PHẦN b nội DUNG đồ án MẠCH điều KHIỂN QUẠT BẰNG HỒNG NGOẠI

Khối điều chế dùng để trộn tín hiệu tin tức vào sóng cao tần để mang tínhiệu đi, vì tín hiệu có tần số thấp không thể truyền đi xa được.. Sóng cao tần thu được có biên độ nhỏ do đó cần p

PHẦN B NỘI DUNG

Phần I: DẪN NHẬP

1.1 Giới thiệu đề tài

Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng tiến bộ và được ứng dụng rất nhiềutrong tất cả các lĩnh vực của mọi quốc gia mà lĩnh vực Điện Tử Thông Tin làrất quan trọng đánh dấu một bước nhảy vọt về khoa học kỹ thuật trong thếgiới hiện đại Việc kết hợp lĩnh vực điện - điện tử với các lĩnh vực khác như

cơ, vật lý…đã tạo ra những sản phẩm trí tuệ mà con người hằng mơ ước Vàtrong sự phát triển khoa học đó lĩnh vực thông tin luôn có sự đổi mới về mặtkỹ thuật và phương tiện Hệ thống thông tin quang nói chung, điều khiển từ

xa nói riêng trên toàn cầu ngày càng phát triển với tốc độ cao Cơng nghệthơng tin quang sử dụng ánh sáng để mang tín hiệu, ánh sáng lànhững bức xạ điện từ, mợt phần của bức xạ điện từ là tia hờngngoại, tia hờng ngoại đã được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vựcđiều khiển từ xa, mợt trong những ứng dụng đó là “Điều KhiểnQuạt Từ Xa Bằng Tia Hờng Ngoại.”

1.2 Giới hạn đề tài

Do kiến thức và thời gian có hạn, nhóm sinh viên thực hiện đề tài chỉ giớihạn đề tài ở những điểm sau :

- Tìm hiểu những kiến thức liên quan

- Thiết kế – tính toán

- Thi công

1.3 Mục đích nghiên cứu

Mở rộng kiến thức về lĩnh vực thơng tin quang đặc biệt là kiến thức về tạo, truyền tín hiệu bằng tia hờng ngoại, so sánh giữa lý thuyết và thực tế, nâng caokhả năng

tính toán, thiết kế và kỹ năng thực hành.

Phần II

SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG THU PHÁT

A.THU PHÁT DÙNG SÓNG VÔ TUYẾN

Quá trình thu phát là quá trình truyền dữ liệu từ nơi phát đến nơi thu màmôi trường truyền là không gian không cần dây dẫn mà các thiết bị thu phátlà các linh kiên điện tử

1.Sơ đồ khối của hệ thống thu, phát:

Nguồn tin

Nguồn tin hay nguồn thông tin, dữ liệu nói chung và âm thanh nói riêng lànhững dữ liệu cần được truyền đi đến nơi nhận,dữ liệu có thể là tin tức, âmthanh, hình ảnh hay một tính hiệu điều khiển nào đó

2.Giải thích sơ đồ:

Khối thu Khối chấp

hành Nguồn

Nguồn sóng cao tần

Khuếch đại trung gian

Khối điều biến

Phối hợp trở khang

Khuếch đại Khuếch đại công

Aten

Giải thích các khối:

Khối dao động cao tần dùng để tạo ra sóng mang mang dữ liêu đi

Khối khuếch đại trung gian là khối có chức năng của khối tiền khuếch đạicó thể dùng để nhân tần hoặc khuếch đại dao động cao tần đến mức cần thiếtđể kích tần công suất làm việc Nó còn có nhiệm vụ đệm, làm giảm ảnhhưởng của các tần sau đến độ ổn định tần số của khối dao động cao tần Vìvậy khối khuếch đại có thể có nhiều tầng, tầng nhân tần và tầng tiền khuếchđại cao tần

Khối điều chế dùng để trộn tín hiệu tin tức vào sóng cao tần để mang tínhiệu đi, vì tín hiệu có tần số thấp không thể truyền đi xa được

Khối khuếch đại công suất âm tần và khối âm tần: cả hai khối điềukhuyếch đại công suất âm tần, khởi đầu khuyếch đại âm tần cho đủ biên độkéo khuyếch đại công suất âm tần

2.2 khối thu

2.2.1 Máy thu trực tiếp

2.2.2.Máy thu khuếch đại trực tiếp

Mạch thu sóng KĐ cao

tần

Giải điầu chế

KĐ âm

Mạch thu sóng Mạch giải điều chế loa

Vì tín hiệu thu từ aten có rất nhiều sóng có tần số khác nhau, mạch thusóng còn gọi là mạch điều hợp thực chất là mạch cộng hưởng ởtần số sóngcần thu Sóng cao tần thu được có biên độ nhỏ do đó cần phải được khuếchđại trước khi đưa qua tần giải điều chế, sóng được đưa vào mạch giải điều chếđể tách tín hiệu góc âm tần ra khỏi cao tần sóng mang tin, sau đó đượckhuyếch đại lần nữa để đưa ra tần cuối cùng ( tần cuối có thề là loa hoặc đènhình …)

2.2.3 Máy thu đổi tần

B SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG TIA HỒNG

NGOẠI:

1.khối phát

1.1Giải thích sơ đồ khối phát:

Điều Phát

lệnh khiển Mã hoá Điều chế Khuếchđại

Dao động tạo sóng mang

Mạch thu sóng

Mạch khuếch đại cao tần

Mạch khuyếch đại trung gian

Mạch trộn sóng

Mạch giải điều biên

Loa Mạch

dao động

Mạch khuyếc

h đại âm tần

Khối phát có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiển, mã hóa và phát tín hiệu đếnmáy thu, lệnh truyền đi đã được điều chế.

Khối phát lệnh điều khiển:

Khối này có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiển từ nút nhấn (phím điềukhiển) Khi một phím được ấn tức là một lệnh đã được tạo ra Các nút ấn nàycó thể là một nút, hay một ma trận nút Ma trận phím được bố trí theo cột vàhàng Lệnh điều khiển được đưa đến bộ mã hóa dưới dạng các bit nhị phântương ứng với từng phím điều khiển

Khối mã hóa:

Để truyền các tín hiệu khác nhau đến máy thu mà chúng không lẫn lộnnhau, ta phải tiến hành mã hóa các tín hiệu (lệnh điều khiển) Khối mã hóanày có nhiệm vụ biến đổi các lệnh điều khiển thành các bit nhị phân, hiệntượng biến đổi này gọi là tạo mã hay mã hoá

Khối dao động tạo sóng mang:

Khối này có nhiệm vụ tạo ra sóng mang tần số ổn định, sóng mang này sẽmang tín hiệu điều khiển khi truyền ra môi trường.

Khối điều chế:

Khối này có nhiệm vụ kết hợp tín hiệu điều khiển đã mã hóa sóng mangđể đưa đến khối khuếch đại.

Khối khuếch đại:

Khuếch đại tín hiệu đủ lớn đề LED phát hồng ngoại phát tín hiệu ra môitrường

Giải mã Chốt

Khuếch đại Mạch chấp

hành

2.1.Giải thích sơ đồ khối máy thu:

Chức năng của máy thu là thu được tín hiệu điều khiển từ máy phát, loạibỏ sóng mang, giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh riêng biệt, từ đómỗi lệnh sẽ đưa đến khối chấp hành cụ thể.

LED thu :

điều khiển

Khối khuếch đại:

ngoại để quá trình xử lý tín hiệu được dễ dàng

Khối tách sóng mang :

Khối này có chức năng triệt tiêu sóng mang, chỉ giữ lại tín hiệu điều khiểnnhư tín hiệu gửi đi từ máy phát.

Khối giải mã:

Nhiệm vụ của khối này là giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh điềukhiển dưới dạng các bit nhị phân hay các dạng khác để đưa đến khối chấphành cụ thể Do đó nhiệm vụ của khối này rất quan trọng.

Khối chốt:

Có nhiệm vụ giữ nguyên trạng thái tác động khi tín hiệu điều khiển khôngcòn, điều này có nghĩa là khi phát lệnh điều khiển ta chỉ tác động vào phímấn 1 lần, trạng thái mạch chỉ thay đổi khi ta chỉ tác động vào nút khác thựchiện điều khiển lệnh khác

Khối khuếch đại:

Khuếch đại tín hiệu điều khiển đủ lớn để tác động được vào mạch chấphành.

Khối chấp hành:

Có thể là rờle hay một linh kiện điều khiển nào đó, đây là khối cuối cùngtác động trực tiếp vào thiết bị thực hiện nhiệm vụ điều khiển mong muốn.

C So sánh phương pháp điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại và sóng vô tuyến

1 Ưu và khuyết điểøm của từng phương pháp:

1.1Phương pháp điều khiển từ xa dùng sóng vô tuyến:

a Ưu điểm:

- Truyền đạt tín hiệu với khoảng cách xa

- Không bị ảnh hưởng nhiều đối với vật cản

-Tầm phát rộng nhiều hướng khác nhau nên có thể điều khiển cùngmột lúc đối với thiết bị nhận kênh đồng thời

b Khuyết điểm:

- Khi phát hay thu đều cần có Anten

- Hay bị ảnh hưởng nhiễu gây méo dạng hoặc sai tín hiệu nên khôngđiều khiển được

- Vô tuyến bị nhiễu nên hệ thống mã hóa phức tạp hơn

- Tính khả thi thấp vì nhiều linh kiện

1.2 Phương pháp điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại:

a Ưu điểm:

- Khôngcần dây dẫn

- Led phát và thu nhỏ, gọn dễ thiết kế lắp đặt và có độ tin cậy cao

- Áp cung cấp thấp, công suất tiêu tán nhỏ

- Điều khiển được nhiều thiết bị

- Tính khả thi cao, linh kiện dễ tìm thấy và thi công dễ

b Khuyết điểm:

- Tầm xa bị hạn chế

- Do vấn đề nhiễu hồng ngoại vì vậy moi trường bị hạn chế chỉ ờ trong phòng

- Hạn chế khi bị vật cản nên không thể phát xa được

Phần III MẠCH THU PHÁT DÙNG IC CHUYÊN DÙNG

BL9418, BL9149 là những IC thu phát trong hệ thống điều khiển từ xa bằngtia hồng ngoại Trong đó SZ9148 là mạch điện IC phát xạ điều khiển có mãhóa kiểu ma trận Nó và mạch điện IC SZ9149 phối hợp với nhau có thể hoànthành bộ điều khiển xa có 10 chức năng; phối hợp vơí mạch điện IC SZ 9150có thể hoàn thành bộ điều khiển xa có 18 chức năng, có hơn 75 lệnh có thểphát xa, trong đó 63 lệnh là lệnh liên tục, có thể có nhiều tổ hợp phím; 12

lệnh không liên tục, chỉ có thể sử dụng phím đơn Tổ hợp như vậy có thể dùngcho nhiều loại điều khiển xa cho các thiết bị điện.

A MẠCH PHÁT DÙNG BL 9148:

một loại linh kiện phát xa mã hóa tia hồng ngoại rất thông dụng, phạm viđiện áp nguồn điện là 2,2V~5,5V Vì sử dụng công nghệ CMOS để chế tạonên công suất tiêu hao cực thấp, dòng điện trạng thái tĩnh chỉ 10 µA, nó cóthể sử dụng nhiều tổ hợp phím, linh kiện bên ngoài rất ít, mã số của nó thíchhợp với nhiều qui mô khác, chỉ cần nối ngoài linh kiện LC hoặc bộ dao độnggốm là có thể gây ra dao động

1 Sơ Đờ Chân IC 9148

K6 T1 T2 T3 CODE TEST

OUT VDD

BL 9148

SƠ ĐỒ KHỐI BÊN TRONG

2.Chức năng của các chân dẫn:

IC SZ9148 sử dụng 16 chân vỏ nhựa kiểu cắm thẳng hàng

Chân 1: GND là đầu âm của dòng điện nối với đất

Chân 2: XT là đầu vào của bộ phận dao động bên trong

Chân 3: XTN là đầu ra của bộ phận dao động bên trong, bên trong nó

không có điện trở phản hồi

Chân 4 đến chân 9: (k1-k6) là đọan đầu vào tín hiệu của bàn phím kiểu

Khối phát

DAO ĐỘ NG PHÂN TẦN

BỘ GIẢ I MÃ

DUY TRÌ/PHÁ T SINH TÍN HIỆ U KHÔ NG

LIÊ N TỤC CỔNG OR MẠCH ĐIỆN

ĐỒNG BỘ RA

MẠCH PHÍM NGÕ VÀ O

PHÁ T SINH TÍN HIỆ U CHUÔ NG

MẠCH PHAT SINH TÍN HIỆ U BIT

12 10

Chân 14: (TCST) là đầu đo thử, bình thường khi sử dụng có thể bỏ trốngChân 15:(Txout ) là đầu ra tín hiệu truyền tải tín hiệu 12 bit thành mộtchu kỳ, sử dụng sóng mang 38kHz để điều chế.

Chân 16: (V00) là đầu dương của nguồn điện nối với điện áp một chiều2,2-5,5 V, điện áp làm việc bình thường 3V

Bên trong IC 9148 do bộ phận dao động, bộ phân tần, bộ giãi mã, mạchđiện đầu vào của bàn phím, bộ phận phát mã số…tạo thành

 Tham số chủ yếu của SZ9148:

Bảng 1 :

Mục Lục

Kí hiệu

Điều kiện

đo thử

Nhỏ nhất

Điển hình

Lớn nhất

Đơn vị Điện áp nguồn điện V DD

tất cả chức năng thao tác

Dòng điện làm việc

I DD phím

thông không phụ tải

Dòng điện trạng thái bão hòa

I DS phím

mở không dao động

mức điện

mức điện thấp V

k2

k6

dòng điện đầu vào

mức điện cao

I IH V IH =

3V

mức điện thấp

mức điện cao

I IH V IH =

3V

-1.0 _ 1.0 A mức điện

thấp IIL V0VIL = 20 30 60 A

ra k1

k3

dòng điện đầu ra

mức điện cao

I OH V OH =

2V

mức điện thấp

mức điện cao

I OH V OH =

2V

mức điện thấp IOL V2VOL = 1.0 _ _ mAđiện trở phản hồi bộ dao động R _ _ 500 _ K

Công suất dao động f osc - 400 455 600 KH Z

Tham số cực hạn của IC SZ9148:

Bảng 2:

Điện áp nguồn điện

Đầu vào/ra điện áp

Công suất tổn hao

Nhiệt độ làm việc

Nhiệt độ cất giữ

Dòng điện đầu ra (Iout)

VVmW

0C

0CmA

3 Nguyên lý hoạt động :

Trong IC SZ9148 có chứa bộ đảo pha CMOS là điện trở định thiên cùngnối bộ dao động bằng thạch anh hoặc mạch điện dao động cộng hưởng Khitần số của bộ phận dao động thiết kế xác định là 455kHz, thì tần số phát xạsóng mang là 38 kHz Chỉ khi có thao tác nhấn phím mới có thể tạo ra daođộng, vì thế đảm bảo công suất của nó tiêu hao thấp Nó có thể thông quacác chân k1 đến k6 và đầu ra thứ tự thời gian chân T1 đến T3 để tạo ra bànphím 6x3 theo kiểu ma trận Tại t1 sáu phím được sắp xếp có thể tùy chọn đểtạo thành 6x3 trạng thái tín hiệu liên tục đưa ra được trình bày ở hình 3

Hai hàng phím ở T2 và T3 chỉ có thể sử dụng phím đơn, hơn nữa, mỗi khiấn vào phím một lần chỉ có thể phát xạ một nhóm mạch xung điều khiển Nếunhư các phím ở cùng hàng đồng thời được ấn xuống thì thứ tự ưu tiên của nólà K1 > K2 >K3> K4 > K4> K5>K6 Không có nhiều phím chức năng trên cùng

một đường K, nếu như đồng thời nhấn phím thì thứ tự ưu tiên của nó là T1

>T2>T3

Lệnh phát ra của nó do mã 12 bit tạo thành, trong đó C1~C3 (code) là mãsố người dùng, có thể dùng để xác định các mô thức khác nhau, tổ hợp C1, C2

phối hợp với mạch điện IC thu SZ9150; tổ hợp C2, C3 phối hợp với mạch điện

IC thu SZ9149 Mỗi loại tổ hợp có 3 trạng thái đó là 01, 10, 11 mà khôngdùng trạng thái 00

1

9 8

17 6

5 4 3 2

16 15 14 13

12 11 10 7

18

K1 K2 K3 K4 K5 K6

Các bit mã C1, C2, C3 được thực hiện bằng việc nối hay không nối các chân

T1,T2, T3 với chân code bằng các diode Nếu nối qua diode thì các C tương ứngtrở thành [1] và ở [0] khi không được nối H, S1, S2 là đại diện cho mã số phátxạ liên tục hoặc mã số phát xạ không liên tục Nó đối ứng với các phím T1,

T2, T3 D1 đến D6 là mã số của số liệu phát ra Phím của nó và sự đối ứng mãquan hệ với nhau như bảng sau:

SV: ĐẶNG MINH TRÍ GVHD:TRƯƠNG NĂNG TỒN

7 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Không liên tục

8 0 1 0 0 1 0 0 0 0 Không liên tục

9 0 1 0 0 0 1 0 0 0 Không liên tục

10 0 1 0 0 0 0 1 0 0 Không liên tục

11 0 1 0 0 0 0 0 1 0 Không liên tục

12 0 1 0 0 0 0 0 0 1 Không liên tục

13 0 0 1 1 0 0 0 0 0 Không liên tục

14 0 0 1 0 1 0 0 0 0 Không liên tục

15 0 0 1 0 0 1 0 0 0 Không liên tục

Dạng xung phát xạ ra:

Khi tỉ lệ chiếm trống của mạch xung dương hình sóng do mạch điện SZ9148 phát

ra là ¼ đại diện là [0] khi tỉ lệ chiếm trống của mạch xung dương là 4/3, đại diện cho [1]} Bất luận là [0] hay [1] khi chúng được phát ra mạch xung dương được điều chế trên sóng mang 38kHz, tỉ lệ chiếm trống của sóng mang là 1/3, như vậy có lợi cho việc giảm công suất tiêu hao.

Được minh họa bởi hình 4:

Việc phát ra của mỗi một chu kỳ theo thứ tự nối tiếp C1, C2, C3,H, S1, S2, D1, D2, D3, D4, D5, D6 có tổng chiều dài được đo 48a, trong đó a= ¼ chu kỳ một mã Phương pháp tính của a là: a = (1/fosc) 192s Khi ấn phím không liên tục, đầu ra mã chỉ phát

ra 2 chu kỳ, khi ấn phím liên tục, đầu ra mã sẽ phát ra liên tục, giữa 2 nhóm dừng lại 280s

B MẠCH IC THU SZ9149

IC này cũng được chế tạo bằng công nghệ CMOS, chúng đi cặp với IC phát SZ9148 để tạo thành một bộ IC thu-phát trong điều khiển xa bằng tia hồng ngoại.

1.Sơ đồ chân:

2.Chức năng các chân:

IC SZ9149 có 16 chân

- Chân 1: (GND) là đầu âm của dòng điện nối đất.

- Chân 2: (Rxin) là đoạn đầu vào của tín hiệu thu; tín hiệu sau khi được lọc bỏ sóng mang.

- Chân 3 đến 7 : HP1~HP5 là đầu ra tín hiệu liên tục.

- Chân 8 đến 12: SP1~SP5 là đầu ra tín hiệu không liên tục, tín hiệu tiếp nhận của đầu vào tương ứng một lần, mức điện cao của đầu ra duy trì khoảng 107ms.

- Chân 13,14: (code 2, code 1) là đầu so sánh mã truyền đạt tương đối chính xác, mã số thu được và mã số định trước của mạch điện này phải hoàn toàn giống nhau mới có thể thu được.

- Chân 15: (OSC) là đầu vào dao động Điện trở ghép song song đến đất và tụ điện của đầu này gây ra dao động.

GND R X IN HP1 HP2 HP3 HP4 HP5

SP4 SP3 SP2 SP1 CODE1 CODE2 OSC

VDD

BL 9149

sp5

- Chân 16: (VDD) là đầu dương của dòng điện, thường mắc điện áp khoảng 4,5V~5,5V Mạch điện bên trong của IC thu do bộ phận dao động, bộ đếm số cộng, bộ nhớ dịch hàng đầu vào, bộ phận kiểm tra số liệu, bộ phận kiểm tra mã, mạch đếm mạch xung đầu vào, mạch điện khóa cố định, mạch điện kiểm tra độ sai sót, bộ phận đếm đầu vào… tạo thành

 Tham số cực hạn của IC thu:

Dòng điện làm

Biến áp của tần

Biến áp của tần

điện

đầu ra

Mức điện cao

ra,Voh=4v

Mức điện thấp

Điện áp ngưỡng

của mạch điện

đầu vào

3.Nguyên lý hoạt động:

Tín hiệu khi nhận được từ mạch phát của IC BL9148 sẽ được khuếch đại ,tách sóng mang sau đó đưa đến đầu vào mạch điện IC.

Trong tín hiệu phát ra của IC Bl 9148 làù một chuổi tín hiệu 12 bit, trong đó tín hiệu C1, C2 và C3 cung cấp mã số cho người dùng, vì vậy bên IC Bl9149 phải có mả số tương úng, nếu mã bên thu không tương ứng với bên phát thì không thể thu được tín hiệu, những máy khác nhau có thể có những mã khác nhau do người dùng quy định.

Bảng phối hợp mã người dùng của IC 9148 và IC 9149 được cho như sau: