LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC (có sơ đồ mạch và layout)

LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC (có sơ đồ mạch và layout) LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC (có sơ đồ mạch và layout) LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC (có sơ đồ mạch và layout) LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC (có sơ đồ mạch và layout) LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC (có sơ đồ mạch và layout) LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC (có sơ đồ mạch và layout)

ĐỒ ÁN 1

LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO

NHẠC

i

2.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH: 2

2.2 KHỐI NGUỒN: 2

2.2.1 Sơ đồ khối nguồn 2

2.3 KHỐI XỬ LÍ TÍN HIỆU TỪ ĐIỆN THOẠI: 3

2.3.1 Sơ đồ khối xử lí tín hiệu từ điện thoại 3

2.4 KHỐI ĐIỀU KHIỂN: 4

2.4.1 Khối điều khiển 4

2.4.2 Sơ đồ cấu tạo của IC NE 555 5

2.4.3 Sơ đồ tính xung vuông IC NE 555 6

2.5 LED MA TRẬN: 7

2.5 LED ma trận 7

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHI TIẾT 8

3.1 SƠ ĐỒ CHI TIẾT: 8

3.1 Sơ đồ toàn mạch 8

3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: 8

3.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG: 9

3.3.1 Kết quả mô phỏng 9

CHƯƠNG 4: THI CÔNG MẠCH 10

4.1 CHỌN LINH KIỆN: 10

4.1.1 Ảnh thật biến trở 50k 10

4.1.2 Ảnh thật Domino 2 cổng 10

4.1.3 Ảnh thật LED ma trận 11

4.1.4 Ảnh thật rào cái 11

4.1.5 Ảnh thật dây bus đực cái 12

4.1.6 Ảnh thật điện trở 12

4.1.7 Ảnh thật biến trở cúc áo 13

4.1.8 Ảnh thật IC NE 555 13

4.1.9 Ảnh thật IC LM393 14

4.2 THI CÔNG MẠCH: 15

4.2.1 Mạch pcb 15

4.2.2 Ảnh thật mạch nguồn 15

4.2.3 Ảnh thật mạch chính 16

4.2.4 Mặt sau mạch chính 16

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 17

5.1 KẾT QUẢ THI CÔNG: 17

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN: 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

iii

2.3.1 Sơ đồ khối xử lí 3

2.3.2 Sơ đồ cấu tạo LM939 3

2.4.1 Khối điều khiển 4

2.4.2 Sơ đồ cấu tạo IC NE 555 5

2.4.3 Sơ đồ tính xung vuông IC NE 555 6

2.5 LED ma trận 7

3.1 Sơ đồ toàn mạch 8

3.3 Kết quả mô phỏng 9

4.1.1 Ảnh thật biến trở 50k 10

4.1.2 Ảnh thật Domino 2 cổng 10

4.1.3 Ảnh thật LED ma trận 11

4.1.4 Ảnh thật rào cái 11

4.1.5 Ảnh thật dây bus đực cái 12

4.1.6 Ảnh thật điện trở 12

4.1.7 Ảnh thật biến trở cúc áo 13

4.1.8 Ảnh thật IC NE 5555 13

4.1.9 Ảnh thật IC LM 393 14

4.2.1 Mạch pcb 15

4.2.2 Ảnh thật mạch nguồn 15 4.2.3 Ảnh thật mạch chính 16 4.2.4 Mặt sau mạch chính 16

v

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu về mạch LED ma trận nhấp nháy theo nhạc:

Ngày nay, thời đại ngày càng phát triển kéo theo đó là những nhu cầu cấp thiết về mặt cuộc sống Yếu tố giải trí luôn được con người hướng đến và chú trọng không chỉ riêng về mặt hình thức mà còn quan tâm đến cả mặt thẩm mỹ Âm nhạc không chỉ mang đến những giai điệu du dương mang đầy cảm xúc cho người nghe mà bên cạnh đó còn có thể mang đến nhiều màu sắc mới mẻ Bắt lấy thị yếu thẩm mỹ của những con người hiện đại, từ đó khơi nguồn cảm hứng sáng tạo, tôi thực hiện đồ án

1 có tên “ LED MA TRẬN NHẤP NHÁY THEO NHẠC” Đã có rất nhiều đề tài được thực hiện làm đèn LED nhấp nháy, nhưng với đề tài này có khác biệt bởi những ứng dụng vô cùng đơn giản của IC NE 555 và LM393 để tạo ra hiệu ứng đặc sắc cho LED, nhấp nháy và chuyển đổi của ánh đèn theo điệu nhạc

1.2 Các yêu cầu kĩ thuật:

Tín hiệu ( nhạc) từ điện thoại chuyển đến mạch qua Jack cắm tai nghe đường kính 3.5mm

Mạch chính sử dụng IC NE 555 nhằm tạo hiệu ứng nhấp nháy của LED ma trận Đồng thời, xử lí tín hiệu từ điện thoại bằng IC LM393 để xác định LED sáng và tắt

Cuối cùng, sau khi qua xử lí tín hiệu, LED ma trận sẽ hiển thị nhấp nháy theo nhạc được đặt vào

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH2.1 Sơ đồ khối của mạch:

Nguồn 5V

Tín hiệu từ điện thoại

Khối xử lí tín hiệu

Khối điều

ĐỒ ÁN 1 Trang 2/18

2.2 Khối nguồn:

2.2.0 Sơ đồ khối nguồn

Điện áp nguồn 220V AC qua biến áp thành 12 V AC được nối qua cầu Diode sẽ thành

12 V DC Tiếp theo, điện áp sẽ qua 2 tụ C1 và C2 để bớt nhấp nhô

Sau đó, sẽ qua IC 7805 thành áp 5 V DC và cuối cùng sẽ qua 2 tụ C3, C4 để hoàn

toàn bằng phẵng

2.3 Khối xử lí tín hiệu từ điện thoại:

LED ma trận nhấp nháy theo nhạc

2.3.1 Sơ đồ khối xử lí tín hiệu từ điện thoại.

Khối xử lí tín hiệu từ điện thoại gồm 8 IC LM 393 đặt cạnh nhau

IC LM393: (IC Opamp so sánh 2 kênh tích hợp) IC được cấu tạo từ 2 opamp so

sánh áp độc lập, được thiết kế với nguồn đơn trong dải điện áp rộng và cả nguồn đôi IC LM393 được sử dụng rất rộng rãi trong bộ chuyển đổi tương tự sang số, mạch so sánh áp, mạch tạo thời gian trễ,

2.3.2 Sơ đồ cấu tạo LM393

IC LM393 có 8 chân:

Chân 1: Ngõ ra của Opamp so sánh thứ nhất

ĐỒ ÁN 1 Trang 4/18

Chân 2: Ngõ vào đảo của Opamp so sánh thứ nhất

Chân 3: Ngõ vào không đảo của Opamp so sánh thứ nhất

Chân 4: Nối đất

Chân 5: Ngõ vào không đảo của Opamp so sánh thứ 2

Chân 6: Ngõ vào đảo của Opamp so sánh thứ 2

Chân 7: Ngõ ra của Opamp so sánh thứ 2

2.4 Khối điều khiển:

2.4.1 Khối điều khiểnKhối điều khiển gồm 4 IC NE 555 đặt cạnh nhau

IC NE 555: Là linh kiện thông dụng được sử dụng rộng rãi để tạo xung vuông và

thay đổi tần số tùy thích

2.4.2 Sơ đồ cấu tạo của IC NE 555.

IC NE 555: gồm 2 Opamp, 3 điện trở 1 transitor, 1 flip-flop và có 8 chân

Chân 1: Nối đất

Chân 2: Ngõ vào đảo với điện áp so sánh và dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của một tần so sánh áp Mạch so sánh ở đây dùng Transitor PNP với mức điện áp 2/3 Vcc

Chân 3: Ngõ ra logic Được xác định theo mức 0 và 1 Mức 1 tương ứng gần bằng Vcc và mức 0 tương ứng gần bằng 0V

Chân 4: Khi với đất, điện áp ngõ ra sẽ ở mức thấp Còn khi nối vào Vcc thì ngõ ra

sẽ phụ thuộc vào chân 2 và chân 6

Chân 5: Giảm nhiễu khi nối tụ xuống đất, giữ cho điện áp chuẩn được ổn định Có thể không cần sử dụng

Chân 6: Ngõ vào không đảo của áp so sánh

Chân 7: Là một cái khóa điện tử, chân 3 ở mức thấp thì khóa đóng và ngược lại.Chân 8: Nguồn Vcc

ĐỒ ÁN 1 Trang 6/18

2.4.3 Sơ đồ tính xung vuông IC NE 555Tần số của tín hiệu đầu ra là : f= ln 2.C (R1

1+2 R2¿)¿

Chu kỳ của tín hiệu : T = 1f

Thời gian tạo xung T1 = ln2.C.(R1+2 R2¿

Thời gian tạo xung T2=ln 2 R2 C

Từ công thức tạo xung vuông của IC NE 555 như trên, ta chọn tụ C = 10uF và R1= 330(Ohm) Ngõ ra của NE 555 sẽ được nối vào các chân hàng của LED ma trận (cực dương) nên ta sẽ chỉ quan tâm đến giá trị T1 Từ đó, ta sẽ tính toán được giá trị của R2 là 50k(Ohm)

Khối điều khiển sử dụng bởi 4 IC NE 555 đặt cạnh nhau.Do đó, để có thêm hiệuứng khác nhau, ta đặt R2 tương ứng của mỗi NE 555 theo các giá trị khác nhau như50k, 60k, 70k, 80k Ngõ ra của mỗi NE 555 sẽ được nối vào hai chân hàng của LED

ma trận

2.5 LED ma trận:

LED ma trận nhấp nháy theo nhạc

2.5 LED ma trận.

LED ma trận có hàng và cột tương ứng nhau Để LED sáng ta cần phải cấp mức caocho hàng và mức thấp cho cột.Các ngõ ra của khối xử lí sẽ được nối vào các cột củaLED ma trận

Các ngõ ra của khối điều khiển sẽ được nối vào các hàng tương ứng với cột của LED ma trận

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHI TIẾT3.1 Sơ đồ chi tiết:

ĐỒ ÁN 1 Trang 8/18

3.4 Sơ đồ toàn mạch3.2 Nguyên lý hoạt động:

Cấp nguồn 5V vào các cổng không đảo và tín hiệu từ Jack cắm tai nghe sẽ được đưavào các cổng đảo của khối xử lí tín hiệu từ điện thoại Sau khi có áp so sánh, các Opamp sẽ so sánh áp từ hai cổng cho ra các mức tín hiệu ( mức cao và mức thấp) ở các ngõ ra Các ngõ ra sẽ được nối vào các cột của LED ma trận Vì ngõ ra của khối

xử lí tín hiệu chỉ là các mức logic cho nên cần phải cấp nguồn 5V và 1 điện trở 560 (Ohm) để có áp cho các cột của LED ma trận hoạt động

Đồng thời, ở khối điều khiển, ta cũng cấp nguồn 5V cho các NE 555 để tạo xung vuông Mỗi NE 555 có R2 khác nhau nên sẽ tạo thêm hiệu ứng nhấp nháy khác nhau

ở mỗi ngõ ra cho các hàng của LED ma trận Các ngõ ra của khối điều khiển sẽ được nối vào các hàng tương ứng với cột của LED ma trận

3.3 Kết quả mô phỏng:

LED ma trận nhấp nháy theo nhạc

3.3.1 Kết quả mô phỏng.

ĐỒ ÁN 1 Trang 10/18

CHƯƠNG 4: THI CÔNG MẠCH

ĐỒ ÁN 1 Trang 12/18

4.1.5 Ảnh thật dây bus đực cái

4.1.5 Ảnh thật biến trở cúc áo

- IC NE 555:

4.1.5 Ảnh thật IC NE 555

- IC LM393:

ĐỒ ÁN 1 Trang 14/18

4.1.5 Ảnh thật IC LM3934.2 Thi công mạch:

4.2.1 Mạch pcb

LED ma trận nhấp nháy theo nhạc

4.2.2 Ảnh thật mạch nguồn

4.2.3 Ảnh thật mạch chính

ĐỒ ÁN 1 Trang 16/18

4.2.4 Mặt sau mạch chính

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

5.1 Kết quả thi công:

- Mạch chạy ổn định, đúng với kết quả mô phỏng, LED nhấp nháy đẹp theo nhạc

5.2 Hướng phát triển:

- Có thể ghép thêm nhiều LED ma trận khác màu để có thể tạo nên nhiều màu sắc đẹp hơn Bên cạnh đó, ta có thể kết hợp trình diễn âm nhạc với những hiệu ứng khác như phun nước, chiếu ánh sáng lên mặt nước để tạo thêm nhiều cảm giác sống động và chân thật hơn

LED ma trận nhấp nháy theo nhạc

TÀI LIỆU THAM KHẢO