đồ án kỹ thuật điện điện tử Mạch chống trộm sử dụng ánh sáng hồng ngoại
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (519.38 KB, 29 trang )
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
!"!# $%
!&'
()*+,
-)./012
3)43 5,36( !&'
7)872%!93!:,$!;<012 !&'=
># =
-)./012!# =
3)43 5,!# ?
7)872%@A!&B;<36(!# ?
C1( $%D
()*+,D
D
-)EF!21@A%FGH0I12! $%J
3)./012@A3+3!K%;<36(01(L
7)K%;<36(01(L
> !"M3393
>17N
()*+,
-)43!FG:@10)(,ON36(717N
3)P17NO+!QF(%RN7SC
7)T%7#%36(717NC
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 1
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
>>&(;!1&0UV%393
()EF!21
-)./39331!&(;!1&
3)+33+3,W3@A3: $0A,@336(!&(;!1&
)+3,W3
): $0A,@3=
C$!;<0QF(!&X%;"7#%!&1% Y!A=
CZ=
CCZP!FO+![%%12>L
*+,@Y\([%%12>L
*]^_`a>
%FGH0I12! $%36(,23!FO+![%%12>
%FGH0I12! $%36(,23O+![%%12>
>%FGH0I12! $%36(,23!FMF>C
>:!:,233<%!&$,>=
>*<O+!>?
>>*<!F>?
>C1(O+!MF>?
Ub%*c>D
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 2
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
Hưng yên, ngày … tháng … năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 3
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
Ngày nay,sự phát trển mạnh mẽ của khoa học công nghệ,cuộc sống của
con người có những thay đổi ngày càng tốt hơn với nhưng trang thiết bị hiện đại
phục vụ công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước .Để có được thành
công đó phải kể đến thành tựu của ngành kĩ thuật điện, được phát triển mạnh dựa
trên những tiến bộ của ngành vật liệu điện tử và máy tính điện tử.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế chúng
em sau một thời gian học tập được các thầy cô giáo trong khoa giảng dạy về các
kiến thức chuyên ngành được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Đặng Văn Khanh
chúng em đã thiết kế đựơc “ m+ch ch,ng tr.m sử dụng ánh sáng hồng ngo+i”
Trong thực tế, nhu cầu sử dụng các sản phẩm tự động của con người ngày
càng lớn. Các thiết bị trong gia đình cần phải được bảo vệ. Với mạch điều
khiển thu phát bằng ánh sáng hồng ngoại,chung ta có thể biết được khi trộm lại
gần đồ vật của chúng ta
Cùng với sự nỗ lực của bản thân nhưng do thời gian kiến thức và kinh
nghiệm còn có hạn nên sẽ không tránh khỏi những thiếu xót .Chúng em rất
mong được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các bạn nhằm đóng
góp và phát triển thêm đề tài.
HưngYên, ngày 20 tháng 03 năm2010
Nhóm sinh viên thực hiện:
Đỗ Thanh Tùng
Vũ Hữu Tuyến
Lê Hoàng Việt
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 4
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
!"
#$#$%&'(%)&*%)&+,+'-*.&/
#$#$#$%)&+01
234'5%&%)6
Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và điện
tử,chúng có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp để thực hiện chức năng tuỳ
theo vị trí của điện trở trong mạch.
Ký hiệu: R
Biểu thức xác định:
I
U
R
=
Đơn vị tính:
Ω
(Ohm)
738'9&:;<%
Có 5 loại điện trở chính:
• Điện trở than ép.
• Điện trở than.
• Điện trở màng kim koại.
• Điện trở oxit kim loại.
• Điện trở dây quấn.
=3>=*%?6=@2*%)&+01
- Điện trở làm việc phụ thuộc vào nhiệt độ của nó, do đó trị số thay đổi khi
có dòng chảy qua do có hiện tượng biến đổi năng lượng điện thành năng lượng
nhiệt trên thân điện trở.
- Giá trị điện trở còn thay đổi theo thời gian hay trong những điều kiện đặc
biệt theo tần số tín hiệu xoay chiều tác động lên nó.
- Khi có hai hay nhiều điện trở R1, R2, , Rn mắc nối tiếp nhau thì giá trị
điện trở tổng cộng bằng tổng các điện trở riêng rẽ:
RnRRR
+++=
21
Khi đó: I=I
1
=I
2
= =I
n
U=U
1
+U
2
+ +U
n
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 5
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
- Khi mắc hai hay nhiều điện trở R1,R2, , Rn song song thì điện trở
tương đương của chúng được tính bởi:
RnRRR
1
2
1
1
11
+++=
Khi đó: U=U
1
=U
2
= =U
n
I=I
1
+I
2
+ +I
n
A3B&'A<&/+'C=+D6.+EF:;<%*%)&+01
1 0 5 W
6 , 8 1 0 W
Điện trở thường
Điện trở công
suất
Điện trở công
suất
Biến trở
Hình 1.1: Một số loại điện trở thông dụng
1.1.2.Tụ điện
234'5%&%)6
Tụ điện là một loại linh kiện thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các
mạch điện tử, có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng từ trường.
Kí hiệu là C
Biểu thức xác định: Z
=
=
Cfj .2.
1
Π
=
Xcj.
1
Đơn vị tính: Fara (F).
738'9&:;<%+-*%)&
Có rất nhiều phương pháp phân loại, ở đây ta phân loại dựa trên cơ sở chất
chế tạo bên trong tụ diện thì có các loại sau :
- Nhóm tụ mica, tụ selen, tụ cemamic nhóm này làm việc ở khu vực tần số
cao tần.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 6
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
- Nhóm tụ sứ, sành.giấy dầu: nhóm này hoạt động ở khu vực tần số trung
bình.
- Tụ hóa làm việc ở khu vực tần số thấp.
=3>=*%?6+-*%)&
- Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua,
ngăn dòng một chiều.
- Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ.
- Đơn vị đo điện dung của tụ ở mạch: pF(picro Fara),nF(nano Fara),
(micro Fara). điện tử gồm
- Khi sử dụng tụ phải quan tâm đến hai thông số :
Điện dung: Cho biết khả năng chứa điên của tụ.
Điện áp: cho biết khả năng chịu đựng của tụ.
- Ghép nối tiếp: Các tụ C1, C2, , Cn ghép nối tiếp thì điện dung tương
đương C của bộ tụ có giá trị xác định bởi :
n
CCCC
1
111
21
+++=
- Ghép tụ song song: Các tụ C1, C2, , Cn ghép song song thì điện dung
tương đương C của bộ tụ được xác định bởi:
n
CCCC
+++=
21
- Ghép tụ hóa nối tiếp thì dương tụ này vào âm tụ kia, song song thì nối
cùng cực.
A3B&'A<&/GH+0IEF=@2+-*%)&
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 7
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
Hình 1.2 : Một số loại tụ điện hay gặp
#$#$J$;2*%)&*.&/
234'5%&%)6
Loa điện động là một thiết bị có thể biến đổi tín hiệu điện thành chuyển
động cơ học để tái tạo âm thanh nằm trong dải tần số từ 16Hz đến 20.000Hz mà
con người nghe được.
Hình 1.3 : Mô phỏng sơ đồ mạch điện và cấu tạo loa tĩnh điện
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 8
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
1 0 4
H.1
2 0 3
2 5
H.2
. 0 1
5 0
H.3
1 5 0 0
1 , 5 K V
H.4
C = 10.10
4
pF =
0,1
µ
F
C = 20.10
3
pF = 20
nF
U = 25V
C = 0,01
µ
F
U = 50V
C = 1500 pF
U = 1,5KV
100µF 50V
H.5
10µF 16V
H.6
1 0 0 0 µ F 2 5 V
H.7
C = 100
µ
F
U = 50V
C = 10
µ
F
U = 16V
C = 1000
µ
F
U = 25V
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
73KL+<;GH&/LMN&:O';<+*.&/
Loa điện động hoạt động dựa trên nguyên tắc một cuộn dây đặt trong một từ
trường mạnh của nam châm. Khi có dòng điện âm tần chạy qua, cuộn dây sẽ dao
động. Do cuộn dây được nối với màng loa nên các dao động này được truyền ra
không khí, tác động vào người nghe.
Dù thuộc thể loại nào thì loa cũng phải có một bộ phận quan trọng gọi là
6H&/0L&/ (hoặc màng loa). Màng rung là nơi âm thanh được phát ra để đến với
tai người nghe. Tuỳ từng loại loa khác nhau mà nguyên lý làm rung màng rung là
khác nhau.
Đa số các loa màng rung được gắn với một cuộn dây, cuộn dây này được định
vị trong khe hẹp có từ trường mạnh được sinh ra giữa hai cực của một nam châm
vĩnh cửu. Khi cho dòng điện tín hiệu đi qua cuộn dây thì cuộn dây xuất hiện lực
từ làm rung nó, sự rung động của cuộn dây sẽ làm chuyển động màng loa.
Do hạn chế riêng về cấu tạo, mỗi loại loa điện động theo nguyên lý sử dụng
nam châm điện vĩnh cửu thường chỉ phát được âm thanh tốt nhất ở một dải tần
nhất định nào đó mà không thể phát toàn dải âm nghe được (16 Hz đến 20.000
Hz).
• Ở dải tần thấp, âm thanh cần có biên độ lớn để tai người cảm nhận được,
màng loa phải có cấu tạo kích thước rộng, các cuộn dây có biên động giao
động lớn trong khe từ.
• Ở dải tần cao, để đáp ứng sự giao động nhanh và liên tục, màng loa phải
đủ nhỏ, mềm để không cản trở.
• Ở dải tần trung bình hoặc từng dải tần nhất định, màng loa cần được tính
toán để phù hợp nhất với tần số phát thiết kế.
Như vậy, để có thể truyền tải âm thanh ở đủ mọi dải tần nghe được, một bộ
loa cần sử dụng nhiều loa với đường kính và cấu tạo khác nhau (thông thường
một thùng loa có chất lượng tốt thường bao gồm bốn đến năm loa, trong đó: một
loa trầm, hai loa trung và một đến hai loa phát tần số cao)
Các bộ phận khác rất khác nhau tùy thuộc vào từng loại loa, sẽ được trình bày tại
từng loại loa riêng biệt.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 9
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
=38'9&:;<%GH=5=+'P&/EF=@2:;2
-8'9&:;<%
+ ;2&Q&
Loa nén hay còn gọi là loa nón là loại loa dùng để trang âm cho một vùng
rộng lớn.
Loa nén có hệ thống cộng hưởng âm thanh qua 3 lần trước khi phát ra
ngoài. Tại vị trí màng rung được thiết kế buồng khép kín chỉ có một đoạn ống
hình loe ra phía ngoài kéo dài một đoạn, cuối đoạn ống có một đoạn ống cũng
hình loe được úp ngược lại và cuối cùng đoạn loe khép ngược là một vách loa
cuối cùng loe rộng ra ngoài như ta thường thấy.
Loa nén thường được sử dụng nhiều nhất trong việc truyền thông tin đại
chúng (như các đài phát thanh phường, xã), dùng trong các xe cứu thương, cảnh
sát, dùng cầm tay hoặc trang bị trên các xe mô tô cảnh sát.
R;2+'P&/A-&/
Loa thông dụng là các loa dùng phát âm thanh thuộc thể loại âm nhạc.
Chúng gồm nhiều thể loại phục vụ riêng cho từng dải tần số khác nhau.
Loa thông dụng thường có các loại màng loa có hình dạng và kích thước khác
nhau cho các dải tần số phát khác nhau. Màng loa có đường kính lớn thường cho
loa trầm và siêu trầm (bass), các màng loa đường kính trung bình cho dải tần số
mức trung bình và các màng loa nhỏ cho các loa có tần số cao (loa treble).
A3'P&/EF=@2:;2
Loa điện động thường có các thông số cơ bản sau:
• Điện trở loa: Thường ký hiệu bằng ôm (Ω) xác định bằng điện trở của loa
khi đo ở tần số 1 Khz.
• Công suất danh định: Công suất điện, tính bằng VA hoặc W.
• Dải tần tái tạo.
• Trở kháng loa.
• Hệ số sóng hài
• Áp lực âm tiêu chuẩn trung bình
+Rơle cực tiểu.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 10
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
+Rơle cực đại-cực tiểu.
+Rơle so lệch.
+Rơle định hướng.
#$S$%&'(%)&*%)&+,+T='=C=
#$S$#$%;AU
Hình 1.5 : Hình dạng một số diode trong thực tế
234'5%&%)6
Diode bán dẫn có cấu tạo là một chuyển tiếp p-n với hai điện cực nối ra, cực
nối ra từ miền p gọi là Anôt (A), cực nối ra từ miền n gọi là katôt (K).
Kí hiệu:
Khi diode có điện thế Anôt dương hơn so với Katôt, ta nói diode được phân
cực thuận, diode dẫn điện.
Ngược lại, khi diode có điện thế Anôt âm hơn so Katôt thì diode bị phân cực
ngược, diode không có dòng điện đi qua.
73>=+LMD&G;:326VU=@2A%;AU
Nối tiếp diode bán dẫn với một nguồn điện áp ngoài qua một điện trở hạn
dòng theo sơ đồ sau: (diode được phân cực thuận)
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 11
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
Thay đổi điện áp ngoài và đo dòng điện qua diode ta thu được đặc tuyến Von-
Ampe của diode bán dẫn như sau:
Hình 1.6 : Đặc tuyến Von-Ampe của diode bán dẫn.
Đặc tuyến Von-Ampe của diode được chia làm 3 vùng:
• Vùng 1: Ứng với trường hợp phân cực thuận, điện áp nhỏ, dòng điện lớn,
điện trở nhỏ (
Ω
).
• Vùng 2: Diode phân cực ngược ( khoá), điện áp vài chục đến vài trăm vol,
dòng điện nhỏ và điện trở lớn (K
Ω
).
• Vùng 3: Vùng đánh thủng, dòng điện tăng đột ngột, điện áp hầu như
không tăng. Nguyên nhân do nhiệt độ quá cao hoặc điện áp ngược quá lớn
dẫn đến diode mất tính chất van dẫn điện theo hai chiều.
Các tham số giới hạn của diode :
• Điện áp ngược cực đại để diode còn thể hiện tính chất van (chưa bị đánh
thủng): U
maxngc
( thường giá trị U
maxngc
chọn khoảng 80% giá trị điện áp
đánh thủng U
dt
.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 12
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
• Dòng điện cho phép cực đại qua van lúc mở: I
Acf
• Công suất tiêu hao cực đại cho phép trên van để chưa bị hỏng vì nhiệt: P
Acf
• Tần số giới hạn của điện áp (dòng điện) đặt lên van để nó còn có tính chất
van: f
max
.
=3%;AUV'5+WL2&/XUAY
Hình 1.6: Hình dạng diode phát quang
Khi một diode được phân cực thuận, các điện tử từ bán dẫn loại n sang lấp
đầy lỗ trống trong bán dẫn loại p tạo ra dòng điện thuận. Đối với diode bình
thường chế tạo từ Ge và Si thì sự tái hợp giữa điện tử và lỗ trống tạo ra năng
lượng dưới dạng nhiệt.
Diode phát quang (LED) là loại diode dùng các chất bán dẫn đặc biệt như
Ga,As. Với các chất này sự tái hộ điện tử và lỗ trống sẽ tạo ra ánh sáng.
Tuỳ theo chất bán dẫn mà LED phát ra ánh sáng có màu khác nhau như vàng,
xanh lá, đỏ, Điện áp ngưỡng của LED: Vz=1,7
÷
2,2V. Dòng điện: ID = 5mA
÷
20mA.
LED dùng trong các mạch chỉ thị, cho biết trạng thái của mạch như báo
nguồn, báo mức logic, báo âm lượng,
A3Z&/A-&/=@2A%;AU
Dode được ứng dụng nhiều trong các mạch điện tử :
• Dùng để chỉnh lưu, ổn định điện áp.
• Dùng hạn biến tín hiệu tránh được nhiễu.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 13
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
• Dùng để tách sóng tín hiệu ra khỏi sóng mang cao tần.
• Dùng để chọn cộng hưởng đài.
#$S$S$02&E%+;0:[\&/=C=
Hình 1.7 : Một số loại Transitor
23KL+<;
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau, hình thành hai lớp tiếp giáp
p-n nằm ngược chiều nhau, vì thế Transistor giống như hai Diode nối ngược
chiều nhau (Diode BE và Diode BC).Nếu 2 diode có chung nhau vùng bán dẫn
loại p thì ta có Trasistor nghịch NPN, nếu chúng có chung nhau vùng bán dẫn
loại n thì ta có Trasistor thuận PNP.
Ba vùng bán dẫn được nối ra ba chân gọi là ba cực :
- Cực nối với vùng bán dẫn chung được gọi là cực gốc (Base) viết tắt là B.
Vùng này rất mỏng (10A
o
m) và nồng độ tạp chất rất thấp.
- Hai cực nối với hai vùng bán dẫn ở hai bìa là cực phát Emitter (E) và cực
thu (còn gọi là cực góp) Collector (C). Hai vùng này có cùng loại bán dẫn
nhưng có nồng độ tạp chất khác nhau nên không thể hoán vị cho nhau.
Vùng E có nồng độ tạp chất rất cao còn vùng C có nồng độ tạp chất lớn hơn
vùng B nhưng nhỏ hơn vùng E.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 14
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
B&'#$]KL+<;=@202&E%+;0
738'9&=C==';+02&E%+;0
Muốn BJT làm việc như một phần tử tích cực thì phải đưa tới các cực
của Transistor các mức điện áp một chiều có giá trị khác nhau gọi là phân cực.
Quá trình phân cực phải thoả mãn các điều kiện sau :
• Chuyển tiếp Emitter-Base luôn phân cực thuận.
• Chuyển tiếp Collector-Base luôn phân cực ngược.
Nếu gọi U
E
, U
B
, U
C
lần lượt là điện thế của các cực Emitter, Base,
Collector, căn cứ vào điều kiện phân cực thì giữa các điện thế này phải thoả mãn
điều kiện:
U
E
< U
B
< U
C
Các phương pháp phân cực cho Transistor :
• Phân cực theo kiểu định dòng
• Phân cực theo kiểu điện áp phản hồi
• Phân cực theo kiểu tự phân cực
=35==5='6^=GH='D*.:H6G%)==@2+02&E%+;0
35='6^=
Tuỳ theo việc chọn cực nào làm điểm chung – tức là điểm có điện thế
0V về xoay chiều cho cổng vào và cổng ra sẽ có 3 kiểu mắc Trasistor trong
mạch:
- Kiểu base chung (BC): I
E
là dòng vào, I
C
là dòng ra, U
EB
là điện áp vào,
U
EC
là điện áp ra
- Kiểu emitter chung (EC): I
B
là dòng điện vào, U
BE
là điện áp vào, I
C
là
dòng điện ra, U
CE
là điện áp ra.
- Kiểu collector chung (CC): I
B
là dòng điện vào, I
E
là dòng điện ra, U
BC
là
điện áp vào, U
EC
là điện áp ra.
Quan hệ giữa dòng điện và điện áp lối vào và ra cho ta các đường đặc
tuyến Vol-Ampe của Transistor.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 15
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
3'D*.:H6G%)=
Transistor có cấu tạo như 2 diode (D
BE
và D
BC
) mắc ngược nhau nên
transistor có 4 chế độ làm việc khác nhau:
- Chế độ khuếch đại khi D
BE
phân cực thuận (mở), D
BC
phân cực ngược
(khoá).
- Chế độ khuếch đại đảo khi D
BE
khoá và D
BC
mở.
- Chế độ bão hoà khi cả hai diode đều mở.
- Chế độ cắt dòng khi cả hai diode đều khoá.
Chế độ khuếch đại là điển hình nhất khi sử dụng BJT như một phần tử
tuyến tính để khuếch đại tín hiệu xoay chiều trong khi chế độ bão hoà và cắt
dòng là hai trường hợp giới hạn, BJT làm việc như một khoá điện tử với hai trạng
thái phân biệt: dòng nhỏ, áp lớn thì cắt dòng còn khi dòng lón, áp nhỏ thì bão
hoà.
Ở chế độ khuếch đại yêu cầu cơ bản nhất là diode D
BE
phải mở với điện
áp rơi trên nó là 0,7V (Si) hay 0,3V (Ge), diode D
BC
phải khoá.
#$J$.+EF:%&'(%)&WL2&+0_&/E,A-&/+0;&/*`+H%
#$J$#$abbb
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 16
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
Hình 1.9 : Hình dạng thực tế và sơ đồ chan IC NE555
a-Cấu tạo:
IC NE555 N gồm có 8 chân.
-Chân số 1(GND): cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC
- Chân số 2(TRIGGER): ngõ vào của 1 tần so áp.mạch so áp dùng các
transistor PNP. Mức áp chuẩn là 2*Vcc/3.
- Chân số 3(OUTPUT): Ngõ ra .trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức
volt cao(gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân 1)
- Chân số 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số
4 nối masse 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.
- Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp chuẩn
trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho
nối mase. Tuy nhiên trong hầu hết các mạch ứng dụng chân số 5 nối masse
qua 1 tụ từ 0.01uF - 0.1uF, các tụ có tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp
chuẩn ổn định.
- Chân số 6(THRESHOLD) : là ngõ vào của 1 tầng so áp khác mạch so
sánh dùng các transistor NPN .mức chuẩn là Vcc/3
- Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem như 1 khóa điện và chịu điều khiển
bỡi tầng logic .khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì
nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 17
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
tầng dao động .
- Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC.Nguồn nuôi cấp
cho IC 555 trong khoảng từ +5v đến +15v và mức tối đa là +18v
73/LMN&:O';<+*.&/
Hình 1.10: Nguyên lý hoạt động của IC NE555N
Ký hiệu 0 là mức thấp(L) bằng 0V, 1 là mức cao(H) gần bằng VCC. Mạch FF là
loại RS Flip-flop,
Khi S = [1] thì Q = [1] và = [ 0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và = [0]. Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0].
Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì
= [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 O1 (ngõ ra của Opamp1) có mức
logic 1(H).
- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0(L).
- R = 0, S = 1 > Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.
- Q = 1 > Ngõ ra = 1.
- /Q = 0 > Transistor hồi tiếp không dẫn.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 18
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
* Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/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=1, /Q=0).
- Transistor vẫn ko dẫn !
* Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 > V-2. Do đó O2 = 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.
* Quá trình lại lặp lại.
4D+WLcNgõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ
ổn định
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 19
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
#$J$J$a+'LV'5+'d&/&/;<%
Led phát hồng ngoại bác có thể hoàn toàn đối xử với nó như led thường. Với
điện áp 5V thì điện trở hạn dòng xài 330 hoặc 470.
Với led thu hồng ngoại bác nên xài loại vỏ hộp sắt giá khoảng 6000 đồng/cái loại
này chống nhiễu tốt. Điện áp sử dụng là 5V.
Led hồng ngoại có 2 loại: Thu và phát
- Loại phát có 2 chân, bạn thường thấy trong các loại Remote TV, đầu máy
Loại này đơn giản chỉ cần cấp nguồn (phân cực thuận), hoặc cấp xung là nó phát
ra tia hồng ngoại. (màu trắng trong hình dưới)
- Loại thu (2 chân hoặc 3 chân). Hoạt động của nó: Khi nhận được tín hiệu hồng
ngoại thì nó dẫn (giống như 1 công tắc đóng mở mạch điện).
#$e$4'5%&%)6G`+%2'd&/&/;<%
- Ánh sáng hồng ngoại (tia hòng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được
bằng mắt thường ,có bước sóng khoảng từ 0.86 đến 0.98micromet . tia hồng
ngoại có vận tốc truyền như vận tốc ánh sáng
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được úng dụng
rộng rãi trong công nghiệp. lượng thông tin có thể đạt 3 megabit/1s .Lượng thông
tin dược truyền đi với anh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ
mà người ta vẫn thường dùng.
-Tia hồng ngoài có khả năng suyên thấu kém . trong điều khiển từ xa bằng ánh
sáng hồng ngoại , trùm tia hồng ngoại phát đi hẹp.,có hướng , dó đó khi thu
phải dúng hướng
- Sóng hống ngoại có nhứng đặc tính quan trong như ánh sáng thông thường ( sự
hội tụ qua thấu kính , tiêu cự …)
- Ánh sáng hồng ngoại và ánh sáng thông thường khác nhau trong sự suyên suốt
qua vật chất . Có nhứng vật ta có thể thấy nó dưới một máu sám đụcnhứng
với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên suyên suốt.vì vậy vật liệu bán dấn “trong
suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó
vượt qua lớp bán dẫn để đi ra ngoài
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 20
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
"4"fghi
#$/LMN&:O';<+*.&/=@26<='+'LV'5+'d&/&/;<%
#$#$&/LMN&:O';<+*.&/=@26<='V'5+'d&/&/;<%
Sơ đồ khối của mạch phát hồng ngoại
• 4'F%+<;A2;*.&/
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 21
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Khối khuếch đại
tín hiệu
Khối tạo
dao động
Khối phát
tín hiệu
Khối nguồn
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
Khi ta nhán nút Reset khi đó đồng thời khởi động mạch tạo xung đồng hồ ,
tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit (bít “0” và
bit“1”)
• 4'F%*%`L='D+T&'%)LX('LD='*<%+T&'%)LY
Mã lệnh dướ dạng nối tiếp sẽ được đưa qua 2 transistor , nhờ 2 transistor
mà tín hiệu được khuếch đại , truyền đi xa hơn có ngĩa là khoảng cach phát
sẽ xa hơn
• 4'F%+'%D+7IV'5+
Là một LED hồng ngoại . Khi tín hiệu có gia trị bít bằng “1” thì LED sẽ
phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T nào đó . Khi tín hiệu có mã lệnh
là bit “0”thì LED khong sáng . DEo vậy bên thu sẽ không nhận được tín
hiệu,xem nhu là bit “0”.
Sơ đồ nguyên lý của mạch phát như sau:
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 22
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
Sơ đồ boad mạch phát :
#$S$/LMN&:O';<+*.&/=@26<='+'L+T&'%)L
Sơ đồ khối của mach thu:
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 23
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Khối thiết
bị thu
Khối mạch
khuếch đại
Khối mạch
điều khển
Loa
Khối nguồn
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
• 4'F%+'%D+7I+'L
Tia hồng ngoại với tần số lớn được tiếp nhận bởi led thu hồng ngoại hay
các thiết bị thu khác
Trong mach thực tế em sử dụng LED thu hồng ngoại 2 chân với ưu điểm là
dễ dàng mua trên thị trường vói giá thành rẻ . Tuy nhiên thi với loại led
thu này thì khả năng thu của nó hơi kém
• 4'F%6<='*%`L('%?&
Đó là hai Transistor được mắc như sau:
Vcc
out
in
• Khi tín hiệu đầu vào chân B của transistor1 là bít “1” ta có UBE1 =
Vcc .Thì tín hiệu đầu ra ở chân C của transistor1 là bits “o”đồng nghĩa với
tín hiệu đầu vào ở chân B của transistor2 là bit “0” và lúc này UBE2= 0.
Khi đó tín hiệu đầu ra ở chân C của transistor2 là bít “1”
• Ngược lại khi tín hiệu đầu vào ở chân B của transistor1 là bít “0” thì tín
hiệu đầu ra ở chân C của C2 sẽ là bít “0”.
Tín hiệu được cấp vào chân 2 của NE555 và được đưa ra bởi chân 3 của IC
này.
• 4'F%('LD='*<%+T&'%)L
Tín hiệu được cấp vào chân B của một transistor và được lấy ra bởi chân C
của transistor này.
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 24
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện – Điện Tử
• ;2
Tín hiếu được lấy ra bởi chân C của transistor và được cấp vào một chân
của loa. Chân kia được nối lên dương nguồn.
Sơ đồ nguyên lý của mạch thu nhu sau:
Sơ đồ mạch board
GVHD: Đặng Văn Khanh Trang 25
SVTH:Đỗ Thanh Tùng- Vũ Hữu Tuyến –Lê Hoàng Việt
