TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO ĐỒ ÁN CDIO2 Đề Tài Thiết Kế Mạch Đèn Led Nhấp Nháy Cho Xe Cảnh Sát GVHT NGÔ LÊ MINH TÂM NHÓM 1 SVTH NGUYỄN MINH ĐỨC MSSV 2221168825 ĐOÀN CÔNG VIỆT Ngày nay,khái niệm kĩ thuật số đã trở thành quen thuộc với nhiều người , bởi vì sự phát triển của ngành kĩ thuật số này đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu. Có người đã nêu ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “nền kinh tế kĩ thuật sô”, “số hóa đã gần như vượt khỏi ranh giới của một môn thuật ngữ mỹ thuật
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ *** BÁO CÁO ĐỒ ÁN CDIO2 Đề Tài: Thiết Kế Mạch Đèn Led Nhấp Nháy Cho Xe Cảnh Sát GVHT: NGƠ LÊ MINH TÂM NHĨM :1 SVTH: -NGUYỄN MINH ĐỨC MSSV:2221168825 - ĐỒN CƠNG VIỆT MSSV:2221168867 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay,khái niệm kĩ thuật số trở thành quen thuộc với nhiều người , phát triển ngành kĩ thuật số có ảnh hưởng lớn đến ngành kinh tế tồn cầu Có người nêu ý tưởng gọi kinh tế thời đại “nền kinh tế kĩ thuật sô”, “số hóa gần vượt khỏi ranh giới mơn thuật ngữ mỹ thuật.Nhờ có ưu điểm xử lí số độ tin cậy truyền dẫn, tín đa thích nghi kinh tế nhiều phần mềm khác nhau, tín tiện lợi điều khiển Và ngày nay, ngành điện tử tạo nhiều bước đột phá lớn mạnh mẽ cho ngành kinh tế ngành quan trọng khác đảm bảo yêu cầu người dùng chất lượng lẫn số lượng dịch vụ Đồng thời kiến thức điện- điện tử thiếu với sinh viên, sinh viên ngành điện điện tử Hiện thấy xe cảnh sát nước ta giới có gắn thiết bị đèn nháy màu đỏ xanh để báo hiệu ưu tiên loại xe Để hiểu rõ nguyên lí làm việc giới thiệu có nhu cầu phát triển với mơ hình, nhóm em chọn đề tài Mạch Led Nháy Police MỤC LỤC Lời Mở Đầu Phần I Cơ Sở Lý Thuyết 1.1.Sơ đồ khối mạch 1.2.Linh kiện 1.3 Chức linh kiện 1.3.1 IC555 1.3.2 IC4017 1.3.3 C1815 1.3.4 Tụ gốm 104 1.3.5 Diode 1N4007 1.4 Sơ đồ nguyên lí 1.5 Nguyên lí hoạt động Phần II Thi công mạch 2.1 Các bước thực 2.1.1 Tạo mạch 3D 2.1.2Mạch đổ đồng 2.2 Mơ hình thực tế 2.3 Nhận xét đánh giá Tài liệu tham khảo DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: Sơ Đồ Khối………………………………………………………….5 Hình 1.3.1.1 : IC 555………………………………………………………… Hình 1.3.1.2: Sơ đồ chân IC 555………………………………………………6 Hình 1.3.1.3 :Sơ Đồ Nguyên Lí hoạt Động IC555……………………… Hình 1.3.2.1: Cấu taọ chân 4017………………………………………….10 Hình 1.3.2.2: Sơ đồ cấu tạo bên IC 4017……………………………….10 Hình 1.3.2.3: Ảnh thực tế chân 4017………………………………………….11 Hình 1.3.3.1: Linh kiện C1815……………………………………………… 12 Hình 1.3.3.2: Hình ảnh thực tế xác nhận chân…………………………….13 Hình 1.3.4.1: Linh kiện tụ gốm 104………………………………………… 14 Hình 1.3.5.1: Diode 1N4007………………………………………………….15 Hình 1.4.1 : Sơ đồ ngun lí ngun lí hoạt động…………………………16 Hình 2.1.1.1: Mạch 3D nhìn phía dưới……………………………………… 17 Hình 2.1.1.2: Mạch 3D nhìn phía trước……………………………………….17 Hình 2.1.1.3: Mạch 3D nhìn bên…………………………………………… 18 Hình 2.1.2.1: Mạch in …………………………………………………….19 Hình 2.2.1: Mạch hồn chỉnh…………………………………………………19 Phần I: Cơ sở lý thuyết 1.Sơ đồ khối mạch Bộ Tạo Xung Bộ Đếm Xung Dao Động Bộ Giải Mã Địa Chỉ Xuất LED Hình1.1 Sơ Đồ Khối Bộ Tạo Xung : tạo xung đồng điều khiển có chu kỳ khơng đổi hoạt động mạch Bộ Đếm Xung Dao Động : Nhận tín hiệu từ khuếch đại điều khiển led Bộ Giải Mã Địa Chỉ : Tin hiệu điện tử sau khuếch đại nhờ C1815 điều khiển led nhấp nháy theo quy luật Xuất LED: Led sáng đỏ xanh theo nhịp luân phiên 1.2.Linh kiện - NE 555, Đế cắm IC chân - CD 4017, Đế cắm IC 16 chân - 11 Trở cắm 560ôm, Tranzito C1815 - Biến trở 50k, Tụ hóa 10uF - Tụ gốm 104, Diot 1N4007 - Lược đực cong,dây điện - LED Xanh dương - LED đỏ - Nguồn điện 12v 1.3 Chức linh kiện mạch 1.3.1 IC 555 Hình 1.3.1.1 : IC 555 * Thơng số kĩ thuật : +Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy loại 555 : LM555, NE555, NE7555 ) + Dòng tiêu thụ : 6mA-15mA +Điện áp logic mức 0.5V – 15V +Điện áp logic mức thấp : 0.03V – 0.06V’ + Công suât tiêu thụ (max) 600mW Hình 1.3.1.2 :Sơ Đồ Chân IC555 + Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân gọi chân chung + Chân số 2(TRIGGER): Đây chân đầu vào thấp điện áp so sánh dùng chân chốt hay ngõ vào tần so áp.Mạch so sánh dùng transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3Vcc + Chân số 3(OUTPUT): Chân chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng thái tín hiệu xác định theo mức 1 mức cao tương ứng với gần Vcc (PWM=100%) mức tương đương với 0V mà thực tế mức ko 0V mà khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái Khi chân số nối masse ngõ mức thấp Cịn chân nối vào mức áp cao trạng thái ngõ tùy theo mức áp chân 6.Nhưng mà mạch để tạo dao động thường hay nối chân lên VCC + Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở ngồi cho nối GND Chân khơng nối mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF tụ lọc nhiễu giữ cho điện áp chuẩn ổn định + Chân số 6(THRESHOLD) : chân đầu vào so sánh điện áp khác dùng chân chốt + Chân số 7(DISCHAGER) : xem chân khóa điện tử chịu điều khiển bỡi tầng logic chân Khi chân mức áp thấp khóa đóng lại.ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R-C lúc IC 555 dùng tầng dao động + Chân số (Vcc): Khơng cần nói bít chân cung cấp áp dịng cho IC hoạt động Khơng có chân coi IC chết Nó cấp điện áp từ 2V >18V (Tùy loại 555 thấp NE7555 * Chức + Tạo xung + Điều chế độ rộng xung + Điều chế vị trí xung *Nguyên lí hoạt động IC 555 Hình 1.3.1.3: Ngun lí hoạt động IC 555 Ở mạch H: mức cao gần Vcc; L mức thấp 0V Sử dụng FF - RS Khi S = [1] Q = [1] = Q- = [ 0] Sau đó, S = [0] Q = [1] =Q- = [0] Khi R = [1] = [1] Q = [0] Khi S = [1] Q = [1] R = [1] Q = [0] Q-= [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp chân không vượt V2 Do lối Op-amp mức 0, FF không reset Khi đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời (Ra+Rb)C * Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3: - Lúc V+1(V+ Opamp1) > V-1 Do O1 (ngõ Opamp1) có mức logic 1(H) - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = 0(L) - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = - Q = > Ngõ = - /Q = > Transistor hồi tiếp không dẫn * Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thái trước (Q=1, /Q=0) - Transistor ko dẫn ! * Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 > V-2 Do O2 = - R = 1, S = > Q=0, /Q = - Q = > Ngõ đảo trạng thái = - /Q = > Transistor dẫn, điện áp chân xuống 0V ! - Tụ C xả qua Rb Với thời Rb.C - Điện áp tụ C giảm xuống tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống 2Vcc/3 * Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 > Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thái trước (Q=0, /Q=1) - Transistor dẫn ! * Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3: - Lúc V+1 > V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = - Q = > Ngõ = - /Q = > Transistor không dẫn -> chân không = 0V tụ C lại nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3 1.3.2 IC4017 • Cấu tạo Hình 1.3.2.1: Sơ đồ cấu tạo bên IC 4017 Hình 1.3.2.2: Cấu tạo chân 4017 Hình 1.3.2.3 Ảnh thực tế chân 4017 IC4017 có 16 chân chức pin giải thích sau: • Pin-1: Là đầu Q5, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-2: Là đầu Q1, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-3: Là đầu Q0, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-4: Là đầu Q2, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-5: Là đầu Q6, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-6: Là đầu Q7, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-7: Là đầu Q3, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-8: Đây chân nối đất (0V) • Pin-9: Là đầu Q8, mức cao đếm đếm đến xung thứ • Pin-10: Là đầu Q4, mức cao đếm đếm đến xung thứ 10 • Pin-11: Là đầu Q9, mức cao đếm đếm đến xung thứ 11 • Pin-12: Chân chia thành 10 đầu sử dụng để ghép IC với đếm khác phép đếm lớn phạm vi hỗ trợ IC 4017 Bằng cách xếp chồng với vi mạch 4017 khác, chúng tơi đếm tới 20 số Chúng ta tăng tăng phạm vi đếm cách xếp tầng với ngày nhiều IC 4017 Mỗi IC ghép tầng tăng phạm vi đếm lên 10 Tuy nhiên, khơng khuyến khích để thác IC làm giảm độ tin cậy đếm cố xảy Nếu bạn cần phạm vi đếm hai mươi ba mươi, khuyên bạn nên với thủ tục thông thường việc sử dụng truy cập nhị phân theo sau giải mã tương ứng • Pin-13: Là chốt vơ hiệu hóa Trong chế độ hoạt động bình thường, điều kết nối với điện áp LOW logic Nếu pin kết nối với logic điện áp cao, sau mạch ngừng nhận xung khơng tăng số lượng khơng phân biệt số lượng xung nhận từ đồng hồ • Pin-14: Là đầu vào đồng hồ Đây pin từ nơi cần cung cấp xung xung đầu vào cho IC để tăng số đếm Sự tiến đếm cạnh tăng đồng hồ • Pin-15: Là pin reset nên giữ LOW cho hoạt động bình thường Nếu bạn cần phải thiết lập lại vi mạch, sau bạn kết nối pin để điện áp CAO • Pin-16: • Là nguồn cấp điện (Vcc) Điện áp vcc từ 3V đến 15V Chức mạch: Nhận tín hiệu từ IC555 để điều khiển led 1.3.3 C1815 Hình 1.3.3.1: Linh kiện C1815 *Ứng dụng C1815 : -Điều khiển tần số âm chung cho mạch ứng dụng khuếch đại -Kích điện áp , -Đóng mở cơng tắc điện tử *Kiểu chân kích thước C1815 : -C1815 có kiểu chân cắm T092 -C1815 transistor loại NPN Hình 1.3.3.2: Hình ảnh thực tế xác định chân *Thông số kỹ thuật C1815 -Điện áp cực đại :50V -Dòng cực đại 150mA -Hệ số khuếch đại :~25-100 -Khối lượng :0.21g Giải thích : C1815 hoạt động phụ thuộc vào dịng vào từ chân B Khi chân B có dịng vào lớp bán dẫn mở khiến xuất dòng CE chạy qua IC led sáng Nếu chân B khơng có dịng lớp bán dẫn khơng mở khơng có dịng qua CE led khơng sáng I Dịng qua B tính theo cơng thức : IC = B B : IC dịng chạy qua mối CE IB dòng chạy qua mối BE β hệ số khuyếch đại Transistor 1.3.4Tụ gốm 104 Hình 1.3.4.1: Linh kiện tụ gốm 104 *Thơng số kỹ thuật : Điện dung: 0.1uf Điện áp: 50V Nhiệt độ làm việc: -25oC - 85oC Loại: tụ điện cố định Tụ gốm 104 tụ điện có điện môi chế tạo theo công nghệ gốm, chân cắm linh kiện mạ thiếc Tụ gốm 104 tụ khơng phân cực có giá trị nhỏ thường dùng mạch cao tần mạch lọc nhiễu 1.3.5 Diode 1N4007 Hình 1.3.5.1 : Diode 1N4007 *Thơng số kỹ thuật -Dòng điện 1A - Dạng chân cắm - Kí hiệu 1n4007 - Điện áp chịu đựng 1000V - Nhiệt độ hoạt động: -55oC ~ 150oC *Chức : -Cơng dụng diode 1N4007 cho phép dịng điện qua theo chiều mà khơng theo chiều ngược lại 1.4 Sơ Đồ Nguyên Lí Mạch Hình 1.4.1 : Sơ đồ ngun lí 1.5 Ngun lí hoạt động : Mạch ic 555 tạo xung cấp vào chân clock ic đếm thập phân 4017 để xuất chân tương ứng (0-9) 4017 xử lý tín hiệu điện đưa qua diode ổn áp.Tín hiệu sau qua c1815 bóng led sáng.Tại thời điễm,mỗi đầu pin(09) ic 4017 mức cao.Vì diod mắc tương ứng với mối đầu dẫn làm Tz c1815 dẫnĐiều khiển ma trận led sáng led luân phiên III.THI CÔNG MẠCH 2.1 Các bước thực : 2.1.1 Mạch layout 3D Hình 2.1.1.1: Mạch 3D nhìn phía Hình 2.1.1.2: Mạch 3D nhìn phía trước Hình 2.1.1.3:Mạch 3D nhìn bên 2.1.2.Mạch In Hình2.1.2.1 Mạch In mạch 2.2 Mơ hình thực tế Hình2.2.1: Mạch hoàn chỉnh 2.3 Nhận xét đánh giá a Nhận xét : -Ưu điểm: Qua đề tài giúp em học hỏi thêm số kiến thức kỹ sau : +Tìm hiểu thêm số linh kiện nguyên lí làm việc thiết kế mạch + Nghiên cứu sử dụng phần mềm protues số phần mềm khác +Biết làm mạch in, hàn gắn linh kiện lại với +Tìm tịi nghiên cứu thêm nhiều tài liệu liên quan đến đề tài -Nhược điểm : +Mạch đơn giản +Hàn mạch chưa đẹp +Cịn chút khó khăn làm protus b.Đánh giá Em cố gắng khắc phục hạn chế tìm tịi nghiên cứu thêm nhiều thiết kế hay để ứng dụng thực tế Tài liệu tham khảo https://www.youtube.com/watch? v=DDhKF6hJVeY&feature=share&fbclid=IwAR2xF8NpR6thqVy8Ls7gsel7pjYTmiQZFx5JGcb2V6D7naMTb0ieczjuZU http://phuclanshop.com/cung-ban-tim-hieu-cac-ic-thong-dung-khoi-dau-voi-ic-555 http://dailylinhkien.vn/? gclid=EAIaIQobChMIr_2Jybfk3gIVxQMqCh36gQrKEAAYASAAEgJUMfD_BwE ... điện - LED Xanh dương - LED đỏ - Nguồn điện 12v 1.3 Chức linh kiện mạch 1.3.1 IC 555 Hình 1.3.1.1 : IC 555 * Thơng số kĩ thuật : +Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy loại 555 : LM555, NE555, NE 7555 )... KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ *** BÁO CÁO ĐỒ ÁN CDIO2 Đề Tài: Thiết Kế Mạch Đèn Led Nhấp Nháy Cho Xe Cảnh Sát GVHT: NGƠ LÊ MINH TÂM NHĨM :1 SVTH: -NGUYỄN MINH ĐỨC MSSV:2221168825 - ĐỒN CƠNG VIỆT MSSV:2221168867... thuộc vào dịng vào từ chân B Khi chân B có dịng vào lớp bán dẫn mở khiến xuất dòng CE chạy qua IC led sáng Nếu chân B khơng có dịng lớp bán dẫn khơng mở khơng có dịng qua CE led khơng sáng I