(Đồ án) đồ án kỹ thuật điện điện tử đề tài thiết kế máy xịt khuẩn tự động không tiếp xúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌCKHOA
SƯ PHẠM
CƠ KỸ
KHÍTHUẬT HƯNG N
Khoa Cơ Khí

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Đề tài: Thiết kế máy xịt khuẩn tự động không
Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn
tiếp xúcXuân Công

Họ và tên: Nguyễn Văn Thảo

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Xn Cơng

Msv: 11020303

Nhóm
hiện:
Lớp thực
:11020TN

Nguyễn Văn Thảo

Lớp:

11020TN

Mã sinh viên

11020303

Năm học 2022-2023

1

h


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN..................................................................................................................3
PHIẾU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN.................................................................................4
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................5
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................................................6
Chương I Tổng quan về máy xịt khuẩn tự động không tiếp xúc...........................................................7
1. Khái niệm.......................................................................................................................................7
1.1 Tầm quan trọng của máy xịt khuẩn tự động...........................................................................7
1.2 Vai trò của máy xịt khuẩn tự động..........................................................................................7
1.3 Đặc điểm của máy xịt khuẩn tự động....................................................................................7
2. Một số sản phẩm trên thị trường................................................................................................8
Chương II Tìm hiểu linh kiện và thiết kế chế tạo mạch..................................................................10
2.1 Sơ đồ khối của máy xịt khuẩn tự động....................................................................................10
2.2 Sơ đồ nguyên lý.........................................................................................................................10
2.3 Lựa chọn linh kiện......................................................................................................................14
2.3.1 Biến áp..................................................................................................................................14
2.3.2 Diode:..................................................................................................................................14
2.3.3

Tụ điện.............................................................................................................................16

2.3.4 IC 7812................................................................................................................................18

2.3.5LED………………………………………………………………………...20
2.3.6Điện trở…………………………………………………………………….22
2.3.7.LM358.................................................................................................................................25
2.3.8

Transistor (C1815) ...........................................................................................................27

2.3.10 Biến trở............................................................................................................................30
2.3.11 Relay..................................................................................................................................32
2.4.12 Động cơ bơm...................................................................................................................34
2.5

Chức năng của các khối......................................................................................................36

2.5.1 Khối Nguồn........................................................................................................................36
2.5.2 Khối thu-phát hồng ngoại................................................................................................38
2.5.3

Khối xử lý tín hiệu......................................................................................................39

2.5.4 Khối tạo trễ........................................................................................................................42
CHƯƠNG III:KẾT QUẢ..................................................................................................................43
3.1 Hình ảnh thực tế................................................................................................................45
3.2 Nhận xét ưu, nhược điểm của mạch...................................................................................45
Chương IV Đánh giá và kết luận..........................................................................................................47
2

h


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
.................................................................................................................................

PHIẾU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN
STT

Nội dung nhận xét

1

Năng lực chung ( Ý thức thực hiện và khả năng làm việc
nhóm) ..................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.....

Điểm ĐG
(tối đa 10)

3

h


2

Năng lực chun mơn( Kiến thức lí thuyết , Khả năng thự
hành) ...................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
.............................................................................................
...............................................................................

Điểm kết luận :..........................
Hưng Yên , ngày .... tháng .... năm 2022
NGƯỜI ĐÁNH GIÁ

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cơng cuộc
cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang phát triển mạnh mẽ . Trước tình
hình đó đã có khá nhiều yêu cầu cấp bách và cũng là những thách thức đặt ra
cho người tri thức. Để tiếp tục dẫn dắt sự phát triển của đất nước ngày càng giàu
mạnh thì phải đầu tư cho giáo dục, đào tạo thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng

nhu cầu ngày càng cao của xã hội . Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo ,
thì phải đưa các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường , trường
đại học như vậy thì trình độ con người mới cao đáp ứng được yêu cầu xã hội .
Để làm quen với công việc thiết kế , chế tạo chúng em đã được thầy cô trong
khoa Cơ khí giao cho đồ án mơn học “ Thiết kế và chế tạo máy xịt khuẩn tự
động không tiếp xúc áp dụng tại nhà”. Sau khi nhận được đề tài với sự hướng
dẫn của thầy Nguyễn Xuân Công cùng với sự nỗ lực của bản thân, sự tìm tịi
nghiên cứu tài liệu đến nay đồ án của chúng em về mặt cơ bản đã hồn thành.
Trong q trình thực hiện dù đã cố gắng nhưng do thời gian hạn chế cũng như
4

h


trình độ cịn thấp nên khơng thể tránh sai sót. Vậy em kính mong sự chỉ bảo giúp
đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn .
Chúng em xin cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Thảo

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài này chúng em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng
dẫn thầy Nguyễn Xuân Công người đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ giải đáp những
vướng mắc giúp chúng em có thể thực hiện tốt đồ án này .
Những kiến thức mà chúng em tích lũy được trong quá trình nghiên cứu đề
tài, phần lớn được thầy hướng dẫn chỉ bảo đều cực kì có ích , giúp chúng em
hiểu rõ hơn , năm chắc hơn một số vấn đề cơ bản , đồng thời cũng giúp chúng
em trên con đường học tập sau này cũng như trong tương lai.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các trang wed như
www.alldatasheet.com, www.dientutuonglai.comvà các tài liệu của các thầy cô

đã giúp chúng em thu nhập thêm hệ thống kiến thức để thực hiện đề tài.
Và cùng không quên cảm ơn các anh chị, các bạn đã tận tình giúp đỡ , góp ý
kiến để giúp đỡ chúng em thực hiện đề tài.

5

h


Chương I Tổng quan về máy xịt khuẩn tự động không tiếp xúc
1. Khái niệm
1.1 Tầm quan trọng của máy xịt khuẩn tự động
- Sự bùng phát của dịch bệnh COVID-19 đã khiến cho cả thế giới chao đảo.
Chính phủ các nước ln nỗ lực tìm mọi cách để ngăn chặn dịch lây lan. Đặc
điểm của loại virus này là có thể tồn tại trên các vật thể trong một thời gian nhất
định, và nếu không may chúng bám vào mắt, mũi, miệng thì sẽ xâm nhập vào cơ
thể và gây bệnh. Vì thế nhà nước ln tun truyền mọi người cần phải đeo
khẩu trang, rửa tay sát khuẩn bằng cồn hoặc dung dịch xà phịng, khơng đưa tay
lên mắt, mũi, miệng….Các biện pháp này đã trở thành vũ khí giúp cho cuộc
chiến chống Covid thêm thuận lợi hơn.
- Chính vì thế mà những chiếc máy rửa tay tự động, máy xịt dung dịch sát khuẩn
đã ra đời để bảo vệ sức khỏe cho mọi người, hạn chế sự lây lan của dịch bệnh.
- Máy xịt khuẩn tự động không tiếp xúc là một trong những sản phẩm thông
minh mùa dịch, nhằm đảm bảo an toàn cho cộng đồng, hạn chế sự lây lan của
6

h


dịch bệnh thì những chiếc máy xịt dung dịch sát khuẩn đóng vai trị vơ cùng

quan trọng.
1.2 Vai trị của máy xịt khuẩn tự động
- Tại những khu vực đông người qua lại thì những chiếc máy rửa tay tự động
này càng phát huy được vai trị của nó bởi:
+ Có thể xịt dung dịch sát khuẩn một cách tự động, chỉ cần bạn đưa tay vào là
máy sẽ xịt ra một lượng dung dịch vừa đủ, không gây lãng phí.
+ Dễ dàng sử dụng, hồn tồn tự động, khơng cần chạm tay nên thuận tiện trong
việc rửa tay cũng như giảm nguy cơ lây nhiễm chéo thông qua thiết bị .
+ Thời gian để xịt dung dịch sát khuẩn vơ cùng nhanh chóng, khơng làm mất
nhiều thời gian của mọi người.
+ Máy rửa tay tự động có thể đặt ở bất kỳ chỗ nào đông người qua lại mà khơng
cần nhân viên đứng đó.
1.3 Đặc điểm của máy xịt khuẩn tự động
a, Sử dụng cảm biến tiệm cận hồng ngoại
- Máy rửa tay tự động sử dụng công nghệ cảm biến tiệm cận hồng ngoại, có thể
tự động nhận diện khi tay người đưa vào và chúng sẽ phun ra dung dịch sát
khuẩn vừa đủ
- So với các loại rửa tay truyền thống là cần phải dùng tay bấm thì dung dịch
mới chảy ra, thì máy sát khuẩn tự động này tiện lợi và an toàn hơn, ngăn chặn sự
tiếp xúc và lây lan của virus.
b, Thiết kế phù hợp với nhu cầu sử dụng
Máy rửa tay tự động được thiết kế để phù hợp với nhu cầu sử dụng của từng
khu vực, có thể để bàn, treo tường hay gắn vào các cột di động
c, Máy rửa tay có dung tích đa dạng
Máy sát khuẩn tự động có dung tích đa dạng để phù hợp với lưu lượng người
qua lại. Tại những vị trí có nhiều người như trung tâm thương mại, khu cơng
nghiệp… thì sử dụng loại có dung tích lớn, để khơng cần phải thêm dung dịch
nhiều lần, giúp tiết kiệm thời gian và đem lại hiệu quả cao
d, Vị trí đặt máy rửa tay tự động
7

h


Máy rửa tay tự động có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào đơng người qua lại như:
thang máy, trường học, bệnh viện, khách sạn, trung tâm thương mại, khu công
nghiệp…
Chỉ cần một vài chiếc máy sát khuẩn cảm ứng tự động là có thể đảm bảo an
tồn được cho rất nhiều người.
2. Một số sản phẩm trên thị trường

Hình 1.1 Máy xịt khuẩn tự động Miken MKXC-5000.

Hình 1.2 Máy đo thân nhiệt tự động phun dung dịch sát trùng K9 Pro PLUS.

8

h


Hình 1.3 Máy rủa tay xịt khuẩn K10 PRO.

Chương II Tìm hiểu linh kiện và thiết kế chế tạo mạch
2.1 Sơ đồ khối của máy xịt khuẩn tự động

9

h

Hình 2.1 Sơ đồ khối của máy xịt khuẩn tự động
2.2 Sơ đồ nguyên lý

Nguyên lý hoạt động của mạch :
1. Điện áp xoay chiều 220V đưa qua máy biến áp cho đầu ra 15V xoay
chiều → Được chỉnh lưu qua cầu diode⇒ Cho ra điện áp 15V DC
10

h


Điện áp DC được san phẳng bằng tụ C3 và lọc nhiễu cao tần bằng tụ C4→ IC 7812
dùng để ổn định điện áp 12VDC.
2. IR led và IR Photodiode được kết nối song song với nhau sẽ đóng vai trò là bộ phát
và bộ thu Photodiode được kết nối theo dạng phân cực ngược
Led phát hồng ngoại luôn luôn phát ra sóng ánh sáng có bước sóng hồng ngoại
mắt người khơng thể nhìn thấy ánh sáng này, vì vậy cần sử dụng led thu hồng ngoại,
led thu hồng ngoại bình thường nó có nội trở rất lớn ( vài trăm KΩ ), khi led thu được
tia hồng ngoại chiếu vào đủ lớn thì nội trở của nó giảm xuống (cỡ vài chục Ω).
Khi gặp vật cản, những chùm tia hồng ngoại gặp vật cản và phản xạ lại led thu
làm led thu thay đổi giá trị điện trở. Ở đây chúng ta thấy cầu chia áp ở điện
Biến trở dùng như 1 cầu chia áp dùng để lấy điện áp mẫu cấp vào IC so sánh LM358
Khi đó, điện áp đầu vào chân 3 (in +) được so sánh với giá trị điện áp mẫu
Nếu điện áp chân 3 (in +) lớn hơn điện áp chân 2 (in -) thì IC so sánh xuất mức 1
( bằngVCC) . Ngược lại nếu điện áp chân 3 (in +) nhỏ hơn điện áp chân 2 (in +) thì IC
xuất mức 0 ( bằng GND)
3. Tín hiệu xuất ra ở mức 1→ Cần dùng Transistor nghịch (C1815) để đóng cắt Relay
Khi chưa có vật cản xuất hiện, Relay ở trạng thái ngắt→ Tụ điện luôn trong
trạng thái được nạp điện (Tụ điện được hạn dòng nạp bởi 1 điện trở 220Ω)
Khi vật cản xuất hiện, Relay đóng → Tụ điện xả điện→ Cấp điện kích cho

Transistor 2 đóng→ Đóng Relay bao gồm NO,NC
Để điều chỉnh thời gian xả tụ, dùng biến trở (20K) để tinh chỉnh dịng xả
Ở 2 Relay có mắc thêm Diode giúp bảo vệ Transistor khỏi điện áp tăng vọt khi đóng
cắt Relay đột ngột.

11

h


Bảng thống kê linh kiện sử dụng
Tên linh kiện
Biến áp
IC ổn áp
Cầu diode
Tụ
Tụ gốm
leg
Đèn thu phá t tín
hiệu hồ ng ngoạ i
Điện trở
Biến trở vi chỉnh
Ic khuếch đạ i
thuậ t toá n
Rơ le
diot
transistor
Biến trở vi chỉnh

Loại

3A
LM7812
KBP310
1000 μ
470 μ
104
Màu xanh

Số lượng
1
1
1
2
1
2
3
1

220
2k
1k3
5k 3296w-502
LM35821XBLDZ
5 chân YLE
YL303H-12VDC
1N4007
C1815
5k 3296w-502

2

1
2
1
1
2
1
2
1

2.3 Lựa chọn linh kiện
2.3.1 Biến áp

Hình 2.4

Hình 2.3

12

h


Thông số kỹ thuật:
          Đầu vào: AC110-220V
          Đầu ra  : 6V 9V 12V 15V 18V 24V
          Dòng điện định mức: 3A
         Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ
cấp (đưa điện áp vào) và một hay nhiều cuộn thứ cấp (lấy điện áp ra sử dụng) cùng
quấn trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi feri. Cung cấp nhiều mức điện áp ra: 6V
9V 12V 15V 18V 24V

Hình 2.5
         Cơng suất của biến áp phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số
của dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt động ở tần số càng cao thì cho công suất càng
lớn.
Biến áp là một thiết bị điện từ, nó rất thơng dụng trong các mạch điện, máy biến
áp thường có 2 cơng dụng:
            - Biến đổi mức áp bên cuộn sơ cấp ra mức áp bên cuộn thứ cấp cho phụ hợp
với tải.
            - Tạo cách ly giữa các linh kiện hàn trên bo mạch và đường nguồn AC, giúp
bạn không bị giật khi chạm tay vào bo mạch
2.3.2 Diode:

13

h


Hình 2.6
Diode bán dẫn hay Diode là một loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dịng điện
đi qua nó theo một chiều mà khơng theo chiều ngược lại.
Có nhiều loại Diode bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường, Diode Zener,
LED. Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với
một khối bán dẫn loại N và được nối với 2 chân ra là anode và cathode phân cực
ngược cho Diode.
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+)  vào Katôt (bán dẫn N),
nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược,  miền cách
điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp,  Diode có thể chiu
được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng.
Diode bán dẫn, loại sử dụng phổ biến nhất hiện nay, là các mẫu vật liệu bán dẫn
kết tinh với cấu trúc p-n được nối với hai chân ra là anode và cathode.

Ứng dụng:
Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch
chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch gim áp phân
cực cho transistor hoạt động . trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành
Diode cầu
a) Cầu diode

14

h


Hình 2.7
Thơng số kỹ thuật:
+ Điện áp chịu đựng tối đa: 1000v
+ Dòng điện chịu đựng tối đa: 3A
+ Kiểu DIP 4 (4 chân thẳng hàng)
+ Nhiệt độ hoạt động: -55 - 150 độ C
Mô tả các chân: 
 - 2 Chân giữa là 2 chân cấp nguồn AC đầu vào cần chỉnh lưu.
 - Chân (+) là chân ra DC +
 - Chân (-) là chân ra DCCầu diode là một giải pháp mạch được thiết kế để chỉnh lưu dòng điện xoay
chiều. Một tên khác là một bộ chỉnh lưu nửa sóng. Nó được xây dựng từ các điốt chỉnh
lưu bán dẫn hoặc sự đa dạng của chúng - điốt Schottky.
Nguyên lý hoạt động
Một tín hiệu hình sin xen kẽ được đưa đến đầu vào của cầu diode (trong sơ đồ
nối dây, đầu vào cầu diode được chỉ định là AC hoặc ~).
Mỗi nửa sóng của điện áp hình sin được truyền qua một cặp van nằm chéo trên
mạch.

15

h


Hình 2.8
Tín hiệu này được gọi là điện áp gợn chỉnh lưu. Để làm mịn nó, một bộ lọc với tụ
điện được thêm vào mạch.
2.3.3 Tụ điện

Hình 2.9

Hình 2.10

Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được
ngăn cách bởi điện mơi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ
xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện
trường của tụ điện. Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều,
sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong
mạch điện xoay chiều.
Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui. Mặc dù cách hoạt
động của chúng thì hồn tồn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng
16

h


lượng điện. Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở
cực này và chuyển electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó khơng

thể tạo ra electron - nó chỉ lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh.
Đây là một ưu thế của nó so với ắc qui.
Điện dung là đại lượng vật lý nói lên khả năng tích điện giữa hai bản cực của tụ
điện. Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện
mơi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thứ
C=ε.ε0.S/d
Trong đó,


C: là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara [F]



ε: Là hằng số điện môi của lớp cách điện;



ε0: Là hằng số điện thẩm;



d: là chiều dày của lớp cách điện;



S: là diện tích bản cực của tụ điện.

Đơn vị của đại lượng điện dung là Fara [F]. Trong thực tế đơn vị Fara là trị số rất
lớn, do đó thường dùng các đơn vị đo nhỏ hơn như micro Fara (1µF=10−6F), nano Fara
(1nF=10−9F), picoFara (1pF=10−12F).

Thơng thường một số loại tụ có biến đổi điện dung theo thời gian là giảm. Các
tụ hóa có mức độ giảm lớn nhất, và thường gọi là "già cỗi". Nó dẫn đến sai lệch hoạt
động của mạch điện tử.
Điện dung còn được thể hiện bằng hai bề mặt được tích điện và có phương trình
sau:
C=Q/V
Trong đó,


C: có đơn vị là farad, nó tượng trương cho điện dung



Q: có đơn vị là coulomb, là độ lớn điện tích được tích tụ ở hai bề mặt



V: có đơn vị là voltage, là voltage được áp dụng vô hai bề mặt

2.3.4 IC 7812
17

h


Hình 2.11

-IC 7812 (LM7812) được biết đến là một trong những dịng IC ổn áp có
tác dụng dùng để ổn định điện áp 12V đầu ra, với đầu vào cực đại
(Max) là 36V, cực tiểu (Min) là 15V.

-Với IC 7812 hiện nay được tích hợp các chức năng bảo vệ ngắn mạch,
bảo vệ quá nhiệt và giữ các linh kiện transistor công suất trong mạch
làm việc  ở ngưỡng an toàn để tránh trường hợp mạch có vấn đề nhưng
khơng thể phá hủy IC.
-IC 7812 chủ yếu làm nhiệm vụ điều chỉnh điện áp cố định.
Điện áp đầu ra: +12V DC, IC 7812 được tích hợp chức năng bảo vệ
khỏi dịng điện cao. Nó có một bộ tản nhiệt với điểm chung được kết
nối với nó. Tản nhiệt giúp ic ổn áp của chúng ta khơng bị q nhiệt và
đoản mạch.
Dịng ra: lên đến 1.5A, ic ổn áp 7812 không yêu cầu bất kỳ thành phần
nào để cân bằng hoặc bão hòa điện áp đầu ra của chúng.
-Thông số kỹ thuật:
Datasheet
7812
Chân
3
Điện áp ngõ ra
12V
Điện áp ngõ vào
15-36V DC
Dòng ngõ ra
3A
Nhiệt độ hoạt động
0- 125o C
Công suất cực đại
36W
-Các ứng dụng của IC LM7812
IC LM7812 thường được sử dụng trong các mạch như:
 Mạch nguồn 12V
 Bộ sạc Pin

 Bộ điều khiển động cơ
18

h


 Nguồn

cấp năng lượng mặt trời
 Một số ứng dụng liên quan tới vi điều khiển
Để IC và mạch có hiệu suất ổn định và lâu dài thì tuyệt đối khơng nên
sử dụng và vận hành mạch q dịng 1,5A. Sử dụng cho IC bộ tỏa nhiệt
phù hợp, luôn phải kiểm tra sơ đồ chân trước khi sử dụng và tuyệt đối
không hoạt động ở nhiệt độ dưới 0 độ C và lớn hơn 125 độ C.

2.3.5 LED thu phát hồng ngoại
a.LED phát hồng ngoại.(IR LED)

Hình 2.12
Thơng số kỹ thuật
Điện áp: 1.2 -1.6.( Dùng nguồn 12v nối tiếp với trở 220, 330 )
Dịng: 10 - 20mA.
Bước Sóng: 940nm
LED phát hồng ngoại về bản chất cũng giống một diode phát quang thơng
thường. Tuy nhiên chúng có sự khác biệt đó là bước sóng nó phát ra khơng nằm trong
vùng ánh sáng nhìn thấy. Chính vì lý do đó mà mắt thường khó có thể quan sát được
LED phát hồng ngoại phát ra ánh sáng nào. Dựa vào tính chất nằm ngồi dải ánh sáng
nhìn thấy nên chúng ít bị nhiễu bởi ánh sáng thông thường. Điều đặc biệt là chúng

19

h


không phát ra ánh sáng lên được ứng dụng rất nhiều trong các máy móc cần hoạt động
vào ban đêm.
Nguyên lý hoạt động: Giống như tất cả các loại đèn LED đang có trên thị
trường, nguyên lý LED thu phát hồng ngoại sử dụng điốt và nhiều chất bán dẫn đơn
giản. Điốt ln có thiết kế sao cho dịng điện chỉ có thể chạy theo một hướng. Khi các
dịng điện chạy, electron rơi từ một phần của diode vào lỗ trên một phần khác. Để rơi
vào các lỗ này, các electron phải làm năng lượng dưới dạng photon tạo ra ánh sáng.
Bước sóng và màu sắc của ánh sáng được tạo ra phụ thuộc vào vật liệu được sử
dụng trong diode.Đèn LED hồng ngoại khác nhau có thể tạo ra ánh sáng hồng ngoại
của các bước sóng khác nhau, giống như các đèn LED khác nhau tạo ra ánh sáng có
màu sắc khác nhau
Ứng dụng : Sản phẩm này được ứng dụng khá nhiều trong các camera hồng
ngoại, các điều khiển từ xa của những thiết bị điện tử dân dụng , các cảm biến phát
hiện sản phẩm trong dây chuyền sản xuất, các cảm biến dị đường của những
robot….nhìn tổng quan lại thì các sản phẩm đèn LED này được sử dụng nhiều để phát
ra các loại tia hồng ngoại trong các cảm biến.

Hình 2.13

Hình 2.14

b)LED thu hồng ngoại (IR photodiode)
20

h

Thơng số kỹ thuật
Điện áp: 1.2 - 3.7V.
Dịng điện: 10 - 20mA.
Bước sóng: 940nm.
Chú ý: LED thu hồng ngoại nối ngược chân so với với LED thường
Nó là một loại diode đặc biệt, nó tạo ra dịng điện khi tiếp xúc với ánh sáng,
nó được kết nối phân cực ngược để phát hiện tia IR . Trong trường hợp khơng có bức
xạ IR, khi ánh sáng khơng chiếu vào nó, nó có điện trở rất cao và một lượng nhỏ dịng
điện chạy qua nó được gọi là dòng điện tối. Nhưng khi các tia IR chiếu vào nó thì
nhiều hạt mang điện được tạo ra hơn và điện trở của nó giảm đi và một dịng điện bắt
đầu chạy, tỷ lệ với cường độ bức xạ rơi vào diode quang. Trong cảm biến tiệm cận, cơ
chế này được sử dụng bởi điốt quang để tạo ra tín hiệu điện.
LED Thu Hồng Ngoại (Photo diode) là sản phẩm LED có khả năng phát hiện
ánh sáng hồng ngoại thường được sử dụng trong các mạch điện tự động như cảm
biến phát hiện lửa, cảm biến ánh sáng, cảm biến dò đường, cảm biến vật cản...vv

2.3.6 Điện trở

- Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch kí hiệu là R, dùng để cản
trở dòng điện và phân chia điện áp trong mạch điện
U

- Cơng thức tính: R= I . 

Trong đó :
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
- Điện trở được chia thành 6 loại chính bao gồm:








Điện trở cacbon
Điện trở màng hay điện trở gốm kim loại
Điện trở dây quấn
Điện trở film
Điện trở bề mặt
Điện trở băng

- Ký hiệu điện trở:
21

h


- Hình ảnh thực tế:

Hình 2.15 Hình ảnh thực tế của điện trở.
- Mã màu điện trở:
Điện trở của điện trở và dung sai của nó được đánh dấu trên điện trở với
các dải mã màu biểu thị giá trị điện trở. Mã hóa màu điện trở sử dụng các dải
màu để dễ dàng xác định giá trị điện trở của điện trở và dung sai phần trăm của
nó. Các mã màu được xem như là ký hiệu điện trở.
- Có 3 loại mã màu:





4 dải: chữ số, chữ số, số nhân, dung sai.
5 dải: chữ số, chữ số, chữ số, số nhân, dung sai.
6 dải: chữ số, chữ số, chữ số, số nhân, dung sai, hệ số nhiệt độ.

- Tính màu điện trở:
Ví dụ:

22

h


23

h


Hình 2.16 :Bảng màu điện trở

24

h


2.3.7.LM358

Hình 2.18

Hình 2.17

LM358 là một IC 8 chân opamp có nhiều gói khác nhau. Một trong những gói
được sử dụng nhiều nhất là gói nhúng 8 chân. IC này gồm hai opamp riêng biệt trong
một gói duy nhất. Cả hai opamp bên trong đều có độ lợi cao và có thể sử dụng nguồn
điện đơn hoặc kép. Một trong những tính năng chính của vi mạch này là mức tiêu thụ
dòng điện thấp, lý tưởng để sử dụng với các mạch hoặc thiết bị hoạt động bằng pin. Nó
có thể hoạt động với nhiều nguồn điện từ 3V đến 32V DC do đó có thể sử dụng với
các thiết bị logic điện áp thấp và vi điều khiển.
Thông số kỹ thuật
Cả hai opamp bên trong đều có thể được vận hành từ một nguồn điện duy nhất.
Dễ dàng vận hành với nguồn điện rộng từ 3V đến 30V.
Nó cũng có thể hoạt động với nguồn điện kép, từ ± 1,5V đến ± 15V.
Dòng hoạt động rất thấp chỉ khoảng 500 μA.
Băng thơng 1MHz đủ rộng cho loại vi mạch này.
Nó có thể dễ dàng sử dụng với các bộ vi điều khiển và thiết bị logic.
Nhờ cấu trúc sơ đồ chân theo tiêu chuẩn, nên nó có thể dễ dàng được thay thế
bằng các opamp khác.
Bảo vệ ngắn mạch bên trong.

25

h