Đề tài : Thiết kế và thi công hệ thống quan sát trẻ em trong trường mầm non

Đài phát hình này có nhiều ưu điểm như: sử dụng sóng vô tuyến để phát nên không dùng dây cáp, giá thành thi công thấp, gọn nhẹ, dễ lắp đặt,...Còn thiết bị dùng để thu tín hiệu thì hầu nh

ĐOÀN THANH NIÊN CỘNG SẢN HÒ CHÍ MINH

BAN CHAP HANH TP HO CHi MINH

CÔNG TRÌNH DỰ THỊ

GIẢI THƯƠNG KHOA HỌC SINH VIÊN - EURÉKA

LAN 10 NAM 2008

TEN CONG TRINH:

THIET KE VA THI CONG HE THONG

QUAN SAT TRE EM TRONG TRUONG

MAM NON

Mã sô công trình :

624 $2920, 1{ Yâ

ĐOÀN THANH NIÊN CỘNG SẢN HÒ CHÍ MINH

BAN CHAP HANH TP HO CHi MINH

THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG HỆ THÔNG

QUAN SAT TRE EM TRONG TRUONG

MAM NON

THUOC NHOM NGANH : KHOA HOC TU NHIEN

đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại ngày càng nhiều

tiện ích trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế cũng như trong xã hội

Cùng với sự phát triển ngày càng cao của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu của

xã hội ngày càng cao Trong quá trình học tập các bộ môn điện tử chuyên ngành:

điện tử tương tự, điện tử viễn thông, lý thuyết thông tin, anten truyền sóng, cùng

với các thiết bị sẵn có trong phòng thí nghiệm Điện tử Viễn thong như Tivi, Camera,

Dau hat dia, Microphone, may phân tích phổ, Oscilloscope Chúng em đã tìm

hiểu và nghiên cứu được một thiết bị có khả năng ứng dụng rộng rãi trong đời sống

cũng như trong công việc của chúng ta

“Thiết bị này dùng dé phát tín hiệu - phát sóng vô tuyến”

Thiết bị chúng em muốn đề cặp đến đó là “Đài phát hình màu và tiếng mini” Đài phát hình này có nhiều ưu điểm như: sử dụng sóng vô tuyến để phát nên

không dùng dây cáp, giá thành thi công thấp, gọn nhẹ, dễ lắp đặt, Còn thiết bị

dùng để thu tín hiệu thì hầu như rất phổ biến trong mọi gia đình Đó là chiếc tivi

hoặc box tivi (dùng cho màn hình máy vi tính) hoặc card tivi gắn trong CPU máy vi

tính Chúng ta chỉ cần dò đài (ivi hoặc box tivi) bắt được tần số phát của thiết bị

phát trên thì chúng ta có thế xem hình và nghe đ ược tiếng ở khu vực cần quan sát

Do nội dung đề tài khá rộng, thời gian gấp rút và trình độ có hạn nên khi thực hiện đề tài này chúng em khó tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong được

sự góp ý của quý thầy cô cùng các bạn để thiết bị này được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cám ơn quý thầy cô bộ môn khoa Điện-điện tử và thầy Th.S Tran Duy Cường đã tận tình giúp đỡ cũng như góp những ý kiến bổ ích trong lúc

chúng em thực hiện đề tài này

2008

Analog Frequency FM (Frequency Modulation) Lal noi Phase PM (Phase Moguilation)

hae Amplitude PAM (Pulse Ampitude Modulation)

Video

oy Imoulse Fre quency PFM (Pulse Frequeccy Modulation)

tượng tự p Phase PPM (Puise Position Modulation)

Width PWM (Pulse Wioth Modulation)

- ASK (Ampituds Shit Key)

Sĩ is sine OOK (On-Off Key)

i

Phase PSK {Phase Shift Key) Code PCM (Fulse Geode Modulation)

Điếu Analog »»» | Clock signal DPCM (Differential Pulse Gode

ghe sd | »»» Digital | dde 04 bit 0) Modulation) -

DellaM (Delta Modulation) ˆ

Tư (t) = x(t) cos Qt + Acos Mt =[4 + x(t)|cos Ot

Dudng bao bién dd: Y(t) = A + x(t)

=4 + x(t)

* * + +

* .a vn *

+ Phổ: Y,,,(@) = 246(@ -Q) + 246(@ +Q) +2IX@ -O)+ X@+@)]

+ Mật độ ph: 94, (0) == [5(0-2)+6(0+0)}+ fp, (0-9)+9,(0+9)

2008

mãn nếu điều kiện: 4 > max{xứ)|: xứ) < 0}

Méo do quá điều chế

+ Trong FM tần số thay đổi một cách tuyến tính theo tin tức: zzữ) = 4„ cos(2ZØ„)

Xét trong trường hợp điện áp tín hiệu điều chế có thể điều chế tần số sóng mang Khi điện

áp của tín hiệu điều chế bằng 0 biến điện áp điện kháng có giá trị điện dung trung bình của

nó là ©; và tần số dao động sẽ là không có sự điều chế về tần số sóng mang

Khi giá trị tức thời về điện áp của tín hiệu điều chế là V„ thì tổng điện dung của mạch cộng

hưởng bị thay đổi bởi một lượng @C;:

Mạch điện kháng điều tần sử dụng transistor R1, R2, R3 phân cực cho transistor.L1 là

một cuộn chặn RF và G3 ngăn D0 Sự phụ thuộc ảnh hưởng điện kháng theo điều kiện cho

bởi R4 và 02 Nguồn dòng ¡ chảy theo mạch nối tiếp 02R4 là:

2008

ché la: ¥,, =e = J08mCoRs _ Vì thế mạch chịu ảnh hưởng điện dung C, = g„C;R, uyên

1.1.3 Mach dao déng Colpitts (oscillator)

Cuc B chung (common base) Cực C chung (common collector)

—tedl }

C1 50 MHz 400p

RF = Tan sé cao (highest frequency), LO = Dao déng ndi (local oscillator)

IF = Tan sé trung gian (intermediate frequency)

11

2.1 Mô hình ứng dụng đài phát hình Mini

Sơ đồ khối máy phát hình Mini

Phan 2: Dai phát hình Mini

2008

2.4 Nguyên lý làm việc của mạch:

Mạch dao động 3 điểm colpitts (mạch BC)

P Q1(C535): Transistor ráp thành mạch dao động tạo tín hiệu tần số cao

Trong mạch điện trở 5,6k và 2,7k định áp cho cực B tụ 5óp dùng thoát tín hiệu cực

B (mạch dao động làm việc theo kiểu ráp cực B chung) Tần số cộng hưởng được

định bởi mạch cộng hưởng lập trên cực C Tụ 3p lấy tín hiệu hồi tiếp để duy trì hiện

tượng dao động điện trở 1K định dòng làm việc của transistor

2008

Dao đồng RF Khuếch đại RF

Q2(C535): Transistor khuếch đại tăng biên tín hiệu RF, nó dùng để tạo ra các sóng

hài có tần số cao Trong mạch đệ¡n trở 10K và 2,7K dùng định mức áp trên cực B

điện trở 560 Ohm và tụ 33p dùng định dòng làm việc của transistor Cuộn dây trên

cực C dùng để lấy tín hiệu có hài bậc cao ra để tạo sóng UHE

2.4.3 Mach tao tin hiéu SIF:

Hiéu tin am thanh én sdng 6.5MHz

Q3: Transistor dao động tạo sóng mang tín hiệu âm thanh Tín hiệu âm thanh được

điều tần lên tín hiệu 6.5Mhz, tín hiệu này được gọi là tín hiệu SIF Với hệ PAL D/K,

tần số sóng mang âm thanh phải lay 1a 6,5Mhz

Trong mạch điện trở 270K dùng định dòng phân cực cho chân B, điện trở 1,5K

dùng định dòng làm việc cho transistor Tụ 33p và 181p dùng để lấy tín hiệu hồi

tiếp để tạo dao động tần số của tín hiệu được xác lập bởi mạch cộng hưởng trên

cực € tín hiệu âm thanh được đưa vào Jack tín hiệu Audio, tụ 4,7uF làm tụ liên lạc

chiếc áp 10K có tác dụn chỉnh biên

2008

Toàn mạch có thê làm việc với mức điện áp nguồn từ 12 đến 14Volt

2008

SU DUNG MAY PHAN TICH PHO TAI PHONG TN-VIEN THONG

2.5.1 Hình ảnh Tín hiệu ở miền tần số tại ngõ ra Mạch điều tần 6.5MHz

2.5.3 Hinh anh tín hiệu ở miễn tân số tại đầu ra Anten được phóng to tir

máy phân tích phố (Kiểm tra dò đài trên TV-Sony tại phòng thí nghiệm Viễn

thông)

17

Phần 3: ỨNG DỤNG ĐÀI PHÁT HÌNH MINI

3.1 Mô hình ứng dụng đài phát hình mini:

3.1.1 Mô hình quan sát các em nhỏ trong khi giải trí, học tập Với nhu cầu thực tế ngày nay, việc quan tâm giám sát đến các em nhỏ là vô cùng

cần thiết để tránh xảy ra những tai nạn không đáng có đối với các em nhỏ Với thiết

bị phát hình ảnh rõ nét và âm thanh trung thực sẽ giúp giáo viên và phụ huynh dễ

dàng giám sát con em mình khi không có mặt tại phòng hoc hay các khu vực vui

chơi của các em

Với mô hình này, thì các khu vực trong trường học như là: công trường, sân trường,

khu vui chơi, khu học tập, nhà ăn, sẽ được ghi lại hình và tiếng bằng camera và

thiết bị thu âm thanh Sau đó, hình ảnh và âm thanh này được thu lại sẽ được phát

trực tiếp vô tuyến qua thiết bị phát hình và tiếng mini Mô hình này giúp quan sát

các em dễ dàng hơn, thiết bị lắp đặt gọn nhẹ, giá thành đầu tư hệ thống thấp nhưng

đạt hiệu quả quản lý cao

Để thu được hình ảnh và âm thanh do thiết bị phát, phát đi thì ta sử dụng các thiết bị

thu như:Tivi, máy vi tính và Laptop (có gắn Card Tivi hoặc Box Tivi),

3.1.2 Mô hình hội thảo trong Công ty hay trường học

19

Với mô hình này ở các cuộc hội thảo, hội nghị của đoàn trường hay công ty muốn

cho toàn thể Sinh viên hay Nhân viên được biết về các cuộc hội thảo (Các thông

báo mới cần cập nhật hay hướng dẫn kỹ thuật trực tiếp) đó rất thuận lợi, thuận lợi

về không gian, ở bất cứ trong phạm vi phát sóng đều có thể xem trực tiếp được

Thiết bị dùng để thu tín hiệu này thì rất phổ biến đối với chúng ta như tỉ vi, card tỉ

vi (ong máy vi tính) hoặc máy vì tính (thu qua box ti vị) Với thiết bị này ta tiếp

kiệm dugc chi phi duong day, chi phi bao tri, chi phi cua dai phat hinh mini gia

thành vừa rẻ, vừa dé lắp đặt

3.1.3 Mô hình theo dõi những khu vực làm việc nguy hiểm-độc hại

Hình 3.1 mô hình theo dõi những khu vực làm việc nguy hiểm, độc hại

Hiện nay trong xã hội có rất nhiều ngành nghề với môi trường làm việc nguy hiểm

và độc hại như: nhà máy hóa chất, nhà máy luyện kim, trạm biến áp, Những khu

vực này dễ gây nguy hại đến sức khỏe của con người Do đó, chúng ta cần có thiết

bị để quan sát những khu vực này Vì vậy, thiết bị này có khả năng đáp ứng được

những nhu cầu về an toàn lao động, tiết kiệm thời gian, trong các lĩnh vực đó

2008

20

3.2 Đánh giá kết quả và Hướng phát triển đề tài

3.2.1 Đánh giá kết quả:

Trong quá trình thi công và cân chỉnh mạch, kết quả đạt dược rất khả quan:

>

>

Tín hiệu vào phát đến tivi: audio và video

Tín hiệu ra phát đến tivi hay Box TV và màn hình vi tính; kênh UHF (Mach

có thê chỉnh thay đổi tần số phát từ 320MH¿z đến 440MHz)

Nguồn cung cấp: 12V đến 14VDC/500mA

Hình ảnh rõ nét, màu sắc tươi đẹp thể hiện được tín trung thực của tín hiệu

màu

Âm thanh trung thực làm người nghe không có bất kỳ cảm giác gì khó chịu

Mạch nhỏ gọn, dễ khảo sát và đo kiểm tra

Mạch có thê thay đổi (chỉnh) kênh

Mạch phát được khoảng cách xa; > 100m

Mạch có thể thực hiện truyền hình ảnh và âm thanh từ các thiết bị ”đầu” như;

Camera, đầu thu qua vệ tính, đầu đĩa, đầu máy băng từ, mạch micro,

3.2.2 Hướng phát triển đề tài

Trên cơ sở mạch ở trên chúng ta có thê thiệt kê thêm bộ mã hóa và giải mã cũng

như việc nâng mức công suât phát cao hơn đê có thê ứng dụng vào các lĩnh vực sau:

Thực hiện truyền hình từ xa trong các phòng ban của trường rộng lớn

Thực hiện phát kênh riêng về những chương trình mà của nhà trường “sản

xuất chương trình truyền hình “

Có thể ứng dụng quan sát các khu vực cần thiết

Các buổi hội thảo ở các công ty, trường học, xí nghiệp, thì ta có thê phát ra

cho toàn thê cán bộ, công nhân viên, sinh viên-học sinh được biết

Thiết kế mạng an ninh nội bộ: để kiểm tra hoạt động (công ty, trường học,

siêu thị ), chống trộm cắp,

Phục vụ công tác học tập của sinh viên-học sinh

Ứng dụng trong việc dùng làm chuông cửa có hình và tiếng

2008

21

— Phục vụ cho công tác tô chức các chương trình truyền hình được phát trực

UHF(ultra high frequency) tân sô cao cực đoan

VHF(very high frequency) tần số rất cao

ELF(extremely low frequency) 2 tan số vô cùng thấp

SLF(super low frequency) 5 : 1 tần số siêu thấp

ULF(ultra low frequency) ¬ Ec tần số thấp cực đoan

VLF(very low frequency) | 2 on tan số rất thấp

LF(low frequency) k3 a tần số thấp

MF(medium frequency) = tan sé trung binh

HF (high frequency) tần số cao

SHF(super high frequency) tan số siêu cao

EHF(extremely high frequency) tần số vô cùng cao

Box TiVi: đây là thiết bị thu tín hiệu các đài truyền hình qua anten Thiết bị này

được kết nối với monitor(không dùng CPU) Thiết bị này dé thu sóng UHF va VHF

Khi gắn thiết bị này thì monitor như một tỉ vi thông thường Thiết bị này được bán

rất phô biến Khoảng 15$

Card tivi: đây là loại thiết bị được gắn bên trong CPU Dùng để thu tín hiệu của các

đài truyền hình qua anten Để dùng được sau khi lắp vào máy bạn phải cài driver

cho máy Thiết bi này bên ngoài được bán rất phổ biến, giá của nó khoảng 45$

5 Tài liệu tham khảo

1 Giáo trình điện tử thông tin PGS TS Phạm Hồng Liên

2 Radio Communication (Second Edition) D.C.Green

3 Electronic Communications Technology James K Hardy

4 Analog and Digital Communications Hwei P Hsu

5 Electronic Devices & Circuits Theodore F Bogart, Js

6 Internet (Cac trang web)

www.discoverycircuits.com www.hutech.edu.vn www.datasheets.org.uk/ www.en.wikipedia.org

www.radiolocman.com www.st andrews.ac.uk

1.1.1 Điều chế biên độ (Amplitude Modulation): 4

1.1.2 Diéu tan (Frequency Modulation) 6 1.1.3 Mach dao déng Colpitts (oscillator) 8

2.1 Mô hình ứng dụng đài phát hình Mini 11

2.2 Sơ đồ khối máy phát hình màu Mini 11

2.3 So dé nguyén ly may phat hinh mau mini 12 2.4 Nguyên lý làm việc của mạch

2.4.3 Mach tao tin hiéu SIF 13 2.4.4 Mạch trộn sóng 14

2.5 Thi công module may phat hinh mau mini 15

2.5.1 Hình ảnh Tín hiệu ở miền tần số tại ngõ ra Mạch điều tần 6.5MHz 2.5.2 Hình ảnh tín hiệu ở miền tần số tại ngõ ra Mạch Trộn sóng 413MHz

2.5.3 Hình ảnh tín hiệu ở miền tần số tại đầu ra Anten được phóng to từ máy phân tích phổ (Kiểm tra đò đài trên TV-Sony tại phòng thí nghiệm Viễn thông)

2008

3.1 Mô hình ứng dụng đài phát hình mini: 17

3.1.1 Mô hình hội thảo trong Công ty hay trường học 17 3.1.2 Mô hình quan sát các em nhỏ trong khi giải trí, học tập 18 3.1.3 Mô hình theo dõi những khu vực làm việc nguy hiểm-độc hại 19

3.2 Đánh giá kết quá và Hướng phát triển đề tài 20

nn