mạch nháy theo nhac dung lm395

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU IC LM3915 1.1 Giới thiệu IC LM3915 LM3915 khối tích hợp với mức điện áp cảm ứng, ta dùng IC để điều khiển 10 LED, LCD đèn huỳnh quang chân khơng, nói tóm lại ta sử dụng tùy theo nhu cầu sở thích người sử dụng Nó cung cấp bậc analog 3dB (đơn vị hàm Loga) Dòng LED qua IC điều chỉnh lập trình được, điều tất nhiên phải tính đến có mặt điện trở hạn dịng Những hệ thống hiển thị sử dụng từ việc cung cấp điện áp từ 3V đến 25V với dòng điện nhỏ từ 1mA đến 30mA điều chỉnh LM3915 chứa chuẩn điện áp điều chỉnh có 10 bước điện áp chia cách xác nhờ bô chia điện áp Trở kháng đầu vào LM3915 chấp nhận mức điện áp tín hiệu dao động từ 0V đến 1,5V mức điện áp dương cung cấp Ngồi trở kháng khơng có nhu cầu bảo vệ mức điện áp +/35V Mỗi bật hiển thị LM3915 thích hợp với tín hiệu dải động, dải động mức âm thanh, cấp độ ánh sáng loại hình dao động Những ứng dụng âm bao gồm mức thấp cao báo hiệu, đếm xung tín hiệu có tần số cao Việc thay đếm thông thường biểu đồ dạng cột với LED đáp ứng nhanh Một số tín hiệu phức tạp qua IC LM3915 giữ lại cách có trật tự dễ chịu tín hiệu tương tự Về nhiệt độ sử dụng, LM3915 hoạt động nhiệt độ dao động từ 0˚C đến +70˚C Với nhiệt độ LM3915 dễ bảo quản tốt Chúng ta sử dụng LM3915 cách dễ dàng, dễ tìm thấy cửa hàng linh kiện điện tử khắp nơi 1.2 Đặc thù ứng dụng Hình sơ đồ Lm3915 Ta hiểu cách sơ khởi sơ đồ sau: Tín hiệu vào chân số chân số 5, với chân số nối với mass Chân số nối với mức điện áp 12V đến 20V V+ chân số nối với chân số số qua điện trở R1 R2 để điều chỉnh độ sáng LED Chân số chừa trống, quy định cách thức mà LED hiển thị Tụ C2 xuất ta sữ dụng LED trở lên, chân số từ chân số 10 đến 18 nối với LED Và anod LED nối với nguồn điện dao động khoảng 3V đến V+ Sau cơng thức tính điện áp chuẩn VREF dịng điện rơi LED Trên giới thiệu cách sơ khai ứng dụng LM3915, để hiểu rõ chức IC này, theo dõi phần báo cáo 1.3 Cấu tạo chức LM3915 1.3.1 Cấu tạo bên ngồi LM3915 Hình LM3915 có 18 chân hình Và chân lại có công dụng riêng Sau tên gọi chức chân: Số thứ tự chân 10 11 12 13 14 15 16 17 18 LM3915 có cấu tạo chuẩn tồn giới để người tiêu dùng thống hình dạng mà áp dụng cho xác Cấu trúc chức LM3915 đưa cơng ty có tên National Semiconductor, IC cơng ty sản xuất có biểu tượng tên National Semiconductor Đây công ty đầu việc chế tạo sản xuất IC bán dẫn có hiệu xuất hiệu lượng cao Những sản phẩm công ty cịn có thiết bị di động, thiết bị mạng không dây, thiết bị điện tử y sinh, Doanh thu công ty hàng năm khoảng 1,86 tỉ USD Chúng ta tìm hiểu thêm sản phẩm công ty địa website www.national.com Sau hình ảnh cấu tạo vật lý bên ngồi LM3915 Hình Kích thước chân chuẩn độ dài khác mơ tả xác hình vẽ 1.3.2 Cấu tạo bên LM3915 (Sơ đồ khối) Hình cấu tạo sơ đồ khối LM3915, có chân mơ tả cách chi tiết bên IC, so sánh (Opamp), điện trở hạn dòng đặt cách có chủ đích, điện trở nối với so sánh cách đối xứng (điện trở dây) Hình Sơ đồ khối LM3915 cho biết cách sử dụng khái quát IC Tổng trở vào sử dụng với tín hiệu từ 0V đến 12V, nhờ có điện trở mà ngăn ngừa mức điện áp đảo áp từ tín hiệu Tín hiệu vào cung cấp cho 10 so sánh (như hình 3) Mỗi so sánh có mức điện áp khác định tuyến điện trở dây, thay đổi từ 1K đến 6.63K (như hình 3) Trong ví dụ minh họa, điện trở dây nối kết với mức điện áp chuẩn 1,25V Trong trường hợp 3dB tín hiệu vào chân số tăng dần, so sánh bật LED lên mức tín hiệu tương ứng Bộ chia điện trở có tác dụng kết nối hai mức điện áp cung cấp mức điện áp 1,5V mức V+ không thấp mức V- 1.3.2.1 Điện áp chuẩn bên LM3915 Chuẩn điện áp thiết kế để điều trì mức điện áp danh định 1,25V chân (REF OUT) chân (REF ADJ) Điện áp rơi điện trở R1 có giá trị khơng đổi gọi VREF, lúc có dịng có trị số khơng đổi trơi từ chân IC xuống điện trở R2 Và cơng thức tính điện áp ngõ cho công thức bên Hình Với dịng lớn khoảng 120 µA, chắn xuất sai khác không cần thiết Chân số thiết kế để hạn chế cách thấp dòng với điện áp V+ tải thay đổi Nếu sử dụng dịng qua tải dao động từ 80 µA đến mA Điện dung tải cần thiết cần 0.05 µF 1.3.2.2 Điều khiển dịng Sơ đồ khối LM3915 hình khơng hồn toàn minh họa việc điều khiển độ sáng LED Dòng chân định độ sáng dịng qua LED, có tín hiệu vào dịng chạy qua 10 LED, dòng số tương đối điện áp nhiệt độ thay đổi Dịng xuất nội trở, có dịng áp bên ngồi, dịng áp thiết lập cho chia tính tốn dịng qua LED Khả điều khiển độ sáng LED theo thời gian tỷ lệ với điện áp đầu vào, ngồi cịn số tín hiệu khác điều khiển số hướng hiển thị báo hiệu áp hay báo động, Ngõ LM3915 giới hạn dịng transistor NPN, có mạch hồi tiếp bên điều khiển transistor Dòng điều chỉnh 10 tải chuẩn, tức 10 LED có trị số kỹ thuật không đổi, điện áp ngõ biến đổi, lúc transistor khơng chế độ bảo hòa Sau sơ đồ minh họa dịng cua LM3915 Hình Ngõ chạy chế độ bảo hịa khơng có hiệu ứng gây cản trở Điện trở cực E transistor cân với điện trở cực E cộng với R E, tổng cộng khoảng 50 ohm (hình 5) Điều có khả thực với chỉnh lưu AC mà lọc Để tránh dao động, nhiễu khơng cần thiết LED, ta nên rẽ mạch đến tụ 2.2 µF tantalum 10 µF aluminum 1.3.2.3 Chân MODE Ngõ vào MODE, cho phép LM3915 kết hợp với nhiều IC chức khác, IC điều khiển nhiều ứng dụng Sự phân loại sau cho thấy hướng để sử dụng tối ưu chân Hiển thị dạng thanh: Nối trực tiếp chân số với chân số Hiển thị dạng điểm: Chân số để trống Hiển thị 20 LED nhiều nữa: Nối chân số IC chuỗi với chân số IC tiếp theo, ta muốn tiếp tục nhân rộng kết nối tiếp tục Và IC LM3915 cuối chuỗi, chân số chừa trống tất IC nên mắc thêm điện trở 20K song song với LED số 9, tức chân 11 LCD 1.3.2.4 Mô tả chức chân MODE Chân MODE thật có hai chức Ta quan sát sơ đồ khối chân MODE Hình cấu tạo vật lý TDA2030A Hình dạng kích thước ngồi thực tế IC mơ tả cách xác hình vẽ 2.2.2 Chức Sau số mạch ứng dụng ampli TDA2030A Đây mạch có đầy đủ thành phần âm hồn hảo Ta nhận thấy từ đầu ngõ vào (chân IC) có lọc: Thông thấp, thông cao thông dãi, nói ứng với mạch riêng lẽ Mục đích để hiệu chỉnh tín hiệu âm cho tần số cao ( âm treble ), tần số thấp ( âm Bass ), từ tần số thấp đến tần số cao ( âm thông thường ) Trên sơ đồ mạch ta thấy rõ tần số mà nhà sản xuất định cho để tiện cho việc chế tạo, tức từ 300Hz đến KHz Như ta cần có loa với giá tri phù hợp đầu mạch riêng lẽ Thực chất IC TDA2030A công cụ khuếch đại công suất trung bình, nhà sản xuất tính tốn mức khuếch đại thích hợp đưa vào IC Ta tìm thất IC mạch ampli đơn hay đơi, có chân nên dễ sử dụng thay Mạch mạch khuếch đại công suất đơn giảm sử dụng IC TDA2030A Mạch khuếch đại đơn giản mạch khuếch đại cơng suất sử dụng ba mạch lọc Chắc chắn điều âm ngõ không hay mạch khếch đại tích hợp mạch lọc phần 2.3 Bảo vệ chống ngắn mạch TDA2030A có dịng ban đầu mà giới hạn dịng transistor Chức bảo đảm việc giới hạn điện áp đỉnh cao so với cách giới hạn thơng thường Điều giảm khả IC bị phá hủy ngắn mạch ngẫu nhiên từ dòng AC đến Mass 2.4 Ngắt nhiệt độ Những y ngắt nhiệt độ; Việc tải ngõ ( cố định ), nhiệt độ môi trường xung quanh cung cấp từ Tj đến 150 C Bộ tản nhiệt lúc giải pháp an toàn việc nhiệt độ vượt giới hạn cho phép Vì khơng có khả IC bị phá hủy nhiệt độ cao ta gắn miếng tản nhiệt cách hợp lý Nếu nhiệt độ tăng đột biến đến khoảng 150 C điện áp nguồn dịng tiêu thụ tự động giảm Đó nhiệt độ vượt qua ngưỡng cho phép với miếng tản nhiệt thích hợp việc xảy o o CHƯƠNG III: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH HIỂN THỊ DÈN THEO NHẠC 3.1 Cấu tạo kết cấu Tổng thể khối đồ án gồm mạch: Mạch thứ nhất: Mạch hiển thị LED theo nhạc Mạch thứ hai: Mạch ampli mono Mạch thứ ba: Mạch nguồn Mỗi mạch có chức đảm nhiệm tác vụ riêng Sau chúng hợp thành khối hoàn chỉnh Khi ta cấp tín hiệu âm vào khối này, vừa phát âm qua khếch đại loa lúc đèn nhảy lên nhảy xuống theo tiếng nhạc Vậy để hiểu thêm khối này, xin giới thiệu mạch riêng lẽ 3.2 Mạch Nguồn Mạch nguồn tơi hồn tồn đơn giản, khối hoạt động điện áp 12VDC dịng khoảng 1A, tơi dùng biến áp 220VAC-12VDC Sau sơ đồ mạch mà sử dụng Ở lấy thẳng nguồn điện 220VAC, qua biến áp, với cuộn dây quấn, biến áp biến đổi 220VAC thành khoảng 12VAC Sau điện áp qua cầu chỉnh lưu tồn kì biến đổi thành 12VDC, điện áp chưa phẳng hồn tồn, cịn gai nhọn, gây đập mạch q trình chạy mạch Nên tơi dùng thêm tụ lọc có trị số khoảng 4700 microFara, khơng thể triệt hạ hồn tồn xung nhọn khơng đáng có hạn chế phần tình trạng đập mạch Với nguồn 12VDC tơi cấp thẳng vào mạch LED mạch ampli mà tơi trình bày phần sau Ta hình dung việc biến đổi điện áp AC thành DC có tụ điện khơng có tụ điện sau (Hình cắt internet) Khi khơng có tụ điện, điện áp cịn nhiều gợn sống (Hình cắt internet) Khi có tụ điện, điện áp biến đổi gần thẳng Ở nên dùng thêm IC 7812 để biến đổi điện áp ổn định hơn, đo đạt thấy với mức điện áp biến áp ổn định nên sử dụng phương án trực tiếp 3.3 Mạch Ampli Thực chất mạch ampli mạch khuếch đại tín hiệu Ngày ampli có nhiều loại, tùy theo chức mà có ampli cơng suất cao công suất thấp, tùy theo môi trường mức độ cảm âm người nghe mà ta chọn ampli cho phù hợp Có nhiều loại ampli sử dụng nhiều cách khuếch đại âm khác nhau, khuếch đại tín hiệu IC thường phổ biến Đối với mạch khuếch đại tín hiệu hay cịn gọi mạch ampli sử dụng IC TDA2030A phổ biến thị trường dễ sử dụng IC đề cập phần với cấu tạo chức sơ khởi Sau mạch khuếch đại Mạch thiết kế cho kênh trái phải, muốn dùng cho kênh ta dùng TDA2030A Mạch thảm khảo Datasheet TDA2030A, tất linh kiện hay tụ tính tốn cách hợp lý nhà sản xuất đưa Ta hình dung đưa tín hiệu vào chân số ( tức vào ngõ vào không đảo), qua IC khuếch đại ngõ chân số chân này, ta mắc thêm loa để biểu thị tín hiệu khuếch đại Tuy nhiên loa ta phải chọn cho phù hợp với đáp ứng IC này, IC có danh chuẩn riêng Ở tơi chọn loa có trị số khoảng ohm, 8W phù hợp với tính IC Bất kì IC khuếch đại cơng suất TDA2030A tỏa nhiều nhiệt, việc thêm miếng tản nhiệt hoàn toàn cần thiết Điều khơng làm cho mạch bớt nóng mà cịn làm tín hiệu ổn định tuổi thọ lâu dài Tuy nhiên thơng số kỉ thuật đưa chắn có sai sót, tăng giảm nhiệt độ yếu tố hủy hoại điện kinh nghiệm chế tạo ampli chưa nhiều, nên mạch thực bị nhiễu yếu tố khách quan âm phát tinh chỉnh tạm chấp nhận với ampli MONO 3.4 Mạch LED nhảy theo nhạc Để thực mạch này, ta lấy nguồn tín hiệu vào, tín hiệu tín hiệu âm tần giọng nói phương tiện phát tính hiệu nhân tạo khác Và tín hiệu đầu vào tín hiệu đầu vào ampli Tơi thực mạch dựa theo nguyên lý hoạt động IC LM3915 trình bày Sau mạch mà sử dụng Mạch cấu tạo đơn giản, gồm IC LM3915 cho hai kênh trái phải, 20 LED đơn dùng đẻ hiển thị, tụ 10u tụ 100n, điện trở Kohm Tơi mơ tả hoạt động mạch sau, ta cấp điện áp cho khoảng 12V, đưa tín hiệu âm tần vào, LED bắt đầu sáng từ LED số đến LED số 10, tùy theo biên độ tín hiệu âm lớn hay nhỏ Nguyên tắt hoạt động IC LM3915 trường hợp này, tóm gọn sau Trước hết tơi cho LED hiển thị theo dạng nên chân số nối với chân số trình bày phần Trong IC có khoảng 10 so sánh, mức có mức điện áp chuẩn riêng biệt xếp tăng dần theo điện áp từ LED đến LED 10, tất nhiên điện áp chuẩn cấp theo quy tắt chuẩn có sẵn tron IC, có tín hiệu đưa vào, tín hiệu qua 10 so sánh từ mức điện áp thấp đến mức điện áp cao Khi đến mức điện áp nào, so sánh với mức điện áp đó, thỏa mãn xuất đầu so sánh điều phù hợp với điều kiện LED sáng Và nguyên tắt từ LED trở đến LED 10 tương tự, giả sử LED 10 sáng tất LED sáng theo mức điện áp phù hợp Tín hiệu vào chân số tín hiệu qua đệm Bộ đệm miêu tả hình có ngõ vào Vi ngõ Vo = Vi, tín hiệu đưa đến so sánh nói để thực nhiệm vụ Tác dụng điện trở Kohm mạch, theo nghiên cứu Datasheet để điều chỉnh độ sáng LED hiển thị Hai tụ mắc Vcc để lọc bớt tần số ý muốn, tránh tình trạng đập mạch hoạt động Ở để thị thêm LED sử dụng chân số (chân MODE) để thực việc Mà cụ thể dùng IC LM3915 để hiển thị 20 LED Sau kết cấu hồn chỉnh ta có mạch đèn nhảy theo nhạc, nhắc lại lần LED nhảy mạnh hay yếu khơng tùy thuộc tín hiệu đưa vào mà tùy thuộc vào tăng giảm biến trở đầu vào ampli số yếu tố khác Kết luận Tơi trình bày xong q trình thực đồ án, sau hoàn thành xong đồ án này, nhận thấy hiểu thêm mơn xung số, tín hiệu âm Đây mạch đơn giản có ứng dụng nhiều đời sống đặc biệt giải trí Nó giúp người thư thái sau phút giay làm việc căng thẳng Mạch hiễn thị LED theo nhạc có nhiều cách để thi cơng, tơi chọn cách tơi ưu, tốn linh kiện tất tích hợp IC, nhiên cách lại đáng để tìm tịi nghiên cứu cho muốn hiểu biết học hỏi PHỤ LỤC Một số phương pháp sử dụng IC LM3915 Không ứng dụng cho đề tài tơi nghiên cứu , LM3915 có nhiều ứng dụng lĩnh vực khác, sau số ví dụ Ampli kết hợp mạch dùng LM3915 Đồng hồ đo mức độ dao động Dụng cụ đo ánh sáng Mạch báo động hiển thị đèn nháy Mạch hiển thị LCD dùng Lm3915 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Datasheet LM3915 Datasheet TDA2030A Các viết diễn đàn www.dientuvietnam.net Và số tài liệu có liên quan khác ... LÝ CỦA MẠCH HIỂN THỊ DÈN THEO NHẠC 3.1 Cấu tạo kết cấu Tổng thể khối đồ án gồm mạch: Mạch thứ nhất: Mạch hiển thị LED theo nhạc Mạch thứ hai: Mạch ampli mono Mạch thứ ba: Mạch nguồn Mỗi mạch có... thất IC mạch ampli đơn hay đơi, có chân nên dễ sử dụng thay Mạch mạch khuếch đại công suất đơn giảm sử dụng IC TDA2030A Mạch khuếch đại đơn giản mạch khuếch đại cơng suất sử dụng ba mạch lọc... phương án trực tiếp 3.3 Mạch Ampli Thực chất mạch ampli mạch khuếch đại tín hiệu Ngày ampli có nhiều loại, tùy theo chức mà có ampli cơng suất cao công suất thấp, tùy theo môi trường mức độ cảm