Báo cáo khoa học kĩ thuật dành cho học sinh, lĩnh vực kĩ thuật, dự án thiết bị chống trộm thông minh

PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG THCS

----------˜«˜---------

ĐỀ TÀI THAM GIA CUỘC THI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC KĨ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC NĂM 2020 –
2021

Tên dự án dự thi
THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM THÔNG MINH
Lĩnh vực dự thi: Vật lý và thiên văn

[1]


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN.................................................1
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................... 2
TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN....................................................................2
I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN.................................................3
1. Tính cấp thiết của vấn đề........................................................................3
2. Mục đích dự án........................................................................................ 4
3. Ý nghĩa của dự án................................................................................... 5
II. NỘI DUNG DỰ ÁN.................................................................................. 5
1. Tính mới, sáng tạo................................................................................... 5
2. Cơ sở khoa học........................................................................................ 6
2.1. Tính hiệu quả của tín hiệu cảnh báo qua thị giác và thính giác....6
2.2. Cảm biến chuyển động thân nhiệt con người..................................6
3. Cơ sở thực tiễn......................................................................................... 6

III. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.............................................................7
1. Transistor................................................................................................. 7
1.1. Cấu tạo............................................................................................... 7
1.2. Nguyên tắc hoạt động của Transistor..............................................7
2. Điện trở.................................................................................................... 8
3. Mắt thu hồng ngoại TSL.250..................................................................9
3.1. Cấu tạo mắt thu hồng ngoại TSL.250............................................10
3.2. Nguyên lí hoạt động của mắt thu hồng ngoại TSL.250.................10
[2]


4. Relay....................................................................................................... 10
4.1. Cấu tạo............................................................................................. 10
4.2. Nguyên lí hoạt động:.......................................................................10
5. Cơng tắc nam châm............................................................................... 11
5.1. Cấu tạo............................................................................................. 11
5.2. Ngun lí hoạt động......................................................................... 11
6. Nam châm vĩnh cửu..............................................................................11
7. Biến trở.................................................................................................. 11
7.1. Cấu tạo............................................................................................ 11
7.2. Nguyên lí hoạt động......................................................................... 11
8. Thấu kính Fresnel................................................................................. 12
8.1. Cấu tạo............................................................................................. 12
8.2. Nguyên lí hoạt động......................................................................... 12
9. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống........................................12
9.1. Hệ thống sơ đồ mạch kết nối mắt thu hồng ngoại với linh kiện
điện tử và còi hú để báo trộm đột nhập vào nhà, cơ quan,….............12
9.2. Phân tích hệ thống...........................................................................13
9.3. Nguyên lí hoạt động của hệ thống..................................................13
10. Hệ thống mạch kết nối mắt thu hồng ngoại với linh kiện điện tử với

bóng đèn điện(đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn led…) và quạt điện,
dùng để đóng, ngắt bóng đèn điện...........................................................14
10.1. Phân tích hệ thống.........................................................................14
10.2. Nguyên lí hoạt động của hệ thống................................................15
[3]


IV. QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....17
1. Giai đoạn 1: Hình thành ý tưởng.........................................................17
2. Giai đoạn 2: Nghiên cứu tổng quan, tìm kiếm thiết bị.......................17
3. Giai đoạn 3: Lập trình thử nghiệm và hồn thiện mơ hình...............18
4. Giai đoạn 4: Thử nghiệm......................................................................18
5. Giai đoạn 5: Viết báo cáo kết quả nghiên cứu....................................19
V. KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN.................................................19
1. Kết luận.................................................................................................. 19
2. Đánh giá thiết bị.................................................................................... 20
2.1. Ưu điểm............................................................................................ 20
2.2. Nhươc điểm...................................................................................... 20
3. Hướng phát triển................................................................................... 21
VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................21
PHỤ LỤC 22

[4]


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Phòng GD&ĐT huyện Cát Tiên đã tạo điều kiện thuận lợi để em tham
gia cuộc thi này.
Trong suốt thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu, chúng em đã nhận

được sự quan tâm, hỗ trợ rất nhiều từ các quý thầy cơ, bạn bè thân thương.
Với tình cảm chân thành và trân trọng, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới
lãnh đạo trường THCS Phước Cát 2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em
trong śt q trình học tập và nghiên cứu làm bài luận.
Đặc biệt, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Trương
Ngọc Thịnh – Giáo viên trường THCS Phước Cát 2 đã cùng với tri thức và
tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu để giúp em hồn
thành tớt đề tài nghiên cứu này.
LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu độc lập của chúng em,
các số liệu và kết quả là trung thực, khách quan và chưa được công bố trong
bất kì một cơng trình nghiên cứu nào khác.
TĨM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN
1. Lý do chọn đề tài
Trong thời gian qua, tình hình trộm cắp tài sản đang diễn biến khá phức
tạp trên địa bàn xã Phước Cát 2 nói riêng và Huyện Cát Tiên nói chung cịn
xảy ra nhiều. Gây bức xúc trong dư luận quần chúng nhân dân. Thủ đoạn của
bọn chúng thường là tìm những gia đình có điều kiện kinh tế. Lợi dụng ban
[5]


đêm, đặc biệt vào mùa hè, thời tiết nóng bức, các gia đình khi đi ngủ thường
khơng đóng cữa chính. Các đối tượng đã đột nhập vào nhà trộm cắp tài sản.
Trước tình hình trên, để tránh hiện tượng trộm cắp tài sản và để phòng
ngừa, đấu tranh tội phạm và để nâng cao hiệu quả cơng tác phịng, chớng tội
phạm ở địa bàn nông thôn, đặc biệt là trên địa bàn xã Phước Cát 2, nhóm
chúng em đã nghiên cứu và đưa ra một giải pháp đó là: “THIẾT BỊ CHỐNG
TRỘM THÔNG MINH”.
2. Câu hỏi hay vấn đề nghiên cứu
- Làm sao để cảnh báo sớm nguy hiểm hiệu quả nhất?

- Có thể ứng dụng linh kiện điện tử chế tạo sản phẩm điện tử thông
minh với giá thành rẻ được khơng?
- Hệ thống được chế tạo có thể tiết kiệm được điện năng hay khơng?
- Sản phẩm có thể ứng dụng vào đời sống hằng ngày được không?
3. Lợi ích đề tài
Sản phẩm thiết kế đơn giản, vận hành trong thời gian dài, tiến hành
kiểm tra theo yêu cầu đạt ra từ các hệ thống, thấy sản phẩm vận hành tớt, ít
hao phí điện năng, ưu điểm của sản phẩm sử dụng với nhiều nguồn
điện(220V, pin 9v, adapter, nguồn chuyển đổi 9 - 12V). Ngồi ra, giúp tới ưu
hóa các nguồn năng lượng tiêu thụ hàng ngày.
4. Tiến trình nghiên cứu
- Thu thập thơng tin.
- Phân cơng cơng việc trong nhóm.
- Chuẩn bị sắm linh kiện, dụng cụ chế tạo
- Xây dựng hệ thống và thực nghiệm.
- Viết báo cáo.
5. Kết quả
[6]


Đã xây dựng thành công hệ thống, giải quyết được các vấn đề đặt ra,
kết quả thực nghiệm tốt, phù hợp với mơi trường.
Nhóm tác giả
BÁO CÁO TĨM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN
“THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM THÔNG MINH ”
I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN
1. Tính cấp thiết của vấn đề
Trong thời gian hiện nay, cùng với sự nâng cao đời sớng văn hóa- xã
hội là sự phát triển của các tệ nạn, sự gia tăng của các loại tội phạm, trong đó
có tội trộm cắp tài sản ngày càng tăng, diễn ra dưới nhiều phương thức và thủ

đoạn đa dạng, phong phú đã gây khó khăn khơng nhỏ cho trật tự an tồn của
tồn xã hội. Người thực hiện hành vi trộm cắp tài sản không những làm mất
đi bản tính của con người mà cịn thực hiện nhiều hành vi trái đạo đức xã hội,
không những xâm phạm đến quyền lợi của nhà nước mà cịn xâm phạm đến
quyền lợi của các cơng dân khác.
Huyện Cát Tiên là một huyện kinh tế mới thuộc vùng sâu, vùng xa của
tỉnh Lâm Đồng có mạng lưới giao thông trên địa bàn hiện được phân bố
tương đối hợp lý, từ hệ thống đường tỉnh lộ, đường huyện, đường đô thị,... tạo
được sự liên kết; đồng thời nối với mạng giao thông các huyện và các tỉnh lân
cận. Hàng loạt các tuyến đường, cơng trình huyết mạch quan trọng đã được
huyện chú trọng kiến nghị các cấp quan tâm đầu tư, nâng cấp, cải tạo và mở
mới. Các tuyến đường cơ bản nối từ trung tâm xã đến huyện, các cơng trình
cầu đường, các tuyến đường nới với các xã, thơn vùng sâu, vùng xa khó
khăn... đã góp phần kết nối về giao thông trên địa bàn, kinh tế - xã hội.
Huyện Cát Tiên cịn là một vùng nơng thôn đang phát triển, do ảnh
hưởng điều kiện sống, cuộc sớng khó khăn, bận rộn mưu sinh làm cho người
[7]


