Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành SungLỜI NÓI ĐẦU --- Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kĩ thuật tiên tiến, thế giới chúng ta ---đã và đang một ngày thay đổi, văn minh v
Trang 1TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
5 KÊNH BẰNG SÓNG RF
GVHD: Th.s Đào Thành Sung SVTH: Đỗ Tấn Phong
MSSV: 2115060040 Lớp: CCQ1506A
Tp Hồ Chí Minh, Tháng 6 Năm 2019
Trang 2Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
LỜI NÓI ĐẦU
- Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kĩ thuật tiên tiến, thế giới chúng ta
-đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn Sự phát triển của kĩ thuậtđiện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặt điểm nổi bật như sự chính xáccao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết cho hoạt động của con ngườiđạt hiệu quả cao
Một trong những ứng dụng quan trọng của ngành điện tử là công nghệ điềukhiển từ xa Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị từ xa hay lànhững thiết bị con người không thể trực tiếp chạm vào để điều khiển tạo thuận lợi
Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên, em đã chọn đề tài “Mạch điều khiển từ
xa 5 kênh bằng sóng RF” cho môn Đồ án kỹ thuật số
Trang 3LỜI CẢM ƠN - -
Để hoàn thành được đề tài này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy ĐàoThành Sung đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quátrình thực hiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa điện - điện tử
đã tận tình chỉ dạy cho em tạo nền tảng kiến thức vững chắc để hoàn thành đề tài này
Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi những sai sót kính mongquý thầy cô góp ý và chỉ dẫn để em có thể hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 4Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
TP HCM, ngày … tháng … năm 2019
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trang 5TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌCTên đề tài: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 5 KÊNH BẰNG SÓNG RF
Ngày giao đề tài: 11/2/2019; Tuần thứ: 1
Ngày hoàn thành đề tài: 20/5/2019; Tuần thứ: 16
Sinh viên thực hiện:
Họ tên sinh viên: Đỗ Tấn Phong MSSV: 2115060040
Tuần/ngày Nội dung – công việc thực hiện
Tuần 1,2,3 Đăng kí đồ án, gặp giáo viên hướng dẫn để đề xuất đề tài đồ án,
chờ giáo viên hướng dẫn xét duyệt đề tài đồ án
Tuần 4,5,6 Tìm hiểu lên ý tưởng và thiết kế sơ đồ nguyên lí
Tuần 7,8,9 Kiểm tra sơ đồ nguyên lý, sửa lỗi, mô phỏng và giải thích sơ đồ
nguyên lý của mạch
Tuần 10,11,12 Thi công mạch, chỉnh sửa lỗi và lắp ráp mạch, kiểm tra mạch thực
tế chạy hay không để có hướng sửa chữa
Tuần 13,14,15 Tiến hành viết báo cáo và đưa cho giáo viên hướng dẫn xem và
chỉnh sửa
Tuần 16 Gửi báo cáo cho giáo viên hướng dẫn kiểm tra lần cuối xem xét và
góp ý kiến, sau đó nộp đồ án và báo cáo trước khi bảo vệ
Xác nhận của giáo viên hướng dẫn(Ký và ghi rõ họ và tên)
Trang 7LỜI CAM ĐOAN - -
Trang 8Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
MỤC LỤC
-
-LỜI NÓI ĐẦU 1
LỜI CẢM ƠN 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4
TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC 5
LỜI CAM ĐOAN 6
MỤC LỤC 7
DANH MỤC HÌNH ẢNH 9
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10
1.1 Giới thiệu đề tài 10
1.2 Lý do chọn đề tài 10
1.3 Phương tiện nghiên cứu 10
1.4 Mục đích và yêu cầu đề tài 10
CHƯƠNG II: CƠ S THU ẾT 11
2.1 IC4013 11
2.2 IC7805 12
2.3 Diode 1N4007 12
2.4 Transistor C1815 13
2.5 Điện trở 13
2.6 Relay 14
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 15
3.1 Sơ đồ khối 15
3.2 Sơ đồ nguyên lý và chức năng của từng khối 15
3.2.1 Khối nguồn 15 3.2.2 Khối thu và khối phát sóng RF 16 3.2.3 Khối xử lý 17 3.2.4 Khối công suất 18 3.3 Nguyên lý hoạt động 19
3.4 Thi công 19
Trang 93.4.2 Mạch hoàn chỉnh 20
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 21
4.1 Ưu, nhược điểm của sản phẩm 21
4.2 Hướng phát triển đề tài 22
4.3 Kết luận 22
TÀI LIỆU THAM KHẢO 22
Trang 10Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
DANH MỤC HÌNH ẢNH
-
-Hình 2.1: -Hình ảnh IC4013 11
Hình 2.2: Sơ đồ chân IC7805 12
Hình 2.3: Diode 1N4007 12
Hình 2.4: Transistor C1815 13
Hình 2.5: Điện trở dạng chân cắm 13
Hình 2.6: Relay 14
Hình 3.1: Sơ đồ khối 15
Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguồn 15
Hình 3.3: Bộ thu và phát sóng RF 16
Hình 3.4: Sơ đồ khối xử lý (IC4013) 17
Hình 3.5: Sơ đồ khối công suất 18
Hình 3.6: Sơ đồ mạch in 20
Hình 3.7: Hình ảnh mạch hoàn chỉnh 21
Trang 11CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu đề tài
- Hiện nay công nghệ điều khiển từ xa đang phát triển vượt bậc và trở thành một trong những nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống của con người hiện nay
- Để thích nghi với vấn đề này, em đã suy nghĩ tới điều khiển các thiết bị bằng sóng RF và được khai thác trong đề tài này
1.2 Lý do chọn đề tài.
- Ngày nay kĩ thuật số là một thành phần không thể thiếu , nó mang lại nhiều tính ưu việt có thể thay thế một mạch điện phức tạp bằng một vi mạch nhỏ gọn, nhưng ứng dụng lại đa dạng và linh hoạt hơn, tiết kiệm được năng lượng hơn tốc độ xử lý nhanhhơn, Để học tập tốt và hiểu sâu về môn học kĩ thuật số ngoài những khiến thức trên sách
vở cần có những ứng dụng vào thực tế
Trên cơ sở đó chúng em tìm hiểu và thiết kế sản phẩm là: Mạch điều khiển
từ xa bằng sóng RF
1.3 Phương tiện nghiên cứu.
- Tài liệu tổng hợp từ một số nguồn khác nhau trên
- Tìm kiếm thông tin trên internet
- Các phần mềm hỗ trợ: Protues, Altium
1.4 Mục đích và yêu cầu đề tài.
- Hệ thống điều khiển được đóng ngắt từ xa 5 thiết bị
- Hệ thống làm việc ổn định
- Có khả năng áp dụng mô hình trong thực tế
Trang 12Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
Để thực hiện mạch điều khiển từ xa 5 kênh bằng sóng RF cần sử dụng nhiều
loại linh kiện khác nhau, sau đây là một số linh kiện chính có trong mạch:
2.1 IC4013
- IC 4013 là một loại D Flip-flops được cấu tạo bên trong là 2 flipflop loại
D với hai trạng thái ổn định Sử dụng đầu vào kích để thay đổi trạng thái 0 và 1
- Cấu tạo và sơ đồ các chân:
Hình 2.1: Hình ảnh IC4013
- Chức năng của các chân :
Chân nhận dữ liệu D : Đây là một trong hai kết nối tới một logic low điện áp 0, hoặc điện áp cao, logic 1
Chân Clock : Là ngõ vào của xung clock
Chân đầu vào SET : đầu vào SET thường được ở mức LOW
Trang 14Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung 2.4 Transistor C1815
C1815
Hình 2.4: Transistor C1815
- Transistor C1815 là transistor thuộc loại transistor NPN
- C1815 có kiểu chân là T092 có nghĩa là kiểu chân cắm
Trang 152.6 Relay
- Là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện Nó là một công tắc vìrelay có 2 trạng thái ON và OFF Relay ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào dòng cóđiện chạy qua relay hay không
Hình 2.6: Relay
Chân 1, 2: 2 đầu cuộn dây
Chân 4: Tiếp điểm thường đóng
- Nguyên tắc hoạt động: Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này
sẽ chạy qua cuộn dây bên trong rơ le tạo ra từ trường hút Từ trường hút này tác động lênmột đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổitrạng thái của relay
Trang 16Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
3.1 Sơ đồ khối.
KHỐI KHỐI
KHỐI NGUỒN
Trang 17 Dòng điện đầu ra: 1.5A.
- Một số điểm lưu ý khác: Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 4.8-5.2 V Nên nếu đo được áp là 4.85V thì không vội kết luận là IC bị hỏng
- Chức năng: cung cấp nguồn điện áp 5VDC cho toàn mạch hoạt động
3.2.2 Khối thu và khối phát sóng RF.
Hình 3.3: Bộ thu và phát sóng RF
- Sóng RF hay còn được gọi là tần số vô tuyến là dải tần số nằm trong khoảng từ 3KHz tới 300GHz tương ứng với tần số của các sóng vô tuyến và các dòng điện xoay chiều mang tín hiệu vô tuyến
- Bộ phát sóng RF (remote) giúp phát tín hiệu sóng RF Bộ thu sóng
RF (module SC2272-M6) thu tín hiệu sóng RF và giải mã tín hiệu
Trang 18Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
Truyền khoảng cách: tùy thuộc vào angten và môi trường truyền từ
- IC 4013 được cấu tạo bên trong là 2 flip flop loại D Trong mạch IC
4013 đóng vai trò là IC xử lý tín hiệu từ mạch thu sóng RF và đưa
ra các giá trị ngõ ra
Trang 19- Chức năng: Các IC4013 sau khi nhận tín hiệu từ mạch thu RF sẽ xử lýtín hiệu và chốt tín hiệu ngõ ra đưa vào khối relay.
3.2.4 Khối công suất
Hình 3.5: Sơ đồ khối công suất
- Các relay đóng vai trò trung gian giao tiếp giữa khối điều khiển và tải
- Chức năng: khi relay nhận tín hiệu từ khối xử lý thì tín hiệu sẽ kíchcho transistor dẫn, dòng điện đi từ VCC vào chân số 1 của MOC3020 ra chân số 2 xuốngGND Lúc này diode phát quang bên trong MOC3020 sẽ phát sáng, kích cho transistorthì MOC3020 sẽ dẫn kích xung dương cho triac BT137 dẫn, kích cho tải hoạt động
Trang 20Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
3.3 Nguyên lý hoạt động.
Khi ta nhấn một nút tương ứng ở remote bên 2262, chân 17 của 2272 có tín hiệumạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của 2272 làm cho chân 12 của 2272lên mức 1, khi nhận được tín hiệu sau khi xử lý và đưa đến ngõ vào của IC 4013 và ICnày có nhiệm vụ chốt tín hiệu ngõ ra, ngõ ra sẽ lên mức cao 1, và khi nhận được tínhiệu xung một lần nữa thì ngõ ra này sẽ xuống mức thấp 0 Các ngõ này được nối tớimạch điều khiển Nếu ngõ ra lên mức cao, chân B ( C1815) có dòng kích ở mức caolàm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp tạo ra nguồncung cấp cho khối Opto hoạt động Ngược lại nếu ở mức thấp, chân B ( C1815) không
có dòng kích làm cho transistor ngưng dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mứccao không có nguồn cung cấp, khối Relay sẽ không họat động
3.4 Thi công.
3.4.1 Mạch in.
Trang 21Hình 3.6: Sơ đồ mạch in
3.4.2 Mạch hoàn chỉnh
Trang 22Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung
Khoảng cách điều khiển còn hạn chế
Bố trí linh kiện chưa được khoa học
Trang 234.2 Hướng phát triển đề tài.
- Thiết kế thêm nhiều ngõ ra để điều khiển nhiều thiết bị hơn
- Có thể áp dụng trong môi trường công nghiệp và văn phòng để điều khiển các thiết bị điện từ xa
4.3 Kết luận.
Trong quá trình nghiên cứu và xây dựng đề tài em đã vận dụng những kiến thứcchuyên môn nhằm để hoàn thành yêu cầu đặt ra Qua đó em được dịp cũng cố lại kiếnthức cơ bản chuyên ngành Trên cơ sơ đó chúng em có thể đánh giá lại những gì mình
có được sau khi học
Trong thời gian thực hiện đề tài với sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của giảngviên hướng dẫn đến nay mạch điều khiển từ xa 5 thiết bị qua sóng rF đã hoànthành.Tuy nhiên do thời gian có hạn và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đồ áncòn tồn tại những thiếu sót Em rất mong nhận được những ý kiến và góp ý của quýthầy cô trong khoa để sản phẩm của em được hoàn thiện hơn Cuối cùng chúng em xinđược cảm ơn quý thầy cô giáo đã tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ chúng em hoàn thành
đề tài
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 24Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung