dùng cảm biến quang thiết kế encorder đếm sản phẩm

ĐỀ TÀI
DÙNG CẢM BIẾN QUANG THIẾT KẾ ENCORDER ĐẾM SẢN PHẨM
Giảng viên hướng dẫn : Thầy Hoàng Sĩ Hồng
Nhóm 4
1.Đào Duy Công
2.Trần Vũ Trung
3.Trần Đình Thiêm

Mục lục :

Lý do chọn đề tài :

Các sản phẩm trên thị trường :

THIẾT KẾ
1.Sơ đồ các khối chức năng :
Phát Thu
Reset
Đặt
trước
So sánh
Đếm Hiển thị

Sản
phẩm
Tạo xung

2. Khối thu :

Nhiệm vụ: Thu tín hiệu cảm biến từ khối phát, và phát xung khi có sản phẩm đi
qua.

Thực hiện chính: TSOP 1738

Sensor cảm biến hồng ngoại

Đặc điểm:
–
kích thước nhỏ, vật liệu phù hợp, độ nhạy cao, thời gian đáp ứng nhanh.

–
có khả năng chống nhiễu ánh sáng mặt trời và các nguồn ngẫu nhiên khác (không phải do khối
phát tạo ra).
–
Ở tần số 38KHz, tia sóng hồng ngoại đi xa nhất và ít bị tán xạ nhất.
–
Sensor không nhận các tín hiện 38KHz liên tục mà chỉ nhận các tín hiệu xung.
–
Bên trong cảm biến có một mạch khuếch đại các xung từ LED phát.

Tín hiệu nhận được từ photodiode PIN (Passive Intricsic Negative) sẽ đi qua một
tầng điều khiển khuếch đại tự động (Automatic Gain Control – AGC), sau đó tín

hiệu được đưa vào một bộ lọc thông dải và cuối cùng là tầng giải điều chế. Tín
hiệu đã giải điều chế được dẫn ra bằng một transistor NPN. Cực góp của transistor
làm thành chân ra (pin 3) của sensor.

TSOP 1738 có độ trễ phản ứng ~ 150 μs.
Hinh 3: Đồ thị độ nhạy với các tần số khác
nhau

Mạch bổ trợ khuếch đại và điều chỉnh tốc độ nhận dạng sản phẩm:

Nguyên lý hoạt động mạch thu:
•

Khi không có sản phẩm chắn giữa LED phát và Sensor thu, mắt thu nhận được hồng ngoại 38kHz chiếu vào, áp
chân ra pin3 ở mức thấp. Khi có sản phẩm chắn ngang giữa LED phát và Sensor thu, áp chân ra pin3 nhảy lên
mức cao. Như vậy, cứ mỗi lần có sản phẩm đi qua, pin3 của sensor phát ra 1 xung; xung này được cho qua tầng
đảo transistor C1815 để khuếch đại dòng, sau đó được gửi tới cổng TRIGGER của Timer 555 hoạt động ở chế độ
phát xung đơn ổn, để chống nhiễu, mạch sẽ không đếm những vật cản đi qua quá nhanh không phù hợp với tốc
độ băng chuyền sản phẩm.
•
Tín hiệu xung ra ở chân 3 của Timer là tín hiệu ra của mạch thu, đếm số xung này cho ta số sản phẩm cần đếm.

Mạch chế tạo :
3. Khối phát :


Nhiệm vụ: Phát xung hồng ngoại trong dải thông 34 – 40 kHz.

Thực hiện chính: Timer 555.

Sơ đồ nguyên lý mạch :
•
Chế độ phát: dao động đa hài phiếm định.
•
Tần số phát thực:
Hinh 1: Sơ đồ chân và cấu tạo Timer
555
Hình 2 : Mạch phát hồng ngoại dùng Timer 555


Mạch chế tạo :
4. Khối đếm và hiển thị sản phẩm :

Khối mạch này thực hiện các chức năng chính:
•
Đếm số xung được gửi từ khối thu-tạo xung và hiển thị trên led 7 đoạn.
•
Đặt trước số sản phẩm trong 1 thùng bằng nút nhấn.
•
Khi thùng đầy hàng (có đủ số sp như đặt trước), số hiển thị thùng đếm tăng lên 1; và reset
số hiển thị sản phẩm đang đếm về 00, tiếp tục vòng đếm sp cho thùng tiếp theo.

4.1Khối đếm :

Nhiệm vụ: Đếm số xung được gửi từ khối thu-tạo xung và hiển thị trên led 7 đoạn.

Thực hiện chính: IC 4026, là vi mạch đếm xung họ CMOS, đầu ra là mã LED 7 đoạn K chung.

Nguyên lý hoạt động đếm:
•
Tín hiệu đếm đầu vào được gửi tới chân số 1 của U3, khi LED T3 đếm đến 9 sẽ quay về 0,
đồng thời phát ra 1 xung ở chân số 5, xung này gửi tới chân số 1 của U4 để tăng số đếm
hàng chục thêm 1.
•

Khi tín hiệu RST (chân 15) của U3 và U4 ở mức l1, số đếm sẽ được reset về 0.
4.2 Khối đặt trước :

Nhiệm vụ: Đặt trước số sản phẩm có trong 1 thùng.

Thực hiện chính: Nút bấm.

Nguyên lý hoạt động đặt trước:
Khi bấm nút, một xung được gửi tới chân CLK (chân 1) của U1 và U2 làm thay đổi số
hiển thị đặt trước.

4.3 Khối so sánh :


Nhiệm vụ: “nhận biết” số hiển thị sản phẩm đang đếm và số hiển thị sản phẩm đặt trước,
khi đó gửi 1 xung reset.

Thực hiện chính: IC 4063, vi mạch so sánh 4 bit họ CMOS.

Để thực hiện so sánh được 5 bit, ta phối hợp 1 cổng XOR.

Nguyên lý hoạt động chức năng so sánh:
Số hiển thị sản phẩm được đếm tăng từ 00 cho đến khi 5 cặp bit được xét bằng nhau, tức
là số hiển thị sản phẩm đang đếm bằng với số đặt trước, thì khi đó, đầu ra của các IC 4063
được phối hợp với các cổng NAND để tạo xung reset cho mạch.

•
Sơ đồ nguyên lý :

Mạch chế tạo :