Báo cáo nhập môn kĩ thuật, TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN NHẬP MÔN VỀ KĨ THUẬT ĐỀ TÀI MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC Hà Nam, năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ. Trong xã hội hiện đại ngày nay, ngành kĩ thuật điện tử ngày càng phát triển kéo theo những sản phẩm điện tử ngày càng phổ biến. Những sản phẩm điện tử có ứng dụng rất nhiều trong mọi lĩnh vực và đời sống: y tế, giáo dục, nông nghiệp, giải trí... Với nhu cầu của con người để tạo ra những sản phẩm phục vụ tinh thần và giải trí, nhóm chúng em đã quyết định thiết kế mạch LED nháy theo nhạc.
Báo cáo nhập mơn kĩ thuật TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN NHẬP MÔN VỀ KĨ THUẬT ĐỀ TÀI: MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC Hà Nam, năm 2019 Báo cáo nhập môn kĩ thuật TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN NHẬP MÔN VỀ KĨ THUẬT ĐỀ TÀI: MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC Hà Nam, năm 2019 LỜI NĨI ĐẦU Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Trong xã hội đại ngày nay, ngành kĩ thuật điện tử ngày phát triển kéo theo sản phẩm điện tử ngày phổ biến Những sản phẩm điện tử có ứng dụng nhiều lĩnh vực đời sống: y tế, giáo dục, nông nghiệp, giải trí Với nhu cầu người để tạo sản phẩm phục vụ tinh thần giải trí, nhóm chúng em định thiết kế mạch LED nháy theo nhạc Trong trình thực đề tài này, chúng em cố gắng để hồn thành tốt vốn kiến thức cịn hạn hẹp yếu tố khách quan khác mà khơng tránh khỏi thiếu xót Chúng em mong đóng góp ý kiến, phê bình hướng dẫn thầy bạn đọc Cuối chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Ngọc Anh tận tình hướng dẫn giảng giải chi tiết giúp chúng em hoàn thành tập lớn Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC Báo cáo nhập môn kĩ thuật Lời mở đầu Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Chương I Giới thiệu đề tài 1.1 Ứng dụng 1.2 Xác định mẫu ý tưởng 10 1.2.1 Các mẫu ý tưởng 10 1.2.2 Đánh giá chọn mẫu thiết kế 11 1.3 Yêu cầu kĩ thuật 11 1.3.1 Yêu cầu chức 11 1.3.2 Yêu cầu phi chức 11 Chương II Thiết kế mạch LED nháy theo nhạc 12 2.1 Kế hoạch thực 12 2.2 Thiết kế sơ đồ khối 14 2.2.1 Sơ đồ khối cho toàn mạch 14 2.2.2 Sơ đồ khối chi tiết 14 2.3 Thiết kế khí 15 2.3.1 Nguồn điện 15 2.3.2 IC LM3915 16 2.3.3 Đèn LED 16 2.3.4 Các linh kiện khác 17 2.4 Chế tạo mạch 2.4.1 Sơ đồ nguyên lý 18 18 Báo cáo nhập môn kĩ thuật 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 19 2.4.3 Mô proteus 19 2.4.4 Mạch in 19 2.4.5 Hàn mạch 20 Chương III Kết 21 3.1 Sản phẩm mơ hình 21 3.2 Kết luận 22 Tài liệu tham khảo 22 DANH MỤC BẢNG BIỂU Báo cáo nhập môn kĩ thuật Bảng 1.1 Bảng mẫu ý tưởng 10 Bảng 1.2 Bảng đánh giá chọn mẫu ý tưởng 11 Bảng 2.1 Bảng kế hoạch thực 13 Bảng 2.2 Biểu đồ gannt 13 Bảng 2.3 Bảng so sánh nguồn pin nguồn adapter 16 Bảng 2.4 Bảng đánh giá loại đèn led 17 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Ứng dụng quán bar Hình 1.2 Led nháy theo nhạc tích hợp loa Hình 1.3 Ứng dụng phịng nhạc gia đình Hình 2.1 Lựa chọn sử dụng nguồn cho sản phẩm 15 Hình 2.2 IC LM 3915 16 Hình 2.3 Led đục 17 Hình 2.4 Led siêu sáng 17 Hình 2.5 Led phủ màu 17 Hình 2.6 Jack DC 5.5 17 Hình 2.7 Biến trở vng 17 Hình 2.8 Điện trở 18 Hình 2.9 Header 2P 18 Hình 2.10 Sơ đồ ngun lí 18 Hình 2.11 Mạch mơ proteus 19 Hình 2.12 Mạch in 20 Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Hình 3.1 Mặt trước mơ hình 21 Hình 3.2 Mặt sau mơ hình 21 Báo cáo nhập môn kĩ thuật CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Ứng dụng mạch Led nháy theo nhạc Ứng dụng mạch led nháy theo nhạc đa dạng: ● Trang trí cho quán cà phê, quán bar giúp khơng gian đẹp sống động ● Tích hợp vào sản phẩm nghe nhạc loa, amply ● Làm biển quảng cáo ● Làm đẹp không gian phịng nhạc gia đình Hình 1.1 Ứng dụng quán bar, cà phê Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Hình 1.2 Led nháy theo nhạc tích hợp loa HìnHình 1.3 Ứng dụng phịng nghe nhạc gia đình Báo cáo nhập mơn kĩ thuật 1.2 Xác định mẫu ý tưởng Nhóm chúng tơi hướng đến vấn đề nhu cầu giải trí người sống đại ngày để đưa ý tưởng cho đề tài Và nhóm chúng tơi có ý tưởng làm mạch led nháy theo nhạc Dưới báo cáo trình nhóm chọn mẫu ý tưởng để thiết kế: 1.2.1 Các mẫu ý tưởng Số thứ tự Hình ảnh 1.Đèn Led pha lê màu 2.Đèn xoay chớp nháy theo nhạc Cột led nháy theo nhạc Mạch led màu nháy theo nhạc 10 Báo cáo nhập môn kĩ thuật Mạch led tích hợp loa Bảng 1.1 Bảng mẫu ý tưởng 1.2.2 Đánh giá chọn mẫu thiết kế Mẫu Độ bền Giá thành Thẩm mĩ Độ an toàn Cách thiết kế Tổng điểm Đèn led pha lê màu 15 Đèn xoay chớp theo nhạc 5 18 Cột led nháy theo nhạc 18 Mạch led màu nháy theo nhạc 5 21 Mạch led tích hợp loa 4 14 Bảng 1.2 Bảng đánh giá chọn mẫu ý tưởng ❖ Chú thích: Điểm 1_Kém; 2_Trung bình; 3_Khá; 4_ Tốt; 5_Rất tốt ❖ Kết luận: Mẫu ý tưởng thiết kế nhóm Mạch led màu nháy theo nhạc 1.3 Yêu cầu kĩ thuật 1.3.1 Yêu cầu chức ● Mạch led nháy theo nhạc có chế độ nháy theo dải led ● Led nháy theo tần số nhạc phụ thuộc hát ● 100% đèn led nháy sáng 1.3.2 Yêu cầu phi chức 11 Báo cáo nhập môn kĩ thuật ● ● ● ● ● ● Mạch có tính thẩm mĩ, dễ sử dụng, thiết kế nhỏ gọn, đẹp mắt Kích thước: 4x6 cm Số lượng đèn led: 10 Nguồn cấp điện áp: Nguồn chiều Đèn led sáng ổn định Giá thành: 150 000 VNĐ CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC 2.1 Kế hoạch thực Tuần Người thực Nội dung công việc Phương pháp thực Đề xuất ý tưởng -Các thành viên nhóm đề phân tích ý xuất ý tưởng tưởng -Kiểm tra danh sách loại bỏ ý tưởng trùng lặp -Các thành viên nhóm đưa ý kiến, câu hỏi để làm rõ giải pháp nhóm thống ý tưởng -Lập bảng FRDPARRC bảng đánh giá mẫu ý tưởng Từ định mẫu thiết kế Lập kế hoạch -Thiết lập thông tin chung ứng dụng kỹ dự án thuật điện tử đời sống -Lập danh sách công việc dự án -Xác định thời gian cho công việc dự án 12 Báo cáo nhập môn kĩ thuật -Tổ chức công việc dự án Tính tốn thiết -Tìm hiểu chi tiết thơng tin kế, xây dựng vật liệu, linh kiện phân tích mơ hình tham gia vào q trình thiết kế -Lựa chọn phương án tối ưu -Thiết kế sơ đồ khối -Mua linh kiện Chế tạo, lắp ráp -Thiết kế mạch thử nghiệm -Hàn mạch -Test mạch Viết báo cáo -Hoàn thành slide báo cáo thuyết trình -Hồn thành video q trình làm việc -Thuyết trình sản phẩm Bảng 2.1 Bảng kế hoạch thực ❖ Biểu đồ gantt K é o Công việc Chọn đề tài Mua linh kiện Thiết kế sơ đồ khối Thiết kế Bắt đầu 13/10/20 19 17/10/20 19 19/10/20 19 21/10/20 19 d i 2 2 3 1 13 Báo cáo nhập môn kĩ thuật mạch điện Hàn mạch điện Test mạch Viết báo cáo Thuyết trình sản phẩm 26/10/20 19 01/11/20 19 02/11/20 19 13/11/20 19 Bảng 2.2 Biểu đồ gantt 2.2 Thiết kế sơ đồ khối 2.2.1 Sơ đồ khối cho toàn mạch Mạch điện gồm khối khối nguồn, khối tín hiệu, khối điều khiển khối hiển thị Khối tín hiệu vào Khối điều khiển Khối hiển thị Khối nguồn 2.2.2 Sơ đồ khối chi tiết ● Khối nguồn cấp điện áp cho khối lại mạch hoạt động Bộ xử lí điện áp, dịng điện cho mạch Bộ chuyển đổi điện áp Nguồn 220 AC 14 Báo cáo nhập môn kĩ thuật Sơ đồ nguyên lí hoạt động khối nguồn ● Khối nhận audio vào nhận tín hiệu âm vào, xử lí thơ đưa tín hiệu vào khối điều khiển Tín hiệu đưa IC LM 3915 Bộ điều chỉnh biên độ tín hiệu Âm vào Sơ đồ nguyên lí hoạt động khối tín hiệu vào ● Khối điều khiển nhận tín hiệu xử lí xuất tín hiệu điều khiển led khối hiển thị Bộ xử lí sau khuếch đại Bộ khuếch đại tín hiệu Bộ nhận tín hiệu âm Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển ● Khối hiển thị hiển thị tín hiệu điều khiển thông qua việc nháy led Hệ thống hiển thị Bộ nhận tín hiệu từ khối điều khiển Sơ đồ nguyên lí khối hiển thị 2.3 Thiết kế khí 2.3.1 Nguồn điện Chúng tơi đưa hai phương án lựa chọn sử dụng nguồn pin nguồn từ adapter 15 Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Hình 2.1 Lựa chọn nguồn sử dụng cho sản phẩm Điện áp Giá thành Ghi Nguồn pin 5V 6000 vnđ Không gây nguy hiểm Nguồn adapter 12V 50 000 vnđ Không gây nguy hiểm cho Bảng 2.3 Bảng so sánh nguồn pin nguồn adapter Để tránh gây thiệt hại khơng đáng có, chúng tơi định sử dụng nguồn pin 2.3.2 IC LM3915 ● LM 3915 IC cảm nhận điện áp tương tự dùng để điều khiển đèn led LM 3915 hoạt động cấp nguồn từ 3-25V ● LM 3915 chứa opamp đặt mức điện áp chuẩn chia tương ứng với led Hình 2.2 IC LM 3915 16 Báo cáo nhập môn kĩ thuật 2.3.3 Đèn LED ❖ Lựa chọn phương án tối ưu Để tạo tính thẩm mĩ cho sản phẩm cần lựa chọn đèn led cho mạch Có phương án lựa chọn led đục, led siêu sáng led phủ màu Hình 2.4 Led siêu sáng Hình 2.3 Led đục Hình 2.5 Led phủ màu Giá tiền Điện áp Dịng điện Thẩm mĩ Led đục 350vnđ 3v 20mA Đep Led siêu sáng 1000vnđ 3,5v 20mA Sáng đẹp Led phủ màu 500vnđ 2,5v 20mA Trung bình Bảng 2.4 Bảng đánh giá loại led - Để phù hợp với thẩm mĩ chi phí nhóm chúng tơi chọn led đục - Các led bố trí thành dải Khi nhận tín hiểu dải led nháy thành dải 2.3.4 Các linh kiện khác ● Điện trở có chức cản trở dòng điện ● Biến trở dùng để điều chỉnh độ sáng đèn led 17 Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Hình 2.6 Jack DC 5.5 Hình 2.8 Điện trở Hình 2.7 Biến trở vng Hình 2.9 Header 2P 2.4 Chế tạo mạch 2.4.1 Sơ đồ nguyên lí 18 Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lí 2.4.2 Nguyên lí hoạt động ⮚ LM 3915 cấp nguồn 5V để hoạt động tín hiệu vào tín hiệu âm ⮚ Nguyên lí hoạt động chân LM 3915: ● Chân 1: Hiển thị đèn LED thứ ● Chân 2: V- nối với điện áp âm ● Chân 3: V+ nối với điện áp dương ● Chân 4: Bộ chia mức thấp ● Chân 5: Tín hiệu ngõ vào ● Chân 6: Bộ chia mức cao ● Chân 7: Chuẩn ngõ ● Chân 8: Chuẩn hiệu chỉnh ● Chân 9: Kết nối, điều khiển với khối mạch dùng IC khác ● Chân 10-18: Hiển thị LED thứ 10 đến LED thứ 18 ⮚ Điện trở: Cản trở dòng điện ⮚ Biến trở vuông: Dùng để chỉnh mức độ sáng đèn led 2.4.3 Mô proteus 19 Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Hình 2.11 Mạch mơ proteus 2.4.4 Mạch in Hình 2.12 Mạch in 2.4.5 Hàn mạch 20 Báo cáo nhập môn kĩ thuật ❖ Một số nguyên tắc hàn mạch: - Phải dùng nhựa thông hàn - Không để mỏ hàn lâu chân linh kiện khiến linh kiện bị hỏng - Hạn chế tối đa việc hàn hàn lại mối hàn ❖ Kiểm tra sau hàn linh kiện: Sau hàn mạch phải kiểm tra trước cấp nguồn cho mạch để tránh cháy chập - Kiểm tra mắt thường xem có mối hàn bị chập sang dây khác không - Dùng đồng hồ kiểm tra thông mạch, chập mạch - Sau kiểm tra xong, cấp nguồn cho mạch xem có chạy mong muốn khơng Nếu không tiến hành kiểm tra lỗi khắc phục CHƯƠNG III KẾT QUẢ 3.1 Sản phẩm mơ hình Hình 3.1 Mặt trước mơ hình 21 Báo cáo nhập mơn kĩ thuật Hình 3.2 Mặt sau mơ hình 3.2 Kết luận ❖ Trong đề tài thiết kế thành công mạch led nháy theo nhạc sử dụng IC LM3915 ❖ Hướng phát triển đề tài: - Mạch led nháy theo nhiều chế độ - Sản phẩm có nút nhấn điều khiển theo ý muốn - Phát triển thành mạch led nháy tích hợp dàn âm li ❖ Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: Hoạt động nháy theo nhạc tốt - Nhược điểm: Thiết kế chưa đẹp ❖ Thông qua việc thực tập lớn chúng tơi tích lũy nhiều kiến thức chuyên ngành điện tử viễn thông Do kiến thức cịn 22 Báo cáo nhập mơn kĩ thuật hạn hẹp nên việc thực ý tưởng nhiều hạn chế Nếu có sai sót mong nhận góp ý thầy bạn TÀI LIỆU THAM KHẢO - Sử dụng tài liệu: Nhập môn kĩ thuật -Các trang web tham khảo: [1] https://linhkienvietnam.vn/ [2] https://robocon.com.vn/linh-kien/tu-lam-mach-den-led-nhay-theo-nhac.html [3] http://www.dientuvietnam.net/forums/ [4] https://www.slideshare.net/TuanLinh2263/bo-co-nhp-mn-in-t-vin-thng-mchled-nhy-theo-nhc số trang web điện tử khác 23 ... kế nhóm Mạch led màu nháy theo nhạc 1.3 Yêu cầu kĩ thuật 1.3.1 Yêu cầu chức ● Mạch led nháy theo nhạc có chế độ nháy theo dải led ● Led nháy theo tần số nhạc phụ thuộc hát ● 100% đèn led nháy sáng.. .Báo cáo nhập mơn kĩ thuật TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN NHẬP MÔN VỀ KĨ THUẬT ĐỀ TÀI: MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC Hà Nam, năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Báo cáo nhập môn kĩ... mĩ Độ an toàn Cách thiết kế Tổng điểm Đèn led pha lê màu 15 Đèn xoay chớp theo nhạc 5 18 Cột led nháy theo nhạc 18 Mạch led màu nháy theo nhạc 5 21 Mạch led tích hợp loa 4 14 Bảng 1.2 Bảng đánh