Điều khiển quạt từ xa bằng hồng ngoại sử dụng ic PT2248 và PT2249

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.22 MB, 89 trang )

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KINH DOANH &CÔNG NGHỆ HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-----------------

==========

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Hà Nội, ngày....... tháng....... năm .......

NHIỆM VỤ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ...........................................

Mã sinh viên: ......................

Khóa: ........................

Ngành: .................................

Khoa: ........................

1. Đầu đề thiết kế.
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
......................................................................................................................
2. Các số liệu ban đầu.
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
......................................................................................................................
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán.
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..........................................................................................................................

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

4. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ).
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KINH DOANH &CÔNG NGHỆ HÀ NỘI
-----------------

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
==========

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Hà Nội, ngày....... tháng....... năm .......

BẢN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ...........................................

Số hiệu sinh viên: ..................

Khóa: ........................

Ngành: ...................................

Khoa: ........................

Họ và tên cán bộ hướng dẫn:...................................................................................
Đầu đề thiết kế.
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
II.
Tóm tắt nội dung của đồ án tốt nghiệp.
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.......... ......................................................................................................................
I.

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

.................................................................................................................................
.............
Nhận xét.
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KINH DOANH &CÔNG NGHỆ HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

----------------KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

==========
Hà Nội, ngày....... tháng....... năm .......

BẢN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ ĐỌC DUYỆT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ...........................................

Số hiệu sinh viên: ..................

Khóa: ........................

Ngành: ...................................

Khoa: ........................

Họ và tên cán bộ đọc duyệt:....................................................................................
Đầu đề thiết kế.
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
I.

Tóm tắt nội dung của đồ án tốt nghiệp.
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.......... ......................................................................................................................
II.

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................
Nhận xét.
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
...........
III.

Câu hỏi.
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

...... ..........................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
IV.

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

............. ...................................................................................................................
.................................................................................................................................
..............
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
...... ..........................................................................................................................
.................................................................................................................................
.......
V.

Điểm đánh giá ( theo thang điểm 10).

Bằng số:....................

Bằngchữ: ..........................................................

Ngày ....... tháng ....... năm .........
Chủ nhiệm khoa
(Ký, ghi rõ họ tên)

Cán bộ đọc duyệt
(Ký, ghi rõ họ tên)

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

home

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên trong đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc tới toàn thể các thầy, cô giáo trong Khoa Điện – Điện Tử
trường Đại học Kinh Doanh và Công Nghệ Hà Nội đã nhiệt tình
chỉ

bảo, dạy dỗ em

trong suốt những năm học vừa qua tại

trường Đại học Kinh Doanh và Công Nghệ Hà Nội.
Qua quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại học Kinh
Doanh và Công Nghệ Hà Nội, dưới sự dạy dỗ, chỉ bảo tận tình
của các thầy, các cô đã giúp em có được rất nhiều kiến thức bổ
ích. Những kiến thức này sẽ là hành trang quý báu khi em ra
trường làm việc và trải nghiệm với cuộc sống thực tế.
Đồ án tốt nghiệp này sẽ là lần kiểm tra cuối cùng để đánh
giá lại toàn bộ những gì em đã tích lũy được trong suốt quá
trình học tập tại mái trường này.Trong quá trình thực hiện đề tài
này, em đã gặp không ít khó khăn và vướng mắc. Song được sự
giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn là TS. Đinh
Kim Dực, các bạn và cả gia đình đã giúp em hoàn thành đề tài
này. Em chân thành cảm ơn thầy cô và các bạn.

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

LỜI CAM ĐOAN
•
Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này do em thực hiện
dựa trên cơ sở học tập kiến thức trong lý thuyết và thực tế, dưới
sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS. ĐINH KIM DỰC.
•
Nội dung của đồ án có sự tham khảo và sử dụng một số
thông tin ,tài liệu từ các nguồn sách giáo trình, diễn đàn có độ
chính xác cao nhất được liệt kê trong danh mục tài liệu tham
khảo.
•

Một lần nữa em xin khẳng định sự trung thực lời cam kết
trên. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay
gian trá, em xin chịu hoàn toàn trách nhiện
Hà Nội: 19 tháng 6 năm
2015
Sinh viên
Trần Quốc Quỳnh

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Tham số IC PT
2248.......................................................................... 10
Bảng 2.2: Bảng mã phối hợp giữa IC PT2248 với mã người dùng
của IC
PT2249..........................................................................................
..................... 13
Bảng 2.3: Bảng thông số kỹ thuật của IC
Moc3021.......................................... 17
Bảng 2.4 : Cách đọc điện
trở.............................................................................. 21
Bảng 2.5 : Điện thế phân cực thuận của
led....................................................... 24
Bảng 3.1 : Mã người
dùng................................................................................. 32

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 : Sơ đồ kết cấu hệ
thống....................................................................... .2
Hình 1.2 : Sơ đồ phần
phát...................................................................................5
SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

Hình 1.3 : Sơ đồ chức năng phần
thu...................................................................7
Hình 2.1: IC PT
2248...........................................................................................9
Hình 2.2 : Sơ đồ khối bên trong IC PT
2248.......................................................10
Hình 2.3 : Ma trận
6×3........................................................................................11
Hình 2.4 : Lệnh phát ra 12
bit..............................................................................11
Hình 2.5 : IC PT
2249.........................................................................................12
Hình 2.6 : Sơ đồ khối bên trong IC
PT2249........................................................13
Hình 2.7 : IC
PT4017..........................................................................................
14
Hình 2.8 : Ngõ ra liên tục ở mức cao của
4017...................................................15
Hình 2.9 : Mắt thu hồng

ngoại.............................................................................16
Hình 2.10 : ảnh thực tế và sơ đồ chân của IC MOC
3021..................................16
Hình 2.11: Data shee của IC
MOC......................................................................17
Hình 2.12 : Hình ảnh diode
1N4148...................................................................18
Hình
2.13
:
Transistor
A1015.............................................................................19
Hình
2.14
:
Transistor
C2383..............................................................................19

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

Hình 2.15 : Hình ảnh thực
trở..........................................20

tế

và

ký

hiệu

của

điện

Hình
2.16
:
Tụ
điện.............................................................................................2
2
Hình
2.17
:
Hình
dạng
trong
tụ........................................................22

thực

Hình
2.18
:
hình
dạng
diode

tế...........................................................23

tế

trong

của
thực

Hình 2.19 : Kí hiệu diode trong các mạch nguyên
lý..........................................23
Hình 2.20 : Hình ảnh led ngoài thực
tế...............................................................24
Hình 2.21 : IC ổn áp LA
7805............................................................................25
Hình 2.22 : Triacs
BT136...................................................................................25
Hình 2.23 : Một số transistor ở ngoài thực
tế.....................................................26
Hình 2.24 : Cấu tạo và ký hiệu của transistor N-PN.........................................27
Hình 2.25 : Cấu tạo và ký hiệu của transistor P-NP..........................................27
Hình 2.26 : Thạch anh 455
khz...........................................................................28
Hình 3.1 : Sơ đồ
khối..........................................................................................30
Hình 3.2 : Khối
thu..............................................................................................3
3
Hình 3.3 : Sơ đồ nguyên lý mạch phát hồng
ngoại.............................................35

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

Hình 3.4 : Sơ đồ nguyên lý mạch thu hồng
ngoại...............................................35
Hình 3.5 : Sơ đồ nguyên lý mạch điều
khiển......................................................36
Hình 4.1: Màn hình làm việc của
Capture..........................................................41
Hình 4.2 : Cách tạo Project
mới..........................................................................41
Hình 4.3 : Chọn tên
Hình....................................................................................42
Hình 4.4 : Gõ tên muốn
đặt.................................................................................42
Hình 4.5 : Màn hình của
ORCAD.......................................................................43
Hình 4.6 : Các kiểu màu
sắc................................................................................43
Hình 4.7 :
Preferences...................................................................................
......44
Hình 4.8 : Chọn font hiển thị kiểu ký
tự........................................................45
Hình 4.9 : Thiết lập kích thước bản
vẽ...............................................................45
Hình 4.10 : Tiêu
đề.............................................................................................46

Hình 4.11 : Chọn
lưới........................................................................................46
Hình 5.1: Mạch in linh kiện và mạch in mạch
phát............................................65
Hình 5.2 : Mạch in linh kiện và mach in thu hồng ngoại điều
khiển quạt..........66

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

Hình 5.3 : Mạch phát hồng ngoại hoàn thiện (mặt
dưới)....................................67
Hình 5.4 : Mạch phát hồng ngoại hoàn thiện (mặt
trên).....................................68
Hình 5.5 : Mạch thu và điều khiển quạt (mặt
dưới )...........................................68
Hình 5.6 : Mạch thu và điều khiển quạt (mặt
trên )............................................68

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát
triển rất mạnh mẽ và nhanh chóng, để đạt được kết quả này thì
có sự đóng góp rất lớn của ngành kĩ thuật điện tử, kĩ thuật vi xử

lý.
Với sự phát triển như vũ bão như hiện nay thì kỹ thuật điện
tử , kĩ thuật vi xử lý đang xâm nhập vào tất cả các ngành khoa
học – kỹ thuật khác và đã đáp ứng được mọi nhu cầu của người
dân. Sự ra đời của các vi mạch điều khiển với giá thành giảm
nhanh, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những
thay đổi sâu sắc trong ngành kỹ thuật điện tử. Và việc ứng dụng
các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi
người. Để góp một phần nhỏ vào việc này chúng em đã thực
hiện đề tài“THIẾT KẾ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT
ĐIỆN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI ”thông qua đề tài này em sẽ
có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm
quý báu, bổ xung thêm vào hành trang của mình trên con
đường đã chọn.
Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức
đã được học ở trường, qua một số sách, tài liệu có liên quan
cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo và các bạn đồ
án của em đã hoàn thành. Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu và
trình bày nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm
lẫn, vì vậy em rất mong các thầy, cô giáo cùng các bạn đóng
góp những ý kiến quý báu để đồ án này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
16

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1. Giới thiệu hệ thống điều khiển từ xa.
Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta
điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống
điều khiển bằng vô tuyến, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp
quang dây dẫn, hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại.
a) Sơ đồ kết cấu của hệ thống điều khiển từ xa.
Do hệ thống điều khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa
nên chúng ta cần phải
nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu được
truyền đi chính xác và nhanh chóng.

Hình 1.1. Sơ đồ kết cấu hệ thống
 Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín
hiệu và phát đi.
 Đường truyền: đưa tín hiệu điều khiển từ thiết bị phát
đến thiết bị thu.
 Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền,
qua quá trình biếnđổi, biến dịch để tái hiện lại lệnh điều
khiển rồi đưa đến các thiết bị thi hành.
b) Những nhiệm vụ cơ bản của hệ thống điều khiển từ
xa.
SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
17

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI








Phát tín hiệu điều khiển.
Sản sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiết.
Tổ hợp xung thành mã.
Phát các tổ hợp mã đến điểm chấp hành.
Ở điểm chấp hành ( thiết bị thu ) sau khi nhận được mã
phải biến đổi các mã nhận được thành các lệnh điều
khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thờikiểm tra sự chính
xác của mã mới nhận.

1.1.1. Một số vấn đề cơ bản trong hệ thống điều khiển từ
xa.
Do hệ thống điêù khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa
nên ta cần phải nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín
hiệu được truyền đi chính xác và nhanh chóng theo những yêu
cầu sau:
1.1.1.1. Kết cấu tin tức.
Trong hệ thống điều khiển từ xa độ tin cậy truyền dẫn tin
tức có quan hệ rất nhiều đến kết cấu tin tức. Nội dung về kết
cấu tin tức có hai phần: về lượng và về chất. Về lượng có các
biến lượng điều khiển và lượng điều khiển thành từng loại xung
gì cho phù hợp, và những xung đó cần áp dụng phương pháp
nào để hợp thành tin tức, để có dung lượng lớn nhất và có tốc
độ truyền dẫn nhanh nhất.
1.1.1.2. kết cấu hệ thống.
Để đảm bảo các yêu cầu về kết cấu tin tức, hệ thống điều
khiển từ xa có các yêu cầu sau:
- Tốc độ làm việc nhanh.

- Thiết bị phải an toàn tin cậy.
- Kết cấu phải đơn giản.
Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thống đạt
tốc độ điều khiển cực đại đồng thời đảm bảo độ chính xác trong
phạm vi cho phép.
SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
18

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

1.1.2. Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa.
Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc hoặc truyền thông
tin liên tục nhưng đã được rời rạc hóa tin tức thường được biến
đổi thông qua một phép biến đổi thành số ( thường là số nhị
phân ) rồi mã hóa và được phát đi tứ máy phát. Ở máy thu, tín
hiệu phải thông qua các phép biến đổi ngược lại với các phép
đổi trên: giải mã, liên tục hóa…
Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu và
độ tin cậy của hệ thống điều khiển từ xa, nghĩa là tăng tốc độ
truyền và khả năng chống nhiễu. Trong điều khiển từ xa ta
thường dùng mã nhị phân tưng ứng với hệ, gồm có hai phần tử
[0] và [1].
Do yêu cầu về độ chính xác cao trong các tín hiệu điều
khiển được truyền đi để chống nhiễu ta dùng loại mã phát hiện
và sửa sai. Mã phát hiện và sửa sai thuộc loại mã đồng đều bao
gồm các loại mã: mã phát hiện sai, mã sửa sai.
Dạng sai nhầm của các mã được truyền đi tùy thuộc tính chất
của kênh truyền, chúng có thể phân thành 2 loại:
•

Sai độc lập: trong quá trình truyền, do nhiều tác động, một hoặc
nhiều ký hiệu trong các tổ hợp mã có thể bị sai nhầm, nhưng
những sai nhầm đó không liên quan nhau.

•

Sai tương quan: được gây ra bởi nhiều nhiễu tương quan, chúng
hay xảy ra trong từng chùm, cụm ký hiệu kế cận nhau.
Sự lựa chọn của cấu trúc mã chống nhiễu phải dựa trên tính
chất phân bố xác xuất sai nhầm trong kênh truyền.
Hiện nay lý thuyết mã hóa phát triển rất nhanh, nhiều loại
mã phát hiện và sủa sai được nghiên cứu như: mã hamming, mã
chu kỳ, mã nhiều cấp.
1.2. Điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại.
1.2.1. Khái niệm tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại).
Tia hồng ngoại là các bức xạ điện từ mà mắt ta không nhìn
SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
19

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

thấy được (còn gọi là các bức xạ ngoài vùng khả kiến) có bước
sóng từ 0,76 µm đến vài milimét (lớn hơn bước sóng của ánh
sáng đỏ và nhỏ hơn bước sóng của sóng vô tuyến cực ngắn).
Tên “hồng ngoại” có nghĩa là “dưới mức đỏ”, màu đỏ là màu sắc
có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường. Mọi vật có nhiệt
độ lớn hơn 00k đều phát ra tia hồng ngoại.. Sóng hồng ngoại có
những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua

thấu kính, tiêu cự… ). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại
khác nhau rất rõ trong sư xuyên suốt qua vật chất. Có những
vật chất ta thấy nó một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng
ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt”
đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi
vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài. Tia hồng ngoại có thể
truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng rộng rãi trong
công nghiệp. lượng thông tin có thể đạt được 3Mbit/s. Trong kỹ
thuật truyền tin bằng sợi quang dẫn không cần các trạm khuếch
đại giữa chừng, người ta có thể truyền một lúc 15000 điện thoại
hay 12 kênh truyền hình qua một sợi tơ quang với đường kín
0,13 mm với khoảng cách 10 Km đến 20 Km. Lượng thông tin
truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng
điện từ mà ta vẫn dùng. Tia hồng ngoại dễhấp thụ, khả năng
xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa chùm hồng ngoại phát
đi hẹp, do đó khi thu phải đúng hướng.
1.2.2. Nguyên lý thu phát hồng ngoại.
Việc sử dụng được tia hồng ngoại rất hay vì nó phổ biến và
không ảnh hưởng từ trường, vì thế nó được sử dụng tốt trong
truyền thông và điều khiến, Nhưng nó không hoàn hảo, một số
vật phát hồng ngoại rất mạnh làm ảnh hưởng đến truyền thông
và điều khiển như quang phổ mặt trời.
Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại bằng nhiều phương
tiện khác nhau, có thể nhận tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt
trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng ngoại như: lò bức xạ, lò
SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
20

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

điện, đèn, cơ thế người .Để có thể truyền tia hồng ngoại tốt phải
tránh xung nhiễu bắt buộc phải dùng mã phát và nhận ồn định
để xác định xem đó là xung truyền hay nhiễu, Tần số làm việc
tốt nhất từ 30 KHz đến 60 KHz, nhưng thường sử dụng khoáng
36 KHz. Ánh sáng hồng ngoại truyền 36 lần/ls khi truyền mức 0
hay mức 1.
Dùng tần số 36 KHz để truyền tín hiệu hồng ngoại thỉ dễ,
nhưng khó thu và giải mã phải sử dụng bộ lọc đê tín hiệu ngõ ra
là xung vuông, nếu ngõ ra có xung nghĩa là đã nhận được tín
hiệu ở ngõ vào.
a) Phần phát.
Điều chế và
phát FM
Chọn
chức
năng

Mã
hóa

Chốt
dữ
liệu

Thiết bị
phát

Chuyển đổi
song song

sang nối tiếp

Dao động
cóđiều kiện
Hình1.2. Sơ đồ phần phát
Khối chọn chức năng và khối mã hóa: khi người sử dụng
bấm vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cấu của mình,
mỗi phím chức năng tương ứng với một số thập phân. Mạch mã
hóa sẽ chuyển đổi thành số nhị phân tương ứng dưới
dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bit 0 và 1. Số bit trong mã
lệnh nhị phân có thể là 4 hay 8 bit ... tùy theo số lượng phím
chức năng nhiều hay ít.
Khối dao động có điều kiện: khi nhấn một phím chức năng
thì đồng thời khởi động mạch giao động tạo xung clock, tần số
xung clock xác định thời gian chuẩn của mỗi bit.

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
21

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

Khối dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: mã
nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch
chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ
liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung clock và
mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyển
đổi đủ số bit của một mã lệnh.
Khối điều chế và phát FM: mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ
được đưa qua mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào

sóng mang có tần số từ 38Khz đến 100Khz, nhờ sóng mang cao
tần tín hiệu được truyền đi xa hơn, nghĩa là tăng cự ly phát.
Khối thiết bị phát: là một led hồng ngoại. Khi mã lệnh có giá
trị bit = 1 thì Led phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của
bit đó. Khi mã lệnh có giá trị bit = 0 thì Led không sáng. Do đó
bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = 0.
Trong thực tế khi tiến hành tính toán, đo đạc thông số, thử
nghiệm trên mạch thì em nhận thấy khả năng thu phát của
mạch vẫn còn bị hạn chế bởi khoảng cách. Do đó để cải thiện
khoảng cách thu phát hồng ngoại em đã tiến hành sử dụng
song song 2 mạch ghép Darlington. Tức là sử dụng 2 transistor
A1015 ghép với 2 transistor C828 tạo thành 2 mạch ghép
Darlington song song nhận tín hiệu ra từ IC PT2248 ( chân 15 )
được khuếch đại và đi đến 2 led phát hồng ngoại để phát xạ
hồng ngoại ra không gian

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
22

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

b)Phần thu.

Thiết bị
thu

Khuếch đại
vàTách sóng

Chuyển đổi
nối tiếp sang
song song

Dao động
có điều kiện

Giải
mã

Mạch
Điều khiển

Hình 1.3. Sơ đồ chức năng phần thu
Khối thiết bị thu: tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp
nhận bởi Led thu hồng ngoại hay các linh kiện thu quang khác.
Khối khuếch đại và tách sóng: trước tiên khuếch đại tín hiệu
nhận rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và
tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh.
Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và khối giải mã:
mã lệnh được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song
và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng
dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch
điều khiển.
Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao
động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ,
đảm bảo cho mạch tách sóng và chuyển đổi nối tiếp sang song
song được hoạt động chính xác.

SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC

23

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

CHƯƠNG 2
TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN CƠ BẢN CẦN DÙNG TRONG
MẠCH
2.1. Tống quan IC LOGIC CMOS.
a) Khái niêm .
CMOS được viết tắt từ Complementary -Metal-Oxide-Silicon .
Đầu tiên, CMOS được nghiên cứu để sử dụng trong kỳ thuật
hàng không vũ trụ . Với các đặc tính như không bị lệ thuộc vào
lưới điện, miễn nhiễu ... Ngày nay CMOS được sử dụng rộng rãi
trong điện tử công nghiệp, điện tử y khoa, kỹ thuật xe hơi và kỹ
thuật máy tính điện tử .
b) Một số đặc tính quan trọng.
• Điện áp .
CMOS có thê hoạt động tù 3V đến 5V . Tuy nhiên với điện áp
nhỏ hơn 4.5V thời gian trễ sẽ gia tăng (vận tốc làm việc chậm
lại ), tổng trở ra cũng lớn hơn và đồng thời tính chống nhiễu sẽ
giảm.Tuy nhiên , với điện áp lớn 15V thì cũng có những bất lợi :
+ Công suất tiêu tán lúc CMOS hoạt động tăng cao
+ Với những xung nhiễu từ nguồn vượt quá điện áp đánh
thủng (20V), tạo ra hiệu ứng SCR-latch up và làm hỏng IC nếu
dòng không được hạn chế từ bên ngoài . Nếu dùng đện áp lớn
15V thì cần phải có điện trở hạn dòng .
• Tính miễn nