thiết kế thi công mạch thu phát sóng rf ứng dụng module thu phát,điều khiển qua máy tính

ĐỒ Án 1 Trang 1 PHẦN A GIỚI THIỆU Mục tiêu của đồ án môn học 1 giúp cho sinh viên có những khả năng sau: -Tự sắp xếp kế hoạch làm việc -Tự tìm tòi tra cứu tham khảo tài liệu -Biết tính toán thiết kế cách mạch ứng dụng dựa và các môn cơ sở ngành -Thi công một số sản phẩm đơn giản Vì vậy cùng với sự hướng dẫn của thầy Đậu Trọng Hiển,người thực hiện đề tài đã chọn đồ án môn học 1 là “thiết kế thi công mạch thu phát sóng RF ứng dụng module thu phát,điều khiển qua máy tính”.Đồ án vận dụng các kiến thức đã học về vi điều khiển ,thu phát sóng RF,…. Và là cơ hội để người thực hiện đề tài có thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm kiểm tra sự khác nhau giữa lý thuyết so với trên thực tế. MỤC LỤC Trang 1 ĐỒ Án 1 Trang 2 MỤC LỤC Trang 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH ĐỀ TÀI: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA SÓNG RF-GIAO TIẾP MÁY TÍNH GVHD:TS.ĐẬU TRỌNG HIỂN SVTH:TỐNG TRỌNG CHÍNH MSSV:08119007 TP.HỒ CHÍ MINH-7/2011 ĐỒ Án 1 Trang 3 Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện – Điện Tử Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆTNAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc Ngày……tháng …… năm 2011 PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 (Dành cho người hướng dẫn) 1. Họ tên sinh viên : TỐNG TRỌNG CHÍNH MSSV: 08119007 2. Tên đề tài : MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA SÓNG RF-GIAO TIẾP MÁY TÍNH 3. Người hướng dẫn : Thầy ĐẬU TRỌNG HIỂN 4. Những ưu điểm của Đồ án : ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 5. Những thiếu sót của Đồ án : ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 6. Đề nghị : Được bảo vệ:  Bổ sung để được bảo vệ:  Không được bảo vệ:  MỤC LỤC Trang 3 ĐỒ Án 1 Trang 4 7. Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trước Tổ chấm ĐAMH: a) ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. b) ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. c) …………………………………………………………………………………………… …….………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 8. Đánh giá Điểm (Số và chữ):……………………………… CHỮ KÝ và HỌ TÊN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC Trang 4 ĐỒ Án 1 Trang 5 Cám ơn thầy Đậu Trọng Hiển đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đề tài này .Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô trong khoa điện tử cùng các bạn sinh viên trong lớp và khoa đã đóng góp ý kiến và trao đổi kinh nghiệm trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài này. Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi sai sót,kính mong quý thầy cô góp ý và chỉ dẫn để người thực hiện hoàn thiện hơn trong đồ án môn học đầu tiên này. Người thực hiện Tống Trọng Chính LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC Trang 5 ĐỒ Án 1 Trang 6 Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kĩ thuật trên tiên tiến,thế giới chúng ta đã và đang ngày một thay đổi,văn minh và hiên đại hơn.Sự phát triển của kĩ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao,tốc độ nhanh,gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Điện tử đang trở thành một ngành công nghiệp đa nhiệm vụ.Điện tử đã đáp ứng những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công nông lâm ngư nghiệp cho đến các nhu cầu thiết bị trong đời sống hàng ngày Một trong những ứng dụng quan trọng trong công nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiển từ xa.Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị từ xa hay những thiết bị mà con người không thể trực tiếp chạm vào để vận hành điều khiển. Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên,em đã thiết kế và thi công mạch điều khiển thiết bị điện trong nhà sử dụng module thu phát sóng vô tuyến. Để tìm hiểu ứng dụng này về vi điều khiển, sóng RF và tìm hiểu tác dụng của nó,người thực hiện xin thực hiện đề tài gồm 3 phần sau: Phần A Giới thiệu Phần B Nội dung Phần C Phụ lục và tài liệu tham khảo MỤC LỤC Trang MỤC LỤC Trang 6 ĐỒ Án 1 Trang 7 Phần A GIỚI THIỆU i Trang bìa ……………………………………………………………………… ii Trang chấm ĐAMH của GVHD………………………………………………. iii Lời cảm ơn …………………………………………………………………… v Lời nói đầu …………………………………………………………………… vi Mục lục………………………………………………………………………… vii Liệt kê hình…………………………………………………………………… ix Phần B NỘI DUNG………………………………………………………… 1 Chương 1 Giới thiệu điều khiển từ xa…………………………………………… 2 1.1 Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại (IR)………………………… 2 1.1.1 Hoạt động…………………………………………………… 2 1.1.2 Ưu điểm………………………………………………………. 3 1.1.3 Khuyết điểm………………………………………………… 3 1.1.4 Khắc phục khuyết điểm…………………………………… 3 1.1.5 Ứng dụng trong đời sống……………………………………. 3 1.2 Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF)…………………………. 3 1.2.1 Hoạt động…………………………………………………… 3 1.2.2 Ưu điểm………………………………………………………. 4 1.2.3 Khuyết điểm………………………………………………… 4 1.2.4 Khắc phục khuyết điểm……………………………… 4 Chương 2 Giao tiếp máy tính qua Cổng Com……………………………………. 5 2.1 Giới thiệu………………………………………………………………… 5 2.2 Truyền dữ liệu…………………………………………………………… 5 Chương 3 Giới thiệu C# và cách lập trình cho cổng nối tiếp……………………. 8 3.1 Tạo giao diện…………………………………………………………… 8 3.2 Thiết kế chương trình điều khiển………………………………………. 9 3.2.1 Lưu đồ………………………………………………………… 9 3.2.1 Code…………………………………………………………….9 Chương 4 Module thu phát vô tuyến…………………………… 12 MỤC LỤC Trang 7 ĐỒ Án 1 Trang 8 4.1 Khối thu, phát RF không có IC giải mã 12 4.2 Mạch phát thu có IC giải mã………………………………………………… 16 4.2.1 Tìm hiểu chung……………………………………………………… 16 4.2.2 Sơ đồ mạch phát dung IC PT2262………………………………… 18 4.2.3 Sơ đồ mạch thu dùng IC PT2272…………………………………….18 Chương 5 Giới thiệu linh kiện……………………………………………… 19 5.1 Giới thiệu mạch giao tiếp RS232…………………………………… 19 5.2 Giới thiệu IC đệm ULN2003…………………………… 20 5.3 Giới thiệu IC 74HC74N………………… 20 Chương 6 Thiết kế mạch…… ………………………………… 20 6.1 Sơ đồ nguyên lý mạch thu………………………………………………20 6.2 Sơ đồ Layout mạch thu………………………………………… 21 6.3 Sơ đồ nguyên lý mạch phát…………………………………………… 23 6.4 Sơ đồ layout mạch phát…………………………………………………23 Phần C PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………….25 Kết quả đạt được……………………………………………………………………25 Hướng phát triển……………………………………………………………………25 Phụ lục và tài liệu tham khảo………………………………………………………25 Liệt kê hình: Hình 1.1.1: Điều khiển bằng hồng ngoại………………………………………… 2 Hình 2.1.1: Các cổng sử dụng trong máy tính…………………………………… 5 MỤC LỤC Trang 8 ĐỒ Án 1 Trang 9 Hình 2.2.1: Cổng DB25 và DB9…………………………………………………….6 Hình 2.2 Cáp chuyển từ USB sang COM………………………………………… 7 Hình 3.1.1: Giao diện điều khiển……………………………………………………8 Hình 3.2.1: Lưu đồ giải thuật……………………………………………………….9 Hình 4.1.1 : Module thu và mạch thu……………………………………………….15 Hình 4.1.2: Module phát…………………………………………………………….15 Hình 4.2.1.1: Module thu……………………………………………………………16 Hình 4.2.1.2: Module phát………………………………………………………….16 Hình 4.2.3 Sơ đồ mạch thu dùng IC PT2272……………………………………… 18 Hình 5.1.1: Sơ đồ chân Max232………………………………………………… 19 Hình 5.1.2 Sơ đồ kết nối chân Max232…………………………………………… 19 Hình 5.2.1: Sơ đồ chân ULN2003……………………………………………… 20 Hình 5.3.1 Sơ đồ chân IC 74HC74……………………………………………… 20 Bảng 5.3 Bảng trạng thái IC 74hc74……………………………………………… 21 Hình 6.1.1: Sơ đồ nguyên lý mạch thu sử dụng module thu……………………… 22 Hình 6.2.1: Sơ đồ layout mạch thu sử dụng module thu………………………… 23 Hình 6.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch phát…………………………………………… 23 Hình 6.4.1 Sơ đồ layout mạch phát…………………………………………… 24 MỤC LỤC Trang 9 ĐỒ Án 1 Trang 10 PHẦN B NỘI DUNG MỤC LỤC Trang 10 [...]... layout mạch thu sử dụng module thu 6.3 Sơ đồ nguyên lý mạch phát Hình 6.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch phát MỤC LỤC Trang 31 ĐỒ Án 1 Trang 32 6.4 Sơ đồ layout mạch phát Hình 6.4.1 Sơ đồ layout mạch phát MỤC LỤC Trang 32 ĐỒ Án 1 Trang 33 PHẦN C PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết quả đạt được: Mạch thu phát chạy ổn định,có thể thu phát trong phạm vi 100m nếu đồng trống Hướng phát triển: Có thể phát triển điều khiển. .. theo tính chất truyền thẳng của ánh sáng nên IR không thể xuyên qua dc kính,tường hay truyền vòng qua các góc -Dễ bị nhiễu sóng do ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời,bóng đèn huỳnh quang,hay bức xạ của con người 1.1.4 Khắc phục khuyết điểm -Sử dụng bộ lọc cho các thi t bị thu chỉ thu nhận các bước sóng đặc biệt hay tần số riêng biệt do thi t bị phát phát ra 1.1.5 Ứng dụng đời sống Hiện nay, ta sử dụng thi t. .. từng sử dụng điều khiển từ xa để điều khiển một thi t bị nào đó Ban đầu, người ta dùng điều khiển từ xa sử dụng công nghệ tần số vô tuyến RF (Radio Frequency) và sau đó bắt đầu ứng dụng công nghệ hồng ngoại IR (Infrared Remote) vào điều khiển từ xa Hiện nay trong đời sống, chúng ta sử dụng cả hai loại điều khiển từ xa này 1.1 Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại (IR) Ngày nay, đây là loại điều khiển. .. CHƯƠNG 4 :MODULE THU PHÁT VÔ TUYẾN 4.1 Khối thu, phát RF không có IC giải mã MỤC LỤC Trang 23 ĐỒ Án 1 Trang 24 Hình 4.1.1 : Module thu và mạch thu Thông số kỹ thu t: Điện áp hoạt động 4.5V đến 5.5V Dòng điện hoạt động 4mA ứng với 5V Nhiệt độ hoạt động -10C - 60C Độ nhạy -105dBm Tốc độ dòng dữ liệu cực đại 4.8k Dữ liệu ngõ ra TTL Bảng 4.1.1: Thông số kĩ thu t Hình 4.1.2: Module phát Thông số kĩ thu t:... nhiễu sóng do bên ngoài có rất nhiều các thi t bị máy móc sử dụng các tần số khác nhau 1.2.4 Khắc phục khuyết điểm - Tránh nhiễu sóng bằng cách truyền ở các tần số đặc biệt và nhúng mã kỹ thu t số địa chỉ của thi t bị nhận trong các tín hiệu vô tuyến Điều này giúp bộ thu vô tuyến trên thi t bị hồi đáp tín hiệu tương ứng một cách chính xác MỤC LỤC Trang 12 ĐỒ Án 1 Trang 13 CHƯƠNG 2: GIAO TIẾP MÁY TÍNH QUA. .. liệu vào ,thi t lập SD và RD ở mức cao,có xung CK thì ngõ ra Q =D,Q đảo(Q đảo=D đảo) sẽ được đưa ngược trở lại ngõ vào D để chờ xung tiếp theo MỤC LỤC Trang 29 ĐỒ Án 1 Trang 30 Khi có xung CK tiếp theo thì tiếp tục ta có ngõ ra Q CHƯƠNG 6: THI T KẾ MẠCH 6.1 Sơ đồ nguyên lý mạch thu Hình 6.1.1: Sơ đồ nguyên lý mạch thu sử dụng module thu MỤC LỤC Trang 30 ĐỒ Án 1 Trang 31 6.2 Sơ đồ Layout mạch thu Hình... nối kín một mạch bật tắt thi t bị trên bản mạch Các mạch tích hợp có thể tự dò tìm ra từng mạch cụ thể cho từng nút bấm Tiếp đó các mạch này sẽ gửi tín hiệu đến đèn LED nằm phía trước Từ đây, đèn LED sẽ phát ra một chuỗi các xung ánh sáng chứa các mã nhị phân (gồm những dãy số 1 và 0) tương ứng với lệnh “bật thi t bị” Mã lệnh này gồm nhiều mã con như khởi động, bật thi t bị, mã địa chỉ thi t bị và... trò quan trọng trong hầu hết các thi t bị gia đình Một chiếc điều khiển IR sẽ gồm các bộ phận cơ bản nằm trong một hộp nối cáp kỹ thu t số như sau: Các nút bấm; một bảng mạch tích hợp; các núm tiếp điểm; đi - ốt phát quang (đèn LED) 1.1.1 Hoạt động Nguyên lý cơ bản của loại điều khiển từ xa này là sử dụng ánh sáng hồng ngoại của quang phổ điện từ mà mắt thường không thấy được để chuyển tín hiệu đến thi t. .. nay, ta sử dụng thi t bị điều khiển IR cho hầu hết các vật dụng trong nhà như tivi, máy stereo, điều hòa nhiệt độ… 1.2 Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF) Là loại điều khiển từ xa xuất hiện đầu tiên và đến nay vẫn giữ một vai trò quan trọng và phổ biến trong đời sống Nếu điều khiển IR chỉ dùng trong nhà thì điều khiển RF lại dùng cho nhiều vật dụng bên ngoài như các thi t bị mở cửa gara xe, hệ... sẽ ở mức 0v 4.2.3 Sơ đồ mạch thu dùng IC PT2272 Hình 4.2.3 Sơ đồ dùng IC PT2272 mạch thu Chân 17 PT 2272 sẽ lên mức 1 khi nhận được dữ liệu đúng Các chân 10 đến 13 sẽ nhận data và thể hiện mức logic tương ứng khi nhận CHƯƠNG 5: GIỚI THI U LINH KIỆN 5.1 Giới thi u mạch giao tiếp Max232 Vi mạch MAX 232 của hãng MAXIM là một vi mạch chuyên dùng trong giao diện nối tiếp với máy tính Chúng có nhiệm vụ chuyển . điều khiển. Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên,em đã thi t kế và thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong nhà sử dụng module thu phát sóng vô tuyến. Để tìm hiểu ứng dụng này về vi điều khiển, . các thi t bị thu chỉ thu nhận các bước sóng đặc biệt hay tần số riêng biệt do thi t bị phát phát ra. 1.1.5 Ứng dụng đời sống Hiện nay, ta sử dụng thi t bị điều khiển IR cho hầu hết các vật dụng. ngành -Thi công một số sản phẩm đơn giản Vì vậy cùng với sự hướng dẫn của thầy Đậu Trọng Hiển,người thực hiện đề tài đã chọn đồ án môn học 1 là thi t kế thi công mạch thu phát sóng RF ứng dụng module