Đồ án Mạch báo động trộm qua sử dụng tia hồng ngoại đã test thành công

Đồ án Mạch báo động trộm qua sử dụng tia hồng ngoại đã test thành công . Mạch sử dụng led thu phát để báo động khi có người đi qua , có thể báo động ra loa qua relay THỰC TẬP THIẾT KẾ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ MẠCH BẬT RELAY BẰNG BỘ THU PHÁT HỒNG NGOẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN  BÁO CÁO THỰC TẬP THIẾT KẾ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ MẠCH BẬT RELAY BẰNG BỘ THU PHÁT HỒNG NGOẠI GVHD : Nguyễn Văn Hào Họ tên: Huỳnh Thái Hoài ,Lê Quang Huy , Nguyễn Chí Tâm Lớp : Kỹ thuật điện tử - Truyền thơng Khóa:2017-2022 Quy nhơn ngày 30 tháng 12 năm 2020 LỜI NÓI ĐẦU Trong sống đại ngày nay, ngành điện tử ngành quan trọng góp phần vào phát triển đất nước Nhu cầu người ngày cao điều kiện thuận lợi cho ngành Điện tử không ngừng phát minh sản phẩm có tính ứng dụng cao, sản phẩm có tính năng, có độ bền độ ổn định ngày cao Hiện nay, tình trạng tự động bật thiết bị nhiều cách tương đối cần thiết nhà Với mục đích nhằm hiểu rõ linh kiện điện tử khai thác ứng dụng sống, để gắn liền lý thuyết với thực tế em tìm hiểu đề tài: “ Mạch bật thiết bị relay qua cảm ứng hồng ngoại ic điều khiển LM358 IC555” Trong trình thực em có nhiều sai sót Em mong mong thầy bạn góp ý bổ sung để đồ án em hoàn thiện MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH V CHƯƠNG 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Tính cấp thiết đề tài .1 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Phạm vi nghiên cứu .2 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Nội dung nghiên cứu 1.7 Yêu cầu CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH MẠCH .3 2.1 Sơ đồ khối .3 2.2 Sơ đồ nguyên lí 2.2.1 Khối nguồn 2.2.2 Khối cảm biến khói 2.2.2.1 Led thu phát hồng ngoại .5 2.2.2.2 Ic thuật toán op-am Lm358 2.2.2.3 Transistor c1815 .7 2.2.2.4 Tính tốn cho khối cảm biến khói 2.2.2.5 Hoạt động khối cảm biến nhiệt 2.2.3 Khối cảm biến nhiệt……………………… 2.2.3.1 Tính tốn khối cảm biến nhiệt .9 2.2.3.2 Hoạt động khối biến nhiệt 10 2.2.4 Khối chuông báo……………………………… 11 2.2.4.1 IC555 …………………………………………… .12 2.2.4.2 Transistor A1815…………………… 12 2.2.4.3 Tính tốn khối chng báo 12-13 2.2.4.4 Hoạt động khối chuông báo 13 2.3 Thi công mạch…………………………………………… 14 2.3.1 Mạch in để lắp linh kiện……………… 14 2.3.2 Sản phẩm……………………………………………… .14 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 15 3.1 Kết luận.………………………………………………………… .15 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Mục tiêu đề tài  Ứng dụng kiến thức học chế tạo thiết bị có giá thành hợp lý, ứng dụng vào thực tế  Chế tạo sản phẩm bật tắt thiết bị relay qua led thu phát hồng ngoại - Mạch bật relay có vật cản led thu phát hồng ngoại Phạm vi nghiên cứu  Nghiên cứu nguyên lý hoạt động linh kiện  Nghiên cứu nguyên lý hoạt động mạch  Tính tốn giá trị linh kiện 1.5 Phương pháp nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết  Thí nghiệm text board điện tử 1.6 Nội dung nghiên cứu     Nghiên cứu IC555 LM358 linh kiện có liên quan đến đề tài Nghiên cứu nguyên lý hoạt động mạch Thiết kế mạch in phần mềm atium designer Lắp mạch, chế tạo mạch bật relay led thu phát hồng ngoại CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC LINH KIỆN SỬ TRONG MẠCH BẬT TẮT RELAY I.Sơ đồ nguyên lí Hình 2.2 : Sơ đồ nguyên lí 2.1 Khối nguồn Hình 2.3 : Khối nguồn sử dụng ic 7805 2.2.1 Ic 7805 : Điện áp vào lớn nhất: 20V Điện áp vào nhỏ nhất: 7V Kiểu đóng vỏ: TO-220 Nhiệt độ hoạt động lớn nhất: 85°C Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất: -20°C Dòng đầu ra: 1.5A Điện áp ổn định: 5V Làm khối nguồn 5V điện áp cao 1.5 A Ic555, Lm358, transistor bc547 hoạt động ổn định Để chọn tính tốn số linh kiện dễ dàng sai số 2.2.2 cảm biến led hồng ngoại Ở khối nầy ta lợi dụng có cháy khói bốc lên, khói có màu đen lợi dụng khói để làm giảm cường độ tia hồng ngoại Tức bình thường cường độ hồng ngoại lớn -> LED thu D2 dẫn với dòng lớn Khi có khói khói làm giảm cường độ tia hồng ngoại -> LED thu D2 dẫn với dòng nhỏ Để Lm358 hoạt động ta nối chân vào chân gnd(-) nguồn chân vào chân vcc(+) 2.2.2.1 Led thu phát hồng ngoại Hình 2.5 : Led phát led thu hồng ngoại Kích thước: 5mm Chiều dài: 37mm Màu phát ra: Hồng ngoại Ống kính màu: Đen / Trong Bước sóng: 940nm Điện áp hoạt động (V): 1.2V-1.6V Dòng điện cực đại (mA): 100mA Truyền nhận khoảng cách: khoảng 7-8 M 2.2.2.2 Ic thuật toán op-am Lm358 Hình 2.6 : LM358 Mạch LM358 khuếch đại thuận lặp điện áp Bên chứa khuếch đại toán học: Bộ thứ 1: chân 2,3 vào, chân Bộ thứ 2: chân 5,6 vào, chân Khoảng điện áp cung cấp 3V đến +32V Dải nhiệt hoạt động : 70 Điện áp ngõ 0v đến VCC(+)-1.5v Điện trở cao nên khơng làm ảnh hưởng xấu đến tín hiệu cảm biến 2.2.2.3 Transistor Bc547 THÔNG SỐ KĨ THUẬT - Điện áp Vc-b: -50V - Điện áp Vc-e: -40V - Dòng Ic: -100mA - Cơng suất Ic: 500mW - Tần số đóng cắt: 100Mhz - Dải nhiệt độ: -65 ~ 150C 2.2.2.4 Tính tốn cho khối cảm biến khói Để cho led phát D1 hoạt động bình thường điện áp rơi tên led khoảng 1.2V đến 1.6V nên ta chọn R1=1k Ohm nầy dịng điện rơi vào D1 khoảng 3.4mA – 3.8mA Với led thu D2 tương led thu D2 dùng để so sánh áp nên để dòng lớn nên chọn trở nhỏ 470 Ohm lúc nầy đòng điện roi vào led D2 vào khoảng 8.805mA-7.234mA Với tụ C1 có lọc nhiễu cần áp nhỏ để phần so sánh áp với chấn 2(-) nên chọn 10uf Với chiết Áp R6 ta chọn giá tri 10k để tạo chênh lệch điện áp chân chân LM358 khơng khói LED thu D2 dẫn với dòng lớn mà điện áp chân 3V(+) bé điện áp chân 2V(-) Với Q6 transistor C1815 hoạt động có điện dương (mức từ Lm358) vào chân Base cần dòng nhỏ nên ta chọn trở hạn dòng cho khuếch đại nầy R3=R4=10k Ohm Q6 phân cực Diot D7 có cho dòng âm chạy từ Q6 qua điot Chon R16=330 Ohm để hạn dòng bảo led D11 2.2.2.5 Hoạt động khối cảm biến nhiệt Ở ta dùng LED thu LED phát đặt rọi vào để khoảng trống Tức bình thường cường độ hồng ngoại lớn -> LED thu D2 dẫn với dịng lớn Khi có vật cản cường độ tia hồng ngoại -> LED thu D2 dẫn với dịng nhỏ Khi khơng có vật tia hồng ngoại điện áp chân V(-)lớn điện áp chân 3V(+) nên ngõ nên khơng có dịng qua Q1 Q2 khơng phân cực khơng có dịng âm từ Emitter lên Colletor Q1 nên led D2 khơng sáng , Khi có vật cản điện áp chân V(-) lớn điện áp chân 3V (+) nên ngõ nên có dịng điện dương qua Q2 vơ chân Base nên Q2 phân cực thuận cho dòng âm chạy từ chân Emitter lên chân Colletor làm cho đèn D2 sáng có dịng âm chạy vào điot D1 dịng dịng khuếch đại Q2 chạy đến relay 2.2.4 Relay 5v Thông số kỹ thuật: Điện áp điều khiển: 5V Dòng điện cực đại: 10A Thời gian tác động: 10ms Thời gian nhả hãm: 5ms Nhiệt độ hoạt động: -45 C ~ 75 C o o Relay chân HLS8L-5VDC loại linh kiện đóng ngắt điện đơn giản Nó gồm phần cuộn hút tiếp điểm Cấu tạo relay mơ tả hình Sơ đồ kích thước Relay 5V chân Chân chân nối vào cuộn hút, có điện vào cuộn hút hút tiếp điểm chuyển từ vị trí xuống tiếp điểm Chân 3: đặt điện áp(nếu loại Relay 5V đặt 5V DC vào đây) Chân 4, chân 5: tiếp điểm Ứng dụng rờ-le: Nhìn chung, công dụng rờ-le “dùng lượng nhỏ để đóng cắt nguồn lượng lớn hơn” Rờ-le dùng thông dụng ứng dụng điều khiển động chiếu sáng Khi cần đóng cắt nguồn lượng lớn, rờ-le thường ghép nối tiếp Nghĩa rờ-le nhỏ điều khiển rờ-le lớn hơn, rơ-le lớn điều khiển nguồn công suất 2.2.4.0 Diode 1N4007 1.1 Cấu tạo điốt 1n4007  Một sơ đồ pin được dán nhãn đúng của bất kỳ thiết bị nào dẫn đến tình  trạng tốt hơn của người dùng  Tơi đã thực hiện một sơ đồ hồn tồn có nhãn của diode 1N­4007 cùng  với hình ảnh động của nó  Sơ đồ chân hồn chỉnh cùng với hình ảnh động, biểu diễn tượng trưng  và hình ảnh thực của 1N 4007 được hiển thị trong hình bên dưới   1.1.1 Thơng số kỹ thuật: Model: plastic,  DO­41 Điện áp làm việc: 50 – 1000V Dòng điện giới hạn: Imax= 1A Nhiệt độ hoạt động: ­55oC ~ 150oC 2.4… Biến trở  Biến trở volume sử dụng rộng rãi mạch công suất, âm li Có tên tiếng Anh potentionmeter Biến trở volume hoạt động điện trở có khả thay đổi điện trở vặn núm điều chỉnh Thông số sản phẩm: - Độ dài núm chỉnh: 15mm - Đường kính núm chỉnh: 7mm - Loại biến trở: Volume đơn, có chân Thơng số điện: - Tổng trở kháng: 1KΩ - 1MΩ (Tùy giá trị biến trở) - Tổng dung sai kháng chiến: ± 20% - Đặc tính trở kháng loại: A, B, C, D - Điện áp hoạt động tối đa: B Linear: DC 50V / AC 25V - Công suất định mức: B Linear: 0.5W - Tiếng ồn: Dưới 100mV - Chống cách điện: Hơn 100MΩ - Điện áp chịu được: phút AC 250 V Tính chất lý - Góc quay tồn bộ: 300 ± 10 (độ) - Khoảng cách quay: 10 ~ 200 gf.cm - Sức mạnh dừng quay: 3.0Kgf.cm - Độ bền kéo: đẩy: 7.0kgf phút Độ bền - Vòng quay: 10.000 chu kỳ 2.2.4.1 IC555 Hình 2.11: ic555 Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy loại 555 : LM555, NE555, NE7555 ) Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA Điện áp logic mức cao : 0.5 - 15V Điện áp logic mức thấp : 0.03 - 0.06V Công suất tiêu thụ (max) 600mW Chức hoạt động chân: Chân (GND): Chân nối GND để giúp cung cấp dòng cho IC hay gọi mass chung  Chân số (TRIGGER): Được biết đến chân đầu vào thấp so với điện áp so sánh sử dụng giống chân chốt tần số áp Mạch so sánh sử dụng Transistor PNP với điện áp chuẩn ⅔ Vcc  Chân số (OUTPUT): Đây chân lấy tín hiệu logic đầu Trạng thái tín hiệu chân số xác định mức thấp (mức 0) mức cao (mức 1)  Chân số (RESET): Dùng để lập định trạng thái đầu IC 555 Khi chân nối với Mass OUTPUT mức Cịn chân mức cao trạng thái đầu phụ thuộc theo mức áp chân số chân số Trong trường hợp, muốn tạo dao động thường chân nối trực tiếp với nguồn Vcc  Chân số (CONTROL VOLTAGE): Chân sử dụng để làm thay đổi mức điện áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở nối với chân số GND  Chân số (THRESHOLD): Là chân đầu vào để so sánh điện áp dùng chân chốt  Chân số (DISCHAGER): Đây coi khóa điện tử chịu tác động điều khiển từ tầng logic chân Khi đầu chân OUTPUT mức khóa đóng ngược lại Chân số có nhiệm vụ tự nạp xả điện cho mạch R-C  Chân số (Vcc): Đây nguồn cấp cho IC 555 hoạt động Chân cung cấp với mức điện áp dao động từ – 18V  2.2.4.4 Hoạt động khối relay Khi có khơng dịng âm qua điot D1 D9 nghĩa khơng có cháy xẩy khơng có dịng âm qua Q8 Q8khơng phân cực nên khơng có dịng dương từ Emitter chạy qua Colletor nên khơng cung cấp dịng dương cho chân số IC555 khối chng báo khơng hoạt động Khi có dịng âm chạy qua điot D7 D9 nghĩa có cháy xẩy dịng âm qua vào chân Base Q8 làm Q8 phân cực thuận cho dòng dương chạy từ chân Emittor xuống chân Collector Q8 vào chân số lúc nầy IC55 hoạt động tạo xung cho chân số mức mức với tần số T=142692 Hz.Khi mức Q7 (C1815) phân cực ngược khơng cho dịng âm từ chân Emitter lên chân Collector chng khơng kêu Khi mức có điện dương vào Q7 làm Q7 phân cực thuận nên cho dòng âm từ Emitter lên chân Collector chuông kêu Cứ với tần số T tạo nên tiếng báo động với tần số tít chng 142692 Hz 2.3 Thi cơng mạch 2.3.1 Mạch in để lắp linh kiện Hình 2.13: Mạch in 2.3.2 Sản phẩm ... liên quan đến đề tài Nghiên cứu nguyên lý hoạt động mạch Thiết kế mạch in phần mềm atium designer Lắp mạch, chế tạo mạch bật relay led thu phát hồng ngoại CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC LINH KIỆN SỬ... 2.2.2 cảm biến led hồng ngoại Ở khối nầy ta lợi dụng có cháy khói bốc lên, khói có màu đen lợi dụng khói để làm giảm cường độ tia hồng ngoại Tức bình thường cường độ hồng ngoại lớn -> LED thu... dụng kiến thức học chế tạo thiết bị có giá thành hợp lý, ứng dụng vào thực tế  Chế tạo sản phẩm bật tắt thiết bị relay qua led thu phát hồng ngoại - Mạch bật relay có vật cản led thu phát hồng