ĐỒ án GHI PHIẾU KHÁM BỆNH tự ĐỘNG

GIỚI THIỆU ĐỂ TÀI 1.1 Đặt vấn đề,lựa chọn đề tài: Trong thời đại ngày nay,hệ thống thông tin liên lạc là một trong những vấn đề quan trọng trong đời sống xã hội.Nhất là việc ứng dụng kỹ

GIỚI THIỆU ĐỂ TÀI

1.1 Đặt vấn đề,lựa chọn đề tài:

Trong thời đại ngày nay,hệ thống thông tin liên lạc là một trong những vấn

đề quan trọng trong đời sống xã hội.Nhất là việc ứng dụng kỹ thuật vào trong đời sống,kinh tế,khoa học.Ngày nay mạng thông tin liên lạc phát triển rất mạnh mẽ tạo ra những bước ngoặc quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con người.Mặc khác,hệ thống thông tin còn được ứng dụng vào các hệ thống nhúng để tạo ra những thiết bị hỗ trợ nhiều hơn cho cuộc sống.Ngày nay hầu như tất cả các cơ quan,tổ chức,gia đình đêu có lắp đặt điện thoai,nên việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển

là phương pháp tiện lợi,tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc ,vừa đảm bảo tính năng an toàn cho các thiết bị điện,vừa tiết kiệm đựơc chi phí sử dụng và đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài sản cho con người do cháy nổ hoặc chập điện gây ra

Ngoài ra,có thể ứng dụng hệ thống này để điều khiển các thiết bị điện

ở những môi trừơng nguy hiểm mà con người không thể làm việc được hoặc những dây chuyền sản xuất để thay thế con người

Trong đời sống của chúng ta luôn tồn tại những khu vực rất dễ xảy ra cháy nổ nên việc lắp đặt các hệ thống báo cháy có tầm quan trọng hết sức to lớn.Nó giúp ta phát hiện nhanh chóng,chữa cháy ở thời kỳ đầu giúp đem lại

sự an toàn cho con ngưòi và tài sản

Vì tình hình thực tế trên nên chúng em chọn đề tài “báo cháy và điều khiển thiết bị bằng điện thoại” để làm đồ án tốt nghiệp

1.2 Ý tưởng thiết kế:

1.2.1 Điều khiển thiết bị điện từ xa và báo cháy thông qua mạng điện thoai có phản hồi bằng giọng nói

Để điều khiển,đầu tiên người điều khiển phải gọi đến số máy điện thoại nơi lắp đặt thiết bị điều khiển.Điện thoại được gọi có mạch điều khiển được mắc song song với dây điện thoại.Thiết bị muốn điều khiển đựơc mắc vào mạch điều khiển.Sau một thời gian đổ chuông nhất định,do người lập trình quy định,và có thể thay đổi được.Nếu không có ai nhấc máy thì mạch điều khiển

sẽ tự động điều khiển đóng tải giả để kết nối thuê bao.Khi kết nối thuê bao thì người điều khiển sẽ nghe câu thông báo là:”đây là hệ thống báo cháy và điều khiển thiết bị bằng điện thoại”.Sau đó người đ iều khiển sẽ nhấn phim * thì sẽ nghe câu thông báo”xin mời nhập password”.Sau đó người điều khiển

sẽ nhập password để xâm nhập vào hệ thống.Nếu người điều khiển nhấn sai password thì sẽ nghe câu thông báo”password sai,mời nhập lại”.Nếu nhập password không đúng thì hệ thống sẽ tắt tải giả,và giải phóng cuộc gọi,điều khiển không thành công.Khi nhập đúng password thì sẽ nghe câu thông báo”đây là tình trạng các thiết bị ”Tuỳ theo các thiết bị nào hoạt động và không hoạt động thì sẽ phát thông báo như vậy.Sau khi người điều khiển nghe được trạng thái các thiết bị thì sẽ nhập phím 1 hoặc 2 hoặc 3 để chọn thiết bị 1 hoặc 2 hoặc 3.Tiếp theo sẽ nghe cân thông báo”nhấn phim 1 để tắt thiết bị, phím 0 để mở thiết bị”

Sau khi người điều khiển gác máy.Lúc này mạch không còn nhận lệnh nữa,sau một thời gian nhất định khoảng 20 giây thì hệ thống sẽ tự động ngắt thuê bao

Về mục đích báo cháy.Khi xảy ra cháy ,mạch sẽ tự động gọi điện đến

3 số thuê bao.Nếu thuê bao nào nhấc máy,mạch sẽ phát thông báo”báo động,

có cháy”.Nếu gọi 10s mà thuê bao được gọi không nhấc máy thì mạch sẽ tắt cuộc gọi và gọi đến thuê bao tiếp theo.Nếu đã gọi cả 3 số điện mà không có thuê bao nào nhấc máy thì mạch sẽ bắt đầu gọi lại số đầu tiên

1.2.2 Điều khiển hệ thống bằng máy tính:

Hệ thống này còn có thể được điều khiển bằng máy tính thông qua cổng COM bằng giao thức RS232.Thông qua máy tính sẽ biết được tình trạng các

thiết bị và tình trạng có cháy hay không có cháy.Đồng thời cũng biết được nhiệt độ của các vùng được đặt cảm biến.Nếu muốn điều khiển chỉ việc nhấp chuột vào các tap điều khiển có sẵn trên màn hình

RIN

G

CẢM BIẾN TÍN HIỆU CHUÔNG

KẾT NỐI THUÊ BAO

KHỐI

XỬ LÝ TRUNG TÂM ( VI ĐIỀU KHIỂN P89V51 RD2 )

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ

KHUẾCH

ĐẠI ÂM

HIỆU

CÔNG TẤC BÊN NGOÀI

KHỐI NGUỒN

5v 12v -12v 0v

BIẾN ĐỔID/A

KHỐI TẠO ĐỊA CHỈ

EPROM

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

CẢM BIẾN KHÓI

Hình1.1: Sơ đồ khối hệ thống dùng chuyển đổi A/D để phát tiếng nói

Trong phương án này người điều khiển có thể điều khiển tại chỗ các thiết bị bằng công tắc riêng ở bên ngoài, qua điện thoại hoặc máy tính Dùng biến đổi D/A

để tạo ra tiếng nói để phản hồi về người điều khiển và phát đi báo động Sự phản hồi và phát đi bằng tiếng nói này do khối vi xử lý trung tâm ra lệnh Nội dung của tín hiệu phản hồi và phát đi được lưu trữ bên trong bộ nhớ EPROM

Bộ biến đổi A/D để biến đổi tín hiệu âm thanh thành tín hiệu số để lưu trữ trong EPROM, dùng trong trường hợp ghi âm tin nhắn

Ưu điểm của phương án này là người điều khiển và người nhận báo động biết chính xác trạng thái các thiết bị và tình hình cần báo động thông qua tiếng nói

Nhược điểm của phương án này là do giới hạn của bộ nhớ EPROM (đối với

họ VĐK 89xxx chỉ hỗ trợ đến 64K ROM ), mà tín hiệu âm thanh thì có dung lượng khá lớn nên việc lưu tín hiệu âm thanh để phản hồi khó khăn.Hơn nữa việc thiết kế các mạch biến đổi A/D và D/A khá phức tạp và có nhiều mạch giải mã địa chỉ nên

số lượng mạch rất lớn dẫn đến hệ thống cồng kềnh, và việc thay đổi các số liệu của chương trình cũng khó khăn

1.3.2 Phương án 2:Dùng vi điều khiển,phản hồi tiếng nói từ máy vi tính

Hình1.2: Sơ đồ khối hệ thống dùng vi điều khiển có phản hồi bằng tiếng nói được lưu trữ trong máy vi tính

Khối xử lý trung tâm dùng vi điều khiển có tất cả các chức năng như phương án 1 nhưng hệ thống này có phản hồi bằng giọng nói được lưu trữ trong máy tính

Trong phương án này không sử dụng đến các bộ biến đổi A/D, D/A và không cần mạch giao tiếp với RAM và ROM ngoài (vì bộ xử lý ở đây sử dụng họ vi điều

GIẢI MÃ THU DTMF

CẢM BIẾN TÍN HIỆU CHUÔNG

KẾT NỐI THUÊ BAO

KHỐI

XỬ LÝ TRUNG TÂM ( VI ĐIỀU KHIỂN P89V51 RD2 )

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ

KHUẾCH ĐẠI

ÂM HIỆU

CÔNG TẤC BÊN NGOÀI

0v

MÁY TÍNH

KHỐI GIAO TIẾP MÁY

TÍNH

TIP

RING

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

CẢM BIẾN KHÓI

khiển), nên với phương pháp này thì mạch sẽ gọn hơn,dung lượng nhớ của âm thanh không bị giới hạn,và ta có thể thay đổi âm thanh dễ dàng bằng máy tính.Phương án này linh động và mềm dẻo hơn.

1.4 Lựa chọn phương án thiết kế

Qua 2 phương án em vừa nêu trên ,chúng em chọn phương án 2 để thiết kế

mô hình hệ thống tốt nghiệp của chúng em

Chương 2

GIỚI THIỆU PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA TỔNG ĐÀI

VÀ THUÊ BAO 2.1 Giới thiệu chương:

Chương này cung cấp cho chúng ta cái nhìn tổng quan về những phương thức hoạt động của tổng đài và các thuê bao

2.2 Giới thiệu về phương thức làm việc của tổng đài:

2.2.1 Đặc tính của điện thoại:

Băng thông làm việc: 300Hz ÷ 3400Hz

Tỷ số S/N≥29,5dB

Tổng trở điện thoại 600Ω

Dòng điện qua điện thoại 5÷30mA

Điện áp khi gác máy 48 VDC

2.2.2 Hệ thống âm hiệu giao tiếp giữa tổng đài và thuê bao

2.2.2.1Tín hiệu mời quay số (dialtone): là tín hiệu sin tần số f=425+25Hz,biên độ 2VRNS trên nền DC phát liên tục

2.2.2.2 Tín hiệu quay số(dialtone): là tín hiệu sin tần số f=425+25Hz,biên độ 2VRNS trên nền DC ,phát ngắt quãng 0,5 giây có 0,5 giây không

0,5s 0,5s

2.2.2.3 Tín hiệu hồi âm chuông (ring back tone): là tín hiệu sin tần số f=425+25Hz,biên độ 2VRNS trên nền DC 10V, phát ngắt quãng 0.2 giây có 0 4giây không

2.2.2.4 Tín hiệu chuông:

Phương thức quay số DTMF và PULSE

Ở bảng1 khi có một phím được nhấn thì trên đường giây sẽ xuất hiện hai tần

số khác nhau thuộc nhóm fth và fcao

Phương pháp tần ghép này chống nhiễu tốt hơn, ngoài ra dùng dạng tone DTMF sẽ tăng được tốc độ cao gấp 10 lần so với việc quay số bằng PULSE

Phương pháp quay số băng PULSE: tín hiệu quay số là chuổi xung vuông,tần

số chuổi dự án là 10Hz, số điện thoại bằng số xung ra,riêng số 0 sẽ là 10 xung,biên

độ ở mức cao là 48V, mức thấp là 10V

a : thời gian làm việc (thời gian ở 48V)

b : thời gian ở 10V,ta có a/b=66/33=2

c : thời gian giữa hai lần quay số trong một cuộc gọi

Số xung trên 1 giây là 10÷ 20 pulse/giây

Quay số kiểu PULSE chậm nên ngày nay ít được sử dụng

0,4s 0,2s

Phím số Nhóm fthấp Nhóm fcao

2.3 Phương thức làm việc giữa tổng đài và thuê bao:

2.3.1 Nhận dạng thuê bao máy gọi nhấc máy:tổng đài nhận dạng trạng thái của thuê bao qua sự thay đổi tổng trở mạch vịng của đường dây.Bình thường khi thuê bao ở trạng thái gác máy thì tổng trở của đường dây vơ cung lớn.Khi thuê bao nhấc máy điện trở mạch vịng giảm xuống 150-1500Ω,thơng thường là 600Ω.Đĩ là tổng trở vào của điện thoại.Tổng đài nhận biết sự thay đổi này thơng qua bộ cảm biến trạng thái đường dây thuê bao

2.3.2 Khi thuê bao nhấc máy thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu Dialtone trên đường dây đến thuê bao,chỉ khi nhận được tín hiệu này thuê bao mới được quay số,cĩ thể quay dưới dạng DTMF hoặc PULSE

2.3.3 Tổng đài nhận các số do thuê bao gửi đến và kiểm tra,nếu số đầu nằm trong tập thể số thuê bao thì tổng đài sẽ phục vụ cuộc gọi nội đài.Ngược lại nĩ phục

vụ cuộc gọi liên đài thơng qua trung kế giữ tồn bộ phần định vị quay số tổng đài cĩ

thuê bao bị gọi,nếu số đầu là mã thì chức năng đặc biẹt của tổng đài sẽ thực hiện các chức năng có thể phục vụ thuê bao.

2.3.4 Nếu thuê bao bị gọi thông thoại hoặc các đường dây kết nối bị bận thì tổng đài cấp tín hiệu BUSUY TONE ngược về cho thuê bao gọi

2.3.5 Nếu thuê bao bị gọi nhấc máy thì tổng đài sẽ biết tín hiệu này và cắt dòng chuông kịp thời để tránh hư hao cho thuê bao,đồng thời cắt RING BACK TONE đến thuê bao bị gọi và kết nối thông thoại cho hai thuê bao

2.3.6 Khi thuê bao đang thông thoại có một thuê bao gác máy,tổng đài ngắt thông thoại hai thuê bao và cấp RING BACK TONE cho thuê bao còn lại,giải toả các thiết bị phục vụ thông thoại.Khi thuê bao còn lại gác máy thì tổng đài ngắt BUSY TONE và kết thúc chương trình phục vụ thuê bao

2.4 Kết luận chương

Qua chuơng này đã cung cấp cho chúng ta các tín hiệu để trong qua trình làm mạch chúng ta phải làm đúng các phương thức giao tiếp này thì mạch mới hoạt động đúng được

Chương 3

GIỚI THIỆU CÁC IC DÙNG TRONG MẠCH

3.1 Giới thiệu chương:

Chương này giới thiệu về các IC được sử dụng trong mạch

3.2 GIỚI THIỆU VỀ IC MT8870:

3.2.1 Giới thiệu chung:

MT8870 có khả năng thu DTMF, ưu điểm nổi bậc so với các IC khác là: chế

độ hoạt động phong phú, Dual Tone, Single Tone, Call Progress

3.2.2 Sơ đồ chân như sau:

17

11 12 13 14 3

4

7 8

ST/GT

Q1 Q2 Q3 Q4 GS

VREF

OSC1 OSC2

Bảng mô tả chân linh kiện:

4 Vref Reference Voltage output

5 VCC Power ( Nguồn 5v)

7 OSC1 Oscillator output

8 OSC2 Oscillator input

10 VCC Power ( Nguoàn 5v)

11-14 Q1-Q4 Dữ liệu thu DTMF

15 STD Điều khiển dữ liệu thu

16 EST Early Steering ouput

17 ST/GT Steering input/ Guard Time output

18 VCC Power ( nguồn 5v)

Nguyên lý hoạt động:

Khi có tín hiệu tone hợp lệ thì chân STD sẽ lên mức tích cực cao(5V).còn bình thường thì ở mức thấp(0V).Dữ liệu sẽ được đưa ra 4 chân 11-14 của IC

LM 35

Sơ đồ chân LM35

3.4 Giới thiệu IC ADC0809:

3.4.1 Giới thiệu chung:

 ADC0809 là vi mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số 8 bit với 8 kênh đầu vào

 Sơ đồ chân ADC0809:

 Ý nghĩa các chân :

-(IN0IN7) : 8 kênh đầu vào tương tự

-(D0D7) : đầu ra số được ADC0809 chuyển đổi từ mỗi kênh đầu vào.-Các chân A,B,C : các chân dùng để chọn kênh đầu vào

-Chân CLK nối với mạch tạo dao động cho ADC

-START:đầu vào xung bắt đầu chuyển đổi

-ALE : cho phép chốt địa chỉ

-EOC : kết thúc chuyển đổi

-OE : cho phép đọc đầu ra

-Ref(+) : áp chuẩn dương

-Ref(-) : áp chuẩn âm

 Giản đồ thời gian của ADC0809 :

Hình 6.2.2: Giản đồ thời gian của ADC0809

-Ban đầu phải chọn được một kênh ngõ vào và phải có một mạch tạo dao động -Sau đó khi có sườn sau của xung tại chân START thì ADC bắt đầu đọc và chuyển đổi tín hiệu ở ngõ vào tương tự(dữ liệu vào)

-Trong quá trình chuyển đổi,chân ra EOC ở mức thấp(0) sau khoảng thời gian thì biến đổi xong và chân EOC lên mức cao(1).Để xuất dữ liệu ra(dạng số 8 bít) thì chân vào OE phải ở mức cao

-Mã ra N cho một ngõ vào tùy ý(V IN) là một số nguyên:

) ( ) (

) ( ).(

256

− +

ref IN V V

V V

Giới thiệu IC 74LS04: có 6 cổng đảo(NOT)

Sơ đồ chân

3.5 Giới thiệu IC LM324:

Sơ đồ chân:

The LM 324 is a QUAD OP-AMP

Minimum supply voltage 6vMaximum supply voltage 15vMax current per output 15mAMaximum speed of operation 5MHz

Đây là IC dùng để khuếch đại tín hiệu hoặc để tạo điện áp xung vuông.Ở trong thiết kế mạch này la để tạo xung vuông,hoạt động ở chế độ so sánh điện áp3.6 Giới thiệu IC 4N35:

Đây là loại opto quang,dùng để cách ly

Sơ đồ chân:

Điện áp vào 2 chân1 và 2.Điện áp ra ở 2 chân 4 và 5

đi vào tìm hiểu sơ bộ chức năng cũng như hoạt động chung của mạch ổn áp DC.Chức năng của mọi ốn áp DC là biến đổi điện áp DC chưa ổn định thành điện áp

DC ổn định và giá trị này phải đúng khi tính với giá trị tính toán lý thuyết Điện áp này phải duy trì liên tục và không thay đổi khi điện áp ngõ vào hoặc dòng thay đổi

Để thực hiện điều này, thường thì một mạch ổn áp thường có những thành phần sau:

- Phần tử chuẩn: cung cấp một mức điện áp biết trước

- Phần tử lấy mẫu: lấy điện áp ngõ ra để lấy mẫu

- Phần tử khuếch đại sai biệt: so sánh mẫu điện áp ra với mức chuẩn và tạo tín hiệu sai biệt.

- Phần tử điều khiển công suất: biến đổi điện áp vào thành điện áp mong muốn khi điều kiện tải thay đổi, khối này điều khiển bằng tín hiệu sai biệt đưa đến

Sơ đồ khối của một ổn áp:

Điện áp hồi tiếp

Phần tử chuẩn

VREF

Hình 21: Sơ đồ khối của ổn áp.

IC ổn áp 7805 chịu được dòng ngõ ra đến 1A Tuy nhiên, ta cũng cần gắn tản nhiệt cho IC để nó hoạt động ở điều kiện tốt nhất

3.8 Giới thiệu IC 74HC08:

Đây là IC có tích hợp 4 cổng AND được sử dụng trong mạch cảm biến khói để tăng ngõ vào

Phần tử điều khiển công suất

Phần

tử lấy mẫu

REF

- 3 bộ định thời hoặc đếm 16bit

- 8 ngắt với 4 mức ưu tiên

4.1.1 Nguyên lý hoạt động:

Ba mức điện áp 0V,+12V,-12V được đưa vào mạch qua J13.IC7812

có nhiệm vụ tạo điện áp đầu ra là +12V,IC 7912 có nhiệm vụ tạo điện áp -12V.IC 7805 có nhiệm vụ tạo điện áp 5V ở đầu ra.Các mức điện áp được đưa đến cung cấp nguồn cho từng loại linh kiện khác nhau.Nguồn 5V cấp cho IC P89V51RD2,opto 4N35,các BJT,các rơle5V,IC 8870,LCD,opam LM324,Max232.Nguồn +12V và -12V cung cấp cho rơle loại 12V,LM232Mạch nguồn dùng 3 IC ổn áp: LM7812,LM7912,LM8705.Trong mạch còn

mạch Như vậy nhiệm vụ của BJT là khuếch đại dòng điện .Suy ra dòng ra:

IC = 2,AĐiện áp tại cực E của BJT bằng 12V-0.6V=11.4V

Điện áp tại cực C của BJT bằng điện áp tại ngõ ra của 7805 tức là 5V

Dựa vào đặc tuyến (IC,VBE) với IC=2A suy ra VEB= 0.85V

Điện áp vào của LM7805 là

Dòng vào và dòng ra của 7805 là I3

Dòng điện qua cực C của BJT B688 là dòng I4

Dòng điện ra cung cấp cho tải là I5

Như vậy từ sơ đồ ta có công thức sau:

(7.1)

Với I3 đã chọn và I5 đã chọn như theo giả thiết ban đầu

I3=10mA và I5=2A thì thay vào công thức (7.1) ta có dòng I1<0

Vậy giả thiết dòng I3=10mA không đúng

Chọn I3=40mA suy ra I5=1,96A thì BJT B688 vẫn thỏa mãn các điều kiện như trên

Suy ra dòng I1=

60

196040

85.0

=116.4Ω

Công suất tiêu tán trên điện trở là P=116.4*(7.3mA)2= 6.2mW

Giả thiết 2:

Nguồn tiêu thụ cần cung cấp 2A, với dòng cung cấp của 7805 là 200mA

Suy ra dòng IC của BJT là1,8A

Theo đặc tuyến (IC,β) của B688 ta có β=65

=0 01625A=27.7mA

Dòng qua điện trở R8=200mA-27.7mA=172.3mA

Theo đặc tuyến (IC,VEB) suy ra VEB=0.85V

Giá trị điện trở R46 =

8

R

EB I

V

=

3.172

85.0

= 11.7Ω

Công suất tiêu tán trên điện trở R46 là P=11.7*(172.3mA)2=0.4W

Theo 2 giả thiết ta chọn R46 là giá trị nằm trong khoảng giá trị của 2 giá trị tìm được ở trên

2

=200Ω

Các thông số khác của mạch được lắp đặt theo khuyến cáo của Datasheet

4.2 Sơ đồ mạch điều khiển 3 rơle:

Tương tự khi điều khiển rơle2 và rơle3

Dòng điện qua cuộn dây được cảm ứng qua diode cầu tạo tạo điện áp trên R59.Khi rơle đóng sẽ có tín hiệu đưa về qua opto 4N35,đưa tín hiệu ra trên chân REDC1 ở mức thấp,IC trung tâm nhận biết sự thay đổi trạng thái để biết thiết bị đang hoạt động hay tắt.

Diode D3 có tác dụng chống dòng điện cảm ứng ngược chiều sinh ra trong rơle4.2.2 Tính toán:

Chọn dòng cung cấp cho rơle là 30mA,điện áp cung cấp cho Rơle là 4,8voltBJT Q3 có IC=30mA

Vcc=5voltP=IC * Vcc=0,03*5=150mWVậy ta chọn Q3 là A1013 có các thông số như sau:

VCBO(v) VCEO(v) VEBO(v) IC (A) IB(A) β P(mW)

Để đảm bảo Q3 chắc chắn dẫn bảo hoà thì :

IB≥3 βC

I

Theo đặc tuyến (IC,β ) với IC=30mA thì β =80

Suy ra IB≥1,1mA (phù hợp với dòng ra của chân chip)

Chọn IB=10mA

R3=

B

EB CC I

V

R3=

01.0

6.0

=440Ω

Ta chọn r3=1kΩ để cho Q3 chắc chắn dẫn bão hoà

D3 là diode chống dòng điện cảm ứng ngược để bảo vệ rơle,ta chon D3 là diode thương1A

Chọn áp trên R59 là 5V

Chọn dòng điện qua led của opto là 4mA,sụt áp trên led là 1.1V

04.0

1.15

R

C

CE D

0005.0

3.025

11 1

ICLM324 dùng để tạo ra điện áp xung vuông cấp đến vi điều khiển

Chọn điện áp so sánh là 3.3V vì mức điện áp thấp tại cực C của 4N35 bằng 2V(thực tế đo)

I

59 59

Chọn R59 là điện trở công suất 100R/5W

4.3 Sơ đồ mạch thu tín hiệu DTMF :

R 5 7

1 0 0 K

Nguyên lý hoạt động:

Tín hiệu DTMF được đưa đến conector J18 để đưa đến chân vào của IC.Đầu

ra của IC là các số nhị phân được đưa đến các chân ở P1 của vi điều khiển.Vi điều khiển nhận biết các số thu được và tiến hành xủ lý.Khi có một tín hiệu hợp lệ thì chân 15 của IC sẽ ở mức tích cực cao.Còn bình thường thì ở mức không tích cực(mức thấp)

Các thông số trên mạch được lắp đặt theo khuyến cáo của Datasheet

4.4 Khối cảm biến chuông:

+ -

Khi tổng đài cấp tín hiệu chuông cho thuê bao.Tín hiệu chuông của tổng đài

có điện áp 75V÷90V,tần số f=25Hz,3giây có 4 giây không.Tín hiệu này đi qua tụ C1.Tụ C1 có tác dụng ngăn dòng một chiều nền của tổng đài,chỉ cho tín hiệu chuông đi qua.Đồng thời tạo sụt áp trên tụ C1 làm giảm biên độ của tín hiệu chuông.Sau đó tín hiệu qua diode cầu D15 để thực hiện chỉnh lưu toàn kỳ tạo ra điện áp một chiều,và tăng gấp đôi tần số gợn sóng của tín hiệu.Như vậy tần số sau khi qua diode là 50hz, tạo ra điện áp một chiều ít nhấp nhô hơn.Diode zener D26 có tác dụng ghim áp để tạo áp phân cực chuẩn cho opto.Điện trở R22 dùng để phân giảm dòng và phân cực cho opto.Khi opto phân cực thuận,diode này sẽ phát quang kích vào cực B của transistor,làm transistor dẫn bão hoà tạo ngõ ra của cực C ở mức logic thấp

và tín hiệu này được đưa vào chân ngắt của vi điều khiển

Như vậy, khi không có tín hiệu chuông thì mạch này tạo ra mức logic 1,khi

có tín hiệu chuông thì mạch tạo ra mức logic 0

004.0

4.1

= 3.4KΩ

Chọn điện áp trên cầu diode là 1.1volt,dòng chịu đựng là 1A

Chọn sụt áp trên tụ C1 là 50 volt

Chọn dòng qua diode Zener là 30mA

Vậy dòng điện qua tụ C1 là 34mA

V

=

034.0

1.12.0

= 925 Ω

Chọn R23 là 2.2KΩ

Chọn điện áp ở ngõ vào so sánh là 3.3V.Vì mức thấp của opto là 2V

4.5 Khối kết nối thuê bao:

thuê bao.Q6 có nhiệm vụ thay thế một thuê bao trên lĩnh vực trở kháng.Điện trở DC của máy điện thoại là 300Ω.Điện trở xoay chiều tại tần số f=1KHz là 700Ω±30%.Tổng trở vào của mạch này phải phù hợp với các thông số trên.Tụ C4 nhằm lọc xoay chiều,nên về mặt xoay chiều tụ C4 xem như hở mạch.Tín hiệu AC không ảnh hưởng đến trở kháng DC của mạch.

Sụt áp trên diode cầu là 1.2volt

Chọn sụt áp trên tổng trở DC của tải là 9volt

Công suất tiêu tán trên Q6 là:

W18.002.0

*9

P

Vậy ta chọn Q6 là BJT lại C1815có các thông số như sau:

VCBO(V) VCEO(V) VEBO(V) IC(mA) IB(mA) P(mW) β

62.1

*300

*1416.3

*2

V V V

02.0

*1007.02.19

29

Chọn R29=18KΩ

Phần tính toán chọn R26,R27,R28,Q1,rơle như trong phần điều khiển động cơ

4.6 Mạch giao tiếp với máy tính:

C 7

1 0 u F

5 v

1 2

5

1 1

1 0

1 2 9

2

6

1 4 7

1 3 8

Tín hiệu từ máy tính được truyền xuống mạch thông qua cổng com.vào 2 chân của Max232.Tín hiệu ra từ 2 chân của Max232 được đưa đến 2 chân RxD và TxD của vi điều khiển

Hoạt động xuất và nhận dữ liệu thông qua máy tính sẽ thông qua thanh ghi SBUF

4.6.2 Giá trị các linh kiện:

Các thông số được mắc theo khuyến cáo của Datasheet

4.7 Khối điều khiển trung tâm:

To P3.1

To P3.0

1 2

1 3

1 4

1 5 1 2 3 4 5 6 7 8

J 1 4

D U L I E U T U A D C

1 2 3 4 5 6 7 8

4.8 Cảm biến tín hiệu đảo cực:

sẽ ở mức logic thấp đưa đến chân DAO CUC vi điều khiển là chân P3.4, lúc này vi điều khiển sẽ xuất ra thông báo có cháy

Tính toán:các thông số của mạch được tính toán như mạch cảm biến chuông4.9 Mạch cảm biến nhiệt:

Trong mạch dùng 8 cảm biến nhiệt độ LM35 để đo nhiệt độ tại các vị trí khác nhau.Ở đây ta chỉ ra một trong số 8 mạch đó.Với R1=75Ω,C1=1µF để làm mạch chống rung(ổ áp) tạo độ biến đổi ổn định của cảm biến.Với

R2=1,5K để cản dòng làm giảm áp đầu vào cho LM35 nhằm tiêu tán nhiệt cho LM35.LM358 làm chức năng đệm dòng với nguồn đơn +5V làm nguồn nuôi.(Các giá trị của R1,R2,C1 tham khảo từ Datasheet của LM35).

I N 0

5 V

5 V

4.10 Sơ đồ mạch ADC:

T o P 0

1 2 3 4 5 6 7 8

C L K

D T 7

F r o m L M 3 5

1 2 3 4 5 6 7 8

A D C 0 8 0 9

2 6

2 7

2 8 1 2 3 4 5

1 2

1 6

1 0 9 7

1 7

1 4

1 5 8

U 3

7 4 0 4

1 2

4.10.1 Nguyên lý điều khiển chung:

Mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số, chuyển một tín hiệu ngõ vào tương tự (dòng điện hay điện áp) thành dạng mã số nhị phân có giá trị tương ứng

Chuyển đổi ADC có rất nhiều phương pháp Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có những thông số cơ bản khác nhau:

+ Độ chính xác của chuyển đổi AD

+ Tốc độ chuyển đổi

+ Dãi biến đổi của tín hiệu tương tự ngõ vào

 Hoạt động:

◊ Đầu tiên kích xung start để bộ ADC hoạt động

◊ Tại một tần số được xác định bằng xung clock bộ điều khiển làm thay đổi thành số nhị phân được lưu trữ trong thanh ghi (Register)

◊ Số nhị phân trong thanh ghi được chuyển thành dạng điện áp V’a bằng bộ chuyển đổi DA

◊ Bộ so sánh, so sánh V’a với điện áp ngõ vào Va Nếu V’a < Va thì ngõ ra của

bộ so sánh vẫn giữ mức cao Khi V’a > Va ngõ ra của bọ so sánh xuống mức thấp và quá trình thay đổi số của thanh ghi ngưng Lúc này V’a gần bằng Va , những số trong thanh ghi là những số cần chuyển đổi

Mạch sử dụng ADC0809 làm chip chuyển đổi tương tự sang số Đối với ADC 0809, các điện áp V ref( ) + và V ref( ) − thiết lập tham chiếu.Từ [4.1] ta có nếu V ref( ) +

= +5V và V ref( ) − = Gnd thì độ phân giải là V 19,53mV

256

5

= Do vậy, để có độ phân giải 10mV ta cần đặtV ref( )+ =+2,56V và V ref( )− nối Gnd.Và [3.4.2] trở thành [4.10.1]

 Tính chọn mạch tạo điện áp tham chiếu:

Để đặt V ref( )+ =+2,56V tại chân 12 thì ta chỉ cần dùng một vi trở để tinh

chỉnh.Ở đây ta chọn Vi trở 5K Vậy chọn R3 là vi trở loại 5K

 Tính chọn mạch tạo dao động xung CLK:

Bộ điều khiển

Thanh ghi

DAC

ADC 0809 không có đồng hồ riêng do vậy phải cấp xung đồng hồ ngoài đến chân CLK Mặc dù tốc độ chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ được nối đến chân CLK nhưng tốc độ này không thể vượt quá 100ms.

U 3

7 4 l s 0 4

1 2

U 3

7 4 l s 0 4

1 2

V Ln Vng ic

V

Vng ic

V

Ln

1log

1log

V Vng =1,6

Suy ra: T=2,3RC

suy ra tần số dao động: f=1/T=0,4/(RC) [3.2]

với R bị hạn chế (500Ω1,5KΩ), vậy ta chọn R=1KΩ.Chọn tần số dao động cho ADC0809 là 400 KHz (vì tần số dao động của ADC 0809 là từ 10 KHz đến 1028 KHz).Vậy từ [3.2] ta có:

400KHz = 0,4/(RC)

Suy ra: C= 3 3

10

*10

*400

4,

0 = 1nF

Vậy chọn C là tụ 102(1nF)

4.10.2 Tính chọn các giá trị R1,R4: