Đang tải... (xem toàn văn)
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học 2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2019 Giáo viên hướng dẫn STT Tuần Công việc thựchiện Ngườithực hiện.
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên STT Tuần Công việc thựchiện Ngườithực Tuần - Sắp xếp công việc cho tuần (phân chia công việc cho thành viên) - Sau tìm hiểu đề tài đưa sở lý thuyết chung đềtài - Từ xây dựng sơ đồkhối người Đồ án môn học Tuần2+3 Tuần4+5 Tuần6 Tuần7+8 - Đưa nguyên tắc hoạt động khối linh kiện sử dụng để thiết kế mạch phù hợp với yêu cầu từngkhối - Thiết kế sơ đồ nguyên lý tồnmạch - Tính tốn thơng số tiến hành chạy mô - Ráp mạch khảo sát bo mạch (nếu gặp lỗi chỉnh sửalại) người người người - Đo đạc kiểm tra xem board chạy có đạt u cầu haykhơng? người - Tiến hành làm sản phẩm (câudây) người - Lắp ráp hồn tất sảnphẩm người Chuẩn hóa nội dung, làm thuyết minh người - Chuẩn bị dụng cụ để bảo vệ đề tài (phim chiếu, vẽ) - Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại toàn nộidung người người BẢN KẾ HOẠCH ĐỒ ÁN Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án mơn học LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ, sống người thay đổi ngày tốt hơn, mang lại tiện lợi với trang thiết bị đại phục vụ cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Góp phần vào nghiệp nghành kỹ thuật điện tử góp phần khơng nhỏ trong nghiệp xây dựng phát triển đất nước Trong tích hợp mạch điện – điện tử ngày trở lên thiết yếu mà công nghệ ngày phát triển tiến tới thời đại vi xử lý mạch cồng kềnh chiếm nhiều diện tích dần loại bỏ thay vào mạch gọn nhẹ ưa chuộng Những thành tựu biến tưởng chừng khơng thể thành có thể, góp phần nâng cao đời sống tinh thần cho người Trong có ngành “Kỹ thuật số” có vai trị quan trọng áp dụng việc điều khiển số công nghệ đại Kỹ thuật số đời làm thành cách mạng lĩnh vực sống đại từ nồi cơm, máy giặt, điều hịa, điện thoại v.v đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ thông tin.Những ứng dụng quan trọng cơng ty lớn nhỏ khơng thể kể hết.Sản xuất trực tiếp từ nhà máy tham quan doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa q trình sản xuất Một khâu đơn giản sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm làm đếm cách tự động Tuy nhiên với doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa chưa hồn toàn áp dụng khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì sản phẩm sử dụng nhân cơng từ điều thấy chúng em muốn giúp mơt điều nhỏ để giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay, giúp tăng hiệu suất làm việc tính xác cơng việc lên nhiều lần Đối với nhiều tiện ích cho việc quản lý nhân lực.Vậy chúng em định “ thiết kế mạch đếm số xe vào gara ôtô ” chúng em định làm mạch phù hợp với thực tế thực có ý nghĩa với chúng em đóng góp phần nhỏ cho xã hội Nhận thấy khả ứng dụng rộng rãi mạch đếm.Chúng em nghiên cứu thiết kế mạch hướng dẫn nhiệt tình thầy Nguyễn Tiến Dũng giáo viên khoa điện-điện tử Vì kiến thức kinh nghiệm chúng em hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi sai xót Chúng em mong giá quý thầy cô bạn bè, để đồ án hoàn thiện hơn.Chúng em xin chân thành cảm ơn ! MỤC LỤC Nhận xét giáo viên hướng dẫn…………………………………… … Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học Kế hoạch thực ……………………………………………………… Lời mở đầu ………………………………………………………………4 CHƯƠNG : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI …………………….…………….…6 1.1 1.2 1.3 Giới thiệu chung.…………………………….………………… Ý tưởng thực hiện.……………………………………………….6 Ứng dụng mạch.………….……… ………………….…… CHƯƠNG : CƠ SƠ LÝ THUYẾT ………………………………… ….7 2.1 Giới thiệu linh kiện sử dụng mạch ………………………….….7 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.7 2.1.8 Tụ điện ………………………………………………………….8 Điện trở …………………………………………………… … 10 Máy biến áp ……………………………… ……………… …13 IC 7805…………………………………………………….……14 IC 74192……………….……………………………… …… 15 IC 74247……………….…………………………………… …17 IC 7414………………….…………………………… …… …18 Led thu phát hồng ngoại ……………………………… ………19 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN ………………… ….………21 3.1 Xây dựng sơ đồ khối khối mạch …… …………….…21 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 Sơ đồ khối toàn mạch ……………………………… … …….21 Khối nguồn.………………………………… ……… ……….21 Khối thu phát … ……………………………………… …… 23 Khối ghi dịch………….……………………………… ……….26 Khối giải mã ………………………………………… …….….28 Khối thị………………………………………… …….… 29 3.2 Sơ đồ nguyên lý nguyên tắc hoạt động toàn mạch 30 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch……………………….…………… 30 3.2.2 Nguên lý hoạt động …………………………………….…… 31 3.3 Mạch in sơ đồ dây…………………………………………………31 KẾT LUẬN………………………………………… ………… ………… 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO…… …………………………………… … …………34 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học - Từ thực tế nhà máy , khu trung cư, nơi cụm dân sinh, hay bãi đỗ xe…Hiện có nhiều xe tơ mà việc kiểm sốt số lượng chi phí cho việc th người trơng giữ khó tốn Chính việc vận dụng kiến thức chúng em học, nhóm em định thiết kế chế tạo sản phẩm mạch tự động đến số tơ vào gara có sử dụng IC số MẠCH ĐẾM SỐ XE RA VÀO GARA Ô TÔ TỰ ĐỘNG 1.2 Ý tưởng thực - Trong thời đại nay,dưới bùng nổ phát triển công nghệ Đặc biệt ngành công nghệ điện tử kỹ thuật số mạch ứng dụng vào thực tế nhiều Các thiết bị điện tử số dù đơn giản đại đến đâu hướng tới tiện lợi cho người sử dụng Trước yêu cầu đòi hỏi cấp thiết sống Nhóm đồ án chúng em bắt tay vào tìm hiểu thiết kế “ Mạch đếm số xe vào gara tự động” số lượng xe tối đa chứa gara 200 - Dưới hướng dẫn thầy Nguyễn Tiến Dũng , giúp đỡ chúng em thực ý tưởng 1.3 Ứng dụng mạch -Đếm số lượng xe cách tự động, hiển thị LED Mạch đếm sử dụng công việc đếm sốxe ravào tự động -Trong thực tế người ta sử dụng đếm áp dụng cho sản phẩm cơng nghiệp ngun lý ứng dụng mạch có áp dụng nhiều lĩnh vực khơng thiết đếm số xe.Bộ đếm hiển thị số lượng xe led đoạn giúp người quản lý quan sát cách trực quan Bộ đếm có phím nhấn hiệu chỉnh chức hình hiển thị, đếm số xe bao gồm cảm biến, đèn tháp tín hiệu, cpu, hình hiển thị kết nối với giắc kết nối đơn giản tiện dụng -Hệ thống kiểm soát sản lượng xe gara ứng dụng cho nhà máy, khu dân cư, công viên,… Ở nơi có số lượng xe vào mà khó kiểm sốt số lượng vào tính tự động đóng mở cửa Hệ thống gồm module chức sau + Module hiển thị Led số, module hiển thị đèn báo- cịi, module cảm biến Nhận tín hiệu từ cảm biến x era vào.Kiểm soát số lượng xera vào gara, đảm bảo tính xác mắt số lượng xe gara * Quy trình vận hành : Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học B1 Bật công tắc nguồn, hệ thống tự khởi động kiểm tra tín hiệu vào cảm biến, đèn báo, cịi báo… B2 Người trực tiếp trực ban bảo vệ ấn nút reset để mạch đếm trở 00 mạch bị tắt trước xe hết khỏi gara B3 Có thể cho thử nghiệm vài xe trước hoạt động thức để chắn mạch hoạt động ổn định B4 Sau hồn tất bước người bảo vệ khơng cần quan tâm việc kiểm soát số xe phải thao tác đóng mở cửa mà hồn tồn làm cơng việc khác CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu linh kiện sử dụng mạch Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học 2.1.1 Tụ điện a, Khái niệm, ký hiệu của tụ điện - Khái niệm tụ điện linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích trữ giải phóng lượng mạch điện - Ký hiệu tụ điện C - Được xác định biểu thức C (Xc ) - Đơn vị tính Fara (F) + Ký hiệu tụ mạch điện Tụ khơng Tụ hóa có Tụ hóa có Tụ hóa khơng Tụ biến dung phân cực phân cực phân cực phân cực hay tụ biến đổi Hình 2.1 Ký hiệu một số loại tụ điện - Đối với tụ không phân cực, mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý đến cực Nhưng tụ phân cực ta phải ý cực dương (+) phải nối vàođiểm có điện áp cao hơn, cực âm (-) nối với điểm có điện áp thấp - Tụ phân cực có cấu tạo gồm điện cực cách li nhờ lớp chất điện phân mỏng làm điện môi Lớp điện môi mỏng trị số điện dung cao Loại tụ có phân cực ký hiệu cực ghi thân tụ - Phân loại theo cấu tạo : + Tụ gốm : Điện môi làm gốm, thường có kích thước nhỏ, dạng ống dạng đĩa có tráng lk lên bề mặt, trị số t 1pF ữ 1àF v cú in ỏp lm vic tương đối cao + Tụ mica : Điện môi làm mica có trngs bạc, trị số từ 2,2pF đến 10nF Thường làm việc tần số cao Tụ có chất lượng cao, sai số nhỏ, đắt tiền + Tụ polycacbonat có dạng chữ nhật, kích thước nhỏ gọn phù hợp với Board mạch in, điện dung lớn( tới 1µF) + Tụ giấy polysie chất điện mơi làm giấy ép tẩm polysie có dạng hình trụ, cú tr s t 1nF ữ 1àF + T húa ( tụ điện phân) có cấu tạo nhôm bột dung dịch điện phân cuộn lại đặt vỏ nhơm, loại có điện áp làm việc thấp, kích thước sai số lớp Trị số điện dung khong 0,1àFữ470àF + T tantan loi ny c ch tạo dạng hình trụ có đầu dọc theo trục dạng hình viên tantan Tụ có kích thước nhỏ Nhưng trị số điện dung lớn khong 0,1àFữ 100àF + T bin i chớnh l t xoay radio hay tụ tinh chỉnh b, Xác định chất lượng của tụ điện Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học - Dùng thang đo Ohm (của đồng hồ vạn thị kim + Khi đo tụ >100µF chọn thang đo X1 + Khi đo tụ từ 10µF đến 100µF chọn thang đo X10 + Khi đo tụ từ 0,1µF đến 10µF chọn thang đo X 1k + Khi đo tụ từ 0,001µF đến 0,1µF chọn thang đo X10 + Khi đo tụ từ 100pF đến 0.001µF chọn thang đo X 1M c, Cấu tạo và phân loại tụ điện * Cấu tạo Bản cực : + - + - + Điên môi + - Hình 2.2 Cấu tạo tụ không phân cực * Phân loại tụ điện - Phân loại theo tính chất ( tính chất phân cực) gồm có : + Tụ không phân cực gồm kim loại xen kẽ với lớp cách điện mỏng, giá trị thng t 1,8pF ữ 1àF + Khi o t < 100pF chọn thang đo X10M - Đo lần, có đảo chiều que đo : + Nếu kim vọt lên trả hết khả nạp, xả tụ tốt + Nếu kim vọt lên 0Ω tụ bị nối tắt( bị đánh thủng, chạm, chập…) + Nếu kim vọt lên trả không hết tụ bị rò rỉ + Nếu kim vọt lên trả lờ đờ tụ bị khô + Nếu kim không lên tụ bị đứt d, Ứng dụng của tụ điện - Đối với tụ phân cực ứng dụng mạch điện tử để san phằng điện áp chiều, lọc tín hiệu xoay chiều Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học - Tụ không phân cực ứng dụng mạch điện tử để lọt tín hiệu tần số cao - Tụ cịn ứng dụng mạch dao động 2.1.2 Điện trở a, Khái niệm, ký hiệu điện trơ - Điện trở linh kiện điện tử thụ động, có khả cản trở dòng điện, tạo sụt áp - Biểu thức xác định R= - Đơn vị Ohm ( Ω) b,Ký hiệu điện trơ mạch điện R R R to VR Chuẩn EU Chuẩn US Biến trở Điện nhiệt trở Quang trở Hình 2.3 ký hiệu của điện trơ c,Phân loại điên trơ - Phân loại theo cấu tạo có loại : + Than ép loại có cơng suất < 3W hoạt động tần số thấp + Màng thanloại có cơng suất > 3W hoạt động tần số cao + Dây quấn loại có cơng suất > 5W hoạt động tần số thấp - Phân loại theo cơng suất : + Cơng suất nhỏ có kích thước nhỏ + Cơng suất trung bình có kích thước lớn + Cơng suất lớn có kích thước lớn - Lưu ý + Kích thước lớn khả tản nhiệt nhiều ngược lại + Khi ghép nối hay thay điện trở ta chọn loại có cơng suất d, Hình dạng thực tế một số loại điện trơ ,8 Điện trở thường 10W Điện trở công suất Biến trở Hình 2.4 hình dạng thực của điện trơ * Mã màu điện trở Trang Trường ĐH SPKT Hưng Yên Tên màu 2.5 mã của trơ Đồ án môn học Vạch Vạch Vạch Vạch (hệ số nhân) (sai số) Đen - - Nâu 1 101 ±1% Đỏ 2 102 ±2% Cam 3 103 - Vàng 4 104 - Lục 5 105 ±0.5% Lam 6 106 ±0.25% Tím 7 107 ±0.1% Xám 8 108 - Trắng 9 109 - Kim nhũ - - 10-1 ±5% Ngân nhũ - - 10-2 ±10% Không màu - - ±20% - Bảng màu điện vạch màu Tên màu Đen Vạch - Vạch Vạch Vạch (hệ số nhân) (sai số) 0 Vạch Trang 10 Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học +Họ 78xx cho điện áp dương, xx giá trị đầu : 5V, 9V, 12V +Họ 79xx cho điện áp âm, xx giá trị đầu : -5V, -9V, -12V chọn ổn áp 7805 cho 5V DC - Chọn tụ Thực tế IC 7805 có Io = 10mA Mà mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ nên 10µF/1mA => C = 10.10 = 100µF Với giá trị ta chọn tụ 100µF Chọn tụ gốm 103 có giá trị 10x10^3 pF Có led1 có điện áp: 1,63-2,03 V Dc Dịng điện :10-20mA =>< R chọn R27=270ohm 3.1.3 Khối thu phát - Có nhiệm vụ phân biệt tín hiệu, mã hóa tín hiệu thành xung Sơ đồ khối thu phát : Hình 3.3 Khối thu phát tín hiệu * Lựa chọn linh kiện Trang 21 Trường ĐH SPKT Hưng Yên Đồ án môn học - Led thu phát có loại loại chân chân Trong đồ án chúng em sử dụng loại chân giá thành rẻ mà hiệu Led phát hồng ngoại màu trắng, diode thu quang màu đen Nguyên lý: Khi led phát hồng ngoạichiếu tới diode thu quang diode thu quang dẫn, điện áp 0, mức thấp Khi có chắn ngang led phát hồng ngoạikhông chiếu tới diode thu quang Diode thu quang khơng phân cực điện áp mức cao Vcc + Tính chọn điện trở chodiode thu quang: - IC 7414 có điện áp mức thấp 0V, mức cao khoảng 4,2~5V Iled 20A =>20A + Có Vled ~ 2V =>20 A + Chọn R= 1K ohm => = 3< 20 a) Phần Phát Hình 3.4.Bộ phát Ta có: Dịng led phát hồng ngoạilà 10-20 mA Điện áp :1,2-1,6 v DC =>170