Đồ Án Cơ Sở 1 Mạch Chống Trộm Dùng Cảm Biến Từ.docx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CƠ SỞ 1 MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN TỪ Khoa CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ Ngành KỸ THUẬT CƠ KHÍ LỜI CẢM ƠN Trong suốt[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN CƠ SỞ 1

MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN TỪ

Em xin chân thành cảm ơn.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 Đặt vấn đề : 1

1.2 Mục tiêu đề tài : 1

1.3 Nội dung đề tài: 1

1.4 Yêu cầu đề tài : 1

1.5 Phương pháp nghiên cứu : 1

1.6 Kết cấu đồ án: 2

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

2.1 Tranzitor A 1015 3

2.2 SCR 100-6 4

2.3 Công tắc từ 5

2.4 Điện trở 6

2.5 Điot 7

Điot phát quang ( LED ) 7

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 9

3.1 Thiết kế sơ đồ khối 9

3.1.1 Sơ đồ khối tổng thể 9

3.1.2 Nhiệm vụ các khối : 9

3.2 Thiết kế mạch nguyên lý 10

3.2.1 Khối cảm biến : 10

3.2.2 Khối xử lý 11

3.2.3 Khối phát tín hiệu 13

3.3 Nguyên lý hoạt động toàn mạch 14

CHƯƠNG 4 : THI CÔNG MẠCH 15

4.1 Sơ đồ mạch in : 15

4.1.1 Sơ đồ mạch : 15

4.1.2 Phương pháp làm mạch in : 15

4.1.3 Mô hình mạch 16

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 18

5.1 Nhận xét 18

5.2Ưu nhược điểm , hướng phát triển 18

1 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề :

Hiện nay , tệ nạn xã hội ngày càng gia tăng , trộm cướp ngày càng nhiều ,và nạn nhân làcác bạn sinh viên ở nhà trọ , điều kiện an ninh không được đảm bảo tuyệt đối Để muađược một thiết bị chống trộm ngoài của hàng quả là khó khăn đối với các bạn sinh viênnghèo Hãy tự chế tạo cho mình một thiết bị chống trộm, vừa để tiết kiệm chi phí , vừa để

`

1.2 Mục tiêu đề tài :

Nhắc lại kiến thức cơ bản của môn điện tử

Khảo sát một số linh kiện có trong mạch

Hoàn thành kỹ năng làm mạch

Mạch hoạt động tốt

1.3 Nội dung đề tài:

Sử dụng phần mềm thiết kế mạch, tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của các linh kiện, cáckhối trong mạch Phương pháp làm mạch in

1.4 Yêu cầu đề tài :

Khi có tín hiệu vào đến khối cảm biến là 1 vật có từ trường sẽ làm thay đổi trạng thái đầu

ra là bong đèn , còi

Cấu tạo đơn giản , dễ dàng lắp đặt , link kiện dễ tìm kiếm , thông dụng

Nguồn đưa vào điều khiển là nguồn 9V

1.5 Phương pháp nghiên cứu :

Thu thập thông tin từ những bạn bè đang làm trong lĩnh vực điện tử,từ những tài liệu màtrước đây đã học.Sữ dụng phàn mềm proteus để thiết kế mạch và chạy mô phỏng

1.6 Kết cấu đồ án:

Chương 1: Giới thiệu đề tàiChương 2 : Cơ sở lý thuyếtChương 3 : Tính toán và thiết kếChương 4 : Thi công mạchChương 5 : Kết luận

2 CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tranzitor A 1015

Hệ số khuếch đại hFE của transistor A1015 trong khoảng 70 đến 400

Thứ tự các chân từ trái qua phải: E C B

VEBO điện áp cực E sang B -5 V

IC dòng cực C(cực góp) -150 mA

2.2 SCR 100-6

-Giới tiệu

Con SCR thường làm linh kiện đóng ngắt dòng điện dùng để điều khiển các nguồn

điện, bộ biến đổi công suất , trong lĩnh vực điện tử công suất

SCR có tính năng giống các con transistor nhưng hơi khác một chút ở chỗ con SCR tín hiệu tác động vào cổng điều khiển thì chỉ có chức năng đóng điện mà không thể ngắt dòng điện đi qua nó

Cổng điều khiển ở con transistor là cực nền (cực Base) , còn ở SCR là chân G(Gate)

-Các thông số cơ bản

 Điện áp cực đại: 600A

 Dòng điện thuận cực đại: 0.8A

 Điện áp điều khiển mở van: 0.1 ~ 1.2V

 Dòng điều khiển mở van: 200uA

 Nhiệt độ làm việc: -40oC ~ 125oC

MCR100-6 là một linh kiện bán dẫn, được thiết kế cho điện áp cao, sử dụng dòng điện đểnhư relay, van đóng mở, điều khiển động cơ nhỏ, đóng mở cho Thyristor lớn hơn

MCR100-6 có thể chịu được điện áp cực đại đặt lên van là 600V cho cả chiều thuận vàchiều nghịch Dải nhiệt độ làm việc rộng từ -40oC cho tới 125oC.

MCR100-6 thích hợp sử dụng điều chỉnh điện áp xoay chiều và các công-tắc-tơ tĩnh.Chúng có thể được sử dụng như một bật/tắt chức năng trong các ứng dụng, cảm ứng khởiđộng động cơ mạch, bộ điều khiển tốc độ động cơ,

2.3 Công tắc từ

-Giới thiệu

Công Tắc Từ FR3S là loại linh kiện cơ điện từ: chúng đóng hay mở mạch điện dự

trên nguyên lý từ trường Khi từ trường đủ mạnh làm chúng nhiễm từ để mở hay đóngmạch điện Loại sensor này tương đối rẻ tiền, dễ mua, bền nên có thê lắp chìm bên trongphía trên cửa rồi chám xi măng là xong Phía bên dưới cửa phía bên trong ta chỉ để cụcnam châm nhỏ là có một sensor để biết sự mở cửa rất dễ dàng

Công tắc từ nhìn nó giống như một cái bóng đèn flash nhưng nó chỉ đóng hay mởmạch( đổi trạng thái) khi có từ trường đủ lớn

-Ứng dụng

+ làm công tắc đóng mở thiết bị Vì chỉ cần có tác động từ trường đủ lớn là có thể thayđổi trạng thái đóng mở mạch điện, nên dùng thuận lợi cho việc điều khiển tại những nơi

ẩm ướt và đóng mở thường xuyên Vì không cần tiếp xúc trực tiếp về cơ học mà dán tiếpqua từ trường

+ Làm cảm biến cửa: đây là một cách tuyệt vời vì không sợ bụi bặm theo thời gian haybởi sự che chắn dễ dàng lắp đặt Nhược điểm là có thể dùng nam châm để làm hiểu lầmnên khi lắp đặt nên dùng kim loại tạo vòng che chắn để ít ảnh hưởng bởi từ trường bêncạnh

Điot phát quang ( LED )

LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là các điốt có khảnăng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt, LED được cấutạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n

ĐỘNG

Lựa chọn linh kiện cho mạch :

Chọn Công Tắc Từ FR3S vì linh kiện này đóng hay mở mạch điện dựtrên nguyên lý từ trường Khi từ trường đủ mạnh làm chúng nhiễm từ để mở hay đóngmạch điện Loại sensor này tương đối rẻ tiền, dễ mua, bền nên có thê lắp chìm bên trongphía trên cửa rồi chám xi măng là xong Phía bên dưới cửa phía bên trong ta chỉ để cụcnam châm nhỏ là có một sensor để biết sự mở cửa rất dễ dàng

3.1.2.3 Khối xử lý :

Chức năng :

Khi chân B của tranzitor phân cực âm , chân C chân E của tranzitor thông Đưa tín hiệuđiện đến MCR Tại đây tín hiệu được đưa khối phát tín hiệu mà không bị ngắt

Các linh kiện có thể sử dụng trong khối :

TRANZITOR A1015 , TRANZITOR C9018 ,C9013

MCR 100-6 , MCR 100-8

Lựa chọn linh kiện dung trong mạch :

Tranzitor A1015 , MCR 100-6 (vì nó tính năng giống các con transistor nhưng hơi khác một chút ở chỗ con SCR tín hiệu tác động vào cổng điều khiển thì chỉ có chức năng đóng điện mà không thể ngắt dòng điện đi qua nó)

3.1.2.4 Khối phát tín hiệu

Chức năng :

Tín hiệu vào sẽ làm thay đổi trạng thái thiết bị có trong mạch

Linh kiện có thể làm được chức năng này : led , còi hú , còi bíp

3.2 Thiết kế mạch nguyên lý

3.2.1 Khối cảm biến :

Thiết kế mạch :

Đối với mạch này sử dụng công tắc từ FR3S để làm cảm biến từ

Khi phát hiện từ trường : 2 tiếp điểm J1 và J2 sẽ nối lại với nhau , dẫn dòng điện từ J1 qua J2 , dẫn tín hiệu điện đến khối xử lý

3.2.2 Khối xử lý

3.2.2.1 Thiết kế mạch :

3.2.2.2 Nguyên lý hoạt động

-Khi có tác động:

Công tắc từ dẫn điện qua R6 và R1 ,điểm chung là chân B của A1015

IB = VCC/(R6+R1)

chân B lúc này khoảng 8,5 V

=> làm cực CE của A1015 không thông

-Khi không có tác động :

Khi công tắc từ mất từ trường , không dẫn điện qua R6 , cầu phân áp R5 và R1 hoạtđộng

IB=VCC/(R5+R1)

Chân B lúc này phân cực âm => mối nối EC thông Đưa tín hiệu điện đến SCR (đượchạn dòng bởi R3 ,R4.

Điện áp từ khối xử lý đưa vào khối phát tín hiệu theo công thức cầu phân áp thìđiện áp thì điện áp ra của khối cảnh báo là :

VOUT = ( VXỬ LÝ * R LED)/( R2 + RLED)

+Khi có tác động : không có dòng điện từ khối xử lý đi qua => Led , còi hú , còi bípkhông hoạt động

3.3Nguyên lý hoạt động toàn mạch

- Khi có tác động :

Công tắc từ dẫn điện qua R6 và R1 , điểm chung là chân B của A1015 , làm cực

CE transistor A1015 không thông do chân B lúc này khoảng 8,5V , SCR khôngthông , Led không sáng , còi không kêu

- Khi không có tác động : công tắc mất từ trường , không dẫn điện qua R6 , cầuphân áp R5 và R1 hoạt động làm chân B A1015 phân cực âm , mối nối EC thôngdẫn điện làm cho SCR thông xuống mass , led sáng và còi báo động

4 CHƯƠNG 4 : THI CÔNG MẠCH 4.1 Sơ đồ mạch in :

4.1.1 Sơ đồ mạch :

SƠ ĐỒ MẠCH IN

4.1.2 Phương pháp làm mạch in :

Dựa trên thiết kế và tính toán

Sử dụng phần mềm protues để vẽ => xuất ra layout để in

Sau đó, in mạch đã vẽ trên máy tính ra tờ giấy bóng 1 mặt (giấy thuốc), bước tiếp theo sẽ

là ủi chuyền nhiệt để chuyển toàn bộ mực in trên giấy sang board đồng Sau khi board

đồng đã dính hết tất cả các đường mạch mà ta đã vẽ trên máy tính thì ta mang board đồng

đó ngâm trong dung dịch thuốc ăn mòn, những chỗ nào có dính mực in thì đồng sẽ không

bị ăn mòn (đường đồng được giữ lại) và những vùng đồng không có mực in thì thuốc sắt

sẽ ăn mòn hết Sau khi đã ngâm trong dung dịch xong ta lấy ra rửa và đánh tan mực in thìtrên board đồng sẽ còn những đường đồng y như những gì ta đã vẽ trên máy Tiến hànhkhoan và hàn linh kiện để có một mạch in hoàn chỉnh

Lắp nguồn chạy thử =>mạch chạy được

Khi có tác động

Nam châm

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 5.1 Nhận xét

Mạch hoạt động theo đúng yêu cầu đã đề ra : đóng cửa thì đèn và còi không hoạtđộng ,mở cửa thì đèn sáng và còi kêu

5.2 Ưu nhược điểm, hướng phát triển

Ưu điểm : khi mở cửa thì còi và đèn hoạt động , nhưng đóng cửa lại còi và đèn vẫn hoạtđộng bình thường Chỉ khi tắt công tắc , đèn và còi mới dừng lại Nên chúng ta có thể lắpcông tắc ở nơi mà kẻ trộm khó có thể tìm ra được

Nhược điểm : phải sử dụng nam châm có từ trường mạnh để có thể dễ dàng lắp đặt Hướng phát triển : có thể lắp thêm điều khiển từ xa công tắc cảm biến vân tay

Tài liệu tham khảo :

Sách điện tử 1 , http://codientu.org