3.4.1 In mạch
Công việc đầu tiên của quá trình thi công là in mạch. Ở khâu này chỉ đơn giản lấy file .max đã được tạo ở phần thiết kế mạch in bằng Orcad đến chỗ in. Tuy nhiên, không phải mọi chỗ in sao tài liệu đều đáp ứng yêu cầu này. Có thể khắc phục bằng cách xuất file .pdf từ file .max, nhưng lại dẫn đến việc in mạch không đúng kích thước với thiết kế dẫn đến việc thi công thất bại. Hiện tại, có hai địa điểm đáp ứng khá tốt yêu cầu là: tiệm in Lam Sơn trên đường Đồng Nai và tiệm in ở Lữ Gia, thành phố Hồ Chí Minh. Nên in nhiều bản để khi thực hiện ủi mạch có sai sót gì thì có bản thay thế.
3.4.2 Cắt board
3.4.2.1 Cắt phần Layout từ giấy in
Cắt phần Layout theo đường nét bao bên ngoài, tức đường Board Outline mà đã vẽ khi thiết kế mạch in.
3.4.2.2 Chuẩn bị board đồng
Thường chọn loại L, cỡ 20x30 cm. Dùng thước đo trước khoảng mạch cần ủi trên board đồng, và dùng thước kẻ khung bản mạch cần ủi. Sau đó, cắt theo đường đã vẽ. Chú ý: sau khi cắt mạch trên đến độ sâu từ ½ đến 1/3 độ dày board thì lật mặt sau cắt theo đường đó, tránh trường hợp chỉ cắt một mặt, khi bẻ, mặt sau sẽ không đẹp.
Sau khi cắt xong, dùng tay bẻ nhẹ được mảnh board cần ủi.
3.4.3 Ủi mạch
Dùng giấy nhám chà board nhằm đánh hết phần đồng oxi hóa để mực dễ dính lên. Yêu cầu cần đạt là sau khi đánh board phải sạch và sáng. Dùng tay thoa nhựa thông lỏng lên bề mặt board một lớp mỏng giúp việc truyền nhiệt tốt hơn. Sau đó dùng khăn giấy lau sạch bề mặt board. Gấp các nếp giữa giấy và board sao cho mạch sau khi ủi nằm đúng vị trí, sau đó dùng băng dán cố định lại. Dùng bàn ủi (chỉnh độ nóng cực đại) kéo từ từ: từ mép này sang mép kia, mức độ đè vừa phải. Ủi cho đến khi các đường nét mạch hằn lên thì dừng lại, với board cỡ 6x8 cm thì khoảng 5 phút là được.
Chú ý:
− Cần chú ý dùng mũi bàn ủi và các phần gần cạnh bàn ủi ủi kỹ phần trung tâm mạch và các mép ngoài.
− Phần quét nhựa thông có thể bỏ qua. Mục đích của việc quét nhựa thông nhằm tiết kiệm thời gian ủi và ủi dễ dàng hơn.
− Tránh đè mạnh quá mức bàn ủi có thể làm giấy trượt trên board gây hỏng board, hay dùng mũi bàn ủi chà mạnh sẽ gây rách giấy.
3.4.4 Ngâm
Board sau khi ủi xong đem ngâm vào nước sạch, chờ khoảng 2 phút cho giấy mềm và rã ra. Lấy board ra rồi lột giấy từ từ, chậm và nhẹ nhàng. Sau đó dùng giấy thấm cho mạch khô rồi và dùng bút lông kẻ lại vết mực đã mất.
Tiếp theo, ngâm mạch vào nước đã pha bột sắt, nhớ úp mặt board đồng xuống dưới rồi lắc nhẹ. Nếu lắc liên tục thì khoảng 10 phút ta được mạch, còn 3 phút lắc một lần thì thời gian lâu hơn. Dùng giấy nhám chà mực ra, việc chà mực sẽ nhanh hơn nếu dùng axeton.
3.4.5 Khoan
Để khoan cho dễ nên kê mạch lên cao. Đưa mũi khoan lại gần lỗ cần khoan rồi bấm nút để khoan. Cần chú ý tránh run tay, khoan dứt khoát vì nếu khoan sai sẽ phá hỏng pad đồng.
3.4.6 Hàn linh kiện
Đây là công đoạn cuối trong quá trình thi công mạch in. Cách hàn như sau: để phần mũi hàn tiếp xúc với cả pad đồng và chân linh kiện, chờ 1 lúc cho pad nóng lên, rồi vừa đưa chì hàn vừa xoay mũi hàn và gạt dứt khoát mũi hàn ra là được.
Tôi vừa trình bày các bước để thiết kế và thi công một mạch điện tử bất kỳ. Vậy thì kết quả có đúng như mong đợi hay không, tôi sẽ làm rõ qua chương tiếp theo.
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
Chương này trình bày các kết quả thu được từ thực nghiệm của mạch tạo xung dùng IC 555 và máy đo âm tần hiển thị số.
4.1 Mạch đo tần số
4.1.1 Thực hành trên Testboard
Hình 4.1: Kết quả thực hành trên Testboard.
4.1.2 Mạch sau khi gia công và hàn linh kiện
4.1.3 Máy đo tần số hoàn chỉnh
Hình 4.3: Máy đo tần số hoàn chỉnh.
4.2 Mạch tạo xung dùng IC 555
4.2.1 Thực hành trên Testboard và quan sát tín hiệu qua dao động ký điện tử tử
Hình 4.5: Quan sát tín hiệu do mạch tạo xung tạo ra qua dao động ký.
4.2.2 Mạch tạo xung hoàn chỉnh
Hình 4.6: Mạch tạo xung sau khi thi công, hàn linh kiện.
4.3 Đo tần số từ mạch phát xung 555 sử dụng máy đo tần số 4.3.1 Thực hành trên Testboard 4.3.1 Thực hành trên Testboard
4.3.2 Kết quả thực nghiệm
Hình 4.8: Kết quả thực nghiệm.
4.4 Đo tần số từ máy phát xung chuẩn
Hình 4.9: Đo tần số từ máy phát xung chuẩn.
Máy đo tần số âm tần hiển thị số đo được tần số từ 0 Hz đến 20KHz.
Sau đây là bảng các giá trị tần số máy phát xung chuẩn phát ra, tần số máy đo âm tần đo được và sai số tỉ đối tương ứng.
Bảng 4.1: Tần số từ 0 đến 5.000 Hz.
Tần số máy phát xung chuẩn (Hz) Tần số máy đo đo được (Hz) Sai số (%)
2500 2492 0,32 2510 2501 0,36 2520 2511 0,36 2530 2521 0,36 2540 2531 0,35 2550 2541 0,35 2560 2551 0,35 2570 2561 0,35 2580 2571 0,35 2590 2581 0,35 2600 2591 0,35 2610 2601 0,34 2620 2611 0,34 2630 2622 0,30 2640 2631 0,34 2650 2641 0,34 2660 2651 0,34 2670 2661 0,34 2680 2671 0,34 2690 2681 0,34 Bảng 4.2: Tần số từ 5.000 đến 10.000 Hz.
Tần số máy phát xung chuẩn (Hz) Tần số máy đo đo được (Hz) Sai số (%)
7500 7475 0,33 7510 7486 0,32 7520 7494 0,35 7530 7505 0,33 7540 7514 0,34 7550 7524 0,34 7560 7534 0,34 7570 7544 0,34 7580 7554 0,34 7590 7564 0,34 7600 7574 0,34 7610 7584 0,34 7620 7594 0,34 7630 7604 0,34 7640 7614 0,34 7650 7624 0,34 7660 7634 0,34 7670 7644 0,34
7680 7654 0,34
7690 7664 0,34
Bảng 4.3: Tần số từ 10.000 đến 15.000 Hz.
Tần số máy phát xung chuẩn (Hz) Tần số máy đo đo được (Hz) Sai số (%)
12500 12459 0,33 12510 12468 0,34 12520 12478 0,34 12530 12489 0,33 12540 12502 0,30 12550 12508 0,33 12560 12518 0,33 12570 12527 0,34 12580 12540 0,32 12590 12547 0,34 12600 12559 0,33 12610 12568 0,33 12620 12578 0,33 12630 12587 0,34 12640 12597 0,34 12650 12607 0,34 12660 12617 0,34 12670 12628 0,33 12680 12637 0,34 12690 12648 0,33 Bảng 4.4: Tần số từ 15.000 đến 20.000 Hz.
Tần số máy phát xung chuẩn (Hz) Tần số máy đo đo được (Hz) Sai số (%)
17500 17442 0,33 17510 17451 0,34 17520 17461 0,34 17530 17472 0,33 17540 17480 0,34 17550 17492 0,33 17560 17501 0,34 17570 17517 0,30 17580 17521 0,34 17590 17531 0,34 17600 17541 0,34 17610 17556 0,31 17620 17561 0,33 17630 17572 0,33
17640 17581 0,33 17650 17594 0,32 17660 17601 0,33 17670 17613 0,32 17680 17621 0,33 17690 17632 0,33
Hình 4.10: Đồ thị so sánh tần số đo được của máy đo âm tần và máy phát xung chuẩn.
4.5 Kết luận và hướng phát triển 4.5.1 Kết luận 4.5.1 Kết luận
Bằng những kiến thức về điện – điện tử, tôi đã lắp ráp thành công máy đo âm tần hiển thị số. Máy đo có kích thước nhỏ gọn, lắp đặt, di chuyển đơn giản, dễ dàng. Sai số của máy đo so với máy phát xung chuẩn nhỏ nên khá tin cậy trong việc đo tần số âm tần của các xung hình sin, vuông, tam giác.
4.5.2 Hướng phát triển
Với những đặc điểm trên thì máy đo âm tần chỉ mới dừng lại ở mức tần số thấp và chưa hiển thị được phần thập phân của tần số. Đề tài còn có thể mở rộng ra cho việc đo tần số cao tần, với mức độ hiển thị chính xác có thể tới phần thập phân. Ngoài ra, máy đo âm tần có thể kết hợp với một mạch tạo xung bất kỳ để tạo thành máy phát xung hiển thị số.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Code lập trình đo tần số bằng phương pháp tạo thời gian chuẩn 1s [11]
#include <main.h> #include <var.h>
#include <lcd16x2\lcd_16x2.c> #INT_EXT
void dem_xung() // Trinh phuc vu ngat ngoai {
so_xung+=1; }
#INT_TIMER1
void tao_tre_1s() // Trinh phuc vu ngat tran TIMER1 {
setup_timer_1(T1_DISABLED); count_t1++;
if(count_t1==38) // Tao khoang thoi gian 1s { tan_so = so_xung; so_xung = 0; count_t1 = 0; enable_display = 1; } set_timer1(0); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_2); } void main() { DDRD = DDROUT;
enable_interrupts(INT_TIMER1); // Cho phep ngat tran TIMER1 ext_int_edge(H_TO_L); // Cau hinh ngat ngoai theo canh xuong enable_interrupts(INT_EXT); // Cho phep ngat ngoai
enable_interrupts(GLOBAL); // Cho phep ngat toan cuc
setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_2); // Cau hinh bo chia cho TIMER1 set_timer1(0); // Cau hinh gia tri cho thanh ghi TMR1
LCD_Init(); LCD_Gotoxy(0,0);
sprintf(lcd_buff,"TRUONG DHSPTPHCM"); LCD_Puts(lcd_buff);
LCD_Gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff," KHOA VAT LY "); delay_ms(10);
LCD_Puts(lcd_buff); delay_ms(2000); LCD_Clear(); LCD_Gotoxy(0,0);
sprintf(lcd_buff," MAY DO AM TAN "); LCD_Puts(lcd_buff); while(TRUE) { if(enable_display) { LCD_Gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,"TAN SO: %5lu Hz",tan_so); LCD_Puts(lcd_buff);
enable_display = 0; }
} }
Phụ lục 2: Giao tiếp LCD [11] #include "lcd_16x2.h" void LCD_Enable(void) { LCD_EN=1; delay_us(3); LCD_EN=0; delay_us(50); }
//Ham Gui 4 Bit Du Lieu Ra LCD void LCD_Send4Bit( uint8_t Data ) { LCD_D4=(Data>>0)&0x01; LCD_D5=(Data>>1)&0x01; LCD_D6=(Data>>2)&0x01; LCD_D7=(Data>>3)&0x01; }
// Ham Gui 1 Lenh Cho LCD
void LCD_SendCommand (uint8_t command ) {
LCD_Send4Bit ( command >>4 ); /* Gui 4 bit cao */
LCD_Enable () ;
LCD_Send4Bit ( command ); /* Gui 4 bit thap*/
LCD_Enable () ; }
// Ham Khoi Tao LCD void LCD_Init ( void ) { LCD_Send4Bit(0x00); delay_ms(20); LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_Send4Bit(0x03); LCD_Enable(); delay_ms(5); LCD_Enable(); delay_us(100); LCD_Enable(); LCD_Send4Bit(0x02); LCD_Enable();
LCD_SendCommand( 0x28 ); // giao thuc 4 bit, hien thi 2 hang, ki tu 5x8
LCD_SendCommand( 0x0c); // cho phep hien thi man hinh
LCD_SendCommand( 0x06 ); // tang ID, khong dich khung hinh
LCD_Clear(); // xoa toan bo khung hinh
}
//Ham Thiet lap vi tri con tro
void LCD_Gotoxy(uint8_t x, uint8_t y) { uint8_t address; if(!y) address = (0x80+x); else address = (0xC0+x); delay_ms(1); LCD_SendCommand(address); delay_ms(5); }
// Ham Xoa Man Hinh LCD void LCD_Clear()
{
LCD_SendCommand(0x01); delay_ms(5);
}
// Ham Gui 1 Ki Tu Len LCD void LCD_PutChar ( uint8_t Data ) {
LCD_RS=1;
LCD_SendCommand( Data ); LCD_RS=0;
}
//Ham Gui Mot Chuoi Ki Tu Len LCD void LCD_Puts (uint8_t *s)
{ while (*s) { LCD_PutChar(*s); s++; } }
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Lương Ngọc Hải (2007), “Giáo trình kỹ thuật xung – số”, Tái bản lần thứ ba, Nhà xuất bản Giáo Dục, Thành phố Hồ Chí Minh.
[2] Hồ Văn Sung (2008), “Cơ sở lý thuyết mạch điện và điện tử”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh.
[3] Trương Văn Tám, “Mạch điện tử 1 và 2”, Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ, Thành phố Cần Thơ.
[4] Kiều Xuân Thực, Vũ Thị Thu Hương (2010), “Vi điều khiển – Cấu trúc – Lập trình và ứng dụng”, Tái bản lần thứ hai, Nhà xuất bản Giáo Dục Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh.
[5] Việt Hùng Vũ, Trần Thị Hoàng Anh, Đậu Trọng Hiền (2008), “Chuyên đề vẽ và thiết kế mạch in với Orcad 10”, Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, Thành phố Hồ Chí Minh.
[6] Lê Phi Yến – Lưu Phú – Nguyễn Như Anh (2011), “Kỹ thuật điện tử”, Tái bản lần thứ hai, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh. Tiếng Anh [7] http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/99448/FAIRCHILD/KA7809.html [8] http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/197719/MICROCHIP/PIC16F887- E/ML.html [9] http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/43380/SHARP/PC900V.html [10]http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- pdf/view/23384/STMICROELECTRONICS/NE555.html