Đồ án môn học - Điều khiển từ xa ppt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ  Đồ án môn học : Điều khiển từ xa GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Mục lục LỜI MỞ ĐẦU 1 MỤC LỤC 2 PHẦN MỞ ĐẦU 3 PHẦN NỘI DUNG 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 5 1.1. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 5 1.2. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 5 CHƯƠNG II: NỘI DUNG 15 2.1. SƠ ĐỒ KHỐI 15 2.2. SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 19 2.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 20 PHẦN KẾT LUẬN 24 LỜI CẢM ƠN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam ta ngày phát triển và giàu mạnh. Một trong những thay đổi đáng kể là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, để thay đổi nhanh chóng bộ mặt của đất nước Việt Nam như ngày hôm nay thì đã có nhiều đứa con Việt đã âm thầm, học tập, nghiên cứu trên mọi lĩnh vực. Nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành điện tử nói riêng. Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi để tiến kịp với trình độ của thế giới. Nhìn ra được điều đó Trường “ĐẠI HỌC TRÀ VINH” đã sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao. Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chung và bộ môn Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các đồ án môn học nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường, mặt khác tập cho sinh viên tự học, tự nghiên cứu, tập quen với học và làm việc nhóm để hoàn thiện tốt bản thân. Chính vì lẻ đó nhóm sinh viên chúng em đã bắt tay vào làm đồ án môn học thứ nhất. Đồ án môn học thứ nhất nhóm chúng em nghiên cứu và làm mạch “Điều khiển từ xa”. Mạch dùng để điều khiển các thiết bị ở xa mà không cần phải đến nhấn công tắt, đây cũng là sản phẩm đang thông dụng trên thị trường hiện nay, và được ưa chuộng rất nhiều. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MỤC LỤ PHẦN MỞ ĐẦU A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Chúng ta hiện nay đang sống trong một xã hội đang phát triển về mọi mặt: kinh tế, đời sống xã hội, văn hóa …chính vì vậy, chúng ta muốn thích nghi được thì phải không ngừng học tập và nghiên cứu. Sinh viên chúng em cũng vậy phải luôn học tập và hoàn thiện mình hơn. Khi kinh tế phát triển nhu cầu cuộc sống của con người cũng tăng theo. Nhận thấy được điều đó, nên ngành điện tử không ngừng phát triển để phục vụ con người tốt hơn, phát triển hơn là ngành điều khiển tự động. Chạy theo nhu cầu cuộc sống ngày càng hiện đại, nên nhóm chúng em đã tham khảo nhiều tài liệu và cuối cùng nhóm đã chọn đề tài “Mạch điều khiền không dây”. Nhằm giúp ích cho con người trong việc điều khển các thiết bị trong nhà nói riêng, cũng như các thiết bị trong công nghiệp nói chung mà con người không thể làm việc trực tiếp được. B. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI. Mục đích của mạch điều khiển không dây là điều khiển 4 thiết bị bật và tắt một cách độc lập với nhau mà không cần phải đi đến bật công tắt. Mạch có thể điều khiển từ xa, nhấn một lần thì bật nhấn lần nửa thì tắt chỉ bằng một remos nhỏ gọn tiện lợi cho người sử dụng. Một cách chính xác, hiệu quả không phải mất nhiều thời gian, sức lực. Yêu cầu của mạch điều khiển không dây là chạy một chính xác,ổn định, nhỏ gọn, dễ lắp đặt sửa chửa, dễ sử dụng, giá thành rẻ có thể sản xuất nhiều và sử dụng rộng rãi phù hợp mọi tầng lớp. Đặc biệt là điều khiển qua được các vật GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ cản như: tường nhà, bàn, ghế … Bán kính điều khiển ổn định khoảng 50  100 mét. C. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU. Dựa trên phương pháp nghiên cứu và phân tích các đặc tính chức năng của các linh kiện điện tử cơ bản, các IC và áp dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn để thiết kế nên một mạch điều khiển không dây hoạt động tốt và đúng với yêu cầu đã đề ra. Dựa trên tài liệu tìm được nghiên cứu cặp IC tương thích phát 2262 và thu 2272 dùng tần số cao trên 315 MHz. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 1.1. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH.  Điện trở.  Tụ điện.  Diode.  Transistor C1815.  Relay 5V.  IC 7432, 7805,7473, 2262,2272.  Led đơn hiển thị. 1.2. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ. 1.2.1Tụ điện: Hình dạng thực tế: Hình 1.1. Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện là hai bản cực bằng kim loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ hay chất điện môi cách điện có điện dung C. Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoay chiều đi qua, ngăn cản dòng điện một chiều. Khi tụ nạp điện thì tụ sẽ bắt đầu nạp điện từ điện áp là 0V tăng dần đến điện áp UDC theo hàm số mũ đối với thời gian t. Điện áp tức thời trên hai đầu tụ của tụ được tính theo công thức: U c (t) = U DC (1-e -t/ τ ). Khi tụ xả điện thì điện áp trên tụ từ trị số VDC sẽ giảm dần đến 0V theo hàm số mũ đối với thời gian t. Điện áp trên hai đầu tụ khi xả được tình theo công thức: U c (t)= U DC .e -t/ τ Trong đó: t: thời gian tụ nạp, đơn vị là giây (s). e = 2,71828 τ =RC (đơn vị là –s) Công thức tính điện dung của tụ: C = ε.S/d ε: là hằng số điện môi s: là điện tích bề mặt tụ m 2 d: là bề giày chất điện môi 1.2.2. Điện trở: Hình dạng thực tế: GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 1.2. Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.Điện trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử. Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn. Công thức tính: R =ρℓ/S hoặc R=U/I Trong đó : ρ: là điện trở suất của vật liệu, Ωm hay Ωmm 2 /m S: là tiết diện của dây, m 2 hay mm 2 ℓ : là chiều dài của dây (m). R : điện trở, Ohm (Ω). Điện trở có đơn vị tính là Ohm, viết tắt là Ω. 1.2.3. Diode: Hình dạng thực tế : Hình 1.3. Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n được ghép với nhau. Diode thông dụng nhất là 1N4007, có chức năng dùng để đổi điện xoay chiều – thường là điện thế 50Hz đến 60Hz sang điện thế 1 chiều. Tùy lọai của Diode mà nó có thể chịu đựng được dòng từ vài trăm mA đến loại công suất cao có thể chịu đựng đến vài trăm A. Diode chỉnh lưu chủ yếu là loại GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Silic. Hai đặc tính kỹ thuật cơ bản của Diode chỉnh lưu là dòng thuận tối đa và dòng ngược tối đa (điện áp đánh thủng). Hai đặc tính này sẽ do nhà sản xuất cho biết. 1.2.4. Led đơn : Led đơn là một dạng của Diode. Thông thường dòng điện đi qua vật dẫn điện sẽ sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Ở một số chất bán dẫn đặc biệt như (GaAs) khi có dòng điện đi qua thì có hiện tượng bức xạ quang (phát ra ánh sáng). Tùy theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau. Led có điện áp phân cực thuận cao hơn diode nắn điện nhưng điện áp phân cực ngược cực đại thường không cao. Phân cực thuận : V D = 1,4V – 1,8 V(led đỏ). VD = 2V – 2,5V (led vàng). V D = 2V – 2,8 V(led xanh lá). I D = 5mA – 20mA (thường chọn 10mA). Led thường được dùng trong các mạch trạng thái báo hiệu, chỉ thị trạng thái của mạch như báo nguồn, trạng thái thuận hay ngược… 1.2.5. Transistor : Hình dạng thực tế : GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hình 1.4. C1815 là Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n, trong đó miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi là miền thu (collecter). Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p, gọi là miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor. Đặc tính kỹ thuật của transistor : -Điện áp giới hạn : có 3 loại : BV CEO : điện áp đánh thủng giữa C và E khi cực B hở. BV CBO : điện áp đánh thủng giữa C và B khi cực E hở. BV EBO : điện áp đánh thủng giữa E và B khi cực C hở. -Dòng điện giới hạn : + I cmax là dòng điện tối đa ở cực C và I bmax là dòng điện tối đa ở cực b. + Dòng tối đa đưa vào cực B là : 10mA. + Dòng tối đa đưa vào cực C là : 100mA. + Chức năng của transistor chủ yếu là khuyếch đại tín hiệu và đóng ngắt các mạch điện. -Công suất giới hạn : Khi có dòng điện qua transisor sẽ sinh ra 1 công suất nhiệt làm nóng transistor, công suất sinh ra được tính theo công thức : P T =I C .V CE Ký hiệu: Transistor loại NPN GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 10 [...]... HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 25 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ PHẦN KẾT LUẬN Đồ án 1 là một bài tập lớn, một thử thách đối với sinh viên, tuy nhiên với đồ án 1 giúp cho sinh viên vận dụng một cách cụ thể kiến thức của mình đã hoc một cách sáng tạo và làm quen dần với cách học tự nghiên cứu, học tập và làm việc với nhóm để nghiên cứu và thực hiện đồ án một cách tốt nhất Hơn thế nữa, đồ án 1 còn giúp sinh... nữa, đồ án 1 còn giúp sinh viên làm quen dần với cách làm có thể làm đồ án tốt nghiệp sau này Qua thời gian làm đồ án và nghiên cứu 1 tháng kết quả cuối cùng như ta mong đợi mạch hoạt động tốt Các ngõ tín hiệu ngõ ra và tín hiệu thu vẫn tốt Mạch thực tế của đồ án 1 cũng khá gọn, tiết kiệm chi phí dễ quan sát sửa chửa Mạch điều khiển từ xa ta có thể mở rộng ra kết nối với vi xử lý để xử lý một cách hiệu...TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 11 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Hình 1.5 1.2.6 Relay 5V: Đặc điểm: - Dòng chịu được 10 A - Áp chịu được 250 VAC - Độ nhạy cao - Điện áp đánh thủng cao - Hình dạng nhỏ gọn - Được dùng làm cơng tắc đóng mở 1.2.7 IC 7805: IC 7805 là IC ổn áp dương Đối với IC này người ta dùng tụ thốt... TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 18 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Hình 2.3 GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN Trang 19 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ 2.1.4 Khối điều khiển: dùng IC 7473 và IC 7432 để điều khiển tín hiệu ra như mong muốn SW dùng để điều khiển bằng tay được nối với nguồn để kích lên mức cao VCC U 1A 4 R1 S W P U SH B U TTO N R C LK C LR LED Q1 J1 LS1 7473 R ELAY 5 4... nhận xét đánh giá của các thầy cô và sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Song Toàn Do kiến thức có hạn và tài liệu tham khảo trên mạng nên chắc có nhiều thiếu xót mong thầy cô thông cảm GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 26 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn: - Trường Đại Học Trà Vinh đã tạo cơ hội cho chúng em làm đồ án - Khoa... 5 R ELAY 5 4 5 Q1 1R 1001 1 LS2 2 2 1 2 1 3 11 2 1 3 7473 CON2 J5 2 1 CON2 CON2 GVHD: TRẦN SONG TỒN J6 NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 21 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ 2.3 NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH: - Mạch PT 2272 M4 là bộ giải mã điều khiển từ xa dùng chung với PT 2262 sử dụng cơng nghệ cmos Có 8 địa chỉ mã hóa , 4 địa chỉ dữ liệu chính vì thế có nhiều cách set chân 3 ^8 cách, có... NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 15 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Hình dạng thực tế của IC PT2262/2272 Hình 1.8 KHỐI PHÁT KHỐI THU CHƯƠNG II: NỘI DUNG KHỐI NGUỒN 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI: KHỐI ĐIỀU KHIỂN KHỐI HIỂN THI GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN KHỐI NGOẠI VI Trang 16 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Chức năng và nhiệm vụ của từng khối: 2.1.1 Khối nguồn: tạo ra... relay mất điện trở về vị trí ban đầu tắt thiết bị thứ tư Đó là u cầu chủ yếu của đồ án mơn học thứ nhất Trong thực tế, để mạch có thể ứng dụng hơn, ta thiết kế thêm cơng tắt điều kiển bằng tay phòng khi trường hợp remos bị hư hỏng, hết pin khơng thể sửa chửa kịp GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 24 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Ngun lý hoạt dộng của nó cũng giống... chân 15 và 16 GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 14 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ đầu ra chân 17 sẽ có 470/12 = khoảng 39khz ( cái này có thể làm điều khiển hoặc truyền dữ liệu bằng hồng ngoại với con PT2262) PT2262 có điện áp rộng : Có thể làm việc được từ 2,5V đến 15 V Trong datasheet của nó là từ 4 V nhưng qua thời gian rất dài làm việc và nghiên cứu con này có... TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 17 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ 2.1.2 Khối phát: phát tín hiệu để cung cấp cho khối thu Khối phát dùng IC 2262 tạo thành mạch phát tín hiệu bằng tần số cao Hình 2.2 2.1.3 Khối thu: dùng để thu tín hiệu từ khối phát, sau đó truyền cho khối điều khiển GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 18 KHOA KỸ THUẬT CƠNG . chúng em đã bắt tay vào làm đồ án môn học thứ nhất. Đồ án môn học thứ nhất nhóm chúng em nghiên cứu và làm mạch Điều khiển từ xa . Mạch dùng để điều khiển các thiết bị ở xa mà không cần phải đến. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ  Đồ án môn học : Điều khiển từ xa GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ. bộ môn Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các đồ án môn học nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường, mặt khác tập cho sinh viên tự học, tự nghiên cứu, tập quen với học