Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo thiết kế mạch điều khiển từ xa, tài liệu báo cáo hay về điều khiển từ xa, tài liệu hay dành cho sinh viên các trường đại học cao đẳng chuyên ngành tự động hóa, Báo cáo thiết kế mạch điều khiển từ xa Báo cáo thiết kế mạch điều khiển từ xa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam ta ngày phát triển và giàu mạnh. Một trong những thay đổi đáng kể là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, để thay đổi nhanh chóng bộ mặt của đất nước Việt Nam như ngày hôm nay thì đã có nhiều đứa con Việt đã âm thầm, học tập, nghiên cứu trên mọi lĩnh vực. Nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành điện tử nói riêng. Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi để tiến kịp với trình độ của thế giới. Nhìn ra được điều đó Trường “ĐẠI HỌC TRÀ VINH” đã sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao. Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chung và bộ môn Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các đồ án môn học nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường, mặt khác tập cho sinh viên tự học, tự nghiên cứu, tập quen với học và làm việc nhóm để hoàn thiện tốt bản thân. Chính vì lẻ đó nhóm sinh viên chúng em đã bắt tay vào làm đồ án môn học thứ nhất. Đồ án môn học thứ nhất nhóm chúng em nghiên cứu và làm mạch “Điều khiển từ xa”. Mạch dùng để điều khiển các thiết bị ở xa mà không cần phải đến nhấn công tắt, đây cũng là sản phẩm đang thông dụng trên thị trường hiện nay, và được ưa chuộng rất nhiều. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU 1 MỤC LỤC 2 PHẦN MỞ ĐẦU 3 PHẦN NỘI DUNG 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 5 1.1. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 5 1.2. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 5 CHƯƠNG II: NỘI DUNG 15 2.1. SƠ ĐỒ KHỐI 15 2.2. SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 19 2.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 20 PHẦN KẾT LUẬN 24 LỜI CẢM ƠN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ PHẦN MỞ ĐẦU A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Chúng ta hiện nay đang sống trong một xã hội đang phát triển về mọi mặt: kinh tế, đời sống xã hội, văn hóa …chính vì vậy, chúng ta muốn thích nghi được thì phải không ngừng học tập và nghiên cứu. Sinh viên chúng em cũng vậy phải luôn học tập và hoàn thiện mình hơn. Khi kinh tế phát triển nhu cầu cuộc sống của con người cũng tăng theo. Nhận thấy được điều đó, nên ngành điện tử không ngừng phát triển để phục vụ con người tốt hơn, phát triển hơn là ngành điều khiển tự động. Chạy theo nhu cầu cuộc sống ngày càng hiện đại, nên nhóm chúng em đã tham khảo nhiều tài liệu và cuối cùng nhóm đã chọn đề tài “Mạch điều khiền không dây”. Nhằm giúp ích cho con người trong việc điều khển các thiết bị trong nhà nói riêng, cũng như các thiết bị trong công nghiệp nói chung mà con người không thể làm việc trực tiếp được. B. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI. Mục đích của mạch điều khiển không dây là điều khiển 4 thiết bị bật và tắt một cách độc lập với nhau mà không cần phải đi đến bật công tắt. Mạch có thể điều khiển từ xa, nhấn một lần thì bật nhấn lần nửa thì tắt chỉ bằng một remos nhỏ gọn tiện lợi cho người sử dụng. Một cách chính xác, hiệu quả không phải mất nhiều thời gian, sức lực. Yêu cầu của mạch điều khiển không dây là chạy một chính xác,ổn định, nhỏ gọn, dễ lắp đặt sửa chửa, dễ sử dụng, giá thành rẻ có thể sản xuất nhiều và sử dụng rộng rãi phù hợp mọi tầng lớp. Đặc biệt là điều khiển qua được các vật cản như: tường nhà, bàn, ghế … Bán kính điều khiển ổn định khoảng 50 100 mét. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ C. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU. Dựa trên phương pháp nghiên cứu và phân tích các đặc tính chức năng của các linh kiện điện tử cơ bản, các IC và áp dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn để thiết kế nên một mạch điều khiển không dây hoạt động tốt và đúng với yêu cầu đã đề ra. Dựa trên tài liệu tìm được nghiên cứu cặp IC tương thích phát 2262 và thu 2272 dùng tần số cao trên 315 MHz. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 1.1. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH. Điện trở. Tụ điện. Diode. Transistor C1815. Relay 5V. IC 7432, 7805,7473, 2262,2272. Led đơn hiển thị. 1.2. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ. 1.2.1Tụ điện: Hình dạng thực tế: Hình 1.1. Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện là hai bản cực bằng kim loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch hay chất điện môi cách điện có điện dung C. Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoay chiều đi qua, ngăn cản dòng điện một chiều. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Khi tụ nạp điện thì tụ sẽ bắt đầu nạp điện từ điện áp là 0V tăng dần đến điện áp UDC theo hàm số mũ đối với thời gian t. Điện áp tức thời trên hai đầu tụ của tụ được tính theo công thức: U c (t) = U DC (1-e -t/ τ ). Khi tụ xả điện thì điện áp trên tụ từ trị số VDC sẽ giảm dần đến 0V theo hàm số mũ đối với thời gian t. Điện áp trên hai đầu tụ khi xả được tình theo công thức: U c (t)= U DC .e -t/ τ Trong đó: t: thời gian tụ nạp, đơn vị là giây (s). e = 2,71828 τ =RC (đơn vị là –s) Công thức tính điện dung của tụ: C = ε.S/d ε: là hằng số điện môi s: là điện tích bề mặt tụ m 2 d: là bề giày chất điện môi 1.2.2. Điện trở: Hình dạng thực tế: Hình 1.2. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.Điện trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử. Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn. Công thức tính: R =ρℓ/S hoặc R=U/I Trong đó : ρ: là điện trở suất của vật liệu, Ωm hay Ωmm 2 /m S: là tiết diện của dây, m 2 hay mm 2 ℓ : là chiều dài của dây (m). R : điện trở, Ohm (Ω). Điện trở có đơn vị tính là Ohm, viết tắt là Ω. 1.2.3. Diode: Hình dạng thực tế : Hình 1.3. Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n được ghép với nhau. Diode thông dụng nhất là 1N4007, có chức năng dùng để đổi điện xoay chiều – thường là điện thế 50Hz đến 60Hz sang điện thế 1 chiều. Tùy lọai của Diode mà nó có thể chịu đựng được dòng từ vài trăm mA đến loại công suất cao có thể chịu đựng đến vài trăm A. Diode chỉnh lưu chủ yếu là loại Silic. Hai đặc tính kỹ thuật cơ bản của Diode chỉnh lưu là dòng thuận tối đa GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ và dòng ngược tối đa (điện áp đánh thủng). Hai đặc tính này sẽ do nhà sản xuất cho biết. 1.2.4. Led đơn : Led đơn là một dạng của Diode. Thông thường dòng điện đi qua vật dẫn điện sẽ sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Ở một số chất bán dẫn đặc biệt như (GaAs) khi có dòng điện đi qua thì có hiện tượng bức xạ quang (phát ra ánh sáng). Tùy theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau. Led có điện áp phân cực thuận cao hơn diode nắn điện nhưng điện áp phân cực ngược cực đại thường không cao. Phân cực thuận : V D = 1,4V – 1,8 V(led đỏ). VD = 2V – 2,5V (led vàng). V D = 2V – 2,8 V(led xanh lá). I D = 5mA – 20mA (thường chọn 10mA). Led thường được dùng trong các mạch trạng thái báo hiệu, chỉ thị trạng thái của mạch như báo nguồn, trạng thái thuận hay ngược… 1.2.5. Transistor : Hình dạng thực tế : Hình 1.4. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ C1815 là Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n, trong đó miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi là miền thu (collecter). Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p, gọi là miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor. Đặc tính kỹ thuật của transistor : -Điện áp giới hạn : có 3 loại : BV CEO : điện áp đánh thủng giữa C và E khi cực B hở. BV CBO : điện áp đánh thủng giữa C và B khi cực E hở. BV EBO : điện áp đánh thủng giữa E và B khi cực C hở. -Dòng điện giới hạn : + I cmax là dòng điện tối đa ở cực C và I bmax là dòng điện tối đa ở cực b. + Dòng tối đa đưa vào cực B là : 10mA. + Dòng tối đa đưa vào cực C là : 100mA. + Chức năng của transistor chủ yếu là khuyếch đại tín hiệu và đóng ngắt các mạch điện. -Công suất giới hạn : Khi có dòng điện qua transisor sẽ sinh ra 1 công suất nhiệt làm nóng transistor, công suất sinh ra được tính theo công thức : P T =I C .V CE Ký hiệu: Transistor loại NPN Hình 1.5. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 1.2.6. Relay 5V: Đặc điểm: - Dòng chịu được 10 A. - Áp chịu được 250 V AC. - Độ nhạy cao. - Điện áp đánh thủng cao. - Hình dạng nhỏ gọn. - Được dùng làm công tắc đóng mở. 1.2.7. IC 7805: IC 7805 là IC ổn áp dương. Đối với IC này người ta dùng tụ thoát 0,33 µ F khi không cần thiết cho ổn định, có thể dùng tụ 0,1 µ F ở ngõ ra để cải thiện đáp ứng quá độ của ổn áp. Các tụ này phải đặt trên hay càng gần các IC ổn áp càng tốt. 1.2.8. IC 7473 IC 7473 là IC tích hợp được nối lại bằng 2 liplop J – K. Nguồn cấp 5 ± 0.25v. Sơ đồ chân bên trong của IC 7473. Hình 1.6. GVHD: TRẦN SONG TOÀN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN 10 [...]... MẠCH: - Mạch PT 2272 M4 là bộ giải mã điều khiển từ xa dùng chung với PT 2262 sử dụng cơng nghệ cmos Có 8 địa chỉ mã hóa , 4 địa chỉ dữ liệu chính vì thế có nhiều cách set chân 3 ^8 cách, có thể sản xuất nhiều ma khơng sợ set trùng mã Ở mạch thu 2272 set chân (chân 1 8) như thế nào thì ở mạch phát 2262 (chân 1 8) cũng phải như vậy - Sau khi nghiên cứu ngun lý hoạt dộng từng khối của mạch diều khiển. .. cách làm có thể làm đồ án tốt nghiệp sau này Qua thời gian làm đồ án và nghiên cứu 1 tháng kết quả cuối cùng như ta mong đợi mạch hoạt động tốt Các ngõ tín hiệu ngõ ra và tín hiệu thu vẫn tốt Mạch thực tế của đồ án 1 cũng khá gọn, tiết kiệm chi phí dễ quan sát sửa chửa Mạch điều khiển từ xa ta có thể mở rộng ra kết nối với vi xử lý để xử lý một cách hiệu quả và làm cho chức năng nhiều và chính xác hơn... thành mạch phát tín hiệu bằng tần số cao Hình 2.2 2.1.3 Khối thu: dùng để thu tín hiệu từ khối phát, sau đó truyền cho khối điều khiển GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang 17 KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ Hình 2.3 GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN Trang 18 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ 2.1.4 Khối điều khiển: dùng IC 7473 và IC 7432 để điều khiển. .. C1815) có dòng kích ở mức cao làm cho transistor dẫn ( V B > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp tạo ra nguồn cung cấp cho relay bật làm cho thiết bị cần điều khiển thiết bị thứ 4 bật 2.3.2 Khi tắt thiết bị: - Khi ta nhấn A ở remos chân 17 của 2272 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của 2272 làm cho chân 12 của 2272 lên mức 1, chân 9 (IC 7432) lên mức 1, ngõ ra chân 11 (IC... chân B ( C1815) có dòng kích ở mức cao làm cho transistor dẫn ( V B > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp tạo ra nguồn cung cấp cho relay bật làm cho thiết bị cần điều khiển thiết bị thứ 3 bật - Khi ta nhấn D ở remos chân 17 của 2272 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của 2272 làm cho chân 11 của 2272 lên mức 1, chân 4 (IC 7432) lên mức 1, ngõ ra chân 6 (IC 7432) lên mức... HIEU VAO 2 R 5 TIN HIEU VAO 3 R R D 3 LED D 4 LED R 7 D 5 LED R LED TIN HIEU VAO 4 Hình 2.5 2.1.6 Khối ngoại vi: dùng để nối mạch với các thiết bị muốn điều khiển GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN Trang 19 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ 2.2 SƠ ĐỒ MẠCH NGUN LÝ D5 1 2 1 D IO D E VI R6 3 VO C1 470u C2 470u 330 D6 LED 2 CON2 VCC U2 LM 7805 GND J1 VCC J2 CON4 VCC 18 1 2 3 4 U1... cho transistor ngưng dẫn ( V B < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao khơng có nguồn cung cấp, relay mất điện trở về vị trí ban đầu tắt thiết bị thứ tư Đó là u cầu chủ yếu của đồ án mơn học thứ nhất Trong thực tế, để mạch có thể ứng dụng hơn, ta thiết kế thêm cơng tắt điều kiển bằng tay phòng khi trường hợp remos bị hư hỏng, hết pin khơng thể sửa chửa kịp GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN... thể làm điều khiển hoặc truyền dữ liệu bằng hồng ngoại với con PT2262) PT2262 có điện áp rộng : Có thể làm việc được từ 2,5V đến 15 V Trong datasheet của nó là từ 4 V nhưng qua thời gian rất dài làm việc và nghiên cứu con này có thể khẳng định được về điện áp của nó làm việc rất thấp 1.2.11 PT2272: - PT 2272: là con giải mã của PT2262 nó cũng có 8 địa chỉ giải mã tương ứng 4 dữ liệu ra, 1 chân báo hiệu... 1, chân B ( C1815) có dòng kích ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp tạo ra nguồn cung cấp cho relay bật làm cho thiết bị cần điều khiển thứ nhất bật - Khi ta nhấn B ở remos chân 17 của 2272 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của 2272 làm cho chân 10 của 2272 GVHD: TRẦN SONG TỒN NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH Trang... cao, chân B ( C1815) có dòng kích ở mức cao làm cho transistor dẫn ( V B > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp tạo ra nguồn cung cấp cho relay bật làm cho thiết bị cần điều khiển thứ hai bật - Khi ta nhấn C ở remos chân 17 của 2272 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của 2272 làm cho chân 13 của 2272 lên mức 1, chân 12 (IC 7432) lên mức 1, ngõ ra chân 11 (IC 7432) lên mức . ĐỀ TÀI. Mục đích của mạch điều khiển không dây là điều khiển 4 thiết bị bật và tắt một cách độc lập với nhau mà không cần phải đi đến bật công tắt. Mạch có thể điều khiển từ xa, nhấn một lần thì. học thứ nhất. Đồ án môn học thứ nhất nhóm chúng em nghiên cứu và làm mạch Điều khiển từ xa . Mạch dùng để điều khiển các thiết bị ở xa mà không cần phải đến nhấn công tắt, đây cũng là sản phẩm đang. TRÀ VINH Trang KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 2.1.4. Khối điều khiển: dùng IC 7473 và IC 7432 để điều khiển tín hiệu ra như mong muốn. SW dùng để điều khiển bằng tay được nối với nguồn để kích lên mức