LẮP ráp MẠCH điều KHIỂN QUẠT từ XA 3 cấp độ

Thông qua đồ án môn học Kĩ thuật điện tử, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đó học nhằm tính toán thiết kế mạch điện theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc, thiết kế

LỜI NÓI ĐẦU

Tính toán thiết kế mạch điện tử là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ

sư ngành cơ điện tử, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về mạch điện tử.

Thông qua đồ án môn học Kĩ thuật điện tử, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đó học nhằm tính toán thiết kế mạch điện theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc, thiết kế mạch điện, tính toán thông

số linh kiện, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính

và các số liệu tra cứu khác Trong học phần Kĩ thuật điện – điện tử, nhằm

củng cố kiến thức cho sinh viên, chúng em đã được giao đề tài: “LẮP RÁP MẠCH ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA 3 CẤP ĐỘ SỬ DỤNG

SÓNG RF” với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên thầy Trần Ngọc Thái Nhiệm vụ của chúng em là thiết kế mạch điều khiển quạt từ xa 3

cấp độ sử dụng sóng vô tuyến RF

Với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần chúng em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu song khi thực hiện đồ án, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót.Chúng

em mong được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè.

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa, đặc

biệt là thầy Trần Ngọc Thái đã hướng dẫn tận tình và cho chúng em

nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này.

Hưng Yên, ngày tháng năm 2021

Sinh viên Sinh viên

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2021 Giảng viên hướng dẫn

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 2

I Nguyên lý thay đổi tốc độ quạt 4

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ , CHẾ TẠO MẠCH 8

II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN CHỌN LINH KIỆN 8

II HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 22

CHƯƠNG I : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

Quạt điện là một đồ dùng rất phổ biến trong đời sống hằng ngày của chúng ta nhữngchiếc quạt điện thông thường ta phải ấn nút để thay đổi tốc độ quạt , trong khuôn khổ

đồ án điện điện tử chúng em sẽ cải tiến chiếc quạt điện thông thường thành quạt điều khiển từ xa dùng sóng RF

HÌNH 1 QUẠT ĐIỆN DÂN DỤNG

I Nguyên lý thay đổi tốc độ quạt

1.Tìm hiểu cấu tạo động cơ quạt điện

Về cơ bản, một chiếc quạt điện cơ thông thường sẽ gồm các bộ phận sau: Cánh quạt, lồng quạt, động cơ quạt, thân quạt, đế quạt

HÌNH 2 ĐỘNG CƠ QUẠT ĐIỆN VÀ CẤU TẠO

Stator: là phần đứng yên bao gồm dây quấn và lõi thép Lõi thép bao gồm các

lá thép có độ dày 0,35-0,5mm ghép lại với nhau Dây quấn có thể bằng nhôm hoặc đồng Đa phần ở Việt Nam, Stator thường có 16 rãnh

Rotor: Là phần chuyển động, còn gọi là trục quay Được cấu tạo từ các lá thép

kỹ thuật

2.Nguyên lý hoạt động

 Để quạt chạy thì Stator được cung cấp một dòng điện xoay chiều Dòng

điện qua các bó dây quấn sẽ tạo thành một từ trường quay Từ trường tác dụng với rotor khiến rotor quay theo chiều của từ trường.

với cuộn chạy , khi dòng điện tăng lên hoặc giảm đi do thay đổi điện trở củacuộn dây sẽ tạo ra một từ trường mạnh hơn hay yếu hơn sẽ làm quạt chạy nhanh hơn hoặc chậm hơn

II Sóng RF – module thu phát sóng RF

1)Sóng RF là gì ?

o Sóng RF (Radio Frequency) là sóng vô tuyến có tần số từ 30kHz đến

300.000.000Hz (300 GHz).Tần số của sóng RF tương đương với tần số của các sóng vô tuyến và các dòng điện xoay chiều mang tính hiệu vô tuyến, nênđược khai thác sử dụng trong vô điện tuyến truyền hình, phát thanh.Hơn nữa bộ phát và thu sóng RF cũng đang có mặt rộng rãi trên thị trường, giá thành dễ chấp nhận và tiện sử dụng

2) module thu – phát sóng RF

a) cấu tạo :

o module phát sóng RF:

o module thu sóng

RF:

HÌNH 6 MODULE THU SÓNG RF 4 KÊNH

Là loại điều khiển từ xa xuất hiện đầu tiên

và đến nay vẫn giữ một vai

trò quan trọng và phổ biến trong đời sống

Nếu điều khiển IR chỉ dùng

trong nhà thì điều khiển RF lại dùng cho

nhiều vật dụng bên ngoài như

các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo

hiệu cho xem các loại đồ chơi

điện tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và

Tránh nhiễu sóng bằng cách truyền ở các tần số đặc biệt và nhúng

mã kỹ thuật số địa chỉ của thiết bị nhận trong các tín hiệu vô tuyến

HÌNH 5 MODULE PHÁT SÓNG RF 4 KÊNH

Điều này giúp bộ thu vô tuyến trên thiết bị hồi đáp tín hiệu tươngứng một cách chính xác.

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ , CHẾ TẠO MẠCH

A THIẾT KẾ , XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI TOÀN MẠCH

I XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI TOÀN MẠCH

HÌNH 7.SƠ ĐỒ KHỐI TOÀN MẠCH

II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA CÁC KHỐI VÀ TÍNH TOÁN CHỌN LINH KIỆN

1) Khối nguồn

HÌNH 8 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH NGUỒN

KHỐI PHÁT KHỐI THU RELAY KHỐI

KHỐI NGUỒN

● Tính toán chọn linh kiện

- Biến áp biến đổi điện áp 220v AC thành 12v AC

Yêu cầu điện áp cung cấp cho khối thu là

điện áp 5V DC mà điện áp cung cấp là 220V

AC nên ta có thể dùng biến áp 220V AC –

24V AC 3A, 220V AC – 12V AC 1A trong

đề tài này chúng em chọn 220V AC – 12V AC

1A vì phù hợp với yêu cầu và có sẵn trong bộ

linh kiên của chúng em

Tụ lọc cao tần 104 vì tụ này có tần số lọc lơn

- IC ổn áp

Có 2 họ linh kiện ổn áp là 78xx và 79xx

Họ 78xx là cho ra điện áp dương, còn xx là giá trị đầu ra như 5V 9V 12V

Họ 79xx là cho ra điên áp âm, còn xx là giá trị đầu ra như -5V -9V -12V

Đồ án này cần điện áp 5V lên chúng em chọn loại 7805, biến đổi điện áp từ12v DC thành 5v DC

HÌNH 10 SƠ ĐỒ CHÂN CÁC LOẠI IC PT2262

PT2262 có 2 loại chính : loại có 8 địa chỉ mã hóa , 4 địa chỉ dữ liệu và loại có

địa chỉ mã hóa và 6 địa chỉ dữ liệu Mã hóa 12 bit 1 khung A0 >A7, D0 >D3.Các

IC PT2262 có nhiều nhóm, nhiều phiên bản, phân nhóm theo cách chữ viết tiếp

theo ở bên sau chữ PT2262, hình vẽ cho thấy có nhóm 18 chân và có nhóm 20 chân,theo tên ghi trên các chân của IC chúng ta hiểu công dụng của từng chân như sau: Chân cuối của hàng dưới cho nối masse và chân cuối của hàng trên cho nối vớinguồn Vcc, từ 4V đến 15V

Trên chân OSC1 và OSC2 dùng gắn điện trở R để định tần cho xung nhịp, dùng

tạo ra các dãy xung mã lệnh Tần số xung nhịp phải lấy tương thích giữa bên phát vàbên nhận

Các chân A0 - A5 dùng nhập mã địa chỉ, trên mỗi chân có thể có 3 trạng thái,

cho nối masse là bit 0, cho nối vào nguồn dương là bit 1 và bỏ trống là bit F

Chân A6/D0 - A11/D5 có thể dùng như các chân địa chỉ từ A6 đến A11, nhưng

khi dùng như chân nhập dữ liệu Data thì chỉ xác lập theo mức 0 và mức 1, chỉ có 2trạng thái

Chân TE dùng cho xuất nhóm xung mã lệnh, nó có tác dụng ở mức áp thấp

Nghĩa là khi chân này ở mức áp thấp, nó sẽ cho xuất ra xung mã lệnh trên chân Dout

Chân Dout, là chân ngã ra của nhóm tín hiệu mã lệnh, các tín hiệu mã lệnh đều ở

dạng xung, nghĩa là lúc ở mức áp thấp, lúc ở mức áp cao

Sau đây là các hình vẽ một lần nữa cho thấy cách dùng ic PT2262 trong mạch phát

tín hiệu mã lệnh.

Loại L4 là thong dụng ở việt nam và ít có loại L6

PT2262 có " 38 " mã hóa tức là có thể mã hóa 531441 mã mới có thể trùng lặp

lại

Cách mã hóa PT2262 có thể làm được bằng cách nối ngắn mạch các chân "mã

hóa địa chỉ " lên dương nguồn (mã hóa +) và xuống âm nguồn (mã hóa -) hoặc có thể

bỏ trống (mã hóa 0).Dữ liệu mã hóa được truyền trên một khung 12 bit gồm 8 bit đầu

là mã hóa (A0-A7 ) và 4 dữ liệu Bởi vậy bạn có thể truyền được song song 4 bit dữ

liệu 0 hoặc 1 Nếu để truyền dữ liệu thì nên để mặc định cho 4 chân dữ liệu này là 0 hoặc là 1 bằng cách nối thêm điện trở " kéo lên " hoặc " đưa xuống GND) để

tránhnhiễu

PT2262 dùng dao động ngoài: đơn giản là chỉ cần lắp thêm 1 điện trở dao động vào chân 15 và chân 16 của PT2262 Tín hiệu encoder được đưa ra ở chân 17 của

PT2262, chân này thường ở mức 1 khi tín hiệu nghỉ và mức 0 khi tín hiệu hoạ tđộng.

Tín hiệu đưa ra gồm : sóng mang dao động < 700KHz + địa chỉ mã hóa + dữ liệu.Tần số Sóng mang dao động được quyết định bởi R chân 15 và 16 và được tính bằng :

f = R/12 Ví dụ : mắc điện trở 470k vào chân 15 và 16 đầu ra chân 17 sẽ có 470/12 =

khoảng 39Khz PT2262 có điện áp rộng : Có thể làm việc được từ 2,5V đến 15 V

Trong datasheet của nó là từ 4 V

HÌNH 11 SƠ ĐỒ MẠCH PHÁT

2 I <4.5mA khi ở trạng thái nghỉ

3 Giải mã PT2272- L4 (Latch) Nhấn nút nhớ trạng thái, chỉ nhớ 1 trạng thái

của 4 bit nghĩa là khi nhả trạng thái vừa nhấn vẫn được nhớ, nhấn lần nữa

sẽ xóa và lưu trạng thái của 4 bit mới

10.Tín hiệu ra: D0, D1, D2, D3 Khi chưa có tín hiệu các chân đầu ra ở mức 0,Khi có tín hiệu các chân lên 1

b) IC giải mã PT2272:

HÌNH 13 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH THU

PT2272 là IC giải mã của PT2262 nó cũng có 8 địa chỉ giải mã tương ứng 4 dữ

liệu ra 1 chân báo hiệu mã đúng VT (chân17)

Giải mã : các chân mã hóa của PT2262 ( chân 1 đến chân 8 ),nối thế nào

thì các chân giải mã của PT2272cũng phải nối tương tự như vậy.

4) Khối relay

HÌNH 14 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH RELAY

 linh kiện có trong mạch

1 Relay :

- Relay là một công tắc điện từ được vận hành bởi mộtdòng điện tương đối nhỏ có thể bật hoặc tắt một dòngđiện lớn hơn nhiều Trái tim của relay là một nam châmđiện (một cuộn dây trở thành một nam châm tạm thời khidòng điện chạy qua nó).

- Khi dòng điện chạy qua mạch thứ nhất (1), nó

kích hoạt nam châm điện (màu nâu) Tạo ra từ

trường (màu xanh) thu hút một tiếp điểm (màu

đỏ) và kích hoạt mạch thứ hai (2) Khi tắt

nguồn, một lò xo kéo tiếp điểm trở lại vị trí

ban đầu, tắt mạch thứ hai một lần nữa

2 Transistor C2383 :

- Transistor hay còn gọi là tranzito là một loại linh kiện bán dẫn chủ động

Thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hay khóa điện tử Transistorgồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận, nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược Về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau

- Tính năng / Thông số kỹ thuật transistor 2N222

LoạiLoại gói: TO-92

Loại transistor: NPN

Dòng cực góp tối đa (IC): 600mA

Điện áp cực góp - cực phát tối đa (VCE): 40V

Điện áp cực góp - cực gốc cực đại (VCB): 75V

Điện áp cực phát - cực gốc tối đa (VEBO): 6V

Tiêu tán cực góp tối đa (Pc): 625 mW

Tần số chuyển tiếp tối đa (fT): 300 MHz

Độ lợi dòng điện DC tối thiểu và tối đa (hFE): 35

HÌNH 15 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH

Nguyên tắc hoạt động toàn mạch

- Khối nguồn : sau khi sử dụng máy biến áp ta được nguồn 12V AC Sau đó ta

cho nguồn qua chỉnh lưu cầu thì ta được nguồn 12DC và qua tụ được san phẳng điện áp, san phẳng tần số và qua IC 7805 để có nguồn 5V để sử sụng cho toàn mạch

- Khi phát tín hiệu từ module phát bằng cách ấn nút A,B,C,D trên module

phát, mạch relay nhận tín hiệu từ module thu tín hiệu qua jump J1 ở các chân

D0, D1, D2, D3

- Khi D0 có tín hiệu đi qua điện trở R1 , led vào chân B của transistor Q8, mở

khóa transistor và đóng điện cho relay RL6

- Diode D9 có tác dụng chống dòng điện cảm ứng từ cuộn coli của relay, bảo vệ

transistor

o Relay sử dụng trong mạch là loại relay 5V DC , 32mA

- I c = 32mA => chọn transistor có I c ( collector current) > 32mA

II THIẾT KẾ , CHẾ TẠO MẠCH

 Các bước thực hiện

1 Thiết kế mạch

- Sau khi thiết kế file nguyên lý ,chúng em thiết kế file mạch in và file 3d

của bản mạch bằng phần mềm Altium designer 2021

HÌNH 15 THIẾT KẾ MẠCH IN

2 Chế tạo mạch

- Sau khi có file mạch in chúng em thiết kế và tiến hành phay mạch cnc

bằng phần mềm aspire và máy cnc 3018

HÌNH 16 THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH PHAY CNC

- Sau khi hoàn thành chúng em tiến hành cắm linh kiện và hàn vào bản mạch

HÌNH 17 MẠCH HOÀN THÀNH

HÌNH 18 ĐẤU NỐI MẠCH THỰC TẾ

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN

VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

 Sau khi hoành thành đề tài đồ án kế mạch điều khiển quạt từ xa 3 cấp độ sử dụng

sóng vô tuyến RF chúng em nhận thấy :

o Ưu điểm : + mạch ổn định, làm việc tốt

+ khoảnh cách truyền sóng rất xa từ 30m đến 50m rất phù hợp

điều khiển trong nhà, ngoài trời

o Khuyết điểm : + thiết kế mạch chưa tối ưu, vẫn còn cồng kềnh

+ chưa tối ưu linh kiện, giá thành

 Để tiếp tục phát triển đề tài chúng em sẽ cố gắng khắc phục những khuyết điểm còn tồn đọng và thêm nhiều nâng cấp để điều khiển quạt điện như thêm chức năng quay túp năng, hẹn giờ bật tắt hay hơi nước v.v…

 Không chỉ điều khiển quạt đề tài của chúng em còn có thể áp dụng điều khiển

nhiều thiết bị trong nhà và ngoài trời như các loại đèn , cửa ra vào, gara v.v…

 TÀI LIỆU THAM KHẢO

 Kỹ thuật điện điện tử ( psg-pts Đỗ Xuân Thụ )

và nhiều nguồn internet khác