Đồ án môn học điều khiển từ xa bằng hồng ngoại

35 978 2
Đồ án môn học điều khiển từ xa bằng hồng ngoại

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Thiết kế mạch analog ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN : ĐỒ ÁN MẠCH ANALOG Đề tài: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI Giáo viên hướng dẫn: Th.S. NGUYỄN ĐỨC THIỆN Họ và tên sinh viên : NGUYỄN MINH CƯỜNG TRẦN VĂN VƯƠNG Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 1 Thiết kế mạch analog • Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường tiếp xúc với nhiều thiết bị điều khiển từ xa như: TiVi, đầu video, VCD…Nhưng đó chỉ là điều khiển một thành phần riêng lẻ. Trong tương lai con người hướng đến việc điều khiển tất cả các thiết bị chỉ dùng một bộ điều khiển để phục vụ cho cuộc sống tiện lợi hơn. • Trong phạm vi gia đình, việc điều khiển tất cả các thiết bị điện trong nhà bằng điều khiển từ xa đã và đang phát triển. Con người có thể điều khiển được các thiết bị điện ở mội nơi trong nhà chỉ bằng một bộ điều khiển. Vì vậy, đến với buổi thuyết trình hôm nay em xin trình bày đề tài “ Thiết Kế, Chế Tạo Hệ Thống Điều Khiển Từ Xa Các Thiết Bị Điện Trong Gia Đình” . Các Thuật Ngữ, Từ Viết Tắt Trong Đồ Án • VCC : Điện áp xoay chiều. Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 2 Thiết kế mạch analog • VDC :Điện áp một chiều. • R : Điện trở. • U : Hiệu điện thế. • I : Dòng điện. • P : Công suất. • Ω : Ohm. • A : Ampe. • µ : Microfara.  PHẦN I LÝ THUYẾT CƠ SỞ 1.1. Giới thiệu về thu phát hồng ngoại. 1.1.1. Mạch điện IC phát hồng ngoại PT2248 : IC PT2248 sử dụng công nghệ CMOS qui mô lón để chế tạo là một loại linh kiện phát xa mã hóa tia hồng ngoại rất thông dụng, phạm vi điện áp nguồn là 2,2V~5,5V. Vì sử dụng công nghệ CMOS để chế tạo nên công suất tiêu hao cực thấp, dòng trạng thái tĩnh chỉ 10µ A, nó có thể sử dụng nhiều tổ hợp bàn phím, linh kiện bên ngoài rất ít, mã số của nó thích hợp với nhiều qui mô khác, chỉ cần nối ngoài linh kiện LC hoặc bộ giao động gốm gây là có thể gây ra giao động. Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 3 Thiết kế mạch analog Hình 1.1 S chân PT2248ơ đồ *. Chức năng của các chân dẫn : IC PT2248 sử dụng 16 chân vỏ nhựa kiểu cắm thẳng hàng. • Chân 1 :chân mass được nối với cực âm của nguồn điện. • Chân 2 và chân 3 :là hai đầu nối với thạch anh bên ngoài cho bộ tạo dao động ở bên trong IC. • Chân 4 – 9 (K1-K6) :là đầu của yins hiệu bàn phím kiểu ma trận, các chân từ K1 đến K6 kết hợp với các chân 10 đến 12 (T1-T3) để tạo thành ma trận 18 phím. • Chân 13 (CODE) : là chân mã số dung để kết hợp với các chân T1-T2 để tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu. • Chân 14 (TEST) :là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát, bình thương không sử dụng có thể bỏ trống. • Chân 15 (TXout) : là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM. • Chân 16 (Vcc) : là chân cấp nguồn dương. *. Sơ đồ khối : Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 4 Thiết kế mạch analog Hình 1.2 Sơ đồ khối của IC PT2248 Bên trong IC PT2248 do bộ phận dao động, bộ phận tần, bộ giải mã, mạch điện đầu vào của bàn phím, bộ phận phát mã số… tạo thành. *. Tham số cực hạn của PT2248 : B ng 1.1 Tham s c c h n c a PT 2248ả ố ự ạ ủ *. Nguyên lý hoạt động : Trong IC PT2248 có chứa bộ đảo pha CMOS là điên trở định thiên cùng nối bộ dao động bằng thạch anh hoặc mạch dao động cộng hưởng. Khi tần số của bộ phận dao động thiết kế xác định là 455kHz thì tần số phát xạ song mang là Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 5 Thiết kế mạch analog 38kHz. Chỉ khi có thao tác nhấn phím mới có thể tạo ra dao động, vì thế đảm bảo công suất của nó tiêu hao thấp. Nó có thể thông qua các chân K1 đến K6 và đầu ra thứ tự thời gian chân T1 đến T6 để tạo ra bàn phím 6x3 theo kiểu ma trận. Tại T1 sáu phím được sắp xếp có thể tùy chọn để tạo thành 6x3 trạng thái tín hiệu liên tục được trình bày ở hình dưới : Hình 1.3 Sơ đồ của bàn phím điều khiển. - Hai hàng phím ở T2 và T3 chỉ có thể sử dụng phím đơn, hơn nữa, mỗi khi ấn vào phím một lần chỉ có thể phát xạ một nhóm mạch xung điều khiển xa. Nếu như các phím ở cùng hang đồng thời đươc ấn xuống thì thứ tự đươc ưu tiên là K1>K2>K3>K4>K5>K6. Không có nhiều phím chức năng trên cùng một đương K, nếu như đồng thời nhấn phím trên cùng một đường ngang thứ tự ưu tiên của nó là T1>T2>T3. - Lệnh phát ra của nó do mã 12 bit tạo thành, trong đó C1-C3 (code)là mã số người dùng, có thể dùng để xác định các mô thức các mô thức khác nhau,tổ hợp C2, C3 phối hợp với mạch IC thu PT2249. Mỗi loại tổ hợp có 3 trạng thái đó là 01, 10 11 mà khồng dùng trạng thái 00. 1.1.2. Mạch điện IC thu hồng ngoại PT2249. IC PT2249 này cũng đượ c chế tạo bằng công nghệ CMOS, nó đi cặp với IC phát PT2248 để tạo thanh bộ IC thu – Phát trong điều khiển xa băng tia hồng ngoại. *. Sơ đồ chân: Hình 1.4 Sơ đồ chân của IC PT 2249 Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 6 Thiết kế mạch analog *. Chức năng các chân : - Chân 1 (Vss) : là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện. - Chân 2 (Rxin) : là đầu vào tín hiệu thu. - Các chân 3 – 7 (HP1 – HP5): là đầu ra tín hiệu liên tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó luôn duy trì ở mức logic “1”. - Các chân 8 – 12 (SP5 –SP1): là đâu ra tín hiệu không lien tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1” trong khoản thơi gian là 107ms. - Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu. Mã số của 2 chân này phải giống tổ hợp mã hệ thống của phần phát thì mới thu được tín hiệu. - Chân 15 (OSC) : dung để nối với tụ điện và điện trở bên ngoaiftaoj ra dao động cho mạch. - Chân 16 (Vcc) :là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp. *. Sơ đồ khối bên trong : Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 7 Thiết kế mạch analog Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo bên trong của IC - Do trong tín hiệu phát ra của IC phát có C1, C2 và C3 cung cấp tìn hiệu mã số cho người dung, vì vậy đầu tiếp nhận phải có tín hiệu mã số tương ứng. - IC PT2248 phối hợp với mã người dung của IC PT2249 là : PT2248 PT2249ASe ries C 1 C2 C3 C2 C3 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 Bảng 1.2 tín hiệu mã số tương ứng PT2249 Đầu C (code) nối với tụ điện cho đến đất là “1”, trực tiếp nối đất là “0”. Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 8 Thiết kế mạch analog 1.2. Giới thiệu về IC 4013. IC 4013 là một loại D flip-flops dược cấu tạo bên trong lad 2 flip-flops loại D với hai trạng thái ổn định.Sử dụng đầu vào kích để thay đổi trạng thái 0 và 1. a) Cấu tạo và sơ đồ các chân : Hình 1.6 Sơ đồ chân của IC 4013 b) Chức năng của các chân : - Loại flip-flops D có 4 ngõ vào. • Chân nhận dữ liệu D: Đây là một trong hai kết nối tới một logic LOW điện áp, 0, hoặc một điện áp cao, logic 1. • Chân Clock: Đây là ngõ vào của xung Clock. • Chân đầu vào SET: đầu vào SET thường được tổ chức LOW. • Chân đầu vào RESET: đầu vào RESET thường được tổ chức LOW Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 9 Thiết kế mạch analog 1.3.1 Điện trở -tụ điện 1.3.1.1 Điện trở a) Khái niệm. - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu có một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ và ngược lại vật cách điện có điện trở cực lớn. - Điện trở của dây dẫn là sự phụ thuộc vào chất liệu và tiết diện của dây dẫn được tính theo công thức: R = . Trong đó: R là điện trở. Đơn vị là Ω là điện trở suất. L là chiều dài dây dẫn. S là tiết diện của dây dẫn. b) Điện trở trong thực tế và trong các mạch điện tử. * Hình dáng và ký hiệu: Trong thực tế điện trở là một loại linh kiện điện tử không phân cực, nó là một linh kiện quan trọng trong các mạch điện tử, chúng được làm từ hợp chất của cacbon và kim loại và được pha theo tỷ lệ mà tạo ra các con điện trở có điện dung khác nhau. Hình 1.7 Điện trở Kí hiệu : Đơn vị đo bằng Ω, KΩ, MΩ. 1MΩ = 1000 KΩ = 100000 * Cách đọc trị số điện trở trong thực tế. Đọc theo màu sắc theo quy ước quốc tế: Màu Trị số Sai số Bạc 10% Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 10 [...]... sẽ điều khiển các thiết bị cần đống ngắc b) Sơ đồ nguyên lý : Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 29 Thiết kế mạch analog Hình 3.8 Sơ đô nguyên lý mạch điều khiển c) Sơ đồ mạch in : Hình 3.9 mạch in của khối điều khiển 2.2.4 Quá trình thi công : Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 30 Thiết kế mạch analog Các bước tiếng hành : • Thiết kế sơ đồ nguyên lý.( bộ nguồn, mạch phát, mạch thu hồng. .. Tính chất Ánh sang hồng ngoại ( tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bắng mắt thường.Có bước sóng trong khoảng 0,8µm đến 0.9µm, tia hồng ngoại cũng có thể truyền bằng vận tốc ánh sang Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 14 Thiết kế mạch analog Tia hồng ngoại cũng có thể truyền đươc nhiều kênh tín hiệu và được dùng rộng rãi trông công nghiệp Tín hiệu truyền đi của led hồng ngoại có... Sơ đồ mạch nguyên lý : Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý mạch thu hồng ngoại c) Sơ đồ mach in : Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 28 Thiết kế mạch analog Hình 3.7 Sơ đồ mạch in của mạch thu 2.2.3 Mạch điều khiển : a) Nguyên lý hoạt động : Sau khi nhận tín hiệu từ mạch phát hồng ngoại thi tín hiệu sẽ được mã hóa bằng IC PT 2249 sau đó tín hiệu ngõ ra được đưa ra chân của IC 4013 và ngõ ra được điều khiển. .. bán dẫn Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 13 Thiết kế mạch analog Hình 2.0 Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn 1.3.2.2 LED Phát Hồng Ngoại: Hình 2.1 Led Hồng Ngoại LED viết tắc của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang, là các diode có khả năng phát ra ánh sang hay tin hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại Pgheets với một khối bán... kế mạch analog Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý mạch phát hồng ngoại c) Sơ đồ mạch in : Hình 3.5 Sơ đồ mạch in của mạch phát 2.2.2.2 Mạch thu hồng ngoại : a) Nguyên lý hoạt động mạch thu hồng ngoại : Khi nhấn 1 phím được nối với chân 4 của IC PT2248 ở bộ phận phát tương ứng LED phát sẽ có nhiệm vụ biến dòng điện thành quang phát xạ ra môi trường, LED Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 27 Thiết kế mạch... hiệu điều khiển Ví dụ: các khối trong cơ cấu rơle điện từ : Hình 2.4 Rơley điện từ  Cơ cấu tiếp thu ở đây là cuộn dây  Cơ cấu trung gian là mạch từ nam châm điện  Cơ cấu chấp hành là hệ thống tiếp điểm Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 16 Thiết kế mạch analog Hình 2.5 Sơ đồ khối của Rơley b) Phân loại role : * Phân loại theo cơ chế làm việc gồm các nhóm  Rơle điện cơ (rowle điện từ, rơle từ. .. hiệu hồng ngoại bi mất ( bị che ), thi đầu thu hồng ngoại sẽ không nhận được tín hiệu của mạch phát Lúc đó sẽ không co điện áp để kích cho BJT ( ( T1 ) dẫn., khi đó điện áp tại cực C của BJT sẽ nằm ở điện áp cao, lúc này tại chân 3 của IC 55 sẽ xuất ra ở mức cao hay mức 1 khi đó sẽ điều khiển cho Rơley đóng lại và đồng thời đóng vòi nước lại lun, khi đó sẽ co nước chảy Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại. .. Khối mạch điều khiển 2.1.2 Nguyên lý hoạt động từng khối + Khối nguồn: Có máy biến áp làm nhiệm vụ cung cấp nguồn cho 3 khối: khối thu và khối mạch điều khiển các thiết bị điện Máy biến áp lấy đầu vào (input) là nguồn điện Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 23 Thiết kế mạch analog AC 220 V cho ở đầu ra mức điện áp phù hợp 12V rồi qua IC ổn áp 7805 cấp cho 2 khối còn lại + Khối phát hồng ngoại Làm... như kết nối ở sơ đồ nguyên lý các phím kết nối với T1 cũng lên mức cao, các phím còn lại vẫn ở mức thấp.Tín hiệu ở mức cao này đi qua chân 15 của IC PT2248 kích mở chân B của BJT A1015 đồng thời nguồn 3V cấp vào chân E cùa BJT làm cho BJT này dẫn khi đó sẽ cấp nguồn cho led hồng ngoại làm cho led phat ra tín hiệu hồng ngoại b) Sơ đồ mạch nguyên lý : Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 26 Thiết... mắt thu tín hiệu hồng ngoại Một loại vỏ sắt và 1 loại vỏ bằng nhựa.Trong mach này em sử dụng mắt nhận hồng ngoại loại vỏ sắt có tên là KSM-603LM Dùng loại module này chống được nhiễu bên ngoài và thu được tín hiệu xung quanh nó Các xác định chân rất đơn giản là: Chân 1: là chân tín hiệu out Chân 2 :là chân GND Chân 3 : là chân VCC * Sơ đồ cấu tạo bên trong Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 15 . analog ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN : ĐỒ ÁN MẠCH ANALOG Đề tài: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI Giáo viên hướng dẫn: Th.S. NGUYỄN ĐỨC THIỆN Họ và tên sinh viên : NGUYỄN MINH CƯỜNG TRẦN VĂN VƯƠNG Điều. Kế, Chế Tạo Hệ Thống Điều Khiển Từ Xa Các Thiết Bị Điện Trong Gia Đình” . Các Thuật Ngữ, Từ Viết Tắt Trong Đồ Án • VCC : Điện áp xoay chiều. Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 2 Thiết. Diode bán dẫn. Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 13 Thiết kế mạch analog Hình 2.0 Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn. 1.3.2.2. LED Phát Hồng Ngoại: Hình 2.1 Led Hồng Ngoại.

Ngày đăng: 14/08/2014, 15:51

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan