Đồ án thiết kế và thi công mạch điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại

GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 1
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
B GIÁO D C VÀ ÀO T OỘ Ụ Đ Ạ
Thành Ph H Chí Minh, Ngày 31 Tháng 12 N m 2011ố ồ ă
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……. 000 ……











Tp.HCM, Ngày 31 Tháng 12 Năm 2011
Giáo Viên Hướng Dẫn
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 2
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……. 000 ……

Tp.HCM, Ngày 31 Tháng 12 Năm 2011
Giáo Viên Phản Biện
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 3
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đồ án “ Mạch Điều Khiển Thiết Bị Từ Xa
Bằng Hồng Ngoại ”, chúng em đã nhận được rất nhiều ý kiến đóng góp cũng
như sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của quý thầy cô và các bạn cùng lớp.
Chúng em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Trường ĐH Kỹ Thuật
Công Nghệ Tp.Hồ Chí Minh, cùng các thầy cô Khoa Công Nghệ Cơ - Điện
Tử, đặc biệt là thầy Phạm Hùng Kim Khánh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
giúp chúng em hoàn thành xong đồ án này.
Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện đồ án chúng em
không thể tránh khỏi những sai xót, mong quý thầy cô trong hội đồng bảo vệ
bỏ qua và có những góp ý để chúng em có thể hoàn thiện đồ án của mình
được tốt hơn nữa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 4
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
LỜI MỞ ĐẦU
Với tốc độ phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp hiện đại
như công nghệ thông tin, công nghệ truyền thông, cơ khí, động lực trong
thời gian qua không thể tách rời với ngành điện tử. Ngành điện tử đóng vai
trò rất quan trọng, nó đã xâm nhập vào cuộc sống con người khá sớm từ
những thiết bị đơn giản như đèn chiếu sáng, radio,…, đến những máy móc

phức tạp và ứng dụng công nghệ cao như hệ thống camera, robot…tất cả
điều được ứng dụng rộng rãi và góp phần hiệu quả vào công việc giải phóng
sức lao động của con người đưa con người hướng tới một thế giới công nghệ
mới ngày càng hiên đại và tinh vi hơn.
Trong sinh hoạt hằng ngày của con người như những trò chơi giải trí
(robot, xe điều khiển từ xa…) cho đến những ứng dụng gần gủi với chúng ta
cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất.
Điều khiển từ xa đã thâm nhập vào vấn đề này do đó cho ra đời những loại
tivi điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD,… đến quạt bàn tất cả điều khiển
từ xa. Điều khiển từ xa là việc điều khiển mô hình, thiết bị ở một khoảng
cách nào đó mà người không nhất thiết phải đến nơi đặt hệ thống. Thế giới
ngày càng phát triển việc ứng dụng các thiết bị điều khiển tự động ngày càng
được con người sử dụng trong đó có quá trình thu phát bằng hồng ngoại nó
có độ chính xác và nhanh chóng trong quá trình điều khiển từ xa.
Xuất phát từ những ý tưởng trên nên chúng em đã chọn đề tài mạch điều
khiển thiết bị từ xa bằng hồng ngoại. Trong thời gian ngắn với kiến thức và
kinh nghiệm còn hạn chế nên quyển đồ án chưa được hoàn thiện cho lắm và
còn nhiều thiếu sót.
Kính mong sự chỉ dẫn và góp ý của tất cả thầy cô cùng tất cả các bạn .
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 5
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
MỤC LỤC
Lời mở đầu
Chương I : Lý Thuyết Tổng Quan
1 Một số khái niệm liên quan 1
1.1 Tia hồng ngoại (Ánh sáng hồng ngoại) 1
1.2 Hệ thống điều khiển từ xa 1
1.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa 1
1.2.2 Kết cấu tin tức 2
1.2.3 Kết cấu hệ thống 2

1.2.4 Các phương pháp mã hóa trong hệ thống điều khiển từ xa 3
1.3 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại 4
1.3.1 Sơ đồ khối máy phát 4
1.3.2 Sơ đồ khối máy thu 5
2 Giới thiệu linh kiện điển hình trong mạch
6
2.1 Mạch phát 6
2.1.1 IC BL9148 6
2.1.2 Led phát hồng ngoại 8
2.2 Mạch thu 9
2.2.1 IC BL9149 9
2.2.2 Bộ thu hồng ngoại 11
2.2.3 IC HEF4013 11
2.2.4 IC KA7805 12
2.2.5 Relay 14
2.2.6 Transistor C1815 15
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 6
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Chương II : Thi Công Mô Hình
1 Sơ đồ nguyên lý 16
1.1 Mạch phát 16
1.2 Mạch thu
17
2 Giải thích sơ đồ nguyên lý
17
2.1 Nguyên lý hoạt động của mạch phát
17
2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch thu
19
3 Sơ đồ mạch in

22
3.1 Mạch phát
21
3.2 Mạch thu
21
4 Kết quả đo được
22
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 7
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
CHƯƠNG I : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN
1.1 Tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại)
Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 400.000nm
đến 760.000nm, dài hơn bước sóng ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia
bức xạ vi ba. Tên “hồng ngoại” có nghĩa là “dưới mức đỏ”, màu đỏ là màu
sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường. Mọi vật có nhiệt độ lớn
hơn 0 độ K đều phát ra tia hồng ngoại.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội
tụ qua thấu kính, tiêu cự… ). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác
nhau rất rõ trong sư xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó
một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì
vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại
không bị yếu đi khi vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp. lượng thông tin có thể đạt được 3Mbit/s. Lượng
thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với
sóng điện từ mà ta vẫn dùng. Trong kỹ thuật truyền tin bằng sợi quang dẫn
không cần các trạm khuếch đại giữa chừng, người ta có thể truyền một lúc

15000 điện thoại hay 12 kênh truyền hình qua một sợi tơ quang với đường
kín 0,13 mm với khoảng cách 10 Km đến 20 Km. Lượng thông tin truyền đi
với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà ta vẫn
dùng. Tia hồng ngoại dễ hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều
khiển từ xa chùm hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu phải đúng
hướng.
1.2 Hệ thống điều khiền từ xa
1.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống diều khiển từ xa
Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị
từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng vô tuyến, hệ thống
điều khiển từ xa bằng cáp quang dây dẫn, hệ thống điều khiển từ xa bằng
hồng ngoại.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 8
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Do đó chúng có những nhiệm vụ cơ bản sau:
- Phát tín hiệu điều khiển.
- Sản sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiết.
- Tổ hợp xung thành mã.
- Phát các tổ hợp mã đến điểm chấp hành.
- Ở điểm chấp hành ( thiết bị thu ) sau khi nhận được mã phải biến đổi các
mã nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thời
kiểm tra sự chính xác của mã mới nhận.
1.2.2 Kết cấu tin tức
Trong hệ thống điều khiển từ xa độ tin cậy truyền dẫn tin tức có quan hệ rất
nhiều đến kết cấu tin tức. Nội dung về kết cấu tin tức có hai phần: về lượng
và về chất.Về lượng có các biến lượng điều khiển và lượng điều khiển thành
từng loại xung gì cho phù hợp, và những xung đó cần áp dụng phương pháp
nào để hợp thành tin tức, để có dung lượng lớn nhất và có tốc đô truyền dẫn
nhanh nhất.
Để đảm bảo các yêu cầu về kết cấu tin tức, hệ thống điều khiển từ xa có các

yêu cầu sau:
- Tốc độ làm việc nhanh.
- Thiết bị phải an toàn tin cậy.
- Kết cấu phải đơn giản.
Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thống đạt tốc độ điều khiển
cực đại đồng thời đảm bảo độ chính xác trong phạm vi cho phép.
1.2.3 Kết cấu hệ thống
Do hệ thống điều khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa nên chúng ta
cần phải nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu được truyền đi
chính xác và nhanh chóng. Đây là sơ đồ kết cấu hệ thống:

Sơ đồ kết cấu hệ thống
- Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu và phát đi.
- Đường truyền: đưa tín hiệu điều khiển từ thiết bị phát đến thiết bị thu.
- Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền, qua quá trình biến
đổi, biến dịch để tái hiện lại lệnh điều khiển rồi đưa đến các thiết bị thi
hành.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 9
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
1.2.4 Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa
Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc hoặc truyền thông tin liên tục nhưng
đã được rời rạc hóa tin tức thường được biến đổi thông qua một phép biến
đổi thành số ( thường là số nhị phân ) rồi mã hóa và được phát đi tứ máy
phát. Ở máy thu, tín hiệu phải thông qua các phép biến đổi ngược lại với các
phép đổi trên: giải mã, liên tục hóa…
Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu và độ tin cậy của hệ
thống điều khiển từ xa, nghĩa là tăng tốc độ truyền và khả năng chống nhiễu.
Trong điều khiển từ xa ta thường dùng mã nhị phân tưng ứng với hệ, gồm có
hai phần tử [0] và [1].
Do yêu cầu về độ chính xác cao trong các tín hiệu điều khiển được truyền đi

để chống nhiễu ta dùng loại mã phát hiện và sửa sai. Mã phát hiện và sửa sai
thuộc loại mã đồng đều bao gồm các loại mã: mã phát hiện sai, mã sửa sai,
mã phát hiện và sửa sai.
Dạng sai nhầm của các mã được truyền đi tùy thuộc tính chất của kênh
truyền, chúng có thể phân thành 2 loại:
¥ Sai độc lập: trong quá trình truyền, do nhiều tác động, một hoặc nhiều ký
hiệu trong các tổ hợp mã có thể bị sai nhầm, nhưng những sai nhầm đó
không liên quan nhau.
¥ Sai tương quan: được gây ra bởi nhiều nhiễu tương quan, chúng hay xảy
ra trong từng chùm, cụm ký hiệu kế cận nhau.
Sự lựa chọn của cấu trúc mã chống nhiễu phải dựa trên tính chất phân bố xác
suất sai nhầm trong kênh truyền.
Hiện nay lý thuyết mã hóa phát triển rất nhanh, nhiều loại mã phát hiện và
sủa sai được nghiên cứu như: mã hamming, mã chu kỳ, mã nhiều cấp.
1.3 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại
1.3.1 Sơ đồ khối máy phát
Sơ đồ khối máy phát
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 10
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Máy phát có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiển, mã hóa và phát tín hiệu đến
máy thu, lệnh truyền đi đã được điều chế.
¥ Khối phát lệnh điều khiển: khối này có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiển từ
nút nhấn (phím điều khiển). Các nút nhấn này có thể là một nút (ở mạch
điều khiển đơn giản), hay một ma trận nút (ở mạch điều khiển chức năng).
Ma trận được phím bố trí theo cột và hàng. Khi người sử dụng bấm
vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình, mỗi phím chức
năng tương ứng với một số thập phân.
¥ Khối mã hóa: để truyền các tín hiệu khác nhau đến máy thu mà chúng
không lẫn lộn nhau, ta phải tiến hành mã hóa các tín hiệu (lệnh điều
khiển). Khối mã hóa này có nhiệm vụ chuyển đổi các lệnh điều khiển

thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bit 0
và 1. Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit… tùy theo số
lượng phím chức năng nhiều hay ít. Hiện tượng biến đổi này gọi là mã
hóa. Có nhiều phương pháp mã hóa khác nhau: điều chế biên độ xung
(PAM), điều chế độ rộng xung (PWM), điều chế vị trí xung (PPM), điều
chế mã xung (PCM). Trong kỹ thuật điều khiển từ xa bằng hồng ngoại,
phương pháp điều chế mã xung thường được sử dụng nhiều hơn cả, vì
phương pháp này tương đối đơn giản và dễ thực hiện.
¥ Khối dao động tạo sóng mang: khối này có nhiệ vụ tạo ra sóng mang tần
số ổn định, sóng mang này sẽ mang tín hiệu điều khiển khi truyền ra môi
trường.
¥ Khối điều chế: khối này có nhiệm vụ kết hợp tính hiệu điều khiển đã mã
hóa sóng mang để đưa đến khối khuếch đại.
¥ Khối khuếch đại: khuếch đại tín hiệu đủ lớn để Led phát hồng ngoại phát
tín hiệu ra môi trường.
¥ Led phát: là một Led hồng ngoại, biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu
hồng ngoại phát ra môi trường.
1.3.2 Sơ đồ khối máy thu
Chức năng của máy thu là thu được tín hiệu điều khiển từ máy phát, loại bỏ
sóng mang, giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh riêng biệt, từ đó mỗi
lệnh sẽ đưa đến khối chấp hành cụ thể.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 11
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Sơ đồ khối máy thu
¥ Led thu: thu tín hiệu hồng ngoại do máy phát truyền tới và biến đổi thành
tín hiệu điều khiển
¥ Khối khuếch đại: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều khiển lớn lên từ từ,
Led thu hồng ngoại để quá trình xử lý tín hiệu được dễ dàng.
¥ Khối tách sóng mang: khối này có chức năng triệt tiêu sóng mang, chỉ giữ
lại tín hiệu điều khiển như tín hiệu gửi đi từ máy phát

¥ Khối giải mã: nhiệm vụ của khối này là giải mã tín hiệu điều khiển dưới
dạng các bit nhị phân hay các dạng khác để đưa đến khối chấp hành cụ
thể. Do dó nhiệm vụ của khối này rất quan trọng.
¥ Khối chấp hành: có thể là relay hay một linh kiện điều khiển nào đó, đây
là khối cuối cùng tác động trực tiếp vào thiết bị thực hiện nhiệm vụ điều
khiển mong muốn.
2 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐIỂN HÌNH TRONG MẠCH
2.1 Mạch phát
2.1.1 IC BL9148
2.1.1.1 Đặc tính
Đây là một bộ truyền phát tia hồng ngoại ứng dụng bởi công nghệ CMOS
(Compledmentary-Metal-Oxide-Silicon). BL9148 kết hợp với BL9149 tạo ra
10 chức năng, với BL9150 tạo ra 18 chức năng và 75 lệnh có thể phát xạ. Có
những đặc tính:
- Tiêu thụ công suất thấp.
- Vùng điện áp hoạt động: 2.2V-5V.
- Sử dụng được nhiều phím.
- Ít thành phần ngoài.
2.1.1.2 Sơ đồ và chức năng của từng chân
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 12
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân

Hình dáng và sơ đồ chân của IC BL9148
¥ Chân 1: (GND) là chân được nối với cực âm của nguồn điện.
¥ Chân 2 (XT) và 3 ( XT ): hai đầu để nối với thạch anh bên ngoài cho bộ
tạo dao động bên trong IC.
¥ Chân 4-9 (K1-K6): là đầu của tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, các chân từ
K1 đến K6 kết hợp với các chân 10 đến 12 (T1-T3) để tạo thành ma trận
18 phím.
¥ Chân 13 (CODE):là chân mã số dùng để kết hợp với các chân 10-11 để

tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu.
¥ Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát, bình thường
khi không sử dụng có thể bỏ trống.
¥ Chân 15 (TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM.
¥ Chân 16 (Vcc): là chân cấp nguồn dương.
2.1.1.3 Sơ đồ khối bên trong
Bên trong IC BL9148 do bộ dao động, bộ phân tần, bộ giãi mã, mạch đầu
vào của bàn phím, bộ phát mã số… tạo thành.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 13
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Sơ đồ khối bên trong của IC BL9148
¥ Bộ tạo dao động và bộ phân tần: để có thể phát đi xa, ta cần có một xung
có tần số 38 Khz ở nơi nhận nhưng trên thị trường khó tìm được thạch anh
đúng tần số nên ta chọn tần số của thạch anh là 455 Khz cho bộ tạo dao
động. Sau đó tần số sẽ được đưa qua bộ phân tần để chia nó ra thành 12
lần.
¥ Mạch điện phím vào: có tổng cộng 18 phím được nối tới các chân K1-K6
và mạch hoạt động thời gian T1-T3 (chân 10-12) để tạo ra bàn phím ma trận
(6*3).
¥ Mạch phát sinh tín hiệu bit và mạch phát sinh tín hiệu chiông:
- Lệnh truyền: gồm một lệnh được tạo bởi 3 bit mã người dùng, 1
bit mã liên tục, 2 bit mã không liên tục và 6 bit mã ngõ vào.
- Vậy nó có 12 bit mã. Trong đó, 3 bit mã được dùng như sau: dữ
liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu một diode được nối
giữa chân CODE và chân Tn (n= 1-3) và là “0” khi không nối
diode. Vì IC thu BL9149 chỉ có 2 bit mã (CODE 2, CODE 3)
nên chân T1 (chân 10) sẽ luôn ở mức “1”.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 14
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
2.1.2 Led phát hồng ngoại

Led phát hồng ngoại được viết tắt là IR Red (Infra Red Led), hay còn gọi là
nguồn phát tia hồng ngoại (Infra Red Emitters), giống như led bình thường
(led phát quang- light emitting diode) và phát ra ánh sáng hồng ngoại. Nó
được chế tạo bằng chất Arsenic-Galium (GaAs). Led hồng ngoại có đời sống
khoảng 100.000 giờ (khoàng 11 năm), với các đặc trưng kỹ thuật như:
- Điện áp thuận:Vf = 1,1 V ÷ 5V
- Dòng điện thuận: If = vài chục mA ÷ vài trăm mA
- Công suất cực đại: PMax = vài trăm mW

Ký hiệu và hình dáng của led phát hồng ngoại
Nguyên lý làm việc: để có ánh sáng phát ra liên tục, người ta phân cực
thuận led hồng ngoại. tùy theo vật liệu cấu tạo, điện thế thêm của led thay
đổi từ 1 đến 2.5V và dòng điện qua nó tôi đa khoảng vài mA. Khi chuyển
tiếp P-N phân cực thường có hiện tượng phun hạt dẫn ở mức cao (lỗ trống
P++ phun sang N++, điện tử từ N++ phun sang P++) và kèm theo đó là hiện
tượng tái hợp bức xạ để sinh ra năng lượng là ánh sáng sáng hồng ngoại
(không thấy được bằng mắt thường).
Hiện tượng bức xạ là hiện tượng giải phóng ra các proton khi có tái hợp trực
tiếp giữa điện tử và lỗ trống.
2.2 Mạch thu
2.2.1 IC BL9149
2.2.1.1 Đặc tính
BL9149 cũng được chế tạo bởi công nghệ CMOS. Nó có thể điều khiển tối
đa 10 thiết bị. Do đó chúng có đặc tính:
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 15
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
- Tiêu tán công suất thấp
- Khả năng chống nhiễu rất cao
- Nhận được đồng thời 5 chức năng từ IC phát BL9148
- Cung cấp bộ tạo dao dộng RC

- Bộ lọc số và bộ kiểm tra mã ngăn ngừa sự tác động từ những nguồn sáng
khác nhau như đèn PL.Do đó không ảnh hưởng đến độ nhạy của mắt thuong
2.2.1.2 Sơ đồ và chức năng của từng chân

Hình dáng và sơ đồ chân của IC BL9149
¥ Chân 1 (GND): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
¥ Chân 2 (RxIN): là đầu vào tín hiệu thu, tín hiệu sau khi được lọc bỏ sóng
mang.
¥ Chân 3-7 (HP1-HP5): là đầu ra tính hiệu liên tục. Chỉ cần thu được tín
hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1”.
¥ Chân 8-12 (SP5-SP1): là đầu tín hiệu không liên tục. Chỉ cần thu được tín
hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1”
trong khoảng thời gian là 107 ms.
¥ Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống
giữa phần phát và phần thu. Mã số của hai chân này phải giống tổ hợp mã
hệ thống của phần phát thì mới thu được tín hiệu.
¥ Chân 15 (OSC): dùng để nối tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao động
cho mạch.
¥ Chân 16 (Vcc): là chân nối với cực dương của nguồn cung cấp.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 16
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
2.2.1.3 Sơ đồ khối bên trong

Sơ đồ khối bên trong của IC BL9149
Sau khi IC phát BL9148 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ được mắt thu
tiếp nhận rồi đưa nó đến chân RxIN. Chân RxIN có nhiệm vụ sẽ chỉnh lại
dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín hiệu được đưa tới bộ lọc số.
Bộ Lọc số có nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi. Dữ liệu
đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của nó khớp với mã của
phần phát. Trường hợp mã của dữ liệu không khớp với mã của phần phát thì

Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 17
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
quá trình sẽ được lặp đi lặp lại. Khi các dữ liệu nhận được thông qua ngõ ra
sẽ chuyển từ mức thấp lên mức cao.
2.2.2 Bộ thu hồng ngoại
Sơ đồ cấu tạo và ký hiệu của bộ thu hồng ngoại
Cấu tạo bán dẫn của quang transistor coi như gồm có một quang diode và
một quang transistor.
Nguyên lý hoạt động: trong quang transistor có quang diode làm nhiệm vụ
cảm ứng quang điện và transistor làm nhiệm vụ khuếch đại. quang diode
được sử dụng ở đây là mối nối P-N giữa cực B và cực C trong transistor,
khi phân cực cho các chân thì diode B-E được phân cực thuận và diode BC
được phân cực ngược và khi được chiếu sáng thì dòng điện rỉ IBC sẽ
tăng cao hơn bình thường nhiều lần. Dòng điện rỉ sẽ trở thành dòng IB và
được transistor khuếch đại. độ khuếch đại của transistor từ 100-1000 và bộ
khuếch đại không tuyến tính theo cường độ ánh sáng chiếu vào mối nối.
Quang điện transistor có tốc độ làm việc chậm do tụ điện kí sinh CCB(tụ kí
sinh giữa cực C và cực B).Quang transistor co 1 tần số làm việc cao nhất
chỉ khoảng vài trăm KHz, trong khi tần số làm việc cực đại của quang
diode có thể lên vài chục MHz.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 18
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
2.2.2 IC HEF4013
2.2.2.1 Đặc tính
Vi mạch 4013 chứa 2 flip-flop D, nó là vi mạch đa năng, chúng có các chân
đặt trực tiếp (SD), xóa trực tiếp (CD), ngỏ vào xung clock (CP) và ngỏ ra
(O,O). Dữliệu được chấp nhận khi CP ở mức thấp và được chuyển đến ngõ
ra khi có cạnh dương của xung đồng hồ. Khi 2 chân CD và SD cùng ở mức
cao bất chấp dữ liệu vào và xung đồng hồ như thế nào, cả 2 ngõ ra O và O
điều ở mức cao.

2.2.2.2 Sơ đồ và chức năng của từng chân


Sơ đồ chân và hình dáng của IC HEF4013
HEF4013 có 14 chân trong đó:
 D : dữ liệu vào.
 CP : xung đồng hồ vào.
 SD : chân đặt.
 CD : chân xóa.
 O : ngỏ ra chính.
 Ō : ngỏ ra bổ sung.
Bảng chân trị
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 19
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
 H : cấp giá trị ở mức cao.
 L : cấp giá trị ở mức thấp.
 X: giá trị tùy định.
2.2.3 IC KA7805
2.2.3.1 Đặc tính
- Dòng cực đại có thể duy trì là 1A.
- Dòng đỉnh 2.2A.
- Công suất tiêu tán nếu không dùng tản nhiệt: 2W.
- Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W.
- Bảo vệ ngắn mạch.
- Bảo vệ quá tải nhiệt
Chính vì thế với những mạch không đòi hỏi tính ổn định của điện áp quá cao
người ta hay sử dụng chúng để thiết kế những mạch điện đơn giản.
2.2.3.2 Sơ đồ và chức năng của từng chân
Sơ đồ
chân của IC KA7805

- Chân 1: ngõ vào
- Chân 2: nối với cực âm
của nguồn
- Chân 3: ngõ ra. Ngõ ra
luôn ổn định ở 5V dù
điện áp từ nguồn cung
cấp
thay đổi. Do dó nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì
mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ vẫn giữ được điện áp ngõ ra 5V
không đổi.
2.2.4 Relay
Cấu tạo của relay điện từ gồm có: phần cố định, phần nắp chuyển động,
cuộn dây kích thích, lò xo, tiếp điểm cố định, tiếp điểm động.
Relay hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, khi có dòng điện chạy qua
cuộn dây sẽ sinh lực điện từ hút nắp về phía lõi, khi lực điện từ đủ lớn sẽ
thắng được lực hút của lò xo, do đó làm tiếp điểm động của Relay hoạt động
khi không có dòng điện qua Relay thì tiếp điểm động sẽ không hoạt
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 20
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
động.Từ đó người ta còn gọi Relay là công tắc điện từ. Nhờ vào đặc tính này
mà Relay mới ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật.
Các tiếp điểm và hình dáng của relay 5 chân
2.2.5 Transistor C1815
Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị
khuyếch đại hoặc một khóa điện tử. Transistor là khối đơn vị cơ bản xây
dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện
đại khác.
Mỗi transistor đều có ba cực:
1. Cực nền (base)
2. Cực thu (collector)

3. Cực phát (emitter)
Phân loại: NPN và PNP
C1815 là Transistor BJT loại NPN gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n,
trong đó miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí
hiệu n+ là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n,
gọi là miền thu(collecter). Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p,
gọi là miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba
cực emitter (E), base(B), collecter (C) của transistor.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 21
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân

Kí hiệu và hình dáng của transistor C1815

Ứng dụng: Đáp ứng nhanh và chính xác nên các transistor được sử dụng
trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuyếch đại, đóng cắt, điều chỉnh
điện áp,điều khiển tín hiệu, và tạo dao động Transistor cũng thường được
kết hợp thành mạch tích hợp (IC) trên một diện tích nhỏ.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 22
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
CHƯƠNG 2 : THI CÔNG MÔ HÌNH
1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
1.1 Mạch phát
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 23
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
1.2 Mạch thu
2 GIẢI THÍCH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
2.1 Nguyên lý hoạt động của mạch phát
Từ nguyên lý làm việc của IC BL9148 ta biết mỗi lần mạch phát ra 2
nhóm số liệu, mỗi nhóm số liệu của tín hiệu phát ra là 12 bit, trong đó có 3
bit mã người dùng (C1, C2, C3), 6 bit mã phím vào (D1 đến D6) và 3 bit mã

liên tục hay không liên tục (H, S1, S2). Khi ta nhấn bất kỳ một trong các
phím có thứ tự từ 7 đến 12 thì tại phím đó lên mức cao [1], các phím còn
lại vẫn ở mức thấp. Chẳng hạn như nhấn phím số 9 thì chân 6 (K3) lên
mức cao và lúc này mạch điện bàn phím nạp vào là 001000 hay mã số của
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 24
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
số liệu phát ra D1 ~ D6 là 001000 tương ứng như kết nối ở sơ đồ nguyên lý
các phím kết nối với T2 (ứng với S1) cũng lên mức cao, đây là các phím
không liên tục còn T1 và T3 (ứng với H và S2) vẫn ở mức thấp, vậy mã
phát sinh tín hiệu liên tục và không liên tục bây giờ là 010, hơn nữa như
sơ đồ kết nối T1 nối qua chân code qua diode D3. Do đó , tạo ra mã người
dùng C1, C2, C3 tương ứng là 110. Và 3 mã người dùng, mã liên tục, mã
không liên tục, và mã số liệu được kết hợp với nhau qua cổng OR đưa đến
mạch đồng bộ tín hiệu ra kết hợp với sóng mang đưa ra chân (15) TXout
đến bộ khuếch đại darlington dùng 2 transistor NPN và PNP qua diode
phát bức xạ ra môi trường. Như vậy nhóm lệnh phát tương ứng khi nhấn
phím 9 là: 1 1 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0
Dạng sóng mô tả
Khi IC BL9148 kết hợp với một bộ dao động biên ngoài (là mạch LC
hoặc thạch anh) dao động với tần số 455 KHz, thì tần số phát xạ ngỏ ra
của mạch là 38 KHz. Và chúng chỉ tạo ra dao động và phím ấn nhờ vậy
mà làm cho mạch tiêu hao công suất rất bé.
Lệnh phát do mã 12 bit tạo thành
Trong đó C1 C2 C3 là mã số người dùng được tạo ra nhờ 3 diode D1 D2
D3, được nối từ T1 T2 T3 với chân code. H S1 S2 là mã số phát xạ liên tục
tương ứng với các chân T1 T2 T3. Từ D1 đến D6 là mã số của số liệu phát
ra.
Như vậy ứng với các phím trên thì ta thấy từ SW1 đến SW5 là các phím phát
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 25