l ực 14 Bảng 3.3: B ảng phân tích cơng vi ệc 15 Bảng 5.1: So sánh nguồn laptop nguồn adapter 20 Bảng 5.2: Đánh giá loại led 25 Bảng 6.1: Linh ki ện sử d ụng 29 Phần I Xác định ý tưởng ứng dụng sản phẩm 1.1 Xác định ý tưởng Xuất phát t câu hỏi: “Mọi người thường làm vào lúc rảnh rỗi?” chúng tơi tìm ý tưởng cho Project Để trả lời cho câu hỏ i trên, với đa số sinh viên Bách Khoa s ẽ r ất dễ dàng nhận câu trả lời: đá bóng, chơi game, lướt web, tụ tập bạn bè hay đơn giản nghe nhạc Mỗi có s ự l ựa chọn cho riêng Nhưng theo suy nghĩ chủ quan chúng tơi số đông người đã, tiếp tục nghe nhạc rảnh r ỗi Bởi âm nhạc có tác dụng t ốt với sống người, giúp người ngủ ngon hơn, ổn định thần kinh, giảm stress làm vi ệc t ốt nhà văn Sô-xta-cô-vits viết: “Âm nhạc nâng người lên, làm người cao quí hơn, củng cố phẩm chất, củng cố niềm tin vào s ức mạnh bên b ản thân, vào s ứ mệnh lớn lao mình”…Và s ẽ hồn hảo nhiều kết hợp âm nhạc với ánh sáng Chính mà nhóm chúng tơi có ý tưởng làm mạch led nháy theo nhạc để giúp có phút giây nghe nhạc vui vẻ thú vị 1.2 Ứng dụng Ứng dụng mạch led nháy theo nhạc đa dạng:  Mạch led nháy theo nhạc trang trí cho quán bar, quán cafe… giúp cho khônggian quán đẹp hơn, sống động hơn, thú hút khách hàng  Làm đẹp khơng gian phịng nhạc gia đình  Tích hợp vào s ản phẩm nghe nhạc loa, amply… Hình 1.1:Ứng dụng quán bar, cafe… Hình 1.2: Ứng dụng phịng nghe nhạc gia đình 10 Hình 1.3 : Led nháy theo nhạc tích hợp loa Hình 1.4: Led nháy theo nhạc tích hợp giàn âm hi ện đại 11 - Tín hi ệu t transistor đưa vào chân 1,2,3,4,5 vi điều khiển 89S52 để xử lý - Hai trở treo vào Port Port vi điều khiển 89S52 Các trở giúp hạn dòng để bảo vệ IC 89S52 - Tạo tần s ố hoạt động cho vi điều khiển dùng thạch anh 12MHz đưa vào chân 18 19 - Dương nguồn cấp vào chân 40 cịn âm ngn nố i với chân 20 vi điều khiển - 24 chân Port 0,2, c vi điều khiền đưa tín hiệu điều khiển led khối hiển thị 5.4 Khối hiển thị 5.4.1 Lựa chọn phương án tối ưu Để tạo tính thẩm mĩ cho sản phẩm vi ệc chọn lựa led cho mạch công việc mang tính định Có phương án lựa chọn s dụng led đục, led siêu sáng led phủ màu a) Led đục b)Led ph ủ màu c) Led siêu sáng Hình 5.11: Các loại LED l ựa chọn cho khối hiển thị 25 Bảng 5.2: Đánh giá loại led Giá ti ền Điện áp Dòng điện Thẩm mĩ Led đục 350vnđ 3v 20mA Đẹp Led siêu sáng 1000vnđ 3.5v 20mA Sáng đẹp Led phủ màu 300vnđ 2.5v 20mA Trung bình Để phù hợp với yêu cầu thẩm mĩ khả kinh tế nhóm định lựa chọn Led đục 26 5.4.2 Nguyên lý hoạt động Hệ thống hiển thị (gồm 24 led) Bộ nhận tín hiệu từ khối điều khiển Hệ thống điều khiển hiệu ứng tay( biến trở) Hình 5.12 : Sơ đồ nguyên lý khối hi ển thị Khối hi ển thị gồm 24 led nhận tín hi ệu t khối điều khiển Các led bố trí thành dải Khi nhận tín hiệu thay đổi từ biển tr s ẽ có cách nháy khác tùy thuộc vào giá tr ị c biển tr mà ta điều chỉnh Theo ta có số cách nháy led sau: Nháy cách led Nháy hai đầu Nháy theo cụm led Nháy theo dải led Điện tr treo trước led hạn dòng để bảo vệ led Hình 5.13 : Sơ đồ chi ti ết khối hi ển thị (Mô phỏ ng phần mềm Altiym Designner) 27 Phần Mô Phần trình bày bướ c mơ m ạch trướ c thiết kế m ạch in & hoàn thành s ản ph ẩm Các bướ c mô ph ỏ ng bao g m mô ph ỏ ng Proteus mô breadboard Trước mô breadboard ph ần th ố ng kê & mua linh ki ệ n Ph ần mô ph ỏ ng breadboard có quy trình ki ể m tra riêng 6.1 Mơ Proteus Sau hồn thành vi ệc thiết kế chi tiết t ừng khối s ẽ mô mạch proteus Đây công việc giúp chung nhận sai lầm thiết kế s ửa lại chúng Hình 6.1: Hiệu ứng nháy có led chạy lên xuống 28 Hình 6.2: Hiệu ứng led nháy cách Hình 6.3: Hiệu ứng nháy theo cụm led 29 Hình 6.4: Hiệu ứng nháy theo dải led 6.2 Mô breadboard 6.2.1 Linh ki ện s dụng Trước mơ ta phải mua đầy đủ linh kiện c ần s dụng mạch Tốt nên mua thừa linh ki ện để đề phòng trường hợp linh ki ện bị hỏng cịn có linh kiện để thay Bảng 6.1: Linh ki ện sử dụng STT Tên linh ki ện IC 89S52 IC AN6884 IC LM7805 Tụ 470uF Tụ 1000uF Tụ 2.2uF Tụ 10uF Số lượng 2 5 5 Đơn vị Con Con Con Con Con Con Con 30 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tụ gốm 104 Tụ gốm 33p Thạch anh 12Mhz Transistor A1015 Nút bấm Trở 220 Trở 1k Trở 10k Diode 1N4007 Led đục phi màu xanh dương Biến trở volume 10k Jumper Trở A103 Đế IC 40 chân Jack DC Dây nối Adapter 12V-1A Cổng chuyển jack 3.5 sang jack 3.5 Thiếc hàn Nhựa thông 5 10 1 50 2 1 Con Con Con Con Cái Túi Túi Túi Con Con Con Thanh Con Cái Cái Mét Cái Cái Túi Túi Sau mô mạch thành công phần mềm proteus ho ặc phần mềm tương đương tiến hành lắp ráp linh kiện theo sơ đồ nguyên lý bảng breadboard Hình 6.5: Mơ breadboard 31 6.2.2 Quy trình ki ểm tra breadboard Trong trình cắm linh kiện để đảm bảo khơng có sai sót cần phải thực hi ện theo quy trình với bước sau: Đo nóng (Đo mạch chế độ hoạt động) Mua linh kiện Kiểm tra giá trị linh kiện Sai Hiệu chỉnh Đúng Lắp linh kiên theo sơ đồ nguyên lý Kết nối nguồn Không chạy Mạch chạy Đo nguội (Kiểm tra lại giá trị linh kiện) Thành cơng Hình 6.6 : Quy trình ki ểm tra mạch breadboard 32 Phần Chế tạo mạch Phần trình bày bước thi ế t k ế mạch in, hàn m ạch hồn chỉnh & song song với quy trình kiể m tra m ạch in trướ c-sau hàn 7.1 Thiết kế mạch in Thiết kế mạch in mộ t l ớp Altium designer Đổ đồng chung với đường GND Khoảng cách dây nối 15mil ( 1mil = 0.0254 mm), kho ảng cách l ớp đổ đồng dây nối 15mil Hình 1: Mạch in 2D Hình 7.2: mạch in 3D 33 7.2 Hàn mạch Sau có đầy đủ linh kiện hàn mạch Trong trình hàn mạch phải tuân thủ s ố nguyên t ắc sau: - Phải dùng nhựa thông trình hàn - Khơng để thiếc hàn rơi mạch in, gây chập cháy mạch - Khơng để mỏ hàn lâu chân linh kiện khiến cho kinh kiện bi hỏng - Hạn chế tối đa việc hàn hàn lại mốt hàn, làm cho hỏng mạch in 7.3 Quy trình kiể m tra mạch in 7.3.1 Ki ểm tra mạch in trước hàn Trước hàn linh kiên lên mạch in ta phải ki ểm tra mạch in Quy trình ki ểm tra mạch in sau: - Trước tiên, kiểm tra mắt thường xem mạch in có với mạch in thi ết kế khơng ? - Kiểm tra mắt xem có chân linh ki ện bị nối chung với GND thông qua lớp đổ đồng không ( trường hợp dễ xảy để khoảng cách lớp đổ đồng với dây nối bé ho ặc sở làm mạch in không tốt) - Kiểm tra đồng hồ đo xem dây nối có bị đứt không cách đo thông mạch đặt đầu que đo đồng hồ vào đầu dây nối - Kiểm tra dây nguồn GND xem chung có bị nối tắt khồng đồng hồ, tránh tình trạng bị nối tắt dẫn đến dịng q l ớn làm hỏng adapter - Sửa tất lỗi gặp phải trình kiềm tra 7.3.2 Kiểm tra sau hàn linh ki ện Sau hàn linh ki ện phải kiểm tra nguội trước c ấp nguồn cho mạch để tránh cháy chập Kiểm tra mạch sau hàn gồm bước: - Quan sát mắt thường xem có mối hàn bị chờm sang dây khác không, đặc bi ệt mố i hàn chân IC 89S52 34 - Dùng đồng hồ đo thông mạch, chập mạch Đặt que đo đồng hồ t ại chân linh kiện đc nối với xem có thơng mạch khơng Đặt que đo đồng hồ chân linh kiện không nối với xem chúng có bị nối với hàn mạch không - Kiểm tra dây nguồn GND xem chúng có bị nối tắt khồng đồng hồ, tránh tình trạng bị nối tắt dẫn đến dòng l ớn làm hỏng adapter - Sửa tất lỗi gặp phải trình kiềm tra Hình 7.3 : Mặt trước mạch sau hàn linh ki ện Hình 7.4 : Mặt sau mạch sau hàn linh ki ện 35 Khi ki ểm tra nguội xong, ta cấp nguồn cho mạch cho mạch chạy thử xem có hoạt động ổn định mong muốn không Nếu không, ti ến hành vi ệc kiểm tra lỗi khắc phục l ỗi chạy thật Các lỗ i gặp gặp phải: - Led khơng sáng, ngun nhân led cháy, ho ặc hàn ngược chiều led - Dải led không nháy theo nhạc, hay không phản ứng với tín hiệu âm vào, ngun nhân ti ếp xúc kết nối jack 3.5mm với jumpeer - Transistor nóng có mùi khét, nguyên nhân transistor bị cháy, hỏng chập mạch điểm Ta phải ngắt nguồn ki ểm tra chập mạch phần trình bày Tồn quy trình kiểm tra mạch in thể sơ đồ sau: Sai Nhận mạch in Kiểm tra mạch in mắt thường Kiểm tra lại mạch in dụng cụ đo Sai Kết nối nguồn Đúng sai Kiểm tra mạch in đồng hồ đo Hiệu chỉnh Mạch chạy Không chạy Thành cơng Hàn linh kiện Hình 7.5 : Quy trình ki ểm tra mạch in 36 Chương Bàn giao, bảo hành, bảo dưỡng 8.1 Bàn giao Sau chế tạo mạch thành cơng s ẽ đóng gói sản phẩm bàn giao cho khách hàng 8.2 Bảo hành Dựa tuổi thọ trung bình c linh kiện t ần suất làm vi ệc c mạch nhóm chúng tơi đưa chế độ bảo hành tháng Trong tháng có lỗi liên quan đến phần c ứng, nhà s ản suất chúng t ối chịu hồn toàn trách nhiệm sửa chữa giao lại cho khách hàng thời gian tuần Sau tháng, chế bảo hành s ẽ khơng cịn hi ệu lực, để gia hạn thời hạn bảo hành khách hàng mua thêm gói bảo hành tháng 8.3 Bảo dưỡng Chúng tơi đưa gói bảo dưỡng định kì hàng tháng định kì hàng quý Tùy vào nhu cầu khách hàng mà họ chọn gói bảo dưỡng khơng chọn gói bảo dưỡng gói bảo dưỡng 37 KẾT LUẬN Trong đề tài này, giải thành công việc tăng sơ kênh led mà AN6884 điều ển t led lên 24 led nhờ vi điều khiển 89S52 Bên cạnh làm cho đa dạng hiệu ứng nháy dải led, không đơn kiểu nháy theo dải Nếu phát tri ển nữa, tăng số dải led từ dải lên thành dải led chí 10 dải led, dải led phản ứng với tần s ố xác định Để hồn thành đề tài này, nhóm chúng tơi nhờ tới hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình, ân cần thầy Phạm Ngọc Nam Bên cạnh cảm ơn giúp đỡ anh chị khóa trước, bạn lớp KSTN.ĐTVT.K58 Hướng phát tri ển đề tài - Trong tương lai tới đề tài s ẽ tiếp tục phát triển hồn thi ện nữa, tích hợp thêm hệ thống hệ thống IC đại s dụng thêm nhiều IC để điều khiển thêm nhi ều LED thay s dụng để tăng hiệu ứng ứng dụng mạch - Tích hợp thêm hệ thống xử lý âm tạo s ự thuận tiện cho người sử dụng, không cần sử dụng nguồn âm từ bên Đồng thời tích hợp thêm hệ thống âm loa bass để hệ thống ngày hoàn thiện - Sử dụng mic thu âm tr ực ti ếp mạch phục vụ nhu cầu giải trí thu hát karaoke Lời cuối cùng, l ần chúng em xin cảm ơn thầy PGS.TS Phạm Ngọc Nam giúp chúng em tiếp cận gần với điện tử, hiểu rõ chuyên ngành mà theo học kĩ cần thiết khác t ạo ti ền đề để chúng em có định hướng rõ ràng cơng việc mà theo đuổ i 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Các trang web tham khảo: [1] http://alldatasheet.com [2] http://codientu.org [3] http://www.dientuvietnam.com [4] www.echipcool.com 39 ... chúng tơi có ý tưởng làm mạch led nháy theo nhạc để giúp có phút giây nghe nhạc vui vẻ thú vị 1.2 Ứng dụng Ứng dụng mạch led nháy theo nhạc đa dạng:  Mạch led nháy theo nhạc trang trí cho quán... ải LED s ẽ nháy khác nhau) theo hi ệu ứng thiết lập sẵn Các yêu cầu chức yê u cầu phi ch ức sau 2.1 Yêu cầu chức - - Mạch led nháy theo nhạc có hiệu ứng:  Nháy cách led  Nháy hai đầu  Nháy theo. .. nhóm chúng em xin đưa đề tài : “MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC” Mục tiêu đề tài kết hợp gi ữa IC AN6884 với IC 89S52 tạo thành hệ thống mạch led nháy theo nhạc với nguồn nhạc lấy t hệ thống bên Trong