Việt Nam ta ngày một phát triển và giàu mạnh. Một trong những thay đổi đáng kể là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, một bước ngoặc quan trọng để đất nước thay đổi bộ mặt nghèo nàn của mình, để chúng ta con người Việt có cơ hội nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành Điện Tử nói riêng .Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi không ngừng thì chúng ta sẽ sớm lạc hậu và nhanh chóng thụt lùi. Nhìn ra được điều đó Trường “ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN” đã sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao. Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chung và trung tâm Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các Đồ Án Môn Học nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường, đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm. Chính vì vậy em đã chọn đề tài: “MẠCH ĐIỀU KHIỂN QUẠT”
LỜI MỞ ĐẦU ---- ---Việt Nam ta ngày một phát triển và giàu mạnh. Một trong những thay đổi đáng kể là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, một bước ngoặc quan trọng để đất nước thay đổi bộ mặt nghèo nàn của mình, để chúng ta - con người Việt có cơ hội nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành Điện Tử nói riêng . Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi không ngừng thì chúng ta sẽ sớm lạc hậu và nhanh chóng thụt lùi. Nhìn ra được điều đó Trường “ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN” đã sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao. Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chung và trung tâm Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các Đồ Án Môn Học nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường, đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm. Chính vì vậy em đã chọn đề tài: “MẠCH ĐIỀU KHIỂN QUẠT” LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô Trường ĐH sư phạm kỹ thuật hưng yên đã dạy dỗ trong suốt thời gian học tập vừa qua. Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thùy Dương đã tận tình hướng dẫn em trong thời gian làm đồ án. Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện Đồ Án của em không thể tránh khỏi sai sót, mong quý thầy cô trong hội đồng khảo thi bỏ qua và có hướng giúp đỡ để em có thể hoàn chỉnh đồ án của mình được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện Tử ----------o0o--------- CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ----------***--------- ĐỒ ÁN MÔN HỌC Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Vũ Văn Hoàng 2. Vũ Tiến Thành Khoá học: 2011 – 2015 Lớp : Đ_ĐTK9.4 Ngành đào tạo: Đo lường và điều khiển tự động Tên đề tài: ba số. Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển từ xa quạt bàn Số liệu cho trước: • Các tài liệu chuyên môn. • Quạt bàn ba số. Nội dung cần hoàn thành: • Lý luận chung về điều chỉnh tốc độ quạt bàn và điều khiển thay đổi tốc độ quạt bàn ba số. • Thiết kế, tính toán và chế tạo mạch điện điều khiển từ xa quạt bàn ba số. • Sản phẩm của đề tài phải đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật. • Quyển thuyết minh và các bản vẽ, phim chiếu thể hiện nội dung của đề tài. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Nguyễn Thị Thùy Dương NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... Ngày Tháng Năm CHỮ KÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU LINH KIỆN-----------------------------------------------------------------1_Phần phát hồng ngoại----------------------------------------------------------------------------------2. Mạch IC thu PT2249.----------------------------------------------------------------------------------3.Led phát hồng ngoại----------------------------------------------------------------------------------3.1Bộ thu hồng ngoại--------------------------------------------------------------------------------4_Một số loại linh kiện khác---------------------------------------------------------------------------4.1_ Điện trở.------------------------------------------------------------------------------------------4.2_ Tụ điện.------------------------------------------------------------------------------------------4.3_ Điốt,LED.----------------------------------------------------------------------------------------4.4. IC 7805-------------------------------------------------------------------------------------------4.6.Relay-----------------------------------------------------------------------------------------------CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỒ ÁN-----------------------------------------------------------------------2.1 Nhiệm vụ đề tài-----------------------------------------------------------------------------------2.2 Sơ đồ khối:----------------------------------------------------------------------------------------2.3 Thông số mạch-----------------------------------------------------------------------------------CHƯƠNG III: KẾT QUẢ---------------------------------------------------------------------------------3.1 Mạch in và sản phẩm---------------------------------------------------------------------------3.2Kết luận--------------------------------------------------------------------------------------------PHỤ LỤC THAM KHẢO---------------------------------------------------------------------------------- CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU LINH KIỆN 1_Phần phát hồng ngoại * Giới thiệu IC PT2248: - Mạch điện IC PT2248 sử dụng công nghệ CMOS quy mô lớn để chế tạo, là một linh kiện phát xạ mã hóa tia hồng ngoại rất thông dụng . Phạm vi điện áp nguồn của nó từ 2.2v đến 5.5v,công suất tiêu hao cực thấp,dòng diện trạng thái tĩnh chỉ 10µA, tổ hợp phím tối đa là ma trận phím 6x3. Chức năng chân: mạch diện IC SZ 9148 có 16 chân. Chức năng các chân: • • • • • • • • • Chân 1 (GND): là chân cấp nguồn âm. Chân 2 (X1): là đầu vào của bộ dao động bên trong. Chân 3(X2): là đầu ra của bộ dao động bên trong. Chân 4 đến chân 9: là các đầu vào tín hiệu của bàn phím kiểu ma trận. Chân 10 đến chân 12 :kết hợp với các chân 4 đến 9 hợp thành ma trận.Phím 6x3 , tức tối đa là 18 phím. Chân 13 (code): là đầu vào của mã số ,dùng mã số để truyền tải và tiếp nhận . Chân 14 (test): là chân đo thử ,bình thường khi sử dụng có thể bỏ trống. Chân 15 (out): làđầu ra tín hiệu truyền tải. Chân 16 (Vcc):là chân cấp nguồn dương. Sơ đồ khối: Bên trong IC PT2248 do bộ phân dao động, bộ phân tần, bộ giải mã, mạch điện đầu vào của bàn phím, bộ phận phát mã số… tạo thành. Tham số cực hạn của PT2248: Nguyên lý hoạt động: Trong IC PT2248 có chứa bộ đảo pha CMOS là điện 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 sóng mang là 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 T3 để tạo ra bàn phím 6x3 theo liểu ma trận. Tại T1, 6 phím đươc sắp xếp có thể tùy chọn để tạo thành 6x3 trạng thái tín hiệu liên tục được trình bày ở hình dưới đây: 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 hàng đồng thời ấn xuống thì thứ tự ưu tiên là K1>K2>K3>K4>K4>K5>K6. Không có nhiều phím chức năng trên cùng một đường K, nếu như đồng thời nhấn phím thì 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 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 không dùng trạng thái 00. Lệnh phát ra 12 bit như sau: Các bit C1, C2, C3 được thực hiện bằng việc nối hay không nối các chân T1, T2, T3 với chân code bằng các diode. Nếu nối qua diot thì các C tương ứng trở thành “1” và ở “0” khi không được nối. 2. Mạch IC thu PT2249. IC này cũng được chế tạo bằng công nghệ CMOS, nó đi cặp với IC phát PT2248 để tạo thành bộ IC thu - phát trong điều khiển xa bằng tia hồng ngoại. * Sơ đồ chân: * 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 sẽ luôn duy trì ở mức logic “1”. - Các chân 8 – 12 (SP5 – SP1): là đầu ra tín hiệu không liên 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 khoảng thời 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): dùng để nối với tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao động cho mạch. - Chân 16 (Vcc): là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp. * Sơ đồ khối bên trong: Do trong tín hiệu phát ra của IC phát có C1, C2và C3 cung cấp tín hiệu mã số cho người dùng, vì vậy đầu tiếp nhận cần phải có tín hiệu mã số tương ứng. IC PT2248 phối hợp với mã người dùng của IC PT2249 là: Đầu C (code) nối với tụ điện cho đến đất là “1”, trực tiếp nối đất là “0”. 3.Led phát hồng ngoại Led phát hồng ngoại được viết tắt là IR Red (Infra Red Led), hay còn gọi là nguồn phát tia hồng ngoại (Infra Red Emitters), giống như led bình thường (led phát quang- light emitting diode) và phát ra ánh sáng hồng ngoại. Nó được chế tạo bằng chất Arsenic-Galium (GaAs). Led hồng ngoại có đời sống khoảng 100.000 giờ (khoàng 11 năm), với các đặc trưng kỹ thuật như: - Điện áp thuận:Vf = 1,1 V ÷ 5V - Dòng điện thuận: If = vài chục mA ÷ vài trăm mA - Công suất cực đại: PMax = vài trăm mW Hình 1.6 Ký hiệu và hình dáng của led phát hồng ngoại 3.1Bộ thu hồng ngoại Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo và ký hiệu của bộ thu hồng ngoại Cấu tạo bán dẫn của quang transistor coi như gôm có một quang diode và một quang transistor. Nguyên lý hoạt động: trong quang transistor có quang diode làm nhiệm vụ cảm ứng quang điện và transistor làm nhiệm vụ khuếch đại. quang diode được sử dụng ở đây là mối nối P-N giữa cực B và cực C trong transistor, khi phân cực cho các chân thì diode B-E được phân cực thuận và diode B- C được phân cực ngược và khi được chiếu sáng thì dòng điện rỉ IBC sẽ tăng cao hơn bình thường nhiều lần. Dòng điện rỉ sẽ trở thành dòng IB vàđược transistor khuếch đại. độ khuếch đại của transistor từ 100-1000 và bộkhuếch đại không tuyến tính theo cường độ ánh sáng chiếu vào mối nối.Quang điện transistor có tốc độ làm việc chậm do tụ điện kí sinh CCB(tụ kí sinh giữa cực C và cực B).Quang transistorco1 tần số làm việc cao nhất chỉ khoảng vài trăm KHz, trong khi tần số làm việc cực đại của quang diode có thể lên vài chục MHz. • Mắt nhận hồng ngoại KSM-603LM. Đối với modul mắt thu trên thì trường có 2 loại module mắt thu tín hiệu hồng ngoại. Một loại vỏ sắt và 1 loại vỏ bằng nhựa. 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: Hình 1.25 Mắt nhận hồng ngoại KSM-603LM. Chân 1 là chân tín hiệu out. Chân 2 là chân GND Chân 3 là chân VCC. Ở mạch này em dùng mắt thu tín hiệu hồng ngoại có tên là KSM-603LM 4_Một số loại linh kiện khác 4.1_ 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. Đơn vị đo bằng Ω, KΩ, MΩ. 1MΩ = 1000 KΩ = 1000000Ω * Cách đọc trị số điện trở trong thực tế. Đọc theo màu sắc theo quy ước quốc tế: Màu Bạc Vàng Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Trị số 0 1 2 3 4 Sai số 10% 5% 1% 2% Xanh Lục Tím Xám Trắng 5 6 7 8 9 0.5% 0.25% 0.1% Chú ý: điện trở là linh kiện không phân cực nên khi mắc vào mạch điện ta không cần để ý đến đầu âm dương làm gì (đầu nào cũng như đầu nào). 4.2_ Tụ điện. Tụ điện là một linh kiện thụ động và được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử, được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu mạch truyền tín hiệu, mạch dao động… a) Khái niệm. Tụ điện là linh kiện dung để cản trở và phóng nạp khi cần thiết và được đặc trưng bởi dung kháng phụ thuộc vào tần số điện áp. Ký hiệu của tụ điện trong sơ đồ nguyên lý là: (pF). Tụ không phân cực là tụ có hai cực như nhau và giá trị thường nhỏ Tụ phân cực là tụ có hai cực tính âm và dương không thể dũng lẫn lộn nhau được. Có giá trị lớn hơn so với tụ không phân cực. b) Cấu tạo. Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi như tụ hóa, tụ gốm, tụ giấy… Hình dạng tụ trong thực tế. Tụ hóa. Tụ gốm. 4.3_ Điốt,LED. 4.3.1. Điốt. Được cấu tạo từ hai lớp bán dẫn tiếp xúc nhau. Diode có hai cực là Anot (A) và Katot (K). Nó chỉ cho dòng một chiều từ A sang K và nó được coi như van một chiều trong mạch điện và được ứng dụng rộng rãi trong các máy thu thanh thu hình, các mạch chỉnh lưu, ổn định điện áp. Hình dạng diode trong thực tế. Kí hiệu diode trong các mạch nguyên lý. Nguyên tắc hoạt động của diode: chỉ cho dòng một chiều từ A đến K chứ không cho dòng chạy ngược lại. 4.3.2. LED. LED là viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là các diode có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại , tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N • Tính chất. Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn. LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5V đến 3V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó, LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra Loại LED Đỏ Vàng Xanh lá cây Điện thế phân cực thuận 1,4 - 1,8V 2 - 2,5V 2 - 2,8V 4.4. IC 7805 Là loại IC ổn áp khá thông dụng, cho ở đầu ra (chân3) của IC mức điện áp ổn định là 5V. Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp. Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V. Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau, dưới đây là minh họa cho IC ổn áp 7805. Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân: - Chân số 1 là chân INPUT . - Chân số 2 là chân GND. - Chân số 3 là chân OUTPUT. Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi. 4.6.Relay Cấu tạo của relay điện từ gồm có: phần cố định, phần nắp chuyển động, cuộn dây kích thích, lò xo, tiếp điểm cố định, tiếp điểm động. Relay hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, khi có dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ sinh lực điện từ hút nắp về phía lõi, khi lực điện từ đủ lớn sẽ thắng được lực hút của lò xo, do đó làm tiếp điểm động của Relay hoạt động. Khi không có dòng điện qua Relay thì tiếp điểm động sẽ không hoạt động. Từ đó, người ta còn gọi Relay là công tắc điện từ. Nhờ vào đặc tính này mà Relay được ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật. Hình 1.13 Các tiếp điểm và hình dáng của relay 5 chân CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỒ ÁN 2.1 Nhiệm vụ đề tài Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử đã góp phần nâng cao năng suất lao động, giảm nhẹ sức lao động chân tay cho con người và góp phần nâng cao đời sống vật chất cũng như tinh thần cho con người. Xuất phát từ nhu cầu phục vụ đời sống con người ngày càng tốt hơn, em quyết định chọn đề tài điều khiển quạt từ xa. Trong thực tế thì vấn đề điều khiển các thiết bị từ xa cụ thể các thiết bị dân dụng đã được áp dụng nhưng chưa phổ biến, điểu khiển quạt cũng vậy. Một số nhiệm vụ khi thực hiện đề tài là: - Điều khiển quạt từ xa bằng Remote rất dễ cho người sử dụng. - Là cơ sở để cĩ thể được mọi người phát triển mạch nên cao hơn nữa đem ứng dụng vào đời sống phục vụ con người. - Quá trình thực hiện đề tài một phần giúp em củng cố nắm vững lý thuyết, tạo cho mình cĩ được khả năng nhiên cứu độc lập. - Thấy được sự khác biệt giữa tính tốn trên lý thuyết và thực tế. 2.2 Sơ đồ khối: 2.2.1 Sơ đồ khối: Khối thu Khối mạch động lực và điều khiển Động cơ DC Khối nguồn Khối mạch động lực và điều khiển động cơ Khối phát . Sơ đồ khối có 3 khối chính: + Khối nguồn. + Khối phát hồng ngoại. + Khối thu hồng ngoại + Khối mạch điều khiển động cơ. 2.2.2 Nhiệm vụ của từng khối: . 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 động lực và điều khiển đông cơ và động cơ DC 12V. Máy biến áp lấy đầu vào (input) là nguồn điện AC220 V cho ở đầu ra mức điện áp phù hợp (5V hoặc 12V) cấp cho 2 khối còn lại. Có chức năng nhận tín hiệu từ mạch phát và cung cấp tín hiệu đầu vào (cung cấp tín hiệu vào chân 14 của IC 4017) dùng để điều chỉnh đóng mở các khóa bán dẫn làm quạt hoạt động theo yêu cầu của đề tài. + Khối phát hồng ngoại. Làm nhiệm vụ phát ra tín hiệu hồng ngoại để giúp mạch thu hoạt động.Có cấu tao sau: - Phím lệnh điều khiển: Các lệnh được thiết lập thơng qua bàn phím, mỗi lệnh ứng với một phím tác động. Cấu tạo của bàn phím có thể là phím đơn hay phím ma trận. - Khối mã hoá: Biến đổi các lệnh điều khiển thành các bít nhị phân. Quá trình xử lý các lệnh điều khiển trên bàn phím thành lệnh dưới dạng các bit nhị phân được gọi là quá trình mã hoá. Có 4 phương pháp mã hoá tín hiệu như sau: - Biến điệu biên độ xung (P.A.M) - Biến điệu độ rộng xung (P.W.M ) - Biến điệu vị trí xung (P.P.M ) - Biến điệu mã xung (P.C.M ) Trong đó biến điệu mã xung được xử dụng nhiều nhất trong điều khiển xa dùng sóng hồng ngoại. Vì phương pháp này khá đơn giản dể thựchiện trong quá trình thiết kế thi công. - Khối điều chế: gắn sóng mang vào mã lệnh điều khiển và truyền đến phần khuếch đại phát. Khối dao động tạo sóng mang: Tạo ra sóng mang có tần số ổn định đem trộn với mã lệnh điều khiển rồi đưa đến khối khuếch đại phát. - Khối khuếch đại công suất: Khuếch đại và nâng công suất dòng tức thời cung cấp cho led phát hồng ngoại. Do led phát hồng ngoại được thiết kế làm việc ở chế độ ngắn hạn nên sử dụng được dòng cao lên đến vài trăm mA. - Khối tạo phím lệnh điều khiển: IC 9148 có khả năng tạo ra tổ hợp 18 phím lệnh từ ma trận 6×3 (được cấu hình sẳn bên trong IC) trong đó có 6 phím liên tục (1 ÷ 6) và 12 phím không liên tục (7 ÷ 18), nhưng do yêu cầu của đề tài ta chỉ cần sử sụng 4 phím. - Khối mã hoá: Trong tín hiệu phát của mạch phát ra có 3 mã code đó là C1,C2,C3 đây là mã tín hiệu cung cấp cho người dùng. IC PT2248 kết hợp với IC Pt2248 thì mã người dung có 3 lựa chọn sau đây: PT 2248 C2 C3 0 1 PT 2249 C2 0 C3 1 Đối với IC PT 2249: để C2=(1), C3=(1) ta mắc chân C2,C3 nối tiếp qua tụ 102 xuống mass. - Khối tạo xung: Để cho tần số dao động được ổn định và chính xác ta dùng thạch anh làm mạch dao động với tần số dao động là 455KHz. Nhưng do mỗi lần có một lệnh điều khiển tác động từ bàn phím thì tại các ngõ ra tương ứng của IC 9148 xuất hiện một mã lệnh được cấu thành từ 12 bit (C1C2C3 K1K2K3K4K5K6 T1T2T3) nên tần số dao động tín hiệu phát đi xem như điqua mạch chia 12 tần số: -Do cấu tạo bên trong IC PT2248 có 1 cổng đảo dùng để phối hợp với các linh kiện ngoài bằng thạch anh hoặc bằng mạch LC để tạo thành mạch dao động . Vì mạch LC khá cồng kềnh và độ ổn định không cao so vói thạch anh nên em đã quyết định chọn bộ dao động thạch anh Tần số dao động này sẽ kết hợp với tín hiệu phát làm thành phần sóng mang lan truyền trong không gian đến mạch thu. - Khối khuếch đại công suất phát: Để cường độ bức xạ của tia hồng ngoại ra môi trường mạnh thì dòng qua led phát phải đủ lớn nhưng không được vượt quá giá trị I(ledmax). Do đó tín hiệu sau khi xử lý sẽ cho qua bộ khuếch đại để nâng công suất lên đủ lớn phát xạ ra không gian. Để đơn giản ta dùng 2 transistor ghép Darlington với nhau. Vì ngõ ra của IC PT 2248 khi chưa có phím ấn là mức 1và khi có phím ấn là mức 0, do đó ta chọn Transistor A1015(PNP) Chọn nguồn Vdd=3V để cho phù hợp với việc thiết kế bộ nguồn 3V sử dụng 2 Pin AA× 1,5V. Ta có: 2.3 Thông số mạch 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý *Sơ đồ nguyên lý mạch phát: Nguyên lý hoạt động của mạch phát Từ nguyên lý làm việc của IC PT2248 ta biết mỗi lần mạch phát ra 2 nhóm số liệu, mỗi nhóm số liệu của tín hiệu phát ra là 12 bit, trong đó có 3 bit mã người dùng (C1, C2, C3), 6 bit mã phím vào (D1 đến D6) và 3 bit mã liên tục hay không liên tục (H, S1, S2). Khi ta nhấn bất kỳ một trong các phím có thứ tự từ 7 đến 12 thì tại phím đó lên mức cao [1], các phím còn lại vẫn ở mức thấp. Chẳng hạn vào là 001000 hay mã số của số liệu phát ra D1 ~ D6 là 001000 tương ứng như kết nối ở sơ đồ nguyên lý các phím kết nối với T2 (ứng với S1) cũng lên như nhấn phím số 9 thì chân 6 (K3) lên mức cao và lúc này mạch điện bàn phím nạp mức cao, đây là các phím không liên tục còn T1 và T3 (ứng với H và S2) vẫn ở mức thấp, vậy mã phát sinh tín hiệu liên tục và không liên tục bây giờ là 010, hơn nữa như sơ đồ kết nối T1 nối qua chân code qua diode D3. Do đó , tạo ra mã người dùng C1, C2, C3 tương ứng là 110. Khi IC PT2248 kết hợp với một bộ giao động biên ngoài (là mạch LC hoặc thạch anh) dao động với tần số 455 KHz, thì tần số phát xạ ngỏ ra của mạch là 38 KHz. Và chúng chỉ tạo ra giao động và phím ấn nhờ vậy mà làm cho mạch tiêu hao công suất rất bé. Tín hiệu sau khi được điều chế được lấy ra chân 15 (TXout) qua điện trở 10 Kvà được khuếch đại nhờ hai transistor C1815 và A1015 sau đó đưa đến led hồng ngoại. Để tăng góc phát tín hiệu người ta có thể sử dụng 2 led nối song song với nhau. Chân 15 của PT2248 được mắc vào chân B của transistor Ạ1015 để khuếch đại trước khi cho qua led hồng ngoại để phát ra ngoài vì tín hiệu ra tại chân 15( IC PT2248) rất yếu không thể hoặc có đi chăng nữa thì tín hiệu ra cũng không thể truyền đi xa được. Tín hiệu lại một lần nữa lại được khuếch đại thông qua transistor C1815 và cuối cùng thì cho tín hiệu được phát ra ngoài thông qua led hồng ngoại để phát tín hiệu ra ngoài. Mạch thu Nguyên lý hoạt động của mạch thu Khi nhấn bất kỳ phím nào ở bộ phận phát tương ứng led phát có nhiệm vụ biến dòng điện thành quang phát xạ ra môi trường, led thu nhận tín hiệu đó biến đổi từ quang thành điện, sau đó đưa qua bộ khuếch đại, tách sóng loại bỏ song mang, rồi đưa tới đầu vào mạch điện IC PT2249 (chân 2 RIN), đầu tiên IC tiến hình đối với tín hiệu đầu vào, sau đó xử lý ở các bộ phận dao động, bộ đếm số cộng, bộ nhớ dịch hàng đầu vào, bộ nhớ dịch hàng kiểm tra số liệu ghi, mạch xung đầu vào, kiểm tra mã, đo kiểm tra sai sót cuối cùng là mạch hãm xung đầu vào để đếm các ngõ ra liên tục và không liên tục. Mạch sử dụng nguồn 5v DC ổn định được cấp trực tiếp vào IC và led thu. Led thu có 3 chân: [1] là chân mass, [2] chân hiệu ngõ ra, [3] chân nguồn có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ mạch phát, khuếch đại chúng sau đó được tách sóng loại bỏ sóng mang 38 KHz và giữ lại tín hiệu 12 bit rồi đưa ra chân Vout. Tín hiệu từ chân Vout của led thu được đảo pha bằng mạch đảo pha dùng transistor mắc theo kiểu E chung sau đó mới đưa vào chân RxIN của IC. Các linh kiện LC mắc song song một đầu tiếp đất và đầu còn lại nối với chân 15 của IC để tạo nên dao dộng cho mạch nhờ vào dao động đó mà IC mới kiểm tra được tín hiệu tiếp nhận và đồng hồ báo giờ bên trong. Sau khi PT2249 nhận tín hiệu ở Rxin nó tiến hành so sánh hai nhóm tín hiệu mà PT2249 phá ra (mỗi nhóm tín hiệu mà PT2248 phát ra l2 bit) sau khi nhận được nhóm tín hiệu thứ nhất lập tức gửi vào bộ nhớ ghi dịch 12 bit rồi sau đó so sánh với từng bit của nhóm tín hiệu thứ hai, nếu như hai nhóm tín hiệu đó giống nhau thì đầu ra tương ứng sẽ từ mức thấp lên mức cao còn nếu khác nhau thì sẽ gây ra sai sót, lập tức sẽ trở về trạng thái ban đầu trong tín hiệu phát ra của PT2248 có C1 C2 C3 cung cấp tín hiệu mã số người dùng vì vậy đầu tiếp nhận cần phải có tín hiệu mã số tương ứng, máy khác nhau có số khác nhau để có sự phân biệt giữa chúng. PT2248 phối hợp giữa người dùng cửa PT2249 cho ra 3 chọn lựa: C1 C2 C3 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Để thu được và giải mã được thì phải thiết kế sao cho mã người dùng của mạch thu và mạch phát phải giống nhau. Với các chân 13, 14 nếu như chúng ta nối với tụ và nối với đất thì đại diện là (1) còn nếu chúng ta được nối trược tiếp với đất thì được đại diện là (0). Tương ứng với nó chân 14 là (C1), chân 13 là (C2). Còn lại C3 của chân PT2249 được đặt ở mức 1 tùy theo thiết kế của từng người mà chúng ta sẻ chọn 3 sự lựa chọn riêng (không có trường hợp C1 C2 của PT2249 đồng thời ở mức (00)). Đối với PT2248 thì các diode đươc nối với các chân T1 T2 T3 với các chân Code thì chúng ta sử dụng chọn lựa thứ 3 đó là C1 C2 C3 (111). Như vậy chúng ta sẽ nối chân 13, 14 với tụ xuống đất. + Khối mạch điều khiển động cơ. Có chức năng điều chỉnh động cơ. Nhận tín hiệu điều khiển để sử lý, tin hiệu đưa đến điều khiển có thể từ khối thu đưa tới ứng với trường hợp ta điều khiển từ xa bằng Remote. Hoặc từ nút nhấn, hai chế độ này hoạt động song song với nhau. Song song ở dây có nghĩa là ta vừa có thể đều khiển bằng Remote hoặc bằng nút nhấn. Mổi ngõ ra của khối đều khiển được kết nối với từng cuộn dây của quạt thông qua khóa relay CHƯƠNG III: KẾT QUẢ Mạch in và Sản phẩm Mạch phát Mạch thu: Phần điều khiển Điều khiển 3.2Kết luận 3.2.1 Hạn chế • Mạch đòi hỏi phải sử dụng nhiều linh kiện do đó giá thành sản phẩm khá cao. • Mạch cồng kềnh, phức tạp. • Chưa có mạch hẹn giờ kết hợp. • Chưa kết hợp được chế độ tự động điều khiển theo nhiệt độ. 3.2.2 Phương hướng phát triển Để đề tài này tăng phần hiệu quả sử dụng cần đáp ứng được những yêu cầu sau: • Dùng kỹ thuật vi điều khiển vào trong mạch khi đó mạch chở lên đơn giản, giảm giá thành và gọn nhẹ hơn. • Có thể thiết kế thêm bộ hẹn giờ. • Cao hơn nữa là ta kết hợp chế độ tự động (Auto Fan) Đó là những yêu cầu mà em chưa có điều kiện thực hiện được, mong rằng những yêu cầu đó sẽ được thực hiện trong thời gian không xa để hoàn thành một mạch điều khiển hoàn thiện hơn. Sau cùng, một lần nữa em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thùy Dương cùng các thầy cô trong khoa Điện-Điện Tử đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm Đồ Án. Xin chân thành cảm ơn các bạn cùng lớp đã đóng góp những ý kiến quý báu để đề tài này hoàn thành tốt đẹp. PHỤ LỤC THAM KHẢO 1.Giáo trình kỹ thuật số Đại Học SPKT Hưng Yên 2. Kĩ thuật số thực hành - Huỳnh Đắc Thắng (NXB Khoa học Kĩ thuật) 3. www.google.com.vn 4. www.ant7.com 5. www.dientuvietnam.com 6. www.hiendaihoa.com 7. Sơ đồ tra cứu linh kiện bán dẫn – Dương Minh Trí [...]... PT2249 đồng thời ở mức (00)) Đối với PT2248 thì các diode đươc nối với các chân T1 T2 T3 với các chân Code thì chúng ta sử dụng chọn lựa thứ 3 đó là C1 C2 C3 (111) Như vậy chúng ta sẽ nối chân 13, 14 với tụ xuống đất + Khối mạch điều khiển động cơ Có chức năng điều chỉnh động cơ Nhận tín hiệu điều khiển để sử lý, tin hiệu đưa đến điều khiển có thể từ khối thu đưa tới ứng với trường hợp ta điều khiển. .. độc lập - Thấy được sự khác biệt giữa tính tốn trên lý thuyết và thực tế 2.2 Sơ đồ khối: 2.2.1 Sơ đồ khối: Khối thu Khối mạch động lực và điều khiển Động cơ DC Khối nguồn Khối mạch động lực và điều khiển động cơ Khối phát Sơ đồ khối có 3 khối chính: + Khối nguồn + Khối phát hồng ngoại + Khối thu hồng ngoại + Khối mạch điều khiển động cơ 2.2.2 Nhiệm vụ của từng khối: Nguyên lý hoạt động từng khối +... phát từ nhu cầu phục vụ đời sống con người ngày càng tốt hơn, em quyết định chọn đề tài điều khiển quạt từ xa Trong thực tế thì vấn đề điều khiển các thiết bị từ xa cụ thể các thiết bị dân dụng đã được áp dụng nhưng chưa phổ biến, điểu khiển quạt cũng vậy Một số nhiệm vụ khi thực hiện đề tài là: - Điều khiển quạt từ xa bằng Remote rất dễ cho người sử dụng - Là cơ sở để cĩ thể được mọi người phát triển... Trong đó biến điệu mã xung được xử dụng nhiều nhất trong điều khiển xa dùng sóng hồng ngoại Vì phương pháp này khá đơn giản dể thựchiện trong quá trình thiết kế thi công - Khối điều chế: gắn sóng mang vào mã lệnh điều khiển và truyền đến phần khuếch đại phát Khối dao động tạo sóng mang: Tạo ra sóng mang có tần số ổn định đem trộn với mã lệnh điều khiển rồi đưa đến khối khuếch đại phát - Khối khuếch đại... nhấn, hai chế độ này hoạt động song song với nhau Song song ở dây có nghĩa là ta vừa có thể đều khiển bằng Remote hoặc bằng nút nhấn Mổi ngõ ra của khối đều khiển được kết nối với từng cuộn dây của quạt thông qua khóa relay CHƯƠNG III: KẾT QUẢ Mạch in và Sản phẩm Mạch phát Mạch thu: Phần điều khiển Điều khiển 3.2Kết luận 3.2.1 Hạn chế • Mạch đòi hỏi phải sử dụng nhiều linh kiện do đó giá thành sản... ra tín hiệu hồng ngoại để giúp mạch thu hoạt động.Có cấu tao sau: - Phím lệnh điều khiển: Các lệnh được thiết lập thơng qua bàn phím, mỗi lệnh ứng với một phím tác động Cấu tạo của bàn phím có thể là phím đơn hay phím ma trận - Khối mã hoá: Biến đổi các lệnh điều khiển thành các bít nhị phân Quá trình xử lý các lệnh điều khiển trên bàn phím thành lệnh dưới dạng các bit nhị phân được gọi là quá trình... khối: khối thu và khối mạch động lực và điều khiển đông cơ và động cơ DC 12V Máy biến áp lấy đầu vào (input) là nguồn điện AC220 V cho ở đầu ra mức điện áp phù hợp (5V hoặc 12V) cấp cho 2 khối còn lại Có chức năng nhận tín hiệu từ mạch phát và cung cấp tín hiệu đầu vào (cung cấp tín hiệu vào chân 14 của IC 4017) dùng để điều chỉnh đóng mở các khóa bán dẫn làm quạt hoạt động theo yêu cầu của đề tài +... hợp được chế độ tự động điều khiển theo nhiệt độ 3.2.2 Phương hướng phát triển Để đề tài này tăng phần hiệu quả sử dụng cần đáp ứng được những yêu cầu sau: • Dùng kỹ thuật vi điều khiển vào trong mạch khi đó mạch chở lên đơn giản, giảm giá thành và gọn nhẹ hơn • Có thể thiết kế thêm bộ hẹn giờ • Cao hơn nữa là ta kết hợp chế độ tự động (Auto Fan) Đó là những yêu cầu mà em chưa có điều kiện thực hiện được,... dáng của relay 5 chân CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỒ ÁN 2.1 Nhiệm vụ đề tài Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử đã góp phần nâng cao năng suất lao động, giảm nhẹ sức lao động chân tay cho con người và góp phần nâng cao đời sống vật chất cũng như tinh thần cho con người Xuất phát từ nhu cầu phục vụ đời sống con người ngày càng tốt hơn, em quyết định chọn đề tài điều. .. hiện được, mong rằng những yêu cầu đó sẽ được thực hiện trong thời gian không xa để hoàn thành một mạch điều khiển hoàn thiện hơn Sau cùng, một lần nữa em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thùy Dương cùng các thầy cô trong khoa Điện-Điện Tử đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm Đồ Án Xin chân thành cảm ơn các bạn cùng lớp đã đóng góp những ý kiến quý báu để đề tài này hoàn thành tốt đẹp ... đề tài điều khiển quạt từ xa Trong thực tế vấn đề điều khiển thiết bị từ xa cụ thể thiết bị dân dụng áp dụng chưa phổ biến, điểu khiển quạt Một số nhiệm vụ thực đề tài là: - Điều khiển quạt từ... mạch điều khiển từ xa quạt bàn Số liệu cho trước: • Các tài liệu chuyên môn • Quạt bàn ba số Nội dung cần hoàn thành: • Lý luận chung điều chỉnh tốc độ quạt bàn điều khiển thay đổi tốc độ quạt bàn... tốn lý thuyết thực tế 2.2 Sơ đồ khối: 2.2.1 Sơ đồ khối: Khối thu Khối mạch động lực điều khiển Động DC Khối nguồn Khối mạch động lực điều khiển động Khối phát Sơ đồ khối có khối chính: + Khối