Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, các thiết bị điện, điện tử gia dụng rất đa dạng và hiện đại. Sẽ thật thú vị và tiện ích khi chúng ta có thể ngồi một chỗ và điều khiển hoạt động của chúng chỉ với những chiếc remote nhỏ gọn. Chẳng hạn như chúng ta có thể điều khiển hoạt động của một chiếc quạt treo tường từ xa. Từ thực tế này người ta đã nghĩ ra nhiều mạch điện tử điều khiển từ xa khác nhau ứng dụng sóng vô tuyến hay rất đơn giản là sử dụng ánh sáng hồng ngoại. Trên thực tế ứng dụng của ánh sáng hồng ngoại đã được sử dụng rất rộng rãi mà dễ thấy nhất đó chính là các chiếc remote ti vi. Trong báo cáo này chúng tôi sẽ phân tích một ứng dụng thực tế của ánh sáng hồng ngoại. Đó chính là một mạch điều khển quạt treo tường từ xa có 2 đường ra relay sử dụng cặp IC thu phát chuyên dụng PT2248 và PT2249. Mặc dù chúng em đã cố gắng hoàn thành đề tài này đúng thời hạn nhưng không tránh khỏi có những thiếu sót kính mong quý thày cô và các bạn thông cảm. Chúng em mong được sự đóng góp ý kiến của thày cô và các bạn. Chúng em xin trân thành cảm ơn. Mọi ý kiến đóng góp về đề tài xin vui lòng gửi về địa chỉ: Dương Minh Thái Nguyễn Mạnh Thắng Lớp ĐH CNKT Điện Tử 1 K2 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội email: minhthaitngmail.com hoặc nguyenmanhthang88gmail.com MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Đề tài Lời nói đầu Phần I: Cơ sở lý thuyết 5 I. Tổng quan về ánh sáng hồng ngoại và hệ thu phát hồng ngoại 1. Giới thiệu về ánh sáng hồng ngoại 5 2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại 5 II. Giới thiệu về các IC thu và phát 3. Giới thiệu về IC phát PT2248 6 3.1 Sơ đồ khối 6 3.2 Sơ đồ chân 7 3.3 Phân tích chi tiết phần cứng 8 4. Giới thiệu về IC thu PT2249 12 4.1 Sơ đồ khối 12 4.2 Sơ đồ chân 12 4.3 Mạch dao động 14 hoạt động 14 Phần II: Mạch ứng dụng thực tế 18 I. Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động 18 1. Mạch phát tín hiệu 18 2. Mạch thu tín hiệu 18 II. Mạch in 23 1. Mạch phát 23 2. Mạch thu 24 Phần III: Kết luận 25 Phần I Cơ sở lý thuyết I. Tổng quan về ánh sáng hồng ngoại và hệ thu phát hồng ngoại 1. Giới thiệu về ánh sáng hồng ngoại Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường , có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm . Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng v=c=3.108. Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit s. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng . Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả năng xuyên thấu kém . Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại , chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp , có hướng , do đó khi thu phải đúng hướng. 2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại. a) Nguyên tắc phát tín hiệu. Sơ đồ khối của mạch phát. + Giải thích sơ đồ. Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình , mổĩ phím chức năng tương ứng với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít . Khối dao động có điều kiện : Khi nhấn 1 phím chức năng thì đồng thời khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit . Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp : Mã nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp . Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyểnđổi đủ số bit của một mã lệnh . Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn , nghĩa là tăng cự ly phát . Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng . Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = ‘0’ . b) Nguyên tắc thu tín hiệu. Sơ đồ khối Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác . Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh . Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch điều khiển . Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác. II. Giới thiệu về các IC thu và phát 3 Giới thiệu về IC phát PT2248 sản xuất theo công nghệ CMOS có khả năng thực hiện 18 hàm và 75 lệnh dải điện áp làm việc: 2.25v có khả năng hỗ trợ nhiều phím nhấn 3.1 Sơ đồ khối OSC: Khối dao động, là đầu vào của dao động ngoài Divider: khối chia tần Decoder: khối giải mã Key input circuit: mạch đầu vào phím Timing signal generating circuit: mạch phát tín hiệu thời gian Hold signal generator: bộ phát tín hiệu giữ Output synthesizing circuit: mạch đồng bộ ngõ ra Code bit signal generating circuit: mạch phát tín hiệu mã bit( code bit) 3.2 Sơ đồ chân Chân 1( Vss): chân mass Chân 2 và 3(XT và XT): đầu cuối của của bộ dao động thạch anh bên ngoài vào IC Chân 49(K1K6): là đầu vào tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, chúng kết hợp với các chân 10 đến 12(T1T3) tạo ma trận 18 phím Chân 10 đến chân 12( T1T3): quét mã phím ra tạo ma trận 18 phím, có trở kéo bên trong Chân 13(CODE): kết hợp với T1T3 tạo tổ hợp mã code bit cho phần phát và phần thu Chân 14( TEST): kiểm tra mã của phần phát, bình thường khi không dùng đến có thể bỏ trống. Chân 15(Txout): đầu ra của tín hiệu điều chế FM Chân 16( Vcc): chân dương nguồn 3.3 Phân tích chi tiết phần cứng • Mạch tạo dao động Để có thể phát đi xa ta cần có một sóng mang có tần số hợp lý được xác định bằng cách chia tần số cộng hưởng của bộ dao động động thạch anh bên ngoài. fsóng mang=fOSC12 Mạch trên ta có tần số sóng mang =45512=38KHZ • Ma trận phím Ma trận phím gồm 18 phím được nối với K1K6 và T1T3 như sau phím 16: là những phím cho ra tín hiệu liên tục khi giữ phím( continuous signal) phím 718: là những phím cho ra tín hiệu không liên tục( single signal) dù có giữ phím • Khung tin truyền đi( từ lệnh command word) Như vậy khung tin truyền đi gồm: Code bits: gồm 3 bit sẽ được người dùng thiết lập bằng phần cứng bằng cách thiết lập 3 chân T1T3(1012) Giá trị của C1C3 bằng 1 nếu T1T3 được nối với diode và diode nối với chân CODE(chân 13) và bằng 0 nếu các chân này để hở. Ví dụ ở hình trên C1=C2=C3=1 PT2248 có 3 bit code. IC nhận Pt2249A chỉ có C2 và C3 là code bit trong khi PT2250 có thể chỉ C1, C2 là bit code. Vì vậy phải nối chân như sau Ở đồ án này chúng tôi sử dụng PT2249 nên chân T1 sẽ nối qua diode vào chân CODE, chân T2,T3 để hở. Phần bắt tay code bits giữa PT2248 và Pt2249 sẽ được phân tích trong nguyên tắc hoạt động với mạch cụ thể Continuous code( 1 bit ): mã tín hiệu liên tục Single shot code( 2 bit): mã tín hiệu không liên tục Key input code( 6 bit): mã phím đó là khi ta ấn bàn phím là thiết lập mã này. Vậy tín hiệu liên tục và không liên tục là gì? Ta sẽ tìm hiểu phần tiếp theo sau đây. Dạng xung truyền đi đây là dạng cơ bản, xung truyền đi gồm 12 bit, khoảng thời gian của bit a phụ thuộc tần số hoạt động Phân biệt bit 1 và bit 0
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin trân thành cảm ơn thầy Bùi Như Phong- giáo viên khoa Điện Tử- ĐH Công Nghiệp Hà Nội- duyệt đề tài hướng dẫn chúng em hồn thành đề tài Nhóm chúng tơi xin trân thành cảm ơn anh Đào Quang Tùng, ĐH Điện tử 1K1, giúp đỡ nhiều dụng cụ làm mạch bảo kiến thức vô quý báu; xin cảm ơn bạn Lê Minh Sáng, bạn phòng với bạn Thắng, chịu vất vả thời gian làm tập lớn Và xin cảm ơn bạn Nguyễn Thị Thịnh, Tạ Văn Tiến, Bùi Văn Hựu, Nguyễn Văn Minh, Đoàn Văn Huấn, thành viên tập thể nhóm chúng tơi thực đề tài khác giúp đỡ nhiều trình làm đề tài Sự sẻ chia bạn động lực lớn giúp chúng tơi hồn thành đề tài ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 ĐỀ TÀI Thiết kế lắp ráp điều khiển từ xa bật tắt thiết bị điện có hai đường relay Hà Nội, tháng năm 2010 SVTH: GVHD: Dương Minh Thái Nguyễn Mạnh Thắng Bùi Như Phong ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, thiết bị điện, điện tử gia dụng đa dạng đại Sẽ thật thú vị tiện ích ngồi chỗ điều khiển hoạt động chúng với remote nhỏ gọn Chẳng hạn điều khiển hoạt động quạt treo tường từ xa Từ thực tế người ta nghĩ nhiều mạch điện tử điều khiển từ xa khác ứng dụng sóng vơ tuyến hay đơn giản sử dụng ánh sáng hồng ngoại Trên thực tế ứng dụng ánh sáng hồng ngoại sử dụng rộng rãi mà dễ thấy remote ti vi Trong báo cáo chúng tơi phân tích ứng dụng thực tế ánh sáng hồng ngoại Đó mạch điều khển quạt treo tường từ xa có đường relay sử dụng cặp IC thu phát chuyên dụng PT2248 PT2249 Mặc dù chúng em cố gắng hoàn thành đề tài thời hạn khơng tránh khỏi có thiếu sót kính mong quý thày cô bạn thông cảm Chúng em mong đóng góp ý kiến thày bạn Chúng em xin trân thành cảm ơn Mọi ý kiến đóng góp đề tài xin vui lòng gửi địa chỉ: - Dương Minh Thái - Nguyễn Mạnh Thắng Lớp ĐH- CNKT Điện Tử 1- K2- Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội email: minhthaitn@gmail.com nguyenmanhthang88@gmail.com ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Đề tài Lời nói đầu Phần I: Cơ sở lý thuyết I Tổng quan ánh sáng hồng ngoại hệ thu phát hồng ngoại Giới thiệu ánh sáng hồng ngoại Nguyên tắc thu phát hồng ngoại II Giới thiệu IC thu phát Giới thiệu IC phát PT2248 3.1- Sơ đồ khối 3.2- Sơ đồ chân 3.3- Phân tích chi tiết phần cứng .8 Giới thiệu IC thu PT2249 12 4.1- Sơ đồ khối 12 4.2- Sơ đồ chân 12 4.3- Mạch dao động 14 hoạt động 14 Phần II: Mạch ứng dụng thực tế 18 I Sơ đồ nguyên lý nguyên tắc hoạt động 18 Mạch phát tín hiệu 18 Mạch thu tín hiệu 18 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 II Mạch in 23 Mạch phát 23 Mạch thu 24 Phần III: Kết luận 25 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 Phần I - Cơ sở lý thuyết I Tổng quan ánh sáng hồng ngoại hệ thu phát hồng ngoại Giới thiệu ánh sáng hồng ngoại Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) ánh sáng khơng thể nhìn thấy mắt thường , có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm Tia hồng ngoại có vận tốc truyền vận tốc ánh sáng v=c=3.108 - Tia hồng ngoại truyền nhiều kênh tín hiệu Nó ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp Lượng thơng tin đạt mega bit /s Lượng thông tin truyền với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta dùng - Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả xuyên thấu Trong điều khiển từ xa tia hồng ngoại , chùm tia hồng ngoại phát hẹp , có hướng , thu phải hướng Nguyên tắc thu phát hồng ngoại a) Nguyên tắc phát tín hiệu Sơ đồ khối mạch phát + Giải thích sơ đồ - Khối chọn chức khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào phím chức để phát lệnh yêu cầu , mổĩ phím chức tương ứng với số thập phân Mạch mã hóa chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dạng mã lệnh tín hiệu số gồm bít Số bit mã lệnh nhị phân bit hay bit … tùy theo số lượng phím chức nhiều hay - Khối dao động có điều kiện : Khi nhấn phím chức đồng thời khởi động ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn bit - Khối chốt liệu khối chuyển đổi song song nối tiếp : Mã nhị phân mạch mã hóa chốt để đưa vào mạch chuyển đổi liệu song song nối tiếp Mạch chuyển đổi liệu song song nối tiếp điều khiển xung đồng hồ mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc lúc việc chuyểnđổi đủ số bit mã lệnh - Khối điều chế phát FM : mã lệnh dạng nối tiếp đưa qua mạch điều chế phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu truyền xa , nghĩa tăng cự ly phát - Khối thiết bị phát : LED hồng ngoại Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ LED phát hồng ngoại khoảng thời gian T bit Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ LED khơng sáng Do bên thu khơng nhận tín hiệu xem bit = ‘0’ b) Nguyên tắc thu tín hiệu Sơ đồ khối - Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát tiếp nhận LED thu hồng ngoại hay linh kiện quang khác - Khối khuếch đại Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang tách lấy liệu cần thiết mã lệnh - Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song Khối giải mã : mã lệnh đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song đưa tiếp qua khối giải mã thành số thập phân tương ứng dạng xung kích ngõ tương ứng để kích mở mạch điều khiển - Tần số sóng mang cịn dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng , đảm bảo cho mạch tách sóng mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động xác II Giới thiệu IC thu phát ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 3- Giới thiệu IC phát PT2248 - sản xuất theo cơng nghệ CMOS - có khả thực 18 hàm 75 lệnh - dải điện áp làm việc: 2.2-5v - có khả hỗ trợ nhiều phím nhấn 3.1- Sơ đồ khối OSC: Khối dao động, đầu vào dao động Divider: khối chia tần Decoder: khối giải mã Key input circuit: mạch đầu vào phím Timing signal generating circuit: mạch phát tín hiệu thời gian Hold signal generator: phát tín hiệu giữ Output synthesizing circuit: mạch đồng ngõ Code bit signal generating circuit: mạch phát tín hiệu mã bit( code bit) 3.2 - Sơ đồ chân ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 - Chân 1( Vss): chân mass Chân 3(XT /XT): đầu cuối của dao động thạch anh bên vào IC Chân 4-9(K1-K6): đầu vào tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, chúng kết hợp với chân 10 đến 12(T1-T3) tạo ma trận 18 phím Chân 10 đến chân 12( T1-T3): quét mã phím tạo ma trận 18 phím, có trở kéo bên Chân 13(CODE): kết hợp với T1-T3 tạo tổ hợp mã code bit cho phần phát phần thu Chân 14( TEST): kiểm tra mã phần phát, bình thường khơng dùng đến bỏ trống Chân 15(Txout): đầu tín hiệu điều chế FM Chân 16( Vcc): chân dương nguồn 3.3- Phân tích chi tiết phần cứng Mạch tạo dao động Để phát xa ta cần có sóng mang có tần số hợp lý xác định cách chia tần số cộng hưởng dao động động thạch anh bên ngồi fsóng mang=fOSC/12 Mạch ta có tần số sóng mang =455/12=38KHZ Ma trận phím ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 Ma trận phím gồm 18 phím nối với K1-K6 T1-T3 sau phím 1-6: phím cho tín hiệu liên tục giữ phím( continuous signal) phím 7-18: phím cho tín hiệu khơng liên tục( single signal) dù có giữ phím Khung tin truyền đi( từ lệnh- command word) Như khung tin truyền gồm: - Code bits: gồm bit người dùng thiết lập phần cứng cách thiết lập chân T1-T3(10-12) Giá trị C1-C3 "1" T1-T3 nối với diode diode nối với chân CODE(chân 13) "0" chân để hở Ví dụ hình C1=C2=C3=1 10 ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 cách bố trí bàn phím mơ tả phần ma trận phím thấy thơng qua ví dụ sau 4- Giới thiệu IC thu PT2249 - Công nghệ CMOS - Công suất tiêu thụ thấp - Khả chống nhiễu cao - Có khả cho song song nhiều tín hiệu gửi từ phát, cụ thể cho hàm khác cách đồng thời - Cho xung đơn, xung giữ hay xung vịng( single pulse, hold pulse cyclic pulse - Có tạo dao động RC - Có mạch dị mã để ngăn nhiễu từ máy khí cụ khác - Có lọc số kiểm tra mã để tránh nhiễu từ nguồn sáng đèn PL - Dải điện áp làm việc: 2.3-5v - Dòng nguồn cung cấp: max = 1mA 4.1- Sơ đồ khối 13 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 4.2- Sơ đồ chân 14 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 Pin Name Vss PT2249A PT2249A-SN Pin No PT2249AL PT2249AHN PT2250A I/O - I RXIN HP1 ~ HP5 3~7 3~7 3~7 O HP6 - - O CP1 - 10 O CP2 - O SP1 ~ SP3 SP4 SP5 12 ~ 10 12 ~ 10 - 20 ~ 18 17 16 O O O SP6 ~ SP10 - - 15 ~ 11 O CODE1 CODE2 14 14 22 21 I I CODE3 13 13 - I 15 Description Điện áp âm nguồn Đầu vào tín hiêu Tín hiệu với sóng mang loại bỏ nên đưa tới chân này, tín hiệu đảo trước đưa tới giải mã bên Đầu tín hiệu Hold pulse(HP) Tín hiệu HP tín hiệu giữ mức cao ta chưa nhả tay khỏi phím.Sau nhả tay xấp xỉ 160ms sau đầu xuống mức "0" Cyclic Pulse Khi tín hiệu nhận nhận, CP1/CP2 bị đảo lại, đầu CP1 điều chỉnh phụ thuộc trạng thái CP2 Single Pulse Khi nhận tín hiệu, đầu tích cực mức cao thời gian cố định khoảng 107ms chuyển xuống mức thấp Tx/Rx Matching Code Mã kết nối truyền để so sánh với mã code bits bên phát PT2248 Nếu bên trùng bên thu bên phát bắt tay ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 OSC 15 15 23 I/O Vcc 16 16 24 - Đầu vào tạo dao động RC Đầu vào dương nguồn 4.3- Mạch dao động R=39k -5% C=1000pF-5% Hoạt động: Nhận tín hiệu Tín hiệu nhận đưa trực tiếp vào chân RXIN( chân 2) Chân có nhiệm vụ chỉnh lại dạng sóng cho chuẩn tín hiệu đưa tới lọc số để lọc lấy liệu đưa đến ghi Kiểm tra tín hiệu nhận tín hiệu kiển tra nhận dùng để kiểm tra chu kì tín hiệu truyền gửi từ phát để xác định xem tín hiệu thơng thường hay khơng Đầu tiên liệu lưu vào ghi dịch 12 bit, sau liệu thứ hai đặt vào ghi dịch, liệu buộc ghi dịch bit so với nơi liệu đặt vào Dữ liệu “push out” liệu lấy vào kiểm tra để xem có trùng khớp khơng Nếu có lỗi tín hiệu nhận 12 bit check hệ thống reset điểm Ngược lại tín hiệu OK đầu ra(HP1-HP6) tăng từ mức thấp lên mức cao So sánh mã code Để tránh nhiễu với model khác: C1,C2 C3 code bit cung cấp để kiểm tra trùng khớp mã bên thu bên phát Chỉ có trùng 16 ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 khớp xung chọn chốt phát để chốt liệu nhận Đầu sau tăng từ L lên H Nếu code khơng trùng ko có xung chốt phát đầu giữ mức “L” ( HPs SPs) không đổi( CPs) Rx PT2249A PT2250A PT2248 Code Pin T1 (C1 Code) Diode C1 T2 (C2 Code) C2 C2 T3 (C3 Code) C3 Diode Ở PT2249A khơng có chân code nên mặc định "1", ta thiết lập chân code 2( chân 14) code 3(chân 13) theo nguyên tắc sau: - Để mã hóa tới mức "1": để hở chân tương ứng thêm tụ điện giữ chân code Vss - Để mã hóa tới mức nối chân code tương ứng với Vss Giải thích dạng xung : SP, HP hay CP Nếu lỗi tín hiệu nhận kiểm tra 12 bit phát xung đơn tồn 107ms 17 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 Thông thường, sau từ mã tương ứng(12 bit từ) truyền từ PT2248 dị xung chọn chốt phát tạo xung chốt Với điều trạng thái H xuất trì mức H suốt chiều dài tín hiệu nhận liên tục Xấp xỉ khoảng 160ms sau nhả tay tín hiệu liên tục kết thúc đầu đưa tới mức thấp L xung chốt trước đây, hình sau Chính điều lý có từ mã trùng khớp suốt trình truyền xấp xỉ 160ms sau phím nhả tín hiệu liên tục kết thúc ( hold shot output) đầu mức thấp Dưới điều kiện nào, HP1-HP6 điều khiển đồng thời mức cao đầu mức H Mức gửi truyền Chức hữu dụng để thực chức Rec-play rec-pause cue/review băng từ xung tồn mức cao ta giữ phím, xuống mức thấp sau nhả tay sau khoảng 160ms tín hiệu nhận, xung cyclic bị đảo Xung sử dụng cho ON/OFF,MUTE… Mối quan hệ CP1 CP2 PT2249 A hình sau 18 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 PT2249AL - CP1 không set tới mức H CP2 mức H - CP1 set tới mức L CP2 mức H PT2249 AHN - CP1 ko set tới mức H CP2 HP1 HP2 mức cao mà set tới mức L Xung có đặc điểm sau : ta nhấn phím xung CP mức thấp chuyển lên mức cao,và cho dù ta thả phím giữ mức cao Đến ta nhấn phím lần xung CP chuyển từ mức cao xuống mức thấp giữ nguyên mức thấp Sau ta có bảng để ứng với phím nhấn bên mạch phát PT2248 ta xung đầu bên PT2249 ta xung PT2250A sử dụng tất phím PT2249A sử dụng từ phim 1-5 phím 7-11 PT2249A/AL/AHL sử dụng phím từ 1-5 phím từ 7-9 phím 17-18 19 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 Phần II: Mạch ứng dụng thực tế I- Sơ đồ nguyên lý nguyên tắc hoạt động 1- Mạch phát tín hiệu v cc J1 C 220uF p in v v cc a1015 Q C C U 1 Y 455k 151 v x x k k k k k s sv c c t1 o u t t2 te s t 1code t3 t2 t1 k6 1 1 1 v cc D R 2 r2 IR code D M T hai - M T hang SW D H - D ie n t u - K SW MACH PHAT IR Y1: Thạch anh tần số 455KHZ C1,C2: tụ gốm 151pF D4: led phát hồng ngoại U1: IC PT2248 Hoạt động: Tần số sóng mang : 38KHZ Với cách mắc CODE BITS : C1=1; C2=C3=0 phím sw1 sw2 bố trí tương ứng với phím số số ma trận phím cho tín hiệu khơng liên tục – single shot signal đầu chân 15 Vì dịng bé nên transistor A1015 có tác dụng khuếch đại tín hiệu để truyền xa qua led phát ánh sáng hồng ngoại D4 Như với mạch phát nhấn sw1 khung tin truyền sau 0 1 0 0 Khi nhấn phím sw2 khung tin truyền là: 0 0 0 0 2- Mạch thu tín hiệu 20 ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 D vcc 10k Q c1815 C 102 v ss r x in hp1c hp2d hp3 hp4 hp5 sp5 v cc osc ode2 ode3 sp1 sp2 sp3 sp4 R 12 R 3k3 R 11 R 31 0 p 39k VC C U 3A D 14 D 15 LED 4148 s1 Q PN P BC E J1 p t2 LS2 R /1 W P 16 15 14 13 12 11 10 P N AC 220V 7474 s1 R C 470uF s2 VC C VC C C 1000uF 6k8 R 10 R R /1 W VC C D H - D IE N T U - K 11 U 3B 12 7474 21 D 13 LED 4148 Q PN P BC E 14 M TH AI - M TH AN G D 12 C O N 3k3 P 10 13 out gnd R 1 6k8 C U v cc VC C v cc 104 330r NGUON DC C O N C R 2 1k LED U J5 v cc 14 PHOTO TRAN R s2 LS1 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 a- Khối nguồn D VO +5v C 2200u D C 104pF C 1000u D C 104pF VI AC in U LM 7805 T1 2 G N D 1 D Khối nguồn tạo điện áp 5v nuôi mạch thu b- Khối thu PHOTO TRAN U vcc gnd out C R 330r C U v cc v cc 104 R 10k Q c1815 C 102 v ss v cc r x in o s c hp1code2 hp2dode3 hp3 sp1 hp4 sp2 hp5 sp3 sp5 sp4 16 15 14 13 12 11 10 p t2 Gồm: mắt thu hồng ngoại U2 có hình dạng sau Nhìn hình ảnh : - Chân chân tín hiệu out - Chân chân GND - Chân chân VCC Transistor Q1 để đảo tín hiệu vào chân RXIN 22 R 31 0 p 39k VC C ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 IC thu sử dụng IC PT2249A Tụ C1 R3 tạo dao động RC C4 để thoát xoay chiều nguồn Chân code 2( chân 14 code 3( chân 13) nối mass tương ứng C2=C3=0 để trùng với code bits bên mạch phat PT2248( code mặc định 1) Tín hiệu lấy chân SP1(chân 12) SP2( chân 11) tương ứng với phím nhấn bên mạch phát cho xung bảng CODE ALLOCATION phần lý thuyết hoạt động: tín hiệu phát từ mạch phát thu mắt thu hồng ngoại đưa vào IC thu PT2249 Vì tín hiệu ứng với phím nhấn tín hiệu SP nên xung lấy tín hiệu SP chân SP1 SP2 tương ứng với phím nhấn bên mạch phát Xung đưa đến mạch điều khiển phần sau c- Khối điều khiển VC C 6k8 R 12 R 3k3 R 11 P VC C D 14 D 15 LED 4148 s1 Q PN P BC E 14 U 3A LS2 R /1 W J1 P N AC 220V 7474 s1 s2 VC C R 6k8 R 10 R R /1 W D 12 D 13 LED 4148 U 3B s2 LS1 Q PN P BC E 14 11 C O N 3k3 P 12 10 13 7474 Tín hiệu đưa tới đầu vào xung clock IC đảo ( trigger D) 7474 Đặc điểm trigger D ta biết có Qn+1= D mà theo cách mắc D= Q nên ta có Qn+1= Q Tức ứng với xung đơn SP phát từ PT2249 qua trigger D làm đổi trạng thái đầu trigger giữ nguyên trạng thái chưa có xung 23 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 - Điện trở R5, R6 trở treo để phân biệt mức "0" "1" rõ ràng đầu trigger D - R12,R10 trở hạn dòng cho led D14 D12 - Transistor Q3 Q4 đóng vai trị làm khóa điện tử - Diode D15 D13 để triệt tiêu điện áp tự cảm ĐIỆN ÁP TỰ CẢM (SỨC ĐIỆN ĐỘNG NGƯỢC) Khi tiếp điểm đóng lại (hình bên trái) dịng điện chạy qua cuộn dây từ cực dương đến cực âm thể đường màu đỏ.Dòng điện tạo từ trường bao quanh cuộn dây Phía cuộn dây cực dương,phía cực âm Khi tiếp điểm hở (hình bên phải),dòng ngừng chạy qua cuộn dây từ trường quanh cuộn dây khơng cịn trì.Khi từ trường cuộn dâynó cảm ứng điện áp lên nó,tạo điện áp ngược (lên tới vài trăm vơn.Mặc dù phía cuộn dây dương 12V phía cuộn dây sinh điện áp dương vài trăm vôn 200 vôn mạnh 12V nhiều nên dịng điện chạy từ phía cuộn dây lên phía Với mạch dùng relay 5v điện áp tự cảm lớn Relay thường điều khiển xử lý (ví dụ relay điều khiển quạt két nước tốc độ trung bình relay điều khiển quạt két nước tốc độ cao transito ECU điều khiển đóng mở).Khi relay điều khiển linh kiện bán dẫn transito,chúng buộc phải có thiết bị triệt tiêu điện áp tự cảm nhằm bảo vệ linh kiện bán dẫn vốn không chịu điện áp cao.Các mạch bán dẫn (solid-state circuits) dễ bị hư hại (vulnerable ) điện áp tự cảm Hai diode D15 D13 mắc theo chiều nghịch nên tiếp điểm mở khơng có dịng chạy qua diode.Khi mạch điều khiển rờle ngắt (tiếp điểm hở) dòng ngừng chạy qua cuộn dây,gây giảm từ trường.Các đường sức từ xuyên qua cuộn dây sinh điện áp ngược cuộn dây.Điện áp ngược bắt đầu tăng 24 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 lên.Khi điện áp ngược phía diode tăng cao điện áp dương nguồn phía diode 0.7V diode dẫn cho dịng phía điện áp cao qua.Kết triệt tiêu điện áp tự cảm Như với mạch điều khiển diode D13 D15 có tác dụng bảo vệ trực tiếp transistor Q3 Q4 Tóm lại, hoạt động khối điều khiển sau: Khi nhấn phím nhấn SW1 mạch phát bên thu có xung SP chân SP1 vào chân IC7474 Qua IC có đầu chân mức "0" nên transistor Q3 mở làm có dịng qua cuộn hút relay làm tiếp điểm 3-5 mở tiếp điểm 3-4 đóng lại, đồng thời led D14 sáng báo hiệu cuộn hút làm việc Khi nhấn phím SW1 lần đầu chân IC7474 đảo lên "1" Q3 tắt làm khơng có dòng qua cuộn hút relay trở trạng thái đầu: tiếp điểm 3-4 mở 3-5 đóng lại, đồng thời led tắt Các đầu tiếp điểm relay nối vào cổng CON để từ nối dây điều khiển thiết bị bên II- Mạch in Mạch phát đường mạch: 35 mils,15 mils 25 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 Mạch thu đường mạch: 35 mils, 100mils 26 ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 Phần III: Kết luận 1- Mạch ứng dụng thực tế thu phát hồng ngoại để điều khiển thiết bị thông qua việc điều khiển hoạt động relay Cũng với nguyên lý cặp thu phát hồng ngoại ta sử dụng để điều khiển nhiều thiết bị cách sử dụng triệt để ma trận phím đầu PT2249 2- Ngồi với nguyên lý thu phát hồng ngoại ta phát triển đề tài cách sử dụng vi điều khiển mạch thu Làm ta có nhiều đầu để điều khiển nhiều thiết bị 3- Tài liệu tham khảo datasheet IC PT2248 IC PT2249 http://dientuvietnam.net/forums/showthread.php?t=24743 http://www.otofun.net/showthread.php?t=40586 http://www.ngoinhachung.net/diendan/showthread.php? t=33798 http://forum.bkeps.com/showthread.php?t=3420 http://www.ngoinhachung.net/diendan/showthread.php? t=33779 http://dientuvietnam.net/forums/showthread.php? t=24595&page=2 27 ...ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2 ĐỀ TÀI Thiết kế lắp ráp điều khiển từ xa bật tắt thiết bị điện có hai đường relay Hà Nội, tháng năm 2010 SVTH: GVHD: Dương Minh Thái Nguyễn... mạch dùng relay 5v điện áp tự cảm lớn Relay thường điều khiển xử lý (ví dụ relay điều khiển quạt két nước tốc độ trung bình relay điều khiển quạt két nước tốc độ cao transito ECU điều khiển đóng... quạt treo tường từ xa Từ thực tế người ta nghĩ nhiều mạch điện tử điều khiển từ xa khác ứng dụng sóng vơ tuyến hay đơn giản sử dụng ánh sáng hồng ngoại Trên thực tế ứng dụng ánh sáng hồng ngoại