dân trở nên thờ ơ với việc đề phòng và cảnh giác. Chính vì vậy trong những
năm gần đây, trên địa bàn huyện gia tăng các vụ trộm cắp tài sản. Cũng từ đó,
đã tạo kiều kiện cho các nhóm đới tượng lợi dụng, đã x́t hiện những nhóm
tội phạm có tính chất chun nghiệp, có sự phân cơng chặt chẽ giữa các đối
tượng tham gia từ khâu thực hiện tội phạm đến tiêu thụ sản phẩm.
Vậy, làm sao để ta có thể ngăn chặn các vụ trộm cắp tài sản xảy ra,
cũng như giảm thiểu tới đa tình trạng này?
Với suy nghĩ “phịng hơn chống”, nhóm chúng em mong ḿn tìm ra
giải pháp để giải quyết cũng như giảm thiểu tình trạng này. Vì vậy chúng em
nảy ra ý tưởng, nghiên cứu và tạo ra một hệ thống nhằm giúp “Báo động
sớm” để chớng trộm nếu có sự cớ xảy ra.

2. Mục đích dự án
Thiết bị sẽ xác định những người đang ở trong vùng kiểm soát, kiểm tra
các khu vực và thực hiện những biện pháp cảnh báo hiệu quả (dùng ánh sáng
chớp, cịi hú cơng śt lớn). Thiết bị cũng được trang bị chức năng tự động
tắt, tăng sự tiện ích và hiệu quả hơn. Sử dụng nguồn điện năng giúp thiết bị
hoạt động cả ngày lẫn đêm và có thể lắp đặt ở nhiều vị trí trong khu vực nhà.
Kết quả nghiên cứu trả lời được câu hỏi:
• Hệ thớng được dùng để làm gì?
• Cách thức hoạt động của hệ thớng?
• Ưu điểm và hạn chế của hệ thớng ở thời điểm hiện tại?
• Hướng phát triển và cải tiến hệ thống trong tương lai?

3. Ý nghĩa của dự án
Hệ thớng có thể giúp ngăn chặn và phòng ngừa, giảm thiểu nguy cơ xảy
ra các vụ trộm cắp. Với khả năng hoạt động cảm biến hồng ngoại, phát ra âm
thanh báo động và bật đèn sáng để phát hiện kẻ trộm từ xa.
[8]


II. NỘI DUNG DỰ ÁN
1. Tính mới, sáng tạo
Hệ thớng báo động sớm bằng thiết bị điện tử thông minh, sử dụng hệ
thống điện năng giúp thiết bị hoạt động 24/24 giờ. Vận hành ổn định, mang
tính tiết kiệm. Ngồi ra, nguyên lý hoạt động cảu các thiết bị rất dễ hình dung,
giúp cho việc cài đặt và sử dụng dễ dàng.
Hệ thớng được đặt mọi vị trí trong nhà dùng cảm biến hồng ngoại, âm
thanh tần số cao và ánh sáng nên giúp cảnh báo sớm và bảo quản tốt hơn các
đồ dùng trong nhà.
2. Cơ sở khoa học
2.1. Tính hiệu quả của tín hiệu cảnh báo qua thị giác và thính giác

Thị giác: là giác quan quan trọng nhất, bởi cần đến 1/4 các nơron thần
kinh não bộ để tiếp nhận và xử lý các thơng tin hình ảnh.
Thính giác: là một giác quan vơ cùng quan trọng, trong một sớ trường
hợp nó cịn có thể giúp con người tránh được rủi ro, vượt qua cả thị giác.
Từ xưa, để cảnh báo con người đã biết vận dụng các phương pháp tác
động đến thị giác và thính giác. Những tác động từ ánh sáng làm thu hút sự
chú ý của con người cũng như các sinh vật sống. Vì lẽ đó, ánh sáng cảnh báo
thường là màu đỏ, màu trắng, nếu nhấp nháy sẽ làm tăng sự chú ý, làm mắt
người bị kích thích, đẩy sự chú ý về phía nguồn sáng. Để tăng thêm sự chú ý,
sự kết hợp ánh sáng với âm thanh có thể vừa kích thích thị giác, vừa kích
thích thính giác.
2.2. Cảm biến chuyển động thân nhiệt con người
Thân nhiệt là nhiệt độ của cơ thể của sinh vật. Khi thân nhiệt tỏa ra, các
tia hồng ngoại sẽ phát tán ra môi trường xung quanh sinh vật và có thể quan
[9]


sát được bằng các thiết bị phù hợp. Con người có thân nhiệt là ~36,75°C. Với
nguyên lý trên, ta có thể phân biệt sự khác nhau, xác định chính xác các loại
vật như heo, gà, dê,... và người.
3. Cơ sở thực tiễn
Hệ thống mạng lưới giao thông trên địa bàn huyện dày đặc, hiện được
phân bố tương đối hợp lý, từ hệ thống đường tỉnh lộ, đường huyện, đường đô
thị,... tạo được sự liên kết; đồng thời nối với mạng lưới giao thông các huyện
và các tỉnh lân cận. Hàng loạt các tuyến đường, cơng trình huyết mạch quan
trọng đã được huyện chú trọng quan tâm đầu tư, nâng cấp, cải tạo và mở mới.
Từ thực tiễn đó, dẫn đến nhiều tiềm ẩn nguy hiểm, các tệ nạn xã hội diễn ra,
tình trạng trộm cắp thường xuyên xảy ra.
III. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1. Transistor

1.1. Cấu tạo
Transistor gồm 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 (khơng có nghĩa ta dùng 2
diode sẽ ghép thành 1 transistor).
Hình 1
E
C

pp
N

P

C

C

N

E
P

B

N

P

B

Transistor ngược

Transistor thuận
[10]


* Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực, lớp giữa gọi là cực gốc ký
hiệu là B (Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.
* Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter) viết
tắt là E, và cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C
có cùng loại bán dẫn (loại N hay P) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất
khác nhau nên khơng hốn vị cho nhau được.
1.2. Nguyên tắc hoạt động của Transistor
Xét hoạt động của Transistor

Hình 2

Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào
hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C
và (-) nguồn vào cực E.
Cấp nguồn một chiều UBE đi qua cơng
tắc và trở hạn dịng vào hai cực B và E, trong
đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.
Khi công tắc mở ta thấy rằng, mặc dù
hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn
khơng có dịng điện chạy qua mới C E ( lúc
này dịng IC= 0 ).
Khi cơng tắc đóng, mới P-N được phân cực thuận do đó có một dịng

điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dịng => qua mới BE
về cực (-) tạo thành dòng IB.
Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dịng IC chạy qua mới
CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dịng IB.
Như vậy, rõ ràng dịng IC hồn tồn phụ thuộc vào dịng IB và phụ
thuộc theo một cơng thức: IC = β.IB.
Trong đó: IC là dịng chạy qua mới CE.
IB là dịng chạy qua mới BE.
β là hệ sớ khuyếch đại của Transistor.
Giải thích: Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể
vượt qua mới tiếp giáp P-N để tạo thành dịng điện, khi xuất hiện dòng
IBE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số
điện tử tự do từ lớp bán dẫn N (cực E) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P
(cực B) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong sớ các điện
tử đó thế vào lỡ trớng tạo thành dịng IB cịn phần lớn sớ điện tử bị hút về
[11]


phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua
Transistor.
Xét hoạt động của Transistor PNP.
Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN
nhưng cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại. Dòng IC đi từ E
sang C còn dòng IB đi từ E sang B.
2. Điện trở
Hiểu một cách đơn giản điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật
dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tớt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện
trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.
* Các thông số của điện trở
Điện trở của dây dẫn: Giá trị điện trở đặc trưng cho khả năng cản trở

dòng điện của điện trở. Yêu cầu cơ bản đới với giá trị điện trở đó là ít thay đổi
theo nhiệt độ, độ ẩm và thời gian,... Điện trở dẫn điện càng tớt thì giá trị của
nó càng nhỏ và ngược lại. Giá trị điện trở được tính theo đơn vị Ohm (Ω), kΩ,), kΩ), kΩ,,
MΩ, hoặc GΩ.Ω), kΩ,, hoặc GΩ), kΩ,.
Hình3
Ký hiệu của điện trở trong mạch điện.
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của
dây, được tính theo cơng thức sau: R = ρ.L / S.
Trong đó :
ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu
L là chiều dài dây dẫn
S là tiết diện dây dẫn
R là điện trở đơn vị là Ohm
Trong thực tế điện trở được sản xuất với một số thang giá trị xác định.
Khi tính tốn lý thuyết thiết kế mạch điện, cần chọn thang điện trở gần nhất
với giá trị được tính.

[12]


Sai số là độ chênh lệch tương đối giữa giá trị thực tế của điện trở và giá
trị danh định,đượctính theo %. Cơng śt tới đa cho phép khi có dòng điện
cường độ I chạy qua điện trở R, năng lượng nhiệt tỏa ra trên R với công suất:
P = U.I = I2.R
Nếu dịng điện có cường độ càng lớn thì nhiệt lượng tiêu thụ trên R
càng lớn làm cho điện trở càng nóng, do đó cần thiết kế điện trở có kích thước
lớn để có thể tản nhiệt tớt.
Cơng suất tối đa cho phép là công suất nhiệt lớn nhất mà điện trở có thể
chịu được nếu quá ngưỡng đó điện trở bị nóng lên và có thể bị cháy. Công
suất tối đa cho phép đặc trưng cho khả năng chịu nhiệt. Pmax = U2max/R =

I2max.R.
3. Mắt thu hồng ngoại TSL.250
Đối với mắt thu hồng ngoại TSL.250 là một loại vỏ sắt ,dùng loại mắt
này chống được nhiễu bên ngồi và thu được tín hiệu hồng ngoại phát ra từ
con người.
3.1. Cấu tạo mắt thu hồng ngoại TSL.250
Chân 1: là chân tín hiệu out.
Chân 2: là chân GND.
Chân 3: là chân VCC.

Hình 4

VCC out Gnd
3.2. Ngun lí hoạt động của mắt thu hồng ngoại TSL.250
Nguồn nhiệt con người đều phát ra tia hồng ngoại, qua kính Fresnel,
kính lọc lấy tia hồng ngoại truyền đến mắt thu hồng ngoại, biến đổi tia hồng
ngoại thành sự thay đổi trong điện áp đầu ra, lúc này xuất hiện dòng điện chạy
đến chân B (Base) của transistor, kích thích chân B (Base) mở, lập tức có
dịng điện chạy từ chân C (Collector) đến chân E
(Emitter) của transistor, rồi đến các thiết bị như
(Đèn ,chuông báo động…) sẽ hoạt động
4. Relay
[13]


4.1. Cấu tạo
Relay là loại linh kiện đóng ngắt điện cơ đơn giản. Nó gồm hai phần
chính là nam châm điện và các tiếp điểm.
Cấu tạo relay hết sức đơn giản, gồm 4 bộ phận sau đây:
+ Nam châm điện

Hình 5
+ Lõi săt
+ Lị xo
+ Các tiếp điểm.
4.2. Ngun lí hoạt động:
Giả sử mắc relay như hình trên, một cơng tắc đóng ngắt nguồn cho nam
châm điện. Khi cơng tắc đóng có dịng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây sẽ
trở thành một nam châm điện và có từ trường sẽ hút thanh sắt, thanh sắt ở vị
trí thường đóng đèn sáng. Ngược lại, lò xo sẽ kéo thanh sắt lên vị trí thường
hở làm mạch hở, đèn tắt.
5. Cơng tắc nam châm
5.1. Cấu tạo
MΩ, hoặc GΩ.ột bóng thủy tinh, hai thanh kim loại.

Hình 6

5.2. Ngun lí hoạt động
Cơng tắc nam châm là loại linh kiện cơ điện từ: chúng đóng hay mở
mạch điện dựa trên ngun lí từ trường. Khi đưa nam châm vĩnh cửu lại gần
từ trường đủ mạnh làm chúng nhiễm từ, hai thanh kim loại hút nhau đóng kín
mạch điện. Khi nam châm vĩnh cửu ra xa chúng không bị nhiễm từ hai thanh
kim loại không hút nhau nữa mạch hở.
6. Nam châm vĩnh cửu
Nam châm vĩnh cửu là loại nam châm được cấu tạo từ các vật liệu từ
cứng có khả năng giữ từ tính không bị mất đi trong từ trường. Đây là nam
châm được sử dụng như những nguồn tạo từ trường. MΩ, hoặc GΩ.ỗi nam châm vĩnh cửu
[14]

N

S
P


có hai từ cực, cực Bắc (N), cực Nam (S).

Hình

7

7. Biến trở
7.1. Cấu tạo: Biến trở gồm 2 thành phần chính là con chạy và cuộn dây
được làm bằng hợp kim có điện trở śt lớn.
7.2. Ngun lí hoạt động
Biến trở là thiết bị có điện trở thuần có
thể biến đổi theo ý ḿn,để thay đổi dịng
điện chạy qua mạch. Được sử dụng trong các mạch điện tử để điều chỉnh
hoạt động của mạch điện.

Hình 8

8. Thấu kính Fresnel
8.1. Cấu tạo
Thấu kính Fresnel là một loại thấu kính được làm bằng thủy tinh hoặc
nhựa trong śt có bề mặt ghép lại từ các phần của mặt cầu.
8.2. Nguyên lí hoạt động
Thấu kính Fresnel lọc lấy tia hồng ngoại truyền đến mắt thu hồng ngoại,
rồi mắt thu hồng ngoại biến đổi tia hồng ngoại thành sự thay đổi trong điện áp
đầu ra.
Hình 9

9. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống

Còi hú
9.1. Hệ thống
sơ đồ mạch kết nối mắt thu hồng
ngoại với linh
kiện điện tử và còi hú để báo trộm đột nhập vào nhà, cơ quan,…
Nguồn( 5-12V)

Vcc out Gnd

MΩ, hoặc GΩ.ắt thu hồng ngoại

[15]

B

C

E

Transistor


Thấu kính Fresnel
9.2. Phân tích hệ thống
Về cơ bản là một tổ hợp các thiết bị điện tử dùng để báo động khi có
trộm đột nhập vào nhà và báo khách vào nhà. Hệ thống này được chế tạo để
tiết kiệm điện năng, có thể sử dụng nguồn điện một chiều 9 - 12VDC từ pin,
ắc quy, adapter, modul nguồn chuyển đổi 220V về 9 - 12VDC, giá thành chế

tạo rất rẻ so với thị trường, để tăng hiệu quả kinh tế cao, ứng dụng lắp đặt
ngay trên cửa ra vào hoặc lắp đặt ngay trên tường nhà và có thể lắp đặt ở mọi
vị trí trong ngơi nhà, cho phép phát hiện người ở khoảng cách lên đến khoảng
3m, góc qt mắt thu hồng ngoại là 1800. Hệ thớng này tự động điều chỉnh
các yếu tố luôn thỏa mãn những yêu cầu bắt buộc.
Linh kiện điện tử chế tạo hệ thớng như sau: Transistor, mắt thu hồng
ngoại, cịi hú, thấu kính Fresnel.relay, cơng tắc, nguồn điện một chiều 9 12VDC, một số dây dẫn điện.

[16]


9.3. Ngun lí hoạt động của hệ thống
Khi đóng cơng tắc, cấp nguồn điện một chiều vào hai chân ( V cc và Gnd
) của mắt thu hồng ngoại, thì mắt thu hồng ngoại bắt đầu hoạt động. Khi có
người chuyển động qua mắt thu hồng ngoại. Nguồn nhiệt con người phát ra
tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, kính lọc lấy tia hồng ngoại truyền đến mắt
thu hồng ngoại, biến đổi tia hồng ngoại thành sự thay đổi điện áp đầu ra, lúc
này xuất hiện dòng điện chạy từ cực dương (+) của nguồn điện tới chân ( + )
của còi hú, tiếp tục sang chân (-) của còi hú rồi đến chân C (Collector ) của
transistor, đồng thời từ cực dương (+) của nguồn điện, xuất hiện dòng điện
chạy tới chân Vcc của mắt thu hồng ngoại, từ chân Vcc dòng điện chạy sang
chân out của mắt thu hồng ngoại rồi đến chân B (Base) của transistor, chân
B(Base) transistor mở, cho phép dòng điện chạy từ chân (- ) còi hú đến chân
C (Collector ) của transistor sang chân E (Emitter) rồi về cực âm của nguồn,
lúc này còi hú hoạt động phát ra âm thanh báo động.
10. Hệ thống mạch kết nối mắt thu hồng ngoại với linh kiện điện tử
với bóng đèn điện(đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn led…) và quạt điện,
dùng để đóng, ngắt bóng đèn điện
Nguồn( 5-12V)
Mắt thu hồng ngoại

Thấu kính
Fresnel.
Vcc
out

Tia hồng

Gnd

ngoại
In
Gnd
Vcc

No1
Com

[17]


Bóng đèn
220V

Relay
10.1. Phân tích hệ thống
Về cơ bản là một tổ hợp các thiết bị điện tử dùng để đóng, ngắt quạt
điện; đèn điện thơng minh trong nhà như: phịng khách, phòng làm việc, hành
lang, cầu thang, khu vệ sinh…; cơ quan; xí nghiệp, khi có người chuyển
động. Hệ thớng này được chế tạo để tiết kiệm điện năng, có thể sử dụng
nguồn điện một chiều 9 - 12VDC từ pin, ắc quy, adapter, modul nguồn

chuyển đổi 220V về 9 - 12VDC, giá thành chế tạo rất rẻ so với thị trường, để
tăng hiệu quả kinh tế cao, ứng dụng lắp đặt ngay trên cửa ra vào hoặc lắp đặt
ngay trên tường nhà, trần nhà và có thể lắp đặt ở mọi vị trí trong ngơi nhà cho
phép phát hiện người ở khoảng cách lên đến 5m, góc quét mắt thu hồng ngoại
là 1800. Hệ thống này tự động điều chỉnh các yếu tố luôn thỏa mãn những yêu
cầu bắt buộc.
Linh kiện điện tử, đồ dùng điện để chế tạo hệ thớng như sau: Relay, mắt
thu hồng ngoại, bóng đèn, quạt điện, thấu kính Fresnel, cơng tắc, nguồn điện
một chiều 9 - 12VDC, một sớ dây dẫn điện.
10.2. Ngun lí hoạt động của hệ thống
Khi đóng cơng tắc, cấp nguồn điện một chiều vào hai chân ( V cc và Gnd
) của mắt thu hồng ngoại, thì mắt thu hồng ngoại bắt đầu hoạt động, đồng thời
cấp nguồn điện một chiều vào hai chân ( V cc và Gnd ) của relay. Khi có người
chuyển động qua mắt thu hồng ngoại. Nguồn nhiệt con người phát ra tia hồng
[18]


ngoại, qua kính Fresnel, kính lọc lấy tia hồng ngoại truyền đến mắt thu hồng
ngoại, biến đổi tia hồng ngoại thành sự thay đổi điện áp đầu ra, lúc này xuất
hiện dòng điện chạy từ cực dương (+) của nguồn đến chân V cc của mắt thu
hồng ngoại rồi đi qua chân Out của mắt thu hồng ngoại xuất hiện dịng điện
chạy qua bóng đèn làm bóng đèn phát sáng.
Dịng điện đến chân In của relay đóng cuộn dây sẽ trở thành một nam
châm điện và có từ trường sẽ hút thanh sắt trong relay, thanh sắt tiếp xúc với
hai chân No1 và Com của relay làm cho mạch điện kín.

*SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CỦA SẢN PHẨM
220V
Nguồn (512V)

Transistor
BD 135
B C

E

MΩ, hoặc GΩ.ắt thu hồng ngoại

[19]


Cơng
tắc
Thấu kính fresnel
Cịi hú
+

MΩ, hoặc GΩ.ax
Gnd

Relay
Bóng đèn
No1

In1
Vcc

Com

VRl

IV. Q TRÌNH NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nhóm tác giả xin được chia quá trình thực hiện dự án ra làm 5 giai đoạn
như sau:
1. Giai đoạn 1: Hình thành ý tưởng
Từ nhu cầu giải quyết thực trạng thực tế, ý tưởng của đề tài được hình
thành và có sự thớng nhất của cả hai thành viên trong nhóm.
Câu hỏi đặt ra trong q trình hình thành ý tưởng đó là:
[20]