MỤC LỤC TRANGChương 1: Tổng Quan Về hệ Thống……………………………………………11.1Đạt vấn đề ……………………………………………………………………11.2 Các phương thức đã được sử dụng trước đó……………………………….11.3 Nhiệm vụ của luận văn…………………………………………….................11.4Thực hiện ……………………………………………………………………...21.4.1Sơ đồ khối của hệ thống…………………………………………………….21.4.2 Mô tả hoạt động của mô hình……………………………………………...2Chương2:Lý thuyết về mạch ………………………….………………………...32.1 Phần tử lôgic AND……………………………………………..……………. 32.2 Tổng quan về flip flop (FF)……………………..…………………………………..32.2.1 Các loại FF …………………………………………………………………4a) FF SR (mạch lật lại đặt)……………………………………………………….4b) FF JK…………………………………………………………………………..5c) FF T…………………………………………………………………………….6d) FF D……………………………………………………………………………6e) Mạch chốt D …………………………………………………………………..72.2.2 Flip flop khi có thêm ngõ vào trực tiếp…………………………………...82.3 Tụ điện………………………………………………………………………..92.4 Điên trở ………………………………………………………………………92.5 Diốt…………………………………………………………………………..10a) Phân cực thuận:………………………………………………………………10b) Phân cực nghịch:……………………………………………………………..112.6 LED……………………………………………………………………….….11a.Hình dạng led………………………………………………………...…….….11 b.Hoạt động …………………………………………………………………….122.7 Thạch anh…………………………………………………………………...132.8 transistor………………………………………………………………….…14Chương 3:Thiết kế và thi công mô hình phần cứng………………………….153.1Cấu trúc phần cứng…………………………………………………………153.2 Các khối chức năng…………………………………………………………153.2.1 Khối tạo xung lock………………………………………………………..153.2.2Khối đếm sô nhị phân:…………………………………………………….173.2.3Khối sử lý tín hiệu logic……………………………………………………173.2.4khối On/OFF Relay ………………………………………………….……183.2.5 Khối hiển thị………………………………………………………………183.3 Hình ảnh thực Hình ảnh thực của mô hình phần cứng …………………19Chương 4: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH………………………204.1 Sơ đồ nguyên lý……………………………………………………………...204.2 Nguyên lý hoạt động …………………………………………………..……21Chương 5: THI CÔNG MẠCH IN…………………………………………….225.1 Sơ đơ sấp xếp linh kiện………………………………………………..…….225.2 Sơ đồ mạch in…………………………………………………………..……225.3Dụng cụ sử dụng……………………………………………………………..235.4Quá trình thi công …………………………………………………………...23Chương 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI….246.1 Nhận xét chung………………………………………………………………246.2 Hướng phát triển đề tài…………..…………………………………………24
BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH ÔÔ KHOA CễNG NGH IN T CH ấ: GVHD : TRẦN VĂN HÙNG SVTH : LÊ VIỆT QUỐC NGUYỄN ĐỨC QUANG Lớp : Khóa : NCDT1B 2007– 2010 TP.Hồ Chí Minh 5/2009 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIP TP H CH MINH ÔÔ KHOA CễNG NGH IN TỬ CHỦ ĐÊ: GVHD : TRẦN VĂN HÙNG SVTH : LÊ VIỆT QUỐC NGUYỄN ĐỨC QUANG Lớp : Khóa : NCDT1B 2007– 2010 TP.Hồ Chí Minh 5/2009 LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước đường phát triển hòa nhập vào phát triển “WTO” tạo thay đổi mặt kinh tế xã hội nước ta Tạo hội cho học sinh – sinh viên chúng em tiếp cận nắm bắt nhiều thành tựu vĩ giới, đặc biệt lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói chung ngành Điện Tử nói riêng.Thế hệ trẻ khơng tự phấn đấu học hỏi sớm lạc hậu nhanh chống bị đẩy lùi Nhìn thấy điều trường: “ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH” sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao Để tăng chất lượng học tập sinh viên nhà trường nói chung trung tâm Điện Tử nói riêng tổ chức cho sinh viên làm đồ án môn học nhằm tạo tảng vửng cho sinh viên trường, đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm Chính chúng em chọn đề tài: HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG LỜI CẢM ƠN Trước tiên nhóm chúng em muốn dành gởi tình cảm chân thành nhóm đến Thầy giáo khoa cơng nghệ điện tử thầy Trần Văn Hùng dạy chúng em tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho chúng em suốt trình thực đồ án này.và kiến thức hạn hẹp nên q tr ình thực đồ án chúng em khơng thể tránh khỏi sai sót.kính mong q thầy hội đồng khảo thi dẫn bỏ qua giúp đỡ Cảm ơn giúp đỡ giảng viên nh óm ch úng em đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót làm suốt trình chúng em thực đồ án này,ch úng em cảm ơn nhận ý kiến đóng góp khoa,giảng viên va với tất bạn đọc để chúng tơi ngày hồn thiện chúng tơi hi vọng làm tốt q thình thi cơng đồ án chúng em xin chân thành cảm ơn TP.HCM Thứ Ngày 10 Tháng 05 Năm 2009 Sinh Viên thực : Lê Việt Quốc : Nguyễn đức Quang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN … MỤC LỤC TRANG Chương 1: Tổng Quan Về hệ Thống……………………………………………1 1.1 Đạt vấn đề ……………………………………………………………………1 1.2 Các phương thức sử dụng trước đó……………………………….1 1.3 Nhiệm vụ luận văn…………………………………………… .1 1.4Thực …………………………………………………………………… 1.4.1Sơ đồ khối hệ thống…………………………………………………….2 1.4.2 Mơ tả hoạt động mơ hình…………………………………………… Chương2:Lý thuyết mạch ………………………….……………………… 2.1 Phần tử lôgic AND…………………………………………… …………… 2.2 Tổng quan flip flop (FF)…………………… ………………………………… 2.2.1 Các loại FF …………………………………………………………………4 a) FF SR (mạch lật lại đặt)……………………………………………………….4 b) FF JK………………………………………………………………………… c) FF T…………………………………………………………………………….6 d) FF D……………………………………………………………………………6 e) Mạch chốt D ………………………………………………………………… 2.2.2 Flip flop có thêm ngõ vào trực tiếp………………………………… 2.3 Tụ điện……………………………………………………………………… 2.4 Điên trở ………………………………………………………………………9 2.5 Diốt………………………………………………………………………… 10 a) Phân cực thuận:………………………………………………………………10 b) Phân cực nghịch:…………………………………………………………… 11 2.6 LED……………………………………………………………………….….11 a.Hình dạng led……………………………………………………… …….….11 b.Hoạt động …………………………………………………………………….12 2.7 Thạch anh………………………………………………………………… 13 2.8 transistor………………………………………………………………….…14 Chương 3:Thiết kế thi cơng mơ hình phần cứng………………………….15 3.1Cấu trúc phần cứng…………………………………………………………15 3.2 Các khối chức năng…………………………………………………………15 3.2.1 Khối tạo xung lock……………………………………………………… 15 3.2.2Khối đếm sô nhị phân:…………………………………………………….17 3.2.3Khối sử lý tín hiệu logic……………………………………………………17 3.2.4khối On/OFF Relay ………………………………………………….……18 3.2.5 Khối hiển thị………………………………………………………………18 3.3 Hình ảnh thực Hình ảnh thực mơ hình phần cứng …………………19 Chương 4: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH………………………20 4.1 Sơ đồ nguyên lý…………………………………………………………… 20 4.2 Nguyên lý hoạt động ………………………………………………… ……21 Chương 5: THI CÔNG MẠCH IN…………………………………………….22 5.1 Sơ sấp xếp linh kiện……………………………………………… …….22 5.2 Sơ đồ mạch in………………………………………………………… ……22 5.3Dụng cụ sử dụng…………………………………………………………… 23 5.4Q trình thi cơng ………………………………………………………… 23 Chương 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI….24 6.1 Nhận xét chung………………………………………………………………24 6.2 Hướng phát triển đề tài………… …………………………………………24 Chương 1: Tổng Quang Về Hệ Thống 1.1 Đạt vấn đề -Cùng với cơng nghiẹp hóa đại hóa đất nước,lỉnh vựa tự động hóa có bước phát triển vượt bật trở thành yếu tố quang trọng thiếu cơng nghiệp đại.khi nói dến tự động hóa nói đến thay đến hoàn toàn hoạt động chân tay máy móc dây chuyền sản xuất -Trong cơng nghiệp hóa đại hóa vấn đến thời gian quan , việc chăm sóc tưới tiêu cho trồng với quy mô lớn tiếp kiệm thời gian chi phí sản xuất nên việc tự động hóa vấn đề quan tâm nhiều hơn.Đây ý tưởng cho đề tài luận văn 1.2 Các phương thức sử dụng trước Trước có nhiều loại thiết bị sử dụng chu yếu điều khiển khí,ta điều chỉnh đóng ngắt cách quay số vịng thiết bị.chính điều làm cho thiết bị dể bị hao mòn phần cứng dẩn đến hư hỏng nhanh 1.3 Nhiệm vụ luận văn Để điều khiển đóng ngắt thiết bị mà ta mong muốn.trước cơng việc ta phải tự làm tay,nhưng thi chúng điều khiển hoàn toàn tự động ,để làm điều cần phải tìm hiểu cách sử lý tín hiệu số tạo xung clock cho mạch hoạt động 1.4 Thực : 1.4.1 Sơ đồ khối hệ thống KHỐI TẠO XUNG CLOCK 1HZ KHỐI DẾM SỐ NHỊ PHÂN KHỐI SỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ KHỐI NGUỒN KHỐI ON/OFF (ĐÓNG NGẮT) OUT 1.4.2 Mơ tả hoạt động mơ hình Khối đém nhận tín hiệu khối tạo xung lập túc khối đếm hoạt động,khi khối đếm hoạt động đến khoảng thời gian định trước thi khối sử lý tín hiệu số nhận tín hiệu va chuyển đến khối on/off làm relay hoạt động,đồng thời chiuyền tín hiệu trở để báo cho khối đếm biết để reset đếm lại Khi khối đếm đếm đến khoảng thời gian định sẳn truyền đến khối khối sử lý tín hiệu số khối đua tín hieu đến khối on/off làm relay ngưng hoạt động Công việc lập lại trinh tự b.Hoạt động Hoạt động LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự mang điện tích dương nên ghép với khối bán dẫn n (chứa điện tử tự do) lỗ trống có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối n Cùng lúc khối p lại nhận thêm điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang Kết khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống dư thừa điện tử) khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử dư thừa lỗ trống) Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, số điện tử bị lỗ trống thu hút chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với tạo thành ngun tử trung hịa Q trình giải phóng lượng dạng ánh sáng (hay xạ điện từ có bước sóng gần đó) c.ứng dụng LED dùng để làm phận hiển thị thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thơng Có nghiên cứu loại LED có độ sáng tương đương với bóng đèn khí neon Đèn chiếu sáng LED cho có ưu điểm gọn nhẹ, bền, tiết kiệm lượng Các LED phát tia hồng ngoại dùng thiết bị điều khiển từ xa cho đồ điện tử dân dụng 2.7 Thạch anh Thạch anh loại ơxít silic (SiO2) dạng pha lê Ôxy silic nguyên tố tồn nhiều trái đất (cát đá có thành phần chủ yếu SiO2) cơng nghệ phần cứng, silic dùng nhiều chip Thạch anh vật chất cứng, suốt, có trọng lượng riêng 2.649 kg/m3 (1.531 oz/in3), nhiệt độ nóng chảy 1750° C (3182° F) Thạch anh có tính giịn cao, tính dẻo thấp tính chất thuận lợi cho ứng dụng với chúng Thạch anh sử dụng chế tạo thiết bị tạo xung nhịp để ứng dụng nghành điện tử, dùng để tạo tần số mẫu để hiệu chỉnh cho dụng cụ âm nhạc Ứng dụng tinh thể thạch anh Những tinh thể thạch anh sử dụng chúng có tính chất “áp điện”, có nghĩa chúng chuyển dao động khí thành điện áp ngược lại, chuyển dao động khí thành xung điện áp Tính chất áp điện Jacques Curie phát năm 1880 từ chúng sử dụng vào mạch điện tử tích chất hữu ích Một đặc tính quan trọng tinh thể thạch anh tác động dạng học đến chúng (âm thanh, sóng nước ) vào tinh thể thạch anh chúng tạo điện áp dao động có tần số tương đương với mức độ tác động vào chúng, chúng ứng dụng nhiều lĩnh vực Chẳng hạn kiểm soát rung động động xe để kiểm soát hoạt động chúng Lần Walter G Cady ứng dụng thạch anh vào kiểm soát dao động điện tử vào năm 1921 Ơng cơng bố kết vào năm 1922 đến năm 1927 Warren A Marrison ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển hoạt động đồng hồ Ngày nay, máy tính dù đại sử dụng dao động tinh thể để kiểm soát bus, xung nhịp xử lý 2.8 transistor C1815 Transitor BJT gồm ba miền tạo hai tiếp giáp p-n, miền bán dẫn loại n p.Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ miền phát(emitter).Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, miền thu (collecter).Miền có mật độ tạp chất thấp, kí hiệu p,gọi miền gốc (base).Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) transistor Chương 3:Thiết kế thi cơng mơ hình phần cứng 3.1Cấu trúc phần cứng Mạch sử dụng linh kiện: a IC : IC 4060, IC 4040,IC 4081, IC 4027, IC 4013 b Điện trở: 1M,10K 560R c Tụ điện: 470pF , 0.1uF d Relay: relay 5v e Transistor: C1815 f Diot: 1N4148 g Switches: chân h Thạch anh: 32.768Kh i LED 3.2 Các khối chức 3.2.1 Khối tạo xung lock Chức IC 4060 mạch chia tần số 14 bit ,nó tao dao động, 4060 có sẵn chân cho dao động thạch anh hay RC IC chia tần 4060 dùng để tạo tần số 2Hz chuẩn từ thạch anh 32.768kHz Dùng thạch anh 32.768KHz IC 4060 làm mạch chia tần số, ta thu tần số sau: 2048Hz chân Q4 IC 4060 (mạch chia 16) 1024Hz chân Q5 IC 4060 (mạch chia 32) 512Hz chân Q6 IC 4060 (mạch chia 64) 256Hz chân Q7 IC 4060 (mạch chia 128) 128Hz chân Q8 IC 4060 (mạch chia 256) 64Hz chân Q9 IC 4060 (mạch chia 512) 32Hz chân Q10 IC 4060 (mạch chia 1024) 16Hz chân Q11 IC 4060 (mạch chia 2^11) 8Hz chân Q12 IC 4060 (mạch chia 2^12) 4Hz chân Q13 IC 4060 (mạch chia 2^13) 2Hz chân Q14 IC 4060 (mạch chia 2^14) Để có tần số 1Hz (chu kỳ 1s), ta dùng thêm D Flip Flop (IC 4013) để chia tần số thạch anh thêm lần (chia cho 2^15) 3.2.2Khối đếm sô nhị phân: IC sử dụng ic 4040 với chúc dếm dến 12bit 3.2.3Khối sử lý tín hiệu logic :Sử dụng IC 4081 dùng để sử lý tín hiẹu khối đếm chuyền tới để điều khiển khối ON/OFF 3.2.4khối On/OFF Relay Nó hoạt động cơng tắc tự động , có xung đến thi công tắc ON,thêm xung đến nủa thi lai OFF ngắt khơng cho dịng qua relay Nhờ IC 4027 3.2.5 Khối hiển thị Khi co nguồn cung cấp cho hệ thống đèn led sáng Khi relay hoạt động led sáng ,ngưng tắt 3.3 Hình ảnh thực mơ hình phần cứng Chương 4: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 4.1 Sơ đồ nguyên lý 4.2Nguyên lý hoạt động Khi khối tạo xung clock cấp xung cho ic 4040 thi bắt đầu đếm,khi ic4040 đếm đến 1giá trị định khối sử lý tín hiệu số lúc khối sử lý cho tín hiệu xung làm cho ic 4040 reset không để đếm lại,đồng thời tác động lên khối ON/OFF làm relay hoạt động.ic 4040 bắt đầu đếm lại đến giá trị định khối sử lý (thời gian định lúc nhỏ thời gian đầu),khối sử lý cho xung tác động đến khối ON/OFF làm relay ngừng hoạt đông ,nhưng lúc khong làm cho ic 4040 reset lại mà vẩn tiếp tục đếm giá trị quy định ban đầu.cứ hệ thống lập lại bước theo trình tự Chương 5: THI CÔNG MẠCH IN 5.1 Sơ sấp xếp linh kiện 5.2 Sơ đồ mạch in 5.3Dụng cụ sử dụng -Đồng hồ VOM : -Chì hàn -Khoan -Mạch in -Các linh kiện 5.4Q trình thi cơng -Phân tích sơ đồ ngun lý -tiến hành gia cơng mạch -lắp rắp kiểm tra hoạt động mạch -sữa chữa hoàn thành mạch hoàn chỉnh Chương 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 Nhận xét chung Mạch tưới tự động mạch ứng dụng nhiều công nghiệp nông nghiệp , ngồi điều khiển việc đóng ngắt động thơng qua relay mạch ứng dụng cho thiết bị khác nửa 6.2 Hướng phát triển đề tài Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật việc thiết kế mạch sử dụng nhiều IC không coi tối ưu Mạch trở nên rườm rà tốn nhiều thời gian, tuổi thọ sử dụng mạch ngắn , có nhiều sai sót dễ hưng hỏng Chính nhóm chúng em cần nâng cao kiến thức thay IC vi xử lý, vi điều khiển để phục vụ cho sản xuất đáp ứng nhu cầu cho thời đại Tài liệu tham khảo Http:// www.alldatasheet.com.-19/05/2009 .Http:// www google.com.vn -19/05/2009 Giáo trình “linh kiện điện tử ”.-GV: Lê Thị Hồng Thắm –Trường Đại Học Cơng Nghiệp TP.HCM - 15/05/2009 Giáo trình “ thực hành linh kiện điện tử”- 15/05/2009 5.Http:// www.mạch diện tử.googlepage.com -19/05/2009 6.Giáo trình “thực hành điện tử số”_14/05/2009 Giáo trình “điện tử số”- 14/05/2009 ... thực đồ án này.và kiến thức cịn hạn hẹp nên q tr ình thực đồ án chúng em tránh khỏi sai sót.kính mong q thầy hội đồng khảo thi dẫn bỏ qua giúp đỡ Cảm ơn giúp đỡ giảng vi? ?n nh óm ch úng em đồ án. .. cơng vi? ??c ta phải tự làm tay,nhưng thi chúng điều khiển hoàn toàn tự động ,để làm điều cần phải tìm hiểu cách sử lý tín hiệu số tạo xung clock cho mạch hoạt động 1.4 Thực : 1.4.1 Sơ đồ khối hệ thống. .. làm Chính chúng em chọn đề tài: HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG LỜI CẢM ƠN Trước tiên nhóm chúng em muốn dành gởi tình cảm chân thành nhóm đến Thầy cô giáo khoa công nghệ điện tử thầy Trần Văn Hùng dạy