Đồ án điều khiển quạt bằng hồng ngoại với chức năng hẹn giờ
-
Upload
nt-tan-toi -
Category
Documents
-
view
762 -
download
57
description
Transcript of Đồ án điều khiển quạt bằng hồng ngoại với chức năng hẹn giờ
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 1
PHẦN MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật và những ứng
dụng của ngành điện – điện tử đã góp phần làm cho cuộc sống con người tiến bộ
hơn, hiện đại hơn, thoải mái và tiện nghi hơn. Nhờ sự xuất hiện của hàng loạt
các loại máy móc mà năng suất lao động được nâng cao mà chi phí sức lao động
được tiết kiệm. Có thể nói các máy móc, thiết bị hiện đại đã giúp con người tiết
kiệm 30% đến 80% các hoạt động hằng ngày.
Ngoài sự giúp sức trong lao động nhằm nâng cao năng suất và giảm sức lực lao
động bỏ ra thì các các ứng dụng khoa học kỹ thuật còn giúp cho con người có
cuộc sống tốt đẹp hơn. Hiện nay, các vật dụng dùng trong gia đình đều có sự
thay đổi vượt bậc so với thời gian trước đây. Phòng khách hiện đại hơn, phòng
ngủ thoải mái hơn, nhà bếp tiện dụng hơn………các đồ vật vô tri vô giác trong
gia đình ngày nay dường như thông minh hơn nhờ các ứng dụng kỹ thuật mà đặc
biệt là các ứng dụng của ngành kỹ thuật điện – điện tử.
Việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển từ xa cho các vật dụng là điều không còn xa
lạ đối với mọi người. không cần trực tiếp tác động đến nơi đặt hệ thống. Chỉ cần
một vài thao tác đơn giản và gọn nhẹ là có thể điều khiển hệ thống theo mong
muốn.
Ứng dụng điều khiển từ xa xuất hiện ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Từ ứng dụng
trong giải trí đến ứng dụng cho các máy móc thiết bị quan trọng trong sản xuất
và nghiên cứu. Từ những hệ thống đơn giản đến những hệ thống phức tạp khác
nhau. Từ những khoảng cách gần cho đến những khoảng cách xa. Từ những
món đồ chơi gọn nhẹ cho đến những máy móc phức tạp…
Việc phát triển kỹ thuật điều khiển từ xa đã giúp cho xã hội phát triển hơn.
Những công việc mang tính an toàn thấp như các hoạt động nghiên cứu trong
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 2
lĩnh vực nghiên cứu vật lý hạt nhân, hóa học, sinh học……thì ứng dụng điều
khiển từ xa đảm bảo an toàn cho người thực hiện và độ chính xác cao.
Trong cuộc sống hằng ngày thì điều khiển từ xa góp một phần quan trọng giúp
cuộc sống hiện đại hơn. TiVi, đầu Video, VCD,DVD... cho đến các vật dụng cơ
bản như quạt máy, điều hòa… đều xuất hiện tính năng này.
Xuất phát từ những nhu cầu trên em đã chọn đề tài “ Mạch điều khiển quạt
bằng tia hồng ngoại với chức năng hẹn giờ” để thực hiện trong môn đồ án môn
học 1 lần này…
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 3
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I : SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT THU PHÁT HỒNG NGOẠI
I. KHÁI NIỆM VẾ ÁNH SÁNG HỒNG NGOẠI:
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được
bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm. Tia hồng
ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng. Tia hồng ngoại có thể truyền
đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s. Lượng thông tin được truyền đi với
ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với song điện từ mà người ta vẫn
dùng. Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều
khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng,
do đó khi thu phải đúng hướng. Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan
trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua thấu kính, tiêu cự …). Ánh sáng
thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật
chất. Có những vật chất ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh
sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối
với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các
lớp bán dẫn để đi ra ngoài.
II. NGUYÊN LÝ THU PHÁT HỒNG NGOẠI:
Việc sử dụng được tia hồng ngoại rất hay vì nó phổ biến và không ảnh hưởng
từ trường, vì thế nó được sử dụng tốt trong truyền thông và điều khiển.
Nhưng nó không hoàn hảo, một số vật phát hồng ngoại rất mạnh làm ảnh
hưởng đến truyền thông và điều khiển như quang phổ mặt trời. Khó khăn khi
sử dụng hồng ngoại làm REMOTE điều khiển TV/VCR hoặc những ứng
dụng khác và linh kiện rất tốn kém. Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 4
bằng nhiều phương tiện khác nhau, có thể nhận tia hồng ngoại từ ánh sáng
mặt trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng ngoại như: lò bức xạ, lò điện, đèn, cơ
thể người,… Để có thể truyền tia hồng ngoại tốt phải tránh xung nhiễu bắt
buộc phải dùng mã phát và nhận ổn định để xác định xem đó là xung truyền
hay nhiễu. Tần số làm việc tốt nhất từ 30 KHz đến 60 KHz, nhưng thường sử
dụng khoảng 36 KHz. Ánh sáng hồng ngoại truyền 36 lần/1s khi truyền mức
0 hay mức . Dùng tần số 36 KHz để truyền tín hiệu hồng ngoại thì dễ, nhưng
khó thu và giải mã phải sử dụng bộ lọc để tín hiệu ngõ ra là xung vuông, nếu
ngõ ra có xung nghĩa là đã nhận được tín hiệu ở ngõ vào.
1. Phần phát:
Sơ đồ khối:
- Khối chọn chức năng và khối mã hóa: Khi người sử dụng bấm vào các phím
chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình, mổĩ phím chức năng tương ứng với
một số thập phân. Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng
dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1. Số bit trong mã lệnh nhị phân
có thể là 4 bit hay 8 bit… tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 5
- Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi
động mạch dao động tạo xung đồng hồ, tần số xung đồng hồ xác định thời gian
chuẩn của mỗi bit.
- Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân tại
mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối
tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung
đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyển đổi đủ
số bit của một mã lệnh.
- Khối điều chế và phát FM: mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch
điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến
100Khz, nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn, nghĩa là tăng cự
ly phát.
- Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại. Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì
LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó. Khi mã lệnh có giá trị
bit =’0’ thì LED không sáng. Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như
bit = ‘0’ .
2. Phần thu
Sơ đồ khối chức năng
- Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu
hồng ngoại hay các linh kiện quang khác.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 6
- Khối khuếch đại và Tách sóng: trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi
đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần
thiết là mã lệnh.
- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã: mã lệnh
được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối
giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra
tương ứng để kích mở mạch điều khiển.
- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên
phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ, đảm bảo cho mạch tách
sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác.
--------------oOo---------------
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 7
Chương 2 : GIỚI THIỆU CẶP IC THU PHÁT PT2248 & PT2249
I. IC PHÁT TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI PT2248
Đây là một bộ truyền phát tia hồng ngoại ứng dụng bởi công nghệ CMOS.
PT2248 kết hợp với PT2249 tạo ra 10 chức năng.Với cách tổ hợp như vậy, có
thể dùng cho nhiều loại thiết bị từ xa.
Đặc tính :
- Được sản xuất theo công nghệ CMOS
- Tiêu thụ công suất thấp
- Vùng điện áp hoạt động: 2.2V-5V
- Sử dụng được nhiều phím
- Ít thành phần ngoài
Ứng dụng:
- Bộ phát hồng ngoại dung trong các thiết bị điện tử như: Tivi, đầu Video, Máy
điều hòa, …
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 8
Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
Chân 2 và 3: là hai đầu để nối với thạch anh 455KHz bên ngoài cho bộ tạo dao
động ở bên trong IC.
Chân 4 – 9 (K1 - K6): là đầu của tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, các chân từ K1
đến K6 kết hợp với các chân 10 đến 12 (T1 – T3) để tạo thành ma trận 18 phím.
Chân 13 ( CODE ): là chân mã số dùng để kết hợp với các ch
để tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu.
Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát,
khi không sử dụng có thể bỏ trống.
Chân 15 ( TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM. ( 12 bit tín hiệu
được truyền đi bởi sóng mang 38KHz )
Chân 16 ( Vcc): là chân cấp nguồn dương
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 9
SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG CỦA PT2248
Bộ tạo dao động và bộ phân tần:
Để có thể phát được đi xa, ta cần có xung có tần số 38Khz ở nơi nhận nhưng
trên thị trường khó tìm được thạch anh đúng tần số nên ta chọn tần số của thạch
anh là 455Khz cho bộ tạo dao độn đó tần số sẽ được đưa qua bộ phân tần để chia
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 10
nó ra thành 12 lần.
Mạch điện phím vào: Có tổng cộng 18 phím được nối tới các chân K1 – K6 và
mạch hoạt động thời gian T1 – T3 để tạo ra bàn phím ma trận (6*3).
- Phím 1 – 6: là những phím cho ra tín hiệu liên tục khi ấn giữ.
- Phím 7 – 18: là những phím cho ra những tín hiệu không liên tục. Tín
hiệu sẽ bị mất ngay khi nhấn vào cho dù có giữ phím.
- Lệnh truyền: gồm một từ lệnh được tạo bởi 3 bit mã người dùng, 1 bit mã liên
tục, 2 bit mã không liên tục và 6 bit mã ngõ vào. Vậy, nó có 12 bit mã.Trong đó,
3 bit mã người dùng được tạo như sau
Dữ liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu 1 diode được nối giữa
chân CODE và chân Tn (n = 1-3); và là “0” khi không nối diode.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 11
Để IC thu PT2249 có thể hiểu được tín hiệu truyền đi thì các bit mã người dùng
phải tương đồng với nhau.
Vì IC thu PT2249, chỉ có 2 bit mã (CODE 2, CODE 3), nên code C1 của
PT2249 sẽ luôn ở mức “1”. Nên trong mạch phát ta luôn nối diode từ T1 vào
chân Code.
o C1,C2,C3 : mã người dùng
o H : mã tín hiệu liên tục
o S1,S2 : mã tín hiệu không liên tục
o D1- D6 : mã ngõ vào
Trong IC PT2248 có chứa bộ đảo pha CMOS là điện trở định thiên cùngnối bộ
dao động bằng thạch anh hoặc mạch dao động cộng hưởng. Khi tần số của bộ
phận dao động thiết kế xác định là 455kHz, thì tần số phát xạ sóng mang là
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 12
38kHz. Chỉ khi có thao tác nhấn phím mới có thể tạo ra dao động, vì thế đảm
bảo công suất của nó tiêu hao thấp.
Nếu như các phím ở cùng hàng đồng thời ấn xuống thì thứ tự ưu tiên là
K1>K2>K3>K4>K4>K5>K6. Không có nhiều phím chức năng trên cùng một
đường K, nếu như đồng thời nhấn phím thì thứ tự ưu tiên của nó là T1>T2>T3.
II. IC THU TÍN HIỆU VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI
PT2249
IC này cũng được chế tạo bằng công nghệ CMOS, nó đi cặp với IC phát PT2248
để tạo thành bộ IC thu - phát trong điều khiển xa bằng tia hồng ngoại.
Chức năng các chân:
- Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
- Chân 2 (Rxin): là đầu vào tín hiệu thu.
- Các chân 3 – 7 (HP1 - HP5): là đầu ra tín hiệu liên tục. Chỉ cần thu được
tínhiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ luôn duy trì ở mức logic “1”.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 13
- Các chân 8 – 12 (SP5 – SP1): là đầu ra tín hiệu không liên tục. Chỉ cần
thuđược tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic
“1”trong khoảng thời gian là 107ms.
- Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống giữa
phần phát và phần thu. Mã số của 2 chân này phải giống tổ hợp mã hệ thống của
phần phát thì mới thu được tín hiệu.
- Chân 15 (OSC): dùng để nối với tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao
độngcho mạch.
- Chân 16 (Vcc): là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp.
Sơ đồ khối bên trong IC
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 14
Sau khi IC phát PT2248 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ
được mắt thu tiếp nhận rồi đưa nó đến chân RXin. Chân RXin có nhiệm vụ sẽ
chỉnh lại dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín hiệu được đưa tới bộ lọc
số. Bộ lọc số có nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi. Dữ liệu đầu
tiên được lưu vào thanh ghi 12 bit. Tiếp đến, dữ liệu thứ hai sẽ được nạp vào
thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của nó khớp
với mã của phần phát. Trường hợp , mã của dữ liệu không khớp với mã của
phần phát thì quá trình sẽ được lặp lại.
Mã người dùng :
Do trong tín hiệu phát ra của IC phát có C1, C2và C3 cung cấp tín hiệu mã số
cho người dùng, vì vậy đầu tiếp nhận cần phải có tín hiệu mã số tương ứng.
IC PT2248 phối hợp với mã người dùng của IC PT2249 là:
Đầu C (code) nối với tụ điện cho đến đất là “1”, trực tiếp nối đất là “0”
Ví dụ: Mạch sau chỉ hoạt động khi Code bit C2 =1và C3=0
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 15
Mạch dao đông trong IC : Sơ đồ kết nối phần tại dao động:
Chú ý : 1. R = 39k + 5%
2. C= 100pF + 5% ( theo datasheet )
+ Bảng tra các chân phát tín hiệu điều khiển trên PT 2249
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 16
Cách đánh số phím và kết nối được dựa trên sơ đồ sau:
----------------- o Ô o------------------------
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 17
CHUƠNG 3 : SƠ LƯỢC VỀ CÁC LINH KIỆN KHÁC TRONG MẠCH
ỨNG DỤNG
- IC đếm BCD 7490
- IC đếm BCD đặt trước số đếm 74192
- IC Chốt dữ liệu 74374
- FlipFlop JK - IC 74112
- Các IC cổng logic
- IC tạo dao động - LM555
- Giải mã led 7 đoạn – IC 74247
- Các linh kiện thụ động cơ bản khác
I. IC ĐẾM 74LS90
IC 7490 là IC thông dụng với chức đếm BCD :
IC 7490 có 16 với sơ đồ chân như sau:
Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 7490
- Chân 1 và chân 14 là các chân CP1 , CP0 dùng để cấp xung đếm cho
mạch. Xung đếm CK tác động cạnh xuống.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 18
- Chân 2 và chân 3: IC7490 có 2 ngõ vào reset được đưa qua ngõ vào cổng
AND để reset cho mạch. Reset tác động mức cao.
- Các chân 4, 13 là các chân NC ( không được kết nối ).
- Chân 5 : chân nối vào VCC lấy điện áp cho ic hoạt động.
- Chân 10: chân nối mass.
- Chân 6 , 7 : 2 ngõ vào set để set ngõ ra thành 1001 , 2 chân này được nối
qua cổng AND.
- Các chân 12, 9, 8, 11 : các chân ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q3
Sơ đồ mạch bên trong của IC 7490 :
Bảng kết nối các trạng thái hoạt động của IC7490:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 19
Trình tự đếm của IC:
Chú ý : Cần kết nối ngõ ra Q0 với chân CP1 để đếm được BCD.
II. IC ĐẾM BCD ĐẶT TRƯỚC SỐ ĐẾM – IC 74192
IC 74192 là IC có chức năng đếm lên và đếm xuống , có thể đặt trước số đếm …
Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 74192 như sau:
- Chân cấp nguồn : chân 16 : VCC , chân 8 : GND
- Chân ngõ vào xung Ck đếm lên CPU: chân 5 ( CPD = 1 )
- Chân ngõ vào xung CK đếm xuống CPD : chân 4 ( CPU = 0 )
- Các chân tín hiệu đặt trước số đếm P0 P1 P2 P3 : tương ứng các chân 15,
1, 10, 9
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 20
- Chân tín hiệu LOAD: Chân 11. Khi chân load ở mức 0 .. tín hiệu ở các
chân P sẽ được đưa ra các ngõ ra Q.
- Chân tin hiệu master reset mức cao : chân 14
- Các chân ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q3 : 3, 2, 6, 7
- Chân 13 TCD và Chân 14 TCU : các chân này dùng để kết nối với các IC
đếm 74192 khác để tạo mạch đếm .
Bảng trạng thái hoạt động :
Một số ví dụ ứng dụng 74192:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 21
III. IC CHỐT DỮ LIỆU 74374
IC74374 có chức năng chốt dữ liệu
IC 74374 có 8 bit ngõ vào và 8 bit ngõ ra
Hoạt động chốt dữ liệu khi có xung Ck và có 1 chân cho phép để IC hoạt động
được.
Sơ đồ chân
trên IC 74374:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 22
Sơ đồ các chân chức năng:
Các tín hiệu ngõ vào được đặt tại
Các chân từ D0 đến D7.
Khi có tín hiệu xung Ck mức cao ở chân
CLK thì các tín hiệu ngõ vào được chốt
lại ở các chân ngõ ra.
Bảng trạng thái hoạt động của IC:
Sơ đồ mạch
bên trong của IC
IV. FLIPFLOP JK – IC 74LS112
IC 74LS112 có 2 flipflop JK sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu như sau:
Chân nguồn VCC : chân 16
Chân nối mass : GND – chân 8
D03 Q0 2
D14 Q1 5
D27 Q2 6
D38 Q3 9
D413 Q4 12
D514 Q5 15
D617 Q6 16
D718 Q7 19
OE1
CLK11
U1
74LS374
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 23
Flipflop 1:
- Chân 1 : CLK
- Chân 2, 3 : J, K
- Chân 4 , 15 : preset tích cực mức thấp và clear tích cực mức thấp
- Chân 5, 6 : ngõ ra Q và Q đảo.
Flipflop 2:
- Chân 13 : CLK
- Chân 11, 12 : J, K
- Chân 10 , 14 : preset tích cực mức
thấp và clear tích cực mức thấp
- Chân 9, 7 : ngõ ra Q và Q đảo.
Các trạng thái hoạt động của flipflop JK:
V. CÁC IC CỔNG LOGIC ( AND, OR, NOT )
1. Cổng AND – IC 74LS08
Kí hiệu cổng AND trên mạch nguyên lý :
IC 74LS08 có 14 chân .. được tích hợp bên trong 4 cổng AND.
Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC
Chân VCC: 14
Chân GND : 7
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 24
Bảng trạng thái:
2. Cổng OR – IC 74LS32
IC 7432 có 4 cổng OR được tích hợp bên trong IC 14 chân
Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu
Chân VCC: 14
Chân GND : 7
Bảng trạng thái cổng OR:
3. Cổng NOT – IC 74LS14
Sơ đồ chân của IC 7414:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 25
VCC: 14
GND : 7
IC 7414 có 14 chân . tích hợp 6 cổng NOT
VI. IC TẠO DAO ĐỘNG – LM555
IC555 là một loại linh kiện khá là phổ biến bây giờ với việc dễ dàng tạo được
xung vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều
chế được độ rộng xung. Nó được ứng dụng hầu hết vào các mạch tạo xung đóng
cắt hay là những mạch dao động khác.Đây là linh kiện của hãng CMOS sản xuất
.Sau đây là bảng thông số của 555 có trên thị trường :
+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555,
NE7555..)
+ Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V
+ Công suất lớn nhất là : 600mW
* Các chức năng của 555:
+ Là thiết bị tạo xung chính xác
+ Máy phát xung
+ Điều chế được độ rộng xung (PWM)
+ Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại)
Sơ đồ chân của IC 555
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 26
Chân 1 (GND): Chân cho nối masse để lấy dòng.
Chân 2 (Trigger): Chân so áp với mức áp chuẩn là 1/3 mức nguồn nuôi.
Chân 3 (Output): Chân ngả ra, tín hiệu trên chân 3 c1 dạng xung, không ở mức
áp thấp thì ở mức áp cao.
Chân 4 (Reset): Chân xác lập trạng thái nghĩ với mức áp trên chân 3 ở mức thấp,
hay hoạt động.
Chân 5 (Control Voltage): Chân làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555.
Chân 6 (Threshold): Chân so áp với mức áp chuẩn là 2/3 mức nguồn nuôi.
Chân 7 (Discharge): Chân có khóa điện đóng masse, thường dùng cho tụ xả
điện.
Chân 8 (VCC): Chân nối vào đường nguồn V+. IC 555 làm việc với mức nguồn
từ 3 đến 15V.
Sơ đồ cấu tạo bên trong :
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 27
Sơ đồ mạch để tạo dao động dùng IC LM555
Công thức tính chu kì xung của mạch ;
+ Tần số của tín hiệu đầu ra là :
f = 1/(ln2.C.(R1 + 2R2))
+ Chu kì của tín hiệu đầu ra : t = 1/f
+ Thời gian xung ở mức cao (1) trong một chu kì :
t1 = ln2 .(R1 + R2).C
+ Thời gian xung ở mức thấp (0) trong 1 chu kì :
t2 = ln2.R2.C
Ví dụ: để tạo được xung dao động là f = 1.5Hz . Đầu tiên ta cứ chọn hai giá trị
đặc trưng là R1 và C2 sau đó ta tính được R1. Theo cách tính toán trên thì ta
chọn : C = 10nF, R1 =33k --> R2 = 33k (Tính toán theo công thức)
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 28
VII. MẠCH GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN ANOD CHUNG – IC 74247
Bảng trạng thái ngõ vào ngõ ra của IC
Chân vcc : 16
Chân GND:8
Chân RBI : chân 5 : có chức năng xóa ngõ ra khi ngõ vào bằng 0 ( xóa số 0 vô
nghĩa )
Chân RBO : xóa ngõ ra bất chấp ngõ vào ( tắt led )
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 29
VIII. CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG CƠ BẢN KHÁC
1. Mắt thu hồng ngoại
PIC – 1018SCL là IC thu tín hiệu hồng ngoại với những ưu điểm sau:
- Là IC có Kích thước nhỏ
- Phạm vi thu nhận tín hiệu xa (+,- 45 độ)
- Khả năng chống nhiễu tốt.
* Sơ đồ khối của PIC 1018SCL
Tín hiệu hồng ngoại từ nguồn phát qua bộ truyền đến mạch thu
được led hồng ngoại nhận rồi đưa qua ba tầng khuếch đại. Sau đó tín
hiệu này được qua mạch lọc băng thông (Band Pass Filter) để chọn dãy
băng thông thích hợp.ở ngõ ra tín hiệu này được qua mạch khuếch đại (AGC) để
tăng độ khuếch đại nếu cần thiết.xung này được qua mach so sánh và phân tích
truớc khi vào mạch Schmitt Trigger.
Hoạt động :
Mắt thu có cấu tạo 3 chân. Theo thứ tự 1 2 3.
Chân 1 là chân out
Chân 2 là chan GND
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 30
Chân 3 là chan VCC
Khi mắt thu nhận được tín hiệu hồng ngoại . Tín hiệu sẽ được khuếch đại
và đảo .. được xuất ra tại chân out .
2. LED quang - LED phát tín hiệu hồng ngoại
Ở quang trở, quang diode và quang transistor, năng lượng của ánh sáng chiếu
vào chất bán dẫn và cấp năng lượng cho các điện tử vượt dãi cấm. Ngược blại
khi một điện tử từ dãi dẫn điện rớt xuống dãi hoá trị thí sẽ phát ra một năng
lượng E=h.f
Dải dẫn điện Dải hóa trị Dải cấm hf. Khi phân cực thuận một nối P-N, điện tử tự
do từ vùng N xuyên qua vùng P và tái hợp với lỗ trống (về phương diện năng
lượng ta nói các điện tử trong dãi dẫn điện – có năng lượng cao – rơi xuống dãi
hoá trị - có năng lượng thấp – và kết hợp với lỗ trống), khi tái hợp thì sinh ra
năng lượng.
Đối với diod Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhiệt. Nhưng đối với diod
cấu tạo bằng GaAs (Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng
ngoại (không thấy được) dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa…).
Với GaAsP (Gallium Arsenide phosphor) năng lượng phát ra là ánh sáng \vàng
hay đỏ. Với GaP (Gallium phosphor), năng lượng ánh sáng phát ra màu vàng
hoặc xanh lá cây. Các Led phát ra ánh sáng thấy được dùng để làm đèn
báo,trang trí… Phần ngoài của LED có một thấu kính để tập trung ánh sáng phát
ra ngoài.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 31
Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED. Tuỳ theo mức năng
lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau sẽ
quyết định màu sắc của LED. Thông thường, LED có điện thế phân cực thuận
cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 – 2,8V tuỳ theo màu sắc phát ra,
màu đỏ: 1,4 – 1,8V, vàng: 2 – 2,5V, còn màu xanh lá cây: 2 – 2,8V, và dòng
điện qua LED tối đa khoảng vài mA.
Để sử dụng LED. Đầu tiền chúng ta phải xác định chân anod và chân
katod
Cách xác định chân thông thường là : đầu chân katod , led được chế tạo
khuyết đi một phần, do đó ta dễ dàng nhận biết.
Cũng có thể dễ dàng xác định nhờ vào độ dài chân.: chân anod thường
được chế tạo dài hơn chân katod.
3. Điện trở
Ta hiểu một cách đơn giản - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn
điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn,
vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.
Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 32
Đơn vị của điện trở
· Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ
· 1KΩ = 1000 Ω
· 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω
Phân loại điện trở.
Điện trở thường : Điện trở thường là các điện trở có công xuất nhỏ từ
0,125W đến 0,5W
Điện trở công xuất : Là các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W,
10W.
Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác của các điện trở công xuất ,
điện trở này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng toả nhiệt.
Công xuất của điện trở.
Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một
công xuất P tính được theo công thức
P = U . I = U2 / R = I2.R
4. Tụ điện
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các
mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu,
mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động .vv...
Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách
điện gọi là điện môi.
Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện
môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này
như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá.
Điện dung : Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ
điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất
điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 33
C = ξ . S / d
· Trong đó C : là điện dung tụ điện , đơn vị là Fara (F)
· ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện.
· d : là chiều dày của lớp cách điện.
· S : là diện tích bản cực của tụ điện.
* Đơn vị điện dung của tụ : Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó
trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF) ,
NanoFara (nF), PicoFara (pF).
Phân loại tụ điện
Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica. (Tụ không phân cực )
Các loại tụ này không phân biệt âm dương và thường có điện dung nhỏ từ
0,47 µF trở xuống, các tụ này thường được sử dụng trong các mạch điện có
tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.
Tụ hoá ( Tụ có phân cực )
Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương , tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ
0,47µF đến khoảng 4.700 µF , tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch
có tần số thấp hoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ..
Tụ xoay .
Tụ xoay là tụ có thể xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường
được lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 34
5. Relay (rờ-le)
Relay cũng là một ứng dụng của cuộn dây trong sản xuất thiết bị điện tử,
nguyên lý hoạt động của Relay là biến đổi dòng điện thành từ trường thông
qua quộn dây, từ trường lại tạo thành lực cơ học thông qua lực hút để thực hiện
một động tác về cơ khí như đóng mở công tắc, đóng mở các hành trình của
một thiết bị tự động vv...
Relay có các loại tác động ở các mức điện áp khác nhau : 5 vol , 12 vol …
Hình dưới là một ví dụ sử dụng relay, khi có dòng qua cuộn dây của relay,
tiếp điểm thường hở sẽ đóng lại, đóng mạch và cấp điện cho thiết bị hoạt động.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 35
6. LED 7 ĐOẠN
Led 7 đoạn có hai loại, anode chung và cathode chung
7. Quạt điện
Cấu tạo.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 36
-Stato: Phần cố định cấu tạo bởi các lá sắt từ mỏng ghép lại với nhau tạo
thànhmạch từ có các rãnh thẳng. Trên Stato có cuộn chạy và cuộn đề đặc lệch
nhau mộtgóc điện 900, tức là cuộn dây của cuộn đề đặt giữa hai cuộn dây kế
cận cuộn chạyvà cuộn đề mắc nối tiếp với tụ điện.-Roto: là phần quay
Nguyên lý hoạt động
:Khi cho dòng điện vào quạt thì từ trường tạo bởi hai cuộn chạy và cuộn đề
hợp thànhtừ trường quay nhờ sự lệch pha gữa hai dòng điện trong hai cuộn. Từ
trường quay nàytác động lên roto làm phát sinh dòng điện ứng chạy trong
roto.Dòng điện ứng dưới tác dụng của từ trường quay tao ra moment quay làm
quay rototheo chiều từ trường quay.
Sơ đồ mạch điện quạt bàn;
Quạt bàn thông thường gồm có 3 cấp tốc độ … Vì vậy : quạt bàn thường có 5
đầu dây ra … 1 dây của cuộn chạy , 1 dây của cuộn đề , 3 dây tốc độ.
Như vậy : Để quạt hoạt động, ta gắn tụ vào 2 đầu dây cuộn đề và cuộn số
Nguồn điện AC một dây ta đưa vào cuộn chạy, dây còn lại đưa vào 1 trong 3
dây tốc độ.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 37
Trong mạch điện phần sau, ta sẽ sử dụng relay để đóng mở các đầu dây
này để điều khiển quạt.
-------------------O0O------------------------
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 38
CHƯƠNG 4: MẠCH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN QUẠT
VỚI 3 CẤP TỐC ĐỘ
Sau đây ta sẽ thiết kế mạch điều khiển quạt từ xa với 3 cấp tốc độ bằng tin hiệu
hồng ngoại.
I. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH
II. KHỐI PHÁT
Ở khối phát để truyền tín hiệu hồng ngoại đi với nhiều kênh, ta sử dụng IC 2248.
Khi ta nhấn một nút điều khiển , IC sẽ phát ra một xung và gửi đến khối thu để
điều khiển .
IC PT2248 có khả năng tạo ra tổ hợp 18 phím từ ma trận 6x3. Trong đó
có 6 phím liên tục (phím 1 đến phím 6) và 12 phím không liên tục (phím 7 đến
phím 18).
Trong đó H, S1, S2 (tương ứng với T1, T2,T3) là đại diện cho mã số phát
xạ liên tục(H) hoặc không liên tục (S1, S2)
Theo yêu cầu của bài toán thì em sử dụng 3 phím nhấn không liên tục và
1 phím nhấn liên tục với chức năng sau:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 39
- Phím liên tục : có chức năng Off – tức số 0
- Phím không liên tục
o thứ nhất : phím tốc độ 1
o thứ hai: phím tốc độ 2
o thứ ba: phím tốc độ 3
Nguồn: ta sử dụng nguồn pin 3V cho mạch phát. Chọn pin CR 2032 vì
nhỏ gọn.
Mã người dùng:
Ở đây ta chọn mã người dùng C1,C2,C3 là 1-0-0 nghĩa là ta chỉ nối
chân T1 qua diode về chân Code. Các chân C2, C3 để trống. Và tương
ứng bên IC thu các chân Code2, Code3 ta nối xuống GND ( mức 0 ).
Chọn tần số dao động:
o Tần số sóng mang mã truyền là tần số thu được do vi mạch phát mã
hóa sau khi tiến hành chia tần 12 đối với tần số dao động của bộ
cộng hưởng bằng thạch anh được đấu bên ngoài, cho nên mức độ
ổn định và độ thấp của tần số này phụ thuộc vào chất lượng và qui
cách của mạch thạch anh.
Tần số dao động của mạch sử dụng trong bộ phát xạ điều khiển từ
xa thường lấy từ 400KHz đến 500 KHz. Do đó, tần số sóng mang tương
ứng thường có các loại như: 32KHz, 35Khz, 38KHz và 40Kz. Chỉ lệnh
mã hóa thường dùng phương thức phát đi bằng tần số sóng mang; một
mặt là để nâng cao công suất trị số đỉnh phát xạ tín hiệu, mặt khác là ứng
dụng mạch chọn tần số của đầu thu hồng ngoại làm cho sóng tạp nhiễu lọt
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 40
vào tần trước của bộ khuếch đại theo con đường quang điện được chọn bộ
tần số ức chế, tăng thêm sức chống nhiễu của máy thu.
Ta chọn thạch anh 455 Khz thông dụng trên thị trường.
Để mạch có thể hoạt động, ta chọn 2 tụ 120pF nối vào 2 chân của
thạch anh xuống gnd.
Bộ khuếch đại:
o Để cường độ bức xạ ánh sáng ra môi trường càng mạnh thì dòng
qua led phát phải đủ lớn. Do đó, tín hiệu sau khi được xử lý sẽ cho
qua bộ khuếch đại, khuếch đại tín hiệu đó lớn như ta mong muốn.
o Bộ khuếch đại có thể dùng nhiều loại, loại dùng IC Op-amp, loại
dùng transistor. Khi sử dụng transistor có thể dùng 1 transistor hay
nhiều transistor.
o Ngõ ra của PT2248 có dòng tải tối đa -5mA→không đủ để dòng để
kéo led phát hồng ngoại.Dùng transistor pnp A1015 để nâng
dòng,để led phát có thể phát mạnh hơn .
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 41
Từ nguyên lý của IC PT2248 có thể biết mỗi lần mạch phát ra 3 nhóm số liệu,
mỗi nhóm số liệu của tín hiệu phát ra là 12 bit, trong đó có 3 bit mã người dùng
(C1, C2, C3), 6 bit mã phím vào (D1 đến D6) và 3 bit mã liên tục hay không liên
tục (H, S1, S2).
Khi ta nhấn bất kỳ một trong các phím có thứ tự từ 7 đến 12 thì tại phím đó lên
mức cao [1], các phím còn lại vẫn ở mức thấp. Chẳng hạn như nhấn phím số 9
thì chân 6 (K3) lên mức cao và lúc này mạch điện bàn phím nạp vào là 001000
hay mã số của số liệu phát ra D1 ~ D6 là 001000 tương ứng như kết nối ở sơ đồ
nguyên lý các phím kết nối với T2 (ứng với S1) cũng lên mức cao, đây là các
phím không liên tục còn T1 và T3 (ứng với H và S2) vẫn ở mức thấp, vây mã
phát sinh tín hiệu liên tục và không liên tục bây giờ là 010.
Hơn nữa như sơ đồ mạch kết nối T1 nối chân code qua diode D1. Do đó, tạo ra
mã người dùng C1, C2, C3 tương ứng là 100. Và 3 mã: mã người dùng, mã liên
tục/mã không liên tục và mã số liệu được kết hợp với nhau qua cổng OR đưa
đến mạch đồng bộ tín hiệu ra kết hợp với sóng mang đưa ra chân (15) Txout đến
transistor PNP qua led hồng ngoại và phát bức xạ ra môi trường.
R1330
D4
R22
A1015PNP
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 42
Sơ đồ mạch thi công:
Theo sơ đồ trên, tương ứng các phím với tín hiệu bên phần thu:
Phím 0 : HP4
Phím 1 : SP2
Phím 2: SP3
Phím 3: SP4
III. KHỐI THU
Sử dụng IC PT2249 để thi công mạch
VSS1
XT2
XT\3
K14
K25
K36
K47
K58
VCC 16
TXOUT\ 15
TEST\ 14
CODE 13
T3 12
T2 11
T1 10
K6 9
IC1
PT2248
.455kHz
C1 120p
C2 120pD1DIODE
R1330
D4
R22
C9
47uF
A1015PNP
Phim 0
Phim 1 Phim 2 Phim 3
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 43
Sơ đồ kết nối mạch thu như sau:
Mã người dùng:
Vì mã người dùng bên phần phát ta đã sử dụng là 1-0-0 nên tương ứng
bên phần thu các chân Code2, Code3 ta phải nối xuống GND ( mức 0 ).
Mối quan hệ giữa mã người dùng của PT2248 và 2249 thể hiện ở
bảng sau.
Bộ mắt thu hồng ngoại: làm nhiệm vụ nhận tín hiệu ánh sáng từ bộ phát
và biến thành tín hiệu điện, đưa vào mạch khuếch đại.
Bộ khuếch đại :
o Để phục hồi lại tín hiệu gốc đủ lớn để điều khiển các thành phần kế
tiếp ta sử dụng bộ khuếch đại đơn giản dùng transistor nối E chung,
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 44
tín hiệu vào từ cực B, tín hiệu ra lấy trên cực C. Tín hiệu sau khi
khuếch ta đưa vào chân RXIN (2) của IC PT2249.
Sơ đồ mạch thi công :
Khi mắt thu nhận được tín hiệu từ bộ phát, chân số 1 của mắt thu sẽ đưa tín hiệu
đến transistor C1815 để khuếch đại tín hiệu và đảo pha. Sau đó tín hiệu được
đưa vào chân Rxin (2) của PT2249.
Tùy vào tín hiệu thu được, một trong các chân ứng với các phím số 0, số 1, số 2
hay số 3 sẽ được kích lên mức cao … và sau đó sẽ về 0 sau 1 khoảng thời gian
rất ngắn do PT2248 quy định. Riêng phím số 0 là phím liên tục, nên nếu ta nhấn
PT2249
NT
VSS1
RXIN2
HP13
HP24
HP35
HP46
HP57
SP58
VCC 16
OSC 15
SP4 9
CODE2 14
SP3 10
CODE3 13
SP2 11
SP1 12
R439k
1 2 3
MAT THUCONN-SIL3
C18152N3706
R539k
R610k
C3100uF
Sô 0Sô' 3Sô' 1 Sô' 2
C1102
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 45
giữ phím ở phần mạch phát, chân HP4 ( 6 ) bên phần mạch thu sẽ giữ luôn ở
mức 1 cho đến khi nhả phím ra..
Các tín hiệu liên tục và không liên tục này ko được giữ lại khi ta nhả phím bấm
ra , vì thế các tín hiệu này sẽ được đưa qua mạch chốt tín hiệu.
IV. KHỐI CHỐT TÍN HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN RELAY
Ở khối này , ta sẽ sử dụng IC 74374 để chốt lại tín hiệu từ khối thu.
Sơ đồ kết nối mạch thi công như sau:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 46
IC 74374 có chức năng chốt dữ liệu ở các chân ngõ vào D in .:
Ta sẽ sử dụng các tín hiệu lấy từ các chân HP4, SP2, SP3, SP4 ở IC 2249 ở
phần thu như đã thiết kế để đưa vào ngõ vào cho IC chốt.
Để cho phép IC74374 có thể hoạt động được , cần nối chân cho phép OE ( 1 )
xuống GND.
Hoạt động chốt tín hiệu vào:
Khi có tin hiệu từ khối thu truyền đến, điều ta cần là IC chốt sẽ chốt tín hiệu và
gửi qua chân ngõ ra của 74374.
Muốn IC 74374 thực hiện tác động chốt dữ liệu, cần có xung mức cao tác động
vào chân CLK (11) của 74374.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 47
Để làm việc này , ta cần kết nối các ngõ tín hiệu vào qua cổng OR, để đưa vào
chân CLK. Khi có tín hiệu vào , đồng thời tín hiệu đó sẽ kích chân CLK cho
phép IC74374 chốt dữ liệu.
- Bộ đóng ngắt dùng transistor
Khi tín hiệu đã được chốt và xuất ra ở ngõ ra Q của IC 74374.
Các tín hiệu này sẽ được dùng để kích vào bộ đóng ngắt các tiếp điểm cho
quạt hoạt động.
Đồng thời lúc này tín hiệu cũng sẽ được nối qua led để báo hiệu tình trạng
hoạt động của quạt, số nào đang được chọn.
Mỗi bộ đóng ngắt bao gồm: Tín hiệu từ ngõ ra của IC 74374 qua trở hạn
dòng 330ohm sau đó nối tiếp với led để báo hiệu rồi mới kích cho chân B
của transistor npn C1815.
Khi chân B của C1815 nhận được tín hiệu kích, dòng sẽ dẫn từ chân C
xuống chân E của transistor , dẫn đến relay ( chọn relay 5V ) được nối với
chân C sẽ được kích và chuyển trạng thái tiếp điểm.
Từ các chân tiếp điểm của relay, để kết nối với bộ dây của quạt được dễ
dàng , ta sử dụng thêm linh kiện DOMINO 4 chân.. Một chân nối với chân
chung của relay, 3 chân còn lại nối với 3 tiếp điểm thường hở của relay.
V. Tóm lược hoạt động
Tóm lược hoạt động của khối phát , khối thu , khối chốt và relay:
Khối phát: khi ta nhấn một trong 4 phím đã thiết kế, PT 2248 sẽ nhận tín hiệu
và mã hóa tín hiệu, sau đó gửi đi qua môi trường bằng led phát hồng ngoại.
Khối thu: Mắt thu nhận tín hiệu được gởi đi từ khối phát, sau đó IC PT 2248
giải mã và thực thi lệnh bằng cách tạo xung mức cao ở các chân ngõ ra .
Khối chốt và điều khiển relay: Nhận tín hiệu từ các chân ngõ ra của IC 2248 từ
khối thu, chốt tín hiệu là và đưa vào các chân của transistor kích relay tác
động.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 48
Nhờ đó , các tiếp điểm sẽ đóng các dây của quạt điện, làm cho quạt hoạt động
được theo lệnh từ bàn phím remote.
Kết quả: Ta có thể điều khiển quạt với 3 cấp tốc độ từ bàn phím thông qua tín
hiệu hồng ngoại…
-------------- ---------o0o------------------------
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 49
CHƯƠNG 5: MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ HẸN GIỜ TẮT CHO QUẠT
I. GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH
Có nhiều cách để hẹn giờ cho quạt, cũng như có nhiều cách để kích tắt cho quạt.
Kích tắt cho quạt :Như chương trước đã bình bày phần hoạt động của mạch điều
khiển quạt. Ta thấy, để tắt quạt, ta chỉ cần kích 1 xung mức cao vào chân tín
hiệu D0 của IC74374 trên phần mạch chốt. Điều này tương đương với hoạt động
bấm nút chọn số 0 trên bàn phím remote.
Để đồng bộ với phần đã trình bày ở trước, ta sử dụng cách này để kích tắt
cho quạt.
Như vậy, cần có một thay đổi nhỏ trong khối mạch chốt để có thể hoạt
động với chức năng hẹn giờ, ta sẽ trình bày ở phần sau.
Sơ đồ khối của mạch hẹn giờ như sau :
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 50
Khối phát sẽ phát tín hiệu mà ta bấm trên remote
Khối thu có nhiệm vụ nhận tín hiệu và tác động vào khối chốt để điều khiển quạt
.Nếu tín hiệu đó là tín hiệu hẹn giờ thì sẽ được đưa qua khối logic.
Khối chốt sẽ chốt tín hiệu và kích relay điều khiển quạt
Khối cổng logic và fliplop: trong khối này bao gồm các loại cổng logic và
fliplop dùng trong mạch.
Làm trung gian khi truyền tín hiều từ khối này qua khối khác mà phải qua cổng
logic
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 51
Khối đếm : Các IC đếm lên và đếm xuống để mạch có thể hẹn giờ.
Khối hiển thị: Hiển thị số đếm từ khối đếm ra led 7 đoạn
Nguyên lý hoạt động của mạch hẹn giờ:
Khi ta bấm nút trên trên remote ( khối phát ) , khối thu sẽ nhận tín hiệu và thực
thi lệnh mà ta yêu cầu. Trên remote trong mạch này sẽ có 7 phím .
4 phím số 0 1 2 3 để điều khiển các cấp tốc độ cho quạt như ở chương trước ta
đã trình bày. Khi nhấn một trong các phím này, mạch thu sẽ nhận tín hiệu và đưa
thẳng qua mạch chốt để điều khiển.
3 phím còn lại là phím UP, phím SET và phím LAMP:
+ Phím UP : chức năng chọn thời gian hẹn giờ, mỗi lần nhấn phím , thời gian
cần hẹn giờ sẽ hiển thị trên led 7 đoạn ở trạng thái hiển thị số nhấp nháy . Các
mức chọn hẹn giờ là 10, 20 ,30… 90 xung ck. Ứng với xung ck 1 phút.. ta sẽ có
mạch hẹn giờ tối đa 90 phút.
+ Phím SET: Sau khi chọn thời gian hẹn giờ bằng phím UP, led ở trạng thái
nhấp nháy và chưa được đếm. Khi đã chọn được mức cần hẹn giờ , nút SET với
chức năng cho phép bộ đếm hoạt động, ngay khi bấm set , thời gian sẽ được tính
lùi và hiển thị trên led 7 đoạn, lúc này led sẽ không còn nhấp nháy nữa, báo
hiệu cho ta biết mạch hẹn giờ đã bắt đầu hoạt động. Khi mạch đếm xuống đến
giá trị 00 hiển thị trên led. Bộ đếm sẽ phát ra một tin hiệu tác động ngược trở lại
vào phần khối mạch chốt thông qua khối logic fliplop để ra lệnh tác động chọn
số 0 và tắt quạt.
+ Phím LAMP: phím này có chức năng kích đảo trạng thái của một flipflop nằm
trong khối fliplop, ta sẽ sử dụng ngõ ra của fliplop này làm tín hiệu tắt và mở
một đèn ngủ được gắn tích hợp trên quạt. Khi nhấn một lần đèn sẽ sáng. Nhấn
lần nữa để tắt đèn .
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 52
II. KHỐI PHÁT
Ở khối phát để truyền tín hiệu hồng ngoại đi với nhiều kênh, ta sử dụng IC
PT2248.
Khi ta nhấn một nút điều khiển , IC sẽ phát ra một xung và gửi đến khối thu để
điều khiển .
Ở chương 4, khối phát có 4 nút bấm trên remote để điều khiển 3 cấp tốc độ.
Vì ta cần tích hợp thêm mạch hẹn giờ vào hệ thống , vì thế ta cần thêm một 3
nút tín hiệu điều khiển .
Ở chương này , ta vẫn sử dụng cách tính toán và sơ đồ mạch như phần khối phát
đã trình bày ở chương 4.. nhưng khác ở chỗ là ta sẽ thêm 3 nút tín hiệu điều
khiển cho mạch hẹn giờ. . ( Vui lòng xem lại ở chương 4 )
Sơ đồ mạch phát với 7 kênh tín hiệu như sau:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 53
Theo sơ đồ trên, tương ứng các phím với tín hiệu bên phần thu:
Phím 0 : ( T1-K4) - >HP4
Phím 1 : (T2 – K2) -> SP2
Phím 2: (T2 – K3) ->SP3
Phím 3: (T2 _ K4) -> SP4
Phím UP: (T2-K1) -> SP1
VSS1
XT2
XT\3
K14
K25
K36
K47
K58
VCC 16
TXOUT\ 15
TEST\ 14
CODE 13
T3 12
T2 11
T1 10
K6 9
IC1
PT2248
.455kHz
C1 120p
C2 120pD1DIODE
R1330
D4
R22
C9
47uF
A1015PNP
Phim 0
Phim 1 Phim 2 Phim 3
UP SET LAMP
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 54
Phím SET: (T1-K2) -> HP2
Phím LAMP: (T1-K3) -> HP3
Như mạch trên , ta đã sử dụng các phím liên tục HP4, HP3, HP2 cho phím 0,
phím LAMP và phím SET
Các phím không liên tục SP1 SP2 SP3 SP4 được sử dụng cho các phím UP,
phím số 1, phím số 2 và phím số.
(lưu ý: phím số 1nghĩa là tốc độ số 1… )
III. KHỐI THU
Ta sử dụng sơ đồ mạch như phần khối thu trong chương 4 đã trình bày. Nhưng
ta sử dụng thêm 3 chân ngõ ra của PTY 2249 để phát tín hiệu điều khiển.
( Xin vui lòng xem lại chương 4 )
Khối khối phát có 7 phím chức năng , vì thế khối thu ta cần sử dụng thêm 3 chân
ngõ ra nữa.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 55
Khi mắt thu nhận được tín hiệu từ bộ phát, chân số 1 của mắt thu sẽ đưa tín
hiệu đến transistor C1815 để khuếch đại tín hiệu và đảo pha. Sau đó tín hiệu
được đưa vào chân Rxin (2) của PT2249.
Tùy vào tín hiệu thu được, một trong các chân ứng với các phím số 0, số 1, số
2 hay số 3 sẽ được kích lên mức cao … và sau đó sẽ về 0 sau 1 khoảng thời
gian rất ngắn do PT2248 quy định. Riêng phím số 0 là phím liên tục, nên nếu
ta nhấn giữ phím ở phần mạch phát, chân HP4 ( 6 ) bên phần mạch thu sẽ giữ
luôn ở mức 1 cho đến khi nhả phím ra..
PT2249
NT
VSS1
RXIN2
HP13
HP24
HP35
HP46
HP57
SP58
VCC 16
OSC 15
SP4 9
CODE2 14
SP3 10
CODE3 13
SP2 11
SP1 12
R439k
1 2 3
MAT THUCONN-SIL3
C18152N3706
R539k
R610k
C3100uF
Sô 0Sô' 3Sô' 1 Sô' 2
C1102
UP SET LAMP
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 56
Các tín hiệu tốc độ số 0 , số 1, số 2, số 3 đưa qua mạch chốt để điều khiển .
Còn các tín hiệu còn lại UP SET LAMP sẽ được đưa qua khối logic flipflop để
điều khiển chức năng hẹn giờ và điều khiển 1 đèn ngủ trên quạt.
IV. KHỐI CHỐT DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN RELAY
Khối chốt dữ liệu đã được trình bày ở chương 4, nhưng để mạch hẹn giờ có thể
kích tắt cho quạt, khối chốt cần có thêm một ngõ vào nữa để tín hiệu từ khối hẹn
giờ có thể tác động vào khối chốt tín hiệu.
Sẽ cần có một thay đổi nhỏ ở khối chốt so với phần trình bày ở chương 4 :
Ta sử dụng thêm 1 cổng logic OR . tín hiệu mức tốc độ số 0 sẽ vào một chân
ngõ vào của cổng OR, ngõ vào còn lại sẽ kết nối đến tín hiệu kích tắt từ mạch
hẹn giờ.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 57
Như vậy , ngoài việc nhấn các số chọn tốc độ như 0 1 2 3 để điều khiển quạt,
mạch còn có thể kích tắt quạt bằng tín hiệu vào trên ngõ vào của cổng OR mà ta
vừa thêm vào .. Chức năng của 2 tín hiệu vào 2 ngõ vào của cổng OR là tương
đương với nhau, chúng dùng để kích cho mạch chốt hoạt động và ngõ ra Q0 Q1
Q2 Q3 của IC chốt là 1-0-0-0 và không relay nào đóng tiếp điểm. Dẫn đến quạt
ở chế độ tắt.
V. KHỐI TẠO XUNG
Mạch hẹn giờ cần có các xung để các IC đếm có thể hoạt động được … Vì thế ta
cần có khối tạo xung.
D0 3Q02
D1 4Q15
D2 7Q26
D3 8Q39
D4 13Q412
D5 14Q515
D6 17Q616
D7 18Q719
OE 1
CLK 11
74374
74LS374
9
108
U12:C
7432
tin hieu 0
tin hieu 1tin hieu 2tin hieu 3
1
23
OR
7432
tín hiêu tu mach hen gio
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 58
Khối tạo xung với chức năng cơ bản là tạo xung CLK cho mạch đếm và xung
nhấp nháy cho led 7 đoạn hiển thị khi ở chế độ chọn giờ hẹn trước.
Trong mạch này , ta sử dụng IC LM 555 để thiết kế mạch tạo xung.
Mạch tạo xung có chu kì 1 phút để tạo xung đếm giờ cho khối đếm: Mạch tạo xung 1 giây để tạo sự nhấp nháy cho led 7 đoạn khi ở chế độ
chọn giờ hẹn.
Hai IC 555 sẽ làm công việc này, sơ đồ kết nối ta sử dụng như sau:
MẠCH TẠO TÍN HIỆU XUNG CLK 1 PHÚT
R4
DC 7
Q 3
GND
1VCC
8
TR2 TH 6
CV5
555CK
555
R1100k
C1
470uf
VAR
47k
NGO VAO DIEU KHIEN RESET
NGO RA XUNG CLK
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 59
Công thức tính toán thời gian như sau:
+ Tần số của tín hiệu đầu ra là :
f = 1/(ln2.C.(R1 + 2R2))
+ Chu kì của tín hiệu đầu ra : t = 1/f
Vì thế , sau khi tính toán, ta chọn R1= 100k ohm
VAR = 47k ohm. Để xung có thể hoạt động đúng theo thời gian thực ta dùng
VAR là 1 biến trở tinh chỉnh , để có thể điều chỉnh linh hoạt xung CK khi cần
thiết.
Ở mạch tạo xung clock 1 phút , ngõ ra Q của IC 555 sẽ đưa đếm khối logic
flipflop để tạo xung đếm cho khối đếm.
Chân R không được nối mà phải đưa đến khối logicflipflop để điều khiển đóng
ngắt xung ClK này khi chưa có sự cho phép.
MẠCH TẠO XUNG NHÁY ( ~ 1 giây )
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 60
Theo như tính toán , ta chọn
C2 = 100uF
R3 = 2k2 ohm
Và R4 = 4k7 ohm.
NHư vậy xung tạo ra sẽ có chu kì gần được 1 giây, tạo sự nhấp nháy cho led 7
đoạn khi ở chế độ chọn giờ.
Xung nháy ở chân Q của IC 555 tạo xung nháy sẽ được đưa đến khối logic
flipflop để qua các cổng điều khiển và hoạt động theo thiết kế của mạch.
xung nhap nhay
R4
DC 7
Q 3
GN
D1
VC
C8
TR2 TH 6
CV5
555NHAY
555
R32k2
R44k7
C2
100uf
NGO RA XUNG NHAP NHAY
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 61
Như vậy, khối tạo xung đầy đủ sẽ bao gồm 2 IC 555 và 3 ngõ kết nối đến khối
logic fliplop . Sơ đồ mạch như sau.:
VI. KHỐI ĐẾM HẸN GIỜ
xung nhap nhay
R4
DC 7
Q 3
GN
D1
VCC
8
TR2 TH 6
CV5
555CK
555
R1100k
R4
DC 7
Q 3
GN
D1
VCC
8
TR2 TH 6
CV5
555NHAY
555
R32k2
R44k7
123
JACK555
CONN-SIL3
C1
470ufC2
100uf
VAR
47k
XUNG 1 PHÚT
NGÕ VÀO CHÂN RESETXUNG NHÁY
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 62
MẠCH ĐẾM LÊN
Để có thể cài đặt giờ tắt máy cho quạt, ta sử dụng một IC 7490 để đếm lên , mỗi
lần đếm lên 1 đơn vị, IC 7490 kết nối ở chế độ đếm BCD.
NGõ vào chân CLK của IC 7490 được điều khiển bởi chân ngõ ra SP1 của IC
PT2249 trong khối thu. Ngõ ra SP1 này sẽ được kéo lên mức 1 khi ta bấm phím
UP từ remote hồng ngoại ( khối phát ) .
Vì thế , khi bấm phím UP 1 lần thì ngõ ra của 7490 sẽ tăng lên 1 đơn vị.
Chân reset của 7490 được đưa qua khối logic fliplop để được reset khi cần thiết.
D015 Q0 3
D11 Q1 2
D210 Q2 6
D39 Q3 7
UP5 TCU 12
DN4 TCD 13
PL11
MR14
74192A
74192
D015 Q0 3
D11 Q1 2
D210 Q2 6
D39 Q3 7
UP5 TCU 12
DN4 TCD 13
PL11
MR14
74192B
74192
CKA14 Q0 12
CKB1 Q1 9
Q2 8
Q3 11
R0(1)2
R0(2)3
R9(1)6
R9(2)7
7490
7490
ngõ ra hiên thi hàng chuc
ngõ ra hiên thi hàng don vi
NGõ ra kích tat khi het gio
tín hiêu UPxung dem
reset 7490
ngõ ra báo 99
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 63
MẠCH ĐẾM XUỐNG
Ta đã có mạch đếm lên , nhưng để hẹn giờ được ta phải có mạch đếm xuống.
Ta sử dụng 2 IC 741912 kết nối với nhau để tạo thành bộ đếm xuống.
Các chân UP và DN của 74192A kết nối với các chân TCU và TCD của
74192B.
Các chân LOAD của 74192 được nối với nhau và nối vào chân CKA của 7490.
Vì thế, khi có xung kích cho 7490 đếm lên ,đồng thời lúc đó sẽ có xung kích cho
74192 load giá trị đặt trước vào . IC 74192A sẽ load giá trị đặt trước là ngõ ra
trên 7490 khi 7490 đếm lên vì ngõ vào đặt trước của 74192A được nối với ngõ
ra của 7490. IC74191B sẽ load giá trị 0 vì cái chân ngõ vào đặt trước của IC này
được nối xuống GND.
Tín hiệu báo 99
Theo thiết kế ban đầu, Khối logic fliplop cần nhận biết khi khối đếm đếm tới giá
trị 99 để có thể điều khiển một số tín hiệu cho mạch … vì thế ta cần nối các
chân Q0 Q3 của 74192A và Q0 Q3 của 74192B trở về khối logic fliplop.
HOẠT ĐỘNG KHI ĐẾM ĐỦ SỐ GIỜ ĐÃ HẸN ( HẾT GIỜ )
Khi phần đếm xuống đếm tới giá trị 00 … tức là mạch đã hết giờ , ta cần tắt thiết
bị quạt,.. lúc này chân TCD của 74192A sẽ xuất ra 1 xung mức thấp.
Ta sẽ sử dụng xung này để kích tắt quạt.
Vì ngõ vào khối mạch chốt để tắt quạt phải là xung mức cao. Vì thế tín hiệu ở
chân TCD của 74192A phải thông qua cổng NOT trên khối logic flipflop để tác
động vào mạch chốt , tạo nên lệnh ngắt cho mạch hẹn giờ khi hết giờ.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 64
VII. KHỐI HIỂN THỊ
Khối hiển thị là khối có chức năng hiển thị số hiện hành trên IC đếm xuống trên
bộ đếm hẹn giờ bằng 2 led 7 đoạn.
Khối hiển thị được hiển thị bởi led anod chung, tín hiệu đưa vào là số BCD trên
các ngõ ra của IC 74192a và 74192B của bộ đếm.
Vì thế để hiển thị được trên led 7 đoạn , ta cần giải mã cho các tín hiệu BCD này
với sự trợ giúp của IC giải mã led 7 đoạn – IC74247
A7 QA 13
B1 QB 12
C2 QC 11
D6 QD 10
BI/RBO4 QE 9
RBI5 QF 15
LT3 QG 14
74247-A
74247
A7 QA 13
B1 QB 12
C2 QC 11
D6 QD 10
BI/RBO4 QE 9
RBI5 QF 15
LT3 QG 14
74247-B
74247
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 65
IC giải mã 74247A sẽ giải mã cho ngõ ra trên IC 74192A , các ngõ ra trên
74192A sẽ nối với ngõ vào trên 74247A. Các chân a b c d e f g của IC giải mã
74247A nối vào các thanh tương ứng trên led 7 đoạn. Chân COM của led 7 đoạn
được nối với VCC
Tương tự , IC giải mã 74247B sẽ giải mã cho ngõ ra trên IC 74192B , các ngõ ra
trên 74192B sẽ nối với ngõ vào trên 74247B. Các chân a b c d e f g của IC giải
mã 74247B nối vào các thanh tương ứng trên led 7 đoạn. Chân COM của led 7
đoạn được nối với VCC
Các chân RBI và LT của IC giải mã ta không dùng đến nên nối xuống GND.
LED nhấp nháy:
Vì trong phần thiết kế, ta có phần tạo xung nhấp nháy cho led 7 đoạn khi ở chế
độ chọn giờ hẹn. Ta dùng chân RBO của IC 74247 để thực hiện chức năng này.
Khi chân RBO tác động mức 0, IC sẽ cho tắt led 7 đoạn. khi RBO ở mức 1 sẽ
hiện số đang được giải mã … Nhờ đó khi có xung nhấp nháy ở chân RBO , hình
ảnh ta thu được trên led 7 đoạn sẽ là số đang được giải mã và ở trạng thái nhấp
nháy…
Chân RBO này sẽ được nối với nhau ra đưa vào khối logic fiplop để điều khiển
chức năng …
VIII. KHỐI LOGIC VÀ FLIPLOP.
Khối logic flipflop là một mạch điện chưa các IC cổng logic và các IC Fliplop
cho toàn mạch thiết kế . Các cổng logic này được kết nối với nhau tạo thành các
ngõ vào và ngõ ra với chức năng xác định cho mạch.
Khối logic fliplop dùng để làm trung gian cho các tín hiệu truyền đi giữa các
khối với nhau mà cần tới sự thay đổi về logic .
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 66
Vì thế trên khối logic flipflop có nhiều ngõ vào và ngõ ra kết nối đến các khối
còn lại…
Khối logic flipflop theo thiết kế có sơ đồ như sau:
Như sơ đồ trên ta thấy khối logic flipflop chỉ chứa những cổng logic AND, OR,
NOT và flipflop JK được kết nối với nhau để thực hiện chức năng của mạch …
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 67
Nguyên lý làm việc
Tín hiệu thứ 1 ( theo cách đánh số trên hình vẽ ) : Tín hiệu UP , tín hiệu này là ngõ ra của khối thu tại chân SP1 được đưa qua khối logic để kích xung đếm lên cho IC 7490. Vì xung SP1 là tác động cạnh lên, mà chân CLK của IC 7490 ở khối đếm
lại là tác động cạnh xuống, vì thế cần có tín hiệu SP1 cần đi qua cổng
NOT (A)(theo đánh dấu trên hình vẽ ) trước khi kích cho 7490.
Đồng thời của việc tác động xung đếm lên, tín hiệu này còn reset cho
Flipflop JK (A) qua cổng OR (B) và cổng NOT (E). Ý nghĩa của việc này
nhằm liên tục xác định mức reset cho IC tạo xung clock 555, không có IC
cấp xung cho mạch đếm xuống.
Tín hiệu vào thứ 2: Tín hiệu SET, tín hiệu này được nối từ chân SP2 của PT2249 của khối thu. Tín hiệu này có chức năng set cho flipflop JK (A) khi giá trị thời gian hẹn giờ đã được chọn xong. Khi giá trị hẹn giờ đã được chọn ,ngõ ra cổng NOT (C) ở mức 1 cho phép tín hiệu SP2 đi qua cổng AND (E) , thông qua 1 cổng NOT (D ) để SET cho Flipflop JK A. Việc FlipflopJK A được SET, ngõ ra Q ở mức 1 có ý nghĩa cho đưa mức
1 vào chân reset của IC555 cho phép IC555 xuất tín hiệu clock đếm
xuống để bắt đầu đếm hẹn giờ. Đồng thời, chân Q của Flipflop JK A cũng
được nối qua cổng OR (A), tạo xung mức cao ở ngõ ra cổng OR (A) …
tín hiệu này qua thêm cổng AND (F) và đưa mức cao tới chân RBO của
khối hiển thị. Kết quả là khi nhấn SET, xung Clock được đưa tới chân DN
của 74192B để đếm xuống và mức cao đưa vào chân RBO của 74247 để
cho led 7 đoạn không nhấp nháy nữa.
Tín hiệu thứ 3: tác động khi hết giờ. Tín hiệu này được xuất phát từ khối đếm . khi mạch hẹn giờ đếm đủ số thời gian đặt trước, thời gian trên IC 74192A (đếm hàng chục) về đến giá trị 0 thì chân TCD của 74192A tác động một xung cạnh xuống. xung này được đưa trở về cổng NOT(B) và qua cổng AND (A) để tác động vào chân ngõ vào tốc độ 0 trên khối chốt tín hiệu. Vì chân còn lại của cổng AND (A) được nối với chân ngõ ra Q
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 68
của flipflop JK A, sau khi nhấn SET chân Q ở mức cao nên tín hiệu từ ngõ ra cổng NOT ( B) có thể đi qua cổng AND (A).
Tín hiệu thứ 4: Ngõ ra báo 99. Khi mạch đếm xuống ở khối đếm về 00 thì có tác động tắt thiệt bị . Sau đó, mạch đếm vẫn còn đếm và đếm đến giá trị 99. Các tín hiệu mức 1 của 2 IC 74192 là các chân Q0 và Q3 sẽ được nối ngược về 4 ngõ vào của các cổng AND (B) và AND(D). Các ngõ ra AND(B) và AND(D) nối vào ngõ vào của AND(C). Tín hiệu ở ngõ ra của AND (C) sẽ chỉ lên mức 1 khi khối đếm ở giá trị 99. Tín hiệu AND ngõ ra của AND( C ) dùng để kích các chức năng sau đây:
+ Nối qua cổng NOT( C) qua cổng AND (E) . Đường tín hiệu này có chức
năng không cho tín hiệu SET qua được AND ( E) khi thời gian hẹn giờ
đã hết và đang ở giá trị 99.
+ Nối qua cổng NOT( C) rồi đưa vào cổng AND (F) . Ý nghĩa: Khi mạch
ở giá trị 99. Mức 0 ở ngõ ra cổng NOT(C ) sẽ qua cổng AND (F) đưa vào
chân RBO để tắt LED 7 đoạn hiển thị.
+ Nối lên tín hiệu reset IC đếm lên 7490.
Tín hiệu 5 : Gồm có: + xung nhấp nháy lấy từ ngõ ra Q của IC tạo xung nháy 555 .
+ xung clock để kích cho mạch đếm lấy từ ngõ ra của IC 555 tạo xung
clock.
+ chân reset của IC 555 tạo xung đếm . đưa qua khối logic flipflop để điều
khiển ngắt xung clock khi cần thiết.
Tín hiệu 6: tín hiệu điều khiển đèn ngủ - LAMP. Tín hiệu này lấy từ chân HP3 của IC PT2249 trên khối thu. Tín hiệu này được đưa vào chân Ck của Flipflop JK (B). Ngõ ra Q của Flipflop (B) ban đầu ở mức 0 sẽ đổi trạng thái sau mỗi lần nhấn nút. Do đó tín hiệu này được dùng để điều khiển tắt mở đèn gắn trên quạt. Để điều khiển được đèn, ta dùng tín hiệu ở ngõ ra Q (Flipflop B) này đưa vào bộ đóng ngắt dùng transistor để kích relay điều khiển tiếp điểm cho đèn tắt và mở.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 69
Như vậy: Ta đã giới thiệu xong nguyên lý làm việc các khối của mạch
điều khiển và hẹn giờ tắt quạt...
Kết hợp các khối lại với nhau , ta sẽ được mạch điện ứng dụng hoàn chỉnh dùng
để điều khiển quạt gồm 3 cấp tốc độ với chức năng hẹn giờ, đồng thời điều
khiển một đèn ngủ gắn sẵn trên quạt.
Dụng cụ điều khiển từ xa chính là khối phát – remote với 7 nút nhấn chức năng.
----------------ooOOoo----------------
Sau đây là Sơ đồ khối của toàn mạch ứng dụng điều khiển quạt và hẹn giờ:
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 71
Phần kết luận
Kết quả thu được sau khi thực hiện là mạch chạy tốt. Khoảng cách điều khiển
được quạt dao động từ 10m đến 15m, độ chính xác cao. Do thời gian thực hiện
còn hạn hẹp và quá trình thực hiện em còn phải học tập và nghiên cứu một số
môn khác nên nếu có thời gian nhiều hơn thì em tin rằng mình có thể ứng dụng
vào các thiết bị khác trong sinh hoạt.
Việc thực hiện đồ án môn học lần lần với đề tài điều khiển từ cho quạt bằng
hồng ngoại và chức năng hẹn giờ tuy không phải là đề tài mới lạ nhưng đối với
bản thân em đó cũng là một quá trình tìm tòi học hỏi và củng cố lại những kiến
thức em đã được học ở trường. Nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn
Duy Thảo cùng những thầy cô trong khoa Điên – Điện Tử em mới có thể hoàn
thành được bài báo cáo này.
Trong quá trình, do còn phải nghiên cứu những môn học khác và một phần do
bản thân em còn hạn hẹp về kiến thức lẫn chuyên môn nên bài báo cáo này còn
có những sai sót mong thầy bỏ qua cho em. Một lần nữa, em cảm ơn thầy và
sự giúp đỡ của các bạn trong lớp đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học lần
này.
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 72
MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................. 1
PHẦN NỘI DUNG ............................................................................. 3
CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT THU PHÁT HỒNG NGOẠI
...................................................................................................... 3
I. KHÁI NIỆM VẾ ÁNH SÁNG HỒNG NGOẠI ................. 3
II. NGUYÊN LÝ THU PHÁT HỒNG NGOẠI...................... 3
CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU CẶP IC THU PHÁT PT2248 & PT2249
.................................................................................................... 7
I. IC PHÁT TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI PT2248
.............................................................................................. 7
II. IC THU TÍN HIỆU VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI
.............................................................................................. 12
CHUƠNG 3 : SƠ LƯỢC VỀ CÁC LINH KIỆN KHÁC TRONG MẠCH
ỨNG DỤNG ........................................................................................ 17
I. IC đếm 74LS90 .................................................................. 17
II. IC đếm BCD đặt trước số đếm 74192................................ 19
III. IC Chốt dữ liệu 74374 ......................................................... 21
IV. FlipFlop JK – IC 74LS112 ................................................. 22
V. CÁC IC CỔNG LOGIC ( AND, OR, NOT ....................... 23
VI. IC tạo dao động – LM555 .................................................. 25
VII. Mạch giải mã led 7 đoạn Anod chung – IC 74247 ............ 28
VIII. Các linh kiện thụ động cơ bản khác trong mạch .............. 29
ĐOANMONHOC1GVHD:NguyenDuyThao
SVTH:NguyenTanTơi– 091012B 73
CHƯƠNG 4: MẠCH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN QUẠT VỚI 3 CẤP TỐC
ĐỘ ....................................................................................................... 38
I. Sơ đồ khối của mạch .......................................................... 38
II. Khối phát ............................................................................ 38
III. Khối thu .............................................................................. 43
IV. Khối chốt tin hiệu và điều khiển relay ............................... 45
V. Tóm lược hoạt động ............................................................ 47
Chương 5: MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ HẸN GIỜ TẮT CHO QUẠT
............................................................................................................. 49
I. GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ................. 49
II. KHỐI PHÁT ........................................................................ 52
III. KHỐI THU .......................................................................... 54
IV. KHỐI CHỐT DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN REALY ........ 56
V. KHỐI TẠO XUNG.............................................................. 57
VI. KHỐI ĐẾM HẸN GIỜ ....................................................... 61
VII. KHỐI HIỂN THỊ ............................................................... 64
VIII. KHỐI CÁC CỔNG LOGIC VÀ FLIPFLOP ..................... 65
SƠ ĐỒ KHỐI TOÀN MẠCH ỨNG DỤNG ....................... 69
PHẦN KẾT LUẬN
Mục lục
!!