Mạch đếm sản phẩm

Mạch đếm sản phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA ĐIỆN TỬ

 o0o 

ĐỀ TÀI :

GVHD: TRẦN VĂN TRINH

SVTH : NGUYỄN PHÚC LONG LỚP : CDDT 7A

MSSV : 0515101

NIÊN KHOÁ 2005-2008 TPHCM THÁNG 01 NĂM 2008

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

_ _ _

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐIỂM

_ _ _

A LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay là thời đại khoa học kỹ thuật phát triển, các nhà máy xí nghiệp sản xuất sản phẩm của mình trên các băng chuyền hiện đại, sản phẩm xuất ra rất nhanh và nhiều vì vậy việc đếm xem có bao nhiêu sản phẩm đã hoàn tất xuất ra từ băng chuyền cuối cùng thì người công nhân khó có thể thực hiện chính xác được Vì vậy mạch đếm sản phẩm sẽ giúp

ta kiểm soát được sản lượng cho ra tại mỗi băng chuyền

2 Mục đích, yêu cầu

Mục đích của mạch đếm sản phẩm là giúp cho nhà máy đếm được số lượng sản phẩm của máy tạo ra một cách đơn giản, chính xác mà không tốn nhiều công sức lao động của công nhân

Yêu cầu của mạch đếm sản phẩm là phải chạy một cách chính xác, ổn định, gọn nhẹ dễ lắp đặt dễ sửa chửa và rẻ tiền

3 Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên phương pháp nghiên cứu và phân tích đặc tính chức năng của các linh kiện, các IC và áp dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giảng viên phụ trách để xây dựng nên một mạch chức năng đếm sản phẩm hoạt động tốt và đúng với yêu cầu của đề tài

4 Kết quả nghiên cứu

Mạch đếm sản phẩm là đề tài thuộc đồ án tốt nghiệp 1, nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp 1 giúp sinh viên làm quen với việc làm đồ án tốt nghiệp, làm quen với cách học tự nghiên cứu ,học tập và làm việc chung với nhóm Với việc tự nghiên cứu và thực hiện mạch đếm sản phẩm giúp

sinh viên vận dụng các kiến thức đã học và sự hướng dẫn của giảng viên

Bài báo cáo này đuợc nhĩm tìm kiếm từ nhiều nguồn khác nhau như: sách

vở ,internet… nên chắc chắn sẽ cĩ nhiều thiếu xĩt , cho nên nhĩm chúng em mong nhận được sự đĩng gĩp ý kiến của thầy cơ và bạn bè Xin chân thành cảm ơn

B NỘI DUNG

I/Gi ớ i Thiệu Linh Kiện

1/Led 7 đoạn: là 7 con led sắp xếp lại theo hình mẫu Một chân của các con led được nối chung với nhau (Anod chung hoặc Katod chung), các chân con lại được đưa ra ngoài để phân cực các con led

a

7

b

6

c

4

d

2

e

1

f

9

g

1 0

U 1

l e d 7 d o a n K a t o d c h u n g

a 7 b 6 c 4 d 2 e 1 f 9 g

1 0

U 2

l e d 7 d o a n A n o d c h u n g

2/ LM555

Sơ đồ chân và cấu trúc

Vi mạch 555 được chế tạo thơng dụng nhất là dạng vỏ Plastic

Chân 1: GND ( nối đất )

Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung nảy )

Chân 3: Output ( ngõ ra )

Chân 4: Reset ( hồi phục )

Chân 5: Control Voltage ( điều khiển điện áp)

Chân 6: Threshold ( thềm- ngưỡng )

Chân 7: Dirchage ( xả điện )

Bên trong vi mạch 555 cĩ hơn 20 Transistor và nhiều điện trở thực hiện chức năng như hình 2 gồm cĩ:

điện áp mức cao hay thấp để làm tín hiệu R (reset), điều khiển Flip-Flop (F/F)

U 1

N E 5 5 5

3

4

5

2 6

R S T

C V

T R G

T H R

D S C H G

d) OP-AMP (2) là mạch khuếch đại so sánh có ngõ I n+ nhận điện áp chuẩn

thấp để làm tín hiệu S (Set), điều khiển Flip-Flop (F/F)

(S) có điện áp cao thì điện áp này kích đổi trạng thái của F/F là ngõ Q lên

thấp thì mạch F/F không đổi trạng thái Khi chân Reset (R) có điện áp cao,thì điện áp này kích đổi trạng thái F/F không đổi trạng thái Khi chân Reset (R) có điện áp cao thì điện áp này kích đổi trạng thái của F/F làm

cao xuống mức thấp thì mạch F/F không đổi trạng thái

Hình 2: Cấu trúc của IC 555

3

5 k

V C C

G N D

1 / 3 V c c

V o l t a g e 5 k

2

8

5 k

4

T h r e s h o l d

6

S

F / F

R

C o n t r o l

-+

1

1

2 / 3 V c c

5

-+

2

O U T P U T

N O T

T 2

T 1

O U T P U T

V r = 1 4 V

7

f) Mạch output là mạch khuếch đại ngõ ra để tăng độ khuếch đại dòng cấp

Transistor PNP Khi cực B nối ra ngoài bởi chân 4, có điện áp cao hơn

hòa, đồng thời cũng làm mạch OUTPUT dẫn bão hòa, và ngõ ra xuống thấp Chân 4 được gọi là chân Reset có nghĩa là nó Reset IC 555 bất chấp tình trạng ở các ngõ vào khác Do đó, chân Reset dùng để kết thúc xung ra

tránh mạch bị Reset do nhiễu

bị hở, lúc đó, ngõ ra chân 3 có điện áp cao Theo nguyên ly trên, cực C

của T2 ra chân 7 cĩ thể làm ngõ ra phụ cĩ mức điện áp giống mức điện áp của ngõ ra chân 4

3/ IC 4093

+ Bảng giá trị

4/ IC4511

HEF4511B là một IC giải mã Led 7 đoạn với bốn địa chỉ lối vào

Chỉ có chức năng chuyển đổi giá trị dưới dạng mã BCD thành mã LED 7 đoạn

Ic 4511 chỉ sử dụng được với led 7 đoạn Katod chung.

+ Sơ đồ chân:

Oa ~ Og : ngõ ra led 7 đoạn

LT : ngõ kiễm tra led

BI : ngõ vào làm tắt led

EL : ngõ cho phép làm việc

Sơ đồ chân 4511

Sơ đồ khối

FUNCTION TABLE

Ngõ vào Ngõ ra

EL BI LT D D D C D B D A Oa Ob Oc Od Oe Of Og Hiển thị

Ghi Chú

1 = mức cao

0 = mức thấp

X = giá trị bất kỳ

5/ IC 4518

là ngõ vào cấp xung thì chân còn lại sẽ là ngõ cho

phép làm việc

+ Sơ đồ chân:

MR: thiết lập lại trạng thái ban đầu

+ Sơ đồ logic:

+ Bảng giá trị

6/Điện trở: sử dụng điện trở 4vòng màu và 5 vòng màu

Ký hiệu:

7/ Tụ điện: tụ có phân cực và tụ không phân cực

Ký hiệu: tụ phân cực:

CP 0 CP 1 MR Trạng thái

↑ 1 0 Trạng thái đếm

0 ↓ 0 Trạng thái đếm

↓ X 0 Không thay đổi

X ↑ 0 Không thay đổi

↑ 0 0 Không thay đổi

1 ↓ 0 Không thay đổi

X X 1 Trạng thái ban đầu

8/ Led: là một dạng diode phát quang, khi phân cực thuận thì led phát sáng, phân cực nghịch thì không phát sáng

Ký hiệu:

II/Nguyên l ý hoạt động

1/ Sơ đồ khối:

cao để cấp cho khối đếm

đếm

đếm., đồng thời xuất ra giá trị mã BCD chuyển đến khối giãi mã

giá trị led 7 đoạn chuyển đến khối hiển thị

hình ảnh

KHỐI NGUỒN

KHỐI TẠO

XUNG

KHỐI ĐẾM

KHỐI HIỂN THỊ

KHỐI GIẢI MÃ

KHỐI PHÁT

KHỐI THU

2/ Hoạt động:

a/ Phần phát 555

L E D

R 6

2 2 0

Q 1

C 1 8 1 5

1

L E D P H A T

C 2

0 0 0 1 µ

R 7

4 7 0

C 3

0 0 1 µ

R 7

1 K

R 8

1 2 / 2 W

C 1

1 0 0 µ

L M 5 5 5

3

2 6 7

O U T

T R G

T H R

D S C H G

V R 1

5 0 K

V C C

IC555 Tạo dao động tần số cao khoảng 30Khz đến 40 Khz để cho led phát hồng ngoại phát xa Biến trở VR1 để chỉnh tần số

Khi chân 3 của IC555 ở mức cao thì C1815 dẫn và led phát sẽ phát tia hồng ngoại

Khi chân 3 của IC555 ở mức thấp thì C1815 ngưng dẫn và led phát sẽ không phát tia hồng ngoại

b/ Bộ thu

Khi cấp điện thì con thu hồng ngoại được cấp điện và tạo ra một điện áp ở ngõ ra:

+Nếu thu hồng ngoại nhận được ánh sáng hồng ngoại thì điện áp ở lối ra ở mức thấp đi qua IC 4093 ( là IC cổng NAND) được mắc tạo thành cổng NOT thì điện áp ở lối ra ở mức cao và nĩ sẽ cấp cho chân 2 của 4518(13)

+Ngược lại, nếu thu hồng ngoại khơng nhận được ánh sáng hồng ngoại thì điện áp ở lối ra ở mức cao đi qua IC 4093 được mắc theo kiểu cổng NOT điện

áp ở lối ra ở mức thấp thì sẽ cấp cho chân 2 của 4518(13)

U 1 5 A

4 0 9 3 1 2 3

V C C

C 3

1 0 u F

R 1 2

1 K

V C C

I R 3 C H Â N

1

O U T

R 1 1

1 0 0

c/ Bộ đếm, giải mã, hiển thị

Cứ như thế, nó sẽ tạo thành xung nhịp cấp cho 4518A(12), cứ mỗi một xung thì 4518A(12) sẽ đếm lên một số cho đến khi đếm tới 9 thì Q3 của 4518A(12) ở mức cao khi có một xung kế tiếp thì nó sẽ nhảy lên số 0, khi Q3

ở mức thấp nó sẽ kích qua chân số 10 của 4518B(12) Để hiển thị cho chúng

ta hiểu cần phải đi qua IC 4511 là IC giải mã ( từ mã BCD sang số nhị phân)

và hiển thị qua Led 7 đoạn

Để đếm được 24 chai nước ngọt và đếm được số két bia, ta sẽ lấy xung kích từ chân Q2 của 4518A(12) đưa qua một chân của cổng NAND 4093 (15B), chân Q1 của 4518B(12) ta sẽ đưa qua chân còn lại của cổng NAND

4093 (15B) Khi hai chân của 4093 (15B) đồng thời ở mức cao thì lối ra ở mức thấp thì khi đó nó sẽ kích qua chân 2 của 4518A (13) và sau đó 4518(12)

sẽ Reset về mức 0 Cứ như thế, nó sẽ đếm từ 0 đến 24 thì bên kia nhảy lên 1 mức

Tương tự để đếm được 20 chai bia, chân Q1 của 4518B(12) sẽ được câu qua 2 chân của cổng NAND 4093 (15C) tương đương như một cổng NOT Khi Q1 ở mức thấp thì nó sẽ kích qua chân 2 của 4518A (13) đồng thời reset

về 0 Cứ như thế, nó sẽ đếm từ 0 đến 20 thì bên kia nhảy lên 1 mức

U 7

45 11

7 1 2 6

3 4 5

13 12 11 10 9 15 14

1 6 8

A B C D

L T

B I LE

a b c d e f g

V D D

G N D

U 11

4 5117 1 2 6

3 4 5

13 12 11 10 9 15 14

1 6 8

A B C D

LTB I LE

a b c d e f g

V D D

G N D

V C C

V C C

V C C

U 15C

40 93

1 4

U 5 led 7 d oan

3 8 5

7 6 4 2 1 9 10

CA CA DP

A B C D E F G

U 12 B

4 518

10

11 12 13 14 16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

V C C

V C C

R 5

15 0

U 15 D

409 3 12

R 3

15 0

U 1 4A

451 8

2

3 4 5 6 16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

U 2

le d 7 doa n

3 8 5

7 6 4 2 1 9 10

CA CA DP

A B C D E F G

R 2

15 0

U 9

4511 7 1 2 6

3 4 5

13 12 11 10 9 15 14

1 6 8

A B C D

LT

B I LE

a b c d e f g

V D D

G N D

U 12A

45 18

2

3 4 5 6 16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

V C C

U 1 0

451 1 7 1 2 6

3 4 5

13 12 11 10 9 15 14

16 8

A B C D

LTB I

L E

a b c d e f g

V D D

G N D

U 1 3B

45 18

10

11 12 13 14 16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

U 15B

40 93

1 4 7

R 1

1 50

V C C

U 4 led 7 d oan

3 8 5

7 6 4 2 1 9 10

CA CA DP

A B C D E F G

V C C

U 3 led 7 doan

3 8 5

7 6 4 2 1 9 10

CA CA DP

A B C D E F G

U 8

451 1

7 1 2 6

3 4 5

13 12 11 10 9 15 14

16 8

A B C D

L T

B I LE

a b c d e f g

V D D

G N D

V C C

U 1 led 7 doa n

3 8 5

7 6 4 2 1 9 10

CA CA DP

A B C D E F G

V C C

V C C

R 4 150

V C C

U 1 3A

451 8

2

3 4 5 6 16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

3/ Sơ đồ nguyên lý

R 6 150

R 10 220

U 2B 4518

10

11 12 13 14

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

V C C

R 4 150

4093

U 1B 4518

10

11 12 13 14

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

U 3A 4518

2

3 4 5 6

16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

V C C

R 5 150

4093

N U O C N G O T

U 1A 4518

2

3 4 5 6

16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

V C C

R 6 220

4511

7 1 2 6

3

4 5

13 12 11 10 9 15 14

16 8

A B C D LT

B I LE

a b c d e f g

V D D

G R D

V C C

LE D 1

9 10

F G

S W 1

R E S E TK E T

R 2 150

R 1

150

Q 1

C 1815 1

V R 1 50K

C 2 0.001µ

LM 555 3

2 6 7

O U T

TR G

TH R

D S C H G

LE D

U 2A 4518

2

3 4 5 6

16

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

V C C

S W 2

R E S E TC H A I

V C C

C 4 10µ

LE D

V C C

C 3 0.01µ

V C C

V C C

V C C

R 3 150

LE D 6

9 10

F G

R 13 1K

LE D 3

9 10

F G

R 12 1K

R 7 1K

LE D TH U

1

O U T

4511

7 1 2 6

3

4

5

13 12 11 10 9 15 14

16

8

A B C D

LT

B I

LE

a b c d e f g

V D D

G R D

4511

7 1 2 6

3

4 5

13 12 11 10 9 15 14

16 8

A B C D LT

B I LE

a b c d e f g

V D D

G R D

4511

7 1 2 6

3

4 5

13 12 11 10 9 15 14

16 8

A B C D LT

B I LE

a b c d e f g

V D D

G R D

V C C

1 2

R 8 12/2W

C 1 100µ

LE D 2

9 10

F G

V C C

V C C

R 7

470

4511

7 1 2 6

3

4 5

13 12 11 10 9 15 14

16 8

A B C D LT

B I LE

a b c d e f g

V D D

G R D

V C C

LE D P H A T

U 3B 4518

10

11 12 13 14

C K E

Q0 Q1 Q2 Q3

R 11

100

V C C

LE D 4

9 10

F G

R 9 100

4093

LE D 5

9 10

F G

4511

7 1 2 6

3

4 5

13 12 11 10 9 15 14

16 8

A B C D LT

B I LE

a b c d e f g

V D D

G R D

V C C

B IA