Đồ Án Mạch Nháy Theo Nhạc (có sơ đồ nguyên lý và mạch thực tế dưới file)

(http://dientutdt.com)

Trang 1

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Trang 2

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong trường Đại học Tôn ĐứcThắng nói chung và các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử, bộ môn Điện tửviễn thông nói riêng đã tận tình giảng dạy cho tôi nhưng kiến thức căn bản,kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua Đặc biệt tôi xin cảm ơn Thầy

TS Đặng Ngọc Minh Đức giảng viên hướng dẫn đã chấp nhận cho tôi thựchiện đề tài của mình là “Mạch LED nháy theo nhạc dùng Mic” Trong quátrình thực hiện đồ án Thầy đã tận tình giúp đỡ và chỉ bảo, hướng dẫn tôitrong suốt quá trình làm đồ án 1 Tôi nghiên cứu đề tài này dựa trên nhữngkiến thức đã học và một phần qua nghiên cứu một số tài liệu có liên quantrên mạng internet và trong sách vở

Để hoàn thành đồ án này đúng thời hạn và đầy đủ.Tôi xin chân thànhcảm ơn Thầy TS Đặng Ngọc Minh Đức, cùng toàn thể các thầy cô khoađiện trường đại học Tôn Đức Thắng đã tạo điều kiện và hướng dẫn tôi từkhi nhận đề tài đến khi hoàn thành sản phẩm

Chắc chắn rằng trong lúc làm đồ án sẽ xảy ra những thiếu sót Mongthầy cô góp ý và sửa chữa để đồ án của tôi có thể hoàn thể hoàn thiện,phát triển được và ứng dụng một cách rộng rãi, có ích trong thực tiễn

TP Hồ Chí Minh, ngày 4 tháng 4 năm 2016

Tác giả

Nguyễn Trần Thiện Luân

i

Trang 4

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được

sự hướng dẫn khoa học của Thầy TS Đặng Ngọc Minh Đức; Các nội dungnghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất

kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ choviệc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồnkhác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong báo cáo còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũngnhư số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn vàchú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung báo cáo của mình Trường đại học Tôn Đức

Thắng không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây

ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

TP Hồ Chí Minh, ngày 4 tháng 4 năm 2016

Tác giả (ký tên và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Trần Thiện Luân

ii

Trang 5

(Trang này dùng để đính kèm Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp có chữ ký củaGiảng viên hướng dẫn)

iii

Trang 6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ

-CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -

LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN 1

Họ tên sinh viên: Nguyễn Trần Thiện Luân

Lớp: 13040203 MSSV: 41302244 Tên đề tài: Mạch LED nháy theo nhạc dùng Mic

Trang 7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ

-CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -

GV HƯỚNG DẪN

v

Trang 8

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.2 LỊCH SỬ1

1.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU 1

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 2

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 8

3.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH NGUỒN 8

3.1.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch 8

3.1.2 Thiết kế sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động 8

3.1.3 Chức năng các linh kiện trong mạch 9

3.1.4 Mạch in vẽ bằng phần mềm proteus 9

3.1.5 Mạch thực tế 10

3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐỀ TÀI 10

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch 10

3.2.2 Thiết kế sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động 11

3.2.3 Chức năng các linh kiện trong mạch 12

3.2.4 Mạch in vẽ bằng phần mềm proteus 13

3.2.5 Mạch thực tế 13

vi

Trang 9

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 14

5.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠCH 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

vii

Trang 10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

HÌNH 2-1: HÌNH ẢNH THỰC TẾ VÀ SƠ ĐỒ CHÂN CỦA IC LM3915 2

HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ BÊN TRONG IC LM3915 2

HÌNH 2-3: HÌNH ẢNH THỰC TẾ VÀ SƠ ĐỒ CHÂN CỦA IC LM386 3

HÌNH 2-4: SƠ ĐỒ BÊN TRONG IC LM386 4

HÌNH 2-5: HÌNH ẢNH THỰC TẾ VÀ SƠ ĐỒ CHÂN CỦA IC 7809 4

HÌNH 2-6: SƠ ĐỒ BÊN TRONG IC 7809 5

HÌNH 2-7: HÌNH ẢNH THỰC TẾ MIC ĐIỆN DUNG 5

HÌNH 2-8: CẤU TẠO BÊN TRONG MIC 6

HÌNH 2-9: HÌNH ẢNH THỰC TẾ, CẤU TẠO VÀ SƠ ĐỒ CHÂN CỦA LED 6

HÌNH 3-1: HÌNH NGUYÊN LÝ MẠCH NGUỒN 9 VDC 8

HÌNH 3-2: SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH NGUỒN 8

HÌNH 3-3: SƠ ĐỒ MẠCH IN MẠCH NGUỒN 9

HÌNH 3-4: HÌNH ẢNH THỰC TẾ MẠCH NGUỒN 9 VDC 10

HÌNH 3-6: MẠCH ĐIỂU KHIỂN LED HIỂN THỊ 11

HÌNH 3-7: SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH NHÁY THEO NHẠC DÙNG MIC 11

HÌNH 3-8: SƠ ĐỒ MẠCH IN MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC DÙNG MIC 13

HÌNH 3-9: HÌNH THỰC TẾ MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC DÙNG MIC 13

HÌNH 4-1: MÔ HÌNH MÔ PHỎNG MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC DÙNG MIC.14 Hình 4-2: Kết quả mô phỏng mạch LED nháy theo nhạc dùng Mic 14

viii

Trang 11

CHƯƠNG 1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

LED Light Emitting Diode

Trang 12

ĐỒ ÁN 1 Trang 1/16

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MẠCH LED NHÁY THEO NHẠC

2.1 Giới thiệu chung

Ngày nay trong các amply thường thấy có sự xuất hiện ánh sáng của đèn mỗikhi bật nhạc Thứ ánh sáng đó có thể là đèn LED, hay các LCD có thể hiển thị được

sự biến thiên của tín hiệu âm thanh khi qua amply Mục đích của việc này ngoàiviệc giải trí còn làm cho con người ta cảm thấy thích thú khi nhìn vào những ánhsáng nhấp nhô theo nhạc Nó cũng có thể báo hiệu cho chúng ta biết có tín hiệu quaamply, hoặc để trang trí cho amply

2.2 Lịch sử

Chúng ta hiện nay đang sống trong một xã hội phát triển về mọi mặt Vì vậy,chúng ta muốn thích nghi được thì phải không ngừng học tập và nghiên cứu Sinhviên cũng vậy, phải luôn học tập và hoàn thiện mình hơn Khi kinh tế phát triển, nhucầu cuộc sống của con người không ngừng nâng cao Nhận thấy được điều đấy nênngành điện tử cũng không ngừng phát triển để đáp ứng đời sống con người tốt hơn

Có thể nói, mạch LED nháy theo nhạc là một trong những sản phẩm điện tử rất thiếtthực phục vụ cho nhu cầu của con người hiện nay

2.3 Hướng nghiên cứu

Theo suy nghĩ của tôi thì âm nhạc có tác dụng rất tốt với cuộc sống của conngười, nó giúp con người thử giãn hơn, tinh thần ổn định, ngủ ngon hơn, giảm stress

và làm việc hiệu quả hơn Như nhà văn Sô-xta-cô-vits đã viết: “Âm nhạc nâng conngười lên, làm con người cao quí hơn, củng cố phẩm chất, củng cố niềm tin vào sứcmạnh bên trong của bản thân, vào sứ mệnh lớn lao của mình” Và sẽ hoàn hảo hơnrất nhiều khi chúng ta có thể kết hợp âm nhạc với ánh sáng Vì vậy, tôi đã có ýtưởng là làm mạch LED nháy theo nhạc để giúp mỗi người chúng ta có những phútgiây thư giãn và thăng hoa trong âm nhạc

Mạch LED Nháy Theo Nhạc SVTH: Nguyễn Trần Thiện Luân

Trang 13

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH

3.1 IC LM3915

Hình 2-1: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC LM3915.

Cấu tạo bên trong:

Hình 2-2: Sơ đồ bên trong IC LM3915.

Trang 14

LM3915 là một khối tích hợp với những mức điện áp cảm ứng, ta có thểdùng IC này để điều khiển 10 LED, LCD hoặc đèn huỳnh quang chân không, nóitóm lại ta có thể sử dụng nó tùy theo nhu cầu và sở thích của người sử dụng Nó cóthể cung cấp được mỗi bậc analog là 3 dB (đơn vị hàm Loga) Dòng trong mỗi LEDqua IC có thể điều chỉnh và lập trình được, điều tất nhiên là phải có mặt của điện trởhạn dòng Những hệ thống hiển thị có thể được sử dụng từ việc cung cấp điện áp từ

3 V đến 25 V và với dòng điện ra rất nhỏ từ 1 mA đến 30 mA và có thể được điềuchỉnh

LM3915 chứa những chuẩn điện áp có thể điều chỉnh được và có 10 bướcđiện áp được chia một cách chính xác nhờ bộ chia điện áp Trở kháng đầu vào củaLM3915 chấp nhận mức điện áp tín hiệu dao động từ 0 V đến 1,5 V của mức điện

áp dương được cung cấp Ngoài ra trở kháng này cũng không có nhu cầu bảo vệ đốivới mức điện áp là +/- 35 V

3.2 IC LM386

Hình 2-3: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC LM386.

Trang 15

Hình 2-4: Sơ đồ bên trong IC LM386.

 IC LM386 (8 chân) là một bộ khuếch đại công suất thiết kế để sử dụng trongcác ứng dụng của người tiêu dùng điện áp thấp Việc đạt được trong nội bộ thiết lập

là 20 để giữ số phần bên ngoài thấp, nhưng sự bổ sung của một điện trở bên ngoài

và tụ giữa chân 1 và 8 sẽ tăng được bất kỳ giá trị từ 20 đến 200

3.3 IC 7809

Hình 2-5: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC 7809.

Trang 16

Hình 2-6: Sơ đồ bên trong IC 7809.

IC 7809 còn gọi là dùng để ổn định điện áp dương 9 V đầu ra với điều kiệnđầu vào luôn luôn lớn hơn đầu ra 3 V

3.4 Mic điện dung

Hình 2-7: Hình ảnh thực tế Mic điện dung.

Trang 17

Hình 2-8: Cấu tạo bên trong Mic.

Mic điện dung vận hành theo nguyên lý chuyển động của màng rung Micđiện dung còn gọi là Mic dạng tụ, màng của chúng hoạt động như một cái mảng tụđiện và khi các âm thanh tác động lên màng thu sẽ tạo nên các rung động, màngrung sẽ chuyển hóa các rung động âm thanh thành các tín hiệu âm thanh Loại Micnày có độ nhạy rất cao và bắt âm thanh chính xác, thích hợp cho thu các dạng tínhiệu mềm nên dòng Mic này được các phòng thu âm sử dụng

3.5 LED

Kí hiệu:

Hình 2-9: Hình ảnh thực tế, cấu tạo và sơ đồ chân của LED.

Trang 18

LED là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoaị, tử ngoại.Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với mộtkhối bán dẫn loại n

3.6 Các linh kiện khác

Điện trở Kí hiệu:

Biến trở Kí hiệu:

Tụ điện Kí hiệu:

Cầu diode Kí hiệu:

Trang 19

CHƯƠNG 4 Nguyên lý hoạt động của mạch

4.1 Nguyên lý hoạt động của mạch nguồn

4.1.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch

Trang 20

Hình 3-2: Sơ đồ khối mạch nguồn.

Nguyên lý hoạt động

 Biến áp: hạ thế từ nguồn 220 VAC xuống các điện thế 12 VAC

 Mạch chỉnh lưu cầu: biến điện áp xoay chiều (AC) thành điện áp mộtchiều (DC) không lý tưởng

 Mạch lọc: có nhiệm vụ nạp xả liên tục để san bằng điện áp một chiềunhấp nhô thành điện áp một chiều ít nhấp nhô hơn

 Mạch ổn áp: để ổn định điện áp dương 9 V đầu ra

4.1.3 Chức năng các linh kiện trong mạch

 Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều 220 VAC thành điện áp xoay chiều

24 V, 12 V, 9 V, 6 V…

 Cầu diode có nhiệm vụ chuyển điện áp xoay chiều AC thành điện áp mộtchiều DC nhưng không bằng phẳng (nhấp nhô)

 Tụ C1 và C4 dùng để lọc nhiễu, tụ C2 và C3 nạp xả liên tục để sản bằngđiện áp

IC 7809 ổn định điện áp đầu ra dương 9 V

 Điện trở R1 để hạn dòng qua LED

Trang 21

ĐỒ ÁN 1 Trang 10/16

Trang 22

ĐỒ ÁN 1 Trang 11/16

Hình 3-4: Hình ảnh thực tế mạch nguồn 9 VDC

4.2 Nguyên lý hoạt động của mạch đề tài

4.2.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch

Mạch thu tín hiệu và khuếch đại tín hiệu

Hình 3-5: Mạch thu tín hiệu và khuếch đại tín hiệu.

Mạch điều khiển hiển thị

Hình 3-6: Mạch điểu khiển LED hiển thị.

Trang 23

ĐỒ ÁN 1 Trang 12/16

4.2.2 Thiết kế sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động

 Sơ đồ khối

Hình 3-7: Sơ đồ khối mạch nháy theo nhạc dùng Mic.

Nguyên lý hoạt động của mạch

 Khối nguồn: cấp điện áp cho các khối còn lại cho mạch hoạt động

 Khối tín hiệu vào: khi có âm thanh tác động lên màng thu của Mic sẽ tạonên các rung động, màng rung sẽ chuyển hóa các rung động âm thanh thành tín hiệuđiện áp

 Khối điều khiển: khi nhận được khối tín hiệu vào đi qua chân (3) V+ của

IC LM386 sẽ khuếch đại tín hiệu âm thanh và đi vào chân tín hiệu của IC LM3915cảm nhận được các mức điện áp tương tự

 Khối hiển thị: sẽ hiện thị tín hiệu điều khiển thông qua việc nháy 10 LED

4.2.3 Chức năng các linh kiện trong mạch

IC LM3915: có thể cảm nhận được các mức điện áp tương tự và điều khiểnhiển thị trên 10 LED hoặc màn hình tinh thể lỏng hay là các thiết bị hiển thị huỳnhquang chân không, cung cấp cho một bộ khuếch đại lôgarit 3dB/bậc điện áp tương

tự hiển thị Sau đây là tên gọi và các chức năng cơ bản của mỗi chân:

 Chân 1 LED No.1 Hiển thị LED thứ nhất

Khối nguồn

Trang 24

ĐỒ ÁN 1 Trang 13/16

 Chân 2 V- chân nối với điện áp âm

 Chân 3 V+ chân nối với điện áp dương

 Chân 4 Divider (Low end) Bộ chia mức thấp

 Chân 5 Signal Input tín hiệu ngõ vào

 Chân 6 Divider (High end) Bộ chia mức cao

 Chân 7 Reference output chuẩn ngõ ra

 Chân 8 Reference adjust chuẩn hiệu chỉnh

 Chân 9 Mode select kết nối, điều kiến với những khối khác

 Chân 10 đến chân 18: LED No.10 đến LED No.18 hiển thị LED thứ 10đến LED thứ 18

IC LM386: là IC khuếch đại điện áp thấp, sử dụng trong các mạch khuếchđại âm thanh

 Chân 1, 8 GAIN khuếch đại tín hiệu

Các điện trở có chức năng hạn dòng (cản trở dòng điện)

Các tụ điện: tụ C1 ngăn không cho dòng DC đi qua, tụ C2 lọc ở tần số cao, tụC3 khuếch đại tín hiệu giữa chân 1 và 8 của IC lm386, các tụ còn lại loại bỏ các tạp

âm, nhiễu và cho mạch hoạt động ổn định

Biến trở: là điện trở có thể thay đổi được

Trang 25

ĐỒ ÁN 1 Trang 14/16

4.2.4 Mạch in vẽ bằng phần mềm proteus

Hình 3-8: Sơ đồ mạch in mạch LED nháy theo nhạc dùng Mic.

4.2.5 Mạch thực tế

Hình 3-9: Hình thực tế mạch LED nháy theo nhạc dùng Mic.

Trang 26

ĐỒ ÁN 1 Trang 15/16

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

5.1 Mô hình mô phỏng

Hình 4-1: Mô hình mô phỏng mạch LED nháy theo nhạc dùng Mic.

5.2 Kết quả mô phỏng

Hình 4-2: Kết quả mô phỏng mạch LED nháy theo nhạc dùng Mic.

Trang 27

ĐỒ ÁN 1 Trang 16/16

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN

6.1 Kết luận

Tôi đã trình bày xong quá trình thực hiện đồ án, sau khi hoàn thành xong đồ

án này, tôi hiểu thêm một ít về IC số và các tín hiệu âm thanh Đây là một mạch đơngiản nhưng nó có ứng dụng rất nhiều trong đời sống đặc biệt là giải trí Nó giúp conngười thư giãn sau những phút giây làm việc căng thẳng Mạch hiển thị LED theonhạc có nhiều cách để thi công, nhưng ở đây tôi chọn cách khá tôi ưu, ít tốn linhkiện vì tất cả đã được tích hợp trong 2 con IC, tuy nhiên những cách còn lại vẫn rấtđáng để tìm tòi và nghiên cứu

6.2 Hướng phát triển

Nhu cầu giải trí của con người hiện nay đang rất cần thiết nên trong tương laisắp tới đề tài sẽ được tiếp tục phát triển và hoàn thiện hơn nữa, tích hợp thêm hệthống IC hiện đại hơn hoặc sử dụng nhiều IC điều khiển LED hơn, thêm nhiềuthanh LED thay vì chỉ sử dụng 1 thanh để tăng hiệu ứng, ứng dụng của mạch và hơnnữa sẽ phát triển thêm là tích hợp mạch vào amply nhấp nhô theo nhạc

6.3 Ưu nhược điểm của mạch

 Ưu điểm

 Thiết kế đơn giản

 Nháy theo nhạc cực chuẩn

 Hàn linh kiện chưa được bắt mắt

Trang 28

ĐỒ ÁN 1 Trang 17/16

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] www.alldatasheet.com

[2] http://www.electro-tech-online.com/

[3] www.google.com

[4] www.dientuvietnam.net

[5] R M Marston (1997), Audio IC Users Handbook Newnes, pp 200-221

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	3,88 MB