Nghiên cứu kỹ thuật điều khiển từ xa vào các thí nghiệm vật lý

Vớithiết bị này cùng với các bộ cảm biến thích hợp, ta có thể đo tần số của cácsóng điện từ, sóng âm và dao động cơ học.. Ngoài các nội dung trình bày trong luận văn chúng tôi có một số

Lời cảm ơn

Trong thời gian thực hiện đề tài "Nghiên cứu kỹ thuật điều khiển từ xa vào các thí nghiệm vật lý", tôi đã nhận đợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, hớng dẫn của các thầy giáo, cô giáo Tôi xin bày

tỏ lòng biết ơn chân thành đến Tiến sĩ Võ Thanh Cơng - ngời đã

tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Vật lý - Trờng Đại học Vinh đã góp ý, bổ sung để tôi hoàn thiện đề tài.

Vì thời gian có hạn nên khóa luận chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi mong tiếp tục nhận đợc những ý kiến

đóng góp của các thầy giáo, cô giáo và các bạn sinh viên để có thể hoàn thiện và ứng dụng đề tài vào thực nghiệm giáo dục trong thời gian sớm nhất.

Vinh, tháng 5 năm 2005

Tác giả

Phần mở đầu

Nâng cao chất lợng đào tạo thực hành vật lý là một trong những nhiệm

vụ chính của đổi mới phơng pháp giảng dạy ở đại học Lắp đặt các thínghiệm mới là một bộ phận trong mảng đề tài đó Với mục đích đó, thầygiáo Võ Thanh Cơng đã chế tạo thành công máy đếm tần kỹ thuật số Vớithiết bị này cùng với các bộ cảm biến thích hợp, ta có thể đo tần số của cácsóng điện từ, sóng âm và dao động cơ học Máy đếm tần số có nhiều chế độ

đếm: hoặc đếm trực tiếp chu kỳ của một dao động (sóng điện từ, sóng âm)hoặc đếm thời gian của một số dao động do ta chọn Thời gian nhỏ nhất cóthể ghi nhận đợc là 10- 6 s Các chức năng của máy đếm tần số đợc điều khiển

lý nh: đo tần số sóng âm, giao thoa sóng nớc v.v Hiểu sâu sắc nguyên tắcchế tạo thiết bị để có thể sử dụng, lắp đặt thí nghiệm mới, đó là nội dung củaluận văn Trong luận văn này chúng tôi sẽ nghiên cứu các vấn đề sau:

 Nguyên lý chế tạo các bộ thu và phát điều khiển từ xa bằng hồng ngoại

 Nguyên lý chế tạo các bộ cảm biến cho các thí nghiệm vật lý

 Sử dụng thiết bị đã nghiên cứu lắp thành một bài thí nghiệm

Với mục đích trên, khoá luận ngoài phần mở đầu và kết luận đợc chialàm ba chơng

ơng I : kỹ thuật chế tạo điều khiển từ xa.

Nội dung của chơng trình bày về nguyên tắc thu phát hồng ngoại Với

điều khiển từ xa của TV Sony, chúng ta tìm phơng pháp "đọc" các tín hiệuhồng ngoại truyền đi từ điều khiển đó Các thông tin này lu vào các thanh ghicủa IC vi xử lí, ta có thể sử dụng vào các chức năng tự động hoá theo ý muốn.Cuối chơng là các kết quả chúng tôi đã thu đợc

Ch

ơng II : Các bộ cảm biến quang dùng trong các thí nghiệm vật lý.

Trong chơng này chúng tôi đa ra một số giải pháp về các bộ cảm biếnquang thờng đợc sử dụng trong các thí nghiệm vật lý Qua đó chúng tôi đ a

ra giải pháp thích hợp nhất cho thí nghiệm chúng tôi sẽ trình bày trong ch

-ơng III

Ch

ơng III : Xác định điện trở và điện dung bằng mạch dao động tích

phóng dùng bằng đèn Neôn.

Trong chơng này chúng tôi trình bày một thí nghiệm dùng máy đếm tần

số để xác định giá trị điện trở và điện dung bằng phơng pháp tích phóng của

đèn neôn Ngoài phần trình bày các nội dung của một bài thí nghiệm, chúngtôi còn trình bày các vấn đề liên quan tới chất lợng của bài thí nghiệm

Ngoài các nội dung trình bày trong luận văn chúng tôi có một số thínghiệm trình bày theo nh:

 Thí nghiệm đọc và giải mã tín hiệu của điều khiển từ xa của TV SONY.

 Thí nghiệm về sử dụng điều khiển từ xa của TV Sony điều khiển tắt

mở một số thiết bị dân dụng

 Thí nghiệm xác định điện trở và điện dung bằng mạch dao động tích phóng dùng bằng đèn neôn

Các kết quả đạt đợc trong khoá luận là những bớc đầu trong kỹ thuật tự

động hoá và điều khiển từ xa, hy vọng sẽ là tài liệu tham khảo cho các bạn

đồng nghiệp Thí nghiệm xác định điện trở và điện dung bằng mạch dao

động tích phóng dùng bằng đèn neôn là một bài thí nghiệm thuộc lĩnh vực

điện học Nếu đầu t về chuyên môn sâu hơn nữa, hy vọng có thể đợc nghiệmthu và đem vào sử dụng ở Khoa vật lý

dây các chức năng khác nhau của thiết bị kỹ thuật Bàn phím, chuột khôngdây, các bộ điều khiển các thiết bị nghe nhìn là các ví dụ về sản phẩm củathiết bị này Các bộ điều khiển từ xa có u điểm hơn các bộ công tắc cơ họckhông chỉ riêng về tiện sử dụng, gọn nhẹ mà u điểm kỹ thuật lớn nhất là xử lýnhanh và không gây nhiễu cho các thiết bị cần độ chính xác cao Trong đàotạo, đa kỹ thuật điều khiển từ xa vào các thí nghiệm là cần thiết Thứ nhất, ph-

ơng pháp này an toàn khi làm việc với các thiết bị có điện áp cao hoặc thiết bị

sử dụng hoá chất độc hại Thứ hai, với công nghệ điều khiển từ xa các thiết bị

dễ bảo quản hơn Không những thế, với công nghệ lập trình IC vi xử lý, các

bộ điều khiển từ xa có giá thành thấp và độ bền cao dễ sử dụng và dễ sửa chữahơn các bộ công tắc cơ học thông thờng

Để có thể chế tạo các bộ điều khiển từ xa cho các thiết bị thí nghiệm,chúng tôi đã sử dụng đầu phát là bộ điều khiển từ xa của các thiết bị nghenhìn (remote) có sẵn trên thị trờng và đa ra giải pháp chế tạo đầu thu với côngnghệ lập trình các IC vi xử lí Các remote truyền vô tuyến các thông tin điềukhiển dạng số, sau khi các thông tin này đợc điều chế trong sóng mang hồngngoại

1.1 Bộ phát hồng ngoại

Tia hồng ngoại là một dạng sóng điện từ có bớc sóng lớn hơn bớc sóng ánhsáng nhìn thấy, do đó ta không thể nhìn thấy và không thể nghe đợc Vì tần sốlớn hơn tần số sóng âm, nên năng lợng của tia hồng ngoại lớn hơn năng lợngcủa sóng âm, có thể truyền đi xa không cần sử dụng máy phát có công suấtlớn Tia hồng ngoại không thể nghe hoặc nhìn thấy đợc, nên chỉ có thể ghinhận đợc nó nhờ các bộ cảm biến nhiệt Đây là một u điểm lớn của bộ điềukhiển từ xa hồng ngoại Các bộ điều khiển từ xa khác dùng cảm biến ánhsáng, cảm biến từ hoặc cảm biến âm dễ gây nhiễu ở các máy đo có độ chínhxác cao Tuy nhiên, kể cả khi sử dụng cảm biến hồng ngoại cũng không thểtránh khỏi các nhiễu Bất kể một vật gì quanh ta hấp thụ nhiệt đều phát xạ tiahồng ngoại, ngoài ra tia hồng ngoại là một thành phần cơ bản trong ánh sángmặt trời Với lý do trên, mặc dù sóng hồng ngoại có nhiều u điểm nhng khi sửdụng ta cũng không thể dùng trực tiếp mà vẫn phải truyền dới dạng đặc biệt đểtránh nhiễu

Để có thể sử dụng remote làm đầu phát, ta cần nắm đợc các nguyên tắc

điều chế các thông tin chứa đựng trong sóng hồng ngoại đợc remote truyền đi

Nh ta biết, hiện nay các thông tin đợc truyền hữu tuyến hoặc vô tuyến đều đợc

mã hoá dới dạng kỹ thuật số Có nghĩa là các thông tin đợc truyền đi dới dạngcác số nhị phân (không và một tơng ứng với trạng thái tắt hoặc mở công tắc).Trớc đây ta thờng quen với khái niệm trạng thái "không" là lúc tín hiệu cóbiên độ thấp (B) và trạng thái "một" là trạng thái thông tin chứa tín hiệu cóbiên độ cao (H) Dĩ nhiên, khi truyền tin vô tuyến kỹ thuật số ta không thể làm

nh vậy đợc, bởi vì ta biết khoảng cách cực đại truyền tin tỷ lệ với năng lợngsóng truyền tin hay tỷ lệ với tần số của sóng Các thông tin điều khiển cácthiết bị có tần số rất thấp (chu kỳ cỡ ms) không thể truyền đi xa đợc, muốntruyền đi đợc xa ta phải gửi các thông tin này vào các sóng mang có tần sốlớn Do đó, ở đầu thu ta phải tách các thông tin này ra khỏi sóng mang khôiphục lại dạng ban đầu Trong các hãng khác nhau, tia hồng ngoại sử dụngtrong remote đợc điều chế khác nhau Điểm khác đáng kể là quy ớc về giá trị

"không" và "một " của một bít thông tin điều khiển của các hãng Ví dụ nhhãng Philips một bít gồm có hai xung vuông Nếu bít có xung đầu trạng thái H

và xung sau ở trạng thái B thì bít đó quy ớc là "một", ngợc lại, bít có xung đầutrạng thái B và xung sau ở trạng thái H thì bít đó quy ớc là "không" HãngSony lại quy ớc khác, nếu bít có xung đầu trạng thái H và xung sau ở trạngthái B và hai xung này có chu kỳ bằng nhau, thì bít đó quy ớc là "một" Bít cóxung đầu trạng thái H và xung sau ở trạng thái B và hai xung này có chu kỳkhác nhau, thì bít đó quy ớc là "không" Sau khi nghiên cứu nguyên tắc chếtạo remote của một số hãng nổi tiếng về công nghệ cao nh: hãng Sharp, hãngPhilips, hãng Sony chúng tôi chọn phơng pháp chế tạo của hãng Philips Ph-

ơng pháp đó nh sau:

Để có thể truyền thông tin vô tuyến đi xa, các thông tin này đợc trộn vàocác sóng mang Các sóng mang là các sóng hồng ngoại có dạng xung vuông

có tần số 40 kHz Lúc đó, tín hiệu truyền đi là một chuỗi sóng vuông có chu

kỳ là 27 s Trong khi đó, chu kỳ của xung điều khiển là 1.728 s Để có thểtrộn tín hiệu điều khiển với sóng mang ta chọn biên độ sóng mang có giá trịrất nhỏ so với biên độ của xung điều khiển

Khi nhận các tín hiệu điều khiển này chúng ta cần xử lí các vấn đề sau:

 Phải phân biệt đợc tín hiệu của remote với các tín hiệu khác do tia vũtrụ, bức xạ các vật đen v.v hoặc từ remote của các thiết bị khác

 Khi đã xác nhận đúng tín hiệu của remote, ta phải tách từ sóng đã điềuchế ra các thông tin điều khiển cần thiết

Một bộ thu có chất lợng phải đáp ứng các vấn đề trên Mỗi thông tin của

bộ điều khiển từ xa của hãng Philips chứa 14 bít, trong đó 3 bít dùng để nhận

dạng tín hiệu của remote, 5 bít địa chỉ và 6 bít số liệu, mỗi bít có chu kỳ1.728 s Khi bộ thu nhận tín hiệu, việc đầu tiên, bộ thu cần phân biệt trongcác xung tới xung nào là xung của remote và bít nào là bít đầu tiên của xung

điều khiển Sau khi trộn sóng, trong một bít chứa 64 xung vuông, chu kỳ mỗixung là 27 s Nh vậy, nếu tín hiệu truyền tới với 32x27= 864 s đầu có tínhiệu biên độ có giá trị 5V (H) và sau đó 864 s không có tín hiệu 0V (B), taquy ớc bít truyền tới có giá trị một Ngợc lại, nếu tín hiệu truyền tới với32x27= 864 s đầu không có tín hiệu và sau đó 864 s có tín hiệu với biên độ5V, bít truyền tới có giá trị bằng không

Để phân biệt tín hiệu truyền tới có phải là tín hiệu của bộ điều khiển TVhay không, hãng Philips dùng tới 3 bít Hai bít đầu làm tín hiệu AGC (autogain control: mạch tự động điều chỉnh biên độ), hai bít này có nhiệm vụ phụchồi biên độ của tín hiệu Nếu tín hiệu tới nhỏ hơn nhng gần bằng 5V các bítnày nâng biên độ lên 5 V, ngợc lại nếu tín hiện có biên độ xấp xỉ 0 V, hai bítnày điều chỉnh biên độ có giá trị 0 V Bít thứ ba #3 gọi là bít Check (bít kiểmtra) Bít này có chu kỳ đặc biệt với 0,75x1728 = 1296 s ở trạng thái H và với0,25x1728= 432 s ở trạng thái B, dùng để kiểm tra xem tín hiệu có đúng tínhiệu truyền từ điều khiển từ xa của hãng Philips hay không Năm bít tiếp theo

từ bít # 4 đến bít # 8 là các bít địa chỉ Mỗi địa chỉ quy định cho một chứcnăng của điều khiển Sáu bít tiếp theo từ bít #9 đến bít #14 cho ta các giá trịcủa câu lệnh dới dạng số thập lục phân (Hex) Thí dụ trong bộ điều khiển từ

xa TV của hãng Philips, lệnh Stop tơng ứng là #36 H

1.2 Chế tạo bộ thu hồng ngoại bằng công nghệ lập trình CHIP.

Bộ thu hồng ngoại đợc chế tạo bằng công nghệ lập trình IC vi xử lí (CHIP)MCS 51 Trớc đây chúng tôi đã sử dụng IC MCS 51 để chế tạo các thiết bị đotrong các thí nghiệm vật lý nh: thì kế điện tử hiện số, máy phát tần số, máy

đếm tần số, đồng hồ đo điện, đo nhiệt độ Để nâng cao chất lợng thiết bị chếtạo bằng công nghệ lập trình CHIP MCS 51, các thiết bị này có thể đợc điềukhiển từ xa với một remote của TV

Trớc hết, ta cần điểm lại một số thông số kỹ thuật cơ bản của CHIP MCS

51 CHIP MCS 51 hoạt động nh một máy tính mini độc lập có bộ xử lí trungtâm (CPU) 8 Kb với các lệnh ngầm định nh lệnh gán dữ liệu, lệnh lu vào bộnhớ vv IC MCS 51 có vùng nhớ trên 128 Kb, có thể giao diện với bộ nhớngoài (RAM), 32 cổng I/O song song (parallel port) và cổng nối tiếp (serialport), hai bộ đếm thời gian có chế độ đếm tràn (overflow) hoặc đếm trực tiếp

Bộ tạo dao động (OSC) có thể hoạt động với các dao động thạch anh hoặc dao

động ngoài Nếu dùng thạch anh tần số dao động 24 MHz làm dao động chủ

và lu ý để thực hiện một lệnh thờng sử dụng hết 12 xung, nh vậy tốc độ xử lýcủa CHIP MCS 51 đạt tới 10 6 phép tính trên 1 giây Ngoài ra IC vi xử lý MCS

51 có 5 ngắt (interrupt) rất thuận tiện cho lập trình Trong IC MCS 51 bộ nhớ

động đợc cấu tạo bởi các thanh ghi (register) có địa chỉ 0FH đến FFH (256thanh ghi) đợc phân thành 4 dải (banks) IC vi xử lý MCS 51 đợc lập trình vớingôn ngữ assemble hoặc Tubo C, các thông tin truyền từ các cổng của CHIPdới dạng các số nhị phân (BIN) hoặc thập lục phân (HEX), do đó có thể kếtnối trực tiếp với máy tính qua cổng COM hoặc các thiết bị kỹ thuật số khác.CHIP vi xử lí MCS 51 đợc rất nhiều hãng chế tạo, mỗi hãng có một đặc thùriêng do đó cách lập trình cũng khác nhau

Để chế tạo bộ thu hồng ngoại chúng tôi chọn IC vi xử lí là IC AT 89C52thuộc dòng MCS 51 của hãng Intel Thạch anh dao động chúng tôi chọn thạchanh có tần số 2MHz Nh vậy thời gian để AT89C52 thực hiên một lệnh là6s Đầu tiên ta khai báo các biến và các ngắt ngoài Chân ngắt ngoài 1 P3.2của IC (external interrupt1) đợc nối với collector của điốt hồng ngoại thu, địachỉ ngắt trên đợc gán tên biến là Irinput Ngắt T0 (timer/counter 0 externalinput) đợc gán với biến Scope và ngắt T1 (timer/counter 1 external input) đợcgán với biến Led

Trớc hết ta bật các bít của cổng P1 lên giá trị 1 và sau đó thiết lập một vònglặp chờ tín hiệu đến cho đến khi xung đầu tiên của đầu phát hồng ngoại truyền

đến (Irinput = 0) chơng trình di chuyển tới địa chỉ PH3 Lúc đó thanh ghi A(Accumulator) đợc xoá, đồng thời thiết lập một vòng lặp 1296 s Tiếp tới, từ

địa chỉ PH4 chơng trình thiết lập 7 vòng lặp sao cho sau 1728 s số liệu từbiến Irinput đợc ghi vào thanh ghi A Nh vậy ta đã ghi đợc giá trị của các bítAGC, Check bít và 5 bít số liệu Sau khi ghi xong các bít này và đã xoá bít thứ

4 trong thanh ghi A (lệnh Anl A, # 0FH) bít ghi trong thanh ghi A nếu có giátrị là #40H thì thông tin của đầu phát không chứa các bít địa chỉ đã phát từremote Các bít này có thể là các bít số liệu (Data) Để kiểm tra các bít này làcác bít số liệu hay không, ta so sánh giá trị trong thanh ghi A với 1000000B(#40H) Nếu giá trị trong thanh ghi A bằng 40H chơng trình tiếp tục chơngtrình từ địa chỉ PH4A Ta lại tiếp tục thiết lập 6 vòng lặp và cứ sau 1728 s talại ghi các giá trị truyền tới vào thanh ghi A Với chơng trình con PH6 ta cóthể kiểm tra các giá trị này có đúng là các giá trị của Data của xung truyền các

số liệu hay không Nếu đúng chơng trình chuyển tới địa chỉ PH4B để ghi các

giá trị này vào cổng P1, ngợc lại các xung tới không phải là xung của remote,chơng trình trở về địa chỉ PH0 để tiếp tục chờ tín hiệu từ đầu thu truyền tới Tám ngõ ra của cổng P1 của IC AT89C52 sẽ cho ta giá trị của biếnIrData dới dạng nhị phân hoặc thập lục phân Nếu nối với tám ngõ ra này vớitám điốt Led, điốt nào phát sáng ứng với giá trị 0 ng ợc lại điốt nào khôngsáng ứng với giá trị 1, nên ta có thể đọc các giá trị của P1 dễ dàng Ví dụ bộ

điều khiển của hãng Philips khi bấm nút Power thông tin truyền đi là #74D,nút Enter thông tin có giá trị #202D Biết đợc các thông tin này việc điềukhiển các chức năng của thiết bị đo hoàn toàn đơn giản D ới đây là sơ đồnguyên chi tiết đồng hồ hiện số bấm giây điều khiển từ xa do tác giả tự thiết

kế và chế tạo (Hình 1.2)

Hình 1.1

Mov 5, #000h ; Thiết lập vòng chờ tín hiệu 2MHzJnb Irinput, PH3 ; Nếu Irinput có tín hiệu nhảy tới PH3Djnz 5, PH2

Djnz 4, PH2Jmp PH0PH3: Clr A ; Xoá thanh ghi A (Accumulary)

Clr LED ; Bật đèn báo có tín hiệu

Mov 2, #110Djnz 2, $ ; Bỏ qua 1.296 s (3/4 bít CHECK)Mov B, #7 ; Tạo 8 vòng lặp để ghi 8 bit của Irinput PH4: Setb Scope

Mov C, Irinput ; Ghi vào thanh ghi C giá trị IrinputClr Scope

Rlc A ; Ghi giá trị của Irinput vào thanh ghi AMov 2, #110

Djnz 2, $ ; Chờ 1.728 s Djnz B, PH4 ; Kết thúc vòng lặp ghi Irinput

Anl A, # 0F7HCjne A, # 40 H, PH5Mov B, # 6 ; Thiết lập tiếp 6 vòng lặpPH4A: Setb Scope

Mov C, Irinput ; Ghi giá trị của Irinput vào thanh ghi CClr Scope

Rlc A ; Ghi giá trị của Irinput vào thanh ghi AMov 2,#145 ; Chờ 1.728 s

Djnz 2, $Djnz B, PH4A ; Kết thúc vòng lặp PH4AMov Irinput, A ; Lu lại giá trị IrinputCjne A, #25H, $

Jnc PH5 ; Kiểm tra tín hiệu nếu không đúng nhảy tới PH5Call PH6 ; So sánh các giá trị trên với tất cả các giá trị

; Số liệu của đầu phát nhờ bảng khai sẵn Table.Cjne A, # 0FFH, PH4B

jmp PH5 ; Nếu A bằng 11111111 B nhảy tới PH5PH4B: Mov P1, A ; Ghi P1 giá trị A

Jmp PH1 ; Trở về đoạn chơng trình PH1PH5: Mov 3, # 8 -

Mov 2, #112 ; Chờ thời gian tối thiểu 25920 s (15 Xung) PH5A: Djnz 2, $ ; để chờ tín hiệu thứ hai

Djnz 3, PH5A Jmp PH0 ; Trở về đầu chơng trình

-PH6: Inc A

-Movc A, @A+PC ; Chơng trình con đọc số liệu sẵn

Ret Table: Value to P1 Remote key Comand code field (Hex)(Table là bảng các giá trị ở cổng P1 nút ấn trên (remote) giá trị của các tínhiệu dạng thập lục phân theo quy ớc của từng hãng)

DB 01111010b ; 5 ; 5

DB 01111001b ; 6 ; 6

DB 01111000b ; 7 ; 7

DB 01110111b ; 8 ; 8

DB 01110110b ; 9 ; 9

DB 11111111b ; ; A DB 11111111b ; ; B DB 01110011b ; ON/OFF ; C DB 01110010b ; MUTE ; D DB 01110001b ; PP ; E DB 01110000b ; OSD ; F DB 01101111b ; Volume+ ; 10 DB 01101110b ; Volume- ; 11 DB 01101101b ; Bright+ ; 12 DB 01101100b ; Bright- ; 13 DB 01101011b ; Color+ ; 14

DB 01111010b ; Color- ; 15

DB 11111111b ; ; 16

DB 11111111b ; ; 17

DB 11111111b ; ; 18

DB 11111111b ; ; 19

DB 11111111b ; ; 1A DB 11111111b ; ; 1B DB 01100011b ; Contrast+ ; 1C DB 01100010b ; Contrast- ; 1D DB 11111111b ; ; 1E DB 11111111b ; ; 1F DB 01011111b ; Program+ ; 20 DB 01011110b ; Program- ; 21 DB 11111111b ; ; 22

DB 11111111b ; ; 23

DB 01011011b ; Timer ; 24

DB 01010111b ; Special 1 ; 25

DB 01000001b ; Special 2 ; 26

DB 01000111b ; Special 3 ; 27

DB 01001110b ; Special 4 ; 28

DB 01000101b ; Special 5 ; 29

DB 01010010b ; Special 6 ; 2A END

1.3 Các giá trị xung tơng ứng từ phím bấm của remote Sony.

Trong bộ thí nghiệm chúng tôi sử dụng điều khiển từ xa của TV của hãngSony Ngoài u điểm về kỹ thuật loại sản phẩm này có sẵn trên thị trờng và giáthành rẻ Để có thể sử dụng đợc điều khiển từ xa của hãng Sony, việc đầu tiên

ta cần đọc đợc giá trị của xung điều khiển Sơ đồ ghi nhận các giá trị của xung

điều khiển đợc lắp nh hình vẽ (Hình vẽ 1.3)

Giá trị Irdata của phím bấm ta đọc qua các diốt LED đợc lắp ở cổng P2 của

IC xử lý Sau khi tách sóng đợc tín hiệu điều khiển với phần mềm thích hợp ta

có thể ghi nhận các giá trị này qua các LED Tại vị trí LED phát sáng, chân

t-ơng ứng của cổng P2 của IC AT 89C52 có điện áp 0V tt-ơng ứng với giá trịkhông, ngợc lại tại vị trí đèn LED không sáng chân IC có giá trị 1 Các giá trịnày sau ghi nhận đợc chuyển về dạng số thập phân (#D)hoặc thập lục phân(#H)

để ghi nhận các vật kim loại đi qua một vị trí nào đó ta dùng loại cảm biếnnày); Cảm biến quang là thiết bị biến đổi ánh sáng thành tín hiệu điện Bộcảm biến dạng này hiện có trên thị trờng là các phôtô điốt, điện trở quang làcác thiết bị thay đổi độ dẫn điện khi có ánh sáng chiếu vào, các bộ chắn sánghồng ngoại (light barie) là các bộ thu phát hồng ngoại kích thớc nhỏ báo hiệu

có vật đi qua giữa đầu thu và đầu phát hồng ngoại Các bộ cảm biến âm là các

bộ thu sóng âm, bộ cảm biến nhiệt là các cặp nhiệt điện biến đổi trực tiếp từnhiệt thành điện Đối với một bộ cảm biến các yêu cầu cơ bản là:

 Độ nhạy cao

 Độ phân giải lớn và hoạt động đợc với tần số cao

Để ghi nhận đợc các tín hiệu này ta thờng phải chế tạo các bộ khuyếch

đại thu Đây là các mạch khuyếch đại đòi hỏi có độ khuyếch đại lớn và tuyếntính Yêu cầu quan trọng cho các bộ khuyếch đại là loại bỏ nhiễu Trong ch-

ơng này chúng tôi đề cập tới một số vấn đề về các bộ cảm biến bao gồm:

 Cảm biến quang

 Các bộ khuyếch đại của cảm biến

Cảm biến quang Các bộ cảm biến quang là các thiết bị kỹ thuật có thể

chuyển đổi, biến đổi ánh sáng thành tín hiệu điện Có nhiều loại cảm biếnquang Trong luận văn này ta xét 3 loại thờng đợc sử dụng là: điện trở quang

và điốt quang, các bộ chắn quang hồng ngoại và transitor quang

2.1 Điện trở quang

Đây là loại điện trở đặc biệt có trở kháng phụ thuộc vào cờng độ chiếusáng Với cờng độ chiếu sáng thay đổi, trở kháng của điện trở cũng thay đổi

Ví dụ khi cờng độ sáng bình thờng điện trở có trở kháng cỡ 50 K, nhng khi

bị che tối điện trở có trở kháng cỡ 3K Sử dụng tính chất này ta có thể chếtạo bộ cảm quang Nguyên tắc chế tạo nh hình vẽ: