ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM SẢN PHẦM TỪ 00 ĐẾN 99 (BẢN FULL)

đồ án thiết kế mạch đếm sản phẩm từ 00 đến 99 rồi tự động quay về 00 cứ thế đếm lên

Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN PHẦN GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU .5 NHỮNG SẢN PHẨM LIÊN QUAN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIỚI HẠN ĐỀ TÀI PHẦN NỘI DUNG Chương GIỚI THIỆU LINH KIỆN .9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 IC 74192 IC 74247 .10 IC 7485 11 LED ĐOẠN .12 IC 555 13 LM 7805 .14 Led thu – phát hồng ngoại 15 C1815 15 IC 741 16 Chương THIẾT KẾ 17 Sơ đồ khối 17 2.1.1 Sơ đồ khối 17 2.1.2 Nguyên tắc hoạt động .17 2.2 Thiết kế .18 2.2.1 Khối nguồn 18 2.2.2 Khối thu phát hồng ngoại 18 2.2.3 Khối đếm 19 2.2.4 Khối so sánh 19 2.1 SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy Khối đặt trước số đếm 20 Khối giải mã hiển thị 20 2.3 Sơ đồ nguyên lý 21 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch .21 2.3.2 Nguyên lý hoạt động toàn mạch .22 2.2.5 2.2.6 Chương THI CÔNG 23 3.1 Sơ đồ mạch in 23 3.2 Sơ đồ đặt linh kiện 24 3.3 Quá trình lắp ráp cân chỉnh mạch .25 Phần KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 26 Kết luận 26 Hướng phát triển 26 Phần PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO .27 PHỤ LỤC 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 LỜI NÓI ĐẦU e&f Khoa học kỹ thuật ngày phát triển làm tảng thúc đẩy ngành công nghiệp, nông nghiệp … phát triển Việc ứng dụng thành tựu ngành khoa học kỹ thuật giảm bớt nhân lực, thời gian, chi phí … dây chuyền sản xuất Với thành tựu khoa học kỹ thuật ứng dụng vào sản xuất mạch đếm sản phẩm mang lại lợi ích lớn dây chuyền sản xuất nhà máy Việc đếm xác số sản phẩm dây chuyền, đặt trước số SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy đếm sản phẩm mong muốn để kết thúc lấy sản phẩm mục tiêu đặt mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm Mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm nghiên cứu phân tích dựa chức linh kiện IC số Mục tiêu hướng đến mạch đếm sản phẩm độ xác cao, thiết kế thi công đơn giản, rẻ tiền Từ kiến thức học, thực hành hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn em hoàn thành “Mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm dùng IC số” LỜI CẢM ƠN e&f Để hoàn thành đồ án “ Mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm” em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Trường Duy – giảng viên khoa Điện – Điện Tử, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Cùng với giúp đỡ chân tình bạn lớp 12341 em thực tìm hiểu sâu mạch SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy Trong trình tìm hiểu đề tài, thi công mạch không tránh khỏi sai sót Em mong Thầy bạn góp ý để đề tài hoàn thiện em hiểu sâu đề tài Một lần em xin chân thành cảm ơn! PHẦN 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ĐẶT VẤN ĐỀ: Những thành tựu ngành kỹ thuật điện – điện tử ứng dụng nhiều ngành Để tăng xuất lao động, giảm thời gian, giảm thiểu chi phí, hạn chế tai nạn lao động công nghiệp…vì vậy, mạch điện tử có vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất công nghiệp Để để hạn chế tối đa thời gian, nhân lực tăng độ xác việc đếm số sản phẩm dây chuyển sản SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy xuất công nghiệp từ mạch đếm sản phẩm ứng dụng rộng ngày nghiên cứu sâu Từ thực tiễn đó, em muốn tìm hiểu thi công mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm MỤC TIÊU: Mạch đếm sản phẩm đếm số sản phẩm qua phương pháp đếm xung Mỗi sản phẩm qua băng chuyền chắn ngang trình thu phát hồng ngoại Led thu – Led phát tạo xung điện, xung điện vào khối đếm đếm tăng đơn vị sản phẩm nhờ IC 74192 Sau hiển thị số đếm thông qua led đoạn nhờ IC 74247 giải mã Để đặt trước số đếm ta tác động xung vào phần mạch hiển thị số đếm trước qua nút nhấn hiển thị led đoạn Số đếm phần mạch đếm so sánh với số đặt trước phần mạch đặt trước số đếm qua IC 7485, giá trị đếm số đặt trước mạch tự động Reset 00 khối đếm lên sau tiếp tục đếm có sản phẩm qua Khi đếm đến giá trị đặt trước mạch có khối hiển thị đèn led sáng NHỮNG SẢN PHẨM LIÊN QUAN: • Khi đổ xăng trạm bán xăng lẻ, bạn thường đặt trước số tiền trả Nhân viên bán xăng nhập số tiền vào xăng hiển thị lên bảng ( hiển thị vài giây tự động reset bảng giá phải trả - thao tác nhập trước số đếm cho mạch Xăng bơm ứng với tín hiệu xung vào có mạch đếm để hiển thị số tiền tương ứng với số xăng bơm – khối đếm lên Khi số tiền đếm số tiền nhập vào trước ngưng việc bơm xăng thông qua khối so sánh Khi nhân viên cất lại cần bơm xăng tương ứng với việc nhấn nút reset lại mạch trả bảng hiển thị Đây số ứng dụng thực tiễn mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm • Trong dây chuyền sản xuất sản phẩm công nghiệp, sản phẩm chạy băng chuyền cắt ngang tín hiệu thu phát hồng ngoại hay cảm biến hồng ngoại tạo xung điện SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy Xung điện đưa vào khối đếm sau hiển thị số sản phẩm Cũng hệ thống liên kết với máy tính tự động lưu trữ liệu vào máy tính Nếu muốn làm với số lượng sản phẩm định tạo khối đặt trước số đếm • “ Mạch đếm sản phẩm ” ứng dụng máy đếm tiền Khi tiền thả vào khay vào máy bánh đệm cao su, tiền chạy qua mắt điện tử mắt đếm, mắt thống kê lượng tiền chạy qua đưa lên bảng điện tử hiển thị PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN: SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy Để hoàn chỉnh mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm cần thiết kế khối sau: khối nguồn 5V,khối thu phát hồng ngoại, khối đếm, khối đặt trước số đếm, khối so sánh, khối hiển thị Phương án thực hiện: • Khối thu phát hồng ngoại:  Dùng Led thu Led phát hồng ngoại Việc dùng Led phát thu hồng ngoại có nhiều nhược điểm Hạn chế nhược điểm khối thu phát hồng ngoại dùng Led phát Led thu mạch tạo dao động xung trước Led phát để tăng tần số cho  Led phát Dùng cảm biến ( gồm phần phát thu), phần phát thường dùng laser có tính định hướng cao ổn định, để phát ánh sáng mục đích chống nhiễu so với loại ánh sáng khác xác Phần thu transistor quang để thu ánh sánh hồng ngoại • Khối đếm:  Lắp mạch dùng IC số  Lắp mạch dùng vi xử lý  Lắp mạch dùng vi điều khiển LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: Khối thu phát hồng ngoại: dùng led thu led phát hồng ngoại Khối đếm: dùng IC 74N192 Khối giải mã led đoạn: dùng IC 7447 Khối đặt trước số đếm: dùng nút nhấn Khối so sánh: dùng IC 7485 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: Mạch đếm sản phẩm sản phẩm che ánh sáng thu phát hồng ngoại Đếm sản phẩm phạm vi từ đến 99 SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” PHẦN Chương 1.1 GVHD: Nguyễn Trường Duy NỘI DUNG GIỚI THIỆU LINH KIỆN IC 74192 Hình ảnh thực tế IC 74192 SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Sơ đồ chân IC 74192 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Bảng trạng thái IC 74192 Bảng thông số IC74192 - IC 74192 IC đếm BCD Các giá trị thể chân QA , QB , QC , QD QA LSB - QD MSB Các chân A , B , C , D chân để điều khiển giá trị bắt đầu đếm Chân DOWN chân có xung kích vào giá trị đếm xuống Chân UP chân có xung kích vào giá trị đếm lên Chân VCC chân cấp nguồn chân GND chân nối mass Chân CO\ chân BO\ dùng để liên kết với IC 74192 khác để đếm giá trị • 1.2 GVHD: Nguyễn Trường Duy cao - Chân CLR dùng để xóa giá trị IC 74247 Hình ảnh thực tế IC 74247 Sơ đồ chân IC 74247 SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Bảng trạng thái IC 74247 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Sơ đồ chân IC 74247 - - 1.3 GVHD: Nguyễn Trường Duy Bảng thông số IC 74247 Chân 1, 2, 6, 7: chân liệu BCD vào: chân = 20, chân = 21, chân 2= 22, chân 6=23 Chân 13, 12, 11, 10, 9, 15, 14: chân tác động mức thấp, tương ứng với đoạn a, b, c, d, e, f, g, f led đoạn Chân 8:chân nối GND Chân 16: chân nối VCC Chân 4: gồm ngõ vào xóa BI để không hay nối VCC cho hoạt động giải mã bình thường Khi nối BI mức thấp, ngỏ tắt bất chấp trạng thái ngỏ vào Chân 5: ngõ vào xóa gợn sóng RBI nối lên VCC hay để không không dùng để xóa số vô nghĩa( số trước số có nghĩa hay số thừa bên trái dấu chấm thập phân…) Chân 3: chân ngõ vào dùng để kiểm tra led, nối mức thấp thi led sáng bất chấp ngõ vào liệu IC 7485 Hình ảnh thực tế IC 7485 Sơ đồ chân IC 7485 SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 10 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 16 GVHD: Nguyễn Trường Duy Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 17 GVHD: Nguyễn Trường Duy Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 18 GVHD: Nguyễn Trường Duy Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Chương 2.1 Sơ 2.1.1 THIẾT KẾ đồ khối Sơ đồ khối SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 19 GVHD: Nguyễn Trường Duy Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” 2.1.2 Nguyên tắc hoạt động • Khối thu phát hồng ngoại: GVHD: Nguyễn Trường Duy Led thu Led phát phát thu tín hiệu hồng ngoại liên tục có sản phẩm qua ánh sáng hồng ngoại Led bị • chặn làm thay đổi điện áp Sự thay đổi điện áp ứng với tạo xung điện Khối đếm: nhận xung điện đếm lên điện áp thay đổi theo sườn lên • • xung ( tăng điện áp đổi từ 0V sang 5V ) Khối giải mã hiển thị: giải mã Led đoạn hiển thị số Led Khối đặt trước số đếm: nhấn nút thay đổi điện áp ứng với việc tạo xung điện cấp vào khối đếm hiển thị kết đếm qua Led đoạn sau • • qua khối giải mã Khối so sánh: lấy giá trị đếm so sánh với giá trị đặt vào Khối nguồn: cung cấp nguồn 5V cho toàn mạch hoạt động 2.2 Thiết kế 2.2.1 Khối nguồn • Mạch nguồn tạo dòng 5V ổn định 2.2.2 Khối thu phát hồng ngoại SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 20 ngỏ vào 12V AC Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Khi GVHD: Nguyễn Trường Duy chưa có vật qua led thu dẫn chiếu sáng led phát led thu dẫn điện áp chân (-) > chân (+) IC LM741 làm cho ngõ Vout= 0, Vout= thi transistor không dẫn ngõ out = Khi có vật qua Led thu ngưng dẫn bị khuất ánh sáng Led phát Led thu ngưng dẫn điện áp chân (+) > chân (-) IC LM741 làm cho ngõ  Vout= 1, Vout= Transistor không dẫn ngõ out = Cứ tạo xung đếm cho mạch 2.2.3 - Khối đếm Khi có xung đếm vào IC đếm hàng đơn vị IC đếm từ đến theo mã nhị phân đưa đến IC giải mã 74LS247 để giải mã hiển thị led đoạn SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 21 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy - Khi IC 74192 hàng đơn vị đếm đến 10 tự động kích chân 12 xung điện ứng  với chân IC 74192 hàng chục kích đếm lên Mạch đếm từ 00 → 99, tới giá trị bất ta đặt trước mạch tự động quay giá trị 00 đếm lên tiếp 2.2.4 Khối so sánh Khi ta đặt trước giá trị đếm tối đa : Xét IC so sánh 74LS85 hàng chục : giá - trị đặt trước hàng chục giá trị đếm hàng chục ngõ IC74LS85 hàng chục lên nối với ngỏ vào IC so sánh hàng đơn vị , giá trị đặt trước hàng đơn vị giá trị đếm hàng đơn vị ngõ IC74LS85 hàng đơn vị lên Led sáng Khi đếm lên lớn giá trị đặt vào tự động Reset 00 đếm lên tiếp 2.2.5 Khối đặt trước số đếm - Xung đếm xung cắt nối vào cổng AND giá trị đặt trước giá trị đếm khác xung cắt =1 (qua cổng NOT ) cổng AND phụ thuộc SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 22 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy vào xung đếm giai trị đặt trước giá trị đếm xung cắt =0 lúc ngõ cổng AND luôn =0 nên mạch đếm không đếm nủa 2.2.6 Khối giải mã hiển thị • Khi có xung đếm vào IC đếm hàng đơn vị IC đếm từ đến theo mã nhị phân đưa đến IC giải mã 74LS247 để giải mã hiển thị led đoạn 2.3 Sơ đồ nguyên lý 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 23 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy Nguyên lý hoạt động toàn mạch Mạch đếm sản phẩm đếm số sản phẩm qua phương pháp đếm xung 2.3.2 Mỗi sản phẩm qua băng chuyền chắn ngang trình thu phát hồng ngoại Led thu – Led phát tạo xung điện, xung điện vào khối đếm đếm tăng đơn vị sản phẩm nhờ IC 74192 Sau hiển thị số đếm thông qua led đoạn nhờ IC 74247 giải mã Để đặt trước số đếm ta tác động xung vào phần mạch hiển thị số đếm trước qua nút nhấn hiển thị led đoạn Số đếm phần mạch đếm so sánh với số đặt trước phần mạch đặt trước số đếm qua IC 7485, giá trị đếm số đặt trước mạch tự động Reset 00 khối đếm lên sau tiếp tục đếm có sản phẩm qua Khi đếm đến giá trị đặt trước mạch có khối hiển thị đèn led sáng SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 24 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Chương GVHD: Nguyễn Trường Duy THI CÔNG 3.1 Sơ đồ mạch in Khối nguồn SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Khối thu phát hồng ngoại 25 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Khối đếm GVHD: Nguyễn Trường Duy Khối đặt trước số đếm Khối so sánh 3.2 Sơ đồ đặt linh kiện Khối nguồn SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Khối thu phát hồng ngoại 26 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Khối đếm GVHD: Nguyễn Trường Duy Khối đặt trước số đếm Khối so sánh 3.3 Quá trình lắp ráp cân chỉnh mạch Khối so sánh SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 Khối thu phát hồng ngoại 27 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” Khối nguồn GVHD: Nguyễn Trường Duy Khối đặt trước số đếm Khối đếm Phần KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Với hướng dẫn tận tình Thầy giáo Nguyễn Trường Duy giúp đỡ bạn học lớp 12341, em cố gắng tìm hiểu thi công tốt mạch “ Mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm” Thực yêu cầu Thầy hướng dẫn đề ra: • Mạch đếm lên có sản phẩm qua • Có thể đặt trước số đếm • Mạch đếm đến số đặt trước tự động Reset 00 đếm lên tiếp Hướng phát triển “ Mạch đếm sản phẩm có đặt trước số đếm” phát triển: • Đếm xuống • Dừng dây chuyền sản xuất đếm đến số lượng sản phẩm đặt trước • Dùng cảm biến hồng ngoại để thay cho khối thu phát hồng ngoại sử dụng Led thu phát… SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 28 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” GVHD: Nguyễn Trường Duy Phần PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO • PGS.TS Nguyễn Hữu Phương - Sách “Mạch số” – NXB Thống Kê – 2004 – • • • trang 297/ trang 317 / trang 328 / trang 368 – 374 http://www.dientuvietnam http://tailieu.vn http://spkt.net/diendan SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 29 Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 30 GVHD: Nguyễn Trường Duy ... IC thực chức so sánh - Chân 16 : cấp nguôn VCC - Chân : nối mass - Các chân 10 , 12 , 13 , 15 chân - tương ứng với bit A0 , A1 , A2 , A3 Các chân , 11 ,14 ,1 chân tương - ứng với bit B0 , B1... cung cấp : 6mA - 15mA + Điện áp logic mức cao : 0.5 - 15V + Điện áp logic mức thấp : 0.03 - 0.06V + Công suất lớn : 600mW Cấu tạo IC 555 • Chức chân IC 555: - Chân số (GND ): Nối GND - Chân số (TRIGGER... thực sau :  Nếu V+ > V- Vout =  Nếu V+ < V- Vout = SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 15 GVHD: Nguyễn Trường Duy Đồ án “ Mạch đếm sản phẩm đặt trước số đếm” SVTH: Trần Thị Hảo - 12341132 16 GVHD: Nguyễn