cảm biến hồng ngoại phát hiện người

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI PHÁT HIỆN NGƯỜI MÔN HỌC: ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ LỚP: GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN CẢNH QUANG HÀ NỘI -NĂM 2019 Báo cáo tập lớn ĐỀ TÀI: CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI PHÁT HIỆN NGƯỜI Môn học: Điện tử tương tự Lớp: KT-ĐK TĐH 05 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Cảnh Quang Mục Lục Phần 1: Giới thiệu chung đề tài 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục đích chọn đề tài 1.3 Nguyên tắc hoạt động chung mạch Phần 2: Đối tượng điều khiển IC LM 358 2.1 Sơ đồ chân cấu tạo 2.2 Thơng số IC LM358 2.3 Các tính khuyếch đại thuật toán Phần 3: Tổng quan hệ thống, sơ đồ khối nguyên lý làm việc mạch 3.1 Sơ đồ khối 3.2 Nguyên lý làm việc mạch Phần 4: Thiết kế mạch sơ đồ nguyên lý Phần 5: Kết hướng phát triển 5.1 Kết 5.2 Hướng nghiên cứu phát triển Phần 6: Tài liệu tham khảo Phần 1: Giới Thiệu Chung Về Đề Tài 1.1 Giới thiệu Ngày nay, người với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến giới, ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu ngày cao Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đáp ứng địi hỏi khơng ngừng ngành, lĩnh vực khác nhu cầu thiết yếu người sống hàng ngày Một ứng dụng quan trọng ngành công nghệ điện tử tự động hồng ngoại Sử dụng hồng ngoại ứng dụng nhiều công nghiệp lĩnh vực khác sống với thiết bị tinh vi đạt suất, kinh tế thật cao Tia hồng ngoại xạ điện từ có bước sóng dài ánh sáng khả kiến ngắn tia xạ vi ba Tên “hồng ngoại” có nghĩa “ngồi mức đỏ”, màu đỏ màu sắc có bước sóng dài ánh sáng thường.Tia hồng ngoại có bước sóng 700nm- 1mm, tần số từ 430THz- 300GHz.Vùng sáng mà mắt người thông thường nhìn thấy, áp đặt gọi là“ ánh sáng khả kiến”, có bước sóng 0,38-0,70 μm hay tần số 430-790 THz Bức xạ hồng ngoại định nghĩa có bước sóng từ 0,7μm đến 1mm Một số sinh vật nhìn thấy tia hồng ngoại vùng gần kề với ánh sáng thường, số thí nghiệm có người nhìn thấy đến vùng hồng ngoại 1,05μm Cảm biến hồng ngoại mạch cảm biến có khả thích nghi với mơi trường, có cặp Led truyền nhận tia hồng ngoại.Một đèn Led gặp vật cản (chẳng hạn người) Led sáng lên báo hiệu, cịn khơng gặp vật cản Led khơng sáng 1.2 Mục đích chọn đề tài  Mạch cảm biến hồng ngoại có ứng dụng thực tiễn đời sống ngày kết hợp làm cảm biến chống trộm  Thuận tiện dễ sử dụng 1.3 Nguyên tắc hoạt động chung mạch : Điện áp đầu vào âm, điều chỉnh chiết áp : Điện áp đầu vào dương Vout: điện áp đầu Khi: > => Vout = < => Vout = Phần 2: Đối Tượng Điều Khiển 2.1 Sơ đồ chân, cấu tạo IC LM 358 Chân 1: output OA1 Chân 2: đầu vào âm OA1 Chân 3: đầu dương OA1 Chân 4: đất Chân 5: đầu dương OA2 Chân 6: đầu vào âm OA2 Chân 7: đầu OA2 Chân 8: dương nguồn IC LM358 : khuếch đại thuật tốn kép cơng suất thấp, khuếch đại có ưu điểm so với khuếch đại thuật toán chuẩn ứng dụng dùng nguồn đơn 2.2 Thông số IC LM358 - Sử dụng nguồn đơn từ 3-32V - Có thể dử dụng nguồn đôi từ 2-15V - Độ lợi khuếch đại dải K=0 tơi 100db - Điện áp ngõ dải từ tới 1,5 IC LM358 hoạt động nguồn điện áp thấp 3V cao lên tới 32V LM358 có cơng suất cực máng thấp, nhiên có độ lợi cao 100dB Cấu tạo bên IC LM358 gồm khuếch đại thuật tốn, tương thích với nhiều loại mạch logic khác 2.3 Các tính khuếch đại thuật tốn -Bảo vệ áp lối -Tầng khuếch đại vi sai lối vào -Dòng cung cấp lối vào thấp -Dải tín hiệu pha mở rộng tới nguồn âm Phần 3: Tổng Quan Hệ Thống Sơ Đồ Khối Và Nguyên Lý Làm Việc 3.1 Sơ đồ khối >> Khối cảm biến: gồm Led phát Led thu, nhận nhiệm vụ phát thu tín hiệu >> Khối so sánh: từ tín hiệu đầu vào thu IC LM358 so sánh trạng thái lật trạng thái >> Khối nguồn: cung cấp nguồn 5V cho mạch 3.2 Nguyên lý làm việc >> Nguyên lý: Led phát phát tia hồng ngoại, phát tần số định,khi phát có vật cản ( ví dụ người ) hướng truyền,tia hồng ngoại phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, làm Led thu hồng ngoại thay đổi điện áp vào chân so sánh IC LM358 Sau so sánh, đèn Led sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu Ngược lại, khơng gặp vật cản đèn Led khơng sáng >> Khoảng cách làm việc hiệu từ – 5cm công suất nhỏ, điện áp làm việc 3.3V đến 5V Độ nhạy cảm biến điều chỉnh chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng,… *Thông số kĩ thuật: - Bộ so sánh sử dụng LM358, làm việc ổn định - Điện áp làm việc: 3.3V – 5V DC - kích thước 4cm * 2.5cm *Cổng giao tiếp - VCC: điện áp chuyển đổi từ 3.3V đến 5V ( kết nối trực tiếp đến vi điều khiển 5V 3.3V ) - GND: GND - OUT: đầu kĩ thuật số (0 1) Phần 4: Thiết kế mạch sơ đồ nguyên lý • Sơ đồ nguyên lý: • Mạch in: • • Hình ảnh 3D: Giải thích sơ đồ nguyên lý:  Khi cấp nguồn vào mạch, Led phát phát tia hồng ngoại, xảy hai trường hợp: TH1: Nếu gặp vật cản ( người), tia hồng ngoại bị vật cản đập lại vào Led thu, điện trở Led thu ( Rthu) vơ bé Từ suy gần Vcc > Do Vcc tức đèn Led sáng TH2: Nếu không gặp vật cản, Led phát luôn phát tia hồng ngoại, điện trở Led thu vơ lớn, suy gần < Do = tức đèn Led khơng sáng Lưu ý: Khi gặp vật cản, ta phải điều chỉnh biến trở tam giác cho V3>V2 đèn Led sáng, cịn chưa điều chỉnh thỏa mãn đèn Led tắt • Các linh kiện mạch Linh kiện Số lượng Điện trở 330 Ohm (1/4W 5%) 02 Điện trở 10K Ohm(1/4W 5%) 01 IC LM358 dip8 01 Biến trở tam giác 10K 01 Led thu hồng ngoại 01 phi phi Led phát hồng ngoại 01 phi phi Led đơn phi phi 01 Jump đơn thẳng 01 Ghi Phần 5: Kết hướng phát triển 5.1    Kết Hiểu chức so sánh IC LM358 Làm mạch cảm biến hồng ngoại phát người Hạn chế: khoảng cách làm việc cảm biến chưa lớn Ta thu mạch thật: 5.2 Hướng phát triển      Khắc phục hạn chế khoảng cách làm việc Phát triển để làm mạch cảm biến hồng ngoại chống trộm, cảm biến hồng ngoại biết số người vào cửa, làm cửa mở tự động…, Ứng dụng rộng rãi robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vật dò đường,… Cảm biến hồng ngoại bật tắt đèn, cảm biến hồng ngoại đo nhiệt độ,,cảm biến hồng ngoại đếm sản phẩm… Trong quân sự: tên lửa không đối không cự ly gần mà máy bay chiến đấu sử dụng dùng tia hồng ngoại dẫn đường… Phần 6: Tài liệu tham khảo   Nguồn Internet Một số slide giáo trình Em xin chân thành cảm ơn! ... >> Nguyên lý: Led phát phát tia hồng ngoại, phát tần số định,khi phát có vật cản ( ví dụ người ) hướng truyền,tia hồng ngoại phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, làm Led thu hồng ngoại thay đổi điện... cảm biến hồng ngoại chống trộm, cảm biến hồng ngoại biết số người vào cửa, làm cửa mở tự động…, Ứng dụng rộng rãi robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vật dò đường,… Cảm biến hồng ngoại. .. cảm biến hồng ngoại phát người Hạn chế: khoảng cách làm việc cảm biến chưa lớn Ta thu mạch thật: 5.2 Hướng phát triển      Khắc phục hạn chế khoảng cách làm việc Phát triển để làm mạch cảm