con lắc ngược

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Công Nghệ đã

tạo điều kiện học tập và truyền đạt kiến thức để em có thể thực hiện đề tài này.

Đặt biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn: T.s. Lương Vinh Quốc Danh đã tận tình hướng dẫn trong thời gian vừa qua.

Trong một thời gian ngắn thực hiện đề tài, mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong những lời góp ý và chỉ dẫn thêm của thầy cô để có thể hiểu biết thêm và hoàn thiện đề tài hơn.

TP.CT.Ngày 15 tháng 04 năm 2009 Nhóm SVTH : Nguyễn Văn Đờ Ni Lâm Hồng Lợi

Niên Luận 1 GVHD: T.s. Lương Vinh Quốc Danh

http://www.ebook.edu.vn 4

Trang CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG

TRONG ĐỀ TÀI

I. IC 555......................................................................................................8 I.1. Hình ảnh thực tế ..........................................................................8 I.2 Sơ đồ khối.....................................................................................8 I.3 Sơ đồ chân và chức năng từng chân .........................................8

II. IC 4060 .................................................................................................10 II.1 Hình ảnh thực tế ........................................................................10 II.2 Sơ đồ khối..................................................................................10 II.3 Dạng tín hiệu ngõ vào và ngõ ra ..............................................10 II.4 Sơ đồ chân và chức năng từng chân ......................................11

III. CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI...................................................................11 III.1 Giới thiệu một số cảm biến hồng ngoại .................................11 III.2 Modul cảm biến chuyển động .................................................13

IV. RƠLE..................................................................................................13 IV.1 Hình ảnh thực tế ......................................................................13 IV.2 Sơ đồ chân và chức năng từng chân ....................................13

V. IC 7809.................................................................................................14 V.1 Hình ảnh thực tế .......................................................................14

V.2 Sơ đồ khối .................................................................................14 V.3 Sơ đồ chân và chức năng từng chân......................................14

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN

I. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT.....................................................................15 I.1 Mục dích và yêu cầu thiết kế ....................................................15 I.2 Giải thích chức năng các khối trong sơ đồ..............................15

I.2.1 Khối tạo nguồn DC 9V .......................................................15 I.2.2 Khối dò ngưỡng và tạo tín hiệu điều khiểng.......................16

MỤC LỤC



I.2.3 Khối bật đèn.......................................................................18 I.2.4 Modul cảm biến chuyển động ...........................................19

II. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH TỰ ĐỘNG BẬT ĐÈN.................................19 III. SƠ ĐỒ CHI TIẾT CỦA MẠCH TỰ ĐỘNG BẬT ĐÈN ..........................20

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG VÀ TỔNG KẾT

I. ỨNG DỤNG...........................................................................................21 II. TỔNG KẾT ...........................................................................................22 III. TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................22



LỜI MỞ ĐẦU

Trong những thập niên gần đây, các thiết bị điện tử được

ứng dụng rộng rãi khắp nơi trên thế giới. Sự phát triển và đa dạng của ngành này đã và đang không ngừng biến đổi. Điện tử là một ngành kỹ thuật tinh vi. Nó là một phương tiện dường như không thể thiếu trong mọi lĩnh vực như: viễn thông, y khoa, các phòng thí nghiệm, nghiên cứu, các khu công nghiệp., v…v.. Nó dảm bảo hiệu suất công việc và độ tin cậy cao thỏa mản cho người sử dụng.

Điện tử là một ngành mà tín vận động đặt trên cơ sở dòng

điện và điện áp. T ừ những linh kiện nhỏ và đơn giản ta có thể tạo ra những thiết bị thật sự hữu dụng trong cuộc sống hằng ngày. Những thiết bị này giúp giải phóng sức lao động và góp phần cho cuộc sống tiện nghi hơn.

Đề tài: “Mạch tự động bật đèn khi có người đến gần” được

thực hiện dựa trên những mục đính thiết thực như trên. Thiết bị này sẽ phát hiện có người và tự động bật đèn chiếu sáng. Nó được ứng dụng để bật đèn ở cầu thang, hành lang, chông trộm v…v..



BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn: T.s. Lương Vinh Quốc Danh Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Đờ Ni MSSV: 1050953 Lâm Hồng Lợi MSSV: 1063808 Tên đề tài: Mạch tự động bật đèn khi có người đến gần

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

TP. CT. Ngày ……tháng …….năm 2009 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

I. IC 555

I.1 hình ảnh thực tế

I.2 Sơ đồ khối

I.3 Sơ đồ chân và chức năng từng chân

H.1.1

H.1.2

H.1.3



Chân 1 (GND): Nối đất –Ground, điện thế cung cấp là âm.

Chân 2 (TRICGER): Chân khới hành, là ngõ vào cái là nguyên nhân làm cho ngõ ra cao hay bắt đầu chu kì định thời. Chân khởi hành xuất hiện khi điện thế vào từ 2/3 điện áp cung cấp đến một điện áp thấp hơn 1/3 của nguỗn cung cấp. Dòng ngõ vao chân này khoảng 0,5 Aμ .

Chân 3 (OUTPUT): Ngõ ra, lên mức cao khi một chu kỳ định thời bắt đầu sau đó trở lại mức thấp gần 0 ở cuối chu kỳ. Dòng tối đa của ngõ ra vào khoảng 200mA.

Chân 4 (RESET): Chân khởi động lại. Một mức logic thấp trên chân này sẽ khởi động lại thời gian và đưa ngõ ra về trạng thái thấp. Nó thường được nối với nguôn dương nếu không được sử dụng.

Chân 5 (CONTROL): Chân điều khiểng. Chân này cho phép thay đổi điện áp khởi hành và điện áp ngưỡng bằng cách cung cấp một điện áp ngoài. Ngõ vào này có thể được sử dụng để thay đổi tần số hay điều chỉnh tần số ngõ ra. Nếu không sử dụng ta nên đặt một tụ điện nhỏ xuống mass để tránh nhiễu sai.

Chân 6 (THRESHOLD): Chân ngưỡng cửa. Chân này khởi động lại chốt cửa và làm ngõ ra trở về trạng thái thấp khi điện áp trên chốt di chuyển tử

Chân 7 (DICCHARGE): ngõ ra phụ. Mức logic như chân 3.

Chân 8 (VCC) : Chân cho nguồn + vào cung cấp cho IC 555. Nguồn áp tối thiểu cung cấp là 4,5V đến 16V.

H.1.4



II. IC 4060

II.1 Hình ảnh thực tế

II.2 Sơ đồ khối

II.3 Dạng tín hiệu ngõ vào và ngõ ra

H.1.5

H.1.6

H.1.7



II.4 Sơ đồ chân và chức năng từng chân

Chân 1, 2, 3, 7, 5, 4, 6, 14, 13, 15: Các chân ngõ ra của IC đếm với tần số được chia tương ứng cho 2n

(n = 4 đến 14) so với ngõ vào.

Chân 8: GND, nối đất.

Chân 9: Tụ kết nối bên ngoài.

Chân 10: Điện trở kết nối bên ngoài.

Chân 11: Xung đồng hồ ngõ vào, bộ giao động.

Chân 12 : Chân reset chính.

Chân 16: VCC, chân cung cấp điện áp nguồn dương IC 4060.

III. CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI

III.1 Giới thiệu một số cảm biến hồng ngoại

III.1.1 CNY 70

H.1.8

H.1.9H.1.10 H.1.11



- Cấu trúc và tính năng: Là loại opto cảm biến hồng ngoại kiểu phản xạ. Bên trong cảm biến gồm một led phát hồng ngoại ra phía trước và một transitor hồng ngoại để thu sóng hồng ngoại phản xạ tương ứng khi có vật cản phía trước. CNY70 có 4 chân, như trên hình (1.11) dùng tốt trong cảm biến phát hiện vật cản.

III.1.2 PIR 325

- Sơ đồ khối:

- Cấu trúc và tính năng: Là loại cảm biến hồng ngoại nhạy với bước sóng của

người và những bước sóng gần bằng nó.

H.1.12

H.1.13

H.1.14



III.2 Modul cảm biến chuyển động

- Cảm biến chuyển động bằng cách ghi nhận các thay đổi giao thoa của các bức xạ hồng ngoại. Thiết bị được đóng gói thành module đơn giản, dễ sử dụng, hiệu quả trong việc phát hiện và cảnh báo đối tượng xâm nhập.

- Ngõ ra: mức cao: có đối tượng chuyển động mức thấp: không có đối tượng chuyển động.

IV. RƠLE

IV.1 Hình ảnh thực tế

IV.2 Sơ đồ chân và chức năng từng chân

- Tính năng hoạt động: Khi có điện thế khoảng 5 -6V cấp vao hai đầu chân 1, 2 thì dòng điện qua cuộn dây làm rơ le bật.

H.1.15

H.1.16

H.1.1



V. IC 7809 V.1 Hình ảnh thực tế

V.2 Sơ đồ khối

V.3 Sơ đồ chân và chức năng từng chân

- IC LM 7809 gồm co 3 chân, chân 1 là nguồn đầu vào, chân 2 mass, chân 3 là ngõ ra được giữ mức ổn áp +9V. Để IC hoạt động tôt thì ngõ vào phải >= +12V.

H.1.20

H.1.19

H.1.18



CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN

I. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT

I.1 Mục dích và yêu cầu thiết kế

- Mạch tự động bật đèn nhằm mục đích dùng để phát hiện có người đi đến và bật đèn chiếu sáng đúng lúc sau đó tắt đèn một cách tự động. Tùy theo từng trường hợp ứng dụng cụ thể mà có thể điều chỉnh độ nhạy của mạch, thời gian mở đèn mỗi khi có người qua.

Từ những mục đích trên dẫn đến những yêu cầu sau:

- Mạch hoạt động về đêm hoặc nơi cần chiếu sáng.

- Khi có nhiều người đi qua thì đèn vẫn sáng liên tục và tắt khi người sau cùng đã đi qua.

- Điều chỉnh trước được thời gian đèn sáng.

I.2 Giải thích chức năng các khối trong sơ đồ

I.2.1 Khối tạo nguồn DC 9V

C81000u

C91000u

LM7809

VIN1

GN

D3

VOUT2

D11

DIODE

D12

DIODE

D13

DIODE

D14

DIODE

0

9V

-

+12Vac

- Từ biến thế ta có nguồn 12Vac. Sau đó đồi thành một chiều thông qua cầu diode nhưng biên độ không được ổn định. Để ổn định nguồn ta dung IC ổn định nguồn LM 7809. Các tụ có điện dung lớn mắc từ chân 1, 2 xuống mass co tác dụng giữ mức điện áp được ổn định hơn.

- Dạng tín hiệu trước và sau khi qua mạch như sau:

H.2.1



t 9V t

I.2.2 Khối dò ngưỡng và tạo tín hiệu điều khiểng

U7

LM555OUT

3

RS

T4

VC

C8

GN

D1

CV

5

TRG2

THR6

DSCHG7R10

100

C111000u

0

C1010n

9v

Q2C828

R11R

R1250k

in

out

xung am

- Tín hiệu từ cảm biến được dò ngưỡng qua chân 2 của IC 555. Trước khi đưa vào chân 2 được đảo lại sau khi qua Transitor Q2 và được nâng lên mức cao trước khi vào IC 555. Cụ thể như sau:

- Lúc chưa có tín hiệu(trạng thái thường trực) từ cảm biến Transitor Q2 ngưng dẫn điện thế cấp vào chân 2 là mức cao. Xung kích là xung âm được đưa vào chân 2 để

H.2.2

H.2.3



đưa chân này về mức 0. Khối mạch đạt trạng thái thường trực chân ngõ ra(chân 3) giữ nguyên ở mức 0.

- Khi mạch nhận một xung kích âm vào chân số 2, mạch sẽ tạm thời chuyển qua trạng thái cân bằng không bền. Trong trạng thái này tụ C11 nạp điện qua R12 cho đến

khi hiệu điện thế hai đầu tụ đạt 32 VCC. Lúc đó mạch sẽ trở về trạng thái cân bằng bền.

Tụ C sẽ phóng điện nhanh chóng qua transitor T trong IC(Chân 7). Để dòng phóng điện của tụ C11 qua chân 7 không quá lớn người ta mắc một điện trở hạn dòng vào chân số 7 của IC 555. Tụ C cần một thời gian nhất định để phóng hết điện tích mà nó đã nạp. Thời gian cần thiết đó gọi là thời gian hồi phục. Độ rộng của xung vuông sinh ra ở chân 3 chỉ nghiệm đúng khi xung kích thích kế tiếp nằm ngoài thời gian hồi phục của mạch.

- Bảng trạng thái hoạt động: Tri

2 Thr 7, 6

S R Q Out 3

Tran T

Tụ C

Thường trực 1 0 0 0 1 0 BH Vc =0 Xung(-) vào 0 0 1 0 0 1 Ngưng Nạp, CV ↑ Dứt xung(-) vào 1 0 0 0 0 1 Ngưng Nạp, CV ↑

VC > CCV32 1 1 0 1 1 0 BH Phóng, VC ↓

VC < CCV32 1 0 0 0 1 0 BH VC → 0

Thường trực 1 0 0 0 1 0 BH VC = 0

Tín hiệu sinh ra có dạng như hình H.2.4:

t

t

VCC C nạp

C phóng

tX: độ rộng xung, thp: thời gian hồi phục thptX

32 VCC

VCC

t H.2.4



- Độ rộng xung sinh ra được tính bằng thời gian tụ C11 nạp điện qua R12 để VC tăng lên từ 0 đến VCC.

- Nếu dời gốc thời gian lên thời điểm kích xung âm vào mạch, ta có phương trình nạp điện của tụ là:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

−τ

t

CCC eVV 1

RCtt

e

VeV

VV

TtRC

X

X

t

CC

t

CC

CCC

X

.1,13ln

31

132

32

;

==

=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

=

==

−

−

τ

τ

τ

τ

- Ta chọn tụ C11=100 cố định và R12 là biến trở 50K để điều chỉnh thời gian tồn tại xung ngã ra.

I.2.3 Khối bật đèn

LS2

RELAY SPDT 6V

35

412

AC 220V

LAMPD11DIODE

Q2C828

R18

1k

2 1tin hieu

Vcc-9v

0 H.2.5



- Do phần đèn hoạt động công suất nên dong lớn và phải cách ly với mạch tạo xung điều khiểng. Trong đề tài này dung Relay 6V( hinh H2.5). Khi có xung xung dương vào Transitor dẫn kích Relay bật mạch công suất kín đèn sang. Hết xung Relay mở lam đèn tắt. Diode mắc lên nguồn nhăm mục dich bảo vệ Relay.

I.2.4 Modul cảm biến chuyển động

- Được thiết kế sẵn. Tính năng: Bán kính hoạt động: 7m. Góc nhìn: 140o. Điện thế: 4V-50V.

- Gồm 3 chân(hình H.2.6), Khi phát hiện chuyển động thi ngõ ra lên mức khoảng +5V(chân màu vàng), dòng khoảng 50mA. Điện thế cung cấp cho Modul này khoảng từ +5V dc đến + 50V dc nối vào chân màu đỏ. Chân màu đen nối đất.

II. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH TỰ ĐỘNG BẬT ĐÈN

H.2.6

DÒ NGƯỠNG NGUỒN +9V BẬT ĐÈN

CẢM BIẾN

TẠO XUNG

KHUẾCH ĐẠIKHUẾCH ĐẠI

DÒNG



III. SƠ ĐỒ CHI TIẾT CỦA MẠCH TỰ ĐỘNG BẬT ĐÈN

C171n

V212Vac0Vdc

Q4C828

C810n

R26R

D26

DIODE

U2

4060

CLK11

Q5 5

Q64

Q76

Q814

VC

C16

GN

D8

OSC9

OSC10

Q3C828

D12

LED

U7

LM555 OUT3

RS

T4

VC

C8

GN

D1

CV

5TRG

2

THR6

DSCHG7

D13

LEDD14

LEDR10

22k

R19 100k

R201M

R21470

R11

470R12

470

D15

LED470

D16

DIODE 0

0

R14R

C10100u

C11100u

R22

15kk

R24

33kk

C121000u

R2510k

U8

VIN1

GN

D3

VOUT 2

D18

DIODE

D19

DIODE

D20

DIODE

D21

DIODE

0

+ C1310u

0

C14100n

LS3

RELAY SPDT 6v

35

412

0

V4220Vac

0Vdc

LAMP

25kk

- Khi cảm biến phát hiện sẽ tạo xung dương kích IC 555. Ngõ ra cua IC 555(chân 3) sẽ lên mức cao để điều khiểng mở đèn. Khi qua IC 555 thì xung tín hiệu được kéo giãn độ rộng thêm một khoảng thời gian (trên hình H.2.7 là 1.1xR25xC12). Khoảng thời gian này chỉ nghiệm đúng khi xung kích thích tiếp theo vào thời điểm mạch đã trở lại trạng thái bền. Trường hợp bật đèn ưng dụng thông thường thì không cần thời gian chính xác. Mạch như trên hình(H.2.7) là thực hiện được chức năng bật đèn tự động như đã đề cập.

H.2.7



CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG VÀ TỔNG KẾT

I. ỨNG DỤNG

- Lắp đèn bật tắt tự động ở cầu thang, cửa ra vào, hành lang, ..v…vv.. Mục đích nhằm tiện nghi và tiêt kiệm điện năng, chỉ bật đèn khi cần thiết.

- Chống trộm, phát hiện và cảnh kẻ đột nhập.

- Phát hiện vật cản phía trước

II. TỔNG KẾT

II.1 Hướng phát triển của đề tài

- Cảm biến hổng ngoại không chỉ đơn thuần dùng bật đèn tự động mà còn được sử dụng trong nhiều trường hợp khác như cảnh báo chướng ngại vật phía trước khi xe di chuyển, cảm biến dò tìm.

II.2 Lời kết

Mạch gồm 3 phần:

Phần cảm biến phát hiện có thể dùng(các loại cảm biến hồng ngoại):

+ Loại cảm biến thu sóng hồng ngoại trực tiếp từ đối tượng phát ra để phát hiện đối tượng.

+ Loại cảm biến phản xạ gồm hai phần thu phát cách ly, chiếu chùm tia vào đối tượng và phần thu sẽ thu sóng phản xạ để phát hiện đối tượng.

+ Cảm biến gồm hai phần thu phát được đặt đối diện nhau, phần phát phát liên tục chiếu vào phần thu. Loại này phát hiện đối tượng khi chum tia chiếu vào phần thu bị che khuất.

Phần dò ngưỡng tạo xung điều khiểng có thể

Phần điều khiểng đèn thì phải cách ly với phần công suất đèn. Dùng Relay hoặc opto.

Mạch có thể kết hợp với mục đích chống trộm.

Trong quá trình làm mạch thì cần chú tới các linh kiện đặc biệt là các linh kiện có độ nguy hiểm cao. Chẳng hạn như phần công suất vì dù không phải là phần quan



trọng. Rơle trong lúc đóng ngắt thì đề tạo ra tia lửa điện sẽ ảnh hưởng rất đến mạch và có thể gây nhiễu cho mạch.

III. TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Th.s. Lương Văn Sơn – K.s. Nguyễn Khắc Nguyên. Kỹ thuật xung. Chương 2 và 6. Đại học Cần Thơ, 2003.

[2] K.s. Trương Văn Tám. Mạch Điện Tử. Chương 2. Đại học Cần Thơ, 2003.

[3] Http://www.alldatasheet.com

[4] Http://www.dientuvietnam.net

con lắc ngược

Documents

Transcript of con lắc ngược