mạch điện đèn thắp sáng tự động cùng với chức năng báo thức

LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi, tính toán dưới sự chỉ dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Luyến cùng các thầy cô trong khoa Điện- Điện tử, nhóm sinh viên chúng em đã hoàn thành đề tài “ Thiết kế và chế tạo đèn tự động và báo thức “. Trong quá trình hoàn thành, chúng em đã học hỏi được rất nhiều điều lý thú và bổ ích: + Chúng em đã làm quen được với phương pháp làm việc theo nhóm. Có thể nói đây là phương pháp làm việc khoa học, hiệu quả bởi nó luyện cho chúng em tinh thần đồng đội, tình đoàn kết và tính tự giac rất cao. + Giúp chúng em có khả năng tìm tòi, sáng tạo, tự lập phương pháp tìm kiếm tài liệu từ các nguồn khác nhau. + Qua việc thực hiện đề tài này, chúng em đã có thêm nhiều kinh nghiệm cho các lần sau. Đặc biệt là phương pháp trình bày ý tưởng của chính mình. Tuy nhiên trong quá trình hoàn thành đề tài này, chúng em cũng gặp rất nhiều khó khăn, thử thách không thể khắc phục. Vì vậy, đề tài hoàn thành còn nhiều thiếu xót,không được như mong đợi. Mong các thày cô tiếp tục giup đỡ chúng em hơn nữa để chúng em hoàn thiện hơn kỹ năng của mình. Từ đó áp dụng vào các đề tài sau này. Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn các thày cô đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ để chúng em hoàn thành đề tài này. Và em mong rằng các thày cô sẽ tiếp tục giúp đỡ chúng em trở thành những người có ích cho gia đình và xã hội. Nhóm sinh viên thực hiện đồ án ĐÀO VĂN HIỀN NGUYỄN ĐẮC HOÀN PHẠM THỊ HOÀN GIỚI THIỆU VỀ MẠCH ĐIỆN ĐÈN THẮP SÁNG TỰ ĐỘNG CÙNG VỚI CHỨC NĂNG BÁO THỨC Mạch điện này sẽ tự động bật đèn khi trời tối, và nó sẽ tự động tắt khi trời sáng nhờ 1 bộ cảm biến ánh sáng tự nhiên vào mỗi buổi sáng. Và có bộ phận chuông báo thức khi trời sáng. Mạch điện được chia làm 4 khối : 1. Khối nguồn 2. Khối điều khiển 3. Khối đèn 4. Khối chuông báo. Chức năng và cấu tạo của 4 khối : 1. Khối nguốn : Cung cấp nguồn cho mạch điện . + Dùng 1 biến áp để hạ áp xuống 12 V + Dùng cầu diode để có điện áp 1 chiều . + Dùng IC 7812 để có điện áp ra la 12V. + Dùng 1 tụ lọc. 2. Khối điều khiển :Là khối chính của mạch . Điều khiển hoạt động của mạch . + Dùng IC khuếch đại thuật toán LM 324 + Dùng Transitor C1815 + Dùng các điện trở và tụ điện. * Dùng Rơle chung cho cả khối đèn và khối chuông báo để đóng mở đèn và chuông 3. Khối đèn : Hiển thị đầu ra. Trời sáng thì đèn tắt và trời tối thì đèn sáng. + Dùng đèn 220V + Dùng 1 công tắc để tắt đèn khi không muốn thắp sáng nữa. 4. Khối chuông báo : Hiển thị đầu ra. Trời sáng thì chuông kêu + Dùng 1 chuông báo và 1 công tắc để tắt chuông. NỘI DUNG PHẦN 1:LÝ THUYẾT LIÊN QUAN, GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÁC PHẦN TỬ. A/ CÁC LINH LIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG. I/ ĐIỆN TRỞ. Nội dung đề cập : Khái niệm về điện trở, Điện trở trong thiết bị điện tử, Phân loại, Cách ghép và ứng dụng. 1. Khái niệm về điện trở. Điện trở là gì ? Ta hiểu một cách đơn giản - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn. Điện trở của dây dẫn : Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. được tính theo công thức sau: R = ρ.L / S -Trong đó ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu -L là chiều dài dây dẫn -S là tiết diện dây dẫn -R là điện trở đơn vị là Ohm 2. Điện trở trong thiết bị điện tử. a) Hình dáng và ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau. Hình dạng thực tế của điện trở trong thiết bị điện tử. Điện trở công suất: Điện trở thường: Biên trở Ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý : Điện trở Biến trở: b) Đơn vị của điện trở -Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ c) Cách ghi trị số của điện trở -Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch mầu theo một quy ước chung của thế giới. -Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công suất, điện trở sứ. Trở sứ công xuất lớn , trị số được ghi trực tiếp. 3. Phân loại : Có 2 cách phân loại điện trở.Đó là: phân loại theo vật liệu chế tạo và theo công dụng . a/.Phân loại theo vật liệu chế tạo. Điện trở than :được cấu tạo từ bột than chì trộn với vật liệu cách điện theo tỷ lệ thích hợp để có giá trị cần thiết. Sau đó đem ép thành từng thỏi,2 đầu epf vào sợi dây kim loại để hàn vào mạch điện. Đặc điểm của loại này là:công suất từ 1/8 W đến vài W,phạm vi giá trị của điện trở này khoảng 10 Ôm đến 22 Meega ôm. Điện trở màng kim loại: Sử dụng vật liệu Niken-Crom gắn vào lõi sứ hoặc thủy tinh,cho trị số điện trở ổn định.Thường dung trong các mạch dao động vifchungs có độ chính xác và tuổi thọ cao,ít phụ thuộc vào nhiệt độ. Điện trở dây quấn:Dùng các dây hợp kim,quán trên các thanh cách điện bằng sứ hoặc nhựa tổng hợp để tạo ra điện trở có giá trị nhỏ và chịu được công suất tiêu tán lớn.Thường được sử dụng trong các mạch cung cấp điện của các thiết bị điện. Điện trở xi măng :Vật liệu chủ yếu là xi măng.Chúng được sử dụng chính trong các mạch cung cấp nguồn điện do công suất cho phép cao không bốc cháy trong trường hợp quá tải. Điện trở oxit kim loại :Cấu tạo từ vật liệu oxit thiếc,loại này chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao,thường có công suất 1/2 W. b/phân loại theo công dụng. Biến trở :là loại điện trở có thể thay đổi trị số theo yêu cầu,thương gọi là chiết áp.Có 2 loại biến trở :Biến trở dây quấn và biến trở than. Công dụng :Biến trở có vai trò phân áp,phân dòng cho mạch hay đểthay đổi âm lượng, độ sáng tối. Điện trở nhiệt: là điện trở có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ,thương gọi là thermistor.Thường dùng trong mạch khuếch đại để ổn định nhiệt và thường làm cảm biến trong các mạch điều khiển nhiệt tự động. Quang trở :Là loại điện trở có giá trị phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào.Khi độ sáng càng mạnh thì giá trị điện trở càng nhỏ và ngược lại. Được sử dụng trong các mạch điện tử như mạch điều khiển thiết bị bằng ánh sang,mạch đếm sản phẩm,mạch tự động đóng ngắt đèn đường,mach báo động,… Điện trở thay đổi theo điện áp(VDR):Là loại điện trở thay đổi theo điện áp đặt vào 2 cực. Khi điện áp giữa 2 cực của VDR nhỏ hơn điện áp quy định thì VDR có điện trở rất lớn, xem như hở mạch.Khi điện áp giữa 2 cực tăng cao quá mức quy định thì VDR có điện trở rất nhỏ, xem như nối tắt. Điện trở cầu chì :Là loại điện trở có giá trị rất nhỏ khoảng vài Ôm.Thường được dung trên các đường cung cấp nguồn của các mạch điện cho phép thì điện trở cầu chì sẽ bị đứt,để bảo vệ linh kiện trong mạch. Mạng điện trở :Trong một số mạch điện người ta cần thiết bị gọn nhẹ,các điện trở này đươc nhốt trong cùng một vỏ,giá trị của các điện trở này là như nhau 4 .Các kiểu ghép điện trở Trong thực tế , khi ta cần một điện trở có trị số bất kỳ ta không thể có được , vì điện trở chỉ được sản xuất khoảng trên 100 loại có các giá trị thông dụng, do đó để có một điện trở bất kỳ ta phải đấu điện trở song song hoặc nối tiếp. 4.1. Điện trở mắc nối tiếp . Ta có: Rtd=R1+R2+R3 4.2. Điện trở mắc song song. Ta có: (1/Rtd)=(1/R1)+(1/R2)+(1/R3) 4.3. Điên trở mắc hỗn hợp Ta có: Rtđ=(R1.R2)/(R1+R2)+R3 5. Ứng dụng của điện trở : Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được , trong mạch điện , điện trở có những tác dụng sau : 5.1.Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, Ví dụ có một bóng đèn 8V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 4V trên điện trở. Sơ đồ mắc điện trở hạn dòng 5.2.Cầu phân áp : Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước. 5.3.Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động .thường hay dùng triết áp 5.4. Tham gia vào quá trình tạo dao động Ngoài ra điện trở còn có nhiều ứng dụng khác trong các mạch điện. • II/ TỤ ĐIỆN Nội dung :- Định nghĩa - Cấu tạo - Điện dung –phân loại –cách ghép tụ và ứng dụng. 2.1. Định nghĩa : Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động 2.2. Cấu tạo của tụ điện : Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá. 2.3 Điện dung - Đơn vị - Kí hiệu của Tụ điện * Điện dung : Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức C = ξ . S / d Trong đó C : là điện dung tụ điện ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện. d : là chiều dày của lớp cách điện. S : là diện tích bản cực của tụ điện. * Đơn vị điện dung của tụ : Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF). * Ký hiệu : Tụ điện có ký hiệu là C (Capacitor) Kí hiệu trên bản mạch vẽ điện Tụ điện trên mạch - Ký hiệu của tụ điện trên sơ đồ nguyên lý. [...]... phóng nạp của tụ điện Một tính chất quan trọng của tụ điện là tính chất phóng nạp của tụ , nhờ tính chất này mà tụ có khả năng dẫn điện xoay chiều Tụ điện sẽ phóng điện từ dương cực sang âm cực (Nhiều pác hiểu nhầm là nó phóng điện xuống đất không phải là nó phóng điện qua tải sau đó về cực âm của tụ điện) Điện dung của tụ càng lớn thì thời gian tích điện càng lâu 2.4 Phân loại tụ điện Tụ điện có nhiều... tạo ra khả năng tải dòng lớn, tổng trở đầu ra thấp, có giới hạn dòng và bảo vệ ngắn mạch 3 Mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng Với mọi giá trị điện áp ở đầu vào, một mạch khuếch đại thuật toán "lý tưởng" có: • • • • • • • Độ lợi vòng hở vô cùng lớn, Băng thông vô cùng lớn, Tổng trở đầu vào vô cùng lớn, (để cho dòng điện đầu vào bằng không), Điện áp bù bằng không, Tốc độ thay đổi điện áp vô cùng lớn,... thiết bị điện tử, các loại IC thực chất là các mạch tích hợp nhiều Transistor trong một linh kiện duy nhất, trong mạch điện , Transistor được dùng để khuyếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái của mạch Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ tạo dao động v v 1.4.2 Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp ) Để sử dụng Transistor trong mạch ta cần phải cấp cho nó một nguồn điện, ... vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực... : Giới thiệu chung, Cấu tạo, Mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng, Nguyên lý hoạt động, Ứng dụng ( Mạch khuếch đại đảo, Mạch khuếch đại đảo, Mạch khuếch đại đệm, Mạch so sánh ) 1.Giới thiệu chung Từ khi mới ra đời, mạch khuếch đại thuật toán được thiết kế để thực hiện các phép tính bằng cách sử dụng điện áp như một giá trị tương tự để mô phỏng các đại lượng khác Trong đó mạch khuếch đại thuật toán sẽ... Vi phân vv Tuy nhiên, mạch khuếch đại thuật toán lại rất đa năng, với rất nhiều ứng dụng khác ngoài các ứng dụng thuật toán Các mạch khuếch đại thuật toán thực nghiệm, được lắp ráp bằng các transistor, các đèn điện tử chân không hoặc những linh kiện khuếch đại khác, được trình bày dưới dạng những mạch linh kiện rời rạc hoặc các mạch tích hợp đã tương hợp với những linh kiện Các mạch khuếch đại thuật... pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp tín hiệu vào tăng => dòng IBE tăng => dòng ICE tăng => sụt áp trên Rg tăng => kết quả là điện áp chân C giảm , và ngược lại khi điện áp đầu vào giảm thì điện áp chân C lại tăng => vì vậy điện áp đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào • Mạch mắc theo kiểu E chung như trên được ứng dụng nhiều nhất trong thiết bị điện tử 1.5.2 Transistor mắc theo kiểu C chung Mạch. .. Vout cùng pha với điện áp đầu vào Vin K = 1 + Rht / R1 5.3 – Mạch khuếch đại đệm (khuếch đại dòng điện) dùng OP-Amply Khi đem đầu ra đấu với đầu vào âm (hay đầu vào đảo) rồi cho tín hiệu vào cổng không đảo ta sẽ thu được một mach khuếch đại có hệ số khuếch đại điện áp bằng 1, tuy nhiên hệ số khuếch đại về dòng lại rất lớn, vì vậy mạch kiểu này thường được sử dụng trong các mạch khuếch đại về dòng điện. .. ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 ) Mắc tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại C = C1 + C2 + C3 Tụ điện mắc nối tiếp Tụ điện mắc song song 2.6.Ứng dụng • - Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ đượ sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện á một chiều - Loc điện áp xoay chiều sau khi đã được... đưa vào cực B và lấy ra trên cực C Rg : là điện trở ghánh , Rđt : Là điện trở định thiên, Rpa : Là điện trở phân áp Đặc điểm của mạch khuyếch đại E chung • • Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho điện áp UCE khoảng 60% ÷ 70 % Vcc Biên độ tín hiệu ra thu được lớn hơn biên độ tín hiệu vào nhiều lần, như vậy mạch khuyếch đại về điện áp • Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng tín hiệu vào . THIỆU VỀ MẠCH ĐIỆN ĐÈN THẮP SÁNG TỰ ĐỘNG CÙNG VỚI CHỨC NĂNG BÁO THỨC Mạch điện này sẽ tự động bật đèn khi trời tối, và nó sẽ tự động tắt khi trời sáng nhờ 1 bộ cảm biến ánh sáng tự nhiên vào. tử như mạch điều khiển thiết bị bằng ánh sang ,mạch đếm sản phẩm ,mạch tự động đóng ngắt đèn đường,mach báo động, … Điện trở thay đổi theo điện áp(VDR):Là loại điện trở thay đổi theo điện áp. giản - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn. Điện trở