b) Bộ thu từ xa
3.2. Tính chọn các thiết bị và các linh kiện sử dụng trong đề tài 1 Thiết bị xử lý trung tâm
3.2.1. Thiết bị xử lý trung tâm
Họ vi điều khiển bao gồm rất nhiều loại, nhng để đáp ứng đợc nhu cầu của đề tài và tiết kiệm đợc kinh phí nên thiết bị trung tâm của đề tài này chọn IC vi điều khiển loại 89C51.
Để cho vi điều khiển hoạt động đợc thì cần có những điều kiện sau: a. Nguồn nuôi là nguồn +5V cấp cho 8051.
b. Phải có dao động cấp vào chân 18, 19 của IC
Hình 3.2: Các phơng pháp dao động của 8051
Thông thờng chúng ta sử dụng dao động bằng Thạch anh. Tụ gốm có trị số từ 27pF - 33pF đểổn định l m vià ệc cho thạch anh, thường dùng loại 33pF.
Reset có tác dụng reset chip 8051, mức tích cực của chân n y l mà à ức 1 đa vào chân 9. Một số mạch rest đợc mô tả trong hình 3.3.
Dao động bằng
Hình 3.3: Mô tả chân Reset của 8051
ở đây chúng ta sử dụng Reset tự động khi cấp nguồn cho thuận tiện.
3.2.2. Nguồn cung cấp
Trong mạch này chúng ta sử dung 2 nguồn chính đó là: - Nguồn pin có trên thị trờng 3V.
- Nguồn đợc lấy từ điện lới qua bién áp và chỉnh lu đa ra nguồn một chiều ổn định.
Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 3.2.3. Khối điều khiển từ xa
1. Khối phát
Sử dụng điều khiển từ xa ti vi SONY có bán trên thị trờng. * Led phát hồng ngoại
Phần lựa chọn hồng ngoại chúng ta đã đa ra khoảng tần số hay sử dụng là 3060KHz, tốt nhất là khoảng từ 3638KHz. Hồng ngoại phát ra từ các diode hồng ngoại theo các xung nhịp với tần số 36 000 lần một giây phát ra các mức logic “0” và “1”. Để tạo ra tần số 36 Khz là việc đơn giản, cái khó ở đây là thu và nhận dạng nó. Một xung vuông chu kỳ xấp xỉ 27às đa vào cực bazơ của Transistor có thể điều khiển 1 LED hồng ngoại để truyền đi.
Hình 3.5: Tín hiệu xung tần số 36 Khz
Ta có thể bật hoặc tắt tần số này tại đầu phát, đầu thu sẽ chỉ ra khi nào đầu phát là bật hay tắt.
Hình 3.6: Quy ớc mã hoá tín hiệu
ở đây sử dụng loại mã hóa độ rộng bít, đây là kiểu mã hoá đơn giản cho việc giải mã.
Hãy xem xét khoảng thời gian nhỏ T cỡ 600às. Mỗi bit truyền đi là sự kết hợp của –T +T cho bít “0” và -T+2T cho bít ”1”. Vì vậy bit 0 có chiều dài 1200às và bit 1 có chiều dài 1800às.
Hình 3.7: Lựa chọn thời gian mã hoá
Mức lên (+T) trong tín hiệu trên có nghĩa là hồng ngoại đợc truyền đi, mức xuống (-T) nghĩa là không có.
Để tiết kiệm Pin, hầu hết các nhà sản xuất chỉ sản xuất khoảng 5/6 thậm chí 3/4 so với độ rộng xung nh lý thuyết. Bằng cách này, pin 500 giờ có thể sử dụng đợc tới 600giờ (5/6) hoặc 800 giờ (3/4). rút nhắn khoảng thời gian kia. Nh vậy tín hiệu rút gọn có dạng sóng nh hình 3.8.
Hình 2-8: Lựa chọn thời gian mã hoá
Hình 3.8: Thời gian mã hoá thực tế
- Phần đầu tiên đợc truyền đi gọi là Header (mào đầu), nó cũng đợc coi là bit bắt đầu (Start bit), phần mào đầu có độ rộng 3T hay 1800às.
- Tiếp theo phần Header sẽ thấy 12 bit liên tiếp đợc giải điều chế nh hình 3.9. 500às im lặng + 700às hồng ngoại = bit 0
500às im lặng +1300às hồng ngoại = bit 1
Hình 3.9: Mã hoá tín hiệu
Bit đầu tiên sau bit Start là bit LSB, ta đặt tên nó là bit B0, bit cuối cùng sẽ là B11 B0B6 : 7 bit mã lệnh
B7B11 : 5 bit địa chỉ
Trong hình vẽ trên, địa chỉ là 02H, mã lệnh là 16H, có 32 khả năng địa chỉ và 128 lệnh. Toàn bộ thời gian truyền đi của khung có thể thay đổi theo thời gian vì độ rộng của bit 1 > độ rộng của bit 0. Nếu ta giữ nút bấm, khung dữ liệu sẽ lặp lại sau mỗi 25ms. Nếu bạn sử dụng mắt nhận hồng ngoại có sẵn trên thị trờng, tất cả dạng sóng trên sẽ bị đảo lại nh hình 3.10.
Hình 3.10: Đảo tín hiệu mã hoá
Để thu và giải mã đợc tín hiệu, thực tế ta không cần thu toàn bộ 12 bit mã hoá. Ta chỉ cần thu 7 bit COMMAND và có thể bỏ qua 5 bit địa chỉ, bởi với cùng một điều khiển thì tất cả các nút bấm đều phát ra mã địa chỉ nh nhau, chỉ khác nhau mã lệnh. Ví dụ điều khiển ti vi SONY sử dụng để phân biệt giữa các MODEL REMOTE SONY khác nhau.
* Nếu mức tín hiệu là mức cao (UP), bit nhận đợc là bit 0 - Thiết lập bit nhớ C = 0 (bit mã lệnh thu đợc).
- Quay phải có nhớ A, nh vậy C sẽ đợc gửi vào MSB của A, LSB của A gửi vào C.
- Ban đầu A = 01000000B thì sau khi quay ta có C = 0 và MSB của A là bit đầu tiên của mã lệnh.
- Nh vậy sau 7 lần quay thì C = 1 và 7 bít bên trái của A sẽ chứa mã lệnh. * Nếu mức tín hiệu là mức thấp (DOWN) , bit nhận đợc là 1
- Thiết lập Bit nhớ C = 1 (bit mã lệnh thu đợc).
- Quay phải có nhớ A đợc 7 bít phải của A chứa mã lệnh: A = 0D6D5D4D3D2D1D0
Những bộ giải điều chế có mức logic đảo tại đầu ra khi có một gói hồng ngoại đợc gửi, đầu ra ở mức tích cực thấp, tơng đơng mức logic 1.
Để tránh việc một điều khiển từ xa này có thể thay đổi kênh của một TV ngoài ý muốn ngời ta sử dụng các cách mã hoá khác nhau cho cùng một khoảng tần số đó. Chúng sử dụng các kiểu tổ hợp bít khác nhau để mã hoá việc truyền dữ liệu và tránh nhiễu.
2. Khối thu
Sử dụngPhotodiode để thu sóng hồng ngoại.
Photo diode có độ nhạy nhất định đối với quang phổ: Photo diode loại Germani và Silic có vùng quang phổ kéo dài từ 300 đến 1800 nm. Thờng dùng là Photo diode silic. Nó nhạy với ánh sáng thấy đợc và độ nhạy của nó nằm trong vùng hồng ngoại gần, rất phù hợp cho điều khiển từ xa với Led loại GaAs.
Ranh giới độ nhạy của Photo diode bán dẫn bị hạn chế trong vùng sóng dài với λg bởi độ rộng vùng cấm Eg.
λg(nm) = hc/Eg = 1,24/Eg (Ev).
Với nhiệt độ phòng Si có Eg bằng 1,2 eV. Do vậy λg = 1100 (nm) đờng phổ của Photo diode giảm theo bớc sóng ngắn, sóng ngắn bị hấp thụ mạnh, trong lớp sóng ngắn các đôi mang điện tích chỉ đợc sinh ra ở gần bề mặt của Photo diode. Tại đó vận tốc tái hợp rất lớn, các đôi hạt mang điện tích không thể góp phần vào dòng quang điện, do đó photo diode có lớp khuếch tán càng mỏng và lớp chuyển tiếp PN càng gần bề mặt thì nó càng nhạy với sóng ngắn.Lựa chọn và thu tín hiệu từ Led phát hồng ngoại ở khối phát gửi tới để đa đến IC giải mã tín hiệu.