Đang tải... (xem toàn văn)
MUC LUC 1 LỜI NÓI ĐẦU 4 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 5 KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN 6 PHẦN I : TỔNG QUAN LINH KIỆN 8 1.1. Điện trở 8 1.1.1Khái niệm 8 1.1.2 Phân loại 8 1.2 Tụ điện 9 1.2.1 Khái niệm 9 1.2.1 Phân loại tụ điện 9 1.3 Máy biến áp 9 1.4. Diode 10 1.5 Led thu và Led phát tín hiệu hồng ngoại 10 1.6 IC nguồn ổn áp 11 1.7 Giới thiệu về Transistor 12 1.7.1 Kí hiệu và cấu tạo của transistor. 12 1.7.2. Phân cực cho transistor. 12 1.8 Triac 13 1.9 Các cổng logic cơ bản. 15 1.10 Một số loại IC dùng trong mạch 15 1.10.1 IC phát tín hiệu hồng ngoại PT2248. 15 1.10.2 IC phát tín hiệu hồng ngoại PT2249 20 PHẦN II : THIẾT KẾ MẠCH VÀ THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết kế theo sơ đồ khối 21 2.1.1 Thiết kế theo sơ đồ khối phần phát. 21 2.2.2 Thiết kế theo sơ đồ khối phần thu. 22 2.2 Thiết kế mạch nguyên lý 22 2.2.1 Thiết kế phần phát. 22 2.2.2 Thiết kế phần thu 23 2.2.2.1 Thiết kế khối nguồn. 23 2.2.2 .2Thu tín hiệu xử lí mã 24 2.2.3 Khối kiểm tra mã số 25 2.2.4 Khối Chọn Số 26 2.3 Sơ đồ toàn mạch 28 2.3.1 Phần phát 28 2.3.1 Phần thu 29 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 30 PHẦN III: KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32
MUC LUC DANH LỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU 1 Trong những năm gần đây theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang phát triển mạnh mẽ. Trước tình hình đó đã có khá nhiều yêu cầu cấp bách và cũng là những thách thức được đặt ra cho giới trí thức. Để tiếp tục dẫn dắt sự phát triển của đất nước ngày càng giàu mạnh, thì phải đầu tư cho giáo dục, đào tạo thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo, thì phải đưa các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ con người ngày càng cao đáp ứng được yêu cầu của xã hội. Để làm quen với công việc thiết kế, chế tạo và tìm hiểu các về các loại linh kiện điện tử, chúng em đã được các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử giao cho đồ án môn học “Nghiên cứu, chế tạo mạch điện điều khiển quạt từ xa có mã hóa” nhằm củng cố về kiến thức trong quá trình thực tế. Sau khi nhận được đề tài, với sự hướng dẫn của thầy Hoàng Hải Việt với sự nỗ lực của bản thân, sự tìm tòi nghiên cứu tài liệu đến nay đồ án của chúng em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện dù đã có gắng nhưng do thời gian cũng như trình độ vẫn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót. Vậy em kính mong sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn . Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay ngành kỹ thuật điện tử có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của con người. Các hệ thống điện tử ngày nay rất đa dạng và đang thay thế các công việc hàng ngày của con người từ những công việc từ đơn giản đến phức tạp như điều khiển tín hiệu đèn giao thông, đo tốc độ động cơ hay các đồng hồ số. Các hệ thống này có thể 2 thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số. Tuy nhiên trong các hệ thống điện tử thông minh hiện nay người ta thường sử dụng hệ thống số hơn là các hệ thống tương tự bởi một số các ưu điểm vượt trội mà hệ thống số mang lại đó là: độ tin cậy cao, giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt và vận hành…Chính vì thấy được những ưu điểm của hệ thống mạch số nên trong thực tế mạch số đã được lắp ráp và sử dụng rất nhiều thấy được tầm quan trong đó của mạch số công với kiến thức về môn điện tử cơ bản và đặc biệt sau một thời gian học tập và tìm hiểu các tài liệu về kỹ thuật số, cũng như tham khảo ở ngoài thực tế củng như trên internet chúng em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mạch điện điều khiển quạt từ xa có mã hóa’’ Về đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mạch điện điều khiển quạt từ xa có mã hóa’’ Không chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết gúp sinh viên có thể vận dụng linh hoat giữa lý thuyết và thực hành cũng như củng cố thêm cho sinh viên những kiến thức về thực hành mà đề tài này còn được ứng dụng rất rông dải trong cuộc sống đó chính là lý do mà chúng em chọn đề tài này KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN STT Tuần Công việc thực hiện Người thực hiện - Sắp xếp công việc cho từng tuần (phân chia công việc cho từng thành viên). Cả nhóm Tìm hiểu đề tài. Cả nhóm 3 1 Tuần 1 - Tìm kiếm tài liệu liên quan: Linh kiện điện tử, điện tử căn bản, điện tử công suất… - Tìm hiểu nguyên lý các mạch có liên quan đến đề tài. Chẳng hạn như các mạch thu phát hồng ngoại, mạch điều khiển từ xa và các linh kiện liên quan đến mạch. Nam - Tham khảo ý kiến của những người có chuyên môn. Sơn 2 Tuần 2+3 - Sau khi đã tìm hiểu đề tài sẽ đưa ra cơ sở lý thuyết chung của đề tài. - Từ đó xây dựng được sơ đồ khối. - Đưa ra nguyên tắc hoạt động của các khối và các linh kiện sẽ sử dụng để thiết kế mạch phù hợp với yêu cầu từng khối. Cả nhóm 3 Tuần 4+5 - Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn mạch. - Tính toán thông số rồi tiến hành chạy mô phỏng. Cả nhóm 4 Tuần 6 - Ráp mạch và khảo sát trên bo mạch (nếu gặp lỗi chỉnh sửa lại). Nam - Đo đạc kiểm tra xem trên board chạy có đạt yêu cầu hay không? Cả nhóm - Tiến hành làm sản phẩm (câu dây). Cả nhóm 4 - Lắp ráp hoàn tất sản phẩm. Cả nhóm 5 Tuần 7 - Chuẩn hóa nội dung, làm cuốn thuyết minh. Sơn - Chuẩn bị các dụng cụ để bảo vệ đề tài (tìm chiếu, bản vẽ). Cả nhóm - Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại toàn bộ nội dung. Cả nhóm PHẦN I : TỔNG QUAN LINH KIỆN 1.1. Điện trở 1.1.1Khái niệm Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử, chúng có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp để thực hiện chức năng tuỳ theo vị trí của điện trở trong mạch. Ký hiệu: R 5 Biểu thức xác định: I U R = (1.1.) Đơn vị tính:Ω(Ohm) 1.1.2 Phân loại Các điện trở được chia làm hai loại chính là điện trở cố định và điện trở biến đổi. Có 3 loại điện trở thường được chế tạo và sử dụng: điện trở màng than, điện trở màng kim loại, điện trở dây quấn trong đó: -Điện trở màng than: Than được ép thành một lớp rất mỏng bên ngoài thân gốm hình trụ hoặc bản phẳng. -Điện trở màng kim loại: Một lớp vỏ mỏng kim loại được bay hơi và kết tụ trên thân gốm như vật liệu có điện trở. -Điện trở dây quấn: Dây kim loại hoặc hợp kim được uốn quanh một ống sứ và nối vào mũ bịt đầu ống sứ,chân nối cũng được hàn vào mũ bịt đầu này. Hình 1.1.2 Phương pháp xác định điện trở dựa trên các quy ước 1.2 Tụ điện 1.2.1 Khái niệm Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động dùng để làm phần tử tích trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện.Thông thường đối với dòng điện một chiều thì tụ điện có trở kháng rất lớn còn với dòng xoay chiều thì trở kháng tụ điện thay đổi tùy theo tần số dòng điện. Kí hiệu là C 6 Biểu thức xác định: Z c = Cfj .2. 1 Π = Xcj. 1 (1.2.1) Đơn vị tính: Fara (F). 1.2.2 Phân loại tụ điện Có rất nhiều phương pháp phân loại,nếu phân loại theo tính chất thì có hai loại : Tụ không phân cực :Gồm các lá kim loại ghép xen kẽ với lớp cách điện mỏng. Tụ phân cực :Có cấu tạo gồm 2 điện cực cách ly nhau nhờ một lớp chất điện phân mỏng làm điện môi. Đặc điểm tụ điện: Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua, ngăn dòng một chiều. Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ. Đơn vị đo điện dung của tụ ở mạch: pF(picro Fara),nF(nano Fara),uF (micro Fara). 1.3 . Máy biến áp nguồn Hình 1.3 Hình ảnh thực tế của máy biến áp nguồn - Máy biến áp là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đổi - Nếu một cuộn dây được đặt vào một nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây sơ cấp), thì sẽ có một từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp vàsố vòng dây quấn sơ cấp. -Từ thông này sẽ móc vòng các cuộn dây quấn khác (dây quấn thứ cấp) và cảm ứng trong dây quấn thứ cấp có một sức điện động mới, có giá trị phụ thuộc vào số vòng dây quấn thứ cấp. - Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp chúng ta sẽ có tỷ lệ tương ứng giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp. 7 Cấu tạo máy biến áp: Máy biến áp có các bộ phận chính như sau:Lõi thép,dây quấn và vỏ máy. 1.4. Diode Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: Ta thấy rõ mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp trên diode ta theo dõi đường đặc tuyến Vol-Ampe có các vùng như sau : -Vùng 1 gọi là vùng phân cực thuận,dòng điện I AK phụ thuộc vào điện áp phân cực thuận UAK.Giá trị dòng I AK rất lớn đó chính là sự chuyển động của các hạt đa số qua chuyển tiếp P-N. Ứng dụng của vùng 1 để làm các diode chỉnh lưu điện áp,dòng điện… -Vùng 2 gọi là vùng phân cực ngược.Giá trị của dòng I AK tăng rất nhỏ cho dù U AK tăng 1 lượng khá lớn.Sở dĩ dòng I AK tăng chậm như vậy là do sự chuyển động của các hạt thiểu số qua chuyển tiếp P-N. Ứng dụng vùng 2 để làm mạch chỉnh lưu điện áp,mạch ghim áp… -Vùng 3 gọi là vùng đánh thủng tương ứng khi tăng điện áp phân cực ngược cho diode tới một giá trị ngưỡng nào đó ( U AKng ) mà ở đó diện tích không gian của tiếp P-N có thể chiếm toàn bộ cả hai vùng bán dẫn P,N.Nếu tăng điện áp phân cực ngược vượt quá giá trị điện áp ngưỡng thì tiếp giáp P-N bị đánh thủng hoàn toàn theo hiệu ứng thác lũ,cấu trúc một tiếp giáp P-N của diode không còn tồn tại. Ứng dụng của vùng 3 để làm các phần tử ổn áp (diode zener). 1.5 Led thu và Led phát tín hiệu hồng ngoại 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 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 và dòng điện qua LED tối đa khoảng vài mA. 8 -LED ánh sáng hồng ngoại Hình 1.5.1 Led phát và thu hồng ngoại Led thu, phát hồng ngoại : vật liệu dung để chế tạo các diode phát hồng ngoại là GaAs . chúng cho phép phổ bức xạ đạt được trong dải từ xung quanh 900nm đến 1040nm .ánh sang phát ra từ LED là ánh sang không nhìn thấy tia hồng ngoại được thu lại và sử lý sang tín hiệu số bằng TSOP138 ,TSOP1738…các mắt nhận tín hiệu hồng ngoại biến đổi năng lương quang thành năng lượng điện cấp tín hiệu cho mạch thu . 1.6 IC nguồn ổn áp Cách đơn giản nhất để tạo ra nguồn +5V là dùng IC nguồn 7805. Nhược điểm lớn nhất của họ 78XX là tỏa nhiệt rất nhiều, điện áp thừa sẽ được cắt bỏ chuyển thành nhiệt năng tỏa ra trên IC. Hình 1.6 IC ổn áp 7805 1.7 Transistor 9 Hinh 1.7.0 Hình dạng transistor thực tế 1.7.1 Kí hiệu và cấu tạo của transistor. -Cấu tạo: Gồm ba lớp bán dẫn ghép lại với nhau hình thành hai lớp tiếp giáp P-N nằm ngược chiều nhau. Ba vùng bán dẫn nối ra ba chân gọi là ba cực. Cực nối với vùng bán dẫn chung gọi là cực gốc, cực này mỏng và có nồng độ tạp chất thấp, hai cự còn lại nối với vùng bán dẫn ở hai bên là cực phát (E) và cực thu (C), chúng có chung bán dẫn nhưng nồng độ tạp chất là khác nhau nên không thể hoán vị cho nhau. Vùng cực E có nồng độ tạp chất rất cao, vùng C có nồng độ tạp chất lớn hơn vùng B nhưng nhỏ hơn vùng E. Hình 1.7.1: Kí hiệu của transistor 1.7.2. Phân cực cho transistor. -Đó là cung cấp điện áp DC thích hợp giữa các chân B, C, E để đảm bảo cho tiếp giáp B-C phân cực nghịch. Với transistor NPN: U BE >0 và U CE >0 Với transistor PNP: U BE <0 và U CE <0 -Về giá trị điện áp: Tùy thuộc vào vật liệu cấu tạo nên transistor là Si hay Ge mà giá trị điện áp U BE nằm trong một khoảng nhất định. -Ứng dụng của transistor: Dùng để làm các phần tử khuếch đại trong các mạch khuyếch đại công suất. Dùng để làm phần tử điều chỉnh trong các mạch ổn định điện áp, khóa điện tử. 10 . cứu, chế tạo mạch điện điều khiển quạt từ xa có mã hóa’’ Về đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mạch điện điều khiển quạt từ xa có mã hóa’’ Không chỉ có ý nghĩa. nguyên lý các mạch có liên quan đến đề tài. Chẳng hạn như các mạch thu phát hồng ngoại, mạch điều khiển từ xa và các linh kiện liên quan đến mạch. Nam -
