ĐỒ án KỸ THUẬT SỐ đề TÀI THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 5 KÊNH BẰNG SÓNG RF

Một trong những ứng dụng quan trọng của ngành điện tử là công nghệ điều khiển từ xa.. Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên, em đã chọn đề tài “Mạch điều khiển từ xa 5 kênh bằng sóng RF”

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SỐ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 5 KÊNH BẰNG SÓNG RF

GVHD: Th.s Đào Thành Sung SVTH: Đỗ Tấn Phong

MSSV: 2115060040 Lớp: CCQ1506A

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 6 Năm 2019

LỜI NÓI ĐẦU - -

Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kĩ thuật tiên tiến, thế giới chúng ta

đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn Sự phát triển của kĩ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặt điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao

Một trong những ứng dụng quan trọng của ngành điện tử là công nghệ điều khiển từ xa Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị từ xa hay là những thiết bị con người không thể trực tiếp chạm vào để điều khiển tạo thuận lợi

Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên, em đã chọn đề tài “Mạch điều khiển từ

xa 5 kênh bằng sóng RF” cho môn Đồ án kỹ thuật số

LỜI CẢM ƠN - -

Để hoàn thành được đề tài này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Đào Thành Sung đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa điện - điện tử

đã tận tình chỉ dạy cho em tạo nền tảng kiến thức vững chắc để hoàn thành đề tài này

Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi những sai sót kính mong

quý thầy cô góp ý và chỉ dẫn để em có thể hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Tên đề tài: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 5 KÊNH BẰNG SÓNG RF

Ngày giao đề tài: 11/2/2019; Tuần thứ: 1

Ngày hoàn thành đề tài: 20/5/2019; Tuần thứ: 16

Sinh viên thực hiện:

Họ tên sinh viên: Đỗ Tấn Phong MSSV: 2115060040

Tuần 1,2,3 Đăng kí đồ án, gặp giáo viên hướng dẫn để đề xuất đề tài đồ án,

chờ giáo viên hướng dẫn xét duyệt đề tài đồ án

Tuần 4,5,6 Tìm hiểu lên ý tưởng và thiết kế sơ đồ nguyên lí

Tuần 7,8,9 Kiểm tra sơ đồ nguyên lý, sửa lỗi, mô phỏng và giải thích sơ đồ

nguyên lý của mạch

Tuần 10,11,12 Thi công mạch, chỉnh sửa lỗi và lắp ráp mạch, kiểm tra mạch thực

tế chạy hay không để có hướng sửa chữa

Tuần 13,14,15 Tiến hành viết báo cáo và đưa cho giáo viên hướng dẫn xem và

chỉnh sửa

Tuần 16 Gửi báo cáo cho giáo viên hướng dẫn kiểm tra lần cuối xem xét và

góp ý kiến, sau đó nộp đồ án và báo cáo trước khi bảo vệ

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ và tên)

LỜI CAM ĐOAN - -

Đề tài này là do em tự thực hiện dựa vào một số tài liệu và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó Nếu có sao chép em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

TP HCM, ngày … tháng … năm 2019

MỤC LỤC

- -

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CẢM ƠN 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC 5

LỜI CAM ĐOAN 6

MỤC LỤC 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH 9

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10

1.1 Giới thiệu đề tài 10

1.2 Lý do chọn đề tài 10

1.3 Phương tiện nghiên cứu 10

1.4 Mục đích và yêu cầu đề tài 10

CHƯƠNG II: CƠ S THU ẾT 11

2.1 IC4013 11

2.2 IC7805 12

2.3 Diode 1N4007 12

2.4 Transistor C1815 13

2.5 Điện trở 13

2.6 Relay 14

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 15

3.1 Sơ đồ khối 15

3.2 Sơ đồ nguyên lý và chức năng của từng khối 15

3.2.1 Khối nguồn 15 3.2.2 Khối thu và khối phát sóng RF 16 3.2.3 Khối xử lý 17 3.2.4 Khối công suất 18 3.3 Nguyên lý hoạt động 19

3.4 Thi công 19

3.4.2 Mạch hoàn chỉnh 20

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 21

4.1 Ưu, nhược điểm của sản phẩm 21

4.2 Hướng phát triển đề tài 22

4.3 Kết luận 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 22

DANH MỤC HÌNH ẢNH

- -

Hình 2.1: Hình ảnh IC4013 11

Hình 2.2: Sơ đồ chân IC7805 12

Hình 2.3: Diode 1N4007 12

Hình 2.4: Transistor C1815 13

Hình 2.5: Điện trở dạng chân cắm 13

Hình 2.6: Relay 14

Hình 3.1: Sơ đồ khối 15

Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguồn 15

Hình 3.3: Bộ thu và phát sóng RF 16

Hình 3.4: Sơ đồ khối xử lý (IC4013) 17

Hình 3.5: Sơ đồ khối công suất 18

Hình 3.6: Sơ đồ mạch in 20

Hình 3.7: Hình ảnh mạch hoàn chỉnh 21

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu đề tài

- Hiện nay công nghệ điều khiển từ xa đang phát triển vượt bậc và trở thành

một trong những nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống của con người hiện nay

- Để thích nghi với vấn đề này, em đã suy nghĩ tới điều khiển các thiết bị bằng

sóng RF và được khai thác trong đề tài này

1.2 Lý do chọn đề tài

- Ngày nay kĩ thuật số là một thành phần không thể thiếu , nó mang lại nhiều tính ưu việt có thể thay thế một mạch điện phức tạp bằng một vi mạch nhỏ gọn, nhưng ứng dụng lại đa dạng và linh hoạt hơn, tiết kiệm được năng lượng hơn tốc độ xử lý nhanh hơn, Để học tập tốt và hiểu sâu về môn học kĩ thuật

số ngoài những khiến thức trên sách vở cần có những ứng dụng vào thực tế Trên cơ sở đó chúng em tìm hiểu và thiết kế sản phẩm là: Mạch điều khiển từ

xa bằng sóng RF

1.3 Phương tiện nghiên cứu

- Tài liệu tổng hợp từ một số nguồn khác nhau trên

- Tìm kiếm thông tin trên internet

- Các phần mềm hỗ trợ: Protues, Altium

1.4 Mục đích và yêu cầu đề tài

- Hệ thống điều khiển được đóng ngắt từ xa 5 thiết bị

- Hệ thống làm việc ổn định

- Có khả năng áp dụng mô hình trong thực tế

CHƯƠNG II: CƠ S THU ẾT

Để thực hiện mạch điều khiển từ xa 5 kênh bằng sóng RF cần sử dụng nhiều loại linh kiện khác nhau, sau đây là một số linh kiện chính có trong mạch:

2.1 IC4013

- IC 4013 là một loại D Flip-flops được cấu tạo bên trong là 2 flipflop loại

D với hai trạng thái ổn định Sử dụng đầu vào kích để thay đổi trạng thái

0 và 1

- Cấu tạo và sơ đồ các chân:

Hình 2.1: Hình ảnh IC4013

- Chức năng của các chân :

 Chân nhận dữ liệu D : Đây là một trong hai kết nối tới một logic low điện áp 0, hoặc điện áp cao, logic 1

 Chân Clock : Là ngõ vào của xung clock

 Chân đầu vào SET : đầu vào SET thường được ở mức LOW

 Chân đầu vào RESET

 Chân 1: điện áp ngõ vào

 Chân 2: nối mass

1N4007

DIODE

2.4 Transistor C1815

Hình 2.4: Transistor C1815

- Transistor C1815 là transistor thuộc loại transistor NPN

- C1815 có kiểu chân là T092 có nghĩa là kiểu chân cắm

- Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp Điện

trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử

- Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu

làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn

- Trong mạch em sử dụng điện trở dạng chân cắm với các thông số: 220,

4,7k và 10k

C1815

- Cấu tạo chân:

 Chân 1, 2: 2 đầu cuộn dây

 Chân 3: Chân chung

 Chân 4: Tiếp điểm thường đóng

 Chân 5: Tiếp điểm thường mở

- Nguyên tắc hoạt động: Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này

sẽ chạy qua cuộn dây bên trong rơ le tạo ra từ trường hút Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của relay

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH

KHỐI

XỬ LÝ

KHỐI THU

KHỐI NGUỒN

KHỐI

PHÁT

 Dòng điện đầu ra: 1.5A

 Điện áp ổn định: 5v

- Một số điểm lưu ý khác: Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 4.8-5.2 V Nên nếu đo được áp là 4.85V thì không vội kết luận là IC bị hỏng

- Chức năng: cung cấp nguồn điện áp 5VDC cho toàn mạch hoạt động

3.2.2 Khối thu và khối phát sóng RF

Hình 3.3: Bộ thu và phát sóng RF

- Sóng RF hay còn được gọi là tần số vô tuyến là dải tần số nằm trong khoảng từ 3KHz tới 300GHz tương ứng với tần số của các sóng vô

tuyến và các dòng điện xoay chiều mang tín hiệu vô tuyến

- Bộ phát sóng RF (remote) giúp phát tín hiệu sóng RF Bộ thu sóng RF

(module SC2272-M6) thu tín hiệu sóng RF và giải mã tín hiệu

 Truyền khoảng cách: tùy thuộc vào angten và môi trường truyền từ 10-50m

- Chức năng: khi nhấn 1 nút từ remote sẽ phát tín hiệu sóng RF đến mạch thu RF PT2272 và giải mã tín hiệu đưa đến ngõ vào của khối xử

lý IC4013

3.2.3 Khối xử lý

Hình 3.4: Sơ đồ khối xử lý (IC4013)

- Khối xử lý tín hiệu sử dụng IC 4013

- IC 4013 được cấu tạo bên trong là 2 flip flop loại D Trong mạch IC

4013 đóng vai trò là IC xử lý tín hiệu từ mạch thu sóng RF và đưa ra các giá trị ngõ ra

- Chức năng: Các IC4013 sau khi nhận tín hiệu từ mạch thu RF sẽ xử lý tín hiệu và chốt tín hiệu ngõ ra đưa vào khối relay

3.2.4 Khối công suất

Hình 3.5: Sơ đồ khối công suất

- Các relay đóng vai trò trung gian giao tiếp giữa khối điều khiển và tải

- Chức năng: khi relay nhận tín hiệu từ khối xử lý thì tín hiệu sẽ kích cho transistor dẫn, dòng điện đi từ VCC vào chân số 1 của MOC3020

ra chân số 2 xuống GND Lúc này diode phát quang bên trong MOC3020 sẽ phát sáng, kích cho transistor thì MOC3020 sẽ dẫn kích xung dương cho triac BT137 dẫn, kích cho tải hoạt động

3.3 Nguyên lý hoạt động

Khi ta nhấn một nút tương ứng ở remote bên 2262, chân 17 của 2272 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của 2272 làm cho chân 12 của

2272 lên mức 1, khi nhận được tín hiệu sau khi xử lý và đưa đến ngõ vào của IC 4013

và IC này có nhiệm vụ chốt tín hiệu ngõ ra, ngõ ra sẽ lên mức cao 1, và khi nhận được tín hiệu xung một lần nữa thì ngõ ra này sẽ xuống mức thấp 0 Các ngõ này được nối tới mạch điều khiển Nếu ngõ ra lên mức cao, chân B ( C1815) có dòng kích ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp tạo ra nguồn cung cấp cho khối Opto hoạt động Ngược lại nếu ở mức thấp, chân B ( C1815) không

có dòng kích làm cho transistor ngưng dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao không có nguồn cung cấp, khối Relay sẽ không họat động

3.4 Thi công

3.4.1 Mạch in

Hình 3.6: Sơ đồ mạch in

3.4.2 Mạch hoàn chỉnh

Hình 3.7: Hình ảnh mạch hoàn chỉnh

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN

4.1 Ưu, nhược điểm của sản phẩm

 Khoảng cách điều khiển còn hạn chế

 Bố trí linh kiện chưa được khoa học

4.2 Hướng phát triển đề tài

- Thiết kế thêm nhiều ngõ ra để điều khiển nhiều thiết bị hơn

- Có thể áp dụng trong môi trường công nghiệp và văn phòng để điều khiển các thiết bị điện từ xa

4.3 Kết luận

Trong quá trình nghiên cứu và xây dựng đề tài em đã vận dụng những kiến thức chuyên môn nhằm để hoàn thành yêu cầu đặt ra Qua đó em được dịp cũng cố lại kiến thức cơ bản chuyên ngành Trên cơ sơ đó chúng em có thể đánh giá lại những gì mình

có được sau khi học

Trong thời gian thực hiện đề tài với sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn đến nay mạch điều khiển từ xa 5 thiết bị qua sóng rF đã hoàn thành.Tuy nhiên do thời gian có hạn và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đồ án còn tồn tại những thiếu sót Em rất mong nhận được những ý kiến và góp ý của quý thầy cô trong khoa để sản phẩm của em được hoàn thiện hơn Cuối cùng chúng em xin được cảm ơn quý thầy cô giáo đã tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ chúng em hoàn thành

đề tài

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO