ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ-ĐÈ TÀI-MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG SÓNG RF

Giới thiệu tổng quan về sóng vô tuyến • Khái niệm sóng vô tuyến RF - Sóng vô tuyến Radio Frequency là một kiểu bức xạ điện từ với bước sóng trong phổ điện từ dài hơn ánh sáng hồng ng

ĐỒ ÁN 2A CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

GVHD: ThS Nguyễn Văn An SVTH : MSSV

Trần Văn Thành 10053181 Nguyễn Chí Thọ 10078501

MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG SÓNG RF

ĐỀ TÀI:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2014

NỘI DUNG

1 Giới thiệu tổng quan về sóng vô tuyến

2 Thiết kế và thi công hệ thống

3 Kết luận

1 Giới thiệu tổng quan về sóng vô tuyến

• Khái niệm sóng vô tuyến (RF)

- Sóng vô tuyến ( Radio Frequency ) là một kiểu bức xạ điện

từ với bước sóng trong phổ điện từ dài hơn ánh sáng hồng ngoại Sóng

vô tuyến có tần số từ 3 KHz tới 300 GHz, tương ứng bước sóng từ

100 km tới 1 mm

- Các tần số khác nhau của sóng vô tuyến có đặc tính truyền lan khác nhau trong khí quyển trái đất Sóng dài truyền theo đường cong của trái đất, sóng ngắn nhờ phản xạ từ tầng điện ly nên có thể truyền rất xa, các bước sóng ngắn hơn bị phản xạ yếu hơn và truyền trên đường nhìn thẳng

Loại sóng Tần số Bước sóng Sóng dài và cực dài

Sóng trung

Sóng ngắn

Sóng cực ngắn

3-300 KHz 0,3-3 MHz 3-30 MHz 30-3000 MHz

100Km - 1Km 1000m - 100 m 100m - 10 m 10m - 0,01 m

2.THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH

2.6 Sơ đồ mạch thu vô tuyến

2.7 Tính toán khối thu 2.8 Khối điều khiển 2.9 Khối Relay công suất 2.10.Chọn Relay

2.11 Tính toán chọn BJT

và các điện trở phân cực 2.12 Nguyên lí hoạt động của toàn mạch

2.THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 2.1 Sơ đồ khối

KHỐI PHÁT

RF

KHỐI THU RF

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

KHỐI HIỂN THỊ

KHỐI ĐIỀU KHIỂN 4 THIẾ BỊ

KHỐI NGUỒN

2.2 KHỐI NGUỒN

2.3 Sơ đồ mạch phát sóng vô tuyến

2.4 Module phát RF 315MHz

Mạch phát được mắc theo kiểu khuếch đại E chung Cryst1 là

thạch anh tạo dao động, tần số 315Mhz, khi được cấp điện nó tự dao động tạo ra sóng hình sin Transistor S9018 là transistor khuếch đại cao tần, khuếch đại tín hiệu từ thạch anh và tín hiệu đầu ra lấy ở chân C của transistor R2 là điện trở tạo điện áp chuẩn cho thạch anh, R3 định dòng cho chân E của transistor

• Công suất máy phát (công suất có ích) : Pi = 10mW

• Công suất tiêu thụ: P0 = U.I = 5.3.10-3 = 15mW

• Hiệu suất máy phát: H = (Pi/P0) = 67%

• Bước sóng :

• Chọn anten có độ dài bằng 1/4 bước sóng là 0,23m (23cm)

2.5 Sơ đồ mạch thu vô tuyến

2.6 Sơ Đồ Nguyên Lý Khối Thu Sóng RF

2.7 Tính toán khối thu

• Phạm vi thu 100m đối với không gian mở

• Anten sử dụng là loại anten rút, độ dài 23cm

2.8 Khối điều khiển và hiển thị

2.9 Khối Relay công suất

Khối công suất gồm : Relay 5VDC, BJT C1815 để khuếch đại dòng qua Relay Relay là một công tắc điều khiển từ xa đơn giản, nó dùng một dòng nhỏ để điều khiển một dòng lớn vì vậy nó được dùng để bảo vệ công tắc nên cũng được xem là một thiết bị bảo vệ Kết cấu Relay gồm có một lõi sắt, một cuộn từ và một tiếp điểm

• Chọn Relay 5V:

• + Điện áp tác động : 5VDC

• + Điện trở cuôn dây Relay : 167 (ohm)

• + Dòng điện qua cuộn dây khoảng : 30 mA

• + Điện áp đóng mở : 220V

• + Dòng qua tiếp điểm : 7A

2.10 Chọn Relay

2.11 Tính toán chọn BJT và các điện trở phân cực

• Chọn BJT C1815, BJT làm việc ở chế độ bão hòa

• Dòng điện qua cuộn dây của Relay:

• Dòng điện qua Relay cũng là dòng điện qua cực C của BJT, suy

2.12 Nguyên lí hoạt động của toàn mạch

• Mạch PT 2272 M4 là bộ giải mã điều khiển từ xa dùng chung với PT 2262 sử dụng công nghệ CMOS Có 8 địa chỉ mã hóa, 4 chân dữ liệu chính vì thế có nhiều cách set chân 3^8 cách , có thể sản xuất nhiều mà không sợ set trùng mã Ở mạch thu PT 2272 set chân( 1 -> 8) như thế nào thì ở mạch phát PT 2262

( chân 1 -> 8) cũng như vậy

• Sau khi nghiên cứu nguyên lí hoạt động từng khối của mạch điều khiển không dây ta tiến hành nghiên cứu nguyên lí hoạt động của toàn mạch Khi cấp nguồn hoạt động cho mạch thì chân 10 -> 13 của PT 2272 ở mức 0 (mức logic thấp), chân RD4, RD5, RD6, RD7 của PIC 16F887 ở mức thấp nên tín hiệu ra của khối điều khiển bằng 0 nên LED6, LED7, LED8, LED9 không

có điện thế qua nên không sáng, không có dòng kích thích làm cho Transistor không dẫn (VB <0.7 ) vì ngõ ra chân C (C1815) ở mức cao không có điện thế qua nên Relay không bật

Tương tự : khi nhấn B,C,D

Khi bật thiết bị

Khi ta nhấn A ở remos chân 17

của PT 2272 có tín hiệu mạch

thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua

vào chân 14 của PT 2272 làm

cho chân 13 của PT 2272 lên

mức 1, tín hiệu được đưa vào

PIC 16F887 nó sẽ đưa chân

RD4 lên mức 1, chân B(C1815)

có dòng kích ở mức cao làm cho

Transistor dẫn (VB >0.7V) nên

lối ra ở chân C là mức thấp tạo

ra nguồn cung cấp làm cho

Relay bật làm cho thiết bị cần

điều khiển thứ nhất bật

Khi tắt thiết bị

Khi ta nhấn A ở remos chân 17 của

PT 2272 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của PT

2272 làm cho chân 13 của PT 2272 lên mức 1,ngõ vào của vi điều khiển đang ở mức logic cao khi nhận thêm một tín hiệu nữa nó sẽ set ngõ ra RD4 xuống mức logic thấp , chân B(C1815) không

có dòng kích làm cho Transistor ngưng dẫn (VB < 0.7V) nên lối ra ở chân C là mức cao, không có nguồn cung cấp Relay mất điện trở về trạng thái ban đầu tắt thiết bị thứ nhất

LƯU ĐỒ GiẢI THUẬT

TẮT THIẾT BỊ 1

RB5=0 Đ

RE1=0 Đ

RE2=0 Đ

BẬT THIẾT BỊ 2 TẮT THIẾT BỊ 2

TẮT THIẾT BỊ 3 BẬT THIẾT BỊ 1

BẬT THIẾT BỊ 3 TẮT THIẾT BỊ 4 BẬT THIẾT BỊ 4

S Đ

S Đ

S Đ

Đ

Sản phẩm hoàn thiện

3 KẾT LUẬN

• Sản phẩm (phần cứng+phần mềm) đã đảm bảo được mục tiêu mà đề tài hướng tới Quá trình thử nghiệm tại nhà cũng như chạy khi báo cáo đều tốt, điều khiển thiết

bị như yêu cầu.Tuy vậy, đề tài cũng có một vài hạn chế nhất định như:

• Độ nhạy của thiết bị thu chưa cao

• Màn hình LCD bị yếu nguồn khi relay được khởi động

• Khoảng cách điều khiển trên thực tế chưa được xa như mong muốn

• Với đề tài này có thể mở rộng điều khiển được nhiều hơn nữa các thiết bị trong nhà

Phần cứng cho mỗi module cần được thu nhỏ để dễ dàng cho việc điều khiển và mang tính thẩm mỹ

Đề tài không những chỉ áp dụng cho với các thiết bị trong nhà mà nên được mở rộng áp dụng đối với điều khiển các thiết bị sử dụng nơi công cộng

Có thể sử dụng thêm các cảm biến đo nhiệt độ , báo cháy để

tự động tắt các thiết bị khi có sự cố xảy ra

Hy vọng với những hướng phát triển nêu trên cùng với

những ý tưởng khác của các bạn, của người đọc- những người đi sau - sẽ phát triển hơn nữa đề tài này, khắc phục những hạn chế, tồn tại của đề tài, làm cho đề tài trở nên phong phú hơn, mang tính ứng dụng cao hơn vào trong thực tế cuộc sống, phục vụ cho những lợi ích của con người trong tương lai

CHÂN THÀNH CÁM ƠN!