ĐỒ án KỸ THUẬT SỐ đề TÀI THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 5 KÊNH BẰNG SÓNG RF

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƢƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA KÊNH BẰNG SÓNG RF GVHD: Th.s Đào Thành Sung SVTH: Đỗ Tấn Phong MSSV: 2115060040 Lớp: CCQ1506A Tp Hồ Chí Minh, Tháng Năm 2019 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung LỜI NÓI ĐẦU - Ngày với ứng dụng khoa học kĩ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kĩ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặt điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết cho hoạt động người đạt hiệu cao Một ứng dụng quan trọng ngành điện tử cơng nghệ điều khiển từ xa Nó góp phần lớn việc điều khiển thiết bị từ xa thiết bị người trực tiếp chạm vào để điều khiển tạo thuận lợi Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên, em chọn đề tài “Mạch điều khiển từ xa kênh sóng RF” cho mơn Đồ án kỹ thuật số SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung LỜI CẢM ƠN - Để hoàn thành đề tài này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Đào Thành Sung tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa điện - điện tử tận tình dạy cho em tạo tảng kiến thức vững để hoàn thành đề tài Trong q trình thực đề tài khơng thể tránh khỏi sai sót kính mong q thầy góp ý dẫn để em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN … … … … … … … … … .… .… … … … TP HCM, ngày … tháng … năm 2019 GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA KÊNH BẰNG SÓNG RF Ngày giao đề tài: 11/2/2019; Tuần thứ: Ngày hoàn thành đề tài: 20/5/2019; Tuần thứ: 16 Sinh viên thực hiện: Họ tên sinh viên: Đỗ Tấn Phong MSSV: 2115060040 Nội dung – công việc thực Tuần/ngày Tuần 1,2,3 Tuần 4,5,6 Tuần 7,8,9 Tuần 10,11,12 Tuần 13,14,15 Tuần 16 Đăng kí đồ án, gặp giáo viên hướng dẫn để đề xuất đề tài đồ án, chờ giáo viên hướng dẫn xét duyệt đề tài đồ án Tìm hiểu lên ý tưởng thiết kế sơ đồ nguyên lí Kiểm tra sơ đồ ngun lý, sửa lỗi, mơ giải thích sơ đồ nguyên lý mạch Thi công mạch, chỉnh sửa lỗi lắp ráp mạch, kiểm tra mạch thực tế chạy hay khơng để có hướng sửa chữa Tiến hành viết báo cáo đưa cho giáo viên hướng dẫn xem chỉnh sửa Gửi báo cáo cho giáo viên hướng dẫn kiểm tra lần cuối xem xét góp ý kiến, sau nộp đồ án báo cáo trước bảo vệ Xác nhận giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung LỜI CAM ĐOAN - Đề tài em tự thực dựa vào số tài liệu khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nếu có chép em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm TP HCM, ngày … tháng … năm 2019 NGƢỜI VIẾT ĐỖ TẤN PHONG SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung MỤC LỤC - LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 1.1 Giới thiệu đề tài 10 1.2 Lý chọn đề tài 10 1.3 Phƣơng tiện nghiên cứu 10 1.4 Mục đích yêu cầu đề tài 10 CHƢƠNG II: CƠ S THU ẾT 11 2.1 IC4013 11 2.2 IC7805 12 2.3 Diode 1N4007 12 2.4 Transistor C1815 13 2.5 Điện trở 13 2.6 Relay 14 CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 15 3.1 Sơ đồ khối 15 3.2 Sơ đồ nguyên lý chức khối 15 3.2.1 Khối nguồn 15 3.2.2 Khối thu khối phát sóng RF 16 3.2.3 Khối xử lý 17 3.2.4 Khối công suất 18 3.3 Nguyên lý hoạt động 19 3.4 Thi công 19 3.4.1 Mạch in SVTH: Đỗ Tấn Phong 19 Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung 3.4.2 Mạch hoàn chỉnh 20 CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 21 4.1 Ƣu, nhƣợc điểm sản phẩm 21 4.2 Hƣớng phát triển đề tài 22 4.3 Kết luận 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung DANH MỤC HÌNH ẢNH - Hình 2.1: Hình ảnh IC4013 11 Hình 2.2: Sơ đồ chân IC7805 12 Hình 2.3: Diode 1N4007 12 Hình 2.4: Transistor C1815 13 Hình 2.5: Điện trở dạng chân cắm 13 Hình 2.6: Relay 14 Hình 3.1: Sơ đồ khối 15 Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguồn 15 Hình 3.3: Bộ thu phát sóng RF 16 Hình 3.4: Sơ đồ khối xử lý (IC4013) 17 Hình 3.5: Sơ đồ khối công suất 18 Hình 3.6: Sơ đồ mạch in 20 Hình 3.7: Hình ảnh mạch hồn chỉnh 21 SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài - Hiện công nghệ điều khiển từ xa phát triển vượt bậc trở thành nhu cầu thiết yếu sống người - Để thích nghi với vấn đề này, em suy nghĩ tới điều khiển thiết bị sóng RF khai thác đề tài 1.2 Lý chọn đề tài - Ngày kĩ thuật số thành phần khơng thể thiếu , mang lại nhiều tính ưu việt thay mạch điện phức tạp vi mạch nhỏ gọn, ứng dụng lại đa dạng linh hoạt hơn, tiết kiệm lượng tốc độ xử lý nhanh hơn, Để học tập tốt hiểu sâu môn học kĩ thuật số khiến thức sách cần có ứng dụng vào thực tế Trên sở chúng em tìm hiểu thiết kế sản phẩm là: Mạch điều khiển từ xa sóng RF 1.3 Phƣơng tiện nghiên cứu - Tài liệu tổng hợp từ số nguồn khác - Tìm kiếm thông tin internet - Các phần mềm hỗ trợ: Protues, Altium 1.4 Mục đích yêu cầu đề tài - Hệ thống điều khiển đóng ngắt từ xa thiết bị - Hệ thống làm việc ổn định - Có khả áp dụng mơ hình thực tế SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 10 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung CHƢƠNG II: CƠ S THU ẾT Để thực mạch điều khiển từ xa kênh sóng RF cần sử dụng nhiều loại linh kiện khác nhau, sau số linh kiện có mạch: 2.1 IC4013 - IC 4013 loại D Flip-flops cấu tạo bên flipflop loại D với hai trạng thái ổn định Sử dụng đầu vào kích để thay đổi trạng thái - Cấu tạo sơ đồ chân: Hình 2.1: Hình ảnh IC4013 - Chức chân :  Chân nhận liệu D : Đây hai kết nối tới logic low điện áp 0, điện áp cao, logic  Chân Clock : Là ngõ vào xung clock  Chân đầu vào SET : đầu vào SET thường mức LOW  Chân đầu vào RESET SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 11 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung 2.2 IC7805 - Hình 2.2: Sơ đồ chân IC7805 7805 ic ổn áp 5V cho điện áp 5VDC - 78xx loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu với điều kiện đầu vào luôn lớn đầu 3V - Trong đó:  Chân 1: điện áp ngõ vào  Chân 2: nối mass  Chân 3: ngõ điện áp 2.3 Diode 1N4007 1N4007 DIODE Hình 2.3: Diode 1N4007  Diode 1N4007 diode silic chỉnh lưu phổ biến 1A thường sử dụng adapter AC cho thiết bị gia dụng thông thường Diode 1N4007 chịu điện áp tối đa lên đến 1000V Dòng điện cực đại qua diode 1N4007 1A, dịng cao gây nóng cháy diode SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 12 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung 2.4 Transistor C1815 C1815 - Hình 2.4: Transistor C1815 Transistor C1815 transistor thuộc loại transistor NPN C1815 có kiểu chân T092 có nghĩa kiểu chân cắm C1815 dịng transistor ngược NPN Điện áp cực đại : 50v Dòng cực đại : 150mA Hệ số khuếch đại ~ 25-100 Khối lượng: 0.21g 2.5 Điện trở Hình 2.5: Điện trở dạng chân cắm - Điện trở linh kiện thụ động có tác dụng cản trở dịng áp Điện trở đựơc sử dụng nhiều mạch điện tử - Điện trở dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn - Trong mạch em sử dụng điện trở dạng chân cắm với thông số: 220, 4,7k 10k SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 13 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung 2.6 Relay - Là công tắc chuyển đổi hoạt động điện Nó cơng tắc relay có trạng thái ON OFF Relay trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào dịng có điện chạy qua relay hay khơng Hình 2.6: Relay - - Cấu tạo chân:  Chân 1, 2: đầu cuộn dây  Chân 3: Chân chung  Chân 4: Tiếp điểm thường đóng  Chân 5: Tiếp điểm thường mở Ngun tắc hoạt động: Khi có dịng điện chạy qua rơ le, dòng điện chạy qua cuộn dây bên rơ le tạo từ trường hút Từ trường hút tác động lên địn bẩy bên làm đóng mở tiếp điểm điện làm thay đổi trạng thái relay SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 14 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 3.1 Sơ đồ khối KHỐI NGUỒN KHỐI THU KHỐI PHÁT KHỐI XỬ LÝ KHỐI CƠNG SUẤT Hình 3.1: Sơ đồ khối 3.2 Sơ đồ nguyên lý chức khối 3.2.1 Khối nguồn Khối nguồn đóng vai trị quan trọng cung cấp nguồn điện áp - cho tồn mạch hoạt động em chọn IC 7805 làm ic ổn áp cung cấp nguồn điện áp chuẩn 5V cho mạch Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguồn - Thơng số:  Điệp áp vào lớn nhất: 20v  Điệp áp vào nhỏ nhất: 7v  Nhiệt độ hoạt động lớn nhất: 85°c  Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất: -20°c SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 15 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung  Dòng điện đầu ra: 1.5A  Điện áp ổn định: 5v - Một số điểm lưu ý khác: Thực tế áp lối đạt giá trị khoảng 4.8-5.2 V Nên đo áp 4.85V khơng vội kết luận IC bị hỏng - Chức năng: cung cấp nguồn điện áp 5VDC cho toàn mạch hoạt động 3.2.2 Khối thu khối phát sóng RF Hình 3.3: Bộ thu phát sóng RF - Sóng RF hay cịn gọi tần số vơ tuyến dải tần số nằm khoảng từ 3KHz tới 300GHz tương ứng với tần số sóng vơ tuyến dịng điện xoay chiều mang tín hiệu vơ tuyến - Bộ phát sóng RF (remote) giúp phát tín hiệu sóng RF Bộ thu sóng RF (module SC2272-M6) thu tín hiệu sóng RF giải mã tín hiệu - Thơng số kỹ thuật  Tần số phát: 513Mhz  Điện áp làm việc: 5VDC  Dòng điện: 0.7 V) nên lối chân C mức thấp tạo nguồn cung cấp cho khối Opto hoạt động Ngược lại mức thấp, chân B ( C1815) khơng có dịng kích làm cho transistor ngưng dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối chân C mức cao khơng có nguồn cung cấp, khối Relay khơng họat động 3.4 Thi công 3.4.1 Mạch in SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 19 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung Hình 3.6: Sơ đồ mạch in 3.4.2 Mạch hoàn chỉnh SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 20 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung Hình 3.7: Hình ảnh mạch hồn chỉnh CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 4.1 Ƣu, nhƣợc điểm sản phẩm - Ưu điểm:  Dễ dàng sử dụng  Giá thành rẻ, dễ thi công , dễ sửa chữa , độ an tồn cao  Độ xác cao - Nhược điểm:  Khoảng cách điều khiển hạn chế  Bố trí linh kiện chưa khoa học SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 21 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung 4.2 Hƣớng phát triển đề tài - Thiết kế thêm nhiều ngõ để điều khiển nhiều thiết bị - Có thể áp dụng mơi trường cơng nghiệp văn phịng để điều khiển thiết bị điện từ xa 4.3 Kết luận Trong trình nghiên cứu xây dựng đề tài em vận dụng kiến thức chuyên môn nhằm để hồn thành u cầu đặt Qua em dịp cố lại kiến thức chuyên ngành Trên sơ chúng em đánh giá lại có sau học Trong thời gian thực đề tài với bảo giúp đỡ tận tình giảng viên hướng dẫn đến mạch điều khiển từ xa thiết bị qua sóng rF hồn thành.Tuy nhiên thời gian có hạn trình độ chun mơn cịn hạn chế nên đồ án cịn tồn thiếu sót Em mong nhận ý kiến góp ý quý thầy cô khoa để sản phẩm em hoàn thiện Cuối chúng em xin cảm ơn quý thầy cô giáo tạo điều kiện tốt giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trường Duy, 2013, Kỹ Thuật Số, Xuất Đại Học Quốc Gia, Tp.HCM [2] Lâm Quang Chuyên, 2012, Giáo trình vi điều khiển, Trường Cao đẳng Công thương Tp HCM SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 22 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung Tiếng Anh [1] Brander, J., 1985a, Competition Management, Journal of International Economics, Số 18, trang 83-100 [2] Brander, J., 1985b, Benefits of Competition, Journal of International Economics, Số 18, trang 68-108 [3] Jaffe, J and Westerfield R., 1985, The impact of inflation, Journal of Finance, Số 40, trang 25-34 [4] UNDP, 2011, Human Development Report SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 23 ... C18 15 C18 15 - Hình 2.4: Transistor C18 15 Transistor C18 15 transistor thuộc loại transistor NPN C18 15 có kiểu chân T092 có nghĩa kiểu chân cắm C18 15 dòng transistor ngược NPN Điện áp cực đại : 50 v... phát sóng RF (remote) giúp phát tín hiệu sóng RF Bộ thu sóng RF (module SC2272-M6) thu tín hiệu sóng RF giải mã tín hiệu - Thơng số kỹ thuật  Tần số phát: 51 3Mhz  Điện áp làm việc: 5VDC  Dòng... Phong Trang 15 Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung  Dòng điện đầu ra: 1.5A  Điện áp ổn định: 5v - Một số điểm lưu ý khác: Thực tế áp lối đạt giá trị khoảng 4.8 -5. 2 V Nên đo áp 4.85V khơng