Bài tập lớn trang bị điện điện tử trong công nghiệp chủ đề hệ thống phát hiện người đột nhập

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TRANG BỊ ĐIỆN- ĐIỆN TỬ TRONG CÔNG NGHIỆP CHỦ ĐỀ: HỆ THỐNG PHÁT HIỆN NGƯỜI ĐỘT NHẬP Thành viên nhóm: Lê Trung Hịa Lê Minh Vương Vũ Hồng Thái Duy Lưu Hà Quang Huy Trần Quốc Việt Trần Đình Đan Đỗ Đạt Công Vinh Nguyễn Minh Khiêm 2113430 2115333 2113047 2113492 2015051 2010200 1910691 2052531 GIỚI THIỆU CHUNG YÊU CẦU KĨ THUẬT IC 555 IC 4013 IC 74193 CÁC CỤM TRONG HỆ THỐNG YÊU CẦU KĨ THUẬT Phát tín hiệu báo động sau có vật cản Phát tín hiệu báo động sau có vật cản 10 giây trước cảm biến Các tín hiệu báo động kết thúc sau 5s Mạch có đầu vào gồm: cảm biến quang Mạch có đầu sau: - Đèn vàng báo động ( Khi có tín hiệu 10s) - Đèn trắng + còi báo động ( Khi có tín hiệu 10s) - Đèn đỏ + cịi báo động (Khi có tín hiệu) Từ đầu vào, đầu trên, ta chia hệ thống thành cụm riêng biệt: Cụm A - cảm biến laser - Đèn vàng, đèn trắng - Còi báo động Cụm B - cảm biến laser - Đèn đỏ - Cịi báo động U CẦU KĨ THUẬT Có tín hiệu vật cản IC 74193 kích để đếm Đèn vàng sáng giữ trạng thái nhớ IC 4013 Sơ đồ nguyên lý cụm A Đếm 10 lần Đèn trắng sáng đèn vàng tắt Cịi hú Sau 5s tắt U CẦU KĨ THUẬT Có tín hiệu vật cản Kích hoạt tranistor dẫn, hạ chân IC 555 xuống mức thấp Đầu S IC 4013 mức cao, đèn sáng Đầu Q IC 555 mức cao Tụ bắt đầu nạp Đèn đỏ sáng còi hú Sau 5s tụ nạp đầy, Q IC555 mức thấp Sơ đồ nguyên lý cụm B Còi tắt đèn sáng IC 555 Chân Nối đất cho IC 2, Chân tín hiệu đầu vào Sự thay đổi tín hiệu chân làm thay đổi tín hiệu đầu chân Chân tín hiệu đầu 2.1 CHỨC NĂNG CỦA CÁC CHÂN Nguyên lý hoạt động Chân reset flip flop làm đầu Q xuống mức thấp Thường chân không sử dụng nên thường để mức cao Thay đổi tín hiệu điều khiển đầu vào so sánh so sánh Chân xả điện, cho phép xả tùy thuộc vào tín hiệu đảo Q Cấp nguồn cho IC IC 555 2.2 SƠ ĐỒ CẤU TẠO BÊN TRONG IC 555 gồm 25 bóng bán dẫn, diode 15 điện trở 2 IC 555 2.3 SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG - Bộ chia áp gồm điện trở - Bộ so sánh gồm Op-amp - Một flip-flop - Bộ xả - Ngõ IC 555 2.3 SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG Ta thấy: - Đầu âm (-) Op-amp nối với mức áp tham chiếu 2/3 đầu dương (+) nối với chân - Đầu dương (+) Opam nối với mức áp tham chiếu 1/3 đầu âm (-) nối với chân Vì sử dụng ba chân Trigger,Threshold Control Voltage kiểm sốt đầu hai so sánh sau nạp vào đầu vào R S flip flop Flip-Flop xuất R = S =1 ,và ngược lại xuất R = S = R = S = flip flop giữ nguyên trạng thái trước 2 IC 555 2.4 CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG a Chế độ monosatble - Bình thường chân (trigger) mức cao, chân (threshold) mức thấp làm cho chân chân flip-flop mức thấp nên đầu mức cao làm cho transistor dẫn làm tụ xả GND Điều làm cho mạch ln mức thấp - Sau kích chân 2, , , chân lúc mức cao Sau , trì Vì nên transistor ngưng dẫn, tụ lúc bắt đầu sạc - Khi sạc đến , trì tụ tiến hành xả - Cơng thức tính thời gian nạp tụ: IC 555 - Khi ta cấp vào chân vào chân chân chân mức thấp Lúc , transistor ngưng dẫn Tụ bắt đầu nạp - Khi sạc đến 2/3 , transistor dẫn , tụ bắt đầu xả 2.5 CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG - Khi xả đến 1/3 , transistor ngưng dẫn , tụ bắt đầu nạp lại b Chế độ astable - Các công thức liên quan đến trình nạp/ xả tụ: - Quá trình liên tục lặp đi, lặp lại 3 IC 4013 2.1 CHỨC NĂNG CỦA CÁC CHÂN Tên chân Chỉ số chân Loại Chức VDD 14 Nguồn Điện áp nguồn GND Nguồn Ground , 1,13 Đầu Các đầu từ flip flop D , 2,12 Đầu Các đầu đảo từ flip flop D 3,11 Đầu vào Đầu vào đồng hồ cho flip flop D ( sườn lên) 5,9 Đầu vào Đầu vào D ( dữu liệu) cho flip flop D 6,8 Đầu vào Preset đầu flip flop 4,10 Đầu vào Preset đầu flip flop IC 4013 2.2 BẢNG CHÂN TRỊ Bảng chân trị IC4013 IC 74193 Chân 16 Cấp nguồn cho IC Nối đất cho IC Khi có tín hiệu xung cạnh lên chân liệu đầu bị giảm bit Khi có tín hiệu xung cạnh lên chân liệu đầu bị tăng bit 3, 2, 6, Thay đổi tùy thuộc tín hiệu xung cạnh lên chân 4,5 QA LSB, QD MSB 4.1 CHỨC NĂNG CỦA 14 CÁC CHÂN 11 12 13 Nguyên lý hoạt động Reset giá trị đầu chân 3, 2, 6, mức thấp Bình thường chân mức thấp, muốn reset đưa chân lên mức cao Reset giá trị đầu chân 3, 2, 6, giá trị đặt vào chân 15, 1, 10, Bình thường chân mức cao, muốn reset đưa chân lên mức thấp Chân mức cao Chỉ xuống mức thấp chân 3, 2, 6, mức cao chân mức thấp Chân mức cao Chỉ xuống mức thấp chân 3, 2, 6, mức thấp chân mức thấp 4 IC 74193 4.2 BIỂU ĐỒ THỜI GIAN CÁC CỤM TRONG MẠCH CHỐNG TRỘM 5.1 CỤM A Bắt đầu Đợi tín hiệu từ quang trở Có vật cản thời gian bị cản < 10s No No Có vật cản thời gian bị cản >= 10s Yes Tắt đèn vàng Bật còi hú Bật đèn trắng Kết thúc Sơ đồ mạch điện Lưu đồ giải thuật Yes Bật đèn vàng CÁC CỤM TRONG MẠCH CHỐNG TRỘM 5.2 CỤM B Bắt đầu Đợi tín hiệu từ quang trở No Có vật cản Yes Bật đèn đỏ Còi hú Kết thúc Sơ đồ mạch điện Lưu đồ giải thuât