Đồ án thiết kế hệ thống phát hiện vật cản khi lùi xe ô tô

Đồ án thiết kế hệ thống phát hiện vật cản khi lùi xe ô tô • MỤC TIÊU Xác định loại tìm loại cảm biến đo khoảng cách phù hợp. Loại cảm biến này có khả năng phát hiện ra chướng ngại vật trong một khoảng cách mà lái xe có thể xử lí an toàn. Thiết kế, chếtạo hệ thống xác định chướng ngại vật trên xe sao cho phù hợp. Bố trí, chế tạo hệ thống có thể hiển thị khoảng cách lên màn hình và điều khiển được cảm biến chính xác. • NỘI DUNG Tổng quan về các hệ thống phát hiện chướng ngại vật. Xây dựng phương trình và giải thuật để tính toán khoảng cách cho cảm biến khi tín hiệu đưa về. Dùng phần mềm để lập trình và điều khiển cho hệ thống hiển thị khoảng cách và điều khiển cảm biến. Thiết kế và thi công mô hình. • PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu về phương pháp thu và phát của cảm biến siêu âm. Nghiên cứu phương pháp tính toán hệ thống khi xe di chuyển trên đường đến chướng ngại vật. Nghiên cứu tính toán các thông số từ xe đến chướng ngại vật. Lập trình cho hệ thống cảnh báo Đưa ra mô hình toán học và mô phỏng khi xe gặp chướng ngại vật và cách yêu cầu khác. Áp dụng tính toán thiết kế mô hình. • PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu. Nghiên cứu các hệ thống xác định chướng ngại vật của các hãng xe trên thế giới. Phương pháp thiết kế mạch cho hệ thống Phương pháp thực nghiệm và tính toán các kết quả đo. Sử dụng đồ thị để đánh giá kết quả của mô hình

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NỘI DUNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XÁC ĐỊNH CHƯỚNG NGẠI VẬT TRÊN Ô TÔ 1.1 Khảo sát số hệ thống cảnh báo an toàn xe 1.1.1 Hệ thống cảnh báo va chạm trước 1.1.2 Hỗ trợ phanh khẩn cấp 1.1.3 Hệ thống báo chệch đường 1.1.4 Hệ thống xóa điểm mù 1.1.5 Đèn pha chiếu sang chủ động 1.1.6 Hệ thống cảnh báo lùi 1.1.6.1 Camera lùi xe ô tô 1.1.6.2 Cảm biến lùi xe ô tô 1.2 Giới thiệu hãng xe chế tạo hệ thống báo khoảng cách 10 1.2.1 Hệ thống xác định khoảng cách xe KIA 10 1.2.2 Hệ thống cảnh báo va chạm Volvo 12 1.2.3 Hệ thống quan sát điểm mù Ford 13 1.3.Giới thiệu cảm biến đo khoảng cách 14 1.3.1 Giới thiệu 14 1.3.2.Cảm biến đo khoảng cách không tiếp xúc 15 1.3.3.Đo khoảng cách phương pháp thời gian truyền 16 1.3.3.1 Tốc độ truyền 17 1.3.3.2 Độ bất định 17 1.3.3.3 Định thời 17 1.3.3.4 Tương tác bề mặt 18 1.3.3.5 Hệ thống TOF siêu âm 18 1.3.3.6 Hệthống TOF sử dụng laze 20 1.3.4.Cảm biến khoảng cách vi sóng 21 CHƯƠNG II.TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 23 2.1.Cơ sở lựa chọn linh kiện 23 2.2.Tính tốn linh kiện 23 2.2.1.Vi điều khiển 8051 23 2.2.1.1 Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89C51 24 2.2.1.2 Chức chân AT89C51 24 2.2.2 IC ổn áp 27 2.2.3.Diode cầu 28 2.2.4.Transistor C828 29 2.2.5.Điện trở 31 2.2.5.1 Khái niệm điện trở 31 2.2.5.2 Điện trở thiết bị điện tử 32 2.2.5.3 Cách đọc trị số điện trở 33 2.2.6.Tụ điện 34 2.2.6.1 Định nghĩa 34 2.2.6.2 Cách chọn tụ điện 35 2.2.7.Cảm biến vật cản hồng ngoại 36 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠCH VÀ SƠ ĐỒ KHỐI 38 3.1 Sơ đồ khối 38 3.2 Mạch proteus 38 3.3 Sơ đồ nguyên lý 39 3.4.Sơ đồ mạch board 39 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 LỜI MỞ ĐẦU Hệ thống xác định chướng ngại vật hệ thống nhằm cải thiện thêm tính an toàn xe hơi, bên cạnh hệ thống túi khí (air bag), hệ thống thắng ABS v v… hệ thống xác định khoảng cách từô tô đến chướng ngại vật lắp sốloại ô tô đắt tiền Vì chi phí chế tạo hệ thống đắt nên Việt Nam nay, hệ thống xác định chướng ngại vật (Pre- Crash Safety System) trang bị cho xe Camry 2.0, dòng xe siêu sang TOYOTA Hệ thống có ưu điểm lớn điều khiển xe tốc độ cao, qua đường lùi xe Với ưu điểm vượt trội vấn đề đặt thiết kế hệ thống với giá hợp lí chất lượng khơng thua hệ thống trang bị xe ô tô đắt tiền Đây vấn đề cần quan tâm để trang bị hệ thống cho nhiều dịng xe khác, khơng xe đắt tiền MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI • MỤC TIÊU - Xác định loại tìm loại cảm biến đo khoảng cách phù hợp Loại cảm biến có khả phát chướng ngại vật khoảng cách mà lái xe xử lí an tồn - Thiết kế, chếtạo hệ thống xác định chướng ngại vật xe cho phù hợp - Bố trí, chế tạo hệ thống hiển thị khoảng cách lên hình điều khiển cảm biến xác • NỘI DUNG - Tổng quan hệ thống phát chướng ngại vật - Xây dựng phương trình giải thuật để tính tốn khoảng cách cho cảm biến tín hiệu đưa - Dùng phần mềm để lập trình điều khiển cho hệ thống hiển thị khoảng cách điều khiển cảm biến - Thiết kế thi cơng mơ hình • PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu phương pháp thu phát cảm biến siêu âm - Nghiên cứu phương pháp tính tốn hệ thống xe di chuyển đường đến chướng ngại vật - Nghiên cứu tính tốn thơng số từ xe đến chướng ngại vật - Lập trình cho hệ thống cảnh báo - Đưa mơ hình tốn học mô xe gặp chướng ngại vật cách u cầu khác - Áp dụng tính tốn thiết kế mơ hình • PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu - Nghiên cứu hệ thống xác định chướng ngại vật hãng xe giới - Phương pháp thiết kế mạch cho hệ thống - Phương pháp thực nghiệm tính tốn kết đo - Sử dụng đồ thị để đánh giá kết mơ hình - Đánh giá tổng qt tồn báo cáo nghiên cứu khoa học Đề nghị hướng phát triển đề tài • GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Từ nhu cầu an toàn người lái trang bị hệ thống phát tín hiệu có vật cản đường, giúp cho lái xe an tâm q trình đỗ xe an tồn góp phần khơng nhỏ q trình di chuyển giảm va trạm CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XÁC ĐỊNH CHƯỚNG NGẠI VẬT TRÊN Ơ TƠ Những cơng nghệ phịng tránh va chạm dần xuất nhiều ô tô, mẫu xe sang Một số hệ thống an tồn phát tín hiệu cảnh báo âm hình ảnh để nhắc tài xế có hành động xử lý, số khác sẵn sàng can thiệp vào phanh hệ thống lái để chỉnh lại xe hướng Hệ thống xác định chướng ngại vật ô tô hệ thống sử dụng nhiều Theo báo cáo Viện bảo hiểm an tồn đường Mỹ(IIHS) hệ thống xác định chướng ngại vật hữu ích năm có đến 40% tai nạn liên quan đến việc lái xe thiếu tập trung 1.1 Khảo sát số hệ thống cảnh báo an toàn xe 1.1.1 Hệ thống cảnh báo va chạm trước Hệ thống sử dụng radar để phát trường hợp người lái đâm vào thứ phía trước Hầu hết hệ thống phát cảnh báo âm âm thành đèn chớp, hình ảnh Một số chí tự động rà phanh để giảm tốc độ xe 1.1.2 Hỗ trợ phanh khẩn cấp Hệ thống dành cho trường hợp tài xế nhìn thấy nguy va chạm phía trước nhấn phanh không phanh kịp Nghiên cứu nhà sản xuất nhiều tài xế không đạp lực phanh tối đa trường hợp khẩn cấp, ảnh hưởng tâm lý, nên để xảy va chạm dù biết trước hồn tồn tránh Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp có khả phát trường hợp tài xế bình tĩnh, dấu hiệu nhấc chân ga đột ngột Khi đó, hệ thống tự động rà phanh trước giúp người lái đạt lực phanh tối đa 1.1.3 Hệ thống báo chệch đường Hệ thống sử dụng camera gắn xe để phát thời điểm lốp xe bắt đầu chệch khỏi đường chạy Máy tính kiểm tra hệ thống lái tốc độ xe để xác định xem việc chạy chệch đường cố ý hay vơ tình Nếu máy tính kết luận vơ tình, hệ thống phát tín hiệu cảnh báo cách làm rung nhẹ vơ-lăng, kèm theo cảnh báo âm 1.1.4 Hệ thống xóa điểm mù Hệ thống cho phép người lái biết có xe điểm mù - khoảng nằm tầm quan sát gương chiếu hậu, chớp đèn cảnh báo bên gương Với số hệ thống, đèn cảnh báo sáng chớp nhanh tài xế bật xi-nhan vào thời điểm hệ thống phát có xe điểm mù Một số hệt hống cịn có chng cảnh báo 1.1.5 Đèn pha chiếu sang chủ động Phần mềm điều khiển dải chiếu sáng cụm đèn pha kết nối với thông tin truyền từ vô-lăng, để xe chuyển hướng, dải chiếu sáng chuyển hướng theo, giúp tài xế quan sát tốt phía trước góc cua vào buổi tối 1.1.6 Hệ thống cảnh báo lùi 1.1.6.1 Camera lùi xe ô tô Lùi xe thường chịu nhiều rủi ro tiến Tuy nhiên, nỗi lo ngại hoá giải nhờ cảm biến camera hỗ trợ lùi Thiết bị lắp đặt đơn giản dịng ơtơ đặc biệt hữu ích với xe thân dài Hình 1.1 Camera lùi xe tơ Để hạn chế xây xước lùi xe vào điểm đỗ hay lo lắng bậc cha mẹ tình này, hãng chế tạo linh kiện ôtô áp dụng giải pháp công nghệ cao Đó hệ thống cảnh báo sóng siêu âm (cảm biến lùi), phát âm ngày khẩn thiết ôtô lùi đến gần vật cản phía sau Thiết bị có mặt thị trường từ nhiều năm Tuy nhiên, với xe khơng tích hợp sẵn việc lắp đặt hệ thống bất tiện phải động chạm tới vỏ xe, chúng hoạt động khơng hiệu điều kiện trời mưa tuyết rơi Thêm vào đó, tiếp bíp bíp liên tục làm cho người điều khiển khó chịu Do đó, nhà sản xuất sử dụng giải pháp công nghệ đại camera hỗ trợ quan sát phía sau, tiếng Anh gọi rearview, backup hay eversing camera, cho phép lái xe quan sát tồn bối cảnh sau xe Camera quan sát phía sau dạng máy ghi hình gắn vào xe để hỗ trợ tài xế lùi Thiết kế khác hẳn so với loạt camera khác ảnh hiển thị phải xoay ngược theo chiều ngang tạo hình ảnh giống lái xe nhìn vào gương chiếu hậu Điều cần thiết máy quay mặt lái xe hướng hai chiều ngược Nếu khơng đảo hình, phía bên phải camera phía bên trái lái xe ngược lại Hệ thống lắp đặt theo kiểu biệt lập, hình hiển thị bố trí xung quanh gương chiếu hậu xe Cách lắp thứ hai tích hợp tín hiệu backup camera để hiển thị hình ảnh hình LCD hệ thống multimedia định vị vệ tinh Các hình giúp lái xe quan sát để lùi xe an tồn, đấu nối xe với rơ-mc tránh va chạm, rủi ro tiềm ẩn phía xe Hệ thống kích hoạt ưu tiên hiển thị (nếu dùng chung với hình có chức khác) lái xe cài số lùi (R) Trong trường hợp, tất nhiên, hệ thống phát huy hiệu lái xe hiểu rõ nguyên lý hoạt động hiển thị đồng thời có kỹ điều khiển xe lùi phù hợp với tín hiệu hình Hầu hết backup camera tích hợp cảm biến lùi để cung cấp cho lái xe thông tin cảnh báo khoảng cách, điều mà camera thu hình đơn không làm Một số camera hỗ trợ lùi có khả thu phát âm hỗ trợ trao đổi giọng nói cabin phía xe Loại đặc biệt hữu dụng có người đứng phía sau giúp tài xế lùi xe vào điểm đỗ Tuy nhiên, chúng lại phải có lỗ microphone nằm thân camera Và nhà sản xuất cố đặt lỗ phía thân camera, chúng làm giảm chí phá hỏng khả chống thấm nước camera Một số máy ghi hình cịn gắn thêm đi-ốt phát sáng (LED) hồng ngoại để hỗ trợ cho camera bối cảnh thiếu sáng Tuy nhiên, hiệu khơng có nhiều khác biệt, tầm ảnh hưởng chúng thơng thường vào khoảng từ 1,5-3m Hình 1.2 Thấu kính mắt cá Camera hỗ trợ lùi thường lắp thấu kính mắt cá có góc quan sát lớn Thấu kính loại hạn chế tầm quét xa camera, nhiên, lại cho phép quan sát liên tục khoảng rộng quan sát đuôi xe Các camera thường lắp chúc xuống đất, giúp lái xe quan sát tất vật cản nằm xác định vị trí tường Hầu hết backup camera lắp vào xe theo hai kiểu Một loại gắn vào lỗ khoá mở nắp khoang hành lý xe Còn loại kia, gọi camera bề mặt, gắn trực tiếp vào thân xe Do đặc điểm vị trí lắp đặt, backup camera cần chịu điều kiện thời tiết Khi rửa xe áp suất lớn vòi nước bị ngâm nước thời gian dài, máy ghi hình bị ẩm Hiện nay, hệ thống camera hỗ trợ lùi có mặt nhiều mẫu xe hạng trung, cao cấp thuộc tất nhãn hiệu phổ thông 1.1.6.2 Cảm biến lùi xe tơ Hình 1.3 Cảm biến lùi Cảm biến lùi thiết kế để trợ giúp lái xe trình lùi đỗ xe Nó giúp lái xe đảm bảo độ an tồn, tính xác dễ dàng lùi đỗ xe tình a Đặc điểm bật - Tùy chọn cảm biến sóng siêu âm lắp đặt cản sau xe - Cảm biến sơn hoạt động bền bỉ tình - Ứng dụng cơng nghệ sóng siêu âm giúp phát xác chướng ngại vật sau xe - Hệ thống kích hoạt xe vào số lùi - Màn hình LED hiển thị âm cảnh báo báo hiệu có chướng ngại vật phía sau khoảng cách xe với chướng ngại vật - Có vùng kích hoạt cảnh báo 5.5 feet, feet; feet; feet; với mức độ cảnh báo khác b Lợi ích sản phẩm - Giúp hạn chế điểm mù xe - Giúp lái xe phát chướng ngại vật phía sau trường hợp thời tiết ngày đêm - Giảm thiểu tai nạn, va đụng xảy lùi xe - Giúp cho việc lùi xe đỗ xe trở nên dễ dàng, an tồn nhanh chóng Đỗ xe song song lùi xe nơi đâu dễ dàng có người đứng ngồi hiệu Nhưng đâu phải lúc Cảm biến lùi và, vài dòng xe, camera quan sát sau xe, trợ thủ đắc lực • Cảm biến gắn cản sau xe quét tín hiệu để nhận dạng vật cản • Ngay bạn cài số lùi, cảm biến hoạt động, phát tiếng “bíp” có vật cản khoảng cách 1.8m phía sau xe bạn Càng lùi lại gần vật cản, tiếng bíp to nhanh Tiếng bíp khơng ngừng • • • • kêu nghĩa bạn nên dừng lại Cảm biến phát vật bạn khơng thể nhìn thấy chúng ngồi tầm nhìn, hàng rào thấp cột trụ Nếu xe bạn có Hệ thống cảm biến lùi, hình hiển thị vị trí vật cản phía sau bạn Nếu xe bạn có camera quan sát phía sau, bạn thấy rõ vật cản phía sau với tiếng bíp, bạn nắm rõ tình hình xảy 1.2 Giới thiệu hãng xe chế tạo hệ thống báo khoảng cách Hầu hết hãng xe lớn Toyota, Ford, Nissan, Mecredes – Benz, Honda, Volvo… có hệ thống cảnh báo va chạm riêng Hệ thống trang bị đại, khơng phát khoảng cách đối tượng phát mà cịn can thiệp vào hệ thống thắng (Collision Mitigation Brake System(CMBS)) hệ thống dây an toàn (Seat-beat Safety) giúp lái xe yên tâm phía sau tay lái Sau xin giới thiệu hệ thống báo khoảng cách số hãng xe giới 1.2.1 Hệ thống xác định khoảng cách xe KIA KIA mẫu xe trang bị hệ thống phát phản ứng gặp chướng ngại vật người Nếu tài xế khơng quan sát tình khơng kịp phản ứng sau lúc có cịi báo động, máy tính tự tính tốn để kích hoạt phanh, hỗ trợ lái siết chặt dây an tồn 10 Hình 2.7 Hình dạng IC họ 78xx thực tế Sơ đồ bên IC 78xx Nguyên lý ổn áp: Thông qua điện trở R2 D1 gim cố định điện áp chân Rt Transistor Q1, giả sử điện áp chân E đèn Q1 giảm => điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E đèn tăng , ngược lại Chú ý: Điện áp đặt trước IC 78xx phải lớn điện áp cần ổn áp từ 3V trở lên * Những dạng seri 78XX LA7805 IC ổn áp 5V LA7806 IC ổn áp 6V LA7808 IC ổn áp 8V LA7809 IC ổn áp 9V LA7812 IC ổn áp 12V LA7815 IC ổn áp 15V LA7818 IC ổn áp 18V LA7824 IC ổn áp 24V Đây dòng cho điện áp tương ứng với dòng 1A Ngồi cịn seri khác chịu dịng 78xx +5V > +24V Dòng 1A 78Lxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.1A 78Mxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.5A 78Sxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dịng 0.2A 2.2.3.Diode cầu Hình 2.7 Diode 28 KBP206 gồm diode đơn mắc thành cầu chỉnh lưu đóng gói vỏ Cơng dụng chính: dùng để chỉnh lưu dịng điện xoay chiều thành chiều • Điện áp tối đa : 600V • Dòng điện định mức : 2A • Sụt áp I=2A : 1.1V • Nhiệt độ hoạt động : -55 oC đến 165oC 2.2.4.Transistor C828 Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N , ghép theo thứ tự PNP ta Transistor thuận , ghép theo thứ tự NPN ta Transistor ngược phương diện cấu tạo 29 Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều Hình 2.8 Cấu tạo Transistor Ba lớp bán dẫn nối thành ba cực , lớp gọi cực gốc ký hiệu B ( Base ), lớp bán dẫn B mỏng có nồng độ tạp chất thấp Hai lớp bán dẫn bên nối thành cực phát ( Emitter ) viết tắt E, cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt C, vùng bán dẫn E C có loại bán dẫn (loại N hay P ) có kích thước nồng độ tạp chất khác nên khơng hốn vị cho Ngun tắc hoạt động Transistor * Xét hoạt động Transistor NPN Ta cấp nguồn chiều UCE vào hai cực C E (+) nguồn vào cực C (-) nguồn vào cực E Cấp nguồn chiều UBE qua công tắc trở hạn dịng vào hai cực B E , cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E Khi công tắc mở , ta thấy rằng, hai cực C E cấp điện khơng có dịng điện chạy qua mối C E ( lúc dịng IC = ) Khi cơng tắc đóng, mối P-N phân cực thuận có dịng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua cơng tắc => qua R hạn dịng => qua mối BE 30 cực (-) tạo thành dòng IB Ngay dịng IB xuất => có dịng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB Như rõ ràng dịng IC hồn tồn phụ thuộc vào dịng IB phụ thuộc theo cơng thức : IC = β.IB • Trong IC dịng chạy qua mối CE • IB dịng chạy qua mối BE • β hệ số khuyếch đại Transistor Giải thích : Khi có điện áp UCE điện tử lỗ trống vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, xuất dòng IBE lớp bán dẫn P cực B mỏng nồng độ pha tạp thấp, số điện tử tự từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn số lượng lỗ trống nhiều, phần nhỏtrong số điện tử vào lỗ trống tạo thành dòng IB phần lớn số điện tử bị hút phía cực C tác dụng điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor * Xét hoạt động Transistor PNP Sự hoạt động Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN cực tính nguồn điện UCE UBEngược lại Dòng IC từ E sang C dòng IB từ E sang B Hình dáng Transistor Hình 2.9 Transistor cơng xuất nhỏ Hình 2.10 Transistor cơng xuất lớn 2.2.5.Điện trở 2.2.5.1 Khái niệm điện trở Ta hiểu cách đơn giản - Điện trở cản trở dòng điện vật dẫn điện, vật dẫn điện tốt điện trở nhỏ, vật dẫn điện điện trở lớn, vật theo điện trở dây dẫn Điện trở dây dẫn phụ vào chất liệu, độ dài tiết diện dây tính theo cơng thức sau: R = ρ.L / S 31 Trong • ρ điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu • L chiều dài dây dẫn • S tiết diện dây dẫn • R điện trở đơn vị Ohm 2.2.5.2 Điện trở thiết bị điện tử Hình dáng ký hiệu: Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác Hình 2.11 Điện trở thiết bị điện tử Hình 2.12 Ký hiệu điện trở sơ đồ nguyên lý Đơn vị điện trở - Đơn vị điện trở Ω (Ohm) , KΩ , MΩ -1KΩ = 1000 Ω - 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω Cách ghi trị số điện trở • Các điện trở có kích thước nhỏ ghi trị số vạch mầu theo quy ước chung giới.( xem hình ) • Các điện trở có kích thước lớn từ 2W trở lên thường ghi trị số trực tiếp thân Ví dụ điện trở cơng xuất, điện trở sứ Hình 2.13 Trở sứ cơng xuất lớn , trị số ghi trực tiếp 32 2.2.5.3 Cách đọc trị số điện trở Quy ước mầu Quốc tế Mầu sắc Giá trị Mầu sắc Giá trị Đen Xanh Nâu Xanh lơ Đỏ Tím Cam Xám Vàng Trắng Nhũ vàng -1 Nhũ bạc -2 Hình 2.14 Quy ước màu quốc tế Điện trở thường ký hiệu vịng mầu , điện trở xác ký hiệu vịng mầu * Cách đọc trị số điện trở vịng màu Hình 2.15 Điện trở vòng màu Cách đọc điện trở vòng màu: • Vịng số vịng cuối ln ln có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, vòng sai số điện trở, đọc trị số ta bỏ qua vịng 33 • Đối diện với vòng cuối vòng số 1, đến vịng số 2, số • Vịng số vòng số hàng chục hàng đơn vị • Vòng số bội số số 10 • Trị số = (vịng 1)(vịng 2) x 10 ( mũ vịng 3) • Có thể tính vịng số số số khơng "0" thêm vào • Mầu nhũ có vịng sai số vịng số 3, vịng số nhũ số mũ số 10 số âm * Cách đọc trị số điện trở vòng mầu : ( điện trở xác ) Hình 2.16 Điện trở vịng màu • Vịng số vịng cuối , vòng ghi sai số, trở vòng mầu mầu sai số có nhiều mầu, gây khó khăn cho ta xác điịnh đâu vịng cuối cùng, nhiên vịng cuối ln có khoảng cách xa chút • Đối diện vịng cuối vịng số • Tương tự cách đọc trị số trở vòng mầu vòng số bội số số 10, vòng số 1, số 2, số hàng trăm, hàng chục hàng đơn vị • Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vòng 4) • Có thể tính vịng số số số không "0" thêm vào 2.2.6.Tụ điện 2.2.6.1 Định nghĩa Tụ điện linh kiện điện tử thụ động bao gồm hai mặt dẫn điện gọi cực tụ, phân cách chất cách điện, gọi điện mơi (khơng khí, giấy, mica, dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh ) 34 Hình 2.17 Cấu tạo tụ điện Giá trị tụ điện điện dung, đo đơn vị Farad (kí hiệu F) Giá trị F lớn nên hay dùng giá trị nhỏ micro fara (μF), nano Fara (nF) hay picro Fara (pF) 1F=106μF=109nF=1012pF 2.2.6.2 Cách chọn tụ điện Chọn tụ điện để liên lạc tầng chức (thường khuếch đại) thường chọn "hàm hồ" Nghĩa thường chọn theo cảm tính kinh nghiệm, thường tài liệu lý thuyết bị bỏ qn xem thường, hay khó q khơng chừng Để chọn tụ liên lạc tốt tầng khuếch đại cần ý : • Tổng trở xuất (ngõ ra) tầng trườc phải tương đương với tổng trở nhập (ngã vào) tầng sau Total trở kháng mixed (trộn) tầng trước total trờ kháng ngõ vào tầng sau • Đây vấn đề thiết kế mạch điện tử • Qui chuẩn tính chất vật lý tín hiệu: Tần số, dạng tín hiệu v.v phải nắm bắt kỹ Ví dụ: có dải tần qua tụ liên lạc đó, ta phải nắm tần số trung tâm dải tần số tác dụng Tín hiệu dạng xung phải nắm tần số hoạ tần (hài - harmonic) Việc chọn tụ liên lạc (hay mạch liên lạc có tụ) làm giảm nguy nhiễu, tiếng ồn hay méo tín hiệu (noise, distortion) tự dao động, xạ ý muốn, tổn hao vơ ích v.v mạch khuếch đại, bảo đảm dạng tín hiệu Ví dụ, tín hiệu dạng xung phần liên lạc (có tụ) phải bảo đảm đưa tần số trung tâm tổng hài (total harmonics) dạng xung đưa qua trọn vẹn mà không bị méo dạng 35 Như vấn đề tụ liên lạc trở nên dễ dàng Nếu lấy mạch đẳng hiệu ta có hai tổng trở R(zA) ngõ tầng trước song song với R(zB) ngõ vào tầng sau nối tiếp với Z(C) tụ liên lạc, f(S) tần số trung tâm tín hiệu Thời mạch liên lạc: t = 1/ f(S) = (Sqrt)2 x RC Với R ~ R(zA) + R(zB) / R(zA) x R(zB) (ohm) = Z(C) Chú ý: Khi tổng trở ngõ tầng trước sai khác với tổng trở ngõ vào tầng sau thêm R nối tiếp với C R song song với tổng trở để bù lại Gọi R-C "bù tổng trở" Đôi "bù" không thoả mãn phải có tầng phối hợp trở kháng nằm hai tầng để làm nhiệm vụ Ví dụ : đưa tín hiệu ngõ máy MP3 (~600 Ohm) vào ngõ Mic in (10K Ohm) chẳng hạn Để bảo đảm dạng tín hiệu khơng sin hay dải thơng tín hiệu q rộng cần đến vài cụm liên lạc R-C ghép song song / nối tiếp để đạt hiệu liên lạc mong muốn 2.2.7.Cảm biến vật cản hồng ngoại Hình 2.18 Cảm biến hồng ngoại Mơ tả: Cảm biến có khả thích nghi với mơi trường, có cặp truyền nhận tia hồng ngoại Tia hồng ngoại phát tần số định, phát hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau so sánh, đèn màu xanh sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu (một tín hiệu bậc thấp) Khoảng cách làm việc hiệu ~ 5cm, điện áp làm việc 3.3 V đến 5V Độ nhạy sáng cảm biến điều chỉnh chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng, 36 Có thể sử dụng rộng rãi robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vật dị đường Thơng số kỹ thuật: • Bộ so sánh sử dụng LM393, làm việc ổn định • Điện áp làm việc: 3.3V - 5V DC • Khi bật nguồn, đèn báo nguồn màu đỏ sáng • Lỗ vít mm, dễ dàng cố định, lắp đặt • Kích thước: 3.2cm * 1.4cm • Các mơ-đun so sánh điện áp ngưỡng thông qua chiết áp, sử dụng chế độ thông thường, xin vui lịng khơng tự ý điều chỉnh chiết áp Cổng giao tiếp: • VCC: điện áp chuyển đổi từ 3.3V đến 5V (có thể kết nối trực tiếp đến vi điều khiển 5V 3.3V) • GND: GND ngồi • OUT: đầu kỹ thuật số (0 1) 37 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠCH VÀ SƠ ĐỒ KHỐI 3.1 Sơ đồ khối 3.2 Mạch proteus Hình 3.1 Mạch proteus • Trong mạch Diode cầu đóng vai trị chỉnh lưu từ điện xoay chiều (AC) sang điện chiều (DC) • J1- connect lấy nguồn từ bên ngồi nguồn xoay chiều nguồn chiều từ 6v đến 12V • U1 – IC ổn áp LM 7805 tạo điện áp chuẩn 5V • Tụ C1 dùng lọc tần số thấp để tạo nguồn DC tương đối phẳng 38 • Tụ C2 dùng để lọc tần số cao để chống nhiễu cho mạch nguồn • Điện R1 có giá trị 330 để phân cực cho LED báo nguồn • LED D1 dùng để báo nguồn 3.3 Sơ đồ nguyên lý 3.4.Sơ đồ mạch board 39 3.5 Code Lập trình #include //=======INPUT=========== sbit cb_xa = P3^3; sbit cb_gan = P3^2; //========OUT PUT======= sbit coi = P2^7; /************************************/ // ham tre ms void delay_ms(unsigned int t) { unsigned int i,j; for(i=0;i