Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển bật tắt đèn từ xa

ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển bật/tắt đèn từ xa Giảng viên hƣớng dẫn : Ths.Lê Minh Đức Sinh viên thực : Nguyễn Hữu Trung MSV : 1351082089 Lớp : K58_CĐT Khóa : 2013_2017 Hà Nội-Năm 2017 ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển bật/tắt đèn từ xa Giảng viên hƣớng dẫn : Ths.Lê Minh Đức Sinh viên thực : Nguyễn Hữu Trung MSV : 1351082089 Lớp : K58_CĐT Khóa : 2013_2017 Hà Nội-Năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển, ngành tự động hóa đạt nhiều tiến Tự động hóa khơng làm giảm nhẹ sức lao động cho người mà cịn góp phần lớn việc nâng cao suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm tự động hóa ngày khẳng định vị trí vai trị ngành cơng nghiệp phổ biến rộng rãi hệ thống cơng nghiệp giới nói chung Việt Nam nói riêng Trong sống hàng ngày ứng dụng điều khiển từ xa, ứng dụng thú vị tiện ích, với điều khiển từ xa tay, ta điều khiển nhiều thiết bị theo nhu cầu mong muốn mà di chuyển Xuất phát từ ưu điểm quan trọng ứng dụng thực tế sống thiết bị điều khiển từ xa nên em chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển bật/tắt đèn từ xa” Bố cục đề tài gồm có chương: Chƣơng 1: Mở đầu Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết việc điều khiển từ xa Chƣơng 3: Thiết kế, chế tạo, lắp ráp vận hành thử nghiệm điều khiển từ xa Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp quan tâm Thầy, Cô khoa, đặc biệt giáo viên hướng dẫn ThS LÊ MINH ĐỨC ơng PHẠM HƠNG DƢƠNG giám đốc công ty TNHH ĐIỆN TỬ ANH VIỆT giúp đỡ em tận tình trình tìm hiểu xây dựng mơ hình điều khiển Để đồ án em hoàn thành thời gian Tuy nhiên thực đề tài thời gian, nguồn tài liệu trình độ cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót Kính mong nhận dẫn góp ý thầy bạn Em xin trân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày… tháng… năm 2017 SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Hữu Trung NHẬN XÉT (Của quan thực tập) XÁC NHẬN CỦA CƠ SỞ THỰC TẬP (Ký tên, đóng dấu) NHẬN XÉT (Của giảng viên hƣớng dẫn) Hà Nội, ngày…… tháng……năm 2017 Giảng viên hƣớng dẫn NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Chữ ký, họ tên) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU NHẬN XÉT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu khóa luận .1 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối tƣợng nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.7 Nội dung đề tài khóa luận .3 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VIỆC ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 2.1 Giới thiệu ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) .4 2.2 Tổng quan ứng dụng điều khiển từ xa 2.3 Hoạt động hệ thống điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại 2.4 Giới thiệu linh kiện sử dụng 2.4.1 Vi điều khiển PIC (Programmable Interface Controller) .9 2.4.2 LED Quang – LED phát tín hiệu hồng ngoại .12 2.4.3 LED thu tín hiệu hồng ngoại: .13 2.4.4 Tụ điện 15 2.4.5 Điện trở 16 2.4.6 Diode 16 2.4.7 LED đơn .17 2.4.8 TRIAC 18 2.4.9 IC LM7805 18 2.4.10 IC LM358 19 2.4.11 OPTO PC817 19 2.4.12 MOC3041 20 2.4.13 SN75176 .21 2.4.14 ZOV (tụ chống sét) 21 2.4.15 Còi chip .22 2.4.16 Nút nhấn .22 CHƢƠNG THIẾT KẾ,CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 23 3.1 Khối phát/thu hồng ngoại 23 3.1.1 Khối phát hồng ngoại 23 3.1.2 Khối thu hồng ngoại 27 3.2 Xây dựng thuật toán điều khiển 31 3.2.1 Lưu đồ giải thuật 31 3.2.2.Chương trình điều khiển .32 3.3 Thiết kế mạch in 33 3.4 Chế tạo mạch điều khiển .34 3.4.1 Lựa chọn linh kiện 34 3.4.2 Thi công mạch 35 3.5 Lắp ráp, vận hành thử nghiệm điều khiển bật/tắt đèn từ xa .37 KẾT LUẬN 40 PHỤ LỤC .41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Bước sóng nguồn hồng ngoại Hình 2.2 Cấu trúc chung hệ thống điều khiển từ xa Hình 2.3 Ứng dụng điều khiển thiết bị dân dụng Hình 2.4 Sơ đồ khối chức mạch phát tín hiệu Hình 2.5 Sơ đồ chức mạch thu tín hiệu Hình 2.6 PIC18F26K22 Hình 2.7 Sơ dồ chân PIC18F26K22 Hình 2.8 Sơ đồ khối PIC18F26K22 10 Hình 2.9 Hình dáng,phân cực cấu tạo LED phát tín hiệu hồng ngoại 13 Hình 2.10 Mắt nhận hồng ngoại GP1U5-21Y 13 Hình 2.11 Cấu tạo mắt nhận hồng ngoại GP1U5-21Y 13 Hình 2.12 Sơ đồ mạch Schmitt Trigger 14 Hình 2.13 Sơ đồ tín hiệu mạch Schmitt Trigger 14 Hình 2.14 Tụ điện 15 Hình 2.15 Điện trở 16 Hình 2.16 Diode 1N4148-SMD 17 Hình 2.17 Diode cầu MB6S 17 Hình 2.18 LED đơn .17 Hình 2.19 Triac T810 18 Hình 2.20 IC LM7805 18 Hình 2.21 IC LM358 .19 Hình 2.22 OPTO PC817 19 Hình 2.23 MOC3041 .20 Hình 2.24 SN75176 .21 Hình 2.25 ZOV 21 Hình 2.26 Còi chip 22 Hình 2.27 Nút nhấn .22 Hình 3.1 Sơ đồ khối phát 23 Hình Sơ đồ mạch nguyên lý phát .24 Hình 3.3 Sơ đồ khối nguồn 24 Hình 3.4 Sơ đồ khối phát tín hiệu 25 Hình 3.5 Sơ đồ khối phím điều khiển 25 Hình 3.6 Sơ đồ khối kết nối 26 Hình 3.7 Sơ đồ khối xử lý(PIC 18F26K22) 26 Hình 3.8 Sơ đồ khối thu 27 Hình 3.9 Mạch nguyên lý thu 28 Hình 3.10 Sơ đồ khối nguồn 28 Hình 3.11 Sơ đồ khối thu tín hiệu tia hồng ngoại 29 Hình 3.12 Sơ đồ khối giao tiếp 29 Hình 3.13 Sơ đồ khối chấp hành 30 Hình 3.14 Sơ đồ khối kết nối 30 Hình 3.15 Sơ đồ khối Analog 31 Hình 3.16 Lưu đồ giải thuật 31 Hình 3.17 Giao diện phần mềm MPLAB 32 Hình 3.18 Giao diện MCC 32 Hình 3.19 Hình mạch in phát 33 Hình 3.20 Hình mạch in thu .33 Hình 3.21 Hàn linh kiện vào mạch 35 Hình 3.22 Kiểm tra khối linh kiện 36 Hình 3.23 mạch thu sau hoàn thành 36 Hình 3.24 mạch phát sau hồn thành 37 Hình 3.25 mạch thu sau cố định 37 Hình 3.26 lắp đặt bóng đèn dây nguồn .38 Hình 3.27 mạch chưa cấp nguồn 38 Hình 3.28 mạch cấp nguồn 38 Hình 3.29 điều khiển đèn từ chế độ tắt sang bật 39 Hình 3.30 điều khiển đèn từ chế độ bật sang tắt 39 k_code = i; break; } j