Mạch Điều chỉnh Độ sáng Đèn led sử dụng ic 555

GIỚI THIỆU MẠCH ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN LED...3 Chân số 1: “GND” là chân nối đất tất cả các mức điện áp đều được so sánh với áp tại đường dây nối đất...4 Chân số 2: “Trigger” là chân kíc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

KHOA KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI MẠCH ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN LED SỬ DỤNG IC 555

Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Thành

Mã sinh viên: 1224030096 Giáo viên hướng dẫn: THS.Trương Thanh Inh

Đồng Nai

Lời Mở Đầu 2

I GIỚI THIỆU MẠCH ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN LED 3

Chân số 1: “GND” là chân nối đất tất cả các mức điện áp đều được so sánh với áp tại đường dây nối đất 4

Chân số 2: “Trigger” là chân kích: chân trigger được dùng để cung cấp đầu vào kích cho IC 555 hoạt động ở chế độ đơn ổn Chân này là đầu vào đảo của bộ so sánh có nhiệm vụ làm cho transistor của flip-flop chuyển trạng thái từ set sang reset Ngõ ra của bộ định thời phụ thuộc vào độ lớn xung bên ngoài đưa vào chân trigger 4

Chân số 3: “Output” là chân xuất tín hiệu ra: Ngõ ra của bộ định thời luôn luôn có sẵn ở chân này Có hai cách để 1 tải có thể kết nối với chân output 4 Chân số 4: “Reset” là chân reset vi mạch: Bất cứ khi nào bộ định thời bị reset, một xung âm được đưa đến chân 4 Đầu ra được thiết lập lại trạng thái ban đầu bất kể điều kiện đầu vào 4

Chân số 5: “Control voltage” là chân điện áp điều khiển 4

Chân số 6: “Threshold” là chân ngưỡng Nó là ngõ vào không đảo của bộ so sánh 1 được so sánh với ngõ vào đảo với điện áp tham chiếu là 2/3 Vcc 4 Chân số 7: “Discharge” là chân xả điện 4

Chân số 8: “Vcc” là chân cấp nguồn 4

1.2.4 Sơ đồ bên trong IC 555: 4

Chương II THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN LED SỬ DỤNG IC 555 6

Tổng quan mạch: 6

1 Mô phỏng trên phần mềm Proteus: 7

Chương III KẾT LUẬN: 9

Tài liệu tham khảo 10

Lời Mở Đầu

IC 555 là một trong những vi mạch (integrated circuit) phổ biến nhất trong lĩnh vực điện tử, được thiết kế để thực hiện nhiều chức năng khác nhau như tạo xung, tạo dao động và điều chỉnh tín hiệu Được phát triển lần đầu tiên bởi Hans

R Camenzind vào năm 1972, IC 555 đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong các dự án điện tử nhờ vào tính linh hoạt và sự dễ sử dụng của nó Hôm nay, chúng ta cùng đến với một đề tài nghiên cứu thiết kế một mạch ứng dụng của IC 555, đó là mạch điều chỉnh độ sáng đèn LED Trong thiết kế điện

tử, mạch điều chỉnh độ sáng là thành phần cơ bản và quan trọng được sử dụng rộng rãi để điều chỉnh độ sáng của đèn LED cho nhiều ứng dụng khác nhau Một trong những công cụ mạnh mẽ và linh hoạt nhất để xây dựng các mạch điều chỉnh độ sáng chính là IC 555, một vi mạch tích hợp nổi tiếng với khả năng hoạt động trong nhiều chế độ khác nhau

I GIỚI THIỆU MẠCH ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN LED

1.1 Giới thiệu

Mạch điều chỉnh độ sáng đèn LED sử dụng IC 555 là một ứng dụng phổ biến của vi mạch này trong điện tử IC 555 là một bộ đếm và điều khiển thời gian có thể được sử dụng để điều chỉnh độ sáng của đèn LED với độ sáng được điều chỉnh dễ dàng

1.2 IC 555

1.2.1 Cấu tạo kỹ thuật IC 555

IC NE 555 được cấu tạo với một bộ OP-AMP dùng để so sánh điện áp, một mạch lật và transistor xả điện Mạch này rất đơn giản và có độ chính xác cao Bên trong có 3 điện trở được nối tiếp để chia điện áp nguồn (Vcc) thành 3 phần, tạo ra điện áp chuẩn

1.2.2 Các thông số quan trọng

 Hoạt động ở mức điện áp +5V đến +18V, dòng tải là 200 mA

 Các linh kiện được mắc bên ngoài phải được chọn đúng để có thể thực hiện trong khoảng thời gian vài phút với tần số vượt quá vài trăm KHz

 Đầu ra của bộ IC 555 có thể điều khiển các transistor-transistor logic (TTL) do đầu ra dòng điện cao

 Nó có độ ổn định nhiệt độ 50 phần triệu (ppm) trên mỗi độ C khi thay đổi hoặc tương đương 0.005 / C

 Chu kỳ làm việc có thể được điều chỉnh công suất tiêu thụ tối đa trên mỗi

IC là 600mW

 Các đầu vào kích hoạt (Trigger) và đặt lại (Reset) của nó cùng mức logic

1.2.3 Cấu hình chân của IC 555

Chân số 1: “GND” là chân nối đất tất cả các mức điện áp đều được so sánh

với áp tại đường dây nối đất

Chân số 2: “Trigger” là chân kích: chân trigger được dùng để cung cấp đầu

vào kích cho IC 555 hoạt động ở chế độ đơn ổn Chân này là đầu vào đảo của bộ so sánh có nhiệm vụ làm cho transistor của flip-flop chuyển trạng thái

từ set sang reset Ngõ ra của bộ định thời phụ thuộc vào độ lớn xung bên ngoài đưa vào chân trigger

Chân số 3: “Output” là chân xuất tín hiệu ra: Ngõ ra của bộ định thời luôn

luôn có sẵn ở chân này Có hai cách để 1 tải có thể kết nối với chân output

Chân số 4: “Reset” là chân reset vi mạch: Bất cứ khi nào bộ định thời bị

reset, một xung âm được đưa đến chân 4 Đầu ra được thiết lập lại trạng thái ban đầu bất kể điều kiện đầu vào

Chân số 5: “Control voltage” là chân điện áp điều khiển.

Chân số 6: “Threshold” là chân ngưỡng Nó là ngõ vào không đảo của bộ so

sánh 1 được so sánh với ngõ vào đảo với điện áp tham chiếu là 2/3 Vcc

Chân số 7: “Discharge” là chân xả điện.

Chân số 8: “Vcc” là chân cấp nguồn.

1.2.4 Sơ đồ bên trong IC 555:

Bên trong của một IC định thời 555 bao gồm những thành phần sau đây:

 Hai bộ so sánh

 Một SR flip-flop

 Hai transistor

 Một mạng điện trở

Các bộ so sánh chính là các Op-Amp cơ bản Bộ so sánh 1 so sánh điện áp ngưỡng với điện áp tham chiếu VCC 2/3 Tùy thuộc điện áp của chân 6 so với điện áp chuẩn 2/3 VCC mà bộ so sánh 1 có điện áp mức cao hay thấp để làm tín hiệu R (Reset) điều khiển flip-flop

Bộ so sánh 2, cung cấp đầu vào S cho flip-flop, so sánh điện áp kích hoạt với điện áp tham chiếu VCC 1/3 Tùy thuộc điện áp của chân 2 so với điện áp chuẩn 1/3 VCC mà bộ so sánh 2 có điện áp mức cao hay thấp để làm tín hiệu S (Set) điều khiển flip-flop

Mạng điện trở gồm ba điện trở sẽ hoạt động như một mạch chia điện áp Giá trị của các điện trở này là 5KΩ Ba điện trở 5K này chịu trách nhiệm về tên “IC 555”

Trong số hai transistor, một transistor là transistor xả điện Cực thu hở của transistor này được kết nối với chân xả điện (Chân 7) của IC Tùy thuộc vào trạng thái ngõ ra của flip-flop mà transistor này dẫn bảo hòa hoặc tắt

Khi transistor dẫn bão hòa, nó cung cấp một đường dẫn xả điện tới tụ điện được kết nối bên ngoài Cực nền của transistor kia được kết nối với chân reset (Chân 4) để reset bộ định thời bất chấp trạng thái của các ngõ vào khác

Chương II THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN

LED SỬ DỤNG IC 555

Tổng quan mạch:

Linh kiện chính: Linh kiện chính: IC 555, điện trở, tụ điện, tụ hóa, nguồn và đèn LED

Nguyên tắc thiết kế mạch điều chỉnh độ sáng :

Thời gian mà tụ C1 nạp điện từ 1/3 VCC đến 2/3 VCC bằng với thời gian đầu ra cao và được đưa ra Ton = 0,693 (R1 + R2) C1, được chứng minh dưới đây Điện áp trên tụ bất cứ lúc nào trong thời gian sạc được đưa ra là Vc = Vcc (1 - e

^ (t / RC))

Thời gian của tụ điện để sạc từ Vcc/3 đến 2Vcc/3:

Ton = 0,693 (R1+ R2) C1 trong đó R1và R2 đơn vị Ohms và C1 đơn vị Fara

Thời gian mà tụ xả điện từ +2/3 VCC đến +1/3 VCC bằng với thời gian đầu ra thấp và được đưa ra là:

Toff = 0,693 R2 C1 trong đó đơn vị R2 là Ohms và C1 là Fara

Tổng chu kỳ dao động T = Ton + Toff= 0,693 (R1+ 2R2) C1

Theo sơ đồ mạch in:

R1 = 68000

R2 = 68000

C1 = 0.00001

Ton = 0.94248s

Toff = 0.47124 s

T = 1.41372 s

1 Mô phỏng trên phần mềm Proteus:

(Kết quả mô phỏng trên Oscilloscope)

(Ton)

Như hình ta thấy thời gian bật là thời gian mà Vout đầu ra của bộ hẹn giờ vẫn ở trạng thái cao Chúng ta ghi nhận điều này là Ton

(Toff)

Như hình trên ta thấy thời gian tắt là thời gian mà Vout đầu ra hẹn giờ vẫn ở trạng thái thấp Chúng ta ghi nhận là Toff

Thời gian bật và tắt phụ thuộc vào các giá trị của R1, R2 và C1 Vì vậy, chúng

ta có thể có được thời gian bật và tắt mong muốn ở đầu ra bộ hẹn giờ với cách tính đúng giá trị R1, R2, C1

Chương III KẾT LUẬN:

Bài viết đã giới thiệu tổng quan mạch điều chỉnh độ sáng đèn LED sử dụng IC

555, được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong cuộc sống hiện nay IC 555 là một công cụ mạnh mẽ và linh hoạt, cho phép thực hiện nhiều chức năng khác nhau với cấu trúc đơn giản và hiệu quả Qua bài viết, chúng tôi đã mô phỏng và phân tích mạch điều chỉnh độ sáng trên Proteus, cung cấp cái nhìn chi tiết về hoạt động của mạch

Tài liệu tham khảo

1 Nguyễn Văn A (2020) Giáo trình Điện tử cơ bản Nhà xuất bản Khoa học và

Kỹ thuật

2 Trần Bảo Cường (2019) "Tìm hiểu IC định thời 555" Tạp chí Điện tử và Tin học Truy cập tại: thegioiic.com

3 Phạm Quốc Đạt (2018) "Ứng dụng IC 555 trong các mạch điều khiển" Diễn đàn Điện tử Việt Nam Truy cập tại: dientuvietnam.net

4 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Proteus (2021) Nhà xuất bản Công nghệ thông tin

5 Sách Hướng dẫn thiết kế mạch điện tử (2020) Nhà xuất bản Giáo dục

6 “Datasheet IC 555”, Texas Instruments Truy cập tại: ti.com

7 Electronic Tutorials (2021) "555 Timer Circuits" Truy cập tại: electronics-tutorials.ws

8 Điện tử tương lai (2022) "Sơ đồ khối nguyên lý làm việc cấu hình chân IC 555" Truy cập tại: dientutuonglai.com

9 Nguyễn Thanh Bình (2017) Kỹ thuật xung và số Nhà xuất bản Bách Khoa

Hà Nội

10 “IC 555 Applications”, Future Electronics (2021) Truy cập tại:

futureelectronics.com