báo cáo đồ án vi xử lý trong đo lường điều khiển

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCMKHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN 1 MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI Lớp : CDDT9B GVDH: Nguyễn Văn An... và ứng dụng công nghệ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN 1

MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA

BẰNG HỒNG NGOẠI

Lớp : CDDT9B GVDH: Nguyễn Văn An

và ứng dụng công nghệ cao như hệ thống camera,

robot…tất cả điều đươc ứng dụng rộng rãi và góp phần hiệu quả vào công việc giải phóng sức lao động của con người đưa con người hướng tới một thế giới công nghệ mới ngày càng hiện đại và tinh vi hơn

Trong sinh hoạt hằng ngày của con người như

những trò chơi giải trí (robot, xe điều khiển từ xa…)

cho đến những ứng dụng gần gũi với chúng ta cũng

được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất Điều khiển từ xa đã thâm nhập vào vấn đề này do đó cho ra đời những loại tivi điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD,… đến quạt bàn tất cả điều khiển

từ xa Điều khiển từ xa là việc điều khiển mô hình,

thiết bị ở một khoảng cách nào đó mà người không

nhất thiết phải đến nơi đặt hệ thống Thế giới ngày

càng phát triển việc ứng dụng các thiết bị diều khiển tự động ngày càng được con người sử dụng rong đó có

quá trình thu phát bằng hồng ngoại nó có độ chính xác

và nhanh chóng trong quá trình điều khiển từ xa

Xuất phát từ những ý tưởng trên nên chúng em

đã chọn đề tài Mạch Điều Khiển Thiết Bị Từ

Xa Bằng Hồng Ngoại Trong thời gian ngắn

và kiến thức còn hạn chế nên quyển đồ án

chưa được hoàn thiện cho lắm và còn nhiều

thiếu sót Kính mong sự chỉ dẫn và góp ý của tất cả thầy cô và các bạn

CHƯƠNG I : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

1.1 Tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại)

Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng

từ 400.000nm đến 760nm, dài hơn bước sóng ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia bức xạ vi ba Tên “hồng ngoại” có nghĩa là “dưới mức đỏ”, màu đỏ là màu sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 0 K điều phát ra tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu Nó ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp lượng thông tin có thể đạt được 3Mbit/s Lượng thông tin được truyền đi với ánh

sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với song điện từ mà ta vẫn dùng Trong kỹ thuật truyền tin bằng sợi quang dẫn không cần các trạm khuếch đại giữa chừng, người ta có thể truyền

một lúc 15000 điện thoại hay 12 kênh truyền hình qua một sợi

tơ quang với đường kín 0,13 mm với khoảng cách 10 Km đến

20 Km Lượng thông tin truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà ta vẫn dùng Tia hồng

ngoại dễ hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém Trong điều khiển

từ xa chùm hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu

phải đúng hướng

1.2 Hệ thống điều khiển từ xa

1.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa

Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết

bị từ một khoảng cách xa Ví dụ hệ thống điều khiển bằng vô tuyến, hệ

thống điều khiển từ xa bằng cáp quang dây dẫn, hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại Do đó chúng có những nhiệm vụ cơ bản sau:

• Phát tín hiệu điều khiển.

• Sản sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiết.

• Ở điểm chấp hành ( thiết bị thu ) sau khi nhận được mã phải biến đổi các

mã nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thời kiểm tra sự chính xác của mã mới nhận.

2 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐIỂN HÌNH

TRONG MẠCH

2.1 IC BL9148

2.2.1 Sơ đồ và chức năng của từng chân

• Chân 1: (GND) là chân được nối với cực âm của

nguồn điện.

• Chân 2 (XT) và 3: hai đầu để nối với thạch anh

bên ngoài cho bộ tạo dao động bên trong IC.

• Chân 4-9 (K1-K6): là đầu của tín hiệu bàn phím

kiểu ma trận, các chân từ K1 đến K6 kết hợp với các chân 10 đến 12 (T1-T3) để tạo thành ma trận

18 phím.

• Chân 13 (CODE):là chân mã số dùng để kết hợp

với các chân 10-11 để tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu.

• Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của

phần phát, bình thường khi không sử dụng có thể

bỏ trống.

• Chân 15 (TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được

điều chế FM.

2.2.1 IC BL9149

• Chân 1 (GND): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.

• Chân 2 (RxIN): là đầu vào tín hiệu thu, tín hiệu sau khi được lọc

bỏ sóng mang.

• Chân 3-7 (HP1-HP5): là đầu ra tính hiệu liên tục Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1”.

• Chân 8-12 (SP5-SP1): là đầu tín hiệu không liên tục Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1” trong khoảng thời gian là 107 ms.

• Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu Mã số của hai chân này phải giống tổ hợp mã hệ thống của phần phát thì mới thu được tín hiệu.

• Chân 15 (OSC): dùng để nối tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao động cho mạch.

• Chân 16 (Vcc): là chân nối với cực dương của nguồn cung cấp.

2.1.2 Led phát hồng ngoại

Led phát hồng ngoại được viết tắt là IR

Red (Infra Red Led), hay còn gọi là

nguồn phát tia hồng ngoại (Infra Red

Emitters), giống như led bình thường

(led phát quang- light emitting diode)

và phát ra ánh sáng hồng ngoại Nó

được chế tạo bằng chất Arsenic-Galium

(GaAs) Led hồng ngoại có đời sống

khoảng 100.000 giờ (khoàng 11 năm),

với các đặc trưng kỹ thuật như:

Nguyên lý làm việc :

Để có ánh sáng phát ra liên tục, người ta phân cực thuận led hồng ngoại tùy theo vật liệu cấu tạo, điện thế thêm của led thay đổi từ 1 đến

2.5V và dòng điện qua nó tôi đa khoảng vài mA Khi chuyển tiếp P-N phân cực thường có hiện

tượng phun hạt dẫn ở mức cao (lỗ trống P++

phun sang N++, điện tử từ N++ phun sang P++) và kèm theo đó là hiện tượng tái hợp bức xạ

để sinh ra năng lượng là ánh sáng sáng hồng

ngoại (không thấy được bằng mắt thường) Hiện tượng bức xạ là hiện tượng giải phóng ra các

proton khi có tái hợp trực tiếp giữa điện tử và lỗ trống

và được transistor khuếch đại độ khuếch đại của transistor từ

100-1000 và bộ khuếch đại không tuyến tính theo cường độ ánh sáng

chiếu vào mối nối Quang điện transistor có tốc độ làm việc chậm do

tụ điện kí sinh C B (kí sinh giữa cực C và cực B).Quang transistorco1 tần số làm việc cao nhất chỉ khoảng vài trăm KHz, trong khi tần số

làm việc cực đại của quang diode có thể lên vài chục MHz

2.2.3 IC HEF4013

Vi mạch 4013 chứa 2 flip-flop D, nó là vi mạch đa năng,

chúng có các chân đặt trực tiếp (SD), xóa trực tiếp (CD), ngỏ vào xung clock (CP) và ngỏ ra (O,) Dữ liệu được chấp nhận khi CP ở mức thấp và được chuyển đến ngõ ra khi có cạnh dương của xung đồng hồ Khi 2 chân CD và SD cùng ở mức cao bất chấp dữ liệu vào và xung đồng hồ như thế nào, cả 2 ngõ ra O và điều ở mức cao.

2.2.3.2 Sơ đồ và chức năng của từng chân

HEF4013 có 14 chân trong đó:

CHƯƠNG II : THI CÔNG MÔ HÌNH

1 Sơ Đồ Nguyên Lý

1.1 Mạch Phát

1.2 Mạch Thu

1.2 Mạch Thu

3 Sơ Đồ Mạch In

3.1 Mạch Phát

3.2 Mạch Thu

KẾT LUẬN

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án, chúng em đã đặt

• Áp cung cấp thấp, công suất tiêu tán nhỏ

• Dòng điện cao tức thời.

• Nhiễu hồng ngoại do các nguồn nhiệt xung quanh phát ra, nên gây ra ảnh hưởng và hạn chế tầm phát Do đó chỉ dùng trong phòng, kho, hoặc nơi có nhiệt độ môi trường thấp.

HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa học

kỹ thuật và đất nước ta chuyển mình sang nền sản xuất công nghiệp Vì vậy, để đáp ứng với nhu cầu thực tế thì chúng ta cần phải nghiên cứu thêm để có thể ứng dụng mạch điều khiển từ xa bằng hồng ngoại vào nhiều mô hình khác lớn hơn, ưu việt hơn như điều khiển từ xa

đóng mở cửa tự động, điều khiển TV, cassette… Mở

rộng tầm thu, mở rộng khoảng cách điều khiển để có thể điều khiển nhạy các hệ thống

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tấn Phước, nhà xuất bản Thành Phố Hồ Chí

Minh, 2001.

Nghiệp Tp.HCM, tập thể tác giả, lưu hành nội bộ, 2009.

Tp.HCM, tập thể tác giả, lưu hành nội bộ, 2009.