Đồ án 1 – thiết kế mạch tương tự đề tài thiết kế mạch đèn giao thông

IC- IC tiếng anh là integrated circuit hay còn gọi là chip hay vi mạch điện tử, vi mạch tích hợp,..là một tập hợp của nhiều các linh kiện bán dẫn và linh kiện thụ động như transistor và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘIKHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌCĐỒ ÁN 1 – THIẾT KẾ MẠCH TƯƠNG TỰ

Khoá 2021-2025 / Hệ chính quy

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐÈN GIAO THÔNG

Giảng viên hướng dẫn: Ths Mạnh HùngSinh viên thực hiện và MSV:

-Đặng Việt Anh 21A120100003-Nguyễn Quang Hiếu 21A120100112 Lớp : K24-ĐT1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Nhận xét và đóng góp ý kiến của giáo viên: 2

A NỘI DUNG THỰC HIỆN 5

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành điện tử là một trong những ngành quan trọng gớp phần vào sự phá triển của đất nước Do nhu cầu ngày càng cao cảu con người đòi hỏi ngành điện tử không ngừng phát triển các sản phẩm để đáp ứng Các sản phẩm điện tử đều bắt nguồn từ những linh kiện:

R.L,C,Diode,Transistor… mà nền tảng là điện tử tương tự Những yêu cầu của mạch:

-Mạch đơn giản, dễ thiết kế, dễ lắp đặt, dễ dàng sửa chữa -Mạch phải chạy ổn định, chính xác, dễ vận hành và chi phí rẻ

Từ những yêu cầu trên và tìm hiểu nên chúng em quyết định chọn “Mạch đèn giao thông” làm đề tài.

Trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy nhận xét để chúng em hoàn thành tốt hơn

Nhận xét và đóng góp ý kiến của giáo viên:

A NỘI DUNG THỰC HIỆN

I NỘI DUNG

Báo cáo tổng thể về mạch đèn giao thông

II MỤC ĐÍCH

- Giúp mọi người hiểu rõ hơn về cách thiết kế mạch đèn giao thông, cách vẽ mạch thông qua proteus và công dụng từng bộ phận B SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG

I SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG

Bao gồm các khối sau: Khối tạo xung, khối điều khiển, khối cấp nguồn, khối giải mã và khối hiển thị

II CHỨC NĂNG VÀ LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

1 IC

- IC tiếng anh là integrated circuit hay còn gọi là chip hay vi mạch điện tử, vi mạch tích hợp, là một tập hợp của nhiều các linh kiện bán dẫn và linh kiện thụ động (như transistor và điện trở) Chúng được kết nối với nhau để thực hiện một số chức năng xác định, nó được thiết kế, tạo ra để đảm nhiệm một chức năng như một linh kiện kết hợp.

- Công dụng của IC vô cùng to lớn bởi: Mạch tích hợp sẽ giúp giảm kích thước của các mạch điện đi rất nhiều, bên cạnh đó là độ chính xác được tăng lên IC có thể nói là một phần rất quan trọng của các mạch logic Có khá nhiều loại IC, lập trình được và cố định chức năng ,và có những loại không lập trình được Mỗi IC có tính chất riêng về môi trường như: nhiệt độ, điện thế giới hạn, công suất làm việc, tất cả được ghi trong bảng thông tin (datasheet) của nhà sản xuất tạo ra nó.

* Linh kiện sử dụng trong mạch a, IC 555 thường

- IC 555 là một thiết bị linh hoạt và hữu dụng nhất trong các thiết kế và mạch điện tử hoạt động ở cả trạng thái ổn định và bất ổn định Nó có thể cung cấp thời gian trễ từ micro giây đến nhiều giờ.

- IC 555 là một thiết bị linh hoạt và hữu dụng nhất trong các thiết kế và mạch điện tử hoạt động ở cả trạng thái ổn định và bất ổn định Nó có thể cung cấp thời gian trễ từ micro giây đến nhiều giờ.

b IC 4017

- IC 4017 hay còn gọi là CD4017 là một vi mạch đếm CMOS 10 bit, được xây dựng từ các mạch Mosfet và dùng cho các ứng dụng đến nhỏ IC đếm có ngõ vào là xung clock và có 10 đầu ra Bộ đếm từ 0 đến 10 bằng cách bật lần lượt 10 đầu ra của cạnh dương cung clock.

- IC 4017 sẽ tiết kiệm không gian và thời gian thiết kế mạch Bạn có thể thiết lập lại và điều khiển đếm với các chân reset và chân enable.

2 BIẾN TRỞ

- Cấu tạo: Gồm các bộ phận chính như: cuộn dây làm bằng hợp kim (nikelin, nicrom,…),con quay,tay quay và than.

- Ký hiệu:

Linh kiện sử dụng trong mạch:

Biến trở volume 500k

3 TỤ ĐIỆN a Cấu tạo

Cấu tạo cảu tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi.

Người ta thường dùng dấy, 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.

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 điện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữa hai bản cực theo công thức

b Công dụng

Tác dụng của tụ điện được biết đến nhiều nhất là khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu quả Nó được so sánh với khả năng lưu trữ như ắc-qui Tuy nhiên, ưu điểm lớn của tụ điện là lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.

Ngoài ra, công dụng tụ điện còn cho phép điện áp xoay chiều đi qua, giúp tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng Đặc biệt khi tần số điện xoay chiều (điện dung của tụ càng lớn) thì dung kháng càng nhỏ Hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.

Hơn nữa, do nguyên lý hoạt động của tụ điện là khả năng nạp xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều, cho điện áp xoay chiều lưu thông giúp truyền tí hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch điện thế.

Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.

c Linh kiện sử dụng trong mạch

- Tụ 100uF/16V

4 DIODE

- Điốt (Diode) bán dẫn hay còn gọi là Điốt, đây là một linh kiện điện tử bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều duy nhất mà không chạy ngược lại Điốt bán dẫn thường đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N và được nối với 2 chân ra là anode và cathode.

- Mạch chỉnh lưu là một mạch điện điện tử chứa các linh kiện điện tử có tác dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Mạch chỉnh lưu được dùng trong các bộ nguồn một chiều hoặc mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến trong các thiết bị vô tuyến Trong mạch chỉnh lưu thường chứa các Điốt bán dẫn để điều khiển dòng điện và các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc các linh kiện khác.

- Kí hiệu:

Diode có 2 đầu và được phân cực, có nghĩa là 2 đầu này khác nhau rõ rệt Điều quan trọng là bạn không được nhầm lẫn 2 đầu của diode khi kết nối mạch Đầu dương của diode được gọi là cực Anode và đầu âm được gọi là cực Cathode Dòng điện chảy qua diode chỉ đi theo một chiều từ Anode sang Cathode.

Linh kiện sử dụng trong mạch: -Diode 1N4007

5 ĐIỆN TRỞ - Điện trở 330 ohm

6 NÚT NHẤN 6 CHÂN

7 LED 3MM ĐỎ, XANH LÁ CÂY, VÀNG

C NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

- Trong mạch này, IC 555 hoạt động ở chế độ đa hài không ổn định và tạo xung vuông ở đầu ra Chúng ta có thể thay đổi tần số của xung đầu ra bằng cách thay đổi các giá trị của R1, R2 và C Chúng ta có thể thay đổi điện trở R2 bằng một biến trở để thay đổi tần số của xung đồng hồ gửi đến IC 4017 Tần số xung đồng hồ cũng thay đổi thời gian di chuyển của đèn giao thông (đèn LED).E

- Xung đồng hồ do IC định thời 555 tạo ra được đưa vào đầu vào đồng hồ (chân 14) của IC bộ đếm 4017 IC đếm này sẽ đếm các xung và thay đổi mức logic của đầu ra Q thành CAO hoặc THẤP.

- Đi-ốt 1N4001 được sử dụng để tránh đoản mạch đầu ra IC của đồng hồ đo Ví dụ, khi IC đếm ở mức 2, đầu ra Q1 của IC đếm ở mức cao trong khi các đầu ra khác ở mức thấp Nếu chúng ta không sử dụng diode, đầu ra Q1 với điện áp dương không thể bị kéo xuống thấp bởi Q0, Q2 và Q3

- Khi các đầu ra Q0, Q1, Q2, Q3 ở mức cao, đèn LED XANH của các hướng BẮC và NAM sẽ sáng cùng với các đèn LED ĐỎ của các hướng ĐÔNG và TÂY Giả sử xung đồng hồ là 1Hz, đèn XANH BẮC và NAM sẽ sáng trong 4 giây đồng thời đèn đỏ ĐÔNG và TÂY cũng sáng để báo hiệu phương tiện DỪNG LẠI trong thời gian này Khi đầu ra Q4 ở mức cao, đèn LED VÀNG của hướng BẮC và NAM sẽ sáng cùng với đèn LED ĐỎ của hướng Đông và Tây Khi các ngõ ra Q5, Q6, Q7, Q7 lên cao, đèn LED XANH của hai hướng Đông và Tây sẽ sáng cùng với đèn LED ĐỎ của hai hướng BẮC và NAM Giả sử xung đồng hồ là 1Hz, thì đèn XANH cho hướng Đông và Tây sẽ sáng trong 4 giây và đèn đỏ cho hướng BẮC và NAM cũng sẽ sáng để báo hiệu phương tiện DỪNG LẠI trong thời gian này Khi đầu ra Q9 ở mức cao, đèn LED VÀNG của hướng Đông và Tây sẽ sáng cùng với đèn LED ĐỎ của hướng BẮC và NAM.

D THIẾT KẾ MẠCH

1 Sơ đồ nguyên lý

2 Sơ đồ dạng PCB

3 Mô phỏng 3D

E KẾT LUẬN

- Mạch hoạt động đúng theo yêu cầu của đề tài -Có chút khó khăn trong việc thiết kế mạch in

Được sự chỉ đạo và giúp đỡ tận tình của thầy chúng em cũng đã hoạn thành việc thiết kế mạch đèn giao thông Nhưng do thời gian có hạn, cũng như kiến thức hạn hẹp, chưa thực tế nên việc tìm hiểu cũng như vận dụng còn nhiều hạn chế Em rất mong có sự góp ý của thầy để mạch được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy!