ĐỒ ÁN MÔN HỌC: MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM DÙNG LED HỒNG NGOẠI

Chương I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀII – Đặt Vấn Đề : Để tăng năng suất lao động, đồng thời giảm sức lao động con người, giảm giá thành sản phẩm, trong sản suất hiện nay đã và đang ứng dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật. Một trong những nghành được ứng dụng rộng rãi trong việc tự động hóa sản xuất là kỹ thuật điện tử. Ví dụ để đếm số sản phẩm trên dây chuyền sản xuất, hiện nay do đòi hỏi nhu cầu sản xuất cao, tốc độ ,chính xác, phương pháp đếm thủ công không còn phù hợp nữa, chính vì lý do đó chúng em xin chọn đề tài mạch Đếm Sản Phẩm bằng Led thu phát.II – Phương án Thực Hiện:Việc thực hiện đề tài này chúng em sử dụng IC số, mạch nguồn, Led thu phát, led hiển thị, OpM, ….III – Phạm vi của đề tài:Trong đề tài này dùng led thu phát tạo thành bộ cảm biến để phát hiện sản phẩm đi qua (bộ đếm này có thể đếm được 99 sản phẩm) sau đó quay lại đếm từ đầu IV – Giới Thiệu Đề Tài:Đây là lần đầu thực hiện đồ án môn, kiến thức mình còn tiếp thu chưa hết nên khi thực hiện đề tài em chỉ thực hiện các phần chính sau.•Thiết kế mạch nguồn.•Thiết kế mạch thu phát hồng ngoại. •Thiết kết mạch tạo xung.•Thiết kế mạch đếm – giải mã – Hiển Thị. V – Giới Hạn – Hướng Phát Triển Của Đề Tài:Do sữ dụng IC số để đếm sản phẩm nên mạch chỉ đếm số sảm phẩm không nhiều, mạch thi công qua nhiều công đoạn có thể dẽ bị hư, khó đáp ứng tốt trong linh vực sản xuất công nghiệp trong các công ty có băng chuyền lớn, khi thay đổi số sản phẩm trong 1 khoảng nào đó ta có thể thay đổi điểm kết nối IC đếm.Để đề tài có tính ứng dụng nhiều hơn trong thực tế , ta có thể phát triển đề tài ở các điểm sau:•Thay thế mạch thu – phát bằng cảm biến quang, một cảm biến từ để tăng độ chính xác.•Mở rộng phạm vi đếm sản phẩm.•Dùng các cổng logic cơ bản để làm bộ đặt số. •Thay thế IC đếm bằng counter của 1 số Vi Điều Kiển (sử dụng VDK ) CHƯƠNG II: Sơ Đồ Khối Các Linh Kiện có liên quanPhần I sơ đồ khối toàn mạch: Sơ Đồ Khối Toàn Mạch Nhiệm vụ từng khối:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài: MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM DÙNG LED HỒNG NGOẠI 1 TRANG NHẬN XÉT & LỜI CÁM ƠN * Nhận xét của Giáo Viên hướng dẫn đồ án (Thầy Nguyễn Đình Phú): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… • Lời cảm ơn của Sinh Viên ( Người thực hiện SV Lớp 06501SP: Nguyễn Lộc Đức MSSV: 06501012 Nguyễn Đức Trung MSSV: 06051054) - Do yêu cầu môn học việc làm đồ án này rất cần thiết, dưới sự hướng dẫn của Thầy (Trao dồi những hướng dẫn cơ bản về chi tiết 1 đồ án, lên kế hoạch cần thực hiện, cũng như việc phân bố thời gian rất hợp lý, cung cấp kiến thức đầy đủ… ) Đã tạo điều kiện cho 2 thành viên chúng em hòan thành công việc 1 cách hòan chĩnh. Chúng em rất chân thành cám ơn vì điều này ! - Vì đây là lần đầu tiên làm đồ án môn học, sẽ không khỏi có nhiều thiếu sót, kính mong thầy thông cảm và có những nhận xét cũng nhưng góp ý, giúp em có những cái nhìn mới hơn, cũng nhưng trái khỏi những sai sót sau này. - Một lần nữa xin cám ơn thầy đã giúp chúng em hòan thành đồ án ! 2 Phụ Lục & Mục Lục Chương I:Giới Thiệu Đề Tài +Đặt vấn đề +Phương án thực hiện +Phạm vi đề tài +Giới Thiệu +Giới hạn và Hướng phát triển Chương II: Giới Thiệu cái linh kiện Trong mạch +LED phát +LED thu +LED 7 đoạn +74ls90 +7447 +OM-AMP Chương III: Giải thích hoạt động Từng phần trong mạch +Sơ đồ mạch nguồn cung cấp toàn mạch +Mạch Om-amp và IC đếm Chương IV:Thi Công Mạch +Các bước thực hiện +Sơ đò nguyên lý +Sơ đồ linh kiện +Sơ đồ mạch in Chương V: Kết luận và Tài liệu tham khảo và sử dụng: +Kết Luận +Tài liệu Chương VI: Hoàn Thành và Bảo vệ Đồ án môn trước GVHD 3 Chương I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI I – Đặt Vấn Đề : - Để tăng năng suất lao động, đồng thời giảm sức lao động con người, giảm giá thành sản phẩm, trong sản suất hiện nay đã và đang ứng dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật. Một trong những nghành được ứng dụng rộng rãi trong việc tự động hóa sản xuất là kỹ thuật điện tử. Ví dụ để đếm số sản phẩm trên dây chuyền sản xuất, hiện nay do đòi hỏi nhu cầu sản xuất cao, tốc độ ,chính xác, phương pháp đếm thủ công không còn phù hợp nữa, chính vì lý do đó chúng em xin chọn đề tài mạch Đếm Sản Phẩm bằng Led thu phát. II – Phương án Thực Hiện: - Việc thực hiện đề tài này chúng em sử dụng IC số, mạch nguồn, Led thu phát, led hiển thị, OpM, …. III – Phạm vi của đề tài: - Trong đề tài này dùng led thu phát tạo thành bộ cảm biến để phát hiện sản phẩm đi qua (bộ đếm này có thể đếm được 99 sản phẩm) sau đó quay lại đếm từ đầu IV – Giới Thiệu Đề Tài: - Đây là lần đầu thực hiện đồ án môn, kiến thức mình còn tiếp thu chưa hết nên khi thực hiện đề tài em chỉ thực hiện các phần chính sau. • Thiết kế mạch nguồn. • Thiết kế mạch thu phát hồng ngoại. • Thiết kết mạch tạo xung. • Thiết kế mạch đếm – giải mã – Hiển Thị. 4 V – Giới Hạn – Hướng Phát Triển Của Đề Tài: - Do sữ dụng IC số để đếm sản phẩm nên mạch chỉ đếm số sảm phẩm không nhiều, mạch thi công qua nhiều công đoạn có thể dẽ bị hư, khó đáp ứng tốt trong linh vực sản xuất công nghiệp trong các công ty có băng chuyền lớn, khi thay đổi số sản phẩm trong 1 khoảng nào đó ta có thể thay đổi điểm kết nối IC đếm. - Để đề tài có tính ứng dụng nhiều hơn trong thực tế , ta có thể phát triển đề tài ở các điểm sau: • Thay thế mạch thu – phát bằng cảm biến quang, một cảm biến từ để tăng độ chính xác. • Mở rộng phạm vi đếm sản phẩm. • Dùng các cổng logic cơ bản để làm bộ đặt số. • Thay thế IC đếm bằng counter của 1 số Vi Điều Kiển (sử dụng VDK ) 5 CHƯƠNG II: Sơ Đồ Khối & Các Linh Kiện có liên quan - Phần I sơ đồ khối toàn mạch: Sơ Đồ Khối Toàn Mạch 6 Khối Thu Phát Khối Tạo Xung Chuẩn Khối Đếm Khối Nguồn Khối Giải Mã Khối Hiển Thị - Nhiệm vụ từng khối: 1- Khối Nguồn: - Khối nguồn cung cấp diện áp 5V cho toàn mạch, có vai trò quan trọng. Nếu Điện áp và dòng điện không ổn định sẽ gây ảnh hưởng cho tất cả các IC trong mạch. 2- Khối thu phát: - Có chức năng như một bộ cảm biến , khi phát hiện sự xuất hiện của sản phẩm sẽ tạo ra xung đếm đưa đến khối tạo xung chuẩn. 3- Khối tạo xung chuẩn: - Từ xung nhận được của khối thu – phát tạo ra xung vuông cung cấp cho khối. 4- Khối đếm: - Có chức năng đếm số lượng xung (số sản phẩm đi qua) nhận được từ khối xung chuẩn. 5- Khối giải mã: - Giãi mã dữ liệu nhận được từ khối đếm là số BCD, sau đó xuất mã 7 đoạn tương ứng ở ngõ ra đưa đến khối hiên thị. 6- Khối Hiển thị: - Hiển thị số sản phẩm được đếm ra led 7 đoạn. 7 Phần II: Giới thiệu các linh kiện trong mạch. I – LED PHÁT: 1 – Cấu tạo và ký hiệu: Diode phát quang là 1 trong những linh kiện bán dẫn thuộc nhóm điện quang, biến đổi năng lượng ánh sáng, gồm có một chuyển tiếp P-N. Các Diode phát quang được chế tạo không phải trên cơ sỡ Si hay Ge như đa số các chất bán dẫn khác mà được chế tạo trên cơ sở Átentic – Phosphist – Gali Các Diode phát quang này phát sáng khi có dòng điện thuận chạy qua nó. Miền phổ bức xạ diode có giới hạn tương đối hẹp, vị trí của miền này phụ thuộc vào vật liệu bán dẫn được sử dụng. Cấu tạo và ký hiệu Led Phát 2- Nguyên lý làm việc: * Khi chuyển tiếp P-N phân cực thuận, sẽ có hiện tượng phun hạt dẫn ở mức cao (lổ trống từ P ++ phun sang N ++ Phun sang P++ ) và kèm theo đó là hiện tượng tái hợp bức xạ làm phát ra ánh sáng. 8 P N * Hiện tượng hợp bức xạ là hiện tượng giải phóng ra các hạt phôt khi có sự tái hợp trực tiếp giữa điện từ và lỗ trống. • Một số diode phát quang trên thị trường: + Diode GaAs cho ánh sáng hồng ngoại mà mắt thường không nhìn thấy được + Diode AsP cho ánh sáng khá kiến, ki thay đổi hàn lượng photpho, diode cho ra ánh sáng có màu đỏ,cam, vàng. + Diode GaP cho ánh sáng màu vàng hoặc màu xanh. II – LED Thu: 1- Cấu tạo và ký hiệu: - Ứng dụng hiệu ứng quang áp, người ta tạo ra diode quangg, đó là 1 chuyển tiếp P-N có cấu trúc sao cho ánh sáng dễ dàng chiesu trục tiếp lên bề mặt phiến bán dẫn. 2- Nguyên lý làm việc: -Khi làm việc, diode quang được phân cực nghịch nhờ nguồn điện áp Vcc và do đó có một dòng điện ngược ban đầu Io rất nhỏ. Khi được ánh sáng chiếu vào có thêm dòng điện tạo bởi các hạt dẫn sản sinh nhờ năng lượng proton và chạy cùng chiều với dòng điện ngược. Vì vậy dòng điện tổng chạy qua tải có trị số tăng lên theo cường độ ánh sáng chiếu vào. * Một số loại photodiode trên thị trường: + Diode quang PN + Diode quang PIN 9 V C C _ C I R C L E V C C _ C I R C L E C A T H O T C H U N G A N O T C H U N G Cấu tạo và kí hiệu Led Thu III - Giới Thiệu LED 7 đoạn: Cấu tạo Led 7 thanh gồm có 7 điot phát quang (LED) ghép nối với nhau chung Anot hoặc chung Catot 10 N p [...]... cho qua IC LM7805 để lấy ra điên áp V (Dc) ổn định II Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch om-amp và mạch đếm: - Đặt léd thu và led phát hồng ngoại đối diện nhau Khi không có sản phẩm di qua giưa 2 led thu và phát thì led thu sẽ không nhận được ánh 17 sáng hồng ngoại từ led phát làm điện trở của led thu giảm mạnh - Lúc này điện trở ngõ vào của Om-amp bằng với điện áp rơi trên điện trở R2 và gần bằng... làm xung cho bộ đếm - Xung đứ vào bộ đếm 74ls90  qua bộ giải mã  Hiển thị qua Led 7 đoạn - Khi chứa có sản phẩm đi qua, khối thu – phát không tạo ra xung đẻ đưa đến khối đếm - Khi có sản phẩm đi qua, khối thu- phát tạo ra xung clock đưa đến chân IC đếm thứ I – IC bắt đầu đếm ( hàng đơn vị) - Khi IC I đếm xong 1 chu kỳ tư 0->9 thì sẽ tạo 1 xung clock đưa đến chân IC II -> IC này bắt đầu đếm( hàng chục)... này bắt đầu đếm( hàng chục) Chương IV Thi Công Mạch I Các bước thực hiện: - Vẽ Mạch nguyên lí trong phần mềm , để mô phỏng nguyen tắc hoạt động của mạch - Sắp sếp bố trí linh kiên - Chuyển mạch nguyên lý sang mạch in 18 - Thi công mạch - Hàn linh kiện - Kiểm tra Hoạt động của mạch 19 II Sơ Đồ mạch nguyên lý: 20 III Sơ đồ bố trí linh kiện: 21 IV Sơ đồ Mạch In: 22 V Kết Luận và Tài liệu Tham khảo, sử... (mức logic 1) - Khi có sản phẩm qua giữa 2 led thu và phát, led thu bị che khuất nên nó không nhận đc ánh sáng hồng ngoại Lúc này điện trở thu rất lớn làm nó ngưng dẫn nên điện áp tại V- = 0v , vì V-< V+ ngỏ ra của Transitor có đien áp = V+ Điện áp Vbe của Transitor lúc này bằng 1 mấy transitor dẫn bão hòa Điện áp cực C lúc này bằng Vce sat rất bé - Như vậy thì khi có 1 sản phẩm qua cảm biến thì cảm... Động của Mạch I Sơ đồ nguồn cho toàn mạch: A Đặc tính: - Bộ nguồn cung cấp điện cho toàn mach hoạt động - Chức năng: ổn địng điện áp làm việc, dùng làm nguồn cung cấp cho toàn mạch B Nguyên tắc Hoạt động: - Cuộn thứ cấp có điện áp ra là 12 V, cho qua diode chinh lưu rồi qua tụ lọc để nắn điện áp và cuối cùng cho qua IC LM7805 để lấy ra điên áp V (Dc) ổn định II Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch om-amp... chia 10 bộ chia 10 7490 bộ chia 10 7490 Thiết kế mạch đếm ến tầng giải BCD mã led 7 thanh đến tầng giải mã led 7 thanh xung vào 13 U 1 c lo c k 14 1 2 3 6 7 C LK A C LK B R R R R 0 0 9 9 1 2 1 2 Q Q Q Q A B C D Q Q Q Q A B C D 12 9 8 11 Q Q Q Q 0 1 2 3 Q Q Q Q 4 5 6 7 7490 U 2 14 1 2 3 6 7 C LK A C LK B R R R R 0 0 9 9 1 2 1 2 12 9 8 11 7490 Để tạo bộ đếm 100, ta cần hai bộ chia 10 ghép nối với nhau... Trong quán trình nghiên cứu, thiết kế em đã vận dụng những kiến thức chuyên môn. , nhằm hoàn thành yêu cầu đặt ra Qua đó em được dịp cũng cố lại kiến thức cơ bản chuyên nghành Trên cơ sơ đó chúng em có thể đánh giá lại những gì mình có đc sau khi học - b Tài liệu: + Mạch số: PGS_TS Nguyễn Hữu Phương + Điện tử CB1: Lương Thị Bích Ngà +Điện Tủ CB2: Nguyễn Đình Phú Lương thị Bích Ngà + Các phần mềm vẽ mạch. .. vào của tầng thứ hai Đầu ra trọng số cao Q3 của IC thứ nhất khi đếm lên 9, sẽ chuyển trạng thái về 0,kích cho IC thứ hai tăng 1 giá trị, cứ như vậy khi chúng đạt 100 giá trị, cả hai sẽ cùng về trạng thái ban đầu, bắt đầu từ 00 KHỐI HIỂN THỊ IC 74hc47 U 2 Các IC hỗ trợ giải mã led 7 thanh như CD4511, 74HC47, 74HC48 Trong bài tập này ta dùng IC 7447 để giải mã như là một bộ hiển thị kết quả 7 1 2 6 3... trống = HIGH Các chân 1,2,6,7: các ngõ vào của tín hiệu BCD Chân số 3 Lamptest: dùng để kiểm tra các thanh đoạn của LED 7 thanh cũng như các ngõ ra của IC Chân số 4 Blank out: Chân cho phép đầu ra Chân số 5 Blank in : chân cho phép loại bỏ số 0 không mong muốn ở các bộ hiển thị Chân 9,10,11,12,13,14,15: các ngõ ra nối với led 7 thanh Chân số 8 và 16 cung cấp nguồn cho IC 15 V Cấu trúc của 1 OP- AMP:... việc ở cấu hình hồi tiếp âm: tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu ngõ vào vì vậy làm hgiarm tín hiệu ngõ vào của mạch b- Vùng bão hòa: - Trong chế độ này op-amp làm việc ở cấu hình hồi tiếp dương tức là tín hiệu hồi tiếp cùng pha với tín hiệu ngõ vào vì vậy làm tăng tín hiệu ngõ vào của mạch Ở cấu hình vòng hở op-amp sẽ làm việc với hệ số khuếch đại vòng hở và hệ số này rất lớn nên chỉ cần sự chêch