ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ: MẠCH MỞ ĐÈN ĐƯỜNG

MỤC LỤC PHẦN I. PHẦN LÝ THUYẾT LIÊN QUANtrang1I. ĐIỆN TRỞtrang11. Hình dạng ký hiệu và đơn vịtrang11.1. Hình dạng điện trởtrang11.2. Ký hiệu điện trởtrang11.3. Đơn vị điện trởtrang12. Cách đọc trị số điệntrang23. Chức năngtrang34. Biến trởtrang3- Hình dạng của biến trởtrang35. Quang trởtrang3- Hình dạng quang trởtrang4II. TỤ ĐIỆNtrang41. Cấu tạotrang42. Hình dạng, ký hiệu và đơn vị trang42.1. Hình dạng tụ điệntrang42.2. Ký hiệu tụ điệntrang52.3. Đơn vị tụ điệntrang53. Sự dẫn điện của tụtrang5III. DIODEtrang61. Cấu tạotrang62. Hình dạng, ký hiệu diodetrang62.1. Hình dạng diodetrang62.2. Ký hiệu diodetrang73. Nguyên lý hoạt độngtrang73.1. Phân cực thuậntrang73.2. Phân cực nghịchtrang8IV. TRANSISTORtrang81. Cấu tạotrang82. Hình dạng ký hiệu transistortrang92.1. Hình dạngtrang92.2. Ký hiệutrang93. Nguyên lý hoạt độngtrang10V. LEDtrang101.Cấu tạotrang102. Hình dạng, ký hiệutrang102.1. Hình dạngtrang112.2. Ký hiệutrang11VI. SỐ ĐẾM VÀ MÃ NHỊ PHÂNtrang111. Số đếmtrang111.1. Số nhị phântrang111.2. Bát phântrang112. Mã nhị phântrang12VII. ĐẠI SỐ BOOLE VÀ CỔNG LOGICtrang121.Đại số BOOLEtrang121.1. Định nghĩatrang121.2. Các công thứctrang122. Các cổng LOGICtrang132.1. Cổng EXNORtrang132.2. Cổng ORtrang133. Sơ đồ chân của IC555, 4017, 4027trang143.1. Chân IC555trang143.2. Chân IC4017trang143.3. Chân IC4027trang14PHẦN II. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNGtrang15I. PHẦN THIẾT KẾtrang151. Sơ đồ khốitrang152. Sơ đồ nguyên lýtrang163. Giải thích sơ đồ khốitrang163.1. Khối nhận ánh sángtrang163.2. Khối đếm DELAYtrang173.3. Khối chuẩn điều chếtrang173.4. Khối so sánhtrang183.5. Khối đèntrang184. Nguyên lý hoạt độngtrang19II. PHẦN THI CÔNGtrang21PHẦN III. PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂNtrang25I. KẾT LUẬNtrang25II. HƯỚNG PHÁT TRIỂNtrang25Tài liệu tham khảo

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ



ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đề tài:

GVHD : TRẦN VĂN HÙNG SVTH : TRƯƠNG VĂN NGUYÊN MSSV : 07365831

SVTH : TRẦN THIỆN THANH

MẠCH MỞ ĐÈN

ĐƯỜNG

LỜI MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong thời đại hiện nay, một xã hội phát triển và phồn vinh, công nghệ điện tửkhông thể thiếu trong gia đình và các doanh nghiệp Nghành công nghiệp điện tử tựđộng đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất cũng như đời sống hiện nay Cácứng dụng của nó đã được đi vào thực tiển như: mạch điều khiển giao thông, mạchđồng hồ số, mach mở đèn đường, …

Một xã hội phát triển một thành phố văn minh cần có những thiết bị chiếu sáng

ở những nơi công cộng nên chúng em chọn đề tài mạch tự động mở đèn đường khitrời tối

II MỤC ĐÍCH TÌM HIỂU

Ứng dụng kiến thức đi vào thực tiển

Bổ sung kiến thức còn thiếu

III GIỚI HẠN VẤN ĐỀ

Do thời gian và kiến thức có hạn, nên việc thực hiện không tránh khỏi thiếu sót,mong sự giúp đỡ và góp ý kiến của quí thầy cô và các bạn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MỤC LỤC 

PHẦN I PHẦN LÝ THUYẾT LIÊN QUAN trang1

I ĐIỆN TRỞ trang1

1 Hình dạng ký hiệu và đơn vị trang1 1.1 Hình dạng điện trở trang1 1.2 Ký hiệu điện trở trang1 1.3 Đơn vị điện trở trang1

2 Cách đọc trị số điện trang2

3 Chức năng trang3

4 Biến trở trang3

- Hình dạng của biến trở trang3

5 Quang trở trang3

- Hình dạng quang trở trang4

II TỤ ĐIỆN trang4

1 Cấu tạo trang4

2 Hình dạng, ký hiệu và đơn vị trang4 2.1 Hình dạng tụ điện trang4 2.2 Ký hiệu tụ điện trang5 2.3 Đơn vị tụ điện trang5

3 Sự dẫn điện của tụ trang5 III DIODE trang6

1 Cấu tạo trang6

2 Hình dạng, ký hiệu diode trang6 2.1 Hình dạng diode trang6 2.2 Ký hiệu diode trang7

3 Nguyên lý hoạt động trang7 3.1 Phân cực thuận trang7 3.2 Phân cực nghịch trang8

IV TRANSISTOR trang8

1 Cấu tạo trang8

2 Hình dạng ký hiệu transistor trang9 2.1 Hình dạng trang9 2.2 Ký hiệu trang9

3 Nguyên lý hoạt động trang10

V LED trang10 1.Cấu tạo trang10

2 Hình dạng, ký hiệu trang10 2.1 Hình dạng trang11 2.2 Ký hiệu trang11

VI SỐ ĐẾM VÀ MÃ NHỊ PHÂN trang11

1 Số đếm trang11 1.1 Số nhị phân trang11 1.2 Bát phân trang11

2 Mã nhị phân trang12

VII.ĐẠI SỐ BOOLE VÀ CỔNG LOGIC trang12

1 Đại số BOOLE trang12 1.1 Định nghĩa trang12 1.2 Các công thức trang12

2 Các cổng LOGIC trang13 2.1 Cổng EXNOR trang13 2.2 Cổng OR trang13

3 Sơ đồ chân của IC555, 4017, 4027 trang14 3.1 Chân IC555 trang14 3.2 Chân IC4017 trang14 3.3 Chân IC4027 trang14 PHẦN II THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG trang15

I PHẦN THIẾT KẾ trang15

1 Sơ đồ khối trang15

2 Sơ đồ nguyên lý trang16

3 Giải thích sơ đồ khối trang16 3.1 Khối nhận ánh sáng trang16 3.2 Khối đếm DELAY trang17 3.3 Khối chuẩn điều chế trang17 3.4 Khối so sánh trang18

3.5 Khối đèn trang18

4 Nguyên lý hoạt động trang19

II PHẦN THI CÔNG trang21 PHẦN III PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN trang25

I KẾT LUẬN trang25

II HƯỚNG PHÁT TRIỂN trang25

Tài liệu tham khảo

PHẦN I PHẦN LÍ THUYẾT LIÊN QUAN

Có rất nhiều linh kiện điện tử, nhưng mạch nhóm em có những linhkiện dưới đây

1.2 Ký hiệu điện trở

R 2 1 R

R1

22R

1.3 Đơn vị điện trở

Đơn vị: Ohm ()1K = 103

1M = 103K

2 Cách đọc trị số điện trở

- Điện trở 4 vòng màu

- Vòng A, B chỉ trị số tương ứng với màu

- Vòng C chỉ hệ số nhân.

- Vòng D chỉ sai số

3 Chức năng

Điện trở là một linh kiện có tính cản trở dòng điện, hạn dòng cho led

và làm một số chức năng khác tuỳ vào vị trí của điện trở trong mạch điện

4 Biến trở

Biến trở là một loại điện trở được sử dụng khi thường xuyên thay đổi trị số

- hình dạng của biến trở

Đen

Nâu

Đỏ

Cam

Vàng

Lục

Lam

Tím

Xám

Trắng

Vàng nhũ

Bạc

Màu thân

điện trở

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

…………

……

x100 = x1 x101 = x10 x102 = x100 x103 = x1000 x104 = x10000 x105 = x100000 x106 = x1000000 x107 = x10000000 x108 = x100000000 x109 = x1.000000000 x10-1= x0,1 x10-2= x0, 01 ………

………

+ 1% + 2% + 3%

………

………

………

………

………

+ 5%

+ 10%

+ 20%

5 Quang trở

Quang trở là một loại điện trở mà trị số của nó phụ thuộc vào ánhsáng chiếu vào nó, khi ánh sáng chiếu với cường độ càng lớn thì giá trị điện trởcủa nó càng nhỏ, ngược lại khi ánh không chiếu vào nó thì điện trở của nó ở lớn

3 Sự dẫn điện của tụ

Xét mạch điện như hình vẽ, khi đóng khoá K ta thấy đèn sáng lênrồi tắt

Khi mới vừa đóng khoá K tức thời điện tử từ cực âm của nguồn điệnđến bản cực bên phải, đồng thời điện tử từ bản cực bên trái đến cực dương nguồn.Như vậy sự di chuyển điện tử trên tạo ra dòng điện qua đèn làm đèn sáng Sau đóxảy ra sự cân bằng điện tử giữa nguồn và tụ điện, nghĩa là không có sự duychuyển điện tử làm đèn tắt, lúc này hiệu điện thế giữa hai đầu bản cực tụ điệnbằng điện thế nguồn

Nếu nguồn là xoay chiều, cực tính của nguồn biến thiên liên tục làmđèn sáng liên tục

P sang N.

cở vài nA Nhiều trường hợp qua như diode không dẫn điện khi phân cực nghịch.Tăng điện áp phân cực nghịch lên thì dòng xem như không đổi, tăng quá mức thìdiode hư (bị đánh thủng).

IV TRANSISTOR

TRANSISTOR gồm có: C1815, A1015

1 Cấu tạo

Transistor lưỡng nối là một linh kiện bán dẫn được tạo thành từ haimối nối P – N, nhưng có một vùng chung gọi là vùng nền.

Tuỳ theo sự sắp xếp các vùng bán dẫn mà ta có hai loạiBJT:NPN,PNP Ba vùng bán dẫn được tiếp xúc kim loại nối dây ra thành ba cực:

- Cực nền: B (Base)

- Cực thu: C (Collector)

- Cực phát: E (Emitter)Trong thực tế, vùng nền rất hẹp so với hai vùng kia Vùng thu C vàvùng phát F tuy có cùng chất bán dẫn nhưng khác nhau về kích thước và nồng độtạp chất nên chúng ta không thể hoán đổi vị trí cho nhau

2 Hình dạng, ký hiệu TRANSISTOR

2.1 Hình dạng TRANSISTOR

+ Vùng nền rất hẹp so với hai vùng kia+ Nguồn Vcc >> Vee cho nên đa số điện tử bị hấp dẫn về nó.

Do đó, số lượng điện tử từ vùng nền vào vùng tới cực dương củanguồn Vcc rất nhiều so với số lượng điện tử từ vùng nền tới cực dương của nguồnVee Sự dịch chuyển của điện tử tạo thành dòng điện

Dòng đi vào cực B gọi là dòng IB

Dòng đi vào cực C gọi là dòng IC

Dòng từ cực E ra gọi là dòng IE

Ta có công thức : IE = IB + IC

IC = IE (hệ số  gần bằng một)

Nên: IC  IE

Chất bán dẫn có hai cực P và N được chia bởi một mối nối Cực Pmang điện tích dương, cực N mang điện tích âm.

2 Hình dạng, ký hiệu

2.1 Hình dạng

2.2 ký hiệu

VII ĐẠI SỐ BOOLE VÀ CỔNG LOGIC

1 Đại số boole

1.1 Định nghĩa:

Đại số boole là một cấu trúc đại số được xây dựng trên tập các phần

tử nhị phân cùng với hai phép toán cộng và nhân thỏa các điều kiện sau:

a) Kín với các phép toán cộng (+) và nhân (*) tức là A,B X thì:A+B X và A.BX

b) Đối với phép cộng sẽ có phần tử trung hoà 0: x + 0 = x

- Đối với phép toán nhân sẽ có phần tử trung hoà 1: x * 1 = xc) Giao hoán:

R 4

Chân 12: output (CO)

Chân 13: input (E)

Chân 14: input (CLK)

Chân 15: input (MR)

Chân 16: power (VCC)

CLK3

KHỐI

SO SÁNH

KHỐI ĐÈN 220VKHỐI

CHUẨN ĐIỀU CHẾ

3.3 Chân IC 4027

Chân 1 & 15: output (Q)Chân 2 & 14: output ($Q$)Chân 3 & 13: input (CLK)Chân 4 & 12: input (R) Chân 5 & 11: input (k)

Chân 6 & 10: input (J)Chân 7 & 9: input (S)Chân 8: power (GND)Chân 16: power (VCC)

PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

I PHẦN THIẾT KẾ

1 Sơ đồ khối

KHỐINHẬNÁNHSÁNG

2.Sơ đồ nguyên lý

2 7

Khi có ánh sáng chiếu vào quang trở làm điện trở của quang trởgiảm xuống, thì điện thế ở chân 3 của LM741 cao hơn chân 2 nên ngỏ ra của ởmức cao làm cho transistor A1015 ngưng dẫn.

Khi trời tối điện trở của quang trở tăng nên điện thế ở chân 3 củaLM74 thấp hơn ở chân 2 nên mức ra thấp nên transistor A1015 dẫn

Khối này gồm có IC 4077, IC4017 , BJT và led hiển thị Sau khi

4017 đếm đủ 10 xung và bật relay đồng thời IC4077 kích cho transistor C1815 dẫn làm dừng xung

3.3 khối chuẩn điều chế

Khối này gồm có IC555 dùng để tạo Xung ra cho IC4017 hoạt độngđếm

3.4 Khối so sánh

Khối so sánh là IC 4027 khi kích xung thì IC này sẽ thay đổi trạngthái Giả sử ban đầu ở mức cao sau khi kích một thì nó suống mức thấp.

ở IC4027 nên nó vẩn dữ nguyên trạng thái ở chân 2 nên không làm cho transistorC1815 ở phía relay dẫn , relay không nối được mass nên không có dòng qua cuộncảm thì sẽ không hút được chân thường đóng về chân thường mở lúc này hở mạchnên tải không sáng.

- Bây giờ đến trời tối thì điện thế ở chân 3 của LM741 nhỏ hơn chân

2 nên ngỏ ra ở mức thấp nên transistor A1015 dẫn làm cho điện thế ở chân 12 củaIC4077 ở mức 1, chân 13 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 11 ở mức 0, chân 5 ở mức 0chân 6 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 4 ở mức 1, chân 8 ở mức 1 chân 9 ở mức 0 nênngỏ ra chân 10 ở mức 0, nên transistor C1815 không hoạt động , vậy IC555 đếmxung sau khi đếm đủ 10 xung thì kích xung cho chân 1 của IC4077 từ 0 lên 1 rồilại về 0, vậy ngỏ ra chân 3 có một xung đưa vào chân 3 của IC4027 làm thay đổitrạng thái từ chân hai lên chân 1 lúc này chân 1ở mức 1 làm cho transistor C1815

ở phía relay dẫn vậy relay nối được mass cuộn cảm trong relay hút chân thườngđóng về chân thường mở thì đèn sáng đồng thời chân 1 IC4027 nối với chân 13của IC4077, vậy chân 13 và 12 của IC4077 đều ở mức 1 nên chân 11 ở mức 1,chân 5 ở mức 1 và 6 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 4 ở mức 0, chân 8 và chân 9 đều ởmức 0, nên ngỏ ra chân 10 ở mức 1 làm cho transistor C1815 dẫn , chân 4 của IC

555 nối mass nên IC555 ngừng đếm xung

- Khi trời sáng thì điện trở của quang trở giảm thì transistor A1015ngưng dẫn thì chân 12 của IC 4077 trở về mức 0, chân 13 ở mức 1 nên ngỏ rachân 11 ở mức 0 Chân 5 ở mức 0, chân 6 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 4 ở mức 1.chân 8 ở mức 1, chân 9 ở mức 0 ngỏ ra chân 10 của IC 4077 ở mức 0 nêntransistor C1815 ngưng dẫn, lúc này IC555 phát xung cho IC4017 đếm đủ 10xung kích cho chân 1 của IC4077 từ 0 lên 1 rồi lại về 0, vậy ngỏ ra chân 3 của

4077 đưa xung vào chân 3 của IC4027 làm thay đổi trạng thái từ chân 1 xuốngchân 2, lúc này transistor C1815 phía relay ngưng dẫn Thì cuộn cảm trong relaykhông có điện nên không hút chân thường đống về chân thường mở nửa nên tảitắt đồng thời chân 13 của IC 4077 về lại mức 0, chân 12 ở mức 0 nên ngỏ ra chân

11 ở mức 1 Chân 5 ở mức 1, chân 6 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 4 ở mức 0 Chân 8

ở mức 0, chân 9 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 10 ở mức 1 làm transistor C1815 dẫn.chân 4 (reset) của IC555 nối mass nên không phát xung, IC 4017 ngưng đếm

- Nút nhấn khi ta nhấn ON thì tải sáng đồng thời đếm 10 xung sau

đó kích cho relay ngưng dẫn Do đếm đủ 10 xung nên 4027 thay đổi trạng thái

- Khi đang đếm xung nhấn OFF thì nó sẽ tắt

- Nút ON và OFF được dùng khi quang trở bị hỏng

II PHẦN THI CÔNG

Sử dụng chương trình orcard để vẽ mạch in

- Hình ảnh thực tế:

Hinh 1: lúc chưa cấp nguồn

Hình 2: Lúc mới cấp nguồn

Hình 3: Lúc che quang trở

án môn học với những kiến thức đã được học ở lớp.

Mặc dù cố gắn hết mình của nhóm em nhưng đồ án vẫn còn nhiềuthiếu sót Mong nhận sự góp ý cũa quý thầy cô, để lần sau làm đồ án sẽ tốt hơn

II HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Nghành điện tử là một nghành có nhiều triển vọng phát triển do nhucầu ngày càng cao của con người và xã hội đòi hỏi phải phát minh ra những vậtdụng mới

Mạch mở đèn đường của chúng em nếu sử dụng vi xử lý sẽ gọn hơn

dễ dàng kiểm tra lỗi khi có hư hỏng xảy ra và việc thay thế cũng dể dàng hơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Sách linh kiện điện tử tác giả: Giảng viên LÊ THỊ HỒNG THẮM (2007)Trường đại học công nghiệp TPHCM

- Sách sơ đồ chân linh kiện bán dẫn tác giả: DƯƠNG MINH TRÍ, xuất bản lầnthứ 5 nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

- Tìm trên internet (google.com)