Tư liệu nghiên cứu mạch đếm sản phẩm trong thiết kế mạch đếm điện tử dùng vi điều khiển mạch báo p5 pdf

Luận văn tốt nghiệp Trang 7 GVHD Nguyễn Việt Hùng 6.Transistor Q7 ( A 564 ): +Chọn  = 40 + Chọn dòng qua led là 10mA + Mà điều kiện bão hòa là: I B > I cSAT  Chọn R B = R25 = 7,5 K 7.Transistor Q8 (C828 ): Chọn  = 40 + Mà điều kiện bão hòa là: I B > I cSAT + Chọn R C = 1k. Chn R B = R27 = 15 K 8.Transistor Q9 ( A 564 ): +Chọn  = 40 + Chọn dòng qua led là 10mA LED ECSATLEDCC C I VVV R         280 10 . 10 2.025 3  Chn R C =330  C ECSATLEDCC LEDtt R VVV I    C CESATCC B BESATCC R VV R VV            KR R B B 35 1 8 . 4 2.440 1 2.058.05 40   C ECSATLEDCC B EBSATOLCC R VVV R VVV                   K VVV RVVV R ECsatLEDCC COLEBsatCC B 325,19 2,025 330)1,08,05(40)(  Luận văn tốt nghiệp Trang 8 GVHD Nguyễn Việt Hùng + Mà điều kiện bão hòa là: I B > I cSAT Chọn R28 = R B =10 k 4. Cách tính tần số quét LED - Gọi n: số LED cần hiển thò - Gọi : thời gian phát sáng của mỗi LED (s ) - Gọi T là chu kỳ hiển thò của n LED: T = n.  ( s ) - Gọi f : tần số quét  =  N : chu kì ngắt của mỗi LED (s ) Mối liên hệ giữa chiều dài sản phẩm (cm ) với vận tốc băng chuyền (m/s): Đầu dò: Bắt đầu Kết thúc  Chn R C =220 Vậy dòng qua led thực tế là: mA RR VVV I CC ECSATLEDCC LEDtt 13 2.025             K x 57,12 2,025 220)2,08,05( 40 C ECsatLEDCC B OLEBsatCC R VVV R VVV      )(           280 1010 22,05)( 3 LED LEDCESATCC C I VVV R )( . 11 Hz n T f   )( . 11 Hz nT f N   T T L Luận văn tốt nghiệp Trang 9 GVHD Nguyễn Việt Hùng -Gọi T: chu kì quét đầu dò (ms )  Điều kiện để cho đầu dò phát hiện sản phẩm  Chiều dài nhỏ nhất của sản phẩm:  Vận tốc tối đa của băng chuyền: III. KẾT NỐI KÍT VI ĐIỀU KHIỂN VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI: 1. Kết nối với bàn phím: Bàn phím gồm 16 phím kết nối với kít vi điều khiển thông qua Port 1 của 8051. Sơ đồ kết nối như sau: P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 8051 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 2 T T L  : Thời gian dò mức thấp (ms ) - Gọi )( .10 )( 10 . )( 10 s m T d vcm Tv dms v d T L L L  )( 10 . cm Tv d L MIN  )( .10 s m T d v L MAX  Luận văn tốt nghiệp Trang 10 GVHD Nguyễn Việt Hùng BẢNG MÃ PHÍM Phím Mã quét Mã Hex Phím Mã quét Mã Hex 0 00 0CH 8 08 80H 1 01 F9H 9 09 90H 2 02 A4H A 10 88H 3 03 B0H B 11 83H 4 04 99H C 12 C6H 5 05 92H D 13 A1H 6 06 82H E 14 86H 7 07 F8H F 15 8EH 2. Kết nối hiển thò: Phần hiển thò bao gồm 8 Led 7 đoạn chung anod. Bus dữ liệu xuất ra hiển thò được nối tới PortA của 8255 2 . Vì dòng ra tại mỗi chân các Port của 8255 chỉ có khoảng 4mA, mà mỗi Led sáng thì phải cung cấp dòng khoảng 8 – 10mA nên phải dùng IC đệm nên PortA của 8255 nối tới các ngõ vào A1 _ A8 của 74245, bus dữ liệu ngõ ra nối qua điện trở hạn dòng đến các thanh của Led 7 đoạn. Với mạch giải mã chọn Led: ba ngõ vào A, B, C của 74138 sẽ được nối tới PC5 – PC7 của 8255, chân cho phép G2 nối tới PC4 của 8255. Khi PC4 xuống mức thấp, G2 = [0], cho phép Led sáng. Bảng trạng thái chọn Led như sau: Ngõ vào Cho phép Các chân lựa chọn G1 G2 C B A Chọn Led H H H H H H H H L L L L L L L L L L L L H H H H L L H H L L H H L H L H L H L H Led 1 Led 2 Led 3 Led 4 Led 5 Led 6 Led 7 Led 8 Luận văn tốt nghiệp Trang 11 GVHD Nguyễn Việt Hùng Tính toán điện trở trong mạch hiển thò: Để cho một thanh led đủ sáng thì dòng điện qua nó là 10 mA, do đó để cả led 7 đoạn sáng thì dòng cung cấp cho led là: I = 7 x 10 = 70 mA. Đây cũng chính là dòng Ic của transistor. Vậy chọn transistor loại A1266 với hệ số khuyếch đại  là 60 Vậy dòng I B là: Điện trở phân cực R1 là: Chọn R1 = 3,3 k, nhỏ hơn giá trò tính toán để dòng lớn transistor nhanh bão hòa. Vậy dòng I B thực tế là: Tính R2 (điện trở hạn dòng cho led): Khi transistor bão hòa, điện áp V CESAT = 0,2 V và điện áp rơi trên led là 2V do đó: V R2 = Vcc – V CESAT – V LED = 5 – 0,2 – 2 = 2,8V Chọn R2 = 270 (). Chọn R2 lớn hơn tính toán để transistor nhanh bão hoà cc Led R2 :điện trở hạn dòng R1 Điện trở phân cực mA I I C B 1,1 60 70   )(90,3 1,1 7,05 1 1      K I VV I U R B BECC B R mAI B 3,1 3,3 7,05    mAI LEDtt 1,11 10 251 2,025 3         251 7 10.60.3,1 8,2 7 3 2 2 CMAX R I V R Vậy Luận văn tốt nghiệp Trang 12 GVHD Nguyễn Việt Hùng c. Kết nối mạch rơle: Tín hiệu điều khiển rơle được lấy ra từ PortA của 8255 1 . Rơle sẽ tác động khi đếm xong số lượng sản phẩm cài đặt trước. Ở đây chúng em giả đònh sự tác động của rơle bằng đèn Led hiển thò. Khi led sáng tương ứng với tác động của rơle. Giống như mạch hiển thò, tín hiệu lấy ra điều khiển rơle đïc đưa qua bộ đệm 74245 và hạn dòng bằng điện trở. Tính điện trở hạn dòng R: Để cho mỗi led sáng thì dòng cung cấp cho nó là 10mA. Vậy điện trở cần gắn thêm vào để hạn dòng cho led là: Chọn R1 trên thực tế là 330 (). Với việc chọn R1 lớn hơn tính toán nhưng dòng qua led giảm không đáng kể nên vẫn chấp nhận III. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH CẢM BIẾN 1. Khối phát      k I VV R LED LEDCC 3,0 10 25 1 R A R B C 2 1 5 8 4 3 C 1 7 6 Ngõ ra V CC Tính toán điện trở và tụ trên mạch dao động 555 Vậy dòng thực tế qua led là: Luận văn tốt nghiệp Trang 13 GVHD Nguyễn Việt Hùng - Dạng sóng: t c =0,69(R A + R B ).C R A ,R B ohm CF ts t d =0,69R B C T= t c + t d =0,69(R A +2R B ).C * Nếu chọn đơn vò RK , CF  tms ,f 0 KHz để xung tạo ra gần như đều nhau để kích thích cho Ạ564 dẫn mạnh, làm dòng I B lớn suy ra dòng qua LED lớn, tín hiệu phát ra từ LED mạnh thì bên khối đầu dò mới nhận được tín hiệu. 2. Khối đầu dò: Tần số dao động riêng của mạch: - Chọn R 15 = 10K C 10 =0,1F 2K  R  20K vì f cho phép: 0,01Hz  f  500Khz f 0 thỏa điều kiện cho phép. -Chọn C 8 =1F ,C 9 =2,2 F.   CRRT fo BA 2 45,11   Khz CR fo 1,1 1,0.10 1,11,1 1015  Chọn 2/3Vcc 1/3 Vcc Vcc 0V T t c t d Điện áp ra Điện áp trên tụ t t Luận văn tốt nghiệp Trang 14 GVHD Nguyễn Việt Hùng *Ở khối phát tia hồng ngoại: Chọn tụ C 6 = 0,001F Tần số của mạch thiết kế = tần số f 0 của đầu dò Nên f = f 0 =1,1kHz Chọn R A , R B sao cho thỏa điều kiện trên Lấy theo giá trò thương mại suy ra: Chọn R B =620K, R A =78K Vì dùng R A là một biến trở điều chỉnh nên chọn R A =100K -Transistor Q 1 : A564 chọn hệ số khuếch đại  =200 -Khi Led hồng ngoại dẫn thì V LED =2V -Chọn dòng qua Led hồng ngoại khoảng 50mA (để tín hiệu phát ra mạnh vì vậy mà khối đầu dò mới nhận được).  Chọn R 11 = 120  Dòng thực tế qua LED khi R 11 =120 I Csat ==56,67mA -Để cho Q 1 dẫn bảo hòa: I B I Csat Mà V Ebsat 0,8V V out tại chân 3 (ngõ ra 555 )0,2V  Chọn R 10 =10K   CRbRaT fof .2 45,11   mA R VVV I LEDECSATcc Csat 67,56 12,0 8,6 12,0 22,09 11               136136,0 50 22,09 11 K I VVV R CSAT LEDECSATcc  Csat out SAT EBcc B I R VVV I  10      mA R I B 28335,0 200 67,562,08,09 10       KR 23,28 28335,0 8 10  Luận văn tốt nghiệp Trang 15 GVHD Nguyễn Việt Hùng * Ở khối đầu dò IC LM 324 : IC làm việc với loại nguồn đơn, chọn độ lợi 100dB. Chọn R 14 =100K R 13 =1K R 12 thường từ 0K  56K, chọn R 12 =56K C 7 =0,1F (tụ liên lạc) c. Hoạt động của khối phát và khối đầu dò: - Do khối phát và khối đầu dò được thiết kế: f= f 0 =1,1Khz Trong đó f: tần số phát ra của khối phát tia hồng ngoại. f 0: tần số trung tâm của khối đầu dò. Khi chưa có sản phẩm nào đi qua led hồng ngoại phát tín hiệu qua photo Q 2 ,photo Q 2 nhận tín hiệu. Qua bộ khuếch đại, khuếch đại tín hiệu lớn lên để IC 567ø nhận biết được vì ở led hồng ngoại dòng ra khoảng 56,67mA nó phát ra tín hiệu mạnh và có khả năng truyền đi xa, khi qua photo Q 2 tín hiệu bò suy yếu nên phải khuếch đại lên. Vì do thiết kế f=f 0 =1,1Khz tức là tần số vào phù hợp với tần số trung tâm thì ngõ ra chân 8 ở mức thấp 0. Còn khi cho sản phẩm đi qua che led hồng ngoại thì tín hiệu từ led hồng ngoại phát ra không truyền qua được photo Q 2 . Kết quả là tần số vào (ff 0 =1,1Khz) khác với tần số trung tâm nên ngõ ra 8 ở mức cao 1, có xung kích tới ngõ vào (7)  điện áp chân 8 lên mức cao 100 13 14  R R A V . Nguyễn Vi t Hùng -Gọi T: chu kì quét đầu dò (ms )  Điều kiện để cho đầu dò phát hiện sản phẩm  Chiều dài nhỏ nhất của sản phẩm:  Vận tốc tối đa của băng chuyền: III. KẾT NỐI KÍT VI ĐIỀU KHIỂN. KẾT NỐI KÍT VI ĐIỀU KHIỂN VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI: 1. Kết nối với bàn phím: Bàn phím gồm 16 phím kết nối với kít vi điều khiển thông qua Port 1 của 8051. Sơ đồ kết nối như sau: . nghiệp Trang 12 GVHD Nguyễn Vi t Hùng c. Kết nối mạch rơle: Tín hiệu điều khiển rơle được lấy ra từ PortA của 8255 1 . Rơle sẽ tác động khi đếm xong số lượng sản phẩm cài đặt trước. Ở đây