tiểu luận khóa cửa số điện tử và điều khiẻn cửa bằng tia hồng ngoại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG TRUNG HỌC KỸ THUẬT THỰC HÀNH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ
oOo
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
ĐỀ TÀI:
KHÓA CỬA SỐ ĐIỆN TỬ VÀ ĐIỀU KHIỂN CỬA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI
Sinh viên thực hiện : Lê Hữu Nhật Nam
Võ Văn Nga
Lớp 12Đ01 (12KĐĐ)
Giáo viên hướng dẫn: Trần Thị Quỳnh Như
THÁNG 1/2014
MỤC

LỤC
Trang
LỜI

NÓI

ĐẦU
………………………………………………………… 3
LỜI

CẢM

ƠN
…………………………………………………… ………4
NHẬN

XÉT

CỦA

GIÁO

VIÊN VÀ GIÁO VIÊN PHẢN DIỆN
……….7,8
CHƯƠNG

I:

GIỚI

THIỆU

VỀ

MỘT

VÀI

LINH

KIỆN

ĐƯỢC

SỬ

DỤNG
TRONG

MẠCH
Điện trở………………………………………………………………… 9
Tụ điện……………………………………………………………………7
Tranzitor………………………………………………………….……….8
Diode_Led, led hồng ngoại và mắt thu………………………….……… 9
IC PT 2248, PT 2249, Nút nhấn …………………………………………13
Thạch anh……………………………………………………….………15
CHƯƠNG

II:

SƠ

ĐỒ

KHỐI

VÀ

NHIỆM

VỤ

CÁC

KHỐI

CHÍNH…… 16
Sơ đồ khối phát hồng ngoại……………………………………….…….16
. Sơ đố khối thu hồng ngoại………………………………………… … 16
CHƯƠNG

III:

SƠ

ĐỒ

NGUYÊN

LÝ

VÀ

NGUYÊN

LÝ

HOẠT

ĐỘNG…18
CHƯƠNG IV: LÝ THUYẾT DIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI…22
LỜI

NÓI

ĐẦU
-o0o-
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến
của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn.
Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc
điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố rất
cần

thiết

góp

phần

cho

hoạt

động

của

con

người

đạt

hiệu

quả

ngày

càng

cao
hơn.
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp
ứng được những đòi hỏi không ngừng

của các

ngành,

lĩnh vực khác nhau cho
đến

nhu

cầu

thiết

yếu

của

con

người

trong

cuộc

sống

hàng

ngày.

Một

trong
những

ứng

dụng

của

rất

quan

trọng

của

ngành

công

nghệ

điện

tử

là

kỹ

thuật
điều khiển từ xa bằng hồng ngoại. Sử dụng hồng ngoại được ứng dụng rất nhiều
trong công nghiệp và các lĩnh vực khác trong cuộc sống với những thiết bị điều
khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế thật cao .
Xuất phát từ những

ứng dụng đó,

chúng

em đã thiết kế

và thi công một
mạch

ứng

dụng

nhỏ

trong

thu

phát

hồng

ngoại

:

“MẠCH

ĐIỀU KHIỂN CỬA ĐÓNG
MỞ VÀ Ổ KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ ”. Vì thời gian, tài liệu và trình độ còn hạn chế nên
việc thực hiện đồ án còn nhiều thiếu sót … Kính mong nhận được sự chỉ dẫn và
góp ý tận tình của tất cả quý thầy cô cùng các bạn.
LỜI

CẢM

ƠN
-o0o-

Để đề tài được hoàn thành theo đúng thời gian yêu cầu của nhà trường cũng như của
khoa và đạt được kết quả trên không chỉ là sự nỗ lực của bản thân chúng em mà còn
có sự giúp đỡ của gia đình, sự chỉ bảo của thầy cô giáo và các bạn sinh viên.
Em xin chân thành cảm ơn :
• Sự chỉ dẫn và góp ý của cô Trần Thị Quỳnh Như Cám ơn thầy đã nhiệt tình
cung cấp thông tin hướng dẫn và hỗ trợ em kiểm tra, khắc phục một số thông tin chưa
chính xác.
• Xin cảm ơn các bạn sinh viên trong lớp đã giúp đỡ chúng tôi rất nhiều mặt như
phương tiện, sách vở, ý kiến . . .
Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù em đã rất cố gắng, xong sẽ không tránh
khỏi thiếu xót. Rất mong nhận được sự góp ý, phê bình, chỉ dẫn của quý thầy cô, các
bạn sinh viên và bạn đọc.
Bộ giáo dục và đào tạo
Trường Đại Học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí
Minh
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
Họ và tên sinh viên: Lê Hữu Nhật Nam
Võ Văn Nga
Lớp : 12Đ01
Ngành: Điện - Điện Tử
1. Tên đề tài:
KHÓA CỬA SỐ ĐIỆN TỬ VÀ ĐIỀU KHIỂN CỬA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI
2. Các số liệu ban đầu:
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
3. Nội dung các phần thuyết minh tính toán
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
4. Các bản vẽ:
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………
5. Giáo viên hướng dẫn: Trần Thị Quỳnh Như
Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn
Ngày ….tháng….năm 2014
Chủ nhiệm bộ môn
Trần Thị Quỳnh Như
BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Lê Hữu Nhật Nam
Võ Văn Nga
Lớp: 12D901 (12KĐĐ)
Cán bộ hướng dẫn: Trần Thị Quỳnh Như
Tên đề tài:
KHÓA CỬA SỐ ĐIỆN TỬ VÀ ĐIỀU KHIỂN CỬA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI
Nội dung luận văn:
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:
……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Cán bộ hướng dẫn
Trần Thị Quỳnh Như
BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN CỦA CÁN BỘ PHẢN DIỆN
Họ và tên sinh viên: Lê Hữu Nhật Nam
Võ Văn Nga
Lớp: 12Đ01 (12KĐĐ)
Tên đề tài:
KHÓA CỬA SỐ ĐIỆN TỬ VÀ ĐIỀU KHIỂN CỬA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI
Nội dung luận văn:
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Nhận xét của cán bộ phản diện:

……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Cán bộ phản diện
CHƯƠNG

I:

GIỚI

THIỆU

VỀ

MỘT

VÀI

LINH

KIỆN

ĐƯỢC
SỬ

DỤNG

TRONG

MẠCH
1.1Điện

trở
- Điện trở là một linh kiện có tính cản trở dòng điện và làm một số chức năng
khác tùy vào vị trí điện trở trong mạch điện.
- Cấu tạo: điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất cao như làm
bằng

than,

magie

kim

loại Ni-O2, oxit

kim

loại,

dây

quấn.

Để biểu

thị

giá

trị
điện trở. Người ta dung các vòng màu để biểu thị giá trị điện trở.
- Ký hiệu:
- Hình dạng thực tế:
Hình 1.1 điện trở
- Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu: Giá trị điện trở thường được thể hiện qua
các vạch màu trên thân điện trở, mỗi màu đại diện cho một số. Màu đen: số 0,
màu nâu: số 1, màu đỏ: số 2, màu cam: số 3, màu vàng: số 4, màu lục: số 5, màu
lam số 6, màu tím số 7, màu xám: số 8, màu trắng: số 9.
- Nhìn trên thân điện trở, tìm

bên có vạch màu nằm sát ngoài cùng nhất, vạch
màu đó và vạch màu thứ hai, kế nó được dùng để xác định trị số của màu
- Vạch thứ ba là vạch để xác định nhân tử
lũy

thừa:

10
(giá

trị

của

màu)

.

Giá

trị

của

điện
trở được tính bằng cách lấy

trị số

nhân



v

ới
nhân tử lũy
thừa
Giá

trị

điện

trở

=

trị

số

x

nhân

tử

lũy
thừa) hình 1.2 vòng màu điện trở
- Phần cuối cùng: (không cần quan tâm nhiều)làvạch màu nằm tách biệt với ba
vạch màu trước, thường có màu hoàng kim hoặc màu bạc, dùng để xác định sai
số của giá trị điện trở, hoàng kim là 5%, bạc là 10%.
1.2.Tụ

điện
-Tụ điện là linh kiện có khả năng tích điện. Tụ điện cách điện với dòng điện một
chiều và cho dòng điện xoay chiều truyền qua.
-Tụ điện được chia làm hai loại chính: loại không phân cực và loại có phân cực.

-Loại có phân cực thường có giá trị lớn hơn loại không phân cực, trên hai chân
của loại phân cực có phân biệt chân nối âm,

nối dương

rõ

ràng,

khi gắn tụ có
phân cực vào mạch điện, nếu gắn ngược chiều âm dương, tụ phân cực có thể bị
hư và hoạt động sai. Ngoài ra người ta còn gọi tên tụ điện theo vật liệu làm tụ,
ví dụ: tụ gốm, tụ giấy, tụ hóa
-Hình dạng: tụ điện có khá nhiều hình dạng khác nhau.
Kí

hiệu:
được kí hiệu là C
Hình

1.4

tụ

điện
Biểu

tượng

trên

mạch

điện:
Đơn

vị

của

tụ

điện
- Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người ta
thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như
+ P(Pico Fara) 1 Pico = 1/1000.000.000.000 Fara (viết gọn là 1pF)
+ N(Nano Fara) 1 Nano = 1/1000.000.000 Fara (viết gọn là 1nF)
+ MicroFarra 1 Micro = 1/1000.000 Fara (viết gọn là 1µF)
=> 1µF = 1000nF = 1.000.000 Pf
Cách

đọc

giá

trị

của

tụ

điện:
- Đọc trực tiếp trên thân điện trở, ví dụ 100µF (100 micro Fara)
Nếu là số dạng 103J, 223K, 471J vv thì đơn vị là pico, hai số đầu giữ nguyên ,
số thứ 3 tương ứng số lượng số 0 thêm vào sau( chữ J hoặc K ở cuối kà ký hiệu
cho sai số).
-Ví dụ 1:103J sẽ là 10000 pF (thêm vào 3 số 0 sau số 10) = 10 nF.
- Ví dụ 2: 471K sẽ là 470 pF (thêm 1 số 0 vào sau 47)
Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, điện áp ghi trên tụ chính là
điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được, vượt qua giá trị này thì tụ điện có thể bị
hư hỏng hoặc bị cháy nổ.
1.3.

Tranzitor
Kí hiệu :

Cấu tạo: bởi 2

tiếp xúc P-N

ghép

liên tiếp gồm

các vùng bán dẫn

loại P

và N
xếp xen kẽ nhau, vùng giữa có tính chất dẫn điện khác với 2 vùng lân cận và có

bề rộng rất mỏng khoảng 10A
0

m đủ nhỏ để tạo lên tiếp xúc P-N gần nhau. Nếu
vùng giữa là

N

ta có

transistor PNP,

ngược lại nếu vùng giữa là

vùng P

ta có
transistor NPN.
1.4.

Diode_Led,

Led

hồng

ngoại

và

mắt

thu
-

Diode

thường
Hình 1.6 cấu tạo diode
- Photodiode :
Ánh

sáng

hồng

ngoại

(tia

hồng
ngoại)

được

phát

ra

từ

Led

là

ánh
sáng không thể nhìn thấy được bằng
mắt thường, có bước sóng khoảng từ
0.86µm đến 0.98µm. Tia hồng ngoại
có

vận

tốc

truyền

bằng

vận

tốc

ánh
sáng
1.5. IC CD4017
1.6. Nút nhấn

1.7. IC PT 2248
Chức năng các chân IC

1.8. IC PT 2249
1.9. Thạch anh
Là linh kiện tạo ra xung để
các linh kiện khác hoạt động
CHƯƠNG

II:

SƠ

ĐỒ

KHỐI

VÀ

NHIỆM

VỤ

CÁC

KHỐI

CHÍNH
2. 1. Sơ đồ khối phát hồng ngoại
2.2. Sơ đố khối thu hồng ngoại
CHƯƠNG

III:

SƠ

ĐỒ

NGUYÊN

LÝ

VÀ

NGUYÊN

LÝ

HOẠT

ĐỘNG
3. 1. Khôi phát tín hiệu hồng ngoại
Sơ đồ mạch in
3.2. Khối thu tín hiệu hồng ngoại
3.3. Khối ổ khóa số
Nguyên lý hoạt đông:
Mạch này lợi dụng chức năng dịch 1 bit của IC khi mới cấp nuồn điện vào. IC được mặc định là
Q0 là mức 1, khi ta nhấn mật mã là 24081998 thì nó sẽ truyền mức áp logic = 1 từ Q0 dến Q9 thì
nó kích cho cặp Dalington Q2 – Q3 dẫn điện đóng relay.
Ngõ ra của mạch có thể là van solenoid khí nén mở cửa, motor mở cửa thậm chí là công tắc điện
cho xe máy
Sơ đồ mạch in mạch thu va khóa số

CHƯƠNG IV: LÝ THUYẾT DIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI
4.1. Khái niệm về tia hồng ngoại
Ánh sáng hồng ngoại ( tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy bằng mắt thường, có bước
sóng từ 0,8m đến 0,9m, tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng.
Ưu điểm:
Tia hồng ngoại có thể truyền đi nhiều kênh tính hiệu. Nó ứng dụng nhiều trong các ngành công
nghiệp. lượng thông tin có thể truyền đạt được 3Mbit/s… trong kỹ thuật truyền thông tin dữ liệu
bằng sợi quang dẫn mà không cần bất cứ bộ khuếch đại giũa chừng nào, người ta có thể truyền một
lúc 15000 điện thoại hay 12 kênh truyền hình qua 1 sợi tơ quang có đường kính 0,13mm với
khoảng cách 10km đến 20km. Lượng thông tin truyền đi bằng tia hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so
với sóng điên từ mà người ta hay dùng.
Nhược điểm: Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấy kém. Trong diều khiển từ xa bằng
chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó phải phát đúng hướng!
4.2. Nguồn phát sáng hồng ngoại và phổ của nó:
Các nguồn sáng nhân tạo thường chứa nhiều sống hồng ngoại. Hình dưới cho ta quang phổ của các
nuồn sáng này:
Phổ của mắt người và phototransistoer (PT) cũn được trình bày để so sánh. Dne29 thủy ngân gần
như khôn phát tia hồn ngoại. Phổ của đèn huỳnh quang bao gồm các đặc tính của các loại khác.
Phổ của transistor khá rộng. Nó không nhạy trong vùng có ánh sáng thấy được, nhưng nó cực đại
ở đỉnh phổ của LED hồng ngoại.
Đòi sống của led hồng ngoại dài đến 100000 giờ ( 11 năm), LED hồng ngoại không phát sáng cho
lợi điểm trong các thiết bị kiểm soát vì không gây sự chú ý.