Mạch báo trộm dùng tia hồng ngoại P1 docx

-Tụ điện được chia làm hai loại chính: loại không phân cực và loại có phân cực.. -Loạicó phân cực thường có giá trị lớn hơn loại không phân cực, trên hai chân của loại phân cực có phân b

PH

1.Điện t

- Điện t

tùy vào

- Cấu tạ

bằng th

trở Ngư

Ký hiệu

Điện trở

Biến Tr

Có hai

L

L

ẠCH B

HẦN I: GIỚ

trở:

trở là một l

vị trí điện

ạo: điện tr

han, magie

ười ta dung

u :

ở:

rở

i loại Biến

Loại 2 chân

Loại 2 chân

BÁO TR

ỚI THIỆU

linh kiện c trở trong m

rở được cấ kim loại N

g các vòng

Điện Trở

n có giá trị

n có giá trị

RỘM D

U VỀ MỘT TRO

có tính cản mạch điện

ấu tạo từ n Ni-O2, oxi

g màu để bi

từ 0 đến R giửa 0 đến

DÙNG

T VÀI LIN ONG MẠC

trở dòng đ

những vật

it kim loại, iểu thị giá

R

n R

TIA HỒ

NH KIỆN

CH

điện và làm

liệu có đi , dây quấn trị điện trở

ỒNG N

N ĐƯỢC S

m một số c

iện trở suấ

n Để biểu

ở

NGOẠI

SỬ DỤNG

chức năng k

ất cao như thị giá trị

I

G

khác làm điện

- HÌNH DẠNG THỰC TẾ

- Điện Trở Thường

Biến Điện Trở

- Trong

trị của đ

Hệ 4 V

Đen

(Black

)

0

Cách Tí

V

V

V

V

Giá trị

- Phần

vạch m

của giá

Thí Dụ

việc chế b

điện trở kh

Vạch mã m

(Brown

)

1

ính Giá Trị

Vạch màu t

Vạch màu t

Vạch màu t

Vạch màu c

điện trở =

cuối cùng

àutrước, th

trị điệntrở

biến điện tr háng

màu

H

Đỏ (Red )

Ca (Ora )

ị Điện Trở

thứ nhứt ch thứ hai cho thứ ba cho cuối cho bi

= trị số x nh g: (không c hường có m

ở, hoàng kim

rở, người t

Hệ Thống V

am ange )

Và (Yel )

ở

ho biết giá

o biết giá tr biết cấp số iết sự thay

hân tử lũy cần quan t màu hoàng

m là 5%, b

ta dùng hệ

Vạch Màu

àng llow )

Xan Lá Cây (Gre )

trị thứ nhứ

rị thứ hai c

ố nhân của đổi giá trị

thừa) tâm nhiều)

g kim hoặc bạc là 10%

thống mả v

u giá trị củ

nh

á

y en

Xanh Dươn

g (Blue)

6

ứt của Điện của Điện T

a lủy thừa m của điện t

)làvạch mà

c màubạc,

vạch màu

ủa điện trở

(Tím (Violet )

7

n Trở Trở mười

rở theo nh

àu nằm tá dùng để x

để cho biế

ở

Xám (Grey )

Tr (W

8

iệt độ

ách biệt vớ xác định sa

ết giá

rắng White )

9

ới ba

ai số

Điện Trở có cá vạch màu Xanh Xạm, Đen, Đỏ, Vàng Kim Giá trị Kháng trở sẻ là

1 0 X 102 10% = 1000 Ω + 10% = 1 kΩ + 10%

Hệ Trị Giá In trên Điện Trở

600 cho một giá trị là 600Ω

2003 cho một giá trị 200×103 = 200kΩ

2R5 cho một giá trị 2.5Ω

R01 cho một giá trị 0.01Ω

2.Tụ điện:

-Tụ điện là linh kiện có khả năng tích điện Tụ điện cách điện với dòng điện một chiều và cho dòng điện xoay chiều truyền qua

-Tụ điện được chia làm hai loại chính: loại không phân cực và loại có phân cực

-Loạicó phân cực thường có giá trị lớn hơn loại không phân cực, trên hai chân của loại phân cực có phân biệt chân nối âm, nối dương rõ ràng, khi gắn tụ có phân cực vào mạch điện, nếu gắn ngược chiều âm dương, tụ phân cực có thể bị hư và hoạt động sai Ngoài ra người ta còn gọi tên tụ điện theo vật liệu làm tụ, ví dụ: tụ gốm,

tụ giấy, tụ hóa

Kí hiệu: được kí hiệu là C

-Hình dạng: tụ điện có khá nhiều hình dạng khác nhau

Loại không phân cực:

Loại phân cực

Biểu tượng trên mạch điện:

Đơn vị của tụ điện

- Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người ta

thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như

+ P(Pico Fara) 1 Pico = 1/1000.000.000.000 Fara (viết gọn là 1pF)

+ N(Nano Fara) 1 Nano = 1/1000.000.000 Fara (viết gọn là 1nF)

+ MicroFarra 1 Micro = 1/1000.000 Fara (viết gọn là 1µF)

=> 1µF = 1000nF = 1.000.000 Pf

Cách đọc giá trị của tụ điện:

- Đọc trực tiếp trên thân điện trở, ví dụ 100µF (100 micro Fara)

Nếu là số dạng 103J, 223K, 471J vv thì đơn vị là pico, hai số đầu giữ nguyên , số thứ 3 tương ứng số lượng số 0 thêm vào sau( chữ J hoặc K ở cuối kà ký hiệu cho sai số)

-Ví dụ 1:103J sẽ là 10000 pF (thêm vào 3 số 0 sau số 10) = 10 nF

- Ví dụ 2: 471K sẽ là 470 pF (thêm 1 số 0 vào sau 47)

Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, điện áp ghi trên tụ chính là điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được, vượt qua giá trị này thì tụ điện có thể bị hư hỏng hoặc bị cháy nổ

3 Tranzitor:

Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị

khuếch đại hoặc một khóa điện tử Tranzitor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các tranzitor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu,

và tạo dao động.Tranzitor cũng thường được kết hợp thành mạch tích hợp (IC),có

thể tích hợp tới một tỷ tranzitor trên một diện tích nhỏ

Hình dạng

Kí hiệu :

transist

Transist

tor NPN

Q1

Cấu tạo:

Cấu tạo bởi 2 tiếp xúc P-N ghép liên tiếp gồm các vùng bán dẫn loại P và N xếp

xen kẽ nhau, vùng giữa có tính chất dẫn điện khác với 2 vùng lân cận và có bề rộng

rất mỏng khoảng 10A0 m đủ nhỏ để tạo lên tiếp xúc P-N gần nhau Nếu vùng giữa

là N ta có transistor PNP, ngược lại nếu vùng giữa là vùng P ta có transistor NPN

Phân biệt các loại Transistor PNP và NPN ngoài thực tế

Transistor Nhật bản : thường ký hiệu là A , B , C , D Ví dụ A564, B733,

C828, D1555 trong đó các Transistor ký hiệu là A và B là Transistor thuận PNP

còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN các Transistor A và C thường có

công xuất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường có công

xuất lớn và tần số làm việc thấp hơn

Transistor do Mỹ sản xuất thường ký hiệu là 2N ví dụ 2N3055, 2N4073 vv

Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai chũ cái Chữ

cái thức nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận , chữ C và D là bóng

ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm : X và P là bóng âm tần, A và G là bóng cao

tần Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm Thí dụ : 3CP25 , 3AP20 vv

Cách xác định vị trí các chân của transistor:

Xác định bằng cách dùng VOM: đo lần lượt các cặp chân của transistor ( điện

thuận rồi ảo chiều lại) tổng cộng là 6 lần đo Trong đó có 2 lần lên kim và trong 2

lần lên kim đó có 1 que cố định và chân ở que cố định là chân B nếu que cố định

này là đen thì trans là loại PNP còn ngược lại là NPN

4 LED quang - LED phát tín hiệu hồng ngoại

Ở quang trở, quang diode và quang transistor, năng lượng của ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn và cấp năng lượng cho các điện tử vượt dãi cấm Ngược blại khi một điện tử từ dãi dẫn điện rớt xuống dãi hoá trị thí sẽ phát ra một năng lượng E=h.f

Dải dẫn điện Dải hóa trị Dải cấm hf Khi phân cực thuận một nối P-N, điện tử tự

do từ vùng N xuyên qua vùng P và tái hợp với lỗ trống (về phương diện năng

lượng ta nói các điện tử trong dãi dẫn điện – có năng lượng cao – rơi xuống dãi hoá trị - có năng lượng thấp – và kết hợp với lỗ trống), khi tái hợp thì sinh ra năng lượng

Đối với diod Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhiệt Nhưng đối với diod cấu tạo bằng GaAs (Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng ngoại (không thấy được) dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa…)

Với GaAsP (Gallium Arsenide phosphor) năng lượng phát ra là ánh sáng \vàng hay

đỏ Với GaP (Gallium phosphor), năng lượng ánh sáng phát ra màu vàng hoặc xanh lá cây Các Led phát ra ánh sáng thấy được dùng để làm đèn báo,trang trí… Phần ngoài của LED có một thấu kính để tập trung ánh sáng phát ra ngoài

Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED Tuỳ theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau sẽ quyết định màu sắc của LED Thông thường, LED có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 – 2,8V tuỳ theo màu sắc phát ra, màu đỏ: 1,4 –

1,8V, vàng: 2 – 2,5V, còn màu xanh lá cây: 2 – 2,8V, và dòng điện qua LED tối đa

khoảng vài mA

- Diode thường

Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) được phát ra từ Led là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng và được thu lại và sử lý sang tín hiệu số bằng: TSOP1138, TSOP1738, TSOP1736- 38Khz

LED thu hồng ngoại

5 IC NE555

IC NE555 gồm có 8 chân

- Chân số 1(GND): cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC

- Chân số 2(TRIGGER): ngõ vào của 1 tần so áp.mạch so áp dùng các transistor PNP Mức áp chuẩn là 2*Vcc/3

- Chân số 3(OUTPUT): Ngõ ra trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo

mức volt cao(gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân 1)

-Chân số 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái ra Khi chân số 4 nối masse thì ngõ

ra ở mức thấp Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6

- Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối mase Tuy nhiên trong hầu hết các mạch ứng dụng chân số 5 nối masse qua 1 tụ từ 0.01uF đến 0.1uF, các tụ

có tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định

- Chân số 6(THRESHOLD) : là ngõ vào của 1 tầng so áp khác mạch so sánh dùng các transistor NPN mức chuẩn là Vcc/3

- Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem như 1 khóa điện và chịu điều khiển bei tầng logic khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lfc IC 555 dùng như 1 tầng dao động

- Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC.Nguồn nuôi cấp cho IC

555 trong khoảng từ 5v - 15v và mức tối đa là 18v

Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để

xả điện Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2 Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và

FF được kích Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset

Giải thích sự dao động:

Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC Mạch FF là loại RS Flip-flop,KhiS=[1]thìQ=[1]và =[ 0]

Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và = [0]

Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0]

Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì = [1], transisitor

mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt quá V2 Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset

Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:

Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0

Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S= [1], Q = [1] và = [0] Ngõ ra của IC ở mức 1.Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng Khi nhấn công tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S = [0], Q và vẫn không đổi Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái đó

Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:

Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0] và

= [1] Ngõ ra của IC ở mức 0

Vì = [1], transistor mở dẫn, amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở mức 0 Vì vậy Q và không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor

Kết quả cuối cùng:

Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn định

Thiết kế mạch dao động = IC

Nội dung : IC tạo dao động họ XX555, Thiết kế mạch dao động tạo ra xung vuông

có tần số và độ rộng bất kỳ

1 IC tạo dao động XX555 ; XX có thể là TA hoặc LA v v

Mạch dao động tạo xung bằng IC 555, Vcc cung cấp cho IC có thể sử dụng từ 4,5V đến 15V , đường mạch mầu đỏ là dương nguồn, mạch mầu đen dưới cùng là âm nguồn

Tụ 103 (10nF) từ chân 5 xuống mass là cố định và bạn có thể bỏ qua ( không lắp cũng được )

Khi thay đổi các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1 bạn sẽ thu được dao động có tần

số và độ rộng xung theo ý muốn theo công thức:

T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1 và f = 1.4 / ( (R1 + 2R2) × C1 )

T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s)

f =Tần số dao động tính bằng (Hz)

R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )

R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )

C1 = Tụ điện t ính bằng Fara ( W )

T=Tm+Ts T: chu kỳ toàn phần

Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1

Tm : thời gian điện mức cao

Ts = 0,7 x R2 x C1 Ts : thời gian điện mức thấp

Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có

điện

mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts

Từ các công thức trên ta có thể tạo ra một dao động xung vuông có độ rộng Tm và

Ts bất kỳ

Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có T = Tm + Ts và f = 1/ T

* Thí dụ thiết kế mạch tạo xung như hình dưới đây

Bài tập : Lắp mạch dao động trên với các thông số :

C1 = 10µF = 10 x 10-6 = 10-5 F

R1 = R2 = 100KW = 100 x 103 W

Tính Ts và Tm = ? Tính tần số f = ?

Bài làm:

Ta có Ts = 0,7 x R2 x C1 = 0,7 x 100.103 x 10-5 = 0,7 s

Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 = 0,7 x 200.103 x 105 = 1,4 s

=> T = Tm + Ts = 1,4s + 0,7s = 2,1s

=> f =1 / T = 1/2,1 ~ 0,5 Hz

Mạch tạo xung có Tm = 0,1s , Ts = 1s