Báo cáo Đồ án thiết kế mạch Điện tử Đề tài “thiết kế mạch cảnh báo mưa

LOI CAM ON Đề hoàn thành nghiên cứu đề tài: “Mạch cảm biến mưa”, bên cạnh sự cô gắng nỗ lực không ngừng của các thành viên trong nhóm, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầ

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHINH VIEN THONG

CƠ SỞ TẠI TP HÒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2

BAO CÁO ĐỎ ÁN THIẾT KÉ MẠCH ĐIỆN TỬ

Dé tai: “Thiet ké mach canh bao mua”

Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Quang Thuận

Sinh viên thực hiện: Nhóm 5

Nguyễn Minh Chiến: N2IDCDT010 Trương Ngọc Hân : N21DCDT028 Nguyễn Đức Hùng : N21DCDT033 Hoàng Trọng Quyên: N21DCDT078 Dao Thi Nhu Quynh: N21DCDT079

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3, năm 2024

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

CƠ SỞ TẠI TP HÒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2

BAO CAO DO AN THIET KE MACH DIEN TU

Dé tai: “Thiet ké mach canh bao mua”

Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Quang Thuận

Sinh viên thực hiện: Nhóm 5

Nguyễn Minh Chiến: N2IDCDT010 Truong Ngọc Hân : N2IDCDT028 Nguyễn Đức Hùng : N21DCDT033 Hoàng Trọng Quyên: N21DCDT078 Dao Thi Nhu Quynh: N21DCDT079

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3, năm 2024

LOI CAM DOAN

Nhóm xin cam đoan đề tài đồ án “Thiết kế mạch cảnh báo mưa” là công trỉnh

nghiên cứu của nhóm cùng với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên bộ môn “Đồ án thiết

kế mạch điện tử”

Các nội dung, kết quả nghiên cứu trong đề tài là hoàn toàn trung thực và không sao chép, nếu phát hiện có sự sao chép kết quả nghiên cứu của người khác nhóm xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

LOI CAM ON

Đề hoàn thành nghiên cứu đề tài: “Mạch cảm biến mưa”, bên cạnh sự cô gắng nỗ lực không ngừng của các thành viên trong nhóm, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô đã quan tâm giúp đỡ trực tiếp và gián tiếp nhóm trong quá trình học tập, nghiên cứu và hướng dẫn hoàn thành đồ án môn học này

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, nhóm xin gửi đến giảng viên ThS.GVC Trần Quang Thuận đã truyền đạt vốn kinh nghiệm, kỹ năng, kiến thức quý báu liên quan đến thiết kế mạch điện tử Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy nên đề tài nghiên cứu

của nhóm mới có thể hoàn thiện tốt đẹp

Với những hạn chế nhất định về điều kiện thời gian cũng như vốn kiến thức có

hạn, đề cương nghiên cứu của nhóm chắc chắn không thê tránh khỏi những sai sót Nhóm rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của thầy để nhóm có điều kiện nâng

cao và bổ sung kiến thức, hoàn thiện hơn nữa trình độ hiểu biết của mình Cuối cùng,

nhóm xin chúc thầy thật nhiều sức khỏe cùng nhiệt huyết đề có thể truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích hơn

Xin chan thanh cam on!

MUC LUC

LỜI CAM ĐOAN 25c 211 2122112212111211221121 2112212122122 re i LỜI CẢM ƠN 2212 2122212212212 2121221211212 ii DANH MỤC BẢNG BIỀU 22-2221 222112211221112711127112211122111211 1 E re vi DANH MỤC HÌNH VẼ 52-21 2222221221122 rrea vii NHẬN XÉT VÀ DANH GIA BAO CAO BO AN THIET KE MACH ĐIỆN TU CUA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN .222222222222221222222 eerere ix

Churong 1: TONG QUAN, CO SO LY THUYET VÀ PHƯƠNG PHAP DIEU KHIEN 1

LD MG GAM ec ccccccecsssesesessessnsesssssssssississsississitsssssississsississsessessetssessessssveseeeeees 1

LLL Ly do chon dé taieec cecccccccccccsccscescescsvesvescssesessessvssesevsessesevseesecevsensessvsevevevseeeees 1

1.1.2 Mục Aichi cccccccssesesscsssnsssseceseeeccecccesseseenttnttascecceceeseeeeceeetetttaaaaaeceeeees 2

1.1.3 Đối tượng nghiên cứu s21 11212121 1211 tr re 3

1.1.4 Phạm vi nghiên cứu c c2 2222112111121 121 1115511511111 1571251111 nhe 3

1.1.5 Lịch sử vấn đề 5 21 2 21221121122112112211211211211211211211102 8e 3 1.2 Lý thuyết liên quan s- 1-1 ST 1 1811211211121 21 11211111 1 121 11g tưêy 4 1.3 Phương pháp điều khiển - 5s c1 SE 2111112112111 1x 1111012111212 5 Chương 2: THIẾT KẾ MẠCH - + S2 12E12E1EE12E12711121111111E 1x11 1E 7

2.1 Các linh kiện dùng trong mạch thiết kÝ - 5 St 1 ềEE1111E111111121121111 E111 Ettrri 7

2.1.1 Tắm cảm biến mưa 2 22 2 212211211221121122112112211211221121121121111 re 7 2.1.2 IC UA74l 252 212221222112211211122112111221121112112.11012212212 2 reo 10

2.1.3 Relay 8 chân L 0Q 2202122111 1122210115111 11H11 11H k key 15 2.1.4 Biến tHỞ 5 5:22 21122112112211211221121121112112111121121121121121211212221 re 18 2.2 Thiết kê sơ đồ khii 2-22 2112112112211221121121112112211211211211212112222222 re 21

2.2.1 Khối nguỗn 52 S11 1211121112112 111 1 1118121 1 1H rat 21 2.2.2 Khối xử lý/so sánh điện áp 5 ST T1 EEtE E1 ga 21 2.2.3 Khối báo động - ST HH HT 1 1 HH1 n1 n1 1g re 23 2.3 Sơ đỗ nguyên lý - St HH n1 H11 n1 HH nh H2 r1 re 23

2.3.1 Sơ đỗ nguyên lý toàn mạch - - 9s tt 21111211212 1 1 Hg HH He ra 23

2.3.2 Sơ đỗ nguyên lý từng khối - 5 s11 H1 1 121 211 trau 25 2.3.2.1 Khối nguôn SE 1121211111212 11 12H11 HH te 25 2.3.2.2 Khối xử lý/so sánh điện áp 5S nnT nh HH H21 ryg 26 2.3.2.3 Khối báo động - S1 ST H112 11 H212 ngan 27

Chương 3: MÔ PHÓNG MẠCH - 52 22122212221221122112211121122712112012112111 re 29 3.1 Giới thiệu và ưu điểm của phần mềm mô phỏng 2 sc S EEx‡ t2 tEEcEErxersreg 29 3.1.1 Phan mém Protues cc ccccccccccsscscsscsssscsvsscsvssesessesesusecsvssesvsussvsusesssesavsvevevevsvenes 29 3.1.2 Phan mém Altium Designet c.ccccccsccsscscssesscscssessesssesevssesecevssvsecevsaveeceveevees 30 3.2 Mô phỏng mạch theo từng trường hợp . c0 1211211122112 112 112 ke 32 3.2.1 Trường hợp Ì s-222222112211222122112211221121121112211222112 2E 32 3.2.2 Trường hợp) 2 - 2221 2212211221121212211221122122112112211221 212kg 32 3.2.3 Trường hợp 3 - 22 22221 221122112121221122112211221122112212 2e 33

3.2.4 Kết quả mô phỏng - S1 E1 E1 1111 21121111111 22112 1 HH rat 34

3.2.4.1 Khi trời nắng/không mưa 5 SE 1 E21 11171111 2111 1t prrreg 34 3.2.4.2 Khi trời mưa lớn - c + S123 v12 911111 1111112111 1111110111 HH nHu 34 Chương 4: KÉT QUÁ THỊ CÔNG 5s SE E1 2127111211211 1111121 enrrereie 36 4.1 Sơ đỗ mạch thi công trên phần mềm Altium Designer s 5s sccExcxersrrre2 36 4.2 M6 hhh no 37 4.2.1 Khi trời không mưa/nắng 5-5 s1 121111212 11 121p tr erườg 37

“cố ae e 40

4.3 Nhận xét kết quả thi công 5c s1 12 1211111121211 121112121211 tre 43

4.3.1 Khi trời không mưa/nắng 5S E1 11121151211 112.1 11 1tr rog 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 2 52 222211221122212211221121122112112211212121E re 44

DANH MUC BANG BIEU Bang 2.1 M6 ta cac chan cua IC UA741

DANH MỤC HÌNH VE Hình 2.1 Hình đáng tấm cảm biến mưa - 52525222 2 12E1521221271211221112121 2 ryee 7 Hình 2.2 Cầu tạo của tắm cam bién muta c.ccccccccccscscsssseseevsvesesesesteveveeseseseesesesesveveveveseseees 8 Hinh 2.3 Hinh dang 0i 0000.v vi nn ẻ.ằ.ằ.ằee 10 Hinh 2.4 So d6 chan ca [0 UA74 Loe ceccccccecccsscsssesssssetesstsntssststessstteetssetsesssetieteeseesseass H Hình 2.5 Sơ đồ chân của IC UA74] -22- 2221 212221221222122122112212211211222 11.1 ree 12 Hình 2.6 Sơ đỗ nguyên lý của IC U A774'] 52 s 2 E21E21221221221221222122 2E ree 13

Hình 2.7 Cầu tạo của Relay 8 chân - S1 S1 1221121112111 11212221 1H ng 16 Hinh 2.8 Sơ đỗ chân của Relay 8 Chat c.cecccccccsccscsscesescesessessesscsvssesecsvssvsecevssesecareeeeecees 17

Hình 2.9 Cấu tạo của biẾn tHỞ c2 t2 HH2 tre 19 Hình 2.10 Sơ đồ chân của biến trở -:- 555cc 2t tren 20

Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý mạch cánh báo mưa - 5 S22 S22E1 E2 H22 E2 rerrrg 24 Hình 2.12 Nguồn 12V -2- + 2121 2122112121121121121121121212 121121011 25 Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý của khối xử lý/so sánh điện áp - 552 s2 26

Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý của khối báo động -.- SE re 28

Hình 3.1 Phần mềm Profes 55: 222 2222 22t tr re 29 Hình 3.2 Phần mềm Altium Designer - - 5s E111 1221211121112 1111121 30 Hình 3.3 Mô phỏng mạch trên Protues khi trời không mưa/nằng cece eee 32 Hình 3.4 Mô phỏng mạch trên Protues khi trời mưa - - - 225222 * 221323 se ssxs2 33 Hình 3.5 Mô phỏng mạch trên Protues khi trời tạnh mưa - 5-5 5222 ‡+s‡++x se 34

Cuộn che mái hiên kéo lên c0 002 00233335551 11111 1110555555511 ng 38

Cây phơi đồ kéo ra ngoài 5à c2 1 HH HH ngu e 39 Led sáng, loa kêu khi trời mưa - - 2 2 2222221111211 121 1111115111511 key 40 Cây phơi đồ được kéo vào c1 HH1 1 ng no 4I

Cuộn mái che được kéo xuống leveensussntececcceececcecetetecentusntaeceseccessceeecuneeeteeeecessesaaa 42

NHAN XET VA DANH GIA BAO CAO BO AN THIET KE MACH ĐIỆN TỬ CỦA

GIANG VIEN HUONG DAN

1 Thong tin chung

Nhom: 5 Lớp: D2ICQDT01-N

Tên đề tài: “Thiết kế mạch cảnh báo mưa”

Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Quang Thuận

2 Nhận xét, đánh giá bài báo cáo

TP HO CHI MINH, ngay, thang, nam 2024

Giảng viên hướng dẫn

Chuong 1: TONG QUAN, CO SO LY THUYET VA PHUONG PHAP DIEU KHIEN

1.1 Mé dau

1.1.1 Ly do chon dé tai

Trong thời đại ngày nay, sự bùng nỗ của khoa học và công nghệ đang mở ra những

cánh cửa mới cho việc tích hợp thiết bị điện tử vào đời sống hàng ngày, tạo nên một cuộc

cách mạng không ngừng Các thiết bị nhúng đang trở thành nhân tố quan trọng, đưa ra những ứng dụng đa đạng, từ những tiện ích cá nhân đến những hệ thông phức tạp Không chỉ là những chiếc đồng hồ kĩ thuật số thông thường hay máy chơi nhạc MP3, mà còn là những giải pháp thông mình mà chúng ta không ngừng trải nghiệm trong cuộc sống hằng ngày Đèn giao thông thông minh giúp điều chỉnh luồng xe hiệu quả hơn,

bảo đảm an toàn và tiết kiệm năng lượng Bộ kiểm soát trong nhà máy được tích hợp công

nghệ nhúng giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó tăng hiệu suất và giảm thiệt hại Ngoài ra, sự tiến bộ của các hệ thống nhúng còn thê hiện rõ trong những ứng dụng mang tính quy mô lớn Robot đang trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, thực hiện công việc mà con người không thê hoặc công việc không an toàn

Phi thuyền không người lái khám phá những vùng đất mới, mang lại những thông tin quý

báu mà trước đây chúng ta chỉ có thê mơ ước

Không chỉ giới hạn trong các lĩnh vực công nghiệp, mà sự ứng dụng của thiết bị điện tử còn lan rộng vào cuộc sống hàng ngày Các hệ thống kiểm soát nhà máy hạt nhân không chỉ đảm bảo an toàn mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và quản lý nguồn năng lượng toàn câu

Tóm lại, việc tích hợp thiết bị điện tử và hệ thống nhúng vào đời sống không chỉ mang lại những tiện ích và hiệu quả cao mà còn mở ra một tương lai mới, nơi mà sự kết hợp giữa con người và công nghệ sẽ tạo nên những đột phá đầy ấn tượng Điều này không chỉ là sự tiễn bộ về công nghệ mà còn là một bước tiễn quan trọng trong việc xây dựng một xã hội thông minh và bền vững

Do đó, với những kiến thức đã được học và tìm hiểu từ trường học, khoa họccông

nghệ của cuộc sống hiện đại, chúng em cũng có mong muốn góp thêm phân nào vào sự phát triển xã hội bằng cách học hỏi và đưa ra những sản phâmcó ích cho cuộc sống Vì vậy, chủng em xin giới thiệu một sản phẩm mang tính thiết thực và ứng dụng cao cho cuộc sông của chúng ta - “Mạch cảnh báo mưa”

”Mạch cảnh báo mưa” sẽ giúp cho chúng ta nhận biết được khi nào trời bắt đầu mưa trong khi đang bận làm việc, không chủ ý đến thời tiết bên ngoài.Giúp chúng ta duy trì sự hiệu quả và tập trung vào công việc của mình mà không cần phải quan tâm đến thời tiết bên ngoài Nhờ vào công nghệ này, chúng ta đễ dàng điều chỉnh được lịch trình và

chuẩn bị phương tiện bảo vệ mình khỏi tác động của thời tiết xấu

1.1.2 Mục dich

Thiết kế một mạch điện tử sử dụng tam cảm biến nước thông minh nhằm kiểm soát

việc kích hoạt một relay dựa trên ngưỡng điện áp cụ thể và sử dụng cơ chế của công tắc hành trình để thực hiện điều khiển Cảm biến nước có thể được đặt một cách linh hoạt,

phát hiện sự xuất hiện của nước từ những hạt mưa đầu tiên, và sau đó so sánh với một

ngưỡng điện áp đã được định trước

Các khối trong mạch này hoạt động cùng nhau để đảm bảo mọi nguoi co thé nhan

biết sớm và thích ứng với điêu kiện thời tiết ngoại trời một cách hiệu quả Điều này không

chỉ cung cấp cảnh báo mưa một cách chính xác mà còn tăng cường khả năng tự động hóa

và tích hợp linh hoạt vào cuộc sông hàng ngày

1.1.3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thông mạch điện tử và các thiết bị cảm biến được tích hợp đề nhận diện và cảnh báo về sự xuất hiện của mưa Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển một mạch điện tử thông minh, có khả năng cảm biến nước và kích hoạt

cảnh báo tương ứng

1.1.4 Phạm vi nghiên cứu

Thiết kế Mạch Điện Tử: Nghiên cứu sẽ tập trung vào phát triển một mạch điện tử chính xác và hiệu quả, sử dụng các thành phần như: cảm biến nước, relay, và công tắc hành trình Xây dựng một hệ thống cảm biến linh hoạt sử dụng trong các ứng dụng cảnh báo mưa khác nhau

Cảm Biên Nước: lựa chon loại cảm biên nước phù hợp đê đảm bảo độ chính xác và

độ nhạy cao trong việc phát hiện sự xuất hiện của mưa từ những giọt nước đầu tiên

Cơ Chế Cảnh Báo: Đối tượng nghiên cứu cũng sẽ tập trung vào xây dựng cơ chế cảnh báo thông minh, sử dụng âm thanh, ánh sáng đề thông báo cho người sử dụng về tình trạng mưa

Ứng Dụng Thực Tiễn: Phạm vi nghiên cứu cũng bao gồm việc áp dụng mạch cảnh báo mưa trong các ngữ cảnh thực tế

1.1.5 Lịch sir van dé

Trong quá khứ, con người phụ thuộc chủ yếu vào các quan sát tự nhiên và đầu hiệu môi trường đề dự đoán thời tiết, trong đó có mưa Sự quan sát của người xưa dựa trên

những biểu hiện như màu sắc của bầu trời, hình dạng của đám mây, và hoạt động của động vật và thực vật Các phương tiện truyền thông như đồng hồ cát cũng được sử dụng

dé đo thời gian và đưa ra dự đoán thời tiết đựa trên các quan sat này

Hiện nay, với sự tiễn bộ của công nghệ, cảm biến mưa tự động và các mạch cảnh

báo mưa đã thay thế những phương pháp truyền thống Các cảm biến nước tiên tiễn được tích hợp trong các thiết bị cảm biến mưa, cho phép đo lường chính xác mức độ lượng mưa Các mạch điện tử thông minh xử lý đữ liệu từ cảm biến và kích hoạt cơ chế cảnh báo, thông báo sự xuất hiện của mưa thông qua các phương tiện như âm thanh, ánh sáng, hoặc thông điệp trực tuyến

Trong tương lai, có thể dự kiến sự phát triển của các công nghệ mới để nâng cao khả năng dự đoán và cảnh báo mưa Sự tích hợp của trí tuệ nhân tạo (AT) và học máy có thé giúp cải thiện độ chính xác của dự đoán thời tiết dựa trên dữ liệu lịch sử và mô hình

dự đoán phức tạp Ngoài ra, việc sử dụng mạng cảm biến phân tán có thể cung cấp một hệ thống quy mô lớn, giúp theo dõi thời tiết một cách chi tiết và toàn điện hơn Công nghệ

không gian, chăng hạn như việc sử dụng đữ liệu từ vệ tĩnh và thiết bị không người lái, có

thê được tích hợp đề cung cấp thông tin mưa chính xác trên diện rộng và theo thời gian

thực

1.2 Lý thuyết liên quan

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều cảm biến mưa được sản xuất dựa trên quy mô

sử dụng và nhu cầu của người tiêu dùng chăng hạn như cảm biến mưa VELT-RMS-RO thường được dùng trong quy mô hộ gia đình với giá thành rẻ, sản phẩm được thiết kế nguyên khối với tín hiệu ngõ ra tiêu chuân là tiếp điểm dạng công tắc relay Tín hiệu này

có thể đưa và PLC, vi điều khiển hoặc kích trực tiếp vào chuông báo; hoặc Cảm biến mưa

AC105: có đải nguồn rất rộng từ 5v-24VDC nên ứng dụng cao, Ưu điểm nỗi bật nhất của

nó là có khả năng xuất tín hiệu và ngắt trong vòng Is nên sau khi nhận tín hiệu mưa nó

chỉ kích | lan cho dén khi cảm biến khô thì mới kích lại lần thir 2 Do dé nén san pham sé

có gia thanh cao va thường được dùng trong quy mô công nghiệp

Với quy mô của đề tài, nhóm sẽ lựa chọn tắm cám biến mưa loại thường có mức

điện áp từ 3-5V, giá thành rẻ dé phù hợp với quy mô hộ gia đình nói chung và quy mô đề

tài nói riêng Cảm biến mưa sử dụng nguồn điện áp 3-5V được làm từ Ì tấm nhựa

Bakelite hoặc nhựa mica, với kích thước 5cm x 4cm Ở 2 bên mặt được ¡in dây dẫn bằng nhôm, được dính chặt bằng keo epoxy Khoảng cách giữa các dây là khoảng 3-5mm Loại cảm biến này hoạt động giống như một công tắc Bất cứ khi nào mưa rơi trên bề mặt của

tắm cảm biến thì mô-đưn cảm biến sẽ đọc dữ liệu từ tắm cảm biến để xử lý và chuyên no thanh dau ra tương tự hoặc kỹ thuật SỐ

1.3 Phương pháp điều khiển

Hiện nay có nhiều phương pháp sử đụng tắm cảm biển mưa đề đạt được mục đích cảnh báo mưa Các phương pháp phổ biến như:

¢ Phuong phap cảm biến quang học: Trong phương pháp này, tâm cảm biến

sử dụng ánh sáng dé phát hiện sự hiện diện của nước mưa Khi có mưa, ánh sáng sẽ bị phản xạ hoặc hấp thụ bởi nước, làm thay đổi cường độ hoặc mẫu sóng của ánh sáng Mạch cảm biến có thể sử dụng các bộ cảm biến

quang điện đề phát hiện sự thay đôi này và phát hiện mưa

¢ Phuong pháp cảm biến dung tích: Trong phương pháp này, tắm cảm biến

được làm từ hai tắm dẫn điện cách nhau một khoảng nhỏ Khi có mưa,

nước sẽ làm tăng dung tích giữa hai tâm, làm thay đổi điện dung của mạch

Su thay đổi nảy có thê được sử dụng dé phát hiện sự hiện diện của mưa

Tuy nhiên, phương pháp cảm biến quang học có thé không đủ bền trong môi trường khắc nghiệt như mưa lớn, gió lạnh, băng giá; còn phương pháp cảm biến dung tích

khá nhạy cảm với nhiễu từ nhiều nguồn khác nhau gây sai lệch trong việc phát hiện mưa

Do đó, nhóm đùng phương pháp cảm biến điện trở với ưu điểm có thê điều chỉnh để có độ nhạy cao hoặc thấp tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng Điều này cho phép điều chỉnh ngưỡng phát hiện mưa để phù hợp với các điều kiện môi trường cụ thể (nồm, sương mù ) So với một số phương pháp khác, cảm biến điện trở thường có chỉ phí thấp hơn, giúp giảm tốn thất và chi phi triển khai cho các hệ thống cảnh báo mưa

Chuong 2: THIET KE MACH

2.1 Các linh kiện dùng trong mạch thiết kế

(Digital) Do la ly do ma dau ra cam biến báo mưa sẽ có đạng tín hiệu là tương tự

(Analog-AO) và kỹ thuật số (Digital-DO)

Đối với mạch cảm biến báo mưa sẽ gồm 2 bộ phận chính đó là:

e - Bộ phận cảm biến mưa được gắn ngoài trời đề tiếp xúc với hạt nước mưa

® Bộ phận mạch lập trình và điều chính độ nhạy cần được che chắn và đặt

Khi xuất hiện nước trên bề mặt cảm biến (trời mưa), độ dẫn điện của tâm bên ngoài

sẽ tốt hơn khiến cho điện trở giảm xuống Chân DO sẽ được kéo xuống thấp (0V), đèn

LED màu đỏ sẽ được bật sáng lên

Khi trời không mưa, độ dẫn điện của vật liệu sẽ kém khiến cho điện trở cao, chân

DO của module cảm biên mưa được giữ ở mức cao (khoảng từ 5V-12V) Vì vậy, đầu ra

của cảm biên mưa chủ yếu phụ thuộc vào điện trở Nên dùng các loại rơ le kích ở mức phù hợp với mục đích sử dụng đề kích hoạt chức năng mong muốn

2.1.1.4 Thông số kỹ thuật

Điện áp sử dụng: ŠV

Đèn báo hiệu nguồn và đầu ra: Đèn led báo nguồn có xanh), đèn led cảnh báo mưa

có màu đỏ LED sáng lên khi không có mưa đầu ra cao Khi có mưa, đầu ra thấp nên đèn LED tat

Nguyên lý hoạt động: Nước rơi vào board sẽ tạo ra môi trường dẫn điện làm giảm

điện trở

Tín hiệu đầu ra: Digital TTL (0VDC / 5VDC) và đầu ra Analog A0 trả giá trị điện

áp tuyến tính theo lượng nước tiệp xúc với cảm biến

Độ nhạy có thê được điều chỉnh thông qua một chiết áp nên có thể điều chính cho phù hợp với nhu cầu sử dụng

2.1.2 IC UA741

2.1.2.1 Khai niém

IC UA741 la mach khuéch dai thuật toán với tên tiéng anh la Operational

Amplifier hay con goi la Op-Amp IC nay được sử dụng rất nhiều trong các mạch khuếch

đại âm thanh, mạch dao động, mạch lọc, mạch chuyển đổi U-I hay I-U, mach vi phan,

Hình 2.4 Sơ đồ chân của IC UA741

Chân số 4 và chân số 7 được biết đến là chân cấp nguồn cho IC 741, chân số 7 nỗi với dương, chân số 4 được nối với âm nguôn IC sẽ có 2 cổng đầu vào là công 2 và cổng

3 Chân 1 và chân 5 được gọi là chân bù 0 (offset null), biến trở với giá trị khoảng 10k được nối giữa chân này đề có thê đặt ngõ ra về 0 Chân 8 không được kết nối trong mạch,

nó chỉ được tạo ra để lấp du sé chan IC gom 8 chan tiéu chuan

11

FIG(A) Equivalent circuit of an op-amp

Hình 2.5 Sơ đồ chân của IC UA741

Bảng 2.1 Mô tả các chân của IC UA741

So chan Tén chan M6 ta chan

1 Offset Null Chân này được sử dụng đề loại bỏ điện áp bù

(offset) và cân bằng điện áp đầu vào

2 Inverting Input Đâu vào đảo ngược của IC

3 Non Inverting Input | Đầu vào không dao ngược của IC

4 V- Nôi mass / chân âm

5 Offset Null Chân này được sử dụng đê loại bỏ điện ap bù

(offset) và cân bằng điện áp đầu vào

6 Output Chan dau ra cua IC

Vt Chan duong cua IC

NC NC co nghia là chân không được nôi

khác nhau bao gồm:

® Các vùng màu đỏ là các gương dòng điện

e© _ Khối màu xanh lam là tầng khuếch đại vi sai, có nhiệm vụ khuếch đại sai

lệch tín hiệu giữa 2 ngõ vào

® Vung màu tím là vùng của mạch khuếch đại lớp A — Dùng đề khuếch đại

se Tầng khuếch đại vi sai, nhiệm vụ khuếch đại độ sai lệch tín hiệu giữa hai

ngõ vào V+ và V- Nó hội đủ các ưu điểm của mạch khuếch đại vi sai như:

độ miễn nhiều cao; khuếch đại được tín hiệu biến thiên chậm; tong trở ngõ

vào lớn

e Tang khuéch dai trung gian, bao gồm nhiều tầng khuếch đại vi sai mắc nối

tiếp nhau tạo nên một mạch khuếch đại có hệ số khuếch đại rất lớn, nhằm

tăng độ nhay cho Op-Amps Trong tầng này còn có tầng dịch mức DC để đặt mức phân cực DC ở ngõ ra

e Tầng khuếch đại đệm, tần này nhằm tăng dòng cung cấp ra tải, giảm tổng trở ngõ ra giúp Op-Amp phối hợp dễ dàng với nhiều dang tải khác nhau 2.1.2.5 Thông số kỹ thuật

Dién ap cung cap: + 18V

Điện áp đầu vào vi psai: + 15V

CMRR: 90dB

Khuéch dai dién ap vi sai: 200V /mV

Dong cap: 1.5mA

Goi PDIP, SOIC va VSSOP 8 chan

2.1.3 Relay 8 chan

2.1.3.1 Cau tao

Relay duge cau tạo từ hai phân chính là cuộn hút và mạch tiếp điềm

Cuộn hút ( nam châm điện ) Gồm có lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây

Cuộn dây được dùng để cuộn cường độ, điện áp hay có thể cuộn cả điện áp lẫn cường độ Lõi thép động sẽ được định vị bằng một vít điều chỉnh găng bởi lò xo

Mạch tiếp điểm (mạch lực) Gồm có tiếp điểm thuận và tiếp điểm nghịch Tiếp

điểm nghịch sẽ đảm nhận vai trò đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với đòng nhỏ được cách ly với cuộn hút

Hình 2.7 Cấu tạo của Relay 8 chân

2.1.3.2 Sơ đồ chân

Theo sơ đồ đấu relay 8 chân, phía trên chúng ta sẽ thấy 2 cặp tiếp điểm thường

đóng và thường mở Đầu nguồn 12-24-220V vao chan 1 va 5 Chan 2-4, 6-8 là 2 cặp tiếp

điểm thường mở Còn lại 2-3 và 6-7 là 2 cặp thường đóng

Theo hình ta đấu cấp nguồn 12 — 24 — 220V tùy loại vào chân | va 5 của cuộn dây Trong đó 2 cặp tiếp điểm thường mở 2-4 và 6-8 Còn 2 cặp thường đóng là 2-3 và 6-7

Cũng giống như nguyên lý loại relay 4 hoặc 5 chân Dòng relay 8 chân khi chưa có nguồn thì cặp 2-4 và 6-8 ở dạng thường mở 2-3 và 6-7 dạng thường đóng

Khi ta cấp nguồn lập tức 2-4 và 6-8 đóng lại như hình trên Đồng thời 2 cặp cực

kia mở Ta

1ó