Đề tài: "Thiết kế bộ điều khiển từ xa quạt bàn ba số" pot

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 LỜI CẢM ƠN 4 Khoa Điện - Điện Tử 5 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 6 Chương 1 : TỔNG QUAN 7 1_Giới thiệu quạt bàn ba số 7 1.1_Nguyên lý i u khi n t c ô qu tđề ể ố đ ạ 7 Tr c ây i u khi n t c ng c b ng i u khi n i n áp xoay chi u a v o ng ướ đ đề ể ố độđộ ơ ằ đề ể đệ ề đư à độ c , ng i ta th ng s d ng hai cách ph bi n l m c n i ti p v i t i m t i n tr hay m tơ ườ ườ ử ụ ổ ế à ắ ố ế ớ ả ộ đệ ở ộ i n kháng m ta coi l Zfđ ệ à à ho c l i u khi n i n áp b ng bi n áp nh l survolter hay ặ àđề ể đệ ằ ế ư à các n áp.ổ 7 H×nh 1:c¸c c¸ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ 1 pha 8 1.2_S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu 1 pha 8 H×nh 2:S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn qu¹t 9 2_Giới thiệu về thu phát hồng ngoại 9 2.1 Tia h ng ngo i (ánh sáng h ng ngo i)ồ ạ ồ ạ 9 2.2 H th ng i u khi n t xaệ ố đề ề ừ 10 2.2.1 Nhi m v c b n c a h th ng di u khi n t xaệ ụ ơ ả ủ ệ ố ề ể ừ 10 2.2.2 K t c u tin t cế ấ ứ 11 2.2.3 K t c u h th ngế ấ ệ ố 11 hình 3: Sơ đồ kết cấu hệ thống 12 2.2.4 Các ph ng pháp mã hóa trong i u khi n t xaươ đề ể ừ 12 Chương 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUẠT BÀN BA SỐ 13 2_1 Nhiệm vụ đề tài 13 2_2 Sơ đồ khối: 13 2.2.1 S kh i:ơđồ ố 13 2.2.2 Nhi m v c a t ng kh i:ệ ụ ủ ừ ố 14 2_3.SƠ SỐ MẠCH 18 Hình 5:Sơ đồ nguyên lý mạch thu hồng ngoại 19 2._4 Nguyên lý hoạt động của mạch: 19 2.5_Các linh kiện sử dụng trong mạch 20 Trang 1 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử 2.5.1_Gi i thi u IC PT2248:ớ ệ 20 Hình 7:IC PT 2248 21 Bảng 4:Tham số IC PT 2248 22 H×nh 9: Ma trËn 6x3 23 H×nh 10:LÖnh phát ra 12 bit 23 2.5.2. M ch IC thu PT2249.ạ 24 Hình 11: IC PT 2249 24 Hình12: S¬ ®å khèi bªn trong PT 2249 25 2.5.3_IC 4017 25 H×nh 13:IC PT4017 25 H×nh 14: 10 ngâ ra liªn tôc ë møc cao cña 4017 26 2.5.5_IC Moc 3020 27 2.5.6_M t s lo i linh ki n khácộ ố ạ ệ 29 .2.5.6.1_ i n tr .Đệ ở 29 2.5.6.2_ T i n.ụ đ ệ 30 2.5.6.3_ i t,LED.Đố 31 Hình 20:Hìnhdạng diode trong thực tế 32 2.5.6.4. IC 7805 33 2.6_M« h×nh 36 2.6.1 _M ch phátạ 36 Hình 22:Mạch in mạch phát 36 23_ M ch thu h ng ngo iạ ồ ạ 36 Hình 24:Mạch in thu hồng ngoại 37 Hình 25:Mạch thu hồng ngoại 37 2.6.3 _M ch i u khi n ng cạ đề ể độ ơ 38 Hình 26:m¹ch in m¹ch ®éng lùc 1 38 Trang 2 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ và nhanh chóng, để đạt được kết quả này thì có sự đóng góp rất lớn của ngành kĩ thuật điện tử, kĩ thuật vi xử lý. Với sự phát triển như vũ bão như hiện nay thì kỹ thuật điện tử , kĩ thuật vi xử lý đang xâm nhập vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật khác và đã đáp ứng được mọi nhu cầu của người dân. Sự ra đời của các vi mạch điều khiển với giá thành giảm nhanh, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những thay đổi sâu sắc trong ngành kỹ thuật điện tử. Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi người. Để góp một phần nhỏ vào việc này chúng em đã thực hiện đề tài “THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUẠT BÀN BA SỐ ” thông qua đề tài này chúng em s ẽ có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu, bổ xung thêm vào hành trang của mình trên con đường đã chọn. Trang 3 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức đã được học ở trường, qua một số sách, tài liệu có liên quan cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo và các bạn đồ án môn học của chúng em đã hoàn thành. Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu và trình bày nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn, vì vậy chúng em rất mong các thầy, cô giáo cùng các bạn đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án môn học này hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô Trường ĐH sư phạm kỹ thuật hưng yên đã dạy dỗ trong suốt thời gian học tập vừa qua. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quang Phú đã tận tình hướng dẫn em trong thời gian làm đồ án. Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện Đồ Án của em không thể tránh khỏi sai sót, mong quý thầy cô trong hội đồng khảo thi bỏ qua và có hướng giúp đỡ để em có thể hoàn chỉnh đồ án của mình được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Trang 4 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện Tử o0o CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc *** ĐỒ ÁN MÔN HỌC Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Đỗ Khắc Huy 2. Phạm Quang Quân 3. Hoàng Quốc Toàn Khoá học: 2010 – 2014 Lớp : Đ_ĐTK8.1 Ngành đào tạo: Tự động hóa Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển từ xa quạt bàn ba số. Trang 5 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Số liệu cho trước: - Các tài liệu chuyên môn. - Quạt bàn ba số. Nội dung cần hoàn thành: 1. Lý luận chung về điều chỉnh tốc độ quạt bàn và điều khiển thay đổi tốc độ quạt bàn ba số. 2. Thiết kế, tính toán và chế tạo mạch điện điều khiển từ xa quạt bàn ba số. 3. Sản phẩm của đề tài phải đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật. 4. Quyển thuyết minh và các bản vẽ, phim chiếu thể hiện nội dung của đề tài. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Trần Quang Phú DĐ: 0982809188 Email: tranquangphu.utehy@gmail.com Ngày giao đề: Tuần …… Ngày hoàn thành: Tuần ………. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trang 6 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Ngày Tháng Năm CHỮ KÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Chương 1 : TỔNG QUAN 1_Giới thiệu quạt bàn ba số 1.1_Nguyên lý điều khiển tốc đô quạt Trước đây điều khiển tốc độ động cơ bằng điều khiển điện áp xoay chiều đưa vào động cơ, người ta thường sử dụng hai cách phổ biến là mắc nối tiếp với tải một điện trở hay một điện kháng mà ta coi là Zf hoặc là điều khiển điện áp bằng biến áp như là survolter hay các ổn áp. 2. Hai cách trên đây đều có nhược điểm là kích thước lớn và khó điều khiển liên tục khi dòng điện lớn. Ngày nay với việc ứng dụng Tiristor và Triac vào điều khiển, người ta có thể điều khiển động cơ một pha bằng bán dẫn Trang 7 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử H×nh 1:c¸c c¸ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ 1 pha 1.2_S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu 1 pha Một trong những ứng dụng rất rộng rãi của điều áp xoay chiều là điều khiển động cơ điện một pha mà điển hình là điều khiển tốc độ quay của quạt điện. Chức năng của các linh kiện trong sơ đồ hình 15 - 4: T - Triac điều khiển điện áp trên quạt. VR - biến trở để điều chỉnh khoảng thời gian dẫn của Triac. R - điện trở đệm. D - diac - định ngưỡng điện áp để Triac dẫn. C - Tụ điện tạo điện áp ngưỡng để mở thông diac. Điện áp và tốc độ của quạt có thể được điều khiển bằng cách điều chỉnh biến trở VR trên hình a. Tuy nhiên sơ đồ điều khiển này không triệt để, vì ở vùng điện áp nhỏ khi Triac dẫn ít rất khó điều khiển. Sơ đồ hình b có chất lượng điều khiển tốt hơn. Tốc độ quay của quạt có thể được điều khiển cũng bằng biến trở VR. Khi điều chỉnh trị số VR ta điều chỉnh việc nạp tụ C lúc đó điều chỉnh được thời điểm mở thông diac và thời điểm Triac dẫn. Như vậy Triac được mở thông khi điện áp trên tụ đạt điểm dẫn thông diac. Kết quả là muốn tăng tốc độ của quạt ta cần giảm điện trở của VR để tụ nạp nhanh hơn, Triac dẫn sớm hơn điên áp ra lớn hơn. Ngược lại điên trở của VR càng lớn tụ nạp càng chậm Triac mở càng chậm lại điện áp và tốc độ của quạt nhỏ xuống. Trang 8 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Mạch điều khiển trên đây có ưu điểm: - Có thể điều khiển liên tục tốc độ quạt - có thể sử dụng cho các loại tải khác như điều khiển độ sáng của đèn sợi đốt, điều khiển bếp điện rất có hiệu quả. -Kích thước mạch điều khiển nhỏ, gọn. Nhược điểm: Nếu chất lượng Triac, diac không tốt thì ở vùng tốc độ thấp quạt sẽ xuất hiện tiếng ù do thành phần một chiều của dòng điện. H×nh 2:S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn qu¹t 2_Giới thiệu về thu phát hồng ngoại 2.1 Tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại) Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 400.000nm đến Trang 9 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử 760nm, dài hơn bước sóng ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia bức xạ vi ba. Tên “hồng ngoại” có nghĩa là “dưới mức đỏ”, màu đỏ là màu sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường. Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0OK đều phát ra tia hồng ngoại Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua thấu kính, tiêu cự… ). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sư xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài. Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. lượng thông tin có thể đạt được 3Mbit/s. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà ta vẫn dùng. Trong kỹ thuật truyền tin bằng sợi quang dẫn không cần các trạm khuếch đại giữa chừng, người ta có thể truyền một lúc 15000 điện thoại hay 12 kênh truyền hình qua một sợi tơ quang với đường kín 0,13 mm với khoảng cách 10 Km đến 20 Km. Lượng thông tin truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà ta vẫn dùng. Tia hồng ngoại dễh ấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa chùm hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu phải đúng hướng. 2.2 Hệ thống điều khiền từ xa 2.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống diều khiển từ xa Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng vô tuyến, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp quang dây dẫn, hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại. Do đó chúng có những nhiệm vụ cơ bản sau: - Phát tín hiệu điều khiển. - Sản sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiết. - Tổ hợp xung thành mã. - Phát các tổ hợp mã đến điểm chấp hành. Trang 10 [...]... THIT K MCH IU KHIN T XA QUT BN BA S 2_1 Nhim v ti Ngy nay khoa hc k thut phỏt trin mnh m, c bit l trong lnh vc in t ó gúp phn nõng cao nng sut lao ng, gim nh sc lao ng chõn tay cho con ngi v gúp phn nõng cao i sng vt cht cng nh tinh thn cho con ngi Xut phỏt t nhu cu phc v i sng con ngi ngy cng tt hn, em quyt nh chn ti iu khin qut t xa Trong thc t thỡ vn iu khin cỏc thit b t xa c th cỏc thit b dõn... tc, h thng iu khin t xa cú cỏc yờu cu sau: - Tc lm vic nhanh - Thit b phi an ton tin cy - Kt cu phi n gin H thng iu khin t xa cú hiu qu cao l h thng t tc iu khin cc i ng thi m bo chớnh xỏc trong phm vi cho phộp 2.2.3 Kt cu h thng Do h thng iu khin t xa cú nhng ng truyn dn xa nờn chỳng ta cn phi nghiờn cu v kt cu h thng m bo tớn hiu c truyn i chớnh xỏc v nhanh chúng õy l s kt cu h thng: Trang 11... ni cỏc ngừ ra ca mch vi tng u cun dõy ca qut tc l tng ng vi cỏc s 1,2,3 ta cp ngun cho qut ng thi mch iu khin ca ta cng cp in Ban u qut khụng quay lý do ti thi im ban u cỏc u khúa bỏn dn( cỏc Triacs) u b khúa nờn khụng dn Nh ó gii thiu trờn mch phỏt hay cũn gi l b iu khin bao gm cú 1 nỳt nhn trong cú th chnh tt m v cỏc s 1, 2 v 3 cho quat hiu rừ hn ta cú th phõn tớch nh sau: Khi ta nhn nỳt n b phỏt... hu hiu v tin cy ca h thng iu khin t xa, ngha l tng tc truyn v kh nng chng nhiu Trong iu khin t xa ta thng dựng mó nh phõn tng ng vi h, gm cú hai phn t [0] v [1] Do yờu cu v chớnh xỏc cao trong cỏc tớn hiu iu khin c truyn i chng nhiu ta dựng loi mó phỏt hin v sa sai Mó phỏt hin v sa sai thuc loi mó ng u bao gm cỏc loi mó: mó phỏt hin sai, mó sa sai, mó phỏt hin v sa sai Dng sai nhm ca cỏc mó c truyn... cu tin tc Trong h thng iu khin t xa tin cy truyn dn tin tc cú quan h rt nhiu n kt cu tin tc Ni dung v kt cu tin tc cú hai phn: v lng v v cht V lng cú cỏc bin lng iu khin v lng iu khin thnh tng loi xung gỡ cho phự hp, v nhng xung ú cn ỏp dng phng phỏp no hp thnh tin tc, cú dung lng ln nht v cú tc ụ truyn dn nhanh nht m bo cỏc yờu cu v kt cu tin tc, h thng iu khin t xa cú cỏc yờu cu sau: - Tc lm vic... mó húa trong iu khin t xa Trong h thng truyn thụng tin ri rc hoc truyn thụng tin liờn tc nhng ó c ri rc húa tin tc thng c bin i thụng qua mt phộp bin i thnh s ( thng l s nh phõn ) ri mó húa v c phỏt i t mỏy phỏt mỏy thu, tớn hiu phi thụng qua cỏc phộp bin i ngc li vi cỏc phộp i trờn: gii mó, liờn tc húa S mó húa tớn hiu iu khin nhm tng tớnh hu hiu v tin cy ca h thng iu khin t xa, ngha l tng tc truyn... 4 phng phỏp mó hoỏ tớn hiu nh sau: - Bin iu biờn xung (P.A.M) - Bin iu rng xung (P.W.M ) - Bin iu v trớ xung (P.P.M ) - Bin iu mó xung (P.C.M ) Trong ú bin iu mó xung c x dng nhiu nht trong iu khin xa dựng súng hng ngoi Vỡ phng phỏp ny khỏ n gin d thchin trong quỏ trỡnh thit k thi cụng Trang 14 Trng HSPKT Hng Yờn Khoa in-iờn T n Mụn Hc - Khi iu ch: gn súng mang vo mó lnh iu khin v truyn n phn khuch... E chung kt hp vi b lc RC nhm loi súng mang, phc hi tớn hiu gc + khi iu khin ng c Cú chc nng iu chnh ng c Nhn tớn hiu iu khin x lý, tớn hiu a n iu khin cú th t khi thu a ti ng vi trng hp ta iu khin t xa Hoc t nỳt nhn, hai ch ny hot ng song song vi nhau Mi ngừ ra ca khi u khin c kt ni vi tng cun dõy ca qut thụng qua khúa bỏn dn triac Trang 17 Trng HSPKT Hng Yờn Khoa in-iờn T n Mụn Hc 2_3.S S MCH Hỡ... hn, em quyt nh chn ti iu khin qut t xa Trong thc t thỡ vn iu khin cỏc thit b t xa c th cỏc thit b dõn dng ó c ỏp dng nhng cha ph bin, iu khin qut cng vy Mt s nhim v khi thc hin ti l: - iu khin qut t xa bng Remote rt d cho ngi s dng - L c s c th c mi ngi phỏt trin mch nờn cao hn na em ng dng vo i sng phc v con ngi - Quỏ trỡnh thc hin ti mt phn giỳp em cng c nm vng lý thuyt, to cho mỡnh c c kh nng... hỡnh di õy: Trang 22 Trng HSPKT Hng Yờn Khoa in-iờn T n Mụn Hc Hình 9: Ma trận 6x3 Hai hng phớm T2 v T3 ch cú th s dng phớm n, hn na, mi khi n vo phớm mt ln ch cú th phỏt x mt nhúm mch xung iu khin xa Nu nh cỏc phớm cựng hng ng thi n xung thỡ th t u tiờn l K1>K2>K3>K4>K4>K5>K6 Khụng cú nhiu phớm chc nng trờn cựng mt ng K, nu nh ng thi nhn phớm thỡ th t u tiờn ca nú l T1>T2>T3 Lnh phỏt ra ca nú do . luận chung về điều chỉnh tốc độ quạt bàn và điều khiển thay đổi tốc độ quạt bàn ba số. 2. Thiết kế, tính toán và chế tạo mạch điện điều khiển từ xa quạt bàn ba số. 3. Sản phẩm của đề tài phải đảm. khiền từ xa 2.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống diều khiển từ xa Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển từ xa quạt bàn ba số. Trang 5 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học Khoa Điện-Điên Tử Số liệu cho trước: - Các tài liệu chuyên môn. - Quạt bàn ba số. Nội