Vậy, nguồn cung cấp 5V phải chịu được dòng điện lớn hơn 121mA.. Nhằm đảm bảo tính ổn định của mạch, đề tài thiết kế mạch nguồn sử dụng IC ổn áp dương... Trong đó C1, C2 dùng để lọc nguồn
Trang 1CHƯƠNG 7
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ
TÍNH TOÁN MẠCH
7.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
(Hình)
7.2 MẠCH KÉO DÒNG
7.2.1 SƠ ĐỒ MẠCH
Hình 7.1: Mạch kéo dòng
Về phương diện công suất chính là việc nâng dòng cho dữ liệu hàng và cột nhằm đảm bảo yêu cầu về dòng qua led ma trận
Mạch kéo dòng dùng Transistor để kéo dòng cho 128 led ( mạch dùng 32 led
ma trận chia làm hai hàng, mỗi hàng 16 led ma trận, mỗi led ma trận có 8 cột và mỗi điểm ảnh có 1 led màu đỏ nên có: 8 x 16=128)
Mạch dùng quang báo 16x128 ( tức 16 hàng, 128 cột), nên có 16 mạch kéo dòng
Trang 27.2.2 TÍNH TOÁN
* Tính R2
Từ hiệu ứng sinh học của mắt tần số một Led chớp không nháy là: fmin = 25Hz
Bảng Led thiết kế gồm 16 hàng, vậy tần số quét toàn bảng Led là: fquet = 25x16=400Hz
Với fquet = 400Hz chu kỳ quét: ms
f
T
quet
5 2 400
1 1
Thời gian sáng trung bình của mỗi hàng led là: ttb = 1 / 16
LED đã chọn để thiết kế, từ thực nghiệm cho thấy dòng qua led ở chế độ thường trực là 5mA-25mA, chọn dòng trung bình qua led là 10mA
Mạch gồm 32 led ma trận ghép lại với nhau tạo bảng led ma trận 16 hàng và
128 cột Mà tại mỗi thời điểm ta chọn một hàng để kích sáng, khi một hàng được chọn thì ta phải cho sáng 128 led đơn nên ta có :
Dòng IC cao nhất của D401A là:
IC2max = 128 x 10 = 1280 mA
Để Q2 dẫn bão hòa thì:
min
min 2 max
B
I k
I = × (Q2=D401A có β= 40)
40
1280 3 max
I B = × = (k=3: hệ số bão hoà sâu) Với Vcc = 5 V
R2 = (VCC – VEC1-SAT – VBE2-SAT) / IB2max
R2 = (5 – 0.2 -0.8) / 0.096 = 41, 7 (Ω)
Chọn R2 = 39Ω
* Tính R1
Khi Q1 dẫn bão hòa ta có:
min
1
B
I k
I = × ;( mà Ic1≈ Ib2)
80
96
3
I B = × = (Q1= A1015 có β= 80)
* Tính R3:
Ta có: VR3 = VBE2_SAT = 0.8V
IR3 = IC1 - IB2 ≈ 0.1mA
R3 = VR3 / IR3 = 0.8 / 0.1 = 8 kΩ
* Tính RL:
Khi Transistor D401A bão hòa thì:
VEC1-SAT = VCE2-SAT = 0.2V và IB2 = k x (IC2 / β) ( k =2÷5)
Ta có:
Trang 3VCC = VC2 + VCE2-SAT
VC2 = VCC - VCE2-SAT = 5 - 0.2 = 4.8V
Để mỗi led đơn của led ma trận sáng bình thường trong quá trình quét led ta phân cực như sau:
ILED = IRL = 20mA (do RL ghép nối tiếp với led ma trận nên
ILED = IRL)
VLED = 2V
Trong đó: ILED: dòng qua led ma trận
VLED: áp định mức đặt lên mỗi led
VC2 = VLED + VRL
VRL = VC2 - VLED = 4.8 -2 = 2.8V
RL = VRL / IRL = 2.8 / 0.02 = 140 Ω
V ới: VC2: áp tại cực C của D401A
VRL: áp đặt lên RL
Chọn: R1 = 1.2kΩ, R2 = 39Ω, R3 =10kΩ, RL = 150 Ω, Q1 là A1015, Q2 là D401A
7.3 MẠCH NGUỒN
7.3.1 SƠ ĐỒ MẠCH
C 4
1 0 u f / 2 5 V
V C C
C 2
1 0 u F / 2 5 V
V C C
D 2
C 3
1 0 4
C 1
1 0 0 0 u f / 2 5 V
J 5
C O N 2
1
2
R 2
1 K
D 1
R S 4 0 3 L
1
4
U 1 L M 7 8 0 5
I N O U T
Hình 7.2: Sơ đồ mạch nguồn ổn áp 5V
Do yêu cầu của mạch, vi điều khiển PIC16F877 khi hoạt động bình thường không thúc tải ở ngõ ra: 4mA, khi thúc các tải giao tiếp với ngoại vi, dòng điện khoảng dưới 10mA
IC 6B595 tiêu thụ dòng 5mA Có 18 IC 6B595 do đó tổng dòng tiêu thụ của IC 6B595 là: 18 x 5mA = 90mA
Bộ đệm tiêu thụ dòng 1.33mA Có 16 Transistor đệm do đó tổng dòng là: 16 x 1.33 = 21mA
Vậy, nguồn cung cấp 5V phải chịu được dòng điện lớn hơn 121mA Nhằm đảm bảo tính ổn định của mạch, đề tài thiết kế mạch nguồn sử dụng IC ổn áp dương
Trang 47805 (ổn áp dương có điện áp ngõ ra cố định là 5V, dòng điện ngõ ra từ 100mA đến 1A)
7.3.2 THIẾT KẾ
Để an toàn IC 7805 cung cấp dòng cho tải là: 100mA - 1A
Điện áp ngõ vào tối thiểu phải cao hơn điện áp ngõ ra 2V để mạch hoạt động tốt Trong đó C1, C2 dùng để lọc (nguồn DC chưa ổn định) để ổn định điện áp ngõ vào, C3 dùng để lọc nhiễu cao tần, C4 làm cho áp được phẳng hơn
