Ứng dụng của điều khiển từ xa bằng hồng ngoại trong hệ thống cấp nguồn điện

MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI 1. GIỚI THIỆU

• ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI
• GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN

- Ở điểm chấp hành (thiết bị thu) sau khi nhận được mã phải biến đổi các mã nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thời kiểm tra sự chính xác của mã mới nhận. Do hệ thống điều khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa nên chúng ta cần phải nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu được truyền đi chính xác và nhanh chóng. Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc hoặc truyền thông tin liên tục nhưng đã được rời rạc hóa tin tức thường được biến đổi thông qua một phép biến đổi thành số (thường là số nhị phân) rồi mã hóa và được phát đi từ máy phát.

+ Sai độc lập: trong quá trình truyền, do nhiều tác động, một hoặc nhiều ký hiệu trong các tổ hợp mã có thể bị sai nhầm, nhưng những sai nhầm đó không liên quan nhau. Trong kỹ thuật điều khiển từ xa bằng hồng ngoại, phương pháp điều chế mã xung thường được sử dụng nhiều hơn cả, vì phương pháp này tương đối đơn giản và dễ thực hiện. Chức năng của máy thu là thu được tín hiệu điều khiển từ máy phát, loại bỏ sóng mang, giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh riêng biệt, từ đó mỗi lệnh sẽ đưa đến khối chấp hành cụ thể.

Bộ tạo dao động và bộ phân tần: để có thể phát đi xa, ta cần có một xung có tần số 38 KHz ở nơi nhận nhưng trên thị trường khó tìm được thạch anh đúng tần số nên ta chọn tần số của thạch anh là 455 KHz cho bộ tạo dao động.

1 192 f osc

• Một số linh kiện khác
• THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 1 Mạch phát

Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1” trong khoảng thời gian là 107 ms. Kiểm tra lỗi của tín hiệu: Sau khi IC phát BL9148 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ được led thu tiếp nhận rồi đưa nó đến chân RxIN. Tín hiệu truyền đi gồm 2 lệnh giống nhau, lệnh đầu tiên được nhận trước và lưu trữ vào thanh ghi sau đó so sánh với lệnh thứ hai.

Ở quang trở, quang transistor và quang transistor, năng của của ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn và cung cấp năng lượng cho các điện tử vượt dãi cấm. Chính vì thế với những mạch không đòi hỏi tính ổn định của điện áp quá cao người ta hay sử dụng chúng để thiết kế những mạch điện đơn giản. Ứng dụng: Đáp ứng nhanh và chính xác nên các transistor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng ngắt dòng, điều chỉnh điện áp,điều khiển tín hiệu, và tạo dao động.

Do mạch hoạt động ở tần số cao nên đòi hỏi nguồn điện phải đảm bảo giảm nhiễu tuyệt đối do đó ta phải mắc tụ lọc nguồn để lọc nhiễu. Tín hiệu sau khi được điều chế được lấy ra chân 15 (TXout) qua điện trở 10K,và được khuếch đại nhờ hai transistor C1815 và A1015 sau đó đưa đến led hồng ngoại. Để biết có tín hiệu phát ra từ IC phát cũng như tiện cho việc kiểm tra mạch ta mắc song song với khối phát tín hiệu một transistor để khuếch đại và một led phát quang như hình 29.

Khi nhấn bất kỳ phím nào ở bộ phận phát tương ứng led phát có nhiệm vụ biến dòng điện thành quang phát xạ ra môi trường, led thu nhận tín hiệu đó biến đổi từ quang thành điện, sau đó đưa qua bộ khuếch đại (BJT). Tín hiệu từ chân Vout của led thu được đảo pha bằng mạch đảo pha dùng transistor mắc theo kiểu E chung sau đó mới đưa vào chõn RxIN của IC. Các linh kiện LC mắc song song một đầu tiếp đất và đầu còn lại nối với chân 15 của IC để tạo nên dao dộng cho mạch nhờ vào dao động đó mà IC mới kiểm tra được tín hiệu tiếp nhận và đồng hồ báo giờ bên trong.

Sau khi BL9149 nhận tín hiệu ở RxIN sẽ tiến hành so sánh hai nhóm tín hiệu mà BL9149 phát ra (mỗi nhóm tín hiệu mà BL9148 phát ra l2 bit) sau khi nhận được nhóm tín hiệu thứ nhất lập tức gửi vào bộ nhớ ghi dịch 12 bit rồi sau đó so sánh với từng bit của nhóm tín hiệu thứ hai. Nếu như hai nhóm tín hiệu đó giống nhau thì đầu ra tương ứng sẽ từ mức thấp lên mức cao còn nếu khác nhau thì sẽ gây ra sai sót, lập tức sẽ trở về trạng thái ban đầu trong tín hiệu phát ra của BL9148 có C1, C2, C3 cung cấp tín hiệu mã số người dùng vì vậy đầu tiếp nhận cần phải có tín hiệu mã số tương ứng. Các transistor C1815 có nhiệm vụ phân cực dòng điện để giữ cho relay vẫn đóng khi có ta bấm vào một phím bất kỳ khác để kênh vẫn hoạt động bình thường.

Mạch có thể sử dụng nguồn điện 12V AC hoặc DC qua mạch diode cầu, tụ lọc nguồn C5 và tụ lọc nhiễu C6 để chuyển thành nguồn một chiều 12VDC cung cấp cho mạch thu.

CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ 1. PHẦN MỀM HỖ TRỢ VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

PHẦN MỀM HỔ TRỢ VẼ MẠCH IN

Phần mềm Orcad có thể giúp người dùng vẽ mạch in nhanh chóng từ mạch lý thuyết đã vẽ bằng Capture Cis. Tuy nhiên người dùng phải vẽ đúng sơ đồ chân của các linh kiện (đặc biệt là đối với các IC) và mạch lý thuyết không báo lỗi khi kiểm tra. Vào đường dẫn cài đặt phần mềm Crocodile (ở đây cài mặc định trên ổ đĩa C:\) C:\Program Files\Crocodile Clips\Crocodile Technology 609\real PCB, sau đó tìm RealPCB để khởi động.

Đối với win8 khi cài đặt Crocodile từ 609 trờ lên, RealPCB sẽ có sẵn trong giao diện khởi động (giao diện Start). Trong cửa sổ này, các thanh công cụ để vẽ nằm ở bên trái màn hình, và bên phải là thư viện các linh liện. Chọn thư viện ở góc phải màn hình trong ô Component Library, sau đó chọn các linh kiện thích hợp trong ô Components (Do ở đây chúng ta chỉ vẽ mạch in, không vẽ mạch lý thuyết nên có thể chọn những linh kiện có sơ đồ chân thích hợp rồi sau đó có thể đổi tên để dễ dàng quan sát).

+ Component ID: Mã số của linh kiện, nếu cùng một loại linh kiện thì các mã số này sẽ không trùng nhau. Để vẽ các đường mạch, ta nhấp vào biểu tượng Add track -> nhấp vào các chân linh kiện cần kết nối với nhau để nối các đường mạch. Sau khi tiến hành sắp xếp và vẽ các đường mạch cho các linh kiện ta có thể di chuyển các linh kiện để sắp xếp cho tiết kiệm trong gian và thẩm mĩ bằng cách nhấp giữ chuột vào các linh kiện hay đường mạch và kéo rê đến vị trí cần điều chỉnh.

Để thay đổi bề rộng của các đường mạch: Nhấp phải vào đường mạch -> chọn Properties hoặc nhấn tổ hợp phím Alt + Enter. Thông thường thì giá trị này là 1.2 - 1.5 hoặc cũng có thể lớn hơn hay nhỏ hơn tùy vào chức năng và đường đi của mạch điện. Để quan sát việc bố trí các linh kiện đã hợp lý chưa, để việc ráp các linh kiện thực tế thuận lợi hơn, người dùng có thể chọn vào mục Display ở góc trên màn hình làm việc ->.

Để in mạch, người dùng tiến hành như sau nhấp vào biểu tượng Print trên thanh công cụ hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl + P. Nếu Fit Plot hiện dấu X màu đỏ thì do mạch in lớn hơn so với khổ giấy, lúc này người dùng sẽ tiến hành hiệu chỉnh đến khi hiện dấu tích như trên thì có thể in được.

PHẦN TỔNG KẾT

Đối với mạch điều khiển thiết bị điện từ xa bằng hồng ngoại, do đây là lần đầu tiên thực hiện, nên kinh nghiệm về thi công mạch cũng như kỹ thuật về lắp ráp chưa nhiều. Nên chỉ dừng lại ở mạch điều khiển bằng hồng ngoại, chưa hướng tới lập trình vi điều khiển để mạch có thể hoạt động với nhiều chức năng hơn. Mạch có thể dùng trong những phòng diện tích nhỏ, có nhiệt độ môi trường không cao (do sử dụng hồng ngoại nên tầm thu phát còn hạn chế).

Thay thế điều khiển sóng hồng ngoại bằng điều khiển bằng sóng radio (RF) để tăng tầm hoạt động của mạch điều khiển. Tìm hiểu về lập trình vi điều khiển và tiến hành thiết kế mạch điều khiển từ xa sử dụng vi điều khiển để mạch có thể thực hiện nhiều chức năng hơn như: mạch có chế độ hẹn giờ tự tắt các thiết bị trong hệ thống, bộ hiển thị số bằng LCD,….