Báo cáo bài tập dài môn điện tử ứng dụng

Báo cáo bài tập dài môn điện tử ứng dụng

Trường đại học Bách Khoa – Đại học quốc gia TP HCM Khoa Điện-Điện Tử-Bộ Môn Điện Tử - - BÁO CÁO BÀI TẬP DÀI MÔN: ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI 23 GVHD: Thầy Lưu Phú SVTH : Nhóm 20 Tp.HCM,21/05/2015 Phần 1: Cảm biến (D203B) 1 Giới thiệu cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) - PIR sensor cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích tia hồng ngoại Tia hồng ngoại (IR) tia nhiệt phát từ vật thể nóng Trong thể sống, có thân nhiệt (thông thường 37 độ C), từ thể phát tia nhiệt, hay gọi tia hồng ngoại, người ta dùng tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt dạng tín hiệu điện nhờ mà làm cảm biến phát vật thể nóng chuyển động Cảm biến gọi thụ động không dùng nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực, hay chủ động) mà phụ thuộc vào nguồn tha nhiệt, thân nhiệt thực thể khác, người vật -Cấu trúc cảm biến PIR a) Cảm biến PIR D203B b) Thấu kính Fresnel (tăng độ nhạy) Nguyên lý làm việc: Các nguồn nhiệt (với người vật nguồn thân nhiệt) phát tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kích lọc lấy tia hồng ngoại, cho tiêu tụ cảm biến hồng ngoại gắn đầu dò, tạo điện áp khuếch đại với FET Khi có nguồn nhiệt ngang qua, từ cảm biến cho xuất tín hiệu làm cho FET hoạt động xuất xung Để tăng khoảng cách dò tín hiệu, ta dùng mạch khuếch có biên độ đủ cao đưa vào mạch so áp để tác động vào thiết bị điều khiển… Dựa vào sơ đồ khuếch đại Datasheet DB203 ta có sơ đồ: Phân tích khối sơ đồ mạch: a) Khối khuếch đại 1: Vì tín hiệu cảm biến PIR có tần số thấp Nên ta có mạch khuếch đại kết hợp với lọc thông dải để lọc nhiễu không cần thiết Tần số cắt: flow1=1/(2πR4C4)=1.6 Hz; fhigh1=1/(2πR3C3)=16 Hz Độ lợi: Gain1=1+R3/R4=101 b) Khối khuếch đại Tương tự phần a, mạch có chức khuếch đại lọc nhiễu: Tần số cắt: flow1=1/ (2πR5C5)=1.6 Hz ; fhigh1=1/(2πR8C8)=16 Hz ; Độ lợi: Gain1=R8/R5=100 c) Khối so sánh : Sau khuếch đại tín hiệu, tín hiệu sánh với ngưỡng xuất mức logic để đưa vào MCU để xử lý Phần2: Điều khiển đóng mở cửa tự động Giới thiệu vi điều khiển AT89C51 8051 vi điều khiển họ vi điều khiển MCS51 Intel sản xuất vào năm 1980 Họ MCS51 họ 8-bit có khả định địa 64KB nhớ chương trình 64KB nhớ liệu Một số chip 8051 thông dụng: Kiến trúc phần cứng: Cấu hình chân: - VCC: Điện áp cung cấp - GND: Được nối đất - RST : ngõ vào RESET, chân RESET mức cao chu kỳ máy dao động chạy RESET chip - PSEN (Program Store ENable): nối với chân OE chip liệu bên ngoài, - ALE : (ALE : Adress Latch Enable) tín hiệu điều khiển xuất 8051, cho phép phân kênh bus địa bus liệu PORT0 - EA : (External Access): chọn nhớ giao tiếp EA=1: chọn nhớ nội, EA=0: chọn nhớ ngoại Cấu hình chọn nhớ ngoài: - PORT 0: Port cổng bit I/O chiều, Khi mức logic viết vào PIN PORT 0, Pin sử dụng cổng vào trở kháng cao Port cấu hình thành bus ghép kênh bit địa chỉ/dữ liệu thấp trình truy nhập nhớ ngoài, chế độ PIN PORT kéo lên bên Ngoài PORT sử dụng để nạp liệu cho chip - PORT 1: Port cổng I/O chiều có trở treo bên Khi mức logic viết vào PIN PORT 1, PIN kéo lên trở treo bên trong, sử dụng cổng vào Ngoài PIN P1.0 P1.1 cấu hình đầu vào Timer (AT89S52, AT89C52) Các pin P1.5, P1.6, P1.7 (AT89S51, AT89S52) PIN MOSI, MISO, SCK sử dụng để nạp cho chip qua ISP (In- System Programing) - PORT : Port cổng I/O chiều có trở treo bên Khi mức logic viết vào PIN PORT 2, PIN kéo lên trở treo bên trong, sử dụng cổng vào Port cấu hình thành bus ghép kênh bit địa cao trình truy nhập nhớ với 16 bit địa - PORT : Port cổng I/O chiều có trở treo bên Khi mức logic viết vào PIN PORT 3, PIN kéo lên trở treo bên trong, sử dụng cổng vào Ngoài Pin PORT có thêm chức đặc biệt khác: I ENCODER Động sử dụng Encoder tương đối loại sử dụng rộng rãi - Khối Encoder có phần là: Đĩa quay: cấu tạo gồm N rãnh lỗ (hay độ phân giải Encoder) Các cặp thu phát hồng ngoại 10 Khi động quay khối Encoder xuất tín hiệu dạng xung A B tần số, lệch pha 90 độ (do bố trị lệch cặp thu phát hồng ngoại) Với tín hiệu A, B xác định tốc độ chiều quay động thời điểm -Nguyên lý đo tốc độ động cơ: Khi tia hồng ngoại từ Led phát qua rãnh đĩa Encoder đến Led thu kênh A (B) tạo xung vuông, đĩa quay quay vòng kênh A (B)sẽ có N xung Gọi tốc độ động V(vòng/s), số xung Encoder đếm 1s n, ta có công thức tính tốc độ động cơ: V=n/N (vòng/s) - Cách xác định chiều quay động : Như nói, khối Encoder xuất xung A,B lệch pha 90 độ, từ đặc điểm này, động vị trí xác định chiều quay động cơ: Quay thuận: Kênh B trạng thái mức cao kênh A có cạnh xuống Quay nghịch: Kênh B trạng thái mức thấp kênh A có cạnh xuống (trong toán này) Tóm lại, để đo tốc độ động cơ, bạn cần đếm 1s Encoder xuất xung hay nói cách khác quy toán đo tần số xung vuông kênh A (hoặc kênh B) 11 Encoder II IC L298 IC L298 IC tích hợp nguyên khối gồm mạch cầu H bên Với điện áp làm tăng công suất đầu từ 5V – 47V , dòng lên đến 4A, L298 thích hợp ứng dụng công suất nhỏ động DC loại vừa … Mình tóm tắt qua chức chân L298: - chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 nối với chân 5, 7, 10, 12 L298 Đây chân nhận tín hiệu điều khiển - chân OUTPUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với chân INPUT) nối với chân 2, 3, 13, 14 L298 Các chân nối với động - Hai chân ENA ENB dung để điều khiển mạch cầu H L298 Nếu mức logic “1” (nối với nguồn 5V) cho phép mạch cầu H hoạt động, mức logic “0” mạch cầu H không hoạt động Với toán em trên, bạn cần lưu ý đến cách điều khiển chiều quay với L298: -Khi ENA = 0: Động không quay với đầu vào -Khi ENA = 1: INT1 = 1; INT2 = 0: động quay thuân INT1 = 0; INT2 = 1: động quay nghịch INT1 = INT2: động dừng tức (tương tự với chân ENB, INT3, INT4) Trong toán em sử dụng module L298 V1 để điều khiển chiều quay động DC Sơ đồ nguyên lý: 12 III.Sơ đồ giải thuật Lưu đồ cảm biến Cảm biến người S Đ Mở cửa Đ SV >5 Dừng động S Cảm biến người PWM S Delay Đóng cửa SV=0 Đ SV>5 S 13 Đ Dừng động PWM Lưu đồ PWM Dem=0 TH0=TL0=0x9b TH1=0x9b TF0=1 Đ S Dem++ Dem[...]... sánh nhạy dòng được ngim ở bên trong là 1V,cho nên dòng đình tối đa là 21 Các tụ chọn Cf=100pF: lọc nhiễu hồi tiếp, Co=470uF giữ điện áp ngõ ra tải không đổi Ci: lọc nhiễu ngõ vào D7,C7,R7 triệt subner bảo vệ quá áp trên mosfet 22 Tài Liệu Tham Khảo 0/ Giáo Trình Điện Tử Ứng Dụng_ Lưu Phú 1/http://mcu.banlinhkien.vn 2/ http://www.phuclanshop.com/TraoDoiHocTap-ChiTiet.aspx? NewsId=109 3/ http://signal.ee.bilkent.edu.tr/Theses/EminBireySoyer.pdf... ra từ 5V – 47V , dòng lên đến 4A, L298 rất thích hợp trong những ứng dụng công suất nhỏ như động cơ DC loại vừa … Mình tóm tắt qua chức năng các chân của L298: - 4 chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 được nối lần lượt với các chân 5, 7, 10, 12 của L298 Đây là các chân nhận tín hiệu điều khiển - 4 chân OUTPUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với các chân INPUT) được nối với các chân 2, 3, 13, 14 của L298... thì mạch cầu H không hoạt động Với bài toán của em ở trên, các bạn chỉ cần lưu ý đến cách điều khiển chiều quay với L298: -Khi ENA = 0: Động cơ không quay với mọi đầu vào -Khi ENA = 1: INT1 = 1; INT2 = 0: động cơ quay thuân INT1 = 0; INT2 = 1: động cơ quay nghịch INT1 = INT2: động cơ dừng ngay tức thì (tương tự với các chân ENB, INT3, INT4) Trong bài toán này em sử dụng module L298 V1 để điều khiển... 24V/3A: cấp cho động IC L298 điều khiển động cơ Bài toán thiết kế Dùng biến áp đưa 220V/50Hz về 2 nguồn 5VAC+/-20% và nguồn 12VAC+-/20% 11 1.Thiết kế nguồn xung 5VDC/0.5A Vin1(min)=5*0.8*1.41-0.7*2=4.24V 15 Vin1(max)=5*1.2*1.41-0.7*2=7.06V Pout=5*0.5=2.5W Ta chọn mạch flyback sử dụng IC MAX641 Giới thiệu về ICMAX641/642/643 (Xem them datasheet MAX641-MAX643_sử dụng với công suất ngõ ra từ 0.5mW-10W) Sớ... ( điện trở Ron) Pt=Pout+VF*Iout=2.5+0.45*0.5=2.725W Chọn tần số giao hoán của Q1 là fo=50KHz, chu kỳ nhiệm vụ t on=50% Với fo=50KHz và Vin1(min)=4.24V Điện cảm cuộn sơ cấp Với Vin1(max)=7.06V Dòng đỉnh qua cuộn sơ cấp Ta chọn Q1 IFR540 17 Từ hình 3.26  lõi có kích thước 18x11 và Ta chọn Tìm được số vòng dây cuộn sơ cấp: Tỷ số áp vào/áp ra: Chọn N1/N2=1.2 Suy ra số vòng thứ cấp N2=3 Theo bảng 3.5 ứng. .. công suất áp trên cuộn sơ cấp • Chọn C5=470uF@50V, C7=330p(lọc nhiễu, đáp ứng nhanh) Ngõ ra được điều chỉnh bởi R1 và R2 với R2=10K-10M và thường là hàng trăm KOhm 2.Thiết kế nguồn xung 24VDC/3A Vin2(min)=12*0.8*1.41-2*0.7=12.136V, Vin2(max)=12*1.2*1.41-2*0.7=18.904 Ta chọn mạch boost sử dụng IC UC3844 Sơ đồ mạch boost chi tiết sử dụng UC3844 19 2.1 Thiết kế cuộn dây, chọn diode công suất D1, Mosfet công... cuộn dây ` Từ hình 3.26 chonj kích thước lõi 22x13 có AL