Tiểu luận vi Điều khiển ứng dụng Đề tài mạch led nh+y theo nhạc

Xác định ý tưởng và ứng dụng sản phẩm 1.1 Xác định ý tưởng Ý tưởng của mạch LED nháy theo nhạc là tạo ra một hệ thống mạch điện tử kết hợp với các linh kiện như các đèn LED và một bộ p

BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KÌ

Môn : VI ĐIỀU KHIỂN ỨNG DỤNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

VIỆN KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG TRÌNH KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ VÀ Ô TÔ

***********

TIỂU LUẬN

VI ĐIỀU KHIỂN ỨNG DỤNG

ĐỀ TÀI: MẠCH LED NH+Y THEO NHẠC

Mã học phần: CNOT035

Tên học phần: Vi điều khiển ứng dụng (0+2)

Nhóm học phần: KTCN.TH.08

Sinh viên/Nhóm sinh viên thực hiện: NHÓM 4

ĐÀO VĂN HÂDU MSSV 2225102050753

NGUYEN PHGC HƯNG MSSV222102050700

TRƯƠNG THÀNH TÀI MSSV 2225102050362

Giảng viên hướng dẫn : Huỳnh Minh Phú

Bình Dương, tháng 4/2024

LỜI MỞ ĐẦU

Trong đời sống công nghệ hiện đại ngày nay ngành công nghê 0 k1 thuâ 0t ô tô

là ngành k1 thuật mũi nhọn, hiện đại, được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của sản xuất và đời sống và là đòn bẩy giúp các ngành khoa học kĩ thuật khác phát triển Việc hiện đại hoá năng suất lao động bằng các thiết bị điện tự động là nhu cầu cấp thiết Do đó yêu cầu máy móc cần phải gọn nhẹ hơn, linh động hơn, uyển chuyển hơn, thông minh hơn và tiết kiệm điện hơn Vì vậy, ngành Công nghệ k1 thuật ô tô, ngày càng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và đời sống.Là một sinh viên ngành Công nghệ k1 thuật ô tô, để nâng cao tính thực hành và khả năng vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế thì việc tìm tòi, tự nghiên cứu và thiết

kế các mạch điện tử cơ bản là điều tất yếu đối với sinh viên Để giúp cho việc tự tìm hiểu và đưa sinh viên đến gần hơn với công nghệ điển tử, bộ môn nhập môn Công nghệ k1 thuật ô tô đã ra đời và giúp cho các sinh viên chúng em làm quen dễ dàng hơn và tạo động lực mạnh mẽ giúp cho chúng em nâng cao hứng thú trong việc học tập

Với vốn kiến thức đã được tiếp thu từ môn thực tập cơ bản và sự hướng dẫn tận tình của thầy Huanh Minh Phú cộng thêm những tìm hiểu kiến thức qua mạng, nhóm 4 chúng em xin đưa ra đề tài: “MẠCH LED NH+Y THEO NHẠC”

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Tóm tắt đề tài

Chương1 Xác định ý tưởng và ứng dụng sản phẩm

1.1 Xác định ý tưởng

1.2 Giới thiê 0u sản phẩm

1.2.1 Ưu điểm

1.2.2 Mô 0t số lưu ý

1.2.3 Đă 0c điểm nqi bâ 0t

1.3 Ứng dụng

Chương 2 Mô tả sản phẩm

2.1 Yêu cầu

2.2 Hoạt đô 0ng

Chương 3 Kế hoạch thực hiện

Chương 4 Thiết kế sơ đồ khối

Chương 5 Thiết kế sơ đồ chi tiết các khối và lựa chọn phương án tối ưu 5.1 Khối nguồn

5.1.1 Lựa chọn phương án tối ưu

5.1.2 Nguyên lý hoạt động:

5.2 Khối tín hiệu vào

5.3 Khối điều khiển

5.4 Khối hiển thị

5.4.1 Lựa chọn phương án tối ưu

5.5 Kết quả

Chương 6 Mô phỏng

6.1 Mô phỏng trên Proteus

6.2 Mô phỏng trên breadboard

6.2.1 Linh kiện sử dụng

6.2.2 Quy trình kiểm tra trên breadboard

Chương 7: Kết luâ 0n

Chương 1 Xác định ý tưởng và ứng dụng sản phẩm

1.1 Xác định ý tưởng

Ý tưởng của mạch LED nháy theo nhạc là tạo ra một hệ thống mạch điện tử kết hợp với các linh kiện như các đèn LED và một bộ phân tích âm thanh để đồng bộ hóa ánh sáng LED với âm nhạc đang phát

Các bước chính để xây dựng mạch LED nháy theo nhạc bao gồm:

1 Thu thập âm thanh: Sử dụng một bộ thu âm thanh hoặc một loại cảm biến

âm thanh để thu thập tín hiệu âm thanh từ nguồn nhạc hoặc từ môi trường xung quanh

2 Xử lý tín hiệu âm thanh: Sử dụng mạch điện tử để xử lý tín hiệu âm thanh thu được Có thể sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số (DSP) để phân tích và rút trích các thông tin quan trọng từ âm thanh như tần số, biên độ và mức độ âm lượng

3 Đồng bộ hóa ánh sáng LED: Dựa trên kết quả xử lý tín hiệu âm thanh, sử dụng mạch điều khiển LED để điều chỉnh ánh sáng của các đèn LED Có thể

sử dụng các linh kiện như transistor hoặc vi điều khiển để điều khiển ánh sáng LED theo một mẫu nhất định

4 Hiển thị ánh sáng LED: Kết nối các đèn LED với mạch điều khiển LED và đặt chúng theo một mẫu hoặc một vị trí cụ thể để tạo ra hiệu ứng nhấp nháy ánh sáng theo nhạc

5 Cấp nguồn: Đảm bảo rằng mạch LED và các linh kiện liên quan như mạch điều khiển và bộ xử lý tín hiệu đều được cấp nguồn

Chính vì vậy mà nhóm chúng tôi đã có ý tưởng là làm mạch led nháy theo nhạc để giúp mỗi chúng ta có những phút giây nghe nhạc vui vẻ và thú vị hơn

1.2 Ứng dụng

 Ứng dụng của mạch led nháy theo nhạc cũng rất đa dạng:

 Mạch led nháy theo nhạc trang trí cho các quán bar, quán cafe… giúp cho

 Không gian quán đẹp hơn, sống động hơn, thú hút khách hàng hơn

 Làm đẹp không gian phòng nhạc của gia đình

 Tích hợp vào các sản phẩm nghe nhạc như loa, amply…

Hình 1.2.1 mcch có led

1.2.1 Ưu đifm

Mạch LED nháy theo nhạc là một công nghệ phq biến trong lĩnh vực âm nhạc

và ánh sáng Dưới đây là một số ưu điểm của mạch LED nháy theo nhạc:

1 Tạo hiệu ứng hấp dẫn: LED nháy theo nhạc tạo ra hiệu ứng ánh sáng đồng

bộ với âm nhạc, tạo nên một không gian sôi động và ấn tượng Điều này tạo

ra một trải nghiệm hứng thú cho người tham gia buqi biểu diễn âm nhạc hoặc trong các bữa tiệc, sự kiện

2 Tăng tính tương tác: Mạch LED nháy theo nhạc khá linh hoạt và có thể được điều chỉnh để phản ánh những thay đqi trong âm thanh Khi âm nhạc thay đqi, mạch LED sẽ tự động điều chỉnh ánh sáng tương ứng, tạo ra một sự tương tác hấp dẫn giữa âm thanh và ánh sáng

3 Tạo không gian hứng thú: Khi ánh sáng LED được kết hợp với âm nhạc,

nó tạo ra một không gian sống động và hứng thú hơn Điều này có thể làm tăng sự tham gia và tương tác của công chúng trong các buqi biểu diễn, quán bar, sự kiện âm nhạc và các không gian giải trí khác

4 Đa dạng hóa thiết kế: Mạch LED nháy theo nhạc có thể được thiết kế theo nhiều cách khác nhau để phù hợp với nhu cầu và phong cách của từng sự kiện Có thể tùy chỉnh màu sắc, mô hình và tốc độ nhấp nháy của LED để tạo

ra hiệu ứng sáng động và tương thích với âm nhạc được chơi

5 Dễ sử dụng và tích hợp: Mạch LED nháy theo nhạc thường có thiết kế dễ

sử dụng và có thể tích hợp vào hệ thống âm thanh hiện có Nhiều mạch LED nháy theo nhạc cũng hỗ trợ kết nối không dây, giúp dễ dàng điều khiển và thay đqi cấu hình mà không cần dây cáp phức tạp

Đó là một số ưu điểm của mạch LED nháy theo nhạc Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng việc sử dụng mạch LED nháy theo nhạc cần có kiến thức và k1 năng k1 thuật cơ bản để lắp đặt và vận hành một cách an toàn

1.2.2 Mô D t sg lưu ý

Khi sử dụng mạch LED nháy theo nhạc, dưới đây là một số lưu ý quan trọng bạn nên xem xét:

1 Điện áp và dòng điện: Đảm bảo rằng mạch LED nháy theo nhạc được cấp điện với điện áp và dòng điện phù hợp Kiểm tra thông số k1 thuật của mạch

và đảm bảo rằng nguồn cung cấp điện cung cấp điện áp và dòng điện tương thích

2 Sử dụng nguồn điện qn định: Một nguồn điện không qn định có thể gây ra

sự hoạt động không đúng hoặc hỏng hóc cho mạch LED nháy theo nhạc Sử dụng nguồn điện qn định và chất lượng để đảm bảo hoạt động qn định và an toàn

3 Lắp đặt đúng cách: Khi lắp đặt mạch LED nháy theo nhạc, tuân thủ hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất Chắc chắn rằng các đầu nối được kết nối chính xác và an toàn Tránh gây ra ngắn mạch hoặc tình trạng kết nối không chính xác

4 Kiểm tra nhiệt độ: Mạch LED nháy theo nhạc có thể phát nhiệt khi hoạt động Đảm bảo rằng mạch được lắp đặt trong một không gian thoáng để tản nhiệt tốt Quá nhiệt có thể gây ra hỏng hóc và giảm tuqi thọ của mạch LED

5 Bảo vệ chống nước: Nếu bạn sử dụng mạch LED nháy theo nhạc ngoài trời hoặc trong môi trường ẩm ướt, đảm bảo rằng mạch được bảo vệ chống nước đầy đủ Sử dụng hộp chống nước hoặc các phương pháp bảo vệ khác để tránh tiếp xúc trực tiếp với nước

6 Kiểm tra an toàn: Trước khi sử dụng, hãy kiểm tra mạch LED nháy theo nhạc để đảm bảo rằng không có dây điện, đèn LED hoặc bất ka bộ phận nào

bị hỏng hoặc gãy Nếu phát hiện bất ka sự cố nào, không sử dụng mạch và thay thế các linh kiện hỏng hoặc nhờ sự giúp đỡ từ chuyên gia

7 Điều chỉnh cấu hình: Mạch LED nháy theo nhạc thường có thể điều chỉnh các cấu hình như tốc độ nháy, màu sắc và mô hình ánh sáng Hãy tìm hiểu và thử nghiệm các cấu hình khác nhau để tạo ra hiệu ứng ánh sáng tốt nhất và phù hợp với nhu cầu của bạn

8 Tuân thủ quy định: Khi sử dụng mạch LED nháy theo nhạc trong các sự kiện công cộng hoặc kinh doanh, hãy đảm bảo tuân thủ quy định về an toàn

và chất lượng ánh sáng Kiểm tra các quy định củacơ quan chức năng địa phương và đảm bảo rằng mạch LED nháy theo nhạc tuân thủ các yêu cầu về

an toàn và tuqi thọ

Những lưu ý trên giúp đảm bảo an toàn và hiệu suất của mạch LED nháy theo nhạc trong quá trình sử dụng Luôn luôn tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất và tham khảo ý kiến chuyên gia nếu cần thiết

1.2.3.Đă 0t điểm nqi bâ 0t

Mạch LED nháy theo nhạc có một số đặc điểm nqi bật sau:

1 Đồng bộ với âm nhạc: Mạch LED nháy theo nhạc có khả năng đồng bộ với âm thanh từ nguồn nhạc Khi âm thanh thay đqi, mạch LED sẽ tự động điều chỉnh ánh sáng tương ứng, tạo ra hiệu ứng ánh sáng đồng bộ và phản ánh cảm xúc âm nhạc

2 Đa dạng hiệu ứng ánh sáng: Mạch LED nháy theo nhạc có thể tạo ra nhiều hiệu ứng ánh sáng khác nhau Chúng có thể nhấp nháy, chớp sáng, thay đqi màu sắc, chuyển động và mô hình ánh sáng độc đáo Điều này tạo ra một trải nghiệm hấp dẫn

và sôi động cho người xem

3 Tương thích với nhiều loại âm thanh: Mạch LED nháy theo nhạc có khả năng tương thích với nhiều loại âm thanh khác nhau, bao gồm nhạc, giọng nói và âm thanh từ các nguồn khác Điều này cho phép bạn sử dụng mạch LED nháy theo nhạc trong nhiều tình huống khác nhau, từ buqi biểu diễn âm nhạc đến các sự kiện giải trí

4 Điều chỉnh linh hoạt: Mạch LED nháy theo nhạc thường có tính năng điều chỉnh linh hoạt Bạn có thể điều chỉnh tốc độ nháy, màu sắc, độ sáng và các tham số ánh sáng khác để tạo ra hiệu ứng phù hợp với nhu cầu của bạn Điều này cho phép bạn tạo ra một không gian ánh sáng độc đáo và cá nhân hóa

5 Dễ dàng lắp đặt và sử dụng: Mạch LED nháy theo nhạc thường được thiết kế để

dễ dàng lắp đặt và sử dụng Chúng thường đi kèm với hướng dẫn cụ thể và giao diện người dùng thân thiện, giúp bạn dễ dàng cấu hình và điều khiển mạch LED

6 Tạo không gian tương tác: Mạch LED nháy theo nhạc tạo ra một không gian tương tác giữa ánh sáng và âm nhạc Sự tương tác này kích thích các giác quan của người xem và thúc đẩy sự tương tác và tham gia Điều này làm cho mạch LED nháy theo nhạc trở thành một công cụ mạnh mẽ để tạo ra sự kết nối và tương tác trong các sự kiện và buqi biểu diễn

Tóm lại, mạch LED nháy theo nhạc có những đặc điểm nqi bật như đồng bộ âm nhạc, hiệu ứng ánh sáng đa dạng, tính tương thích, tính linh hoạt, dễ dàng sử dụng

và tạo không gian tương tác.

Hình 1.2.3 Đèn led

Chương 2 Mô tả sản phẩm

Mạch LED nháy theo nhạc sẽ nhận tín hiệu âm thanh vào qua cqng âm thanh, sau

đó điều khiển dải LED nhấp nháy theo tần số nhạc đưa vào (các bài hát khác nhau dải LED sẽ nháy khác nhau) theo các hi ệu ứng đã được thiết lập sẵn Các yêu cầu chức năng và các yêu cầu phi chức năng sau

2.1 Yêu cầu

Kích thước: 12x24 (cm)

Số lượng thanh LED: 5 chiếc

Nguồn cấp điện áp: nguồn 1 chiều

Điều kiện hoạt động tốt: 15- 40oC

Led sáng đều & qn định, tuqi thọ led từ 40.000- 50.000 (h)

Đặt mạch in, có hiển thị thông tin các thành viên trong nhóm

Thời gian hoàn thành: ngày 21/4/2024 Giá thành: 200.000VNĐ

2.2 Hoct đô D ng cia mcch

Hoạt động của mạch LED nháy theo nhạc có thể được mô tả như sau:

1 Thu thập âm thanh: Mạch bắt đầu bằng cách thu thập tín hiệu âm thanh từ nguồn nhạc hoặc từ môi trường xung quanh Điều này có thể được thực hiện thông qua một bộ thu âm thanh hoặc cảm biến âm thanh

2 Xử lý tín hiệu âm thanh: Tín hiệu âm thanh thu được được đưa vào mạch xử lý tín hiệu, thường là một vi xử lý hoặc mạch xử lý tín hiệu số (DSP) Mạch xử lý tín hiệu sẽ phân tích và rút trích các thông tin quan trọng từ tín hiệu âm thanh, như tần

số, biên độ và mức độ âm lượng

3 Phân tích tín hiệu âm thanh: Sau khi tín hiệu âm thanh được xử lý, mạch sẽ phân tích các thông số quan trọng như nhịp điệu, mức độ âm lượng hoặc tần số của âm thanh Thông tin này sẽ cung cấp cơ sở cho việc đồng bộ hóa ánh sáng LED với âm thanh

4 Điều khiển ánh sáng LED: Dựa trên kết quả phân tích âm thanh, mạch sẽ điều khiển ánh sáng của các đèn LED Điều này thường được thực hiện thông qua mạch điều khiển LED, như một vi điều khiển hoặc các linh kiện điện tử như transistor Mạch điều khiển sẽ điều chỉnh độ sáng, màu sắc và tần số nhấp nháy của các đèn LED để tạo ra hiệu ứng nháy ánh sáng theo nhạc

5 Hiển thị ánh sáng LED: Các đèn LED được kết nối với mạch điều khiển LED và được đặt theo một mẫu hoặc vị trí cụ thể Khi mạch điều khiển LED thay đqi độ sáng, màu sắc và tần số nhấp nháy, các đèn LED sẽ phản ánh những thay đqi này và tạo ra hiệu ứng nháy ánh sáng theo nhạc

6 Cấp nguồn: Đảm bảo rằng mạch LED và các linh kiện liên quan như mạch điều khiển và bộ xử lý tín hiệu được cấp nguồn điện phù hợp để hoạt động

Chương 3 Kế hocch thực hiện

Kế hoạch thực hiện được xây dựng gồm kế hoạch chung, bản đánh giá nhân lực và bảng phân công công việc Kế hoạch chung sẽ thể hiện cách nhìn tqng quát nhất về toàn bộ các bước thực hiện để hoàn thành Project Dựa trên bảng đánh giá nhân lực, các công việc cụ thể được phân công cho từng thành viên trong nhóm theo khả năng

& nguyện vọng của mỗi người Các công việc có thời lượng, thời gian hoàn thành, các nguồn lực & sản phẩm đầu ra cụ thể Ngoài ra các công việc được kí hiệu theo

mã & xác định mối quan hệ với nhau thể hiện trong mục điều kiện phụ thuộc Kế hoạch thực hiện Project được thể hiện rõ ràng & cụ thể hơn trong file Project đính kèm

Chương 4 Thiết kế sơ đồ khgi

Mạch điện gồm bốn khối là khối nguồn, khối nhận tín hiệu audio vào, khối điều khiển và khối hiển thị

Nguyên lý hoct động:

 Khối nguồn cấp điện áp cho các khối còn lại của mạch hoạt động

 Khối nhận audio vào sẽ nhận tín hiệu của âm thanh vào, và xử lý thô rồi đưa tín hiệu đó vào khối điều khiển

 Khối điều khiển khi nhận được tín hiệu thì sẽ xử lý rồi xuất tín hiệu điều khiển led ở khối khiển thị

 Khối hiển thị sẽ hiển thị tín hiệu điều khiển thông qua việc nháy led

Hình 4: mạch mô phỏng

Chương 5 Thiết kế sơ đồ chi tiết các khgi và lựa chọn phương án tgi ưu

Phần 5 sẽ nói rõ hơn các khối hoạt động được khái quát ở phần 4, cụ thể ở việc

trình bày bưới thiết kế sơ đồ chi tiết từng khối và lựa chọn phương án tối ưu Các khối bao gồm: khối nguồn, khối hiển thị, khối điều khiển và khối tín hiệu vào Trong từng khối trình tự thể hiện đi từ lựa chọn phương án tối ưu sau đó trình bày

sơ đồ nguyên lý, sơ đồ chi tiết kèm theo nguyên lý hoạt động

5.1 Khgi nguồn

5.1.1 Lựa chọn phương án tgi ưu

Lựa chọn nguồn từ laptop nguồn cung cấp cho mạch vô cùng quan trọng Nó quyết định tính cơ động và thời gian hoạt động của mạch Chúng em đưa ra phương án lựa chọn là dùng nguồn 5V từ laptop

5.1.2 Nguyên lý hoct động

- Cung cấp điện áp cho các khối còn lại

- Sử dụng mạch Arduino và kết nối cqng USB 3.5 vào máy tính

- LED được gắn vào mạch thông qua dây điện và breadboard

- Cảm biến âm thanh được gắn vào thông qua dây điện và breadboard

- Điện trở 10k được gắn vào đầu âm của LED

Nguyên lý hoạt động cơ bản của mạch LED nháy theo nhạc là sự kết hợp giữa xử lý tín hiệu âm thanh và điều khiển ánh sáng LED Dưới đây là một sơ đồ hoạt động tqng quan của mạch LED nháy theo nhạc:

1 Thu thập âm thanh: Mạch LED nháy theo nhạc bắt đầu bằng việc thu thập tín hiệu âm thanh từ một nguồn nhạc hoặc từ môi trường xung quanh Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ thu âm thanh hoặc một cảm biến âm thanh

2 Xử lý tín hiệu âm thanh: Tín hiệu âm thanh thu được được đưa vào một mạch xử

lý tín hiệu, thường là một bộ xử lý tín hiệu số (DSP) DSP sẽ phân tích và rút trích các thông tin quan trọng từ tín hiệu âm thanh như tần số, biên độ và mức độ âm lượng

3 Phân tích tín hiệu âm thanh: Sau khi tín hiệu âm thanh được xử lý, mạch sẽ phân tích các thông số quan trọng như nhịp điệu, mức độ âm lượng, hoặc tần số của âm thanh Các thông số này sẽ cung cấp cơ sở để đồng bộ hóa ánh sáng LED với âm thanh

4 Điều khiển ánh sáng LED: Dựa trên kết quả phân tích âm thanh, mạch sẽ điều khiển ánh sáng của các đèn LED Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng mạch điều khiển LED, như một vi điều khiển hoặc các linh kiện điện tử như transistor Mạch điều khiển sẽ điều chỉnh độ sáng, màu sắc và tần số nhấp nháy của các đèn LED để tạo ra hiệu ứng nháy ánh sáng theo nhạc

5 Hiển thị ánh sáng LED: Các đèn LED được kết nối với mạch điều khiển LED và được đặt theo một mẫu hoặc vị trí cụ thể Khi mạch điều khiển LED thay đqi độ sáng, màu sắc và tần số nhấp nháy, các đèn LED sẽ phản ánh những thay đqi này và tạo ra hiệu ứng nháy ánh sáng theo nhạc

6 Cấp nguồn: Đảm bảo rằng mạch LED và các linh kiện liên quan như mạch điều khiển và bộ xử lý tín hiệu đều được cấp nguồn điện phù hợp để hoạt động Tqng hợp lại, nguyên lý hoạt động của mạch LED nháy theo nhạc là sử dụng phân tích tín hiệu âm thanh và điều khiển ánh sáng LED để tạo ra hiệu ứng nháy ánh sáng đồng bộ với âm thanh Điều này mang lại một trải nghiệm đa giác quan thú vị

và phù hợp cho các sự kiện và không gian giải trí

5.2 Khgi tín hiệu vào

Nguyên lý hoct động:

-Cảm biến âm thanh sẽ nhận âm thanh từ bên ngoài