Dồ án cơ bản điện tử Nghiên cứu , thiết kế mạch đếm nghịch JK - FF đếm từ 15 - 00 hiển thị lên led 7 đoạn
LÝ THUYẾT
Tổng quan về linh kiện, tiêu chí kỹ thuật của đề tài
Với mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, người thiết kế thường sử dụng IC ổn áp vì mạch khá đơn giản Các loại ổn áp thường được sử dụng IC 78xx, 79xx với xx là điện áp cần ổn áp
- Ví dụ: 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V
- Dòng cực đại của IC 7805 có thể duy trì là 1A
- Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt là: 2W
- Công suất tiêu tán cực đại nếu dùng tản nhiệt đủ lớn là: 15W
Hình 2.1.1.1: Sơ đồ chân LM7805
- Chênh lệch điện áp vào và ra tối thiểu là: 2V
- Ngõ ra output luôn ổn định điện áp trong khoảng 4.8V - 5.2V IC 7805 dùng để bảo vệ những mạch chỉ hoạt động ở điện áp khoảng 5V, nếu nguồn điện có sự cố đột ngột, điện áp tăng cao thì mạch vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện áp ra khoảng %V [1]
- Đầu vào của IC 7805 sẽ được cấp điện áp 7V- 12V từ đầu ra của máy biến áp và điện áp này sẽ qua tụ điện để giúp cho nguồn ổn định hơn
- Tụ hóa hay còn gọi là tụ điện phân (Electrolytic Capacitor) là một tụ điện phân cực có anode hay bản cực dương được làm bằng kim loại tạo thành một lớp oxit cách điện Lớp oxit này hoạt động như điện môi của tụ điện
- Được sử dụng như thiết bị lọc trong các nguồn cung cấp năng lượng để giảm nhiễu điện áp (voltage ripple), cũng có thể được sử dụng trong việc làm mịn tín hiệu đầu vào và đầu ra, sử dụng như một bộ lọc thông thấp nếu tín hiệu là tín hiệu một chiều [1]
- Sử dụng tụ hóa làm bộ lọc trong các bộ khuếch đại âm thanh mà mục tiêu chính của nó là làm giảm tiếng ồn, vì tiếng ồn ở tần số 50Hz hoặc 60Hz gây ra từ nguồn điện có thể nghe được nếu khuếch đại lên
- Tụ gốm là một tụ điện có giá trị cố định, trong đó vật liệu gốm là chất điện môi
- Nó được chế tạo từ hai hoặc nhiều lớp gốm sứ xen kẽ và một lớp kim loại hoạt động như các điện cực
- Tụ gốm là một thiết bị không phân cực, do đó bạn có thể nối nó trong mạch điện theo hướng nào cũng được [2]
- Tụ gốm như sử dụng trong trạm phát, lò cảm ứng, nguồn cung cấp năng lượng laser cao áp, bộ ngắt mạch điện, ứng dụng mật độ cao, bảng mạch in, trong bộ chuyển đổi DC sang DC [2]
- Ngoài ra nó cũng được sử dụng như tụ điện thông thường trên các chổi của động cơ DC để giảm thiểu nhiễu RF
- Dải điện áp hoạt động: +4.75 đến + 5.25V
- Điện áp hoạt động được đề xuất: + 5V
- Điện áp nguồn tối đa: 7V
- Dòng điện tối đa được phép rút qua mỗi đầu ra cổng: 8mA
- Thời gian tăng điển hình: 18ms
- Thời gian giảm điển hình: 18ms
- Nhiệt độ hoạt động: 0 ° C đến 70 ° C
- Nhiệt độ bảo quản: -65 ° C đến 150 ° C
Hình 2.1.4.1: Sơ đồ chân IC7408
- Cấu tạo bên trong IC số 74HC32 có bốn cổng logic OR, mỗi cổng có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra IC74HC32 được sản xuất theo công nghệ CMOS, là một mạch tích hợp được xây dựng từ các Mosfet và một số điện trở phụ trợ IC hoạt động tốt nhất ở điện áp 5V.Các hoạt động của IC này là rất đơn giản để hiểu nếu chúng ta hiểu được hoạt động của cổng bằng cổng OR [3]
Bảng 2.1.5.1: Thông số kĩ thuật IC7432
Số cổng OR trong ic 4 Điện áp hoạt động 2V – 6V DC
Hình 2.1.5.1: Sơ đồ chân IC7432
Hình 2.1.6.1: Sơ đồ chân IC7447
- Chân số 1, 2, 6, 7 là đầu vào ứng với B, C, D, A
- Chân số 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 là các chân đầu ra, những chân này sẽ được nối với led 7 thanh để điều khiển chúng
- Chân số 8 là chân nối đất GND
- Chân số 16 là chân cấp nguồn Vcc 5V, không cấp quá nguồn 5V để IC hoạt động bình thường
- Chân số 3 LT (Lamp Test) dùng để kiểm tra led 7 đoạn Nếu chân số 3 nối mass thì led sẽ sáng cùng lúc 7 đoạn Chân này chỉ dùng để kiểm tra xem led 7 thanh có bị hỏng đoạn nào hay không thôi
- Chân số 4 BI/RB0 được nối với mức cao, nếu bị nối với mức thấp thì toàn bộ đèn sẽ không sáng
- Chân số 5 RBI nối với mức cao
- Điện trở là linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối, có chức năng cản trở dòng điện trong mạch.[3]
- Dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, phân chia điện áp, kích hoạt các linh kiện chủ động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện, [3]
Hình 2.1.8.1: Sơ đồ chân IC555
Chân 1 (GND): đây là chân nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay còn gọi là chân chung
Chân 2 (TRIGER): đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như một chân chốt hay ngõ vào của 1 tần số áp, mạch so sánh ở đây dùng transitor
PNP với mức điện áp chuẩn là 2∗𝑉𝑐𝑐
Chân 3 (OUTPUT): đây là chân được lấy tín hiệu logic đầu ra Trạng thái tín hiệu ở chân số 3 này được xác định ở mức thấp (mức 0) và mức cao (mức 1)
Chân 4 (RESET): dùng để lập định trạng thái đầu ra của IC 555 Khi chân 4 được nối với Mass thì đầu ra sẽ ở mức 0 Còn khi chân 4 ở mức cao thì trạng thái đầu ra sẽ phụ thuộc theo mức áp trên chân số 2 và chân số 6 Trong trường hợp, muốn tạo dao động thường chân này sẽ được nối trực tiếp với nguồn Vcc
Chân 5 (CONTROL VOLTAGE): Chân này được sử dụng để làm thay đổi mức điện áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng ở các điện trở ngoài nối với chân số 1 GND
Chân 6 (THRESOLD): Là một trong những chân đầu vào để so sánh điện áp và cũng được dùng như một chân chốt
Chân 7 (DISCHAGER): Đây được coi như một khóa điện tử và chịu tác động điều khiển từ tầng logic của chân 3 Khi đầu ra là chân output ở mức 0 thì khóa này sẽ được đóng và ngược lại Chân số 7 có nhiệm vụ tự nạp và xả điện cho mạch R-C
Chân số 8 (Vcc): Đây chính là nguồn cấp cho IC 555 hoạt động Chân 8 có thể được cung cấp với mức điện áp dao động từ 2V – 18V
Hình 2.1.9.1: Sơ đồ chân IC 7483
- Chân số 5 và 12 được sử dụng để cấp nguồn +5V cho IC tương ứng với GND của nguồn cấp
- Giả sử có hai số 4 bit là A4 A3 A2 A1 và B4 B3 B2 B1 với A1 và B1 là bit có trọng số thấp nhất (LSB) trong chuỗi số A4 và B4 làm bit có trọng số lớn nhất (MSB) trong chuỗi số
- Chân 1,3,8,10 là chân đầu vào được sử dụng để cấp dữ liệu bit cho A4 A3 A2 A1 của chuỗi 4 số nhị phân thứ 1
- Chân 16,4,7,11 là các chân đầu vào được sử dụng cấp dữ liệu bit B4 B3 B2 B1 thuộc chuỗi 4 số nhị phân thứ 2
- Chân 13 là một chân đầu vào được sử dụng cho bit carry-in
- Chân 15,2,6,9 là các chân đầu ra được sử dụng để đưa kết quả phép cộng hai số nhị phân 4 bit trên là S4 S3 S2 S1
- Chân 14 là chân đầu ra kết quả bit carry của phép cộng
Hình 2.1.10.1: Sơ đồ chân IC 7473
THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG
Yêu cầu thiết kế
- Mạch phải có độ ổn định, chính xác cao
- Thiết kế mạch trên phần mềm thiết kế chuyên dụng
- Mạch thiết kế sao cho tối ưu nhất
- Mạch chỉ sử dụng linh kiện cắm hàn
- Các linh kiện trong mạch phải sắp xếp theo từng khối, đi dây gọn gàng
- Linh kiện dễ tìm kiếm, dễ sửa chữa và thay thế
- Mối hàn đạt tiêu chuẩn về chất lượng và tính thẩm mỹ
- Thiết kế được bộ chuyển đổi nguồn 1 chiều từ 12V xuống 5V
- Dòng cung cấp Ung = 5 VDC
Hình 3.1.1: Thông số điện áp, dòng điện cung cấp trong mô phỏng
Phân tích thiết kế
Từ ý tưởng thiết kế đặt ra mạch sử dụng nguồn 1 chiều 5V Nhóm nghiên cứu đã họp bàn và tìm hiểu về 3 cách hiển thị đếm nghịch từ 15-00 trên led 7 thanh là sử dụng ARDUINO UNO, PIC16F877A, FF-JK Vì vậy nhóm nghiên cứu đã đưa ra bảng so sánh về ưu nhược điểm của 3 phương pháp trên:
Bảng 3.2.1: Ưu nhược điểm của các phương pháp được đề xuất
Các phương pháp Ưu, nhược điểm
Sử dụng JK-FF Ưu điểm
- Linh kiện dễ tìm, dễ sử dụng
- Sử dụng ít dây nối
- Độ linh hoạt cao ( có thể tạo ra các hiệu ứng đa dạng )
- Đa dạng về tính năng
- Giới hạn về số lượng hiển thị
- Yêu cầu về kỹ năng lập trình
- Giới hạn về số lượng chân I/O
- Yêu cầu về kỹ năng lập trình cao
- Yêu cầu chuyên sâu về
- Từ 3 phương pháp nêu trên, nhóm nghiên cứu chọn phương pháp hiển thị đếm nghịch từ 15-00 sử dụng JK-FF là tối ưu nhất vì giá thành rẻ, dễ sử dụng , linh kiện dễ mua và thay thế và đặc biệt hơn là nhóm nghiên cứu đã có kiến thức về thiết kế mạch logic tuần tự nên nên dễ dàng hơn trong việc thiết kế và vận hành.
Xây dựng sơ đồ khối
Nhiệm vụ từng khối
- Khối tạo xung: tạo xung vuông với tần số f=1HZ (𝐹 = 𝑙𝑛2∗𝐶1 1
- Khối đếm: là các FF nhận xung dao động để xử lí đưa ra tín hiệu mã hoá BCD
- Khối giải mã: giải mã BCD để đưa ra khối hiển thị
- Khối hiển thị: hiển thị tín hiệu sau khi giải mã
• Lý do chọn mạch tạo xung vuông sử dụng IC 555:
- IC NE555 rất phổ biến và dễ tìm
- Mạch tạo xung dùng IC này rất dễ làm, dễ giải thích và dễ hiểu nguyên lý làm việc của nó
Về bản chất thì IC 555 là bộ mạch kết hợp giữa 2 con OPAM, 3 con điện trở, 1 transitor, 1 bộ FF RS
- Trong một số trường hợp khi điện áp mức ngưỡng (Threshold) và điện áp kích (Trigger) lần lượt là 2
3 so với điện áp nguồn Vcc Với các mức độ điện áp này thì có thể sẽ bị thay đổi bằng chân điều khiển áp (CONT)
- Khi điện áp ở chân số 2 (TRIG) ở dưới mức kích thì mạch Flip – Flop sẽ ở trạng thái set (mức 1) làm cho gõ ra (OUT) ở mức cao (mức 1) Khi điện áp ở chân TRIG của IC 555 ở trên mức kích và đồng thời chân ngưỡng (THRES – chân 6) ở trên mức ngưỡng thì tự động mạch Flip – Flop sẽ bị reset về mức 0 và từ đó sẽ làm cho đầu ra output xuống mức 0
- Ngoài ra, khi chân RESET (chân 4) xuống mức thấp thì mạch Flip – Flop cũng sẽ bị reset khiến cho đầu ra (OUT) xuống mức 0 Khi đầu ra ở mức 0 thì lúc này DISCH (chân 7) sẽ được nối với GND
Hình 3.3.1.2: Sơ đồ khối tạo xung của IC 555
Trong sơ đồ mạch trên tần số đầu ra của 555 được tính theo công thức :
Kí hiệu : 0 là mức thấp (L) lấy bằng 0V
1 là mức cao (H) lấy gần bằng Vcc
Hình 3.3.1.3: Mạch dao động của IC 555
Giải thích sự dao động:
• Ở trên mạch H đang ở mức 1 và gần bằng Vcc; L là mức 0 Sử dụng FF –
• Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và =Q- = [0]
• Khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì Q-= [1], lúc này Transistor sẽ mở dẫn, cực C sẽ được nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt quá ngưỡng V2 Do lối ra của OP – AMP 2 lúc này đang ở mức 0, FF sẽ không được reset
• Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C
• Tụ C nạp điện áp từ 0V -> ⅓ Vcc:
• Lúc này V+1(V+ OA1) > V-1 Do đó OA1 (ngõ ra của OA1) có mức logic 1(H)
• /Q = 0 –> Transistor hồi tiếp lúc này không dẫn
• (OA viết tắt: OP – AMP)
• Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp ⅓ Vcc -> ⅔ Vcc:
• Lúc này, V+1 < V-1 Do đó OA1 = 0
• R = 0, S = 0 –> Q, /Q sẽ giữ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0)
• Transistor lúc này vẫn không dẫn
• Tụ C nạp qua ngưỡng ⅔ Vcc:
• Lúc này, V+1 < V-1 Do đó OA1 = 0
• /Q = 1 –> Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V !
• Tụ C xả qua Rb Với thời hằng Rb.C
• Điện áp trên tụ C giảm xuống do do lúc này tụ C đang trong quá trình xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống dưới ⅔ Vcc
• Tụ C tiếp tục xả từ điện áp ⅔ Vcc – ⅓ Vcc
• Lúc này, V+1 < V-1 Do đó OA1 = 0
• R = 0, S = 0 –> Q, /Q sẽ giữ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1)
• Tụ C xả qua ngưỡng ⅓ Vcc:
• Lúc này V+1 > V-1 Do đó OA1 = 1
• /Q = 0 –> Transistor không dẫn -> chân 7 ở mức thấp và tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu là 1
- Vậy trong quá trình hoạt động bình thường của IC555, điện áp trên tụ
C chỉ dao động trong khoảng điện áp từ 𝑉𝑐𝑐
- Khi nạp điện, tụ C nạp với điện áp ban đầu là 𝑉𝑐𝑐
3 và kết thúc nạp ở thời điểm điện áp trên tụ là 2𝑉𝑐𝑐
3 , nạp điện với thời gian là T = (Ra+Rb).C
- Khi xả điện, tụ C xả với điện áp ban đầu là 2𝑉𝑐𝑐
3 và kết thúc xả ở thời điểm điện áp trên tụ bằng 𝑉𝑐𝑐
3 xả điện với thời gian là T = Rb.C
- Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả đi
Mạch đếm sử dụng trigger JK 7473 Mạch trigger là một mạch số có hai trạng thái ổn định bền vững là 0 và 1, tại một thời điểm bất kì nó sẽ ở trạng thái 0 và 1 Khi có tín hiệu thay đổi trạng thái chúng sẽ lật trạng thái Như vậy mạch trigger sẽ có
2 cửa ra là 0 và 1, khi bị kích thích nó sẽ lật lại (1 chuyển thành 0 và 0 chuyển thành 1) Chính vì vậy nó có tên là mạch bập bênh ( Flip-Flop ) Trong kĩ thuật số
FF ( Flip Flop ) được coi là phần tử nhớ cơ bản để lưu trữ dữ liệu, nó có thể nhận dữ liệu, xuất dữ liệu [5]
- Mô tả chức năng IC 7473 như sau:
Bảng 3.3.2.1: Bảng mô tả chức năng IC7473
X là trạng thái tùy ý có thể ở mức cao hoặc mức thấp
𝑄 0 là giữ nguyên trạng thái
Toggle là lật trạng thái
Hình 3.3.3.1: Sơ đồ logic 74LS47
Mạch giải mã là gì?
- Mạch giải mã là mạch có chức năng ngược lại với mạch mã hoá Mục đích sử dụng phổ biến nhất của mạch giải mã là làm sáng tỏ các đèn để hiển thị kết quả ở dạng chữ số Do có nhiều loại đèn hiển thị và có nhiều loại mã số khác nhau nên có nhiều mạch giải mã khác nhau [4]
- IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn Mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn là mạch giải mã phức tạp vì mạch phải cho nhiều ngõ ra lên cao hoặc xuống thấp (tuỳ vào loại đèn led là anod chung hay catod chung) để làm các đèn cần thiết sáng lên các số hoặc ký tự [4]
Hình 3.3.3.2: Giá trị logic giải mã của 7447
- IC 74LS47 là IC tác động mức thấp nên các ngõ ra mức 1 là tắt, mức 0 là sáng, tương ứng với các thanh a, b, c, d, e, f, g của led 7 đoạn loại anode chung, trạng thái ngõ ra cũng tương ứng với các số thập phân (các số từ 10 đến 15 không được dùng tới) [4]
- Ngõ vào xoá BI được để không hay nối lên mức 1 cho hoạt động giải mã bình thường Nếu nối lên mức 0 thì các ngõ ra đều tắt bất chấp trạng thái ngõ ra
- Ngõ vào RBI được để không hay nối lên mức 1 dùng để xoá số 0 (số 0 thừa phía sau số thập phân hay số 0 trước số có nghĩa) Khi RBI và các ngõ vào
D, C, B, A ở mức 0 nhưng ngõ vào LT ở mức 1 thì các ngõ ra đều tắt và ngõ vào xoá dợn sóng RBO xuống mức thấp
- Khi ngõ vào BI/RBO nối lên mức 1 và LT ở mức 0 thì ngõ ra đều sáng
- Kết quả là khi mã số nhị phân 4 bit vào có giá trị thập phân từ 0 đến 15 đèn led hiển thị lên các số như ở hình bên dưới Chú ý là khi mã số nhị phân vào là 1111= 1510 thì đèn led tắt
- Bảng giá trị logic giải mã của 7447, đầu vào từ 0 đến 15, đầu ra 0 đến 9
3.3.4 Khối hiển thị ( LED 7 THANH)
- Hiển thị dùng led 7 đoạn loại anode chung do đầu ra của IC 7447 có mức tích cực là mức 0 ( mức thấp)
- Ở loại anode chung ( anode của đèn được nối lên +5V, đoạn nào sáng ta nối đầu cathode của đoạn đó xuống mức thấp thông qua điện trở để hạ dòng
- Chân 3, 8: Đây là chân Vcc, được nối lại với nhau
- Led 7 thanh có cấu tạo bao gồm 7 led đơn và có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 thanh 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện [5]
- Nếu led 7 đoạn có Anode (cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0 [5]
- Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1 [5]
- Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó là các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V có thể hạ dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều khiển [5]
Bảng mã hiển thị led 7 đoạn dành cho led 7 đoạn có Anode chung (các led đơn sáng ở mức 0):
Hình 3.3.4.2: Bảng mã hiển thị led 7 thanh
Thiết kế sơ đồ nguyên lý
Hình 3.4.1.1: Sơ đồ nguyên lí
Xung kích được tạo ra từ mạch 555 và xung này được đưa tới chân 1 và 5 của IC
7473 một cách liên tục để đếm, đếm nhanh hay đếm chậm ta có thể điều chỉnh được tần số đếm trên IC555 bằng cách thay đổi giá trị của trở R1 hoặc R2
Ngõ ra xung của 7473 ở các chân Q0, Q1, Q2, Q3 được đưa đến ngõ vào của IC đếm là 74LS83 và từ các chân S1, S2, S3, S4 đưa đến ngõ vào của IC giải mã
- IC 7447 sẽ chuyển đổi ngõ vào thành mã 7 đoạn để hiển thị trên led 7 đoạn
- Led 7 thanh sẽ chạy từ 15 về đến 00 và reset trở lại 15 liên tục như vậy trong lúc ta cấp xung.
KẾT QUẢ THỰC HIỆN
ÁP DỤNG KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT
HỢP ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT
Áp dụng các kỹ thuật quản lí dự án
Việc áp dụng công nghệ và kỹ thuật để giải quyết các vấn đề kỹ thuật thường đòi hỏi một quá trình phân tích kỹ lưỡng để chọn lựa phương pháp tối ưu Dưới đây là các bước cần thiết để đưa ra quyết định:
- Xác định vấn đề cụ thể và mục tiêu muốn đạt được
- Đánh giá tất cả các yếu tố liên quan như yêu cầu kỹ thuật, quy mô dự án, và hạn chế về nguồn lực
2 Lựa chọn công nghệ-kỹ thuật:
- Tìm hiểu các công nghệ/kỹ thuật phù hợp để giải quyết vấn đề
- So sánh và đánh giá ưu điểm, nhược điểm của từng lựa chọn
- Ước tính chi phí triển khai mỗi phương pháp
- Xem xét cả chi phí nguyên vật liệu, lao động, và bảo trì sau này
- Đặt ra lịch trình cho mỗi phương pháp, bao gồm cả thời gian triển khai và hoàn thành
- Xem xét các yếu tố có thể ảnh hưởng đến thời gian như đào tạo nhân viên, tính khả thi của công nghệ
5 Đánh giá yếu tố kỹ thuật:
- Xem xét tính bền vững của giải pháp trong dài hạn
- Kiểm tra khả năng tích hợp với hệ thống hiện có và khả năng mở rộng trong tương lai
- Tổng hợp các thông tin và đánh giá để chọn phương án có hiệu quả nhất
- Đôi khi cần thiết phải sử dụng một phương pháp kết hợp để tối ưu hóa hiệu suất
- Khi đánh giá và so sánh, việc chọn phương pháp tối ưu không chỉ dựa trên một yếu tố duy nhất mà là sự cân nhắc đa chiều giữa chi phí, thời gian, yếu tố kỹ thuật và khả năng triển khai Quyết định có thể thay đổi tùy thuộc vào mỗi trường hợp cụ thể và sự ưu tiên của dự án
Topic 2: Ứng dụng các tiêu chuẩn kĩ thuật về thiết kế hệ thống điện tử
- Áp dụng kích thước và kích thước khoảng cách cụ thể : Để xác định kích thước của mạch in và khoảng cách giữa các thành phần Điều này đảm bảo rằng mạch in đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu điện và khoảng cách an toàn
- Đảm bảo chất lượng mạch in: cung cấp hướng dẫn chi tiết về các yêu cầu về mặt hình thức và chất lượng của mạch in, từ việc nối hàn đến việc in ấn và bố trí linh kiện Việc tuân thủ chuẩn giúp đảm bảo mạch in đạt chất lượng cao
2 Chuẩn về độ bền và sự an toàn:
- Thiết kế, vật liệu, quy trình sản xuất và kiểm tra đảm bảo về độ bền và sự an toàn của mạch điện tử
- Mạch điện tử không chứ các chất gây hại cho môi trường và sức khỏe con người
- Điện áp: Sử dụng điện áp một chiều, thấp đảm bảo an toàn cho người sử dụng
- Sử dụng các hóa chất để bảo vệ mạch in chống oxi hóa
3 Chuẩn về độ chính xác:
- Sử dụng các công cụ và thiết bị đo lường chính xác ( đồng hồ vạn năng ) để kiểm tra điện áp và dòng điện đảm bảo tính chính xác của mạch
- Sử dụng các phần mềm mô phỏng và thiết kế mạch ( proteus, altium, ) để đảm bảo độ chính xác cao hơn
Topic 3: Tác động cục bộ và toàn cầu của sản phẩm thiết kế tới môi trường và xã hội
1 Ứng dụng trong hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông
- Mạch đếm trên hiển thị trên LED 7 thanh là rất quan trọng đối với mạch đèn giao thông, điều khiển tín hiệu đèn giao thông: Mạch đếm được sử dụng để chuyển đổi giữa các trạng thái của đèn giao thông (đỏ, vàng, xanh) theo thời gian định trước Khi số lượng xung đếm đạt đến giới hạn, mạch sẽ chuyển đổi đèn tín hiệu để điều chỉnh luồng giao thông
2 Giúp đo tốc độ động cơ xe
- Mạch đếm có khả năng đọc các xung từ encoder khi động cơ quay Dựa vào số lượng xung đếm được, ta có thể tính được tốc độ quay của động cơ Điều này hữu ích trong việc điều chỉnh tốc độ động cơ theo yêu cầu 1
3 Ứng dụng trong đồng hồ đếm giờ, đo đạc thời gian
- Không những thế nó còn làm đồng hồ đếm giờ, để đo đạc thời gian trong những cuộc thi quan trọng, giúp học sinh sinh viên có thể tập trung hoàn thành nhiệm vụ và đảm bảo lượng thời gian phân bố bài tập một cách hợp lý, thúc đẩy tiến độ công việc của chúng ta
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận
Sau khi thi công và khảo sát tính ứng dụng của mô hình thiết kế, mạch đã đạt được những yêu cầu đặt ra từ trước như:
- Mạch thiết kế đơn giản, chi phí thấp
- Mạch hoạt động ổn định
- Đảm bảo tính thẩm mỹ
Phương hướng phát triển Để sản phẩm làm ra có thể hoàn thiện hơn thì nếu có điều kiện thuận lợi về mặt kinh phí, nhóm nghiên cứu dự định cải tiến thêm một số tính năng cần thiết cho người sử dụng cũng như khắc phục những vấn đề còn tồn tại trong sản phẩm như:
- Sản phẩm sẽ được cải tiến, giảm kích thước board mạch để có thể lắp đặt dễ dàng
- Sử dụng thêm biến trở để có thể thay đổi độ nhanh chậm của số trên led 7 thanh,
Tác động cục bộ và toàn cầu của sản phẩm thiết kế tới môi trường và xã hội
1 Ứng dụng trong hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông
- Mạch đếm trên hiển thị trên LED 7 thanh là rất quan trọng đối với mạch đèn giao thông, điều khiển tín hiệu đèn giao thông: Mạch đếm được sử dụng để chuyển đổi giữa các trạng thái của đèn giao thông (đỏ, vàng, xanh) theo thời gian định trước Khi số lượng xung đếm đạt đến giới hạn, mạch sẽ chuyển đổi đèn tín hiệu để điều chỉnh luồng giao thông
2 Giúp đo tốc độ động cơ xe
- Mạch đếm có khả năng đọc các xung từ encoder khi động cơ quay Dựa vào số lượng xung đếm được, ta có thể tính được tốc độ quay của động cơ Điều này hữu ích trong việc điều chỉnh tốc độ động cơ theo yêu cầu 1
3 Ứng dụng trong đồng hồ đếm giờ, đo đạc thời gian
- Không những thế nó còn làm đồng hồ đếm giờ, để đo đạc thời gian trong những cuộc thi quan trọng, giúp học sinh sinh viên có thể tập trung hoàn thành nhiệm vụ và đảm bảo lượng thời gian phân bố bài tập một cách hợp lý, thúc đẩy tiến độ công việc của chúng ta.
