Báo cáo đồ án CDIO Thết Kế Mạch Led Nháy Dùng IC 555 và IC 4017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO ĐỒ ÁN CDIO2 Đề Tài Thiết Kế Mạch Đèn Led Nhấp Nháy Cho Xe Cảnh Sát GVHT NGÔ LÊ MINH TÂM NHÓM 1 SVTH NGUYỄN MINH ĐỨC MSSV 2221168825 ĐOÀN CÔNG VIỆT Ngày nay,khái niệm kĩ thuật số đã trở thành quen thuộc với nhiều người , bởi vì sự phát triển của ngành kĩ thuật số này đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu. Có người đã nêu ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “nền kinh tế kĩ thuật sô”, “số hóa đã gần như vượt khỏi ranh giới của một môn thuật ngữ mỹ thuật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

- ĐOÀN CÔNG VIỆT MSSV:2221168867

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay,khái niệm kĩ thuật số đã trở thành quen thuộc với nhiều người , bởi vì sự phát triển của ngành kĩ thuật số này đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu Có người đã nêu ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “nền kinh tế kĩ thuật sô”, “số hóa đã gần như vượt khỏi ranh giới của một môn thuật ngữ mỹ thuật.Nhờ có ưu điểm của xử lí số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tín đa thích nghi và kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tín tiện lợi trong điều khiển.

Và ngày nay, ngành điện tử đã tạo được nhiều bước đột phá lớn mạnh mẽ cho các ngành kinh tế cũng như các ngành quan trọng khác và đảm bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng lẫn số lượng và dịch vụ Đồng thời kiến thức điện- điện tử không thể thiếu với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên ngành điện điện tử.

Hiện nay chúng ta đang thấy trên xe của cảnh sát ở nước ta cũng như trên thế giới đều có gắn một thiết bị đèn nháy 2 màu đỏ và xanh để báo hiệu cũng như ưu tiên loại xe này Để hiểu rõ hơn về nguyên lí làm việc cũng như giới thiệu và có nhu cầu phát triển với mô hình, nhóm em

đã chọn đề tài Mạch Led Nháy Police.

MỤC LỤC

Lời Mở Đầu

Phần I Cơ Sở Lý Thuyết

1.1.Sơ đồ các khối trong mạch

1.2.Linh kiện

1.3 Chức năng các linh kiện 1.3.1 IC555

1.3.2 IC4017

1.3.3 C1815

1.3.4 Tụ gốm 104

1.3.5 Diode 1N4007

1.4 Sơ đồ nguyên lí

1.5 Nguyên lí hoạt động

Phần II Thi công mạch 2.1 Các bước thực hiện

2.1.1 Tạo mạch 3D

2.1.2Mạch đổ đồng

2.2 Mô hình thực tế

2.3 Nhận xét và đánh giá

Tài liệu tham khảo

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Trang

Hình 1.1: Sơ Đồ Khối……….5

Hình 1.3.1.1 : IC 555……… 6

Hình 1.3.1.2: Sơ đồ chân IC 555………6

Hình 1.3.1.3 :Sơ Đồ Nguyên Lí hoạt Động của IC555……… 8

Hình 1.3.2.1: Cấu taọ chân của 4017……….10

Hình 1.3.2.2: Sơ đồ cấu tạo bên trong IC 4017……….10

Hình 1.3.2.3: Ảnh thực tế chân 4017……….11

Hình 1.3.3.1: Linh kiện C1815……… 12

Hình 1.3.3.2: Hình ảnh thực tế và xác nhận chân……….13

Hình 1.3.4.1: Linh kiện tụ gốm 104……… 14

Hình 1.3.5.1: Diode 1N4007……….15

Hình 1.4.1 : Sơ đồ nguyên lí và nguyên lí hoạt động………16

Hình 2.1.1.1: Mạch 3D nhìn phía dưới……… 17

Hình 2.1.1.2: Mạch 3D nhìn phía trước……….17

Hình 2.1.1.3: Mạch 3D nhìn bên……… 18

Hình 2.1.2.1: Mạch in ……….19

Hình 2.2.1: Mạch hoàn chỉnh………19

Bộ Đếm Xung Dao Động : Nhận tín hiệu từ bộ khuếch đại điều khiển led

Bộ Giải Mã Địa Chỉ : Tin hiệu điện tử sau khi khuếch đại sẽ nhờ C1815 điều khiển led nhấp nháy theo quy luật

Xuất LED: Led sáng đỏ xanh theo nhịp luân phiên

- Lược đực cong,dây điện

- 8 LED Xanh dương

- 8 LED đỏ

Bộ Tạo

Xung

Bộ Đếm Xung Dao Động

Bộ Giải Mã Địa Chỉ

Xuất LED

+ Công suât tiêu thụ (max) 600mW

Hình 1.3.1.2 :Sơ Đồ Chân IC555

+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung.

+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc

+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1 1 ở đây là mức cao nó tương ứng vớigần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V)

+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theomức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC

+ Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC

555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND Chân này có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu

và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định

+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt

+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển bỡi tầng logic của chân 3 Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng

lại.ngược lại thì nó mở ra Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động

+ Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động Không có chân này coi như IC chết Nó được cấp điện áp từ 2V >18V (Tùy từng loại 555 nhé thấp nhất là con NE7555

* Chức năng

+ Tạo xung

+ Điều chế được độ rộng xung

+ Điều chế vị trí xung

*Nguyên lí hoạt động của IC 555

Hình 1.3.1.3: Nguyên lí hoạt động của IC 555

Ở trên mạch trên H: mức cao và gần bằng Vcc; L là mức thấp và bằng 0V Sử dụng

Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C

- /Q = 1 > Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V !

- Tụ C xả qua Rb Với thời hằng Rb.C

- Điện áp trên tụ C giảm xuống do tụ C xả, làm cho điện áp tụ C

nhảy xuống dưới 2Vcc/3

Hình 1.3.2.1: Sơ đồ cấu tạo bên trong IC 4017

Hình 1.3.2.2: Cấu tạo chân của 4017

Hình 1.3.2.3 Ảnh thực tế chân 4017

IC4017 có 16 chân và chức năng của mỗi pin được giải thích như sau:

 Pin-1: Là đầu ra Q5, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 5

Pin-2: Là đầu ra Q1, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 1

Pin-3: Là đầu ra Q0, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 0

Pin-4: Là đầu ra Q2, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 2

Pin-5: Là đầu ra Q6, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 5

Pin-6: Là đầu ra Q7, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 6

Pin-7: Là đầu ra Q3, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 7

Pin-8: Đây là chân nối đất (0V)

Pin-9: Là đầu ra Q8, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 9

Pin-10: Là đầu ra Q4, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 10

Pin-11: Là đầu ra Q9, ở mức cao khi bộ đếm đếm đến xung thứ 11

Pin-12: Chân này được chia thành 10 đầu ra được sử dụng để ghép IC với một bộ đếm khác để cho phép đếm lớn hơn phạm vi được hỗ trợ bởi một IC

4017 Bằng cách xếp chồng với một vi mạch 4017 khác, chúng tôi có thể đếm tới

20 số Chúng ta có thể tăng và tăng phạm vi đếm bằng cách xếp tầng với ngày càng nhiều IC 4017 Mỗi IC ghép tầng sẽ tăng phạm vi đếm lên 10 Tuy nhiên,

nó không được khuyến khích để thác hơn 3 IC vì nó có thể làm giảm độ tin cậy của đếm do sự cố xảy ra Nếu bạn cần một phạm vi đếm hơn hai mươi hoặc ba

mươi, tôi khuyên bạn nên đi với thủ tục thông thường của việc sử dụng một truy cập nhị phân theo sau là một bộ giải mã tương ứng.

Pin-13: Là chốt vô hiệu hóa Trong chế độ hoạt động bình thường, điều này được kết nối với điện áp LOW hoặc logic Nếu pin này được kết nối với logic điện áp cao, sau đó mạch sẽ ngừng nhận xung và do đó nó sẽ không tăng số lượng không phân biệt số lượng xung nhận được từ đồng hồ

Pin-14: Là đầu vào đồng hồ Đây là pin từ nơi chúng ta cần cung cấp xung xung đầu vào cho IC để tăng số đếm Sự tiến bộ đếm trên cạnh tăng của đồng hồ

Pin-15: Là pin reset nên được giữ LOW cho hoạt động bình thường Nếu bạncần phải thiết lập lại các vi mạch, sau đó bạn có thể kết nối pin này để điện áp CAO

Pin-16: Là nguồn cấp điện (Vcc) Điện áp vcc từ 3V đến 15V

*Kiểu chân và kích thước C1815 :

Dòng qua B được tính theo công thức : IC = B.IB

trong đó :

IC là dòng chạy qua mối CE

IB là dòng chạy qua mối BE

β là hệ số khuyếch đại của Transistor

-Công dụng diode 1N4007 là chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại

1.4 Sơ Đồ Nguyên Lí của Mạch

Hình 1.4.1 : Sơ đồ nguyên lí

1.5 Nguyên lí hoạt động :

Mạch ic 555 tạo xung cấp vào chân clock của ic đếm thập phân 4017 để xuất rachân tương ứng (0-9) 4017 xử lý tín hiệu điện đưa qua diode ổn áp.Tín hiệu sau đóqua c1815 bóng led sáng.Tại mỗi thời điễm,mỗi đầu ra pin(09) của ic 4017 sẽlần lượt ở mức cao.Vì vậy các diod mắc tương ứng với mối đầu ra sẽ dẫn  làm Tzc1815 dẫnĐiều khiển ma trận led sáng led luân phiên

Hình 2.1.1.3:Mạch 3D nhìn bên

2.1.2.Mạch In

Hình2.1.2.1 Mạch In của mạch

2.2 Mô hình thực tế

Hình2.2.1: Mạch hoàn chỉnh

2.3 Nhận xét và đánh giá

a Nhận xét :

-Ưu điểm:

Qua đề tài này giúp em học hỏi thêm một số kiến thức và kỹ năng sau :

+Tìm hiểu thêm một số linh kiện và nguyên lí làm việc trong thiết kế mạch

+ Nghiên cứu sử dụng phần mềm protues cũng như một số phần mềm khác

+Biết làm mạch in, hàn gắn các linh kiện lại với nhau

+Tìm tòi và nghiên cứu thêm nhiều tài liệu liên quan đến đề tài

v=DDhKF6hJVeY&feature=share&fbclid=IwAR2xF8NpR6thqVy8Ls7gsel7pj-http://phuclanshop.com/cung-ban-tim-hieu-cac-ic-thong-dung-khoi-dau-voi-ic-555

gclid=EAIaIQobChMIr_2Jybfk3gIVxQMqCh36gQrKEAAYASAAEgJUMfD_BwE