3.2 Tính tốn và thiết kế mạch
3.2.5 Khối ma trận bàn phím 4x4
Kết nối 8 chân của ma trận bàn phím với 8 chân của Arduino Mega 2560 (như hình 3.8).
Hình 3.1 Hình ảnh thực tế của bàn phím ma trận 4x4
Chân quét các cột:
- Chân C1 nối với chân số 25. - Chân C2 nối với chân số 24. - Chân C3 nối với chân số 23.
- Chân C4 nối với chân số 22.
Chân quét các hàng.
- Chân R1 nối với chân 29. - Chân R2 nối với chân 27. - Chân R3 nối với chân 28. - Chân R4 nối với chân 26.
3.2.6 Khối nguồn
a) Nguồn
- Ta sử dụng nguồn 5V từ USB để cấp cho vi xử lý Arduino Mega. - Nguồn 12V giảm áp xuống còn 4.2V cấp cho module sim 800L - Nguồn 12V để cấp cho khóa điện.
- Nguồn Pin 9V để làm nguồn dự phịng khi mất điện.
Hình 3.3 Nguồn pin 9V dự phịng
Hình 3.4 Dây cáp cấp nguồn cho Arduino
Mạch chuyển đổi nguồn dự phịng XH-M350 12V 150W (có thể thấy trong hình 3.12) cũng là một trong những Module nguồn (mạch nguồn) được sử dụng để chuyển giữa hai nguồn chính (các nguồn adapter lấy ra trực tiếp từ điện lưới) và phụ (bình tích điện, acquy, pin , …). Khi xảy ra trường hợp nguồn chính mất điện (do cúp điện, hư hỏng, …) mạch tự động chuyển sang nguồn phụ để tiếp tục hoạt động, mạch sử dụng điện áp 12VDC, thích hợp cho các ứng dụng cần nguồn pin dự phòng 12VDC .
Mạch có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt, đấu nối. Mạch ra trực tiếp 2 cổng cấp nguồn cho tải. Mạch được sử dụng cho nhiều ứng dụng: Khóa cửa thơng minh, hệ thống camera, hệ thống cảnh báo chống trộm, máy tính, mạng…
Thơng số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 12VDC - Công suất đầu ra tối đa: 150W
- Kích thước: 54 x 26.6 x 17.3mm (dài x rộng x cao) - Trọng lượng: 29g
3.2.7 Khối chấp hành
a) Relay 12V
Hình 3.6 Hình ảnh relay thực tế
Relay là thiết bị đóng cắt cơ bản, nó được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống và trong các thiết bị điện tử.
Cấu tạo Relay gồm 2 phần + Cuộn hút:
- Tạo ra năng lượng từ trường để hút các tiếp điểm về phía mình
- Tùy vào điện áp làm việc người ta chia Relay ra DC: 5V, 12V, 24V- AC:110V, 220V
+ Cặp tiếp điểm
- Khi khơng có từ trường. Tiếp điểm 1 được tiếp xúc với 2 nhờ lực của lò xo. Tiếp điểm thường đóng
- Khi có năng lượng từ trường thì tiếp điểm 1 bị hút sang tiếp điểm 3 + Cách đấu nối:
- Đấu chung chân dương và chân âm của relay với bo mạch xử lý - Chân S đấu vào chân số 10. Chân nhận tín hiệu kích
- Chân ỌN đấu với nguồn dương, và đấu nối tiếp với khóa điện , một đầu cịn lại đấu vào chân COM.
b) Khóa điện tử 12V
Hình 3.7 Khóa điện 12V
trong nhà thông minh hoặc các loại tủ, cửa phòng, cửa kho… khóa sử dụng điện áp 12VDC, là loại thường đóng (cửa đóng) với chất lượng tốt, độ bền cao. Khóa chốt điện từ này có thể sử dụng chung với các mạch chức năng tạo thành một hệ thống thông minh.
Thông số kỹ thuật
- Vật liệu: Thép không gỉ - Nguồn điện: 12V DC - Dòng điện làm việc: 0.8A - Công suất: 9.6W
- Yêu cầu nguồn cấp: 12VDC/1A - Kích thước: L54xD38xH28
3.2.8 Chống nhiễu cho Arduino
a) Thực nghiệm mơ hình
Qua quá trình vận hành và chạy thử nghiệm em nhận thấy rằng: Nếu thực hiện đóng mở cửa liên tục sẽ gây ra tình trạng nhiễu và lác cho con vi xử lý Ardiuno.
Nguyên nhân: Khi có lệnh đóng mở relay, relay khi đóng sẽ phát sinh phát quang hay phát tia lửa điện làm tín hiệu truyền về Arduino bị nhiễu.
Giải pháp: Em đã sử dụng linh kiện Tip 41C để thay cho relay.
Kết quả: Thực hiện đóng mở cửa liên tục bằng các cách khác nhau, không nhận thấy tình trạng nhiễu.
b) Giới thiệu về Tip 41C
TIP41C (như Hình 3.15) là transistor công suất NPN trong package TO-220 nên thiết bị này phù hợp với các ứng dụng về âm thanh, cơng suất tuyến tính và chuyển đổi switching.
Đặc tính của transistor lưỡng cực TIP41C: - Loại - NPN
- Điện áp Collector-Emitter: 100 V - Điện áp Collector-Base: 100 V - Điện áp Emitter-Base: 5 V - Dịng Collector: 6 A
- Cơng suất tiêu tán Collector - 65 W - Mức tăng dòng DC (hfe) - 15 đến 75 - Tần số chuyển đổi - 3 MHz
CHƯƠNG IV THI CÔNG HỆ THỐNG 4.1 Lưu đồ giải thuật
SAI SAI SAI SAI Đúng Đúng Đúng Đúng