Nguyên lý đèn cảm biến ánh sáng.

Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.

Liber Team

Phụ lục sản phẩm - Nguyên lý hoạt động
I. Đèn cảm biến ánh sáng:
Thay đổi độ sáng của đèn dựa vào độ sáng môi trường bên ngoài (mặt trời,
đèn…) mà cảm biến quang (quang trở) nhận được.
o Nguyên lý hoạt động của quang trở: Quang trở là 1 điện trở thay đổi
được giá trị dựa cường độ ánh sáng chiếu vào nó, nghĩa là trong bóng
tối, điện trở quang trở rất lớn và giảm dần tùy theo lượng ánh sáng
nó nhận được. Chúng ta đặt quang trở ở trên cùng để dễ dàng nhận
ánh sáng của môi trường bên ngoài.
o Để thay đổi độ sáng bóng đèn thì phải thay đổi điện áp cấp vào bóng
đèn, khi hoạt động bình thường, đèn dùng nguồn điện lưới 220V,
nếu bằng cách nào đó (chính là nhiệm vụ thiết kế) ta thay đổi điện áp
cấp cho đền(200V, 150V,100V…) thì độ sáng bóng đèn cũng tăng (
giảm) theo. Việc này được thực hiện bằng cách kích mở triac ở các
góc kích khác nhau. Ở đây, tôi chỉ giới thiệu chứ không nói rõ hoạt
động của Triac, muốn tìm hiểu thêm anh (chị) có thể tìm ở các tài liệu
khác về triac.
 Góc mở triac thay đổi từ 0 đến 180 tương ứng điện áp cấp cho
đèn từ 220V đến 0V. Góc kích càng lớn thì điện áp sẽ càng
nhỏ.
o Khi độ sáng môi trường thay đổi ( sáng,tối…) quang trở thay đổi giá
trị (giảm, tăng…). Trong mạch có vi điều khiển, dùng vi điều khiển để
đọc các giá trị điện trở nhận được. Tùy theo mức điện trở nhận
được, ta sẽ điều khiển góc kích mở của triac và cấp điện áp ra cho
bóng đèn.
o Vì bóng đèn dùng điện áp xoay chiều 220VAC, trong khi đó mạch điều
khiển chỉ dùng điện áp 1 chiều 5VDC nên cần có máy biến áp để hạ

điện áp từ 220VAC xuống 12VAC, qua Cầu Diode để chuyển thành
điện áp 1 chiều 12VDC, đi qua mạch ổn áp 5V để ổn định điện áp
mức 5V cấp cho vi điều khiển, và để mạch điều khiển không bị ảnh
hưởng bởi điện áp 220V hoàn toàn thì chúng ta dùng thêm các li
1quang (opto) để cách li.

Phạm Minh Công – Nguyễn Thị Lý Ly.


Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.

Liber Team

o Để cung cấp đủ điện áp cho 4 bóng đèn thì chúng ta mắc 4 bóng đèn
song song với nhau.
Danh mục thiết bị:
1. Mạch cảm biến quang.
2. Mạch bắt điểm 0 điện áp xoay chiều. (tìm hiểu thêm về
kích mở triac).
3. Vi điều khiển.
4. Opto.
5. Triac.
6. Biến áp.
7. Cầu diode.
8. IC ổn áp 5V.
9. Các thiết bị phụ.
II. Bẫy chuột sử dụng hồng ngoại:
Khi có chuột đi vào thì sẽ đóng sập cửa lại dựa vào việc cảm biến hồng
ngoại.
o Nguyên lý của cặp thu-phát hồng ngoại: Khi led thu nhận được hồng

ngoại thì sẽ led coi như bị nối tắt, và nếu bị chắn thì nó như 1 diode,
cho dòng điện chạy theo 1 chiều.
o Mạch xử lý tín hiệu từ hồng ngoại: Gồm 1 Opam so sánh, led thuphát và điện áp để so sánh. Opam so sánh là IC so sánh 2 tín hiệu vào
V+ và V- để xuất ra mức cao( V+ > V-) hay thấp(V- >V+)ở chân Output.
Dựa vào mạch nguyên lý, khi led thu nhận được hồng ngoại, nối tắt
thì điện áp vào chân V+ bằng 0, trong khi đó điện áp vào chân V- nằm
trong khoảng 1->4V ( thay đổi được bằng cách vặn biến trở ) nên
Output sẽ là mức thấp (GND=0V). Ngược lại khi chắn không cho led
thu nhận được hồng ngoại thì điện áp vào chân V+ lúc này là khoảng
4.5V lớn hơn điện áp vào chân V- nên Output sẽ xuất ra mức
cao(VCC=5V).
o Vi điều khiển hoạt động ở 5V, trong khi động cơ hoạt động ở 6V, nên
chúng tôi thiết kế sử dụng nguồn là pin 9V để cấp cho toàn mạch để
chống sụt áp khi khởi động động cơ. Vì vậy cần có mạch ổn áp
chuyển từ điện áp 9V sang 5V cho vi điều khiển và 6V cho động cơ.
Phạm Minh Công – Nguyễn Thị Lý Ly.


Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.

Liber Team

o Nguyên lý hoạt động: Khi bật nguồn thì có 1 led phát hồng ngoại, led
thu sẽ nhận được hồng ngoại, tín hiệu ra chân Output của Opam
bằng 0, vi điều khiển không làm gì cả. Khi chuột đi vào thì vô tình
chắn hồng ngoại từ led phát, làm led thu không thể nhận hồng ngoại,
lúc này chân Output của Opam xuất mức cao, đưa về vi điểu khiển
nhận được và xử lý tín hiệu, sau đó sẽ đưa lệnh xuống mạch cầu H để
kích mở động cơ quay, động cơ được nối với chốt gài bằng 1 sợi dây
không dãn, khi động cơ quay kéo chốt gài làm cửa sập xuống.

Danh sách thiết bị:
1. Led hồng ngoại.
2. Led thu hồng ngoại.
3. Opam so sánh điện áp.
4. Vi điều khiển.
5. Mạch ổn áp 5V.
6. Mạch Cầu H.
7. Động cơ.
8. Các thiệt bị phụ.
III. Sơ đồ nguyên lý – Hình ảnh mạch thật:
1. Mạch đèn:
2. Mạch lồng chuột.
Kí hiệu và số đánh trên các sơ đồ tương ứng với thứ tự các thiết bị đã được liệt kê
ở phần trên, ngoài ra còn nhiều thiết bị phụ khác có tác dụng nhỏ, chúng tôi
không liệt kê ở đây.
Để hiểu rõ hơn, nên kết hợp tài liệu này cùng với video hướng dẫn để nắm
thêm về cách thức hoạt động của 2 mạch.

Phạm Minh Công – Nguyễn Thị Lý Ly.