Đề tài mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 DANH MỤC HÌNH VẼ 2 Hình 1.1 Một số loại điện trở thông dụng 5 2 Hình 1.2 Tụ gốm 6 2 Hình 1.3 Tụ hóa 6 2 Hình 1.4 Mô phỏng sơ đồ mạch điện và cấu tọa loa tĩnh điện 8 2 Hình 1.5 Hình dạng 1 số diode trong thực tế 10 2 Hình 1.6 Diode phát quang 10 2 Hình 1.7 Diode chỉnh lưu 10 2 Hình 1.8 Một số loại Tramsistor 12 2 Hình 1.9 Cấu tạo transitor 12 2 Hình 1.10 Hình dáng IC NE555 trong thực tế 14 2 Hình 1.11 Sơ đồ chân của IC NE555 14 2 Hình 1.12 Cấu trúc bên trong của IC NE555 16 2 Hình 1.13 Nguyên lý hoạt động của IC NE555 16 2 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 18 2 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại 20 2 Hình 2.3 Sơ đồ mạch in 20 2 Hình 2.4 Sơ đồ lắp ráp 21 2 Hình 2.5 Hình ảnh sản phẩm 22 2 LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH VÀ THỰC NGHIỆM 18 KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 1 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Một số loại điện trở thông dụng 5 Hình 1.2 Tụ gốm 6 Hình 1.3 Tụ hóa 6 Hình 1.4 Mô phỏng sơ đồ mạch điện và cấu tọa loa tĩnh điện 8 Hình 1.5 Hình dạng 1 số diode trong thực tế 10 Hình 1.6 Diode phát quang 10 Hình 1.7 Diode chỉnh lưu 10 Hình 1.8 Một số loại Tramsistor 12 Hình 1.9 Cấu tạo transitor 12 Hình 1.10 Hình dáng IC NE555 trong thực tế 14 Hình 1.11 Sơ đồ chân của IC NE555 14 Hình 1.12 Cấu trúc bên trong của IC NE555 16 Hình 1.13 Nguyên lý hoạt động của IC NE555 16 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 18 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại 20 Hình 2.3 Sơ đồ mạch in 20 Hình 2.4 Sơ đồ lắp ráp 21 Hình 2.5 Hình ảnh sản phẩm 22 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển từng ngày. Song hành với các thành tựu về khoa học công nghệ thì việc ứng dụng các thành tựu ấy vào cuộc sống là điều rất cần thiết. Đặc biệt là sự phát triển của ngành kỹ thuật điện tử, đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với độ chính xác cao, gọn nhẹ và việc ứng dụng chúng ngày càng được mở rộng. Vậy nên việc tạo ra những hệ thống thiết bị đáp ứng yêu cầu an ninh trở nên dễ dàng hơn. Xuất phát từ lý do trên và những kiến thức chúng em có được trong quá trình học tập và nghiên cứu, đặc biệt là được sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Thị Huyền Linh chúng em được nhận nghiên cứu đề tài: “Mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại ”. Chúng em nghĩ rằng đây là cơ hội cho chúng em học tập nghiên cứu để trinh phục đỉnh cao của khoa hoc và công nghệ .Do hạn chế về sự hiểu biết và thời gian, nên trong quá trình tìm hiểu , nghiên cứu và thuyết minh đề tài không tránh khỏi sai sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Nhóm sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Minh Trần Thế Nam 3 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Điện trở 1.1.1. Khái niệm Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử chúng có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sụt áp để thực hiện chức năng tùy theo vị trí của điện trở trong mạch. Ký hiệu : R Biểu thức xác định : U R I = Đơn vị tính : Ω (Ohm) 1.1.2. Phân loại Có 5 loại điện trở chính : + Điện trở thường công suất nhỏ từ 0,125W – 0,5W. + Điện trở công suất: công suất lớn hơn từ 1W,2W,5W,10W. + Điện trở sứ ,điện trở nhiệt : cách gọi khác của điện trở công suất, có vỏ bọc sứ và khi hoạt động chúng tỏa nhiệt. + Điện trở dây quấn: Dùng dây điện trở quấn trên than lớp cách điện thường bằng sứ, trị số điện áp thấp nhưng công suất làm việc từ 1W – 25W. 1.1.3. Đặc điểm của điện trở - Điện trở làm việc phụ thuộc vào nhiệt độ của nó , do đó trị số thay đổi khi có dòng chảy qua do có hiện tượng biến đổi năng lượng nhiệt trên thân điện trở - Giá trị điện trở còn thay đổi theo thời gian hay trong những điều kiện đặc biệt theo tần số tín hiệu xoay chiều tác động lên nó. - Khi có 2 hay nhiều điện trở 1 2 , , n R R R mắc nối tiếp nhau thì giá trị điển trở tổng bằng tổng các điện trở riêng . 1 2 n R R R R + + + = Khi đó : 4 1 2 n I I I I = = = = 1 2 n U U U U + + + = -Khi mắc 2 hay nhiều điện trở 1 2 , , , n R R R song song thì điện trở tương đương của chúng được tính bởi : 1 2 1 1 1 1 n R R R R = + + + 1 2 n U U U U = = = = 1 2 n I I I I + + + = 10 5W 6,8 10W Điện trở thường Điện trở công suất Điện trở công suất Biến trở Hình 1.1 Một số loại điện trở thông dụng 1.2. Tụ điện 1.2.1. Khái niệm Tụ điện là 1 loại linh kiện thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử,có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng từ trường,lọc nhiễu,lọc nguồn,mạch truyền tín hiệu xoay chiều,mạch tạo dao động. Hình ảnh tụ điện: 5 Hình 1.2 Tụ gốm Hình 1.3 Tụ hóa Ký hiệu : C Biểu thức xác định : 1 1 .2 . . c j f C j Xc Z π = = Đơn vị tính : Fara (F) 1.2.2. Phân loại tụ điện Đối với tụ điện có rất nhiều loại nhưng thực tế người ta phân ra thành 2 loại chính là tụ không phân cực và tụ phân cực. - Tụ không phân cực : gồm các là kim loại ghép xen kẽ với lớp cách điện mỏng,giá trị của nó thường là 1,8Pico F – 1Micro F . - Tụ phân cực : Có cấu tạo gồm 2 cực điện cách ly nhau nhờ 1 lớp chất điện phân mỏng làm điện môi . Lớp điện môi càng mỏng trị số điện dung càng cao , nếu nối nhầm cực tính thì lớp điện môi sẽ bị phá hủy và làm hỏng tụ. - Trong thực tế ta sẽ gặp các loại tụ : + Tụ gốm : Điện môi bằng gốm có kích thước nhỏ , dạng ống hoặc đĩa bề mặt tráng kim loại , trị số từ 1pF -1μF và có điện áp làm việc tương đối cao. + Tụ mica : Điện môi bằng mica có tráng bạc,trị số 2,2pF – 10nF ,làm việc ở tần số cao,đắt tiền. 6 + Tụ giấy polyste : Chất điện môi bằng giấy ép tẩm polyster có dạng hình trụ tròn, trị số 1nF - 1μF . + Tụ hóa (Tụ điện phân) : Gồm lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân cuốn lại đặt trong vỏ nhôm,điện áp làm việc thấp,kích thước và sai số lớn,trị số 0,1 μF – 4700 μF. +Tụ biến đổi : Tụ xoay trong radio hoặc tụ tinh chỉnh. 1.2.3. Đặc điểm ứng dụng tụ điện - Tụ điện sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật và điện tử : truyền dẫn tín hiệu,lọc nhiễu,lọc điện nguồn,tạo dao động,… - Lọc điện xoay chiều sau khi chỉnh lưu (loại bỏ pha âm) thành 1 điện áp 1 chiều bằng phẳng (tụ lọc nguồn). - Với điện áp xoay chiều thì tụ dẫn điện, điện áp 1 chiều thì tụ lại thành tụ lọc . - Khả năng xả - nạp điện ít hay nhiều tỉ lệ thuận với giá trị điện dung C của tụ . - Đơn vị đo điện dung : pF (Pico Fara) , nF (Nano Fara) , μF (Micro Fara) . - Khi dùng tụ ta quan tâm đến 2 giá trị : + Điện dung của tụ : Khả năng tích điện của tụ (phụ thuôc điện tích bản cực,vật liệu chất điện môi và khoảng cách 2 bản cực) . +Điên áp của tụ : Khả năng chịu đựng của tụ . - Ghép nối tiếp : các tụ 1 2 , , , n C C C ghép nối tiếp thì điện dung tương đương C của bộ tụ có giá trị : 1 2 1 1 1 1 , n C C C C = + + + - Ghép tụ song song: các tụ 1 2 , , , n C C C ghép song song thì điện dung tương đương C của tụ: 1 2 n C C C C = + + + 7 -Ghép tụ hóa nối tiếp thì dương tụ này vào âm tụ kia, song song thì nói cùng cực 1.3. Loa điện động 1.3.1. Khái niệm Loa điện động là 1 thiết bị có thể biến đổi tín hiệu điện thành chuyển động cơ học để tái tạo âm thanh nằm trong tần số từ 16Hz – 20.000Hz mà con người nghe được . Hình 1.4 Mô phỏng sơ đồ mạch điện và cấu tọa loa tĩnh điện 1.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Loa điện động hoạt động dựa trên nguyên tắc một cuộn dây đặt trong từ trường mạch của nam châm . Khi có dòng điện âm tần chạy qua , cuộn dây sẽ dao động . Do cuộn dây được nối với màng loa nên các dao động này được truyền ra không khí thành âm thanh và truyền đến tai người nghe . Màng rung (màng loa) là nơi âm thanh được phát ra đến tai người nghe . Tùy từng loại loa mà nguyên lý làm rung màng rung khác nhau . Đa số các loa màng rung được gắn với 1 cuộn dây , cuộn dây này được định viij trong khe hẹp có từ trường mạnh được sinh ra giữa 2 cực của 1 nam châm vĩnh cửu . Khi cho dòng tín hiệu đi qua cuộn dây thì xuất hiện lực từ làm rung nó , sự rung động của cuộn dây làm chuyển động màng loa . 1.3.3. Phân loại và các thông số của loa - Phân loại : + Loa nén (loa nón) 8 Là loại loa dùng để trang âm cho 1 vùng rộng lớn. Loa nén có hệ thống cộng hưởng âm thanh qua 3 lần trước khi phát ra ngoài . Tại vị trí màng rung được thiết kế buồng khép kín chỉ cho một đoạn ống hình loe ra phía ngoài kéo dài 1 đoạn, cuối đoạn ống có một đoạn ống cũng hình loe được úp ngược lại và cuối đoạn loe khép ngược là 1 vách loa cuối cùng loe rộng ra ngoài như ta thường thấy . Loa thường dùng trong truyền tải thông tín đại chúng, trong xe cứu thương,cảnh sát,cầm tay,thiết bị phát nhạc,… 1.3.4. Thông số loa Loa điện thông thường có các thông số cơ bản : • Điện trở loa : Ký hiệu ( Ω ) xác định bằng điện trở của loa khi đo ở tần số 1Khz. • Công suất danh định : Công suất điện tính bằng VA hoặc W. • Dải tần tái tạo. • Trở kháng loa. • Hệ số song bài. • Áp lực âm tiêu chuẩn trung bình. 1.4. Diode 9 Hình 1.5 Hình dạng 1 số diode trong thực tế 1.4.1. Khái niệm Diode bán dẫn có cấu tạo là một chuyển tiếp p-n với hai điện cực nói ra , cực nối ra từ p gọi là Anot (A) , cực nói ra từ miền n gọi là Katot (K). Ký hiệu : Khi diode có điện thế Anot dương hơn Katot , ta nói diode phân cực thuận và diode dẫn điện . Ngược lại , khi diode có điện thế Anot âm hơn Katot thì diode bị phân cực ngược , diode không có dòng đi qua . 1.4.2. Phân loại - Theo công dụng thì ta có : Diode ổn áp,Diode phát quang,Diode thu quang,Diode biesn dung,Diode xung,Diode tách sóng . + Diode phát quang sử dụng ở điều khiển tivi, đèn led ở biển quảng cáo,nó phát ra ánh sáng. Hình 1.6 Diode phát quang Ngoài ra còn có : + Diode chỉnh lửu được ứng dụng trong bộ đổi nguồn . Hình 1.7 Diode chỉnh lưu + Diode biến dung được dùng nhiều trong các bộ thu phát sóng điện thoai,sóng cao tần,siêu cao tần . 10 [...]... quả : Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng song vuông có chu kỳ ổn định 1.7 LED thu - phát hồng ngoại 1.7.1 Khái niệm về tia hồng ngoại + Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại là ánh sang không thể nhìn thấy được bằng mắt thường , có bước sóng 0.86µm đến 0.98µm Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng + Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu Nó được ứng dụng rộng rãi... có thể đạt 3 mega bit /s + Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua thấu kính, tiêu cự ,…) Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất , vật liệu bán dẫn trở nên trong suốt đối với ánh sáng hồng ngoại , tia hồng ngoại không bị yếu đi khi vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài 1.7.2 LED hồng ngoại LED phát hồng ngoại. .. IC ổn áp Có 2 loại linh kiện ổn áp họ 78XX và 79XX Họ 78XX là họ cho ổn định điện áp đầu ra là dương Còn XX là giá trị điện áp đầu ra như 5V, 8V,… Họ 79XX là họ ổn định điện áp đàu ra là âm Còn XX là giá trị điện áp đàu ra như -5V,-8V,… Đồ án này cần điện áp 12V nên ta sử dụng IC 7812 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 19 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại Khi... ngoại bạn có thể hoàn toàn dùng như LED thường Với điện áp 5V thì điện trở hạn dòng từ 330 đến 470 LED thu hồng ngoại nên dùng loại vỏ hộp sắt giá 6000 đồng /1 cái ,loại này chống nhiễu tốt ,điện áp sử dụng là 5V 17 + Loại phát( có 2 chân ) : Là 1 LED hồng ngoại , nó hoạt động khi cấp nguồn (phân cực thuận) hoặc cấp xung là nó phát ra tia hồng ngoại + Loại thu (2 chân hoặc 3 chân) : Tia hồng ngoại từ... tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện khác , khi nó nhận được tín hiệu thì nó dẫn ( giống như một công tắc đóng mở mạch điện) CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH VÀ THỰC NGHIỆM 2.1 Sơ đồ nguyên lý 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn + Máy biến áp Yêu cầu đề bài điện áp ra ổn định tối đa là 12V DC , mà điện áp đầu là vào 220V AC nên ta có thể sử dụng máy biến áp 220V... 12V AC – 1A,… Trong đề tài chúng em chọn 220V AC – 24V AC – 3A vì sẵn có trong bộ linh kiện củ chúng em + Cầu chỉnh lưu Trong đề tài này chúng em lựa chọn cầu Diode tích hợp 3A để mạch thiết kế được nhỏ gọn + Tụ lọc Tụ có điện dung lớn để san phẳng diện áp làm giả m gợn sóng 18 Trong đồ án này chúng em chọn tụ 2200µF để san phẳng điện áp Tụ lọc cao tần là tụ gốm 104 vì tụ này có tần số lọc lớn 1... báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại Khi cấp nguồn LED PHAT phát ra tia hồng ngoại chiếu thẳng vào mắt LED THU nếu LED THU không bị chặn thì sẽ nhận tín hiệu từ LED PHAT và mở để dòng điện đi qua xuống mass , vì thế Transistor 1 khóa lại ,không có tín hiệu cấp vào chân 2 của IC NE555 và đầu ra 3 cũng không có tín hiệu đưa vào chân B của Transistor 2 nên Transistor 2 cũng khóa ,loa không kêu Khi... đến có dòng vào chân B của Transistor 1, kích mở cho Transistor 1 hoạt động , tín hiệu lấy ra từ chân C này được đưa vào chân 2 của IC NE555 IC NE555 nhận tín hiệu được khuếch đại đưa tín hiệu ra chân 3 , từ chân 3 của IC NE555 được cấp vào chân B của Transistor 2 làm Transistor 2 mở ra dẫn dòng Cuối cùng loa nhận được dòng tín hiệu và phát ra âm thanh báo động 2.3 Sơ đồ mạch in Hình 2.3 Sơ đồ mạch. .. nhau Nếu 2 diode có chung vùng bán dẫn p thì ta có Transistor ngược NPN, nếu có chung nhau vùng bán dẫn loại n thì ta có Trasistor thuận PNP Ba vùng nối ra 3 chân được gọi là 3 cực : 11 - Cực nối với vùng bán dẫn chung là cực gốc B (Base) Vùng này mỏng (10A o m) và có nồng độ tạp chất rất thấp - Hai cực còn lại nói với vùng bán dẫn ở 2 bên là cực phát Emitter (E) và cực thu Collector có cùng loại bán... thi của đề tài: Đề tài ứng dụng rộng rãi trong việc bảo vệ và an ninh trong gia đình hay trong các xí nghiệp nhỏ Mạch hoạt động tốt, ổn định hiệu quả Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình làm đồ án, song do còn hạn chế về mặt kiến thức và kỹ năng, nên không tránh khỏi những sai sót Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè để đồ án chúng em hoàn thiện hơn 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO . ta sử dụng IC 7812 . 2.2.2. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 19 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại Khi cấp nguồn LED PHAT phát ra tia hồng ngoại chiếu thẳng vào. có được trong quá trình học tập và nghiên cứu, đặc biệt là được sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Thị Huyền Linh chúng em được nhận nghiên cứu đề tài: Mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại. của IC NE555 16 2 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 18 2 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch báo có người vào nhà sử dụng tia hồng ngoại 20 2 Hình 2.3 Sơ đồ mạch in 20 2 Hình 2.4 Sơ đồ lắp ráp 21 2 Hình