LẮP ráp MẠCH điều KHIỂN QUẠT từ XA (2)

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM XUẤT, NHẬP HÀNG TRONG KHO CHỨA 1.1 Giới thiệu chung Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số đã trở nên quên thuộc với nhiều người, bởi vì

Phụ lục

Trang

Chương I: Tổng quan về mạch kiểm tra số lượng sản phẩm xuất, nhập hàng

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN VỀ MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM XUẤT,

NHẬP HÀNG TRONG KHO CHỨA 1.1 Giới thiệu chung

Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số đã trở nên quên thuộc với nhiều người, bởi vì

sự phát triển của nghành kỹ thuật số đã có ảnh hưởng rất lớn đến nghành kinh tếtoàn cầu có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “nềnkinh tế kỹ thuật số”, “số hóa” đã gần như vượt khỏi ranh giới của một thuật ngữ kỹthuật Nhờ có ưu điểm của xử lỹ số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tính đa thíchnghi và kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi trong điều khiển vàkhai thác mạng Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều linh vực kỹthuật và kinh tế khác nhau Không chỉ trong lĩnh vực thông tin liên lạc và tin học.Ngày nay, kỹ thuật số đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điềukhiển tự động, Phát thanh truyền hình, Y tế, Nông nghiệp và ngay cả tong cácdụng cụ sinh hoạt gia đình Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật,việc ứng dụng các linh kiện bán dẫn đã phần vào giảm bớt giá thành sản phẩm làmbằng các linh kiện rời Ứng dụng môn mạch số, kỹ thuật số ngày càng nhiều nóthâm nhập nhanh chóng vào các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyên nghiệp

1.2 Lịch sử

Chúng ta hiện nay đang sống trong một xã hội phát triển về mọi mặt Vì vậy,chúng ta muốn thích nghi được thì phải không ngừng học tập và nghiên cứu Sinhviên cũng vậy, phải luôn học tập và hoàn thiện mình hơn Khi kinh tế phát triển, nhucầu cuộc sống của con người không ngừng nâng cao Nhận thấy được điều đấy nênngành điện tử không ngừng phát triển để đáp ứng đời sống con người tốt hơn Cóthể nói mạch đếm sử dụng IC số là một trong những sản phẩm điện tử rất thiết thực,

phục vụ rất nhiều hoạt động như kiểm tra, giám sát, đo lường hay hạch toán sốlượng ,…

Vì vậy, chúng em đã có ý tưởng thiết kế một mạch đếm vì nó rất gần gũi vớithực tế đồng thời cũng là giúp em thực tập, vận dụng kiến thức đã được học để thiết

kế và chế tạo ra một sản phẩm có thể được đem ứng dụng rộng rãi, đóng góp mộtphần nhỏ cho xã hội

CHƯƠNG II:

NỘI DUNG MẠCH KIỂM TRA SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM XUẤT, NHẬP

HÀNG TRONG KHO CHỨA

2.1 Các vấn đề cần nghiên cứu

2.1.1 IC 74HC192

IC 74HC192 là IC thuộc họ TTL có chức năng đếm không đồng bộ,

bộ đếm BCD thuận nghịch IC 74HC192 là bộ đếm MOD 10 nhưng có

thể đầu nối các cách khác nhau để đếm được các MOD khác nhau:

MOD2, MOD3, MOD5

Hình 2-1: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC 74HC192.

 Chân MR nối âm

 Chân PL nối âm

Q0 = D0Q1 = D1Q2 = D2Q3 = D3

Đếm lên

 Chân MR nối âm

 Chân PL nối dương

 Ở chân UP, chuyển đổi từ âm sang

Đếm xuống

 Chân MR nối âm

 Chân PL nối dương

 Ở chân DN, chuyển đổi từ âm sang

b Tải song song:

Khi ta nối MR với âm, PL với âm thì từ Q0 đến Q3 sẽ bằng D0 đến D3

c Đếm lên:

Khi ta nối MR với âm, PL với dương, và chuyển đổi từ âm sang dương ở chân

UP, IC 74192 sẽ đếm lên 1 đơn vị theo mã nhị phân

d Đếm xuống:

Khi ta nối MR với âm, PL với dương, và chuyển đổi từ âm sang dương ở chân

DN, IC 74192 sẽ đếm xuống 1 đơn vị theo mã nhị phân

e Chân TCU, TCD:

TCU và TCD là 2 chân đặc biệt

- Chân TCU luôn luôn dương, chỉ khi ta đếm lên đến số 9 và chân UP đang ở

âm, thì chân TCU sẽ âm

- Chân TCD cũng luôn luôn dương, chỉ khi ta đếm xuống đến số 0 và chân DNđang ở âm, thì chân TCD sẽ âm

2.1.2 IC 74LS47

Đây là IC giải mã giành riêng cho LED 7 đoạn anode chung IC chuyển đổi từ mã BCDsang mã LED 7 đoạn anode chung

Ứng dụng khi ta cần hiện thị số trên LED 7 đoạn trong mạch số mà không cần dùng viđiều khiển, hoặc muốn tiết kiệm chân cho vi điều khiển

Hình 2-2: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC 74LS47.

BI/RBO

Chân chức năng đặc biệtRBI

b Hoạt động

7447 thường được sử dụng ở 4 chế độ hoạt động:

1 Sáng bình thường đủ các trạng thái từ 0 ÷ 9 (thường dùng nhất) Chân BI/RBOphải bỏ trống hoặc nối lên mức cao, chân RBI phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao,chân LT phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao

2 Chân BI/RBO nối xuống mức thấp thì tất các các đoạn của LED đều khôngsáng bất chấp trạng thái của các ngõ vào còn lại

3 Bỏ trạng thái số 0 (khi giá trị BCD tại ngõ vào bằng 0 thì tất cả các đoạn củaLED 7 đoạn đều tắt) Chân RBI ở mức thấp và chân BI/RBO phải bỏ trống (và nóđóng vai trò là ngõ ra)

4 Chân BI/RBO phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao và chân LT phải nối xuốngmức thấp Tất cả các thanh của LED 7 đoạn đều sáng, bất chấp các ngõ vào BCD.Dùng để Kiểm tra các đoạn của LED 7 đoạn (còn sáng hay đã chết)

Với yêu cầu của bộ đếm số lượng, chúng ta sử dụng chế độ 1

Hình 2-3: Sơ đồ kết nối IC 74LS47.Thông số kỹ thuật :

- Điện áp: 4,75 - 5,25V

- Dòng điện : 8mA

- Dải nhiệt độ: 0 - 70oC

- Tốc độ : 35MHz

2.1.3 IC 74HC00

Cấu tạo bên trong IC 74HC00 có bốn cổng logic NAND, mỗi cổng có 2 ngõ vào

và 1 ngõ ra IC 74HC00 được sản xuất theo công nghệ Cmos, là một mạch tích hợp được xây dựng từ các Mosfet và một số điện trở phụ trợ.

Hình 2-4: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC 74HC00.

Điện áp đầu vào cung cấp cho IC 74HC00 thấp chỉ trong khoảng từ 2V đến 6V,

2.1.4 IC 74HC14

IC 74HC14 là loại ic chuyển mạch trigger, tức là chỉ chuyển trạng thái khi điện

áp vượt ngưỡng điện áp cho phép Bản chất bên trong IC 74HC14 có 6 con opamp được mắc sẵn theo kiểu Schmitt trigger với mục đích lọc nhiễu tín hiệu đầu vào.

Người dùng chỉ việc cấp tín hiệu đầu vào và đầu ra có được tín hiệu đảo loại đượctạp nhiễu rất tốt

Hình 2-5: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC 74HC14.

Điện áp đầu vào cung cấp cho IC 74HC00 thấp chỉ trong khoảng từ 2V đến 6V,

2.1.5 IC PC817

PC817 là một opto được sử dụng rất phổ biến, nó chứa một LED hồng ngoại và

một transistor quang trong một gói Opto hay còn được gọi là cách ly quang là những linh kiện dạng IC có từ 4 chân đến nhiều chân, chủ yếu được sử dụng để cách

ly hai mạch với nhau

Hình 2-6: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC PC 817.

Thông số kỹ thuật :

- Dòng điện thuận trên diode để kích mở transistor: 50mA (max=1A)

- Điện áp rơi trên diode 1.2V-1.4V

- Điện áp đánh thủng diode: 6V

- Tổn hao công suất trên diode: 70mW

- Tần số đóng cắt: 80 KHz

- Dòng qua Collector khi hoạt động ổn định: 20mA (max=50mA)

- Điện áp Collector-Emitter max: 35V

- Điện áp Emitter-Collector max: 6V

- Điện áp rơi trên transistor: 0.1V-0.2V

- Tiêu hao công suất trên transistor: 150mW

- Thời gian đáp ứng: 3÷4 µs

Lợi dụng độ trễ từ thời gian đóng cắt của PC817 là 3-4µs để tạo bộ lọc sườn

2.1.6 IC 7805

Hình 2-7: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC 7805

a Cấu tạo bên trong:

Hình 2-8: Sơ đồ bên trong IC 7805

b Ứng dụng : IC 78-5 dùng để ổn định điện áp dương 5 V đầu ra với điều

kiện đầu vào luôn luôn lớn hơn đầu ra 3 V

2.1.7 Các linh kiện khác

a. Điện trở Kí hiệu:

b Tụ điện Kí hiệu:

c Cầu diode Kí hiệu:

2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch nguồn

2.2.1 Thiết kế sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động

a Sơ đồ khối

Hình 2-9: Sơ đồ khối mạch nguồn

b Nguyên lý hoạt động

- Biến áp: Hạ thế từ nguồn 220 VAC xuống các điện thế 12 VAC

- Mạch chỉnh lưu cầu: Biến điện áp xoay chiều (AC) thành điện áp một chiều (DC) không lý tưởng

- Mạch lọc: Có nhiệm vụ nạp xả liên tục để san bằng điện áp một chiều nhấp nhô thành điện áp một chiều ít nhấp nhô hơn

- Mạch ổn áp: Để ổn định điện áp dương 5V đầu ra

-2.2.2 Sơ đồ nguyên lí của mạch nguồn

Hình 2-10: Hình nguyên lý mạch nguồn 5 VDC

Chức năng các linh kiện trong mạch

- Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều 220 VAC thành điện áp xoay chiều 24

- IC 7805 ổn định điện áp đầu ra dương 5 V

- Điện trở R10 để hạn dòng qua LED

2.3 Nguyên lý hoạt động của mạch kiểm tra số lượng sản phẩm xuất, nhập hàng trong kho chứa

2.3.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch

a Nguyên lý mạch đếm sử dụng IC 74HC192

Hình 2-10 Mạch đếm sử dụng IC 74192

b Mạch thu phát tín hiệu hồng ngoại và lọc nhiễu

Hình 2-11: Mạch thu phát tín hiệu hồng ngoai tại cửa vào

Hình 2-12: Dạng sóng tại các đầu vào và ra của IC số

Hình 2-13: Mạch thu phát tín hiệu hồng ngoai tại cửa ra

2.3.2 Thiết kế sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động

a Sơ đồ khối

Hình 2-14: Sơ đồ khối

b Nguyên lý hoạt động của mạch

- Khối nguồn: cấp điện áp cho các khối còn lại cho mạch hoạt động

- Khối thu phát hồng ngoại: phát hiện người/ vật chắn khi qua cửa

- Khối tín hiệu: lọc nhiễu và tách sườn tín hiệu từ khối thu phát tín hiệu

- Khối hiển thị: giải mã tín hiệu từ IC đếm và hiển thị số lượng bằng LED 7 thanh

2.4 Mạch vẽ bằng phần mềm altium

Hình 2-15a: Sơ đồ mạch nguyên lý

Hình 2-15b: Sơ đồ mạch in

Hình 2-15c: Sơ đồ mạch in 3D

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN

3.1 Hướng phát triển

Ứng dụng trong các công việc yêu cầu đếm lên và đếm xuống hiển thị LED 7thanh như :

- Giám sát số lượng sản phẩm ra vào trong kho

- Mạch đếm sản phẩm vào ra xưởng sản xuất

3.2 Ưu nhược điểm của mạch