Báo cáo kỹ thuật số thí nghiệm mạch Đếm sản phẩm hiển thị số 02

IC NESSSP: Được sử dụng như một bộ tạo xung hoặc định thời, cung cấp tín hiệu điều khiến cho các thành phần khác trong mạch.. Thiết bị nảy có thể tạo ra các tín hiệu xung nhịp ôn định, đ

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC NGUYEN TAT THANH KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ

NGUYEN TAT THANH

BAO CAO

KY THUAT SO - THI NGHIEM MACH DEM SAN PHAM HIEN THI SO

Giảng viên hướng dẫn: ThS BÙI VŨ MINH

Sinh viên thực hiện: NGUYÊN HOÀNG ANH THƠ-2100003460

Khóa: 2021

TP HO CHi MINH, THANG 12/ 2024

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC NGUYEN TAT THANH KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ

NGUYEN TAT THANH

BAO CAO

KY THUAT SO - THI NGHIEM MACH DEM SAN PHAM HIEN THI SO

Giảng viên hướng dẫn: ThS BÙI VŨ MINH

Sinh viên thực hiện: NGUYÊN HOÀNG ANH THƠ -

2100003460

Khóa: 2021

TP HO CHI MINH, THANG 12/ 2024

MỤC LỤC

09.72 .a aaAaA aĂẶÁIAAa 5

1.4 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu - c2 0121112211211 1221112211 11111151811 re 6 1.5 Phuong phap nghién - 6

2.1 Tổng quan về hệ thống đếm sản phâm - 5-5 SE 1 121511 21512715E1x te 7 2.2 Linh kién stp dung 9

3.1 Phương hướng nghiên cứửu - - c2 2 122112211211 151 1111111121212 1 811 81111 Hy 12

3.3 Lựa chọn phương án tối ưU 0n ST E121 21 51111 T12 se 13

4.1 Chế tạo sản phâm ¬ 14 4.2 Thực nghiệm - Đánh gI1á 2 1 2012111 211122112111211111111111111 111118111 14 4.3 Thực nghiệm mô hình - 1 2 22222222211 153 123112 1125115121111 111111181 518k ray 14

Hình 2.1:

Hình 2.2:

Hình 2.3:

Hình 2.5:

Hình 2.6:

Hình 4.1:

Hình 4.2:

DANH MUC HINH ANH

LED 7 đoạn CS S11 SH TH TS KH kg KT KT k1 xe 10

Sơ đồ nguyên lý HH HH HH HH he 10

Sơ đô bô trí linh kiện 1 1 2111211211111 1111515111511 tk tk ng cù 11

Thực nghiệm mô hỉnh c0 12013112131 1321111 1111111101181 1 1111111 0111111171115 xer 14

Kết quả mô hình 5s s12 1221211211 11 112122221 121 121 1g ren e 15

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 IC sé la gì?

IC số (Digital Integrated Circuit) là loại mạch tích hợp hoạt động với tín hiệu số, đại diện cho hai trang thai co ban:

¢ 0 (Low): Thường tương ứng với mức điện áp thấp (0V)

« 1 (Hiph): Thường tương ứng với mức điện áp cao (SV hoặc 3.3V)

IC số được thiết kế đề thực hiện các chức nang logic nhu AND, OR, NOT, lưu trữ thông tin, đếm, mã hóa, và giai ma

1.2 Phân loại IC số

IC số có thể được phân chia thành các nhóm chính như sau:

« IC céng logic (Logic Gates): Bao gồm các loại công logic cơ bản như AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR

¢ IC Flip-Flop: Ding dé lu trir mét bit dé ligu va thay déi trang thai theo xung nhịp dau vao

« _IC đếm (Counter IC): Đếm tín hiệu xung nhịp và xuất kết quả đếm

¢ IC ma hoa va giải mã (Encoder/Decoder IC): Dùng để chuyên đổi dữ liệu từ một định dạng sang định dạng khác

1.3 Giới thiệu tống quan về đề tài

Mạch đếm sản phâm hiển thị qua 2 LED 7 đoạn là một công cụ tiện lợi, hỗ trợ việc quản

lý và theo dõi số lượng sản phẩm trong nhiều lĩnh vực Đề tài này hướng tới việc thiết kế, xây dựng và tối ưu hóa mạch đếm đề mang đến giải pháp hiệu quả, đễ sử dụng cho người dùng

Hệ thông sử dụng các thành phần chính:

« - Hai IC 4026BE: Đảm nhận các chức năng logic trong mach

1.4 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

a Mục tiêu nghiên cứu:

- Xây dựng mạch đêm sản phâm 2 chữ sô với hiệu suât cao và độ chính xác dang

tin cậy

- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các IC như 555, 4026BE

- Tối ưu hóa thiết kế mạch đề đảm bảo sự ôn định trong vận hành

- Danh gia hiéu nang cua mach trong các diéu kién hoat dong khac nhau

b Phạm vi nghiên cứu:

- _ Nghiên cứu các lý thuyết liên quan đến IC số và cách chúng hoạt động trong hệ

thống mạch điện

- Thuc hién thiét ké va xây dựng mạch thực tế để kiểm chứng lý thuyết

- _ Tiến hành thử nghiệm và thu thập đữ liệu từ mạch đã chế tạo

- Khảo sát các ứng dụng của mạch đếm trong các lĩnh vực như công nghiệp, tự

động hóa, và điện tử tiêu dùng

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bp thuyết:

- Tìm hiều qua tải liệu, sách chuyên ngành, và các nghiên cứu trước dé vé IC sô

và mạch đếm

- _ Phân tích nguyên lý hoạt động của các IC 555 và IC 4026BE

Phương pháp thục nghiệm:

- Thiết kế sơ đồ mạch va lắp ráp mạch điện bằng các linh kiện cần thiết

- Su dung thiét bi do lường đề kiểm tra, ghi nhan số liệu từ mạch hoạt động

- Thực hiện các thử nghiệm trong nhiều điều kiện khác nhau đề đánh giá hiệu

suất

Phân tích dữ liệu:

Áp dụng các phương pháp phân tích thống kê đề xử lý, so sánh đữ liệu thu được

Đánh giá kết quả thử nghiệm và đưa ra kết luận từ các số liệu thực tế

CHUONG 2: CO SO LY THUYET

2.1 Tổng quan về hệ thống đếm sản phẩm

Hệ thông đếm sản phẩm kết hợp LED 7 đoạn với các IC điều khiến, tạo nên một quy trình đếm sản phâm tự động và hiệu quả Hệ thông nảy được thiết kế với các thành phần

chính bao gồm: LED 7 đoạn, IC số, tụ điện, biến trở và các linh kiện điện tử khác

a Cầu tạo của mô hình

Nút nhấn reset: Được sử dụng để khởi động lại mạch hoặc đặt lại giá trị đếm

về trạng thái ban đầu

LED 7 đoạn 0.8 inch cathode chung: Hiến thị các chữ số từ 0 đến 9, thường

sử dung trong may đếm và các thiết bị hiển thị số liệu

Bién tré WH148 Volume 100K: Ding để điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp

trong mạch, đảm bảo hoạt động én định và chính xác

Điện trở 10K 1/4W: Giới hạn dòng điện chạy qua các linh kiện trong mạch, bảo vệ mạch khỏi quá dòng

Tụ hóa 10uE 25V: Lọc nhiễu, ôn định điện áp và lưu trữ năng lượng trong

mạch điện

Tụ gốm 10nF 50V (103pi): Lọc nhiễu tần số cao và cải thiện độ ôn định của mạch điện tử

IC CD4026BE: Điều khiển LED 7 đoạn và thực hiện chức năng đếm, hiền thi

số liệu

IC NESSSP: Được sử dụng như một bộ tạo xung hoặc định thời, cung cấp tín hiệu điều khiến cho các thành phần khác trong mạch

Nguồn điện: Cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống

b Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

> Tín hiệu đầu vào:

- Chức năng: Hệ thống nhận tín hiệu từ HC NE55SP hoặc từ nút nhấn đề kích

hoạt quá trình đếm

- Hoạt động:

« IC NE555P tạo ra các xung điện liên tục hoặc ngắt quãng (tùy điều

chỉnh), được gửi đến IC CD4026BE

« - Nêu sử dụng nút nhân thủ công, mỗi lân nhân nút sẽ tạo ra một tín hiệu xung để tăng giá trị đếm

> Bộ điều khiển:

- Chức năng: Nhận tín hiệu xung và xử lý để đếm số liệu

- Hoạt động:

- _ Khi nhận được xung điện từ IC NE555P hoặc nút nhắn, giá trị đêm sẽ

được tăng lên 1

« - ICCD4026BE sẽ nhận giá trị đếm này và chuyên đổi sang tín hiệu điều

khiển LED 7 đoạn

> Màn hình hiển thị:

- Chức năng: Hiền thị số lượng đếm được trên LED 7 đoạn

- Hoạt động:

* IC CD4026BE nhan tin hiệu đếm từ bộ điều khiển

« _ Tín hiệu được chuyên đổi sang các đoạn LED tương ứng để hiển thị chữ

số từ 0 đến 9 trên LED 7 đoạn

Quá trình đếm:

- IC NE555P hoặc nút nhắn cung cấp xung điện đầu vào

- _ Mỗi xung điện làm tăng giá trị đếm lên I

ứng

- Qua trinh nay lặp lại mỗi khi có xung nhịp mới được cung cấp

2.2 Linh kiện sử dụng:

a IC555 La mot IC tao dao động và định thời phô biến Thiết bị nảy có thể tạo ra các tín hiệu xung nhịp ôn định, được sử dụng trone các mạch tạo xung, điều khiến thời gian va cac ứng dụng khác

555 Timer IC Pinout

Ground Eq o \/ m Power Supply (Vee)

Trigger [:] 7 | Discharge

555

Output EI jm Threshold

Reset EI jm Control Voltage

CIRCUITS DIY

Hinh 2.1: IC555

b IC CD4026BE: La mét IC điều khiển và đếm, được thiết kế đề hiển thi số liệu trên màn hình LED 7 đoạn Nó tích hợp chức năng đếm và giải mã, nhận tín hiệu xung đầu vào và hiễn thị trực tiếp số đếm trên LED 7 đoạn

CD4026 Pinout

Hình 2.2: IC CD4026BE

c LED 7 doan mỗi led là một đoạn Khi mỗi đoạn chiếu sáng thì một phần của chữ số

(hệ thập phân hoặc thập lục phân) sẽ được hiển thị Đôi khi có thêm led thir 8 dé biểu

thị dấu thập phân khi có nhiều led 7 đoạn nối với nhau để hiển thị các số lớn hơn 10

Common Cathode Common Anode

| @đ 4 g We

1

Hinh 2.4: LED 7 doan 2.3 Sơ đồ nguyên lý

558

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP

3.1 Phương hướng nghiên cứu

Trong việc thiết kế mạch đếm sản phẩm, cần xác định rõ phương hướng nghiên

cứu nhằm phát triển một hệ thống hiệu quả, dễ sử dụng và tiết kiệm chỉ phí Các yếu tổ

cân xem xét bao gôm:

« Hiệu suất hoạt động: Đảm bảo mạch hoạt động én định và chính xác trong việc đếm

« - Chỉ phí linh kiện: Lựa chọn linh kiện phù hợp đề giảm chỉ phí sản xuất

« - Khả năng mở rộng: Thiết kế mạch có khả năng mở rộng cho các ứng dụng trong tương lai

3.2 Các phương án tối ưu và khả thi

a Si dung IC NES55P va CD4026BE:

- IC NESS55P: Được sử dụng làm bộ tạo xung nhịp, cung cấp tín hiệu đầu vào

én định cho hệ thống

chức năng đếm trực tiếp và giải mã, tối ưu hóa quá trình thiết kế mạch

b Thiết kế mạch logic hiệu quả:

- - Sử dụng IC NES5SP: Để tạo xung nhịp đơn giản và chính xác, đảm bảo hoạt động ổn định cho mạch đếm

Mạch điều khiển đơn giản hóa: Thiết kế mạch với số lượng linh kiện tối thiểu để dễ dàng sản xuất và giảm thiểu sai sót

c Chế độ hoạt động linh hoạt:

- _ Chế độ đếm tự động: Tích hợp chức năng đếm tự động với tín hiệu xung từ

IC NE555P, cho phép mạch hoạt động liên tục mà không cần can thiệp thủ công

- _ Chế độ reset: Cung cấp chức năng reset đễ dàng bằng nút nhắn, giúp người

dùng khởi động lại hệ thống khi cần thiết

d Đánh gia tinh kha thi:

- Chi phi sản xuất: Tính toán tổng chỉ phí linh kiện và sản xuất để đảm bảo

tính khả thí kinh tế

- _ Khả năng bảo trì: Thiết kế mạch dễ dàng trong việc kiếm tra và bảo tri dé giam thoi gian va công sức trong quá trinh sử dụng

3.3 Lựa chọn phương án tối ưu

Sau khi đánh giá các phương án, lựa chọn phương án tối ưu dựa trên các tiêu chí:

- Chi phi higu qua: Két hop IC NE555P va CD4026BE mang lại hiệu suất cao với

chi phi hop ly

- D6 tin cay va chinh xae: Hé thống được thiết kế với tính năng ổn định và chính xác trong việc đếm

- _ Khả năng mở rộng: Thiết kế cho phép tích hợp thêm chức năng hoặc linh kiện khác trong tương lai để phục vụ các ứng dụng mở rộng

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM - ĐÁNH GIÁ

4.1 Chế tạo sản phẩm

- _ Chuẩn bị linh kiện: Tập hợp các linh kiện cần thiết như IC NE555P, IC CD4026BE,

LED 7 đoạn, điện trở, biến trở và test board

- Lắp ráp mạch: Tiến hành lắp ráp các linh kiện trên test board theo sơ đồ thiết kế đã

xác định, đảm bảo các kết nối chính xác và đễ dàng kiểm tra

4.2 Thực nghiệm - Đánh giá

- _ Thử nghiệm: Kiểm tra khả năng tạo xung nhịp của IC NE555P và tín hiệu điều

khiển hiển thị của IC CD4026BE trên LED 7 đoạn

- Đánh giá độ chính xác: Đo lường độ chính xác của hệ thống trong việc đếm tín hiệu

xung và hiển thị kết quả trên LED 7 đoạn

- Đánh giá kết quả:

e - Đánh giá độ chính xác: Đánh giá hiệu quả và sự chính xác của hệ thống trong việc đếm và hiển thị số liệu dựa trên tín hiệu đầu vào từ IC NE555P

s Đánh giá hiệu suất: Kiểm tra hiệu suất hoạt động của hệ thống, bao gom tinh

én định của tin hiéu xung nhip va kha nang hién thị số liệu liên tục trên LED 7

đoạn

4.3 Thực nghiệm mô hình

Hinh 4.1: Thực nghiệm mô hình

4.4 Kết quả mô hình

Hình 4.2: Kết quả mô hình

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Gianghm (2022) Mach dém Sản Pham 3 SO Dùng !C SỐ: 4093, 4518, 4511 -

KD0031, gianghm Available at: https://gianghm.com/mach-dem-san-pham-3-so-

dung-ic-so-4093-45 18-4511-kd0031

2 Thuyên, N.V (2022) Mạch Ứng Dụng Cho đếm Sản Phẩm Hoặc Quản LÝ SỐ Xe Ra- Vào, Công Tỳ TNHH TM và DỰ Anasa 087.884.2345 Avallable at:

https://anasa.vn/mach-ung-dung-cho-dem-san-pham-hoac-quan-Ïy-so-xe-ra-vao