1. Nhận xét chung: Mạch kiểm tra xe ra vào dùng hồng ngoại là mach có nhiều ứng dụng trong thực tế đặc biệt trong các xí nghiệp công ty, cơ quan, trường học,…….. Mạch kiểm tra được tất cả các xe ra vào được thể thị bằng led 7 đoạn giúp ta quản lý các xe một các dễ dàng. 2. Chức năng : Mạch kiểm tra xe ra vào dùng hồng ngoại hiển thị tổng số lượng xe hiện có trong nhà trên led 7 đoạn . Mạch này có thể đếm được 25 xe . Nhà xe phải được thiết kết sao cho có cửa ra vào riêng. 3. Hướng phát triển của đề tài: Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật việc thiết kế mạch sử dụng quá nhiều IC không được coi là tối ưu. Mạch trở nên rườm rà tốn nhiều thời gian, tuổi thọ sử dụng của mạch ngắn , có nhiều sai sót dễ hưng hỏng. Chính vì vậy nhóm chúng em cần nâng cao kiến thức thay thế các IC bằng vi xử lý, vi điều khiển để phục vụ cho sản xuất đáp ứng nhu cầu cho thời đại. 4. Mở rộng: Bằng cách ghép các chân CO và BO của tầng thấp các chân CLKU và CLKD của tầng cao và thêm vào bộ hiển thị (7447+ led 7 đoạn ) bạn có thể thiết kế mạch đếm được từ 999, 9999,…..v.v
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỂN HÌNH DÙNG TRONG MẠCH IC 74LS47: IC 74LS192: IC 74HC14: 10 Led (led đoạn): 11 Led : 12 Điện trở: 14 Tụ điện: 15 Diode: 17 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN .18 Sơ đồ khối: 18 Chức khối: 19 a) Khối nguồn: 19 b) Khối thu khối phát hồng ngoại: 19 c) Khối đếm: 20 d) Khối giải mã: 21 e) Khối hiển thị: 22 Sơ đồ nguyên lý: 23 Nguyên lý hoạt động: 24 a Cấu tạo mạch kiểm tra xe vào dùng hồng ngoại: .24 b Chức IC 74192: 24 c Nguyên lý hoạt động: 24 Thi công mạch: 25 Dụng cụ sử dụng: 25 Quá trình thi cơng: 25 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN 26 Tài liệu tham khảo 27 LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước đường phát triển hòa nhập vào phát triển “WTO” tạo thay đổi mặt kinh tế xã hội nước ta Tạo hội cho học sinh – sinh viên chúng em tiếp cận nắm bắt nhiều thành tựu vĩ giới, đặc biệt lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói chung ngành Điện Tử nói riêng Thế hệ trẻ khơng tự phấn đấu học hỏi sớm lạc hậu nhanh chống bị đẩy lùi Nhìn thấy điều trường: “ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN” sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao Để tăng chất lượng học tập sinh viên nhà trường nói chung khoa Điện - Điện Tử nói riêng tổ chức cho sinh viên làm đồ án môn học nhằm tạo tảng vững cho sinh viên trường, đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm Chính chúng em chọn đề tài: “Mạch đếm số xe vào gara dùng IC hồng ngoại” LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án tận tình hướng dẫn thầy cô Khoa Điện - Điện Tử, đặc biệt thầy : Đỗ Quang Huy Và kiến thức hạn hẹp nên trình thực đồ án , chúng em khơng thể tránh sai sót Rất mong quý thầy cô hội đồng khảo thi bỏ qua có hướng giúp đỡ để chúng em hồn chỉnh đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN T T Nội dung nhận xét Năng lực chung (Ý thức thực khả làm việc nhóm) ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… Điể m ĐG (tối đa 10) Năng lực chuyên môn (Kiến thức lý thuyết, khả thực hành) ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… ……………………………………………………………………… ………………………… Điểm kết luận: … … … … Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2017 NGƯỜI ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỂN HÌNH DÙNG TRONG MẠCH IC 74LS47: - Chức IC 74LS47: Đây IC chuyển từ mã nhị phân sang số tương ứng hiển thị led đoạn IC có ngõ tích cực mức thấp Mạch logic IC hình vẽ IC có ngõ từ Q0 – Q7, ngõ vào liệu IC loại Decorder Nhìn hình vẽ ta thấy ngõ tín hiệu nối với qua cổng NAND ngõ ln mức thấp - Bảng hoạt động IC74LS47 IC 74LS192: - Chức IC: Đây IC vừa có khả đếm lên vừa có khả đếm xuống với ngõ số BCD Đếm lên hay đếm xuống tùy vào kết nối xung clock vào Count Up Clock Pulse Input (chân 5) hay Count Down Clock Pulse Input (chân 4) Do mạch, IC 47LS192 chân nối với liệu lấy từ cửa chân nối với liệu lấy từ cửa vào 10 Điện trở: Điện trở linh kiện điện tử thụ động mạch điện có biểu tượng Điện trở kháng đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện vật liệu Điện trở kháng định nghĩa tỉ số hiệu điện hai đầu vật thể với cường độ dòng điện qua R=U/I đó: U: hiệu điện hai đầu vật dẫn điện, đo vôn (V) I: cường độ dòng điện qua vật dẫn điện, đo ampe (A) R: điện trở vật dẫn điện, đo Ohm (Ω) 16 Tụ điện: Tụ điện loại linh kiện điện tử thụ động tạo hai bề mặt dẫn điện ngăn cách điện mơi Khi có chênh lệch điện hai bề mặt, bề mặt xuất điện tích điện lượng trái dấu Sự tích tụ điện tích hai bề mặt tạo khả tích trữ lượng điện trường tụ điện Khi chênh lệch điện hai bề mặt điện xoay chiều, tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng tụ điện mạch điện xoay chiều Về mặt lưu trữ lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui Mặc dù cách hoạt động chúng hoàn toàn khác nhau, chúng lưu trữ lượng điện Ắc qui có cực, bên xảy phản ứng hóa học để tạo electron cực chuyển electron sang cực lại Tụ điện đơn giản hơn, khơng thể tạo electron - lưu trữ chúng Tụ điện có khả nạp xả nhanh Đây ưu so với ắc qui Điện dung đại lượng vật lý nói lên khả tích điện hai cực tụ điện Điện dung tụ điện phụ thuộc vào diện tích cực, vật liệu làm chất điện môi khoảng cách giữ hai cực theo công thức: 17 C=ε.ε0.S/d Trong đó, C: điện dung tụ điện, đơn vị Fara [F] ε: Là số điện môi lớp cách điện; ε0: Là số điện thẩm; d: chiều dày lớp cách điện; S: diện tích cực tụ điện Đơn vị đại lượng điện dung Fara [F] Trong thực tế đơn vị Fara trị số lớn, thường dùng đơn vị đo nhỏ micro Fara (1µF=10−6F), nano Fara (1nF=10−9F), picoFara (1pF=10−12F) Tụ điện phân cực, tụ hóa Thơng thường số loại tụ có biến đổi điện dung theo thời gian giảm Các tụ hóa có mức độ giảm lớn nhất, thường gọi "già cỗi" Nó dẫn đến sai lệch hoạt động mạch điện tử Điện dung thể hai bề mặt tích điện có phương trình sau: C=Q/V Trong đó, 18 C: có đơn vị farad, tượng trương cho điện dung Q: có đơn vị coulomb, độ lớn điện tích tích tụ hai bề mặt V: có đơn vị voltage, voltage áp dụng vô hai bề mặt Diode: Diode bán dẫn hay Diode loại linh kiện bán dẫn cho phép dòng điện qua theo chiều mà khơng theo chiều ngược lại Có nhiều loại Diode bán dẫn, điốt chỉnh lưu thông thường, Diode Zener, LED Chúng có nguyên lý cấu tạo chung khối bán dẫn loại P ghép với khối bán dẫn loại N nối với chân anode cathode Diode linh kiện bán dẫn Khả chỉnh lưu tinh thể nhà vật lý người Đức Ferdinand Braun phát năm 1874 Diode bán dẫn phát triển vào khoảng năm 1906 làm từ tinh thể khoáng vật galena Ngày hầu hết Diode làm từ silic, chất bán dẫn khác selen germani sử dụng Diode bán dẫn, loại sử dụng phổ biến nay, mẫu vật liệu bán dẫn kết tinh với cấu trúc p-n nối với hai chân anode cathode - Ứng dụng: 19 Vì Diode có đặc tính dẫn điện theo chiều từ anode đến cathode phân cực thuận nên Diode dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều 20 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN Sơ đồ khối: 21 Chức khối: a) Khối nguồn: Tạo dòng điện 5V DC cung cấp cho toàn mạch b) Khối thu khối phát hồng ngoại: 22 c) Khối đếm: Nhận xung Clock từ khối thu hồng ngoại tiến hành đếm, đồng thời xuất giá trị mã BCD chuyển đến khối giải mã d) Khối giải mã: Nhận giá trị BCD từ khối đếm chuyển đến khối hiển thị 23 e) Khối hiển thị: Nhận giá trị chuyển đổi từ khối giải mã xuất hình ảnh 24 Cổng AND nhận giá trị từ khối đếm chuyển giá trị đến LED tín hiệu báo đỏ đầy 25 xe, báo xanh số lại 25 Sơ đồ nguyên lý: 26 Nguyên lý hoạt động: a Cấu tạo mạch kiểm tra xe vào dùng hồng ngoại: Mạch sử dụng IC đếm 74192, IC giải mã BCD 7447 hiển thị lên led đoạn, thu phát hồng ngoại ,IC 7414 ,IC 7408 IC ổn áp 7805 b Chức IC 74192 Đây IC vừa có khả đếm lên vừa có khả đếm xuống với ngõ số BCD Đếm lên hay đếm xuống tùy thuộc vào kết nối xung clock vào chân CLKU hay chân CLKD Do mạch thấy IC 74192 đơn vị (IC 1) chân CLKU nối với liệu lấy từ cửa vào chân CLKDđược nối với liệu lấy từ cửa Còn IC 74192 hàng chục (IC 2) chân CLKUđược nối với chân /CO IC chân CLKD nối với chân /BO IC Nhìn vào sơ đồ nguyên lý ta thấy IC 74192 bắt đầu đếm lên xung clock , ngõ giá trị 1001( số 9) mà gặp cạnh xuống clock chân CLKU chân /co từ mức chuyển xuống mức cạnh lên clock giá trị ngõ chuyển từ 1001 sang 0000 đồng thời chân /CO trở lại mức 1( tạo cạnh lên), giải thích tương tự với chân /BO lần ngõ chuyển từ 0000 sang 1001 xét chân CLKD Điều giải thích cho cách đấu tầng : hàng chục hàng đơn vị mạch , hàng đơn vị đếm lên chuỷen từ sang hàng chục tăng lên 1, đếm xuống mà chuyển từ sang hàng chục bị giảm c Nguyên lý hoạt động mạch kiểm tra xe vào dùng hồng ngoại Khối tạo xung clock ( tức khối phát hồng ngoại): cửa vào nên ta giải thích cho cửa ví dụ cử vào Khi khơng có xe qua led thu nhận toàn hồng ngoại từ led phát điện áp đầu xem tụ C xả hết xuống mass, qua cổng NOT đặt lên chân clock IC 74192 mức Khi có xe qua led thu khơng nhận hồng ngoại xem hở mạch nên qua cổng NOT chân clock xuống mức số hiển thị led đoạn tăng lên (hoặc giảm) đơn 27 vị Khi xe qua led thu nhận hồng ngoại từ led phát nên tụ C nhanh chóng xả xuống mass tiếp tục Thi cơng mạch: Dụng cụ sử dụng: -Đồng hồ VOM -Chì hàn -Khoan -Mạch in -Các linh kiện Quá trình thi cơng: -Phân tích sơ đồ ngun lý -tiến hành gia công mạch -lắp rắp kiểm tra hoạt động mạch -sữa chữa hoàn thành 28 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN Nhận xét chung: Mạch kiểm tra xe vào dùng hồng ngoại mach có nhiều ứng dụng thực tế đặc biệt xí nghiệp- cơng ty, quan, trường học, …… Mạch kiểm tra tất xe vào thể thị led đoạn giúp ta quản lý xe dễ dàng Chức : Mạch kiểm tra xe vào dùng hồng ngoại hiển thị tổng số lượng xe có nhà led đoạn Mạch đếm 25 xe Nhà xe phải thiết kết cho có cửa vào riêng Hướng phát triển đề tài: Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật việc thiết kế mạch sử dụng nhiều IC không coi tối ưu Mạch trở nên rườm rà tốn nhiều thời gian, tuổi thọ sử dụng mạch ngắn , có nhiều sai sót dễ hưng hỏng Chính nhóm chúng em cần nâng cao kiến thức thay IC vi xử lý, vi điều khiển để phục vụ cho sản xuất đáp ứng nhu cầu cho thời đại Mở rộng: Bằng cách ghép chân /CO /BO tầng thấp chân CLKU CLKD tầng cao thêm vào hiển thị (7447+ led đoạn ) bạn thiết kế mạch đếm từ 999, 9999,… v.v 29 Tài liệu tham khảo Http://www.alldatasheet.com Http://www google.com.vn Giáo trình “linh kiện mạch điện tử bản” - TS Phạm Ngọc Thắng (Chủ biên) - ThS Nguyễn Thành Long - Trường đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên Giáo trình “Kỹ thuật số”- PGS.TS Nguyễn Quốc Trung (Chủ biên) – ThS Bùi Thị Kim Thoa 5.Http:// www.machdientu.googlepage.com 30 ... thực đồ án tận tình hướng dẫn thầy cô Khoa Điện - Điện Tử, đặc biệt thầy : Đỗ Quang Huy Và kiến thức hạn hẹp nên trình thực đồ án , chúng em khơng thể tránh sai sót Rất mong quý thầy cô hội đồng... khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống Diode, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n Hoạt động LED giống với nhiều loại Diode bán dẫn Khối bán dẫn loại... hội đồng khảo thi bỏ qua có hướng giúp đỡ để chúng em hồn chỉnh đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN T T Nội dung nhận xét Năng lực chung (Ý thức thực khả làm