ĐẾM SẢN PHẨM (ĐẾM XE)

MẠCH ĐẾM XE RA VÀO DÙNG IC SỐ. MẠCH ĐẾM TỪ 99 VỀ 00. SỬ DỤNG IC 74LS192 VÀ IC 74LS247 KẾT HỢP ED 7 ĐOẠN ANODE CHUNG ĐỂ HIỂN THỊ SỐ XE RA VÀO.KHI TRONG BÃI GIỮ XE HẾT CHỔ TRỐNG TỨC LED 7 ĐOẠN VỀ TRẠNG THÁI 00 THÌ SẼ CÓ LED (HOẶC ĐÈN AC) BÁO HIỆU CHỚP TẮT VỚI CHU KÌ 2S. BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH.

LỜI MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong xã hội hiện nay, một xã hội phát triển và phồn vinh, một thời mà côngnghệ điện tử không thể thiếu trong mọi gia đình và doanh nghiệp Nghành điện tửcông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất cũng như đời sống hiện nay.Các ứng dụng của nó đã được đi vào thực tiển như: mạch điều khiển giao thông,mạch đồng hồ số, mạch đếm sản phẩm…

Trong đó ta có thể nhận thấy ứng dụng của mạch đếm được sử dụng rất rộng rãitrong hầu hết các doanh nghiệp sản xuất Trên nền tảng đó, em chọn mạch đếm xe

ra vào bãi giữ xe với hi vọng có thể phát triển đề tài về sau hơn để có thể xây dựng

1 bãi giữ xe tự động

II MỤC ĐÍCH TÌM HIỂU

Ứng dụng kiến thức đi vào thực tiễn

Bổ sung kiến thức còn thiếu

III GIỚI HẠN VẤN ĐỀ

Do thời gian và kiến thức có hạn nên trong quá trình nghiên cứu chưa thể tối ưuhóa được mạch

LỜI CẢM ƠN

Lời cảm ơn đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy cô dạy tại trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu suốt thời gian qua

Nhưng đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TRƯƠNG NGỌC ANH,

đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong thời gian qua, và tạo điều kiện cho

em hoàn thành tốt đồ án môn học

Bước đầu làm đồ án còn nhiều bỡ ngỡ và thiếu sót, rất mong sự góp ý kiến củathầy cô và các bạn, để em rút kinh nghiệm cho những đồ án sau và học tập tốt hơn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

VIII LED THU VÀ PHÁT……… … … trang 17

1. Hình dạng ……… …… trang 17

2. Sơ lược về led thu và phát……… trang 17

IX ĐIỆN TRỞ trang18

1. Hình dạng, ký hiệu và đơn vị trang18

XI RELAY trang 21

1. Định nghĩa rơle trang 21

2. Nguyên tắc hoạt động trang 22 PHẦN B NỘI DUNG trang 24

I SƠ ĐỒ KHỐI trang 24

II CHỨC NĂNG VÀ NGUYÊN LÝ TỪNG KHỐI trang 24

1. Khối nguồn và khối tạo xung trang 24

2. Khối đếm trang 26

3. Khối giải mã trang 27

4. Khối hiển thị trang 28

III SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ trang 28

IV NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG trang 30

1.Cấu tạo của mạch trang 30

2.Nguyên lý hoạt động trang 30

PHẦN C KẾT LUẬN………trang 31

I NHẬN XÉT CHUNG trang 31

II KẾT QUẢ trang 31 III HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI trang 31

IV MỞ RỘNG trang 31

PHẦN D TÀI LIỆU THAM KHẢO……… trang 32

IC 74LS247 gồm 7 ngõ vào và 8 ngõ ra.2.2 Bảng sự thật:

Bảng sự thật:

Xung clock đếm lên và đếm xuống thì được tách riêng biệt để thực hiện 1 cách đồng bộ cho đếm lên hoặc đếm xuống Kết quả đầu ra thay đổi đồng bộ với quá trình chuyển đổi trạng thái ngõ vào Ngoài ra IC còn có trạng thái song song, ngõ ra được lấy trực tiếp

Chân VCC là chân cấp nguồn còn chân GND là chân nối mass

Chân TCU và chân TCD dùng để liên kết với IC 74192 khác để đếm được giá trị cao hơn

Chân LD để lấy ngõ ra trực tiếp từ ngõ vào

Chân CLR dùng để xóa giá trị về 0

2. Mạch logic và bảng sự thật:

2.1 Mạch logic

1.2Chức năng.

1.2.1 Chức năng IC

Là 1 IC đảo trạng thái ngõ vào

7414 được sử dụng rộng vào nhiều mục đích như: Tạo xung vuông, chốt , đảo trạng thái xung

Schmitt-Trggers inverters có nghĩa là IC 7414 có thể biến một xung không vuông thành 1 xung vuông

Giải thích: Khi ngõ vào mức thấp thì ngõ ra sẽ mức cao và ngược lại.

Sẽ có 2 chân ngõ vào A và B, và ngõ ra là Y Chân Vcc nối nguồn

và GND nối mass

2. Mạch logic và bảng sự thật.

2.1Mạch logic

2. Mạch logic.

VII LED 7 ĐOẠN.

Là 7 con led sắp xếp theo hình mẫu Một chân của con led được nối chung với nhau (Anod hoặc Catod chung), các chân còn lại được đưa ra ngoài để phân cực các con led

Đây là loại đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a, b, c, d, e,

f, g, bên dưới mỗi đoạn là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (đèn lớn).Qui ước các đoạn cho bởi:

Khi một tổ hợp các đoạn sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ 0 - 9

Led 7 đoạn có hai loại là loại anot chung và catot chung:

Đối với led 7 đoạn

ta phải tính toán sao cho mỗi đoạn của led 7 đoạn có dòng điện từ 10 20mA Với điện áp 12V thì điện trở cần dùng là 1kΩ; công suất là 1,4 Watt

Hình: Hình dạng và sơ đồ chân của led 7 đoạn

Bảng giá trị led 7 đoạn:

VIII LED THU, PHÁT HỒNG NGOẠI.

1. Hình ảnh:

Led thu có thể sử dụng loại 2 chân hoặc 3 chân

2. Sơ lược về led thu và phát.

- Bộ phát hồng ngoại dùng trong các thiết bị điện tử như: Television, video cassette recoder.

R1

22R

1.3 Đơn vị điện trở

Đơn vị: Ohm (Ω)1KΩ = 103Ω 1MΩ = 103KΩ.

x100 = x1x101 = x10x102 = x100x103 = x1000x104 = x10000x105 = x100000x106 = x1000000

+ 1%

+ 2%

+ 3%

XI RELAY

1. Định nghĩa rơ le ( relay):

Rơ le (relay) là 1 công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện Nói là 1 côngtắc vì rơ le có 2 trạng thái chuyển đổi ON và OFF Rơ le ở trạng thái ONhay OFF là phụ thuộc vào có dòng điện qua rơ led hay không

Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ

le Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế

Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động Một mạch là để điều khiển cuộn dây của

rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le

Hoạt động của rơ le

Dòng chạy qua cuộn dây để điều khiển rơ le ON hay OFF thường vào khoảng 30mA với điện áp 12V hoặc có thể lên tới 100mA Và bạn thấy đó, hầu hết các conchip đều không thể cung cấp dòng này, lúc này ta cần có một BJT để khuếch đại dòng nhỏ ở ngõ ra IC thành dòng lớn hơn phục vụ cho rơ le

Trên rơ le có 3 kí hiệu là: NO, NC và COM

+ COM (common): là chân chung, nó luôn được kết nối với 1 trong 2 chân còn lại

Còn việc nó kết nối chung với chân nào thì phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của

rơ le

+ NC (Normally Closed): Nghĩa là bình thường nó đóng Nghĩa là khi rơ le ở trạng

thái OFF, chân COM sẽ nối với chân này

+ NO (Normally Open): Khi rơ le ở trạng thái ON (có dòng chạy qua cuộn dây) thì

chân COM sẽ được nối với chân này

=> Kết nối COM và NC khi bạn muốn có dòng điện cần điều khiển khi rơ le ở trạng thái OFF Và khi rơ le ON thì dòng này bị ngắt.

=> Ngược lại thì nối COM và NO

PHẦN B: NỘI DUNG

I SƠ ĐỒ KHỐI.

II.CHỨC NĂNG VÀ NGUYÊN LÝ TỪNG KHỐI.

1. Khối nguồn và khối tạo xung

Khối nguồn:

• Nguyên lý khối nguồn: Dùng điện áp xoay chiều ngõ ra của biến áp, cho vào cầu diode để lọc lấy điến áp dương, sau đó qua mạch làm phẳng IC 7805 có chức năng ổn định ngõ ra 5V.

• Tuy nhiên để đơn giản em dùng sạc nguồn đã được chế tạo sẵn

• Khối thu, phát hồng ngoại

- Chức năng: Khối thu phát hồng ngoại là khối tạo xung kích cho mạch đếm khi phát hiện có vật đi qua

- Nguyên lý: Khi không có sản phẩm thì led thu chiếu thẳng vào ledphát làm điện trở của led giảm, điện áp ngõ vào trừ của opamp gầnbằng Vcc, lớn hơn điện áp ngõ vào cộng đã được cân chỉnh bằng biến trở khoảng 4V, qua mạch opamp so sánh sẽ làm ngõ ra 0V, Vậy đã tạo được xung kích cho mạch đếm

- Tuy nhiên trên thực tế mạch trên sẽ bị nhiễu, do vậy em cho ngõ

ra qua cổng not

2. Khối đếm.

Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào với ngõ vào đếm lên và đếm

xuống được cấp từ 2 mạch tạo xung bởi led thu phát hồng ngoại

Hình ảnh :

• Chức năng: Ứng dụng xung ngõ ra của mạch thu phát để kích xung đếm số xe ra vào.

• Nguyên lý: Nhận xung clock từ khối thu hồng ngoại Tùy vào xung nhận vào bên xe vào hay xe ra mà mạch sẽ đếm xuống hoặc đếm lên Trong mạch có nút reset để kích xung vào PL đưa vào trạng thái đặt trước để trở về 99 Đồng thời phía trước ngõ vào DOWN có 1 mạch logic được xây dựng để khi trạng thai 00 mạch sẽ không thực hiện đếm xuống nữa Đồng thời xuất ra giá trị mã BCD chuyển đến khối giải mã

3. Khối giải mã.

Hình ảnh:

• Nguyên lý: Dựa vào trạng thái ngõ vào của A,B,C,D mà IC sẽ thực hiện giải mã để hiển thị led 7 đoạn số tương ứng Tham khảo thêm phần datasheet trình bày phía trên.

4. Khối hiển thị.

• Chức năng: Hiển thị giá trị đang đếm

• Nguyên lý: Lấy trạng thái ngõ ra của IC giải mã để làm sáng hay tắt các led nhỏ bên trong để hiển thị số như mong muốn Tham khảo thêm datasheet đã trình bày trên

III SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Về sơ đồ nguyên lý ngõ vào IN1 và IN 2 chính là ngõ ra của khối thu phát.

Ban đầu xem như trong bãi giữ xe có 99 chỗ trống, nên 2 led 7 đoạn sẽ hiển thị

99 Khi có xe vào, sẽ có xung kích cho IC 74LS192 đếm xuống 1 đơn vị, rồi qua các khối giải mã, hiển thị để 2 led 7 đoạn hiển thị được giá trị như mong muốn Khi giảm xuống 00 tức chỗ trống trong bãi giữ xe đã hết Một mạch logic được xâydựng để phát hiện trạng thái 00, lúc này cấp 1 nguồn 5V cho IC 555 hoạt động Xây dựng các thông số trở và tụ để IC 555 hoạt động với T=2s Khi ngõ ra Q của

IC 555 lên mức cao thì làm relay hoạt động, mạch đèn AC sáng, và ngược lại khi

Q ở mức thấp, làm đèn AC tắt Khi có xe ra tức bãi giữ xe có thêm chỗ trống, IC sẽthực hiện đếm lên và hiển thị Mạch có nút nhấn reset để trả trạng thái 2 led 7 đoạnhiển thị 99

II Kết quả :

Về cơ bản trên lý thuyết mạch được mô phỏng đúng như mong muốn Song trong quá trình thi công còn xảy ra 1 số nhược điểm sau:

- Mạch hoạt động không ổn định cho khối thu phát, khoản cách led thu và led phát khá ngắn chỉ khoản 5-10cm

- Khi về 00 đèn AC sáng, nhưng khi đèn AC sáng làm mạch bị nhiễu chạy sang số khác

Vì thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên em vẫn chưa khắc phục được

III Hướng phát triển của đề tài:

Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật việc thiết kế mạch

sử dụng quá nhiều IC không được coi là tối ưu Mạch trở nên rườm rà tốn

nhiều thời gian, tuổi thọ sử dụng của mạch ngắn , có nhiều sai sót dễ hư

hỏng Chính vì vậy em cần nâng cao kiến thức thay thế các IC bằng vi xử lý, vi điều khiển để phục vụ cho sản xuất đáp ứng nhu cầu cho thời đại

IV Mở rộng:

Bằng cách ghép các chân /CO và /BO của tầng thấp các chân CLKU và

CLKD của tầng cao và thêm vào bộ hiển thị (IC 74LS2477+ led 7 đoạn ) em có thểthiết kế mạch đếm được từ 999, 9999.Có thể thực hiện xóa số 0 vô nghĩa Ngoài ra dựa trên nền tảng em có thể tiếp tục nâng cao hơn, xây dựng 1 bãi giữ xe tự động Không những xác định được số chỗ trống mà còn xác định được vị trí chỗ