LẮP ráp MẠCH điều KHIỂN QUẠT từ XA (2)

- Phụ lục Trang Chương I: Tổng quan mạch kiểm tra số lượng sản phẩm xuất, nhập hàng kho chứa 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Lịch sử 1.3 Mục đích nghiên cứu Chương II: Nội dung mạch kiểm tra số lượng sản phẩm xuất, nhập hàng kho chứa 2.1 Các vấn đề cần nghiên cứu 2.1.1 IC 74HC192 2.1.2 IC 74LS47 2.1.3 IC 74HC00 10 2.1.4 IC 74HC14 11 2.1.5 IC PC817 12 2.1.6 IC 7805 13 2.1.7 Các linh kiện khác 14 2.2 Nguyên lý hoạt động mạch nguồn 15 2.2.1 Thiết kế sơ đồ khối nguyên lý hoạt động 15 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 16 2.3 Nguyên lý hoạt động mạch đếm sử dụng IC74192 17 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch 17 2.3.2 Thiết kế sơ đồ khối nguyên lý hoạt động 20 2.4 Mạch vẽ phần mềm altium 21 Chương III: Kết luận 3.1 Hướng phát triển 24 3.2 Ưu nhược điểm mạch 24 - CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM XUẤT, NHẬP HÀNG TRONG KHO CHỨA 1.1 Giới thiệu chung Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số trở nên quên thuộc với nhiều người, phát triển nghành kỹ thuật số có ảnh hưởng lớn đến nghành kinh tế tồn cầu có người nêu lên ý tưởng gọi kinh tế thời đại “nền kinh tế kỹ thuật số”, “số hóa” gần vượt khỏi ranh giới thuật ngữ kỹ thuật Nhờ có ưu điểm xử lỹ số độ tin cậy truyền dẫn, tính đa thích nghi kinh tế nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi điều khiển khai thác mạng Số hóa xu hướng phát triển tất yếu nhiều linh vực kỹ thuật kinh tế khác Không lĩnh vực thông tin liên lạc tin học Ngày nay, kỹ thuật số thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điều khiển tự động, Phát truyền hình, Y tế, Nơng nghiệp tong dụng cụ sinh hoạt gia đình Với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng linh kiện bán dẫn phần vào giảm bớt giá thành sản phẩm làm linh kiện rời Ứng dụng môn mạch số, kỹ thuật số ngày nhiều thâm nhập nhanh chóng vào lĩnh vực điện tử thông dụng chuyên nghiệp 1.2 Lịch sử Chúng ta sống xã hội phát triển mặt Vì vậy, muốn thích nghi phải khơng ngừng học tập nghiên cứu Sinh viên vậy, phải ln học tập hồn thiện Khi kinh tế phát triển, nhu cầu sống người không ngừng nâng cao Nhận thấy điều nên ngành điện tử không ngừng phát triển để đáp ứng đời sống người tốt Có thể nói mạch đếm sử dụng IC số sản phẩm điện tử thiết thực, - phục vụ nhiều hoạt động kiểm tra, giám sát, đo lường hay hạch tốn số lượng ,… 1.3 Mục đích nghiên cứu Trong nhà máy xí nghiệp sản xuất nay, họ thường chia sản phẩm thành nhiều khối hàng khối hàng chia thành nhiều loại, có loại sản phẩm lắp ráp cần nhiều chi tiết nhỏ lẻ, chi tiết sản phẩm thường nhập vào kho chứa chưa sử dụng đến Do đó, việc kiểm tra, giám sát số lượng chi tiết sản phẩm kho chứa cần thiết Vì vậy, chúng em có ý tưởng thiết kế mạch đếm gần gũi với thực tế đồng thời giúp em thực tập, vận dụng kiến thức học để thiết kế chế tạo sản phẩm đem ứng dụng rộng rãi, đóng góp phần nhỏ cho xã hội - CHƯƠNG II: NỘI DUNG MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM XUẤT, NHẬP HÀNG TRONG KHO CHỨA 2.1 Các vấn đề cần nghiên cứu 2.1.1 IC 74HC192 IC 74HC192 IC thuộc họ TTL có chức đếm khơng đồng bộ, đếm BCD thuận nghịch IC 74HC192 đếm MOD 10 đầu nối cách khác để đếm MOD khác nhau: MOD2, MOD3, MOD5 - Hình 2-1: Hình ảnh thực tế sơ đồ chân IC 74HC192 Thông số kỹ thuật : - IC Đếm mã BCD lên xuống với Kd = 10 - Điện áp: 4,75 - 5,25V - Dòng điện : 8mA - Dải nhiệt độ: - 70oC - Tốc độ : 40MHz ( : 12ns) IC 74HC192 có chức năng, bao gồm : Chức Khởi động lại Tải song song Điều kiện       Đếm lên    Đếm xuống Chân MR nối dương Mô tả Từ Q0 đến Q3 Q0 = D0 Q1 = D1 Q2 = D2 Q3 = D3 Chân MR nối âm Chân PL nối âm Chân MR nối âm Chân PL nối dương Ở chân UP, chuyển đổi từ âm sang dương Đếm lên Chân MR nối âm Chân PL nối dương Ở chân DN, chuyển đổi từ âm sang dương Đếm xuống - Bảng mã nhị phân: Hệ nhị phân Hệ thập phân 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 a Khởi động lại: Khi ta nối MR với dương, Q0, Q1, Q2, Q3 0, tức âm - b Tải song song: Khi ta nối MR với âm, PL với âm từ Q0 đến Q3 D0 đến D3 c Đếm lên: Khi ta nối MR với âm, PL với dương, chuyển đổi từ âm sang dương chân UP, IC 74192 đếm lên đơn vị theo mã nhị phân d Đếm xuống: Khi ta nối MR với âm, PL với dương, chuyển đổi từ âm sang dương chân DN, IC 74192 đếm xuống đơn vị theo mã nhị phân e Chân TCU, TCD: TCU TCD chân đặc biệt - Chân TCU luôn dương, ta đếm lên đến số chân UP âm, chân TCU âm - Chân TCD luôn dương, ta đếm xuống đến số chân DN âm, chân TCD âm 2.1.2 IC 74LS47 Đây IC giải mã giành riêng cho LED đoạn anode chung IC chuyển đổi từ mã BCD sang mã LED đoạn anode chung - Ứng dụng ta cần thị số LED đoạn mạch số mà không cần dùng vi điều khiển, muốn tiết kiệm chân cho vi điều khiển Hình 2-2: Hình ảnh thực tế sơ đồ chân IC 74LS47 a Chức chân Tên VCC GND A, B, C, D a,b,c,d,e,f,g LT BI/RBO RBI Chức Nguồn 5V Nguồn 0V Ngõ vào BCD Ngõ LED đoạn Chân kiểm tra đoạn LED Chân chức đặc biệt b Hoạt động 7447 thường sử dụng chế độ hoạt động: Sáng bình thường đủ trạng thái từ ÷ (thường dùng nhất) Chân BI/RBO phải bỏ trống nối lên mức cao, chân RBI phải bỏ trống nối lên mức cao, chân LT phải bỏ trống nối lên mức cao Chân BI/RBO nối xuống mức thấp tất các đoạn LED không sáng bất chấp trạng thái ngõ vào lại Bỏ trạng thái số (khi giá trị BCD ngõ vào tất đoạn LED đoạn tắt) Chân RBI mức thấp chân BI/RBO phải bỏ trống (và đóng vai trị ngõ ra) Chân BI/RBO phải bỏ trống nối lên mức cao chân LT phải nối xuống mức thấp Tất LED đoạn sáng, bất chấp ngõ vào BCD Dùng để Kiểm tra đoạn LED đoạn (còn sáng hay chết) Với yêu cầu đếm số lượng, sử dụng chế độ - Hình 2-3: Sơ đồ kết nối IC 74LS47 Thông số kỹ thuật : - Điện áp: 4,75 - 5,25V - Dòng điện : 8mA - Dải nhiệt độ: - 70 C o - Tốc độ : 35MHz - 2.1.3 IC 74HC00 Cấu tạo bên IC 74HC00 có bốn cổng logic NAND, cổng có ngõ vào ngõ IC 74HC00 sản xuất theo công nghệ Cmos, mạch tích hợp xây dựng từ Mosfet số điện trở phụ trợ Hình 2-4: Hình ảnh thực tế sơ đồ chân IC 74HC00 Điện áp đầu vào cung cấp cho IC 74HC00 thấp khoảng từ 2V đến 6V, IC hoạt động tốt điện áp 5V Biểu thức logic: Y = A.B Bảng chân lý: A 0 1 B 1 Thông số kỹ thuật : - Điện áp: 2-6V - Dòng điện : 5.2mA - Dải nhiệt độ: -40 ÷ 1250C - Mức logic : 10 Y 1 - 2.1.4 IC 74HC14 IC 74HC14 loại ic chuyển mạch trigger, tức chuyển trạng thái điện áp vượt ngưỡng điện áp cho phép Bản chất bên IC 74HC14 có opamp mắc sẵn theo kiểu Schmitt trigger với mục đích lọc nhiễu tín hiệu đầu vào Người dùng việc cấp tín hiệu đầu vào đầu có tín hiệu đảo loại tạp nhiễu tốt Hình 2-5: Hình ảnh thực tế sơ đồ chân IC 74HC14 Điện áp đầu vào cung cấp cho IC 74HC00 thấp khoảng từ 2V đến 6V, IC hoạt động tốt điện áp 5V Biểu thức logic: O = I Bảng chân lý: I O Thông số kỹ thuật : - Điện áp: 2-6V - Công suất tiêu thụ : 500mW - Dải nhiệt độ: -40 ÷ 1500C - Mức logic : 11 - 2.1.5 IC PC817 PC817 opto sử dụng phổ biến, chứa LED hồng ngoại transistor quang gói Opto hay cịn gọi cách ly quang linh kiện dạng IC có từ chân đến nhiều chân, chủ yếu sử dụng để cách ly hai mạch với Hình 2-6: Hình ảnh thực tế sơ đồ chân IC PC 817 Thơng số kỹ thuật : - Dịng điện thuận diode để kích mở transistor: 50mA (max=1A) - Điện áp rơi diode 1.2V-1.4V - Điện áp đánh thủng diode: 6V - Tổn hao công suất diode: 70mW - Tần số đóng cắt: 80 KHz - Dịng qua Collector hoạt động ổn định: 20mA (max=50mA) - Điện áp Collector-Emitter max: 35V - Điện áp Emitter-Collector max: 6V - Điện áp rơi transistor: 0.1V-0.2V - Tiêu hao công suất transistor: 150mW 12 - - Thời gian ỏp ng: 3ữ4 às Li dng tr t thi gian đóng cắt PC817 3-4µs để tạo lọc sườn 2.1.6 IC 7805 Hình 2-7: Hình ảnh thực tế sơ đồ chân IC 7805 a Cấu tạo bên trong: 13 - Hình 2-8: Sơ đồ bên IC 7805 b Ứng dụng : IC 78-5 dùng để ổn định điện áp dương V đầu với điều kiện đầu vào luôn lớn đầu V 2.1.7 Các linh kiện khác a Điện trở Kí hiệu: b Tụ điện Kí hiệu: 14 - c Cầu diode Kí hiệu: 15 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN 2.2 Nguyên lý hoạt động mạch nguồn 2.2.1 Thiết kế sơ đồ khối nguyên lý hoạt động a Sơ đồ khối Hình 2-9: Sơ đồ khối mạch nguồn b Nguyên lý hoạt động - Biến áp: Hạ từ nguồn 220 VAC xuống điện 12 VAC - Mạch chỉnh lưu cầu: Biến điện áp xoay chiều (AC) thành điện áp chiều (DC) khơng lý tưởng - Mạch lọc: Có nhiệm vụ nạp xả liên tục để san điện áp chiều nhấp nhơ thành điện áp chiều nhấp nhô - Mạch ổn áp: Để ổn định điện áp dương 5V đầu - 16 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN 2.2.2 Sơ đồ ngun lí mạch nguồn Hình 2-10: Hình nguyên lý mạch nguồn VDC Chức linh kiện mạch - Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều 220 VAC thành điện áp xoay chiều 24 V, 12 V, V, V… - Cầu diode có nhiệm vụ chuyển điện áp xoay chiều AC thành điện áp chiều DC không phẳng (nhấp nhô) - Tụ C3 C4 dùng để lọc nhiễu, tụ C5 C6 nạp xả liên tục để san điện áp - IC 7805 ổn định điện áp đầu dương V Điện trở R10 để hạn dòng qua LED 17 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN 2.3 Nguyên lý hoạt động mạch kiểm tra số lượng sản phẩm xuất, nhập hàng kho chứa 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch a Nguyên lý mạch đếm sử dụng IC 74HC192 Hình 2-10 Mạch đếm sử dụng IC 74192 18 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN b Mạch thu phát tín hiệu hồng ngoại lọc nhiễu Hình 2-11: Mạch thu phát tín hiệu hồng ngoai cửa vào 19 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XN TIẾN Hình 2-12: Dạng sóng đầu vào IC số Hình 2-13: Mạch thu phát tín hiệu hồng ngoai cửa 20 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN 2.3.2 Thiết kế sơ đồ khối nguyên lý hoạt động a Sơ đồ khối Hình 2-14: Sơ đồ khối b Nguyên lý hoạt động mạch - Khối nguồn: cấp điện áp cho khối lại cho mạch hoạt động - Khối thu phát hồng ngoại: phát người/ vật chắn qua cửa - Khối tín hiệu: lọc nhiễu tách sườn tín hiệu từ khối thu phát tín hiệu - Khối hiển thị: giải mã tín hiệu từ IC đếm hiển thị số lượng LED 21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN 2.4 Mạch vẽ phần mềm altium Hình 2-15a: Sơ đồ mạch nguyên lý 22 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN Hình 2-15b: Sơ đồ mạch in 23 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN Hình 2-15c: Sơ đồ mạch in 3D 24 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOACƠKHÍ - SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG NGUYỄN ĐÌNH CHIẾN GVHD: TRẦN XUÂN TIẾN CHƯƠNG III: KẾT LUẬN 3.1 Hướng phát triển Ứng dụng công việc yêu cầu đếm lên đếm xuống hiển thị LED : - Giám sát số lượng sản phẩm vào kho - Mạch đếm sản phẩm vào xưởng sản xuất 3.2 Ưu nhược điểm mạch a Ưu điểm - Thiết kế đơn giản - Hoạt động ổn định - Thiết kế nhỏ gọn, tối ưu hiệu sử dụng - Lọc nhiễu tốt b Nhược điểm - Thiết kế mạch chưa đẹp - Hàn linh kiện chưa bắt mắt 25 ... chung IC chuyển đổi từ mã BCD sang mã LED đoạn anode chung - Ứng dụng ta cần thị số LED đoạn mạch số mà không cần dùng vi điều khiển, muốn tiết kiệm chân cho vi điều khiển Hình 2-2: Hình... hoạt động mạch nguồn 2.2.1 Thiết kế sơ đồ khối nguyên lý hoạt động a Sơ đồ khối Hình 2-9: Sơ đồ khối mạch nguồn b Nguyên lý hoạt động - Biến áp: Hạ từ nguồn 220 VAC xuống điện 12 VAC - Mạch chỉnh... TIẾN 2.3 Nguyên lý hoạt động mạch kiểm tra số lượng sản phẩm xuất, nhập hàng kho chứa 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch a Nguyên lý mạch đếm sử dụng IC 74HC192 Hình 2-10 Mạch đếm sử dụng IC 74192 18