THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC BẰNG TIẾNG VỖ TAY

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHT LƯNG CAO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC
BẰNG TIẾNG VỖ TAY
GVHD: GV.THS. NGUYỄN NGÔ LÂM
SVTH : TÔN THT TUN HOÀNG
MSSV : 11141338
Khoá : 2011
Ng<nh : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2014
[1]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐAMH
Họ và tên Sinh viên: MSSV:
Ngành:
Tên đề tài:
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn ĐAMH:
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:



2. Ưu điểm:

3. Khuyết điểm:



4. Đề nghị (Cho phép SV được bảo vệ hay không được bảo vệ)

5. Đánh giá loại:

6. Điểm:……………….(Bằng chữ: )
Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 20……
Giáo viên hướng dẫn
[2]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
(Ký & ghi rõ họ tên)
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHM ĐAMH
Họ và tên Sinh viên: MSSV:
Ngành:
Tên đề tài:
Họ và tên Giáo viên chấm ĐAMH:
NHẬN XÉT
7. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:



8. Ưu điểm:

9. Khuyết điểm:



10.Đề nghị (Cho phép SV được bảo vệ hay không được bảo vệ)

11.Đánh giá loại:

12.Điểm:……………….(Bằng chữ: )
Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 20……
[3]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
LỜI MỞ ĐẦU
Chúng ta đang sống trong một thời đại mới, thời đại phát triển rực rỡ của Điện Tử
v< Truyền Thông. Điện Tử v< Truyền Thông đã ở một bước phát triển cao đó là
vi điều khiển, vi xử lý và các chip thông minh. Chúng ngày càng được sử dụng một
cách rộng rãi trong smartphone, tivi, tủ lạnh, máy giặt, nhằm đáp ứng cho nhu cầu
đời sống, cũng như nhu cầu trong công nghiện. Mọi loại thông tin, số liệu âm thanh,
hình ảnh, nhiệt độ, trong đời sống và công nghiệp có thể được đưa về dạng kỹ
thuật số sau đó sẽ đưa đến vi xử lý để xử lý chúng rồi xuất ra đáp ứng cho nhu cầu
của mình. Từ đó, chúng có thể đáp ứng mọi nhu cầu của chúng ta một cách đơn
giản, nhanh gọn, hiệu suất cao, và tốn ít thời gian.
Sau một khoảng thời gian học tập tại trường, được sự chỉ bảo hướng dẫn nhiệt tình
của thầy cô giáo trong ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử - truyền thông trường
Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh em đã tích luỹ được vốn kiến thức

nhất định. Được sự đồng ý của nhà trường và thầy hướng dẫn em được giao đề tài
đồ án môn học là : “Thiết Kế Mạch Điều Khiển Động Cơ DC Bằng Tiếng Vỗ
Tay”.
Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo của
thầy hướng dẫn Nguyễn Ngô Lâm, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Do thời
gian làm đồ án có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng
như là của các bạn sinh viên để bài đồ án này hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân
thành cảm ơn thầy hướng dẫn Nguyễn Ngô Lâm cùng với các thầy cô giáo trong
ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử - truyền thông trường Đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian qua.
Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 6 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Tôn Thất Tuấn Hoàng
[4]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
MỤC LỤC
TRANG
Trang phụ bìa 01
Trang nhận xét của giáo viên hướng dẫn ĐAMH
Trang nhận xét của giáo viên chấm ĐAMH
Lời mở đầu
Mục lục
Danh sách các bảng biểu
Danh sách các hình ảnh, biểu đồ
Chương I. GIỚI THIỆU
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 09
1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 10
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 10
Chương II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. ÂM THANH 11
2.2. PWM 11
2.3. GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 12
Chương III. CÁC KHỐI TRONG ĐỒ ÁN
3.1. SƠ ĐỒ KHỐI 25
3.2. CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI 25
Chương IV.THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN
4.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢM BIẾN: 26
4.2. TÍNH TOÁN ĐỘ RỘNG XUNG PWM: 26
4.3. MẠCH NGUYÊN LÍ: 29
4.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 5V VÀ 12V: 30
4.5. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 31
Chương V KẾT QUẢ
5.1. TOÀN MẠCH: 34
[5]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
5.2. KHỐI CẢM BIẾN ÂM THANH: 35
5.3. KHỐI ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐỘNG CƠ: 35
Chương VI KẾT LUẬN
6.1. KẾT LUẬN. 36
6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỒ ÁN 36
[6]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.3.2: Thông Số transistor 16
Bảng 2.3.6 Trạng thái ic L298 20
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1 Nhà Thông minh 09
Hình 2.2 dạng sóng PWM 11
Hình 2.3.1 sơ đồ chân PIC16F887 13

Hình 2.3.2 BC 548 15
Hình 2.3.3a IC 555 16
Hình 2.3.3b sơ đồ nguyên lý IC555 17
Hình 2.3.4a micro điện dung 17
Hình 2.3.4.b nguyên lý của micro 18
Hình 2.3.6 IC L298 20
Hình 2.3.7 biến áp 21
Hình 2.3.8. Sơ đồ khối của ic ổn áp 21
Hình 2.3.9.a: Thạch anh 22
Hình 2.3.9.b: Điện Trở 22
Hình 2.3.9.c: Tụ Ceramic 23
Hình 2.3.9.d: Nút Nhấn 23
Hình 2.3.9.e: Led Đơn 23
Hình 2.3.9.f: Diode 23
Hình 2.3.9.g: biến Trở Cúc Áo 24
Hình 2.3.9.h: Tụ Hóa 24
[7]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Hình 4.1 sơ đồ nguyên lý cảm biến âm thanh 26
Hình 4.3 Mạch Nguyên lí 29
Hình 4.4.1 Sơ đồ khối thiết kế mạch nguồn 30
Hình 4.4.2 Sơ đồ nguyên lí mạch nguồn 30
Hình 4.5.1 Lưu đồ giải thuật 31
Hình 5.1 toàn mạch 34
Hình 5.2 Khối cảm biến âm thanh 35
Hình 5.3 Khối điều khiển và động cơ 35
[8]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI:

Cuộc sống hiện đại ngày càng tất bật, nhu cầu về việc sử dụng những ứng dụng
thông minh ngày càng phổ biến, trong đó có ngôi nhà thông minh.
Hình 1.1 Nhà Thông minh
Nhà thông minh là giải pháp tổng thể bao gồm các công cụ hỗ trợ điều khiển tự
động giúp chúng ta kiểm soát, giám sát và sử dụng ngôi nhà một cách dễ dàng
hơn. Với tốc độ phát triển của xã hội ngày nay thì việc con người hướng tới
những yếu tố công nghệ cao là điều tất yếu. Ngôi nhà thông minh là một lựa
chọn tối ưu cho những ai có nhu cầu tận hưởng cuộc sống tiện nghi, tìm đến
những cảm giác mới lạ mà khoa học hiện đại đem đến cho con người.
Mọi ngôi nhà đều phải đem đến cho người sử dụng sự tiện nghi và thoải mái.
Người sử dụng sẽ cảm nhận hết được những ý nghĩa của nhà ở hiện đại cũng
như giá trị mà khoa học công nghệ tiên tiến đem đến cho con người. Ứng dụng
thông minh đem lại cho xã hội sự tiện nghi và tiết kiệm. Người sử dụng hơn
nữa còn cảm thấy giá trị của sức lao động đang dần trở nên có tác dụng khi sử
dụng nó vào những yếu tố hữu ích.
[9]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Vài năm trở lại đây, các thiết bị công nghệ mới, trong đó có điều khiển bằng âm
thanh được ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực. Vì thế, công nghệ điều
khiển bằng âm thanh đang khiến nhiều người lưu tâm trong lĩnh vực nhà thông
minh.
Bằng kiến thức được tìm hiểu thông qua sách báo, internet, kiến thức và thực
hành đã học tại trường cùng với sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của GVHD em
đã hoàn thành đồ án “Thiết Kế Mạch Điều Khiển Động Cơ DC Bằng Tiếng
Vỗ Tay”.
1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những
kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một mạch ứng dụng
thực tiễn trong việc điều khiển động cơ DC bằng tiếng vỗ tay có thể ứng dụng
được trong nhà thông minh để đem lại cho đời sống sự tiện nghi và tiết kiệm.

1.3.ĐỐI TƯNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI:
- Sử dụng vi điều khiển PIC16F887 điều khiển hệ thống.
- Cảm biến âm thanh sử dụng micro điện dung thu tần số tạo tín hiệu xung
bằng ic 555.
- Hệ thống có động cơ DC cùng với 5 led trạng thái:
• Ban đầu mạch ở trạng thái “sleep” khi đó led đỏ sáng tức là led0 sáng các led
còn lại tắt. Tức là đã được cấp nguồn khi nhận tín hiệu thì mạch hoạt động.
• Khi vỗ tay 2 cái khi đó Led vàng + với Led xanh sáng tức là led0 tắt, led1 và
led2 sáng, các led3,4 tắt. Báo hiệu động cơ hoạt động và chạy ở mức 1.
• Khi có tiếng vỗ tay tiếp theo thì mạch sẽ chạy với mức 2 và 3. Tương ứng
với điểm led xanh dịch chuyển sang phải.
• Khi đến mức 3 nếu vỗ tay lần nữa thì mạch sẽ trở về trạng thái sleep.
[10]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Chương II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. ÂM THANH:
 Khái niệm: Âm thanh là các dao động cơ học (biến đổi vị trí qua lại)
của các phân tử, nguyên tử hay các hạt làm nên vật chất và lan truyền
trong vật chất như các •ung. Âm thanh, giống như nhiều •ung, được
đặc trưng bởi tần số, bước •ung, chu kỳ, biên độ và vận tốc lan truyền
(tốc độ âm thanh).
 Đặc tính: Âm thanh được đặc trưng bằng các đặc tính chính như
sau: tần số, áp suất âm thanh, công suất âm thanh, cường độ âm thanh,
sự phản xạ của sống âm thanh, trường âm, vang và trễ.
 Tần số vỗ tay (Clap): nằm trong khoảng từ 1000 Hz đến 3000 Hz (tìm
hiểu).
2.2. PWM:
 Khái niệm: PWM có tên tiếng anh là Pulse Width Modulation là
phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải hay nói cách khác là phương
pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông dẫn

đến sự thay đổi điện áp ra. Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số
và khác nhau về độ rộng của sườn dương hay hoặc là sườn âm.
 Nguyên lý của PWM:
Đây là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng ngắt nguồn
có tải và một cách có chu kì theo luật điều chỉnh thời gian đóng cắt.
Phần tử thực hiện nhiện vụ đó trong mạch các van bán dẫn.
Hình 2.2 dạng sóng PWM
Trên là mạch nguyên lý điều khiển tải bằng PWM và giản đồ xung của
chân điều khiển và dạng điện áp đầu ra khi •ung PWM.
[11]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Nguyên lý : Trong khoảng thời gian 0 – t
0
ta cho van G mở toàn bộ điện
áp nguồn U
d
được đưa ra tải. Còn trong khoảng thời gian t
0
– T cho van
G khóa, cắt nguồn cung cấp cho tải. Vì vậy với t
0
thay đổi từ 0 cho đến
T ta sẽ cung cấp toàn bộ , một phần hay khóa hoàn toàn điện áp cung
cấp cho tải.
+ Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải :
Gọi t
1
là thời gian xung ở sườn dương (khóa mở ) còn T là thời gian của
cả sườn âm và dương, Umax là điện áp nguồn cung cấp cho tải.
 U

d
= U
max
.( t
1
/T) (V)
hay U
d
= U
max
.
với D = t
1
/T là hệ số điều chỉnh và được tính bằng % tức là PWM
Như vậy ta nhìn trên hình đồ thị dạng điều chế xung thì ta có : Điện áp
trung bình trên tải sẽ là :
+ U
d
= 12.20% = 2.4V ( với D = 20%)
+ U
d
= 12.50% = 6V (Với D = 50%)
+ U
d
= 12.90% = 10.8V (Với D = 90%)
2.3. GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN:
2.3.1. Vi Điều Khiển PIC16F887:
 Đặc Tính:
Vi điều khiển (VĐK) PIC 16F887:
- Thuộc dòng VĐK 8 bit.

- 40 Pin.
- Bộ nhớ chương trình: 8kByte.
- EEPROM : 512Byte
- SRAM : 368Byte
- Có khả năng bảo vệ code đã lập trình.
- Tầm điện áp hoạt động : 2 – 5V
- Tần số hoạt động: 20MHz.
- Hỗ trợ cấu trúc nguồn công suất thấp.
- Ngoại vi
 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887:
[12]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Hình 2.3.1 sơ đồ chân PIC16F887
Vi điều khiển PIC16F887 loại 40 chân, trong đó các chân đều tích hợp nhiều
chức năng, chức năng của từng chân được khảo sát theo port.
 Chức năng là port I/O:
o PortA gồm các tín hiệu từ RA0 đến RA7.
o PortB gồm các tín hiệu từ RB0 đến RB7.
o PortC gồm các tín hiệu từ RC0 đến RC7.
o PortD gồm các tín hiệu từ RD0 đến RD7.
o PortE gồm các tín hiệu từ RE0 đến RE3.
 Chức năng tương tự là các ngõ vào bộ chuyển đổi ADC: có 14 kênh
o 14 kênh ngõ vào tương tự từ AN0 đến AN13.
o Hai ngõ vào nhận điện áp tham chiếu bên ngoài là Vref+ và Vref
 Chức năng tương tự là các ngõ vào bộ so sánh C1 và C2: có 2 bộ so sánh
o Có 4 ngõ vào nhận điện áp ngõ vào âm của 2 bộ so sánh là: C12IN0-,
C12IN1-, C12IN2-, C12IN3
o Có 2 ngõ vào nhận điện áp tương tự dương cho 2 bộ so sánh là:
C1IN+ và C2IN+.
o Có 2 ngõ ra của 2 bộ so sánh là: C1OUT và C2OUT.

o Có 1 ngõ vào nhận điện áp tham chiếu chuẩn cấp cho 2 bộ so sánh là:
CVREF.
 Chức năng dao động cấp xung cho CPU hoạt động:
o Có 2 ngõ vào nối với tụ thạch anh để tạo dao động là OSC1 và OSC2.
o Có 1 ngõ vào nhận tín hiệu dao động từ nguồn khác là CLKIN nếu
không •ung tụ thạch anh, có 1 ngõ ra cấp xung clock cho thiết bị
khác là CLKOUT.
[13]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
 Chức năng nhận xung ngoại của T0 và T1:
o Có 1 ngõ vào nhận xung ngoại cho timer/counter T0 có tên là
T0CKI.
o Có 1 ngõ vào nhận xung ngoại cho timer/counter T1 có tên là
T1CKI.
o Có 2 ngõ vào tạo dao động riêng cho Timer1 hoạt động độc lập có
tên là T1OSO và T1OSI.
 Chức năng truyền dữ liệu SPI:
o Có 1 ngõ vào nhận dữ liệu là SDI.
o Có 1 ngõ ra phát dữ liệu là SDO.
o Có 1 ngõ ra phát xung clock là SCK.
o Có 1 ngõ vào chọn chip khi hoạt động ở chế độ tớ là SS .
 Chức năng truyền dữ liệu I2C:
o Có 1 ngõ truyền/nhận dữ liệu là SDA.
o Có 1 ngõ ra phát xung clock là SCL.
 Chức năng truyền dữ liệu đồng bộ ESUART:
o Có 1 ngõ truyền/nhận dữ liệu là DT.
o Có 1 ngõ ra phát xung clock là CK.
 Chức năng truyền dữ liệu không đồng bộ ESUART:
o Có 1 ngõ nhận dữ liệu là RX.
o Có 1 ngõ phát dữ liệu là RX.

 Chức năng ngắt: Có 1 ngõ nhận tín hiệu ngắt cứng là INT.
 Chức năng CCP (capture, compare, pulse width modulation):
o Có 2 tín hiệu cho khối CCP là CCP1 và CCP2.
o Có 4 tín hiệu cho khối PWM là P1A, P1B, P1C, P1D.
 Chức năng nạp chương trình vào bộ nhớ flash:
o Có 1 tín hiệu để truyền dữ liệu là ICSPDAT.
o Có 1 tín hiệu để nhận xung clock là ICSPCLK.
o Có 1 tín hiệu để điều khiển nạp là PGM.
o Có 1 tín hiệu để nhận điện áp lập trình là VPP.
o Có 1 ngõ vào reset có tên là MCLR (master clear).
o Có 4 chân cấp nguồn: VDD cấp nguồn dương, VSS nối với 0V.
2.3.2. Transistor BC548
[14]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Hình 2.3.2 BC 548
Thông Số Ý Nghĩa Giá Trị
I
c(max)
(A)
Dòng điện cực đại tại cực C: Là dòng điện giới hạn của
transistor, vượt qua dòng giới hạn này Transistor sẽ bị
hỏng.
0,1
P
c(max)

(W)
Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán
một công xuất P = UCE . ICE nếu công xuất này vượt
quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị

hỏng.
0,625
U
ceo(max)

(V)
Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt
vào cực CE , vượt qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ
bị đánh thủng.
30
U
cbo(max)

(V)
Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt
vào cực CB , vượt qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ
bị đánh thủng.
30
H
fe
Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn
gấp bao nhiêu lần dòng IBE
110-
800
f
T
MHz
Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc
bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuyếch đại của
Transistor bị giảm .

300
[15]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Ghép đôi BC
558
Bảng 2.3.2: Thông Số transistor
2.3.3. IC 555
Hình 2.3.3a IC 555
 Thông số
+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555,
NE7555 )
+ Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V
+ Công suất tiêu thụ (max) 600mW
 Chức năng của 555
+ Tạo xung
+ Điều chế được độ rộng xung (PWM)
+ Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại)
 Sơ đồ nguyên lý
[16]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Hình 2.3.3b sơ đồ nguyên lý IC555
Nhìn trên hình trên ta thấy cấu trúc của 555 nó tương đương với hơn
20 transitor , 15 điện trở và 2 diode và còn phụ thuộc vào nhà sản xuất.
Trong mạch tương đương trên có : đầu vào kích thích , khối so sánh, khối
điều khiển chức năng hay công suất đầu ra.Một số đặc tính nữa của 555 là :
Điện áp cung cấp nằm giữa trong khoảng từ 3V đến 18V, dòng cung cấp từ
3 đến 6 mA.
Dòng điện ngưỡng xác định bằng giá trị lớn nhất của R + R . Để điện

áp 15V thì điện trở của R + R .phải là 20M. Tất cả các IC thời gian đều cần
1 tụ điện ngoài để tạo ra 1 thời gian đóng cắt của xung đầu ra. Nó là một
chu kì hữu hạn để cho tụ điện (C) nạp điện hay phòng điện thông qua một
điện trở R. Thời gian này được xác định thông qua điện trở R và tụ điện C.
2.3.4. Micro Điện Dung (condenser microphone):
 Thông Số:
Hình 2.3.4a micro điện dung
Directivity: Đa hướng.
[17]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
sensitivity (S) -44 ±2 dB f = 1KHz, 1Pa 0dB = 1V/Pa
operating voltage 3 V dc (standard), 10 V dc (max.)
output impedance (Zout) 2.2 KΩ f = 1KHz, 1Pa
operating frequency (f) 20 ~ 20,000 Hz
current consumption (IDSS) 0.5 mA max. Vs = 3.0 V dc RL = 2.2KΩ
signal to noise ratio (S/N) 60 dBA f = 1KHz, 1Pa A-weighted
operating temperature -20 ~ +70° C
storage temperature -20 ~ +70° C
dimensions ø9.7 x 4.5 mm
weight 0.80 g max.
 Nguyên lý hoạt động:
Hình 2.3.4.b nguyên lý của micro
Vận hành theo nguyên lý chuyển động của màng rung. Ở trạng thái bình
thường condenser microphone có một một bộ phận thu đa hướng. Một số lỗ
nhỏ được đục trên "đĩa hậu" để giúp làm điều này. Các lỗ nhỏ có tác dụng
làm chậm các âm thanh ở đằng sau màng rung, chờ các âm thanh ở đằng
trước, rồi sau đó lọc bỏ âm thanh ở đầu ra. Tần số được lọc phụ thuộc vào
kích cỡ và vị trí của các lỗ.Loại micro này có độ nhạy rất cao và bắt âm
thanh chính xác, thích hợp cho thu các dạng tín hiệu mềm như giọng hát,
guitar thùng, giọng nói Condenser microphone thường hơi bị rung tiếng ở

khoảng tần số từ 8 đến 12 kHz.
2.3.5. Động Cơ DC:
 Định nghĩa: Động cơ điện một chiều là máy điện chuyển đổi năng lượng điện
một chiều sang năng lượng cơ. Máy điện chuyển đổi từ năng lượng cơ sang
năng lượng điện là máy phát điện.
 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:
[18]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Gồm có 3 phần chính stator( phần cảm), rotor ( phần ứng), và phần chỉnh lưu
( chổi than và cổ góp).
- Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh
cửu, hay nam châm điện.
- Rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều.
- Bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển
động quay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này gồm có một bộ
cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.
Nguyên tắc hoạt động.

Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển
động quay của rotor.

Pha 2: Rotor tiếp tục quay

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor
cùng dấu, trở lại pha 1.
Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài, động
cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điện
động cảm ứng Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor
khi quay sẽ phát ra một điện áp gọi là sức phản điện động counter-EMF
(CEMF) hoặc sức điện độngđối kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài

đặt vào động cơ. Sức điện động này tương tự như sức điện động phát ra khi
động cơ được sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một điện trở tải
vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài).
[19]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
2.3.6. IC L298:
Hình 2.3.6 IC L298
 Pin 1,15: Chân so sánh.
 Pin 2,3: Ngõ ra khối cầu H1
 Pin 13,14: Ngõ ra khối cầu H2
 Pin 5,7: Ngõ vào khối cầu H1.
 Pin 10,12: Ngõ vào khối cầu H2
 Pin 4: Nguồn cung cấp cho IC
 Pin 9: Nguồn cung cấp cho tải động cơ.
 Pin 8: GND
 Pin 6,11: Chân cho phép hoạt động của cầu H1, H2.
Input Output
EA ,EB In1 In2 In3 In
4
Out1 Out2 Out3 Out4
0 x x x x 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 1 0 1 0 1 0 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bảng 2.3.6 Trạng thái ic L298
 Nguyên lí hoạt động:
 Out1, out2 và out3, out4: “00” thì động cơ ngừng quay.
 Out1, out2 và out3, out4: “01” thì động cơ quay thuận.
 Out1, out2 và out3, out4: “10” thì động cơ quay nghịch.

 Out1, out2 và out3, out4: “11” thì động cơ ngừng quay.
 Thông số kĩ thuật:
 Nguồn cung cấp: VS( 0~46V/4A); VCC (5V)
 Nhiệt độ hoạt động : -25 ~ 130
0
C.
2.3.7. Biến Áp:
 Định nghĩa:
[20]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Máy biến áp là thiết bị làm biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều
từ mức này sang mức khác.
Hình 2.3.7 biến áp
 Cấu tạo của máy biến áp:
Máy biến áp gồm hai cuộn dây được quấn trên cùng một lõi sắt từ.
Mỗi cuộn dây được quấn bởi nhiều vòng dây sát nhau nhưng cách
điện với nhau nhờ lớp chất cách điện bọc ngoài của mỗi sợi dây điện
dùng để quấn mỗi cuộn. Lõi sắt gồm nhiều lá mỏng ghép sát nhau để
giảm tối đa tác dụng của dòng điện Fu-cô (làm nóng lõi sắt gây ra hao
phí vô ích).
 Công thức tính toán:
2.3.8. IC Ổn Áp 78xx:
Là dòng ic dùng để ổn định điện áp ngõ ra . Tùy mã loại ic ta có các loại
như: 7805,7812,7815,
Hình 2.3.8. Sơ đồ khối của ic ổn áp
 Nguyên tắc ổn áp có hồi tiếp: Để nâng cao chất lượng ổn định , người ta
dùng bộ ổn áp bù tuyến (là ổn áp so sánh hay hồi tiếp)
 Nguyên tắc làm việc: Điện áp 1 chiều chưa ổn định đưa vào (U
r
) , điện

này đua qua phần tử điều khiển tại ngõ ra chúng ta sẽ đem điện pá đó về
[21]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
bộ so sánh để kiểm tra với nguồn chuẩn , và sẽ được thay đổi bởi phần tử
điều
2.3.9. Một số linh kiện khác:
- Thạch anh: tạo dao động tần số 20MHz ổn định cấp cho VĐK hoạt động.
Hình 2.3.9.a: Thạch anh.
- Điện trở: sử dụng điện trở vòng màu công suất bé có chức năng hạn
dòng.
Hình 2.3.9.b: Điện trở.
- Tụ Ceramic 104: 0.1µF dùng để tạo ổn định và giảm nhiễu cho IC555
Hình 2.3.9.c: Tụ Ceramic.
- Nút nhấn:
[22]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Hình 2.3.9.d: Nút nhấn.
- Led: dùng ánh sáng báo hiệu.
Hình 2.3.9.e: Led.
- Diode: bảo vệ chống dòng ngược cho Transistor.
Hình 2.3.9.f: Diode
- Biến trở cúc áo: điều chỉnh độ nhạy cho micro.
Hình 2.3.9.g: biển trở cúc áo
- Tụ hóa: dùng giảm nhiễu cho IC
[23]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
Hình 2.3.9.h: Tụ Hóa
[24]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY
CHƯƠNG III. CÁC KHỐI TRONG ĐỒ ÁN

3.1. SƠ ĐỒ KHỐI:
3.2. CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI:
 Khối nguồn: Cung cấp nguồn +5V cho các khối và nguồn +12V cung
cấp cho việc chạy động cơ.
 Khối điều khiển: là mạch điều khiển chính của mạch,có chức năng xử lí
tín hiệu từ cảm biến âm thanh, sau đó đưa tín hiệu đến IC L298 điều
khiển đến động cơ và các Led.
 Khối đáp ứng: kết quả ra cuối cùng là động cơ hoạt động theo sự điều
khiển của khối điều khiển.
[25]