- Thiết kế và thi cơng được mạch điều khiển led ma trận 8x8
5.2 Tiến trình thực hiện 5.2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 5.2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý
- Trong bài tập này sinh viên sẽ được hướng dẫn thiết kế mạch in cho mạch điều khiển
led ma trận cĩ sơ đồ nguyên lý như sau: Khối led ma trận
Khối điều khiển cột
- Giải thích sơ đồ nguyên lý:
Mạch điều khiển led ma trận được thiết kế để kết nối với mạch AT89S51 thơng
qua 3 bus 10.Trong đĩ, bus J2 dùng để điều khiển hàng, J3, J4 dùng để điều khiển cột tương ứng cho màu xanh và màu đỏ. Ở vị trí chân 9, 10 của mỗi bus 10 là GND và VDD cung cấp nguồn 5 Vdc cho led đơn, nguồn này được lấy từ mạch AT89S51
Led ma trận được sử dụng là loại Anod chung cĩ 2 màu xanh và đỏ cĩ sơ đồ
cấu tạo như sau:
ULN2803 được sử dụng với mục đích khuyếch đại dịng và cách ly hồn tồn
với vi điều khiển. ULN2803 cĩ 8 cặp vào/ra, mỗi cặp vào/ra tương ứng 8 cặp transistor mắc theo kiểu darlington cho phép tải được dịng lên đến 500mA
Khi input ở mức logic 1 thì 2 transistor đĩng vai trị như 1 khĩa đĩng ngắt sẽ đĩng lại output sẽ là mức logic 0
Lưu ý khi output kết nối với tải cảm (relay, cuộn cảm...) chân COM của ULN2803 sẽ nối lên nguồn của tải. Ví dụ output kết nối với relay 12 Vdc thì chân com sẽ nối với nguồn 12 Vdc. Ngược lại chân COM khơng cần kết nối
Khối điều khiển hàng, 8 ngõ ra của ULN2803 (U1) sẽ kết nối với 8 transistor
PNP. Khi ngõ vào transistor PNP tích cực mức logic 0 thì ngõ ra transistor PNP sẽ tích cực mức logic 1 và ngược lại
Khối điều khiển cột, các ngõ ra của ULN2803 (U2, U3) nối qua điện trở hạn dịng đảm bảo cho led cĩ độ sáng thích hợp và cĩ tuổi thọ cao
Dựa vào nguyên lý hoạt động của ULN2803 và transistor PNP để cĩ một đểm
sáng trên led ma trận ta chỉ cần tích cực mức logic 1 ở một trong những ngõ vào của khối điều khiển hàng và cột
Ví dụ: muốn sáng led xanh ở vị trí hàng 1 cột 1 thì ở khối điều khiển hàng IN1 của ULN2803 (U1) tích cực mức logic 1 và ở khối điều khiển cột IN1 của ULN2803 (U3) tích cực mức logic 1
- Để thiết kế sơ đồ nguyên lý như trên ta tiến hành như sau:
Khởi động phần mềm vẽ đồ nguyên lý Capture trong Orcad và tạo project
- Thống kê linh kiện trong sơ đồ nguyên lý:
Tên linh kiện Kí hiệu trong SĐNL Tên trong thư viện
Bus 10 female + header J2, J3, J4 CON10 hoặc HEADER 10
Điện trở 330 R9 – R24 R
Led ma trận RG-3232CA J1 CON24
Ốc trụ đồng 3.5 mm J5, J6, J7, J8 CON1 hoặc HEADER 1
Transistor 2N3906 Q1 – Q8 2N3906
Tụ khơng phân cực 104 C1, C2 CAP NP
ULN2803 U1, U2, U3 ULN2803
Led ma trận RG-3232CA: click chuột vào Place part hoặc nhấn phím P. Tại
Kéo rộng đường bao
Sắp xếp lại thứ tự chân theo sơ đồ cấu tạo của led ma trận và kéo lại khung bao
Từ các linh kiện trên tiến hành đưa chúng vào bản vẽ
Tiến hành sắp xếp và nối chân các linh kiện theo sơ đồ nguyên lý Tạo file *.MNL để thiết kế mạch in
5.2.2 Thiết kế mạch in
- Khi chuyển từ Capture sang Layout ta chọn các chân linh kiện từ thư viện tạo sẵn theo
bảng sau:
Tên linh kiện trong Capture Thư viện Tên trong thư viện
CON10 hoặc HEADER 10 LAYOUT HEADER_L_(10P)
R THU VIEN R_1/4W
CON24 LAYOUT LIBRARY MANUAL2 LED MATRIX 8X8
CON1 hoặc HEADER 1 LAYOUT LIBRARY MANUAL2 LO KHOAN 2
2N3906 THU VIEN TRANSITOR (TO-92)
CAP NP THU VIEN C_CERAMIC
ULN2803 THU VIEN DIP 18
5.3 Yêu cầu
- Sau thi thiết kế hồn thiện mạch in, sinh viên thi cơng ra thành phẩm mạch điều khiển
led ma trận