Bài tập lớn trang bị điện điện tử trong công nghiệp chủ đề hệ thống phát hiện người đột nhập

Phát tín hiệu báo động ngay sau khi có vật cản 2.. Phát tín hiệu báo động ngay sau khi có vật cản 10 giây trước cảm biến 3.. Sự thay đổi tín hiệu 2 chân này sẽ làm thay đổi tín hiệu đầu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TRANG BỊ ĐIỆN- ĐIỆN TỬ TRONG CÔNG

NGHIỆP CHỦ ĐỀ: HỆ THỐNG PHÁT HIỆN NGƯỜI ĐỘT NHẬP

Thành viên nhóm:

3 Vũ Hoàng Thái Duy 2113047

8 Nguyễn Minh Khiêm 2052531

GIỚI

THIỆU

CHUNG

1 YÊU CẦU KĨ THUẬT

2 IC 555

3 IC 4013

5 CÁC CỤM TRONG HỆ THỐNG

4 IC 74193

Mạch có 2 đầu vào gồm: 2 cảm biến quang

Mạch có 3 đầu ra như sau:

- Đèn vàng báo động ( Khi có tín hiệu dưới 10s)

- Đèn trắng + còi báo động ( Khi có tín hiệu trên 10s)

- Đèn đỏ + còi báo động (Khi có tín hiệu)

YÊU CẦU KĨ

THUẬT

1

Từ các đầu vào, và đầu ra trên, ta chia hệ thống thành 2 cụm riêng biệt:

- 1 cảm biến laser

- Đèn vàng, đèn trắng

- Còi báo động

- 1 cảm biến laser

- Đèn đỏ

- Còi báo động

1 Phát tín hiệu báo động ngay sau khi có vật cản

2 Phát tín hiệu báo động ngay sau khi có vật cản 10 giây trước cảm biến

3 Các tín hiệu báo động sẽ kết thúc sau 5s

YÊU CẦU KĨ

THUẬT

1

Có tín hiệu vật cản

IC 74193 được kích để đếm Đếm 10 lần

Đèn trắng sáng

và đèn vàng tắt

Đèn vàng sáng và giữ trạng thái nhớ IC 4013 Còi hú

Sau 5s thì tắt

Sơ đồ nguyên lý cụm A

YÊU CẦU KĨ

THUẬT

vật cản

Kích hoạt tranistor dẫn,

hạ chân 2 của IC 555 xuống mức thấp

Đầu ra Q của

IC 555 ở mức cao

Đèn đỏ sáng và còi hú

Đầu S của IC 4013

ở mức cao, đèn sẽ

sáng

Tụ bắt đầu nạp

Sau 5s tụ nạp đầy, Q của IC555

ở mức thấp

Còi tắt và đèn vẫn sáng

Sơ đồ nguyên lý cụm B

IC 555

1 Nối đất cho IC

2, 6 Chân tín hiệu đầu vào Sự thay đổi tín hiệu 2 chân này sẽ làm thay đổi tín hiệu đầu

ra chân 3

3 Chân tín hiệu đầu ra

4 Chân reset flip flop làm đầu ra Q xuống mức thấp Thường chân này không sử dụng

nên thường để mức cao

5 Thay đổi tín hiệu điều khiển đầu vào so sánh của bộ so sánh

7 Chân xả điện, cho phép xả tùy thuộc vào tín hiệu đảo của Q

8 Cấp nguồn cho IC

2.1 CHỨC NĂNG CỦA

CÁC CHÂN

IC 555

2.2 SƠ ĐỒ CẤU TẠO

BÊN TRONG IC 555 gồm 25 bóng bán dẫn, 2 diode và 15 điện trở.

IC 555

2.3 SƠ ĐỒ CHỨC

NĂNG

- Bộ chia áp gồm 3 điện trở bằng nhau và bằng

- Bộ so sánh gồm 2 Op-amp

- Một flip-flop

- Bộ xả

- Ngõ ra

IC 555

2.3 SƠ ĐỒ CHỨC

NĂNG

Ta thấy:

- Đầu âm (-) của Op-amp 1 được nối với mức áp tham chiếu là 2/3 còn đầu dương (+) được nối với chân 6.

- Đầu dương (+) của Opam 2 được nối với mức áp tham chiếu 1/3 còn đầu âm (-) được nối với chân 2

Vì vậy sử dụng ba chân Trigger,Threshold và Control Voltage có thể kiểm soát đầu ra

của hai bộ so sánh sau đó được nạp vào đầu vào R và S của flip flop Flip-Flop sẽ xuất ra

1 khi R = 0 và S =1 ,và ngược lại nó sẽ xuất 0 khi R = 1 và S = 0 còn khi R = 0 và S = 0 thì flip flop giữ nguyên trạng thái trước đó của nó.

IC 555

2.4 CÁC CHẾ ĐỘ

HOẠT ĐỘNG

a Chế độ monosatble

- Bình thường chân 2 (trigger) ở mức cao, chân 6 (threshold) ở mức thấp làm cho các chân và chân của flip-flop ở mức thấp nên đầu ra ở mức cao làm cho transistor dẫn làm tụ xả về GND Điều đó làm cho mạch luôn ở mức thấp

- Sau khi kích chân 2, và , , chân 3 lúc này mức cao Sau đó và , vẫn duy trì Vì nên transistor ngưng dẫn, tụ lúc này sẽ bắt đầu sạc

- Khi sạc đến và , duy trì cho đến khi tụ tiến hành xả cho đến khi

- Công thức tính thời gian nạp tụ:

IC 555

2.5 CÁC CHẾ ĐỘ

HOẠT ĐỘNG

b Chế độ astable

- Khi ta cấp vào chân 8 và vào chân 1 thì chân 2 và chân 6 ở mức thấp Lúc này và , transistor ngưng dẫn Tụ bắt đầu được nạp

- Khi sạc đến 2/3 và , transistor dẫn , tụ bắt đầu xả.

- Khi xả đến 1/3 và , transistor ngưng dẫn , tụ bắt đầu nạp lại.

- Quá trình trên cứ liên tục lặp đi, lặp lại

- Các công thức liên quan đến quá trình nạp/ xả tụ:

IC 4013

2.1 CHỨC NĂNG CỦA

CÁC CHÂN

Tên chân Chỉ số chân Loại Chức năng

VDD 14 Nguồn Điện áp nguồn

, 1,13 Đầu ra Các đầu ra từ 2 flip flop D

, 2,12 Đầu ra Các đầu ra đảo từ 2 flip flop D

3,11 Đầu vào Đầu vào đồng hồ cho 2 flip flop D ( sườn lên) 5,9 Đầu vào Đầu vào D ( dữu liệu) cho 2 flip flop D 6,8 Đầu vào Preset đầu ra flip flop về 1 4,10 Đầu vào Preset đầu ra flip flop về 0

IC 4013

Bảng chân trị IC4013

2.2 BẢNG CHÂN TRỊ

IC 74193

16 Cấp nguồn cho IC

8 Nối đất cho IC

4 Khi có tín hiệu xung cạnh lên thì chân dữ liệu đầu ra bị giảm 1 bit

5 Khi có tín hiệu xung cạnh lên thì chân dữ liệu đầu ra bị tăng 1 bit

3, 2, 6, 7 Thay đổi tùy thuộc tín hiệu xung cạnh lên của chân 4,5 QA là LSB, QD là MSB

14 Reset các giá trị đầu ra của chân 3, 2, 6, 7 về mức thấp Bình thường chân này ở mức thấp,

muốn reset đưa chân này lên mức cao

11 Reset các giá trị đầu ra của chân 3, 2, 6, 7 về giá trị được đặt vào các chân 15, 1, 10, 9

Bình thường chân này ở mức cao, muốn reset đưa chân này lên mức thấp

12 Chân này luôn ở mức cao Chỉ xuống mức thấp khi chân 3, 2, 6, 7 đều ở mức cao và chân

5 ở mức thấp

13 Chân này luôn ở mức cao Chỉ xuống mức thấp khi chân 3, 2, 6, 7 đều ở mức thấp và chân

4 ở mức thấp

4.1 CHỨC NĂNG CỦA

CÁC CHÂN

IC 74193

4

4.2 BIỂU ĐỒ THỜI GIAN

5 CÁC CỤM TRONG MẠCH CHỐNG TRỘM

5.1 CỤM A

Bắt đầu

Bật đèn vàng

Có vật cản và thời gian bị cản < 10s Đợi tín hiệu từ quang trở

Có vật cản và thời gian bị cản >= 10s

Tắt đèn vàng Bật còi hú Bật đèn trắng

Kết thúc

Yes

No

Yes No

Sơ đồ mạch điện Lưu đồ giải thuật

5 CÁC CỤM TRONG MẠCH CHỐNG TRỘM

5.2 CỤM B

Sơ đồ mạch điện Lưu đồ giải thuât

Bắt đầu

Bật đèn đỏ Còi hú

Có vật cản Đợi tín hiệu từ quang trở

Kết thúc Yes No