nguyên cứu chế tạo mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Chương 1
Tổng quan mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt
1.1Cảm biến chống trộm là gì?
Cảm biến chống trộm nói dễ hiểu là các thiết bị điện tử được thiết kế đặc biệt để cảm
nhận được các thay đổi trong khu vực cần bảo vệ. Các thay đổi ví dụ như: kẻ trộm phá
cửa mở cửa, kẻ trộm leo qua hàng rào, kẻ trộm di chuyển trong sân vườn,.. Tương ứng
mỗi thay đổi sẽ có mỗi loại cảm biến phù hợp.

Các loại cảm biến báo trộm phổ biến và ứng dụng của chúng
Ngành công nghệ sản xuất cảm biến hiện nay đã phát triển và giúp máy móc có thể cảm
nhận được rất nhiều yếu tố trong môi trường thực tế. Nhưng ứng dụng vào các thiết bị
chống trộm chỉ có một số cảm biến phù hợp và được sử dụng phổ biến.

1


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

1.2Cảm biến từ gắn cửa báo trộm

Cảm biến từ báo trộm hay cảm biến cửa là loại cảm biến báo trộm được dùng để gắn ở
cửa. Loại cảm biến này sử dụng nguyên lý từ tính của nam châm vĩnh cửu.

2


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Cảm biến rung gắn cửa là loại cảm biến báo trộm hữu dụng và dễ dùng nhất

3


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

1.3 Loại cảm biến chuyển động phổ biến nhất
được sử dụng trong lĩnh vực an ninh nhà dựa theo công nghệ tia hồng ngoại.Cũng giống
như chiếc điều khiển TV từ xa,công nghệ hồng ngoại sử dụng một băng tần nhất đinh
của phổ ánh sáng để đo mức nhiệt khác nhau.

Về mặt an ninh gia đình, một cảm biến chuyển động hoạt động bằng cách phát hiện thay
đổi mức độ nhiệt trong một căn phòng nhất định. Khi một người đi vào một căn phòng
trống rỗng ,thân nhiệt người gây ra một sự thay đổi nhiệt độ so với nhiệt độ đã ghi nhận
trong cảm biến khiến nó sẽ kích hoạt từng đơn vị cảm biến tạo ra một hệ thống báo động.
Cảm biến chuyển động kết hợp (dual tech) sử dụng cả sóng siêu âm và hồng ngoại để
theo dõi chuyển động.
Sử dụng và đặt cảm biến ở đâu là cả vấn đề lớn.Đặt không đúng, chúng sẽ không thể để
đo những thay đổi nhiệt tốt khi một tên trộm vào nhà của bạn. Đặt đúng cách, chúng có
thể là một vũ khí rất hữu ích cho việc bảo vệ tài sản của bạn.
Lắp đặt và sử dụng cảm biến chuyển động ở đâu.
Để tối đa hóa được hiệu quả cảm biến chuyển động mang lại,dưới đây là một số hướng
dẫn giúp bạn:

Điểm đặt – Cảm biến chuyển động thường đặt ở trong góc,bởi vì làm như vậy sẽ
mang lại sự ổn định nhất.Nó sẽ giúp cảm biến có thể bao quát được theo hướng đặt cảm
biến.Ví dụ,nếu bạn muốn giám sát một phịng trong gia đình với một cửa sổ bên ngoài
4

Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

trên bức tường phía nam và một lối cửa chính vào từ hành lang phía đơng,thì góc tây
bắc sẽ giúp bạn giám sát được tối đa.

Chiều cao thích hợp – Chiều cao lý tưởng đặt các cảm biến chuyển động là từ 5
đến 7 feet (1 feet = 0.3048 m). Xét về sự tăng nhiệt, và chiều cao trung bình với nam là
cao giữa 5,5 và 6 feet, đặt cảm biến thấp hơn 5 feet hoặc cao hơn 7 feet sẽ không mang
lại kết quả tốt nhất.

Tránh báo động giả – Các tác động ngẫu nhiên lại là một trong những lí do phổ
biến nhất gây ra báo động giả.Cảm biến chuyển động nên để tránh xa các luồng khơng
khí bất cứ khi nào có thể.Sự giảm nhiệt,tăng nhiệt và ống dẫn làm mát tạo ra thay đổi
đột ngột trong nhiệt độ đặt và có thể dễ dàng kích hoạt báo động giả. Hơn nữa, nếu một
tên trộm vào nhà của bạn trong khi lị sưởi hoạt động khơng khí ấm áp lưu thơng từ
đường ống có thể làm cảm biến chuyển động không hoạt động do nhiễu từ việc xác định.
Ngồi ống dẫn khơng khí khí, chủ nhà cũng nên xem xét các chướng ngại vật có thể như
rèm cửa,thực vật và bóng bay. Những con vật ni đi lang thang trong nhà cũng có thể
gây ra các báo động sai.
1.4Cảm biến chuyển động là bổ sung tuyệt vời cho bất kỳ hệ thống an ninh nhà nào. Nếu
bạn đã có một hệ thống và muốn thêm cảm biến chuyển động, một người đại diện của
chúng tôi sẽ rất vui khi nói chuyện với bạn về nó. Nếu bạn đang tìm kiếm để thiết lập
một hệ thống thương hiệu mới, chúng tơi cũng cung cấp các gói bao gồm các cảm biến
chuyển động. Chúng tôi mang đến dịch vụ hiện đại,tiên tiến nhất bao gồm tất cả về tự
động hóa một ngơi nhà, cho phép bạn quản lý hệ thống an ninh, đèn, ổ khóa và nhiệt độ
từ bất kỳ thiết bị nào sẵn có trên websit
1.5 cảm biến thân nhiệt chuyển động
Cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR (Passive infrared sensor) HC-SR505 Mini có kích
thước nhỏ gọn chỉ 10mm, được sử dụng để phát hiện chuyển động của các vật thể phát ra
bức xạ hồng ngoại: con người, con vật, các vật phát nhiệt,…

Cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR SR505 Mini sẽ xuất ra tín hiệu mức cao (High) khi
phát hiện vật thể nhiệt chuyển động trong vùng qt, tín hiệu này sau đó sẽ được giữ ở
mức cao trong khoảng thời gian trễ T sau khi kích hoạt, lúc này nếu cảm biến vẫn bắt
được tín hiệu sẽ vẫn duy trì chân tín hiệu mức cao trong thời gian trễ T, chỉ khi trong
khoảng thời gian trễ T mà cảm biến khơng bắt được tín hiệu thì chân tín hiệu cảm
biến mới trở về mức thấp (Low).

5


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

THÔNG SỐ CẢM BIẾN THÂN NHIỆT CHUYỂN ĐỘNG:










Điện áp hoạt động: 4.5~20VDC
Dịng tiêu thụ: <60uA
Mức tín hiệu: High 3.3V / Low 0V
Trigger: repeatable trigger
Thời gian trễ T sau khi kích hoạt: 8s + -30%
Góc qt: Max 100 độ (hình nón có tâm là cảm biến)
Khoảng cách bắt: 3 meters

Đường kính thấu kính: 10mm
Kích thước: 10 x 23mm

6


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU LINH KIỆN

1.1.Điện trở
a) khái niệm ,cấu tạo ,kí hiệu
Khái niệm:
Điện trở là linh kiện điện tử thụ động, dùng để cản trở dòng điện.
Ký hiệu và hình dạng:

Ký hiệu
hình dạng
Hình 1.1: ký hiệu và hình dạng của điện trở
Cấu tạo :
Điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điển trở suất cao như làm bằng than, magie
kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn.
b)Phân loại
Điện trở thường: điện trở thường là các loại điện trở có cơng suất nhỏ từ 0,125W đến
0,5W.
Điện trở cơng suất: là các điện trở có cơng suất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W.
Điện trở sứ, điện trở nhiệt: Là cách gọi khác của các điện trở công suất, điện trở này có
vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng tỏa nhiệt.
Điện trở dây cuốn: Loại điện trở này dùng dây điện trở quấn trên lõi than và có 1 lớp

cách điện thường bằng sứ hoặc nhựa tổng hợp để tạo ra điện trở có giá trị nhỏ và chịu
được công suất tiêu tán lớn. Thường được sử dụng trong các mạch cung cấp điện của các
thiết bị điện.
Điện trở điều chỉnh: hay còn gọi là biến trở, giá trị điện trở có thể thay đổi được tùy ý.

7


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

1.2. Tụ điện
a) Khái niệm
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động có khả năng tích và giải phóng năng lương lượng
dưới dạng điện trường.
Khái niệm và hình dạng:

Ký hiệu

Hình dạng
Hình 1.2: ký hiệu và hình dạng của tụ điện
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử,
chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay
chiều, mạch tạo dao động.
b) Cấu tạo
Cẩu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là
điện môi.
Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hố chất làm chất điện mơi và tụ
điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện mơi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ
hố.
1.3. IC 7805

Với những mạch điện khơng địi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp
thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Các loại ổn áp thường
được sử dụng là IC 78xx,79xx, với xx là điện áp cần ổn áp.
VD: 7805 ổn áp 5V,7812 ổn áp 12V.
Việc dùng các loại IC ổn áp họ 78xx tương tự nhau.
8


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Hình 1.3: sơ đồ chân ic7805
Sơ đồ chân của IC 7805:

Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)

Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)

Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên)
Một số thơng số kĩ thuật:
Dịng cực đại có thể duy trì 1A.
Dịng đỉnh 2.2A.
Cơng suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W.
Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W
Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy.
Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán =1/2 giá trị trên. Các giá trị cũng không nên
dùng gần giá trị max của các thông số trên. Tốt nhất nên dùng ≤ 2/3 max. Hơn nữa các
thống số trên áp dụng cho điều kiện chuẩn nhiệt độ 25 độ C.

9

Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

1.4. Biến áp
Cấu tao:
Bộ phận chính của máy biến áp là một khung sắt non (có pha silic) gồm nhiều lá sắt
mỏng ghép cách điện lại với nhau để hạn chế dịng điện Fu-cơ (Foucalt). Hai đầu có hai
cuộn dây. Cuộn thứ nhất có N1 vịng dây nối với nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp,
cuộn thứ 2 có N2 vịng dây nối với các thiết bị tiêu thụ điện năng gọi là cuộn thứ cấp.

Hình 1.4: Mơ hình
khung sắt,cuộn sơ
cấp

máy biến áp với
cấp, cuộn thứ

Hình 1.5: Ký hiệu máy biến áp trong mạch điện
Nguyên lý của biến áp:
Một điện áp hàm sin sẽ tạo ra dòng điện hàm sin trong cuộn dây sơ cấp, dòng điện này
sẽ tạo ra một từ trường biến đổi luân phiên theo quy luật hàm sin. Trong biến áp, từ
10


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

trường biến thiên này được cảm ứng tới một cuộn dây thứ hai qua một lõi sắt từ. Điện áp
hàm sin được tạo ra trong cuộn dây thứ hai bởi sự thay đổi của từ thông ΔΦ.
Tùy theo số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp mà quyết định biến áp là tăng áp hay
hạ áp.

1.5 Diode
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.
Cấu tạo:

Hình 1.6: Cấu tạo của diode
Diode được cấu tạo từ là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N.
Diode có hai cực là Anot (A) và Katot (K), nó chỉ cho dịng một chiều từ A sang K và nó
được coi như van một chiều trong mạch điện và được ứng dụng rộng rãi trong các máy
thu thanh thu hình, các mạch chỉnh lưu, ổn định điện áp.
Phân loại:
Có nhiều loại diode,như diode chỉnh lưu thông thường,điode Zener, diode phát
quang (LED)…
1.6 Transistor
Cấu tạo của Transitor:
Transitor hay cịn gọi là bóng dẫn 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. Cấu trúc này được gọi là Bipolar Junction Transitor (BJT)
vì dịng điện chạy trong cấu trúc này bao gồm cả hai loại điện tích âm và dương (Bipolar
nghĩa là hai cực tính)

11


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Hình 1.7: Cấu tạo của transistor
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 không hoán vị cho nhau
được
Nguyên tắc hoạt động của Transitor:
Trong chế độ tuyến tính hay cịn gọi là chế độ khuyếch đại, Transitor là phần tử khuyếch
đại dòng điện với dòng Ic bằng β lần dòng bazo (dòng điều khiển ) Trong đó β là hệ số
khuyếch đại dịng điện .
Ic = βIB
Xét hoạt động của Transistor NPN:

12


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Hình 1.8: Sơ đồ phân cực cho Transistor
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 công tắc và trở hạn dòng 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 C - E ( lúc này dịng IC = 0 )
Khi cơng tắc đóng, tiếp giáp P-N được phân cực thuận do đó có một dịng điện chạy từ
(+) nguồn UBE qua cơng tắc => qua R hạn dịng => qua tiếp giáp BE về cực (-) tạo thành
dòng IB.
Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dịng IC chạy qua tiếp giáp CE làm bóng
đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB.
Như vậy rõ ràng dịng IChồn tồn phụ thuộc vào dịng IB và phụ thuộc theo một cơng
thức .

IC = β.IB
Trong đó:
IC là dòng chạy qua tiếp giáp C-E
IB là dòng chạy qua tiếp giáp B-E
β là hệ số khuyếch đại của Transistor
Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N
để tạo thành dòng 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
13


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bị hút về
phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor.
Trasistor cịn có thể làm việc ở chế độ đóng cắt như một khóa điện tử. Ta chỉ cần cấp
một điện áp dương (+) vào chân B (đối với loại NPN) thì Transistor sẽ dẫn thơng và tùy
vào điện áp tại cực B mà điện áp UCE là nhỏ hay đạt giá trị max.
1.7 Relay
Rơ-le là một cơng tắc (khóa K). Nhưng khác với công tắc ở một chỗ cơ bản, rơ-le được
kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người. Chính vì lẽ đó, rơ-le được dùng làm cơng tắc
điện tử! Vì rơ-le là một cơng tắc nên nó có 2 trạng thái: đóng và mở.

Hình 1.9: Cấu tạo và cách nối chân cho Relay
Cấu tạo Relay gồm 2 phần:
Cuộn hút:
Tạo ra năng lượng từ trường để hút tiếp điểm về phía mình.
Tùy vào điện áp làm việc người ta chia Relay ra DC: 5V, 12V, 24V - AC: 110V, 220V
Cặp tiếp điểm:

Khi khơng có từ trường ( ko cấp điện cho cuộn dây). Tiếp điểm 3 được tiếp xúc với 5
nhờ lực của lị xo (Tiếp điểm thường đóng).
Khi có năng lượng từ trường thì tiếp điểm 3 bị hút chuyển sang 4. - Trong Relay có thể
có 1 cặp tiếp điểm, 2 cặp tiếp điểm hoặc nhiều hơn.
1.8 IC NE555
Sơ đồ chân IC NE555:

14


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Hình 1.10: sơ đồ chân IC555

+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân
chung.
+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng
như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp. Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP
với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc.
+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái của
tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1, 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần
bằng Vcc và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V
mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) .
+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối mass thì ngõ
ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp
trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này
lên VCC.
+ Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC
NE555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngồi cho nối GND. Chân này
có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5

xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện
áp chuẩn được ổn định.
+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác
và cũng được dùng như 1 chân chốt.
+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều
khiển bởi tầng logic của chân 3. Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại, ngược
15


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC NE555 dùng như 1 tầng
dao động .
+ Chân số 8 (Vcc): là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động. Nó được cấp điện áp
từ 2V -->18V (Tùy từng loại 555 thấp nhất là con NE7555)

Cấu tạo bên trong và nguyên tắc hoạt động:
-Cấu tạo:

Hình 1.11: cấu tạo bên trong IC NE555
- Cấu trúc của IC NE555 gồm : 2 con Op-amp, 3 con điện trở, 1 transitor, 1 FF ( ở đây là
FF RS):
- 2 OP-amp có tác dụng so sánh điện áp.
- Transistor để xả điện.
- Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo
nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3
VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S =
[1] và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF
được reset.

16


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

-Nguyên tắc hoạt động:

Hình 1.12: Nguyên lý hoạt động
Ở trên mạch trên ta bít là H là ỏ mức cao và nó gần bằng Vcc và L là mức thấp và nó
bằng 0V. Sử dụng FF - RS
Khi S = [1] thì Q = [1] và = Q- = [ 0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và =Q- = [0].
Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0].
Khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì Q-= [1], transisitor mở dẫn, cực
C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt quá V2. Do
lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.
Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C.
* Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3:
- Lúc này V+1(V+ của Opamp1) > V-1. Do đó Q1 (ngõ ra của Opamp1) có mức logic
1(H).
- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó Q2 = 0(L).
- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.
- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.
- /Q = 0 --> Transistor hồi tiếp không dẫn.
* Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó Q1 = 0.
17


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

- V+2 < V-2. Do đó Q2 = 0.
- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).
- Transistor vẫn ko dẫn .
* Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó Q1 = 0.
- V+2 > V-2. Do đó Q2 = 1.
- R = 1, S = 0 --> Q=0, /Q = 1.
- Q = 0 --> Ngõ ra đảo trạng thái = 0.
- /Q = 1 --> Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V .
- Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C
- Điện áp trên tụ C giảm xuống do tụ C xả, làm cho điện áp tụ C
nhảy xuống dưới 2Vcc/3.
* Tụ C tiếp tục xả từ điện áp 2Vcc/3 --> Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).
- Transistor vẫn dẫn .
* Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3:
- Lúc này V+1 > V-1. Do đó O1 = 1.
- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.
- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.
- /Q = 0 --> Transistor không dẫn -> chân 7 không = 0V nữa và
tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3.
Nói tóm lại các bạn cứ nên hiểu là :
Trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động quanh
điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3.
- Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3, và kết thúc nạp ở thời điểm
điện áp trên C bằng 2Vcc/3.Nạp điện với thời hằng là (Ra+Rb)C.

- Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu là 2Vcc/3, và kết thúc xả ở thời điểm
điện áp trên C bằng Vcc/3. Xả điện với thời hằng là Rb.C.
- Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả điện.
18


Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Chương 3
Thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt
3.1 Sơ đồ khối tồn mạch

Khối tín hiệu

Khối điều khiển

Khối thực thi

Khối nguồn
Hình 2.1: Sờ đồ khối tồn mạch
2.2 Khối nguồn

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn
Nguồn cũng cấp cho toàn mạch là nguồn 5V 1 chiều. Nguồn ta dùng ở đây có tính ổn
định cao để mạch đếm chính xác nếu ta dùng nguồn khơng ổn định như pin, khi hết pin
thì mạch đếm sẽ bị gián đoạn.
Điện áp đầu vào sau khi đi qua biến áp ha áp xuống từ 220V AC-50Hz xuống còn 12V
AC. Tiếp theo được đi qua cầu diode để chuyển từ điện áp xoay chiều thành một chiều.

19

Đề tài thiết kế mạch chuông báo dùng cảm biến thân nhiệt

Hình 2.3: Dạng sóng điện áp trước và sau chỉnh lưu
Điện áp hiện tại là 12V DC mà yêu cầu điện áp của mạch là 5V DC lên ta cho qua IC ổn
áp 7805 để ổn định điện áp về 5V DC cấp cho mạch hoạt động.
Sau chỉnh lưu và ổn áp điện áp cịn nhấp nhơ ta cho qua tụ để san phẳng điện áp.
Tụ điện có điện dùng càng lơn thì điện áp đầu ra càng phẳng. cùng với tụ phân cực ta
dùng thêm tụ gốm để lọc nhiễu cao tần.

Hình 2.4: Dạng sóng điện áp sau khi được lọc bằng tụ điện

20