- Vậy một chương trình có thể được tải vào RAM bằng cách xem nó như bộ nhớ dữ liệu và thi hành chương trình băng cách xem nó như bộ nhớ chương
4.1.2. Mạch cảm biến quang.
a. Mạch phát dùng LED phát hồng ngoại.
Trước hết để thiết kế mạch cảm biến quang, ta phải nghiên cứu bước sóng của loại LED thu phát hồng ngoại. Với bước sóng lớn hơn ánh sáng đỏ, bước sóng của LED phát hồng ngoại chỉ khoảng 0,8 - 0,9 àm. Với dải bước sóng này tia hồng ngoại rất dễ bị nhiễu ảnh hưởng và bị hấp thụ khi đi trong không khí. Chớnh vì vậy giải pháp đặt ra ở đõy là điều chế sóng mang, phát kốm tín hiệu hồng ngoại với một dóy xung vuông. Ở đõy em dùng IC HA555 để tạo dóy xung vuông với tần số khoảng 10KHz. Dưới đõy là sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung vuông với tần số khoảng 10KHz:
Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung vuông Ta có, Thi = (R1+R2)*C*ln2 Tlow = R2*C*ln2 Ttổng = (R1+R2)*C*ln2 + R2*C*ln2 = (R1+2*R2)*C*ln2 Với giá trị R1=R2=50K, C=1nF thì: Ttổng = (50*103+2*50*103)*10-9*ln2 = 150*103*10-9*0,693 = 0.1*10-3 (s) Như vậy, f = 1/T = 1/(0.1*10-3) = 10. 103 (Hz)
Dùng dóy xung vuông này kích hoạt cho một tranzistor thông ngắt phát kốm theo tia hồng ngoại ta sẽ phát được sóng hồng ngoại với tần số 10Khz.
Hình 4.4. Dạng xung ra của mạch tạo xung vuông
Dưới đõy là mạch phát tia hồng ngoại với tần số 10KHz và có bước sóng khoảng 0,85 àm.
Hình 4.5. Sơ đồ nguyên lý mạch phát hồng ngoại với tần số 10KHz
Với giá trị Rc=470Ω thì colector của đèn C828 luôn được cấp nguồn, khi có xung vuông từ mạch tạo xung gửi qua Rb=4,7K thì đèn C828 sẽ thông tắt theo mức cao thấp của nó. Khi đèn C828 thông, điện áp đặt trên LED sẽ là 3V, dòng qua LED khoảng 50mA, tín hiệu hồng ngoại sẽ được phát ra. Như vậy, tần số phát tia hồng ngoại sẽ được điều chế theo tần số xung vuông. Với tần số phát khoảng 10KHz thì khoảng cách phát tia hồng ngoại sẽ tăng lên đáng kể. Với kiểu phát thẳng thì khoảng cách phát có thể lên tới 10m, cũn với kiểu phát và phản xạ về khi có người đi qua thì khoảng cách phát có thể được là 2m.
b. Mạch thu hồng ngoại dùng photodiot và mạch so sánh.
Mạch thu hồng ngoại này được thiết kế để thu tia hồng ngoại phản xạ về từ mạch phát hồng ngoại khi có người đi qua. Trong mạch này dùng LED thu hồng ngoại, nó thu được tia hồng ngoại có bước sóng khoảng 0,85 àm từ mạch phát. Ta có thể lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý dưới đõy:
Hình 4.6. Sơ đồ nguyên lý mạch thu hồng ngoại.
Trong sơ đồ trên IC được dùng là HA17741, điốt thu hồng ngoại được mắc với nguồn qua điện trở R1=33K, điện áp đặt trên LED sẽ là 4V. Khi nhận được tia hồng ngoại phản xạ thì điện trở của điốt sẽ giảm xuống tuỳ theo mức độ thu được tia hồng ngoại là nhiều hay ít. Khi đó điện áp đặt trên LED sẽ giảm xuống nhưng tỷ lệ điện áp giảm xuống là nhỏ, ta không thể dùng trực tiếp mức điện áp này để đưa vào bộ vi điều khiển. Vì đầu vào và ra của vi điều khiển chỉ phõn biệt hai mức điện áp thấp (0V) và cao (1V) chớnh vì thế ta sẽ mắc bộ so sánh điện áp để đưa ra hai mức cao thấp dựa trên sự thay đổi điện áp trên LED thu. Ở đầu vào đảo (-) của mạch so sánh ta sẽ lắp cặp điện trở phõn áp R2, R3. Điện áp đầu vào thuận được lấy từ điện áp đặt trên LED thu, với mức điện áp khi chưa thu được tia hồng ngoại là 4V thì ta phải chỉnh sao cho điện áp trên đầu vào đảo là ≤4Vđể đầu ra mạch đảo luôn ở mức 1. Khi LED thu được tia hồng ngoại thì điện áp trên cực thuận sẽ giảm ≤4V khi mà mức điện áp này giảm nhỏ hơn mức điện áp trên cực đảo thì đầu ra mạch đảo sẽ nhảy xuống mức thấp 0. Như vậy mức điện áp đầu ra sẽ thay đổi ở hai trạng thái thấp và cao, tín hiệu này
LED thu R1 +5V R2 R3 R4 LED 3 2 7 4 IC 6
sẽ được đưa vào vi điều khiển để xử lý. Dựa vào điều này ta có thể nhận biết được khi nào có người đi qua cảm biến.
Kết quả thu hoạch được trên thực tế mạch này em mới chỉ điều chỉnh được khoảng cách phát và thu thẳng hàng lên tới 4m và khoảng cách phát và thu dựa trên sự phản xạ quay về thì mới chỉ được có 0,75m. Với kết quả này thì vẫn chưa đạt được yêu cầu như trên lý thuyết nghiên cứu, lý do chỉ đạt được kết quả này có khả năng là do việc xử lý nhiễu chưa tốt vì ánh sáng phát ra LED phát hồng ngoại này rất dễ bị suy hao trong không khí và bị hấp thụ tương đối lớn khi gặp người phản xạ. Đối với bề mặt phản xạ không phải là cơ thể người thì khoảng cách sẽ tăng cao hơn, bêg mặt vật phản xạ càng nhẵn thì cự ly cảm biến càng cao. Với kết qua điều chỉnh thực tế trên mạch mà em lắp được thì cự ly cảm biến với cơ thể người chỉ đạt 0,75m cũn với bề mặt nhẵn thì lên tới 1,2m.