TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, file đầy đủ chi tiết từ az bao gồm chế mạch thu và mạch phát, hình ảnh........................................................................................................................................................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ Mục lục - - ĐỒ ÁN MÔN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Giảng viên giảng dạy Sinh viên thực : : Lớp Mã sinh viên : : LÊ [1] Mục lục hình vẽ Mục lục bảng [2] LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội đại ngày nay,cụm từ KỸ THUẬT SỐ không cịn xa lạ với chúng ta,nó phổ biến đến mức gia đình sở hữu thiết bị kỹ thuật số,chẳng hạn:tivi,đầu đọc DVD,VCD,điện thoại di động…Vì phát triển chúng ngày đa dạng hơn,thông minh phục vụ nhu cầu ngày cao người Là sinh viên điện tử mang niềm u thích,em muốn đóng góp chút vào xu hướng trên.Vì đề tài em chọn làm thiết bị gia dụng phổ biến mà nhà có,đó quạt điện,đặc biệt quạt treo tường quạt trần điều khiển từ xa nên khơng giới hạn vị trí điều khiển.Thêm vào mạch cịn có khả hẹn điện tử khắc phục nhược điểm hẹn khí gây ồn hao mịn khí,có khoảng thời gian điều khiển rộng,được thiết lập hoàn toàn điều khiển từ xa CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẠCH 1.1 Lý thuyết Mạch điện modun rời gắn thêm vào loại quạt có nguyên tắc điều khiển tốc độ nút nhấn bậc 1.2 Mạch thực chức năng: Điều khiển tắt mở Hẹn tắt Hiển thị tốc độ tại,thời gian timer LED Đoạn Điều khiển tốc độ,tắt mở,hẹn điều khiển hồng ngoại từ xa 1.3 Các phương pháp thực hiện: Điều khiển từ xa hồng ngoại sử dụng cặp IC chuyên dụng thu phát hồng ngoại.Các ngõ IC giải mã dùng để điều khiển khối thực chức Hẹn tắt mở: sử dụng IC đếm BCD lên xuống.Đếm lên để đặt giờ, Đếm xuống để timer đếm ngược tắt quạt Điều khiển tốc độ,tắt mở quạt thông qua hệ thống RELAYS điều khiển mạch logic CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KHỐI 2.1 Sơ đồ khối: 2.2 Phân tích khối: Nguồn:nhiệm vụ chỉnh lưu điệu AC thành DC ổn áp 5V làm nguồn nuôi cho hệ thống điều khiển (ngoại trừ remote dùng pin) Remote điều khiển:tạo phát mã ứng với nút nhấn Mắt thu giải mã:tách sóng mang giải mã đưa tín hiệu điều khiển Điều khiển chọn tốc độ:khi có số điều khiển số 1,2,3 số cịn phải tắt,tránh tượng nóng lên ngắn mạch dịng điện cảm ứng Timer: hẹn tắt quạt Hiển thị: hiển thị thời gian timer thông qua led đoạn nhỏ, hiển thị tốc độ quạt thông qua led đoạn lớn Giao tiếp relays: cách li mạch điều khiển với mạch động lực dùng nguồn AC220V Chương 3: GIỚI THIỆU LINH KIỆN 3.1 Cầu diode: Sử dụng cầu diode dạng tròn,dòng chịu đựng 1A 3.2 IC ổn áp 7805 Sử dụng 7805 dạng TO dòng tối đa chịu 1A 3.3 Mắt nhận hồng ngoại: Mắt nhận hồng ngoại IC tích hợp dùng để thu tách sóng hồng ngoại.Bởi sóng hồng ngoại truyền điều chế với sóng mang,vì cần có mạch tách sóng để thu tín hiệu cần thiết cho IC giải mã 3.4 Cặp IC thu phát PT2248-PT2249 3.4.1 Giới thiệu IC phát PT2248: a, Chức chân: VSS/VDD tương ứng GND/VCC TXOUT:ngõ mã điều khiển điều chế XT:chân kết nối với thạch anh 455KHz TEST: T(1 3) kết hợp với K(1 6) tạo thành ma trận phím 18 phím nhấn b,Chia làm nhóm phím tương ứng với T1,T2,T3: Nhóm phím T1:gọi nhóm phím liên tục.Khi nhấn phím chuỗi mã phát liên tục,bên nhận ngõ ứng với nhóm phím T1 giữ mức tích cực đến bng phím.Trong nhóm phím phím khơng có thứ tự ưu tiên,tức nhấn phím lúc Nhóm phím T2 T3:khi nhấn phím thuộc nhóm chuỗi mã phát lần cho dù có giữ hay khơng.Nhóm phím khơng có thứ tự ưu tiên,phím nhấn trước tác động trước Khi có phím nhóm T1 T2(T3) nhấn lúc ngõ phát chuỗi mã T2x(T3x) liên tục theo chu kỳ Thứ tự ưu tiên:T1>T2>T3 CODE: chân tạo mã người dùng.Mã dùng để phân biệt đối tượng phát nhận có nhiều nguồn phát nguồn nhận Ở PT2248 có bit mã người dùng: C1,C2,C3.Để bên phát bên nhận hiểu mã bên phải giống Cách tạo mã: “=1”:có nối diode “=0”: khơng nối 3.4.2 Giới thiệu IC thu: PT2249 a, Chức chân: VSS/VDD:tương ứng với GND/VCC RxIN: ngõ vào tín hiệu CODE1,CODE2: chân dùng để thiết lập mã người dùng cho tương thích với bên phát Cách thiết lập: OSC: ngõ vào kết nối dao kết nối theo datasheet: HPx: ngõ tác động phím liên Các ngõ tác động mức cao SPx: ngõ tác động phím tác Khi có phím ấn ngõ lên tồn 107ms xuống bất chấp phím nhấn động RC Được tục động b, Dạng sóng thu phát: a:khoảng thời gian bit: a = × 192 C1,C2,C3:bit mã người dùng,C1 H:bit báo tín hiệu liên tục(mã phím cột T1) S1,S2:bit báo tín hiệu khơng liên tục(mã phím cột T2 hay T3) D1 D6:6 bit mã phím nhấn Tín hiệu khơng liên tục: Khi nhấn phím truyền từ lệnh.Bên thu giải mã từ lệnh nhận giống Tín hiệu liên tục: Giống phím khơng liên tục lần truyền truyền từ lệnh từ lệnh truyền lặp lại sau khoảng thời gian 208a 3.5 Flip-flop D: 4013 Hình 3.5: Cấu tạo Fip – flop D 4013 4.1.2 Mạch thu: Dùng IC thiết kế mạch thu: Chọn mã người dùng C1=C2=C3=1 Có ngõ ra:5 ngõ SPx,với ngõ HP1 Ngõ vào tín hiệu lấy từ IC thu hồng ngoại.IC thu hồng ngoại có nhiệm vụ thu tách sóng mang Ngõ IC bình thường mức có tín hiệu xuống mức 0.Trong mức tích cực ngõ vào IC PT2249 tích cực mức cao.Vì tín hiệu từ IC thu đến PT2249 phải qua cổng NOT Cổng NOT dùng transistor mắc theo kiểu CE để đở tốn IC.Các giá trị điện trở tính tốn cho transistor dẫn bão hịa Hình 4.1.2: Sơ đồ thiết kế mạch thu 4.2 Mạch điều khiển lựa chọn tốc độ: 4.2.1 Yêu cầu mạch: Khi có tín hiệu điều khiển chọn nút tốc độ,hai nút lại phải tắt đi.Tránh trường hợp nút tốc độ chọn gây nóng cháy cuộn dây động 4.2.2 Thiết kế mạch điều khiển: Mạch sử dụng Flip Flop D,ngõ vào D Flip-flop đưa vào mức Khi có tín hiệu điều khiển chọn chọn tốc độ FF tương ứng dịch bit Q làm đóng relay điều khiển tương ứng với số chọn.Đồng thời Flip-flop lại phải reset để ngõ Q Flip-flop D sử dụng IC họ CMOS 4013 Để điều khiển reset Flip-flop có tín hiệu điều khiển Flip-flop cịn lại có tín hiệu tắt ta có bảng trạng thái: INPU T OFF Số1 OUTPUT Số2 Số3 RES1 RES2 RES3 Q1 Q2 Q3 _∏_ 0 _∏_ _∏_ 0 0 _∏_ _∏_ _∏_ 0 0 _∏_ 0 0 _∏_ X X X _∏_ _∏_ 0 0 Bảng 4.2.2: Bảng trạng thái Dựa vào bảng trạng thái ta xây dựng hàm sau: RES1=OFF+SỐ2+SỐ3 RES2=OFF+SỐ1+SỐ3 RES3=OFF+SỐ2+SỐ1 Bảng 4.2.2: Sơ đồ thiết kế mạch điều khiển lựa chọn tốc độ 4.3 Thiết kế mạch giao tiếp AC220~ hiển thị tốc độ: Giao tiếp AC dùng relay 5VDC,có diode 1N4007 chống dòng ngược làm hư transistor Điện trở relay tra datasheet kết đo thực tế 130ohm.Vậy dòng hoạt động relay: = 38mA ≃ 40mA Phần hiển thị dùng led đoạn CA để hiển thị số 1,2,3.Muốn sáng đoạn kéo đoạn xuống mass.Ví dụ muốn hiển thị số ta cho b=c=0,để hiển thị nhiều số ta ghép diode hình Dịng qua led khoảng 10-20mA,ta chọn 15mA.Khi giá trị điện trở cần: = 333oℎm ≃ 330oℎm Dòng tổng cực đại điều khiển sáng số 3.Khi có đoạn sáng, dịng kéo là: × 15 = 75mA Tính dịng để chọn transistor điều khiển.Dịng qua transistor cực đại bằng: Dòng relay + dòng tổng led đoạn = 40+75 = 115mA Vậy chọn transistor điều khiển D468 có dịng ICmax=500mA Hình 4.3: Mạch giao tiếp hiển thị tốc độ 4.4 Mạch hẹn timer: 4.4.1 Yêu cầu hoạt động: Mạch hẹn tắt,hiển thị thời gian hẹn led đoạn Đặt nút nhấn,mỗi lần đặt tăng 10 phút,có nút nhấn bật tắt chế độ timer để hoạt động bình thường,có thể reset timer hay tắt quạt timer hoạt động Khi mạch chế độ timer thay đổi thời gian đặt,cũng Khi đặt timer khơng hoạt động 4.4.2 Cấu tạo: Mạch có phần chính:đếm hiển thị tạo xung Ck khống chế mạch đếm 4.4.3 Thiết kế mạch đếm: Sử dụng IC đếm lên xuống,giải mã led đoạn:HCF40110 Mạch vừa đếm lên,vừa đếm xuống sử dụng led đoạn nên có tổng cộng IC đếm,được kết nối sau: Hình 4.4.3a: Sơ đồ nối mạch đếm Trong có IC đếm theo đơn vị: chục,trăm Khi timer hoạt động lần đếm giảm phút tất giá trị đếm 0, tiếp tục có thêm xung ngõ BORROW IC đếm hàng trăm xuất xung, xung dùng để dừng việc đếm timer tác động làm tắt quạt Khi đặt cho timer lần đặt tăng 10 phút,tức đặt 10,20,30 phút khơng có lẻ.Để làm điều này,thay cấp xung CK đếm lên (xung nhận từ nút nhấn điều khiển) cho IC đếm hàng đơn vị ta cấp xung cho IC đếm hàng chục đồng thời reset IC đếm hàng đơn vị Các chân LE(latch enable),ENA(toggle enable) không sử dụng nên nối mass Các điện trở hạn dịng dùng loại 330ohm tính tốn Hình 4.4.3b: Sơ đồ thiết kế mạch đếm Mạch đếm coi hoàn thành,bây đến phần khống chế mạch đếm Mạch đếm chạy chế độ:timer đếm ngược dừng để thiết đặt thời gian,nhưng có nút nhấn để chọn,sử dụng Flip-Flop D có D=Q\ để lật trạng thái chọn chế độ Ta có bảng trạng thái làm việc: OUT INPUT FF PUT O Q Q C C (timer) \(set) kUp kDn CPU 1 _∏_ 0 _∏_ 0 _∏_ X X ∏_ _ ∏_ X CPD _ Ngõ _∏_ TPD Đếm lên ∏_ _∏_ _ _∏_ X X Đếm xuống MR 000 X X X Hình 4.4.3c: Bảng trạng thái làm việc 1 OFF:nút nhấn OFF để tắt quạt đồng thời tắt timer Q,Q\:chọn chế độ timer hay set Ck Up:nguồn xung CK đếm lên để set thời gian Xung lấy từ khối điều khiển từ xa Ck Dn: nguồn xung CK đếm xuống cho timer hoạt động, chu kỳ xung phút CPU: ngõ vào xung CK đếm lên timer CPD: ngõ vào xung CK đếm xuống timer TPD: ngõ tràn đếm xuống IC đếm hàng trăm, dùng để tác động timer đếm xong MR: master reset - reset IC đếm Dựa vào bảng trạng thái ta xây dựng hàm logic: CPU=CkUp+Q CPD=CkDn+Q\ MR=not(TPD)+OFF Trong mạch dùng cổng NOT nên để tiết kiệm IC ta dùng transistor để thay cổng NOT Nguyên lý hoạt động cổng NOT: Khi TCD=”1” transistor ngưng dẫn TCD\=”0” nối mass qua điện trở 4.7K Khi TCD=”0” transistor dẫn TCD\=”1” Sơ đồ mạch: Sử dụng led màu để báo trạng thái timer hay set 4.4.4 Mạch tạo xung clock phút: Sử dụng IC555 để tạo xung Chu kỳ xung tính theo cơng thức T(s) = 0.693 × (Ra + 2Rb) × C Với chu kỳ phút = 60s ta chọn C=100µF, Rb=390K: ta tính Ra=85.8K Ra sử dụng biến trở 100K để tăng xác Trong ứng dụng ta quan tâm đến chu kỳ xung nên không cần sử dụng chân số 5- modunlation, nối chân qua tụ 0.1µF xuống mass Hình 4.4.4: Sơ đồ thiết kế mạch tạo xung clock phút 4.5 Mạch nguồn: Sử dụng nguồn có điện áp chuẩn 5V.Tính cơng suất nguồn: Công suất cực đại đạt cấp nguồn cho toàn IC, led đoạn sáng hết, relay hoạt động: Tổng số linh kiện dòng tiêu thụ linh kiện mạch: (thơng số tính dịng tĩnh 25oC) IC 40110 Imax=20µA IC 4013 Imax=1µA IC 7432 Imax=1mA IC 4075 Imax=1µA IC 555 Imax=6mA IC PT2249 chọn Imax=5mA led đoạn 15mA × 4led × 7thanh = 420mA relay (cùng thời điểm có relay hoạt động) Imax= 40mA led hiển thị Imax=15mA × = 30mA Dịng tải tổng cực đại: Itotal max= 20µA + 1µA + 1mA + 1µA + 6mA + 5mA + 420mA +40mA + 30mA≃500mA Vậy chọn IC ổn áp 7805 có tản nhiệt dịng chịu tối đa 1A,cầu diode 1A Mỗi IC sử dụng tụ lọc nguồn nguồn vào IC: sử dụng tụ loại khơng phân cực 0.1µF Vậy cần tụ Hình 4.5: Sơ đồ thiết kế mạch nguồn Chương 5: TRÌNH BÀY KẾT QUẢ 5.1 Quy trình làm mạch: Chuẩn bị board trước ủi: Chuẩn bị board loại mặt(mua Nhật Tảo) kích thước tương ứng với vẽ Dùng giấy nhám mịn (loại mịn nhất) đánh lớp đồng bị oxi-hóa mặt, để ủi mực in lên mạch ngâm nhanh khơng có lớp oxit đồng bao phủ Cắt miếng decal để ủi cho vừa với board cắt, không thừa nhiều 5.2 Ủi mạch: Ủi mặt lên board, nên chọn mặt có nhiều dây ủi lần sau khó kiểm sốt ủi lần đầu Ở em chọn mặt bottom Phương pháp ủi: Giữ cố định miếng decal lên board,ủi để nhiệt độ nóng nhất,từ từ ủi cho lớp decal dính lên mặt board, đè mạnh tay để lớp mực in lên board Ủi đến nhìn thấy rõ đường mực lên Chờ board nguội, bóc lớp decal Ủi mạch lên mặt top, dùng chân linh kiện cố định lớp decal mặt VIA tạo cho khớp với mặt vừa ủi Dùng decal vừa bóc lót mặt bottom vừa ủi để tránh trường hợp lớp mực board bị thấm ngược lại Ủi ta board mặt Dùng bút tô lại đường mạch bị đứt ủi 5.3 Ngâm mạch: Hòa thuốc rửa với nươc tỉ lệ vừa đủ,mạch em hịa gói Bỏ mạch vào lắc lớp đồng thừa tan hết Lấy dùng miếng nhôm chùi xoong chùi lớp mực Ủi lớp tên linh kiện lên mặt top mạch 5.4 Khoan mạch: Trước khoan dùng nhựa thông qt lên board để khơ hồn tồn Khoan,tùy theo kích thước chân linh kiện mà chọn mũi khoan cho hợp lý 5.5 Hàn mạch: Board mặt có đường nối mặt gọi VIA, để hàn VIA ta dùng chân linh kiện hàn mặt board Trình tự hàn: hàn VIA- hàn đế IC- linh kiện lại Hoàn thành mạch, test mạch 5.6 Kết thi công: Mạch Nguyên lý: BOTTOM: TOP: ... năng: Điều khiển tắt mở Hẹn tắt Hiển thị tốc độ tại,thời gian timer LED Đoạn Điều khiển tốc độ,tắt mở,hẹn điều khiển hồng ngoại từ xa 1.3 Các phương pháp thực hiện: Điều khiển từ xa hồng... khoảng thời gian điều khiển rộng,được thiết lập hoàn toàn điều khiển từ xa CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẠCH 1.1 Lý thuyết Mạch điện modun rời gắn thêm vào loại quạt có nguyên tắc điều khiển tốc độ nút... chọn làm thiết bị gia dụng phổ biến mà nhà có,đó quạt điện,đặc biệt quạt treo tường quạt trần điều khiển từ xa nên khơng giới hạn vị trí điều khiển. Thêm vào mạch cịn có khả hẹn điện tử khắc phục