Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống xác định chướng ngại vật là một hệ thống nhằm cải thiện thêm tính an toàn trên xe hơi, bên cạnh hệ thống túi khí (air bag), hệ thống thắng ABS v..v… thì hệ thống xác định khoảng cách từô tô đến chướng ngại vật được lắp trên một sốloại ô tô đắt tiền. Vì chi phí chế tạo hệ thống khá đắt nên ở Việt Nam hiện nay, hệ thống xác định chướng ngại vật (Pre Crash Safety System) chỉ được trang bị cho xe Camry 2.0, một dòng xe siêu sang của TOYOTA. Hệ thống này có ưu điểm khá lớn khi điều khiển xe ở tốc độ cao, khi qua đường hoặc khi lùi xe. Với những ưu điểm vượt trội như vậy vấn đề đặt ra làm sao có thể thiết kế hệ thống này với một giá cả hợp lí và chất lượng không thua kém hệ thống trang bị trên các xe ô tô đắt tiền. Đây là vấn đề cần quan tâm để có thể trang bị hệ thống này cho nhiều dòng xe khác, không chỉ trên các xe đắt tiền.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng yên, ngày tháng năm 2015 Giáo viên hướng dẫn ThS Phạm Văn Kiêm MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI MỞ ĐẦU MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NỘI DUNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XÁC ĐỊNH CHƯỚNG NGẠI VẬT TRÊN Ô TÔ 1.1 Khảo sát số hệ thống cảnh báo an toàn xe 1.1.1 Hệ thống cảnh báo va chạm trước 1.1.2 Hỗ trợ phanh khẩn cấp 1.1.3 Hệ thống báo chệch đường .7 1.1.4 Hệ thống xóa điểm mù 1.1.5 Đèn pha chiếu sang chủ động 1.2 Giới thiệu hãng xe chế tạo hệ thống báo khoảng cách 11 1.2.1 Hệ thống xác định khoảng cách xe KIA 11 1.2.2 Hệ thống cảnh báo va chạm Volvo 13 1.2.3 Hệ thống quan sát điểm mù Ford 14 1.3.Giới thiệu cảm biến đo khoảng cách 15 1.3.1 Giới thiệu .15 1.3.2.Cảm biến đo khoảng cách không tiếp xúc 16 1.3.3.Đo khoảng cách phương pháp thời gian truyền 17 1.3.3.1 Tốc độ truyền 18 1.3.3.2 Độ bất định .18 1.3.3.3 Định thời 18 1.3.3.4 Tương tác bề mặt 19 1.3.3.5 Hệ thống TOF siêu âm 19 1.3.3.6 Hệthống TOF sử dụng laze .21 1.3.4.Cảm biến khoảng cách vi sóng 22 CHƯƠNG II.TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 24 2.1.Cơ sở lựa chọn linh kiện 24 2.2.Tính toán linh kiện 24 2.2.1.Vi điều khiển 8051 24 2.2.1.2 Chức chân AT89C51 25 Hình 2.3 : Port 26 Hình 2.5: Port 27 2.2.2 IC ổn áp 28 2.2.4.Transistor C828 30 2.2.5.Điện trở 32 2.2.5.1 Khái niệm điện trở 32 2.2.5.2 Điện trở thiết bị điện tử .33 Hình 2.11 Điện trở thiết bị điện tử 33 Hình 2.12 Ký hiệu điện trở sơ đồ nguyên lý 33 2.2.5.3 Cách đọc trị số điện trở 34 Hình 2.14 Quy ước màu quốc tế 34 Hình 2.15 Điện trở vòng màu 34 .35 Hình 2.16 Điện trở vòng màu 35 2.2.6.Tụ điện 35 2.2.6.1 Định nghĩa 35 2.2.6.2 Cách chọn tụ điện 36 2.2.7.Cảm biến vật cản hồng ngoại 37 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠCH VÀ SƠ ĐỒ KHỐI 39 3.1 Sơ đồ khối 39 3.3 Sơ đồ nguyên lý 40 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 LỜI MỞ ĐẦU Hệ thống xác định chướng ngại vật hệ thống nhằm cải thiện thêm tính an toàn xe hơi, bên cạnh hệ thống túi khí (air bag), hệ thống thắng ABS v v… hệ thống xác định khoảng cách từô tô đến chướng ngại vật lắp sốloại ô tô đắt tiền Vì chi phí chế tạo hệ thống đắt nên Việt Nam nay, hệ thống xác định chướng ngại vật (Pre- Crash Safety System) trang bị cho xe Camry 2.0, dòng xe siêu sang TOYOTA Hệ thống có ưu điểm lớn điều khiển xe tốc độ cao, qua đường lùi xe Với ưu điểm vượt trội vấn đề đặt thiết kế hệ thống với giá hợp lí chất lượng không thua hệ thống trang bị xe ô tô đắt tiền Đây vấn đề cần quan tâm để trang bị hệ thống cho nhiều dòng xe khác, không xe đắt tiền MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI • MỤC TIÊU - Xác định loại tìm loại cảm biến đo khoảng cách phù hợp Loại cảm biến có khả phát chướng ngại vật khoảng cách mà lái xe xử lí an toàn - Thiết kế, chếtạo hệ thống xác định chướng ngại vật xe cho phù hợp - Bố trí, chế tạo hệ thống hiển thị khoảng cách lên hình điều khiển cảm biến xác • NỘI DUNG - Tổng quan hệ thống phát chướng ngại vật - Xây dựng phương trình giải thuật để tính toán khoảng cách cho cảm biến tín hiệu đưa - Dùng phần mềm để lập trình điều khiển cho hệ thống hiển thị khoảng cách điều khiển cảm biến - Thiết kế thi công mô hình • PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu phương pháp thu phát cảm biến siêu âm - Nghiên cứu phương pháp tính toán hệ thống xe di chuyển đường đến chướng ngại vật - Nghiên cứu tính toán thông số từ xe đến chướng ngại vật - Lập trình cho hệ thống cảnh báo - Đưa mô hình toán học mô xe gặp chướng ngại vật cách yêu cầu khác - Áp dụng tính toán thiết kế mô hình • PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu - Nghiên cứu hệ thống xác định chướng ngại vật hãng xe giới - Phương pháp thiết kế mạch cho hệ thống - Phương pháp thực nghiệm tính toán kết đo - Sử dụng đồ thị để đánh giá kết mô hình - Đánh giá tổng quát toàn báo cáo nghiên cứu khoa học Đề nghị hướng phát triển đề tài • GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Từ nhu cầu an toàn người lái trang bị hệ thống phát tín hiệu có vật cản đường, giúp cho lái xe an tâm trình đỗ xe an toàn góp phần không nhỏ trình di chuyển giảm va trạm CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XÁC ĐỊNH CHƯỚNG NGẠI VẬT TRÊN Ô TÔ Những công nghệ phòng tránh va chạm dần xuất nhiều ô tô, mẫu xe sang Một số hệ thống an toàn phát tín hiệu cảnh báo âm hình ảnh để nhắc tài xế có hành động xử lý, số khác sẵn sàng can thiệp vào phanh hệ thống lái để chỉnh lại xe hướng Hệ thống xác định chướng ngại vật ô tô hệ thống sử dụng nhiều Theo báo cáo Viện bảo hiểm an toàn đường Mỹ(IIHS) hệ thống xác định chướng ngại vật hữu ích năm có đến 40% tai nạn liên quan đến việc lái xe thiếu tập trung 1.1 Khảo sát số hệ thống cảnh báo an toàn xe 1.1.1 Hệ thống cảnh báo va chạm trước Hệ thống sử dụng radar để phát trường hợp người lái đâm vào thứ phía trước Hầu hết hệ thống phát cảnh báo âm âm thành đèn chớp, hình ảnh Một số chí tự động rà phanh để giảm tốc độ xe 1.1.2 Hỗ trợ phanh khẩn cấp Hệ thống dành cho trường hợp tài xế nhìn thấy nguy va chạm phía trước nhấn phanh không phanh kịp Nghiên cứu nhà sản xuất nhiều tài xế không đạp lực phanh tối đa trường hợp khẩn cấp, ảnh hưởng tâm lý, nên để xảy va chạm dù biết trước hoàn toàn tránh Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp có khả phát trường hợp tài xế bình tĩnh, dấu hiệu nhấc chân ga đột ngột Khi đó, hệ thống tự động rà phanh trước giúp người lái đạt lực phanh tối đa 1.1.3 Hệ thống báo chệch đường Hệ thống sử dụng camera gắn xe để phát thời điểm lốp xe bắt đầu chệch khỏi đường chạy Máy tính kiểm tra hệ thống lái tốc độ xe để xác định xem việc chạy chệch đường cố ý hay vô tình Nếu máy tính kết luận vô tình, hệ thống phát tín hiệu cảnh báo cách làm rung nhẹ vô-lăng, kèm theo cảnh báo âm 1.1.4 Hệ thống xóa điểm mù Hệ thống cho phép người lái biết có xe điểm mù - khoảng nằm tầm quan sát gương chiếu hậu, chớp đèn cảnh báo bên gương Với số hệ thống, đèn cảnh báo sáng chớp nhanh tài xế bật xinhan vào thời điểm hệ thống phát có xe điểm mù Một số hệt hống có chuông cảnh báo 1.1.5 Đèn pha chiếu sang chủ động Phần mềm điều khiển dải chiếu sáng cụm đèn pha kết nối với thông tin truyền từ vô-lăng, để xe chuyển hướng, dải chiếu sáng chuyển hướng theo, giúp tài xế quan sát tốt phía trước góc cua vào buổi tối 1.1.6 Hệ thống cảnh báo lùi 1.1.6.1 Camera lùi xe ô tô Lùi xe thường chịu nhiều rủi ro tiến Tuy nhiên, nỗi lo ngại hoá giải nhờ cảm biến camera hỗ trợ lùi Thiết bị lắp đặt đơn giản dòng ôtô đặc biệt hữu ích với xe thân dài Hình 1.1 Camera lùi xe ô tô Để hạn chế xây xước lùi xe vào điểm đỗ hay lo lắng bậc cha mẹ tình này, hãng chế tạo linh kiện ôtô áp dụng giải pháp công nghệ cao Đó hệ thống cảnh báo sóng siêu âm (cảm biến lùi), phát âm ngày khẩn thiết ôtô lùi đến gần vật cản phía sau Thiết bị có mặt thị trường từ nhiều năm Tuy nhiên, với xe không tích hợp sẵn việc lắp đặt hệ thống bất tiện phải động chạm tới vỏ xe, chúng hoạt động không hiệu điều kiện trời mưa tuyết rơi Thêm vào đó, tiếp bíp bíp liên tục làm cho người điều khiển khó chịu Do đó, nhà sản xuất sử dụng giải pháp công nghệ đại camera hỗ trợ quan sát phía sau, tiếng Anh gọi rearview, backup hay eversing camera, cho phép lái xe quan sát toàn bối cảnh sau đuôi xe Camera quan sát phía sau dạng máy ghi hình gắn vào đuôi xe để hỗ trợ tài xế lùi Thiết kế khác hẳn so với loạt camera khác ảnh hiển thị phải xoay ngược theo chiều ngang tạo hình ảnh giống lái xe nhìn vào gương chiếu hậu Điều cần thiết máy quay mặt lái xe hướng hai chiều ngược Nếu không đảo hình, phía bên phải camera phía bên trái lái xe ngược lại Hệ thống lắp đặt theo kiểu biệt lập, hình hiển thị bố trí xung quanh gương chiếu hậu xe Cách lắp thứ hai tích hợp tín hiệu backup camera để hiển thị hình ảnh hình LCD hệ thống multimedia định vị vệ tinh Các hình giúp lái xe quan sát để lùi xe an toàn, đấu nối xe với rơ-moóc tránh va chạm, rủi ro tiềm ẩn phía đuôi xe Hệ thống kích hoạt ưu tiên hiển thị (nếu dùng chung với hình có chức khác) lái xe cài số lùi (R) Trong trường hợp, tất nhiên, hệ thống phát huy hiệu lái xe hiểu rõ nguyên lý hoạt động hiển thị đồng thời có kỹ điều khiển xe lùi phù hợp với tín hiệu hình Hầu hết backup camera tích hợp cảm biến lùi để cung cấp cho lái xe thông tin cảnh báo khoảng cách, điều mà camera thu hình đơn không làm Một số camera hỗ trợ lùi có khả thu phát âm hỗ trợ trao đổi giọng nói cabin phía đuôi xe Loại đặc biệt hữu dụng có người đứng phía sau giúp tài xế lùi xe vào điểm đỗ Tuy nhiên, chúng lại phải có lỗ microphone nằm thân camera Và nhà sản xuất cố đặt lỗ phía thân camera, chúng làm giảm chí phá hỏng khả chống thấm nước camera Một số máy ghi hình gắn thêm đi-ốt phát sáng (LED) hồng ngoại để hỗ trợ cho camera bối cảnh thiếu sáng Tuy nhiên, hiệu nhiều khác biệt, tầm ảnh hưởng chúng thông thường vào khoảng từ 1,5-3m Hình 1.2 Thấu kính mắt cá Camera hỗ trợ lùi thường lắp thấu kính mắt cá có góc quan sát lớn Thấu kính loại hạn chế tầm quét xa camera, nhiên, lại cho phép quan sát liên tục khoảng rộng quan sát đuôi xe Các camera thường lắp chúc xuống đất, giúp lái xe quan sát tất vật cản nằm xác định vị trí tường Hầu hết backup camera lắp vào xe theo hai kiểu Một loại gắn vào lỗ khoá mở nắp khoang hành lý xe Còn loại kia, gọi camera bề mặt, gắn trực tiếp vào thân xe Do đặc điểm vị trí lắp đặt, backup camera cần chịu điều kiện thời tiết Khi rửa xe áp suất lớn vòi nước bị ngâm nước thời gian dài, máy ghi hình bị ẩm Hiện nay, hệ thống camera hỗ trợ lùi có mặt nhiều mẫu xe hạng trung, cao cấp thuộc tất nhãn hiệu phổ thông 1.1.6.2 Cảm biến lùi xe ô tô Hình 1.3 Cảm biến lùi Cảm biến lùi thiết kế để trợ giúp lái xe trình lùi đỗ xe Nó giúp lái xe đảm bảo độ an toàn, tính xác dễ dàng lùi đỗ xe tình a Đặc điểm bật - Tùy chọn cảm biến sóng siêu âm lắp đặt cản sau xe - Cảm biến sơn hoạt động bền bỉ tình - Ứng dụng công nghệ sóng siêu âm giúp phát xác chướng ngại vật sau xe - Hệ thống kích hoạt xe vào số lùi - Màn hình LED hiển thị âm cảnh báo báo hiệu có chướng ngại vật phía sau khoảng cách xe với chướng ngại vật - Có vùng kích hoạt cảnh báo 5.5 feet, feet; feet; feet; với mức độ cảnh báo khác 10 Hình 2.7 Hình dạng IC họ 78xx thực tế Sơ đồ bên IC 78xx Nguyên lý ổn áp: Thông qua điện trở R2 D1 gim cố định điện áp chân Rt Transistor Q1, giả sử điện áp chân E đèn Q1 giảm => điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E đèn tăng , ngược lại Chú ý: Điện áp đặt trước IC 78xx phải lớn điện áp cần ổn áp từ 3V trở lên * Những dạng seri 78XX LA7805 IC ổn áp 5V LA7806 IC ổn áp 6V LA7808 IC ổn áp 8V LA7809 IC ổn áp 9V LA7812 IC ổn áp 12V LA7815 IC ổn áp 15V LA7818 IC ổn áp 18V LA7824 IC ổn áp 24V Đây dòng cho điện áp tương ứng với dòng 1A Ngoài seri khác chịu dòng 78xx +5V > +24V Dòng 1A 78Lxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.1A 78Mxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.5A 78Sxx Chuyển đổi điện áp dương từ +5V > +24V Dòng 0.2A 2.2.3.Diode cầu Hình 2.7 Diode 29 KBP206 gồm diode đơn mắc thành cầu chỉnh lưu đóng gói vỏ Công dụng chính: dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành chiều • Điện áp tối đa : 600V • Dòng điện định mức : 2A • Sụt áp I=2A : 1.1V • Nhiệt độ hoạt động : -55 oC đến 165oC 2.2.4.Transistor C828 Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N , ghép theo thứ tự PNP ta Transistor thuận , ghép theo thứ tự NPN ta Transistor ngược phương diện cấu tạo 30 Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều Hình 2.8 Cấu tạo Transistor Ba lớp bán dẫn nối thành ba cực , lớp gọi cực gốc ký hiệu B ( Base ), lớp bán dẫn B mỏng có nồng độ tạp chất thấp Hai lớp bán dẫn bên nối thành cực phát ( Emitter ) viết tắt E, cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt C, vùng bán dẫn E C có loại bán dẫn (loại N hay P ) có kích thước nồng độ tạp chất khác nên không hoán vị cho Nguyên tắc hoạt động Transistor * Xét hoạt động Transistor NPN Ta cấp nguồn chiều UCE vào hai cực C E (+) nguồn vào cực C (-) nguồn vào cực E Cấp nguồn chiều UBE qua công tắc trở hạn dòng vào hai cực B E , cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E Khi công tắc mở , ta thấy rằng, hai cực C E cấp điện dòng điện chạy qua mối C E ( lúc dòng IC = ) Khi công tắc đóng, mối P-N phân cực thuận có dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE 31 cực (-) tạo thành dòng IB Ngay dòng IB xuất => có dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB Như rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB phụ thuộc theo công thức : IC = β.IB • Trong IC dòng chạy qua mối CE • IB dòng chạy qua mối BE • β hệ số khuyếch đại Transistor Giải thích : Khi có điện áp UCE điện tử lỗ trống vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, xuất dòng IBE lớp bán dẫn P cực B mỏng nồng độ pha tạp thấp, số điện tử tự từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn số lượng lỗ trống nhiều, phần nhỏtrong số điện tử vào lỗ trống tạo thành dòng IB phần lớn số điện tử bị hút phía cực C tác dụng điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor * Xét hoạt động Transistor PNP Sự hoạt động Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN cực tính nguồn điện UCE UBEngược lại Dòng IC từ E sang C dòng IB từ E sang B Hình dáng Transistor Hình 2.9 Transistor công xuất nhỏ Hình 2.10 Transistor công xuất lớn 2.2.5.Điện trở 2.2.5.1 Khái niệm điện trở Ta hiểu cách đơn giản - Điện trở cản trở dòng điện vật dẫn điện, vật dẫn điện tốt điện trở nhỏ, vật dẫn điện điện trở lớn, vật theo điện trở dây dẫn Điện trở dây dẫn phụ vào chất liệu, độ dài tiết diện dây tính theo công thức sau: R = ρ.L / S 32 Trong • ρ điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu • L chiều dài dây dẫn • S tiết diện dây dẫn • R điện trở đơn vị Ohm 2.2.5.2 Điện trở thiết bị điện tử Hình dáng ký hiệu: Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác Hình 2.11 Điện trở thiết bị điện tử Hình 2.12 Ký hiệu điện trở sơ đồ nguyên lý Đơn vị điện trở - Đơn vị điện trở Ω (Ohm) , KΩ , MΩ -1KΩ = 1000 Ω - 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω Cách ghi trị số điện trở • Các điện trở có kích thước nhỏ ghi trị số vạch mầu theo quy ước chung giới.( xem hình ) • Các điện trở có kích thước lớn từ 2W trở lên thường ghi trị số trực tiếp thân Ví dụ điện trở công xuất, điện trở sứ Hình 2.13 Trở sứ công xuất lớn , trị số ghi trực tiếp 33 2.2.5.3 Cách đọc trị số điện trở Quy ước mầu Quốc tế Mầu sắc Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Giá trị Mầu sắc Xanh Xanh lơ Tím Xám Trắng Nhũ vàng Nhũ bạc Giá trị -1 -2 Hình 2.14 Quy ước màu quốc tế Điện trở thường ký hiệu vòng mầu , điện trở xác ký hiệu vòng mầu * Cách đọc trị số điện trở vòng màu Hình 2.15 Điện trở vòng màu Cách đọc điện trở vòng màu: • Vòng số vòng cuối luôn có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, vòng sai số điện trở, đọc trị số ta bỏ qua vòng • Đối diện với vòng cuối vòng số 1, đến vòng số 2, số 34 • Vòng số vòng số hàng chục hàng đơn vị • Vòng số bội số số 10 • Trị số = (vòng 1)(vòng 2) x 10 ( mũ vòng 3) • Có thể tính vòng số số số không "0" thêm vào • Mầu nhũ có vòng sai số vòng số 3, vòng số nhũ số mũ số 10 số âm * Cách đọc trị số điện trở vòng mầu : ( điện trở xác ) Hình 2.16 Điện trở vòng màu • Vòng số vòng cuối , vòng ghi sai số, trở vòng mầu mầu sai số có nhiều mầu, gây khó khăn cho ta xác điịnh đâu vòng cuối cùng, nhiên vòng cuối có khoảng cách xa chút • Đối diện vòng cuối vòng số • Tương tự cách đọc trị số trở vòng mầu vòng số bội số số 10, vòng số 1, số 2, số hàng trăm, hàng chục hàng đơn vị • Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vòng 4) • Có thể tính vòng số số số không "0" thêm vào 2.2.6.Tụ điện 2.2.6.1 Định nghĩa Tụ điện linh kiện điện tử thụ động bao gồm hai mặt dẫn điện gọi cực tụ, phân cách chất cách điện, gọi điện môi (không khí, giấy, mica, dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh ) 35 Hình 2.17 Cấu tạo tụ điện Giá trị tụ điện điện dung, đo đơn vị Farad (kí hiệu F) Giá trị F lớn nên hay dùng giá trị nhỏ micro fara (μF), nano Fara (nF) hay picro Fara (pF) 1F=106μF=109nF=1012pF 2.2.6.2 Cách chọn tụ điện Chọn tụ điện để liên lạc tầng chức (thường khuếch đại) thường chọn "hàm hồ" Nghĩa thường chọn theo cảm tính kinh nghiệm, thường tài liệu lý thuyết bị bỏ quên xem thường, hay khó không chừng Để chọn tụ liên lạc tốt tầng khuếch đại cần ý : • Tổng trở xuất (ngõ ra) tầng trườc phải tương đương với tổng trở nhập (ngã vào) tầng sau Total trở kháng mixed (trộn) tầng trước total trờ kháng ngõ vào tầng sau • Đây vấn đề thiết kế mạch điện tử • Qui chuẩn tính chất vật lý tín hiệu: Tần số, dạng tín hiệu v.v phải nắm bắt kỹ Ví dụ: có dải tần qua tụ liên lạc đó, ta phải nắm tần số trung tâm dải tần số tác dụng Tín hiệu dạng xung phải nắm tần số hoạ tần (hài - harmonic) Việc chọn tụ liên lạc (hay mạch liên lạc có tụ) làm giảm nguy nhiễu, tiếng ồn hay méo tín hiệu (noise, distortion) tự dao động, xạ ý muốn, tổn hao vô ích v.v mạch khuếch đại, bảo đảm dạng tín hiệu Ví dụ, tín hiệu dạng xung phần liên lạc (có tụ) phải bảo đảm đưa tần số trung tâm tổng hài (total harmonics) dạng xung đưa qua trọn vẹn mà không bị méo dạng 36 Như vấn đề tụ liên lạc trở nên dễ dàng Nếu lấy mạch đẳng hiệu ta có hai tổng trở R(zA) ngõ tầng trước song song với R(zB) ngõ vào tầng sau nối tiếp với Z(C) tụ liên lạc, f(S) tần số trung tâm tín hiệu Thời mạch liên lạc: t = 1/ f(S) = (Sqrt)2 x RC Với R ~ R(zA) + R(zB) / R(zA) x R(zB) (ohm) = Z(C) Chú ý: Khi tổng trở ngõ tầng trước sai khác với tổng trở ngõ vào tầng sau thêm R nối tiếp với C R song song với tổng trở để bù lại Gọi R-C "bù tổng trở" Đôi "bù" không thoả mãn phải có tầng phối hợp trở kháng nằm hai tầng để làm nhiệm vụ Ví dụ : đưa tín hiệu ngõ máy MP3 (~600 Ohm) vào ngõ Mic in (10K Ohm) chẳng hạn Để bảo đảm dạng tín hiệu không sin hay dải thông tín hiệu rộng cần đến vài cụm liên lạc R-C ghép song song / nối tiếp để đạt hiệu liên lạc mong muốn 2.2.7.Cảm biến vật cản hồng ngoại Hình 2.18 Cảm biến hồng ngoại Mô tả: Cảm biến có khả thích nghi với môi trường, có cặp truyền nhận tia hồng ngoại Tia hồng ngoại phát tần số định, phát hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau so sánh, đèn màu xanh sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu (một tín hiệu bậc thấp) Khoảng cách làm việc hiệu ~ 5cm, điện áp làm việc 3.3 V đến 5V Độ nhạy sáng cảm biến điều chỉnh chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng, 37 Có thể sử dụng rộng rãi robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vật dò đường Thông số kỹ thuật: • Bộ so sánh sử dụng LM393, làm việc ổn định • Điện áp làm việc: 3.3V - 5V DC • Khi bật nguồn, đèn báo nguồn màu đỏ sáng • Lỗ vít mm, dễ dàng cố định, lắp đặt • Kích thước: 3.2cm * 1.4cm • Các mô-đun so sánh điện áp ngưỡng thông qua chiết áp, sử dụng chế độ thông thường, xin vui lòng không tự ý điều chỉnh chiết áp Cổng giao tiếp: • VCC: điện áp chuyển đổi từ 3.3V đến 5V (có thể kết nối trực tiếp đến vi điều khiển 5V 3.3V) • GND: GND • OUT: đầu kỹ thuật số (0 1) 38 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠCH VÀ SƠ ĐỒ KHỐI 3.1 Sơ đồ khối 3.2 Mạch proteus Hình 3.1 Mạch proteus • Trong mạch Diode cầu đóng vai trò chỉnh lưu từ điện xoay chiều (AC) sang điện chiều (DC) • J1- connect lấy nguồn từ bên nguồn xoay chiều nguồn chiều từ 6v đến 12V • U1 – IC ổn áp LM 7805 tạo điện áp chuẩn 5V • Tụ C1 dùng lọc tần số thấp để tạo nguồn DC tương đối phẳng 39 • Tụ C2 dùng để lọc tần số cao để chống nhiễu cho mạch nguồn • Điện R1 có giá trị 330 để phân cực cho LED báo nguồn • LED D1 dùng để báo nguồn 3.3 Sơ đồ nguyên lý 3.4.Sơ đồ mạch board 40 3.5 Code Lập trình #include //=======INPUT=========== sbit cb_xa = P3^3; sbit cb_gan = P3^2; //========OUT PUT======= sbit coi = P2^7; /************************************/ // ham tre ms void delay_ms(unsigned int t) { unsigned int i,j; for(i=0;i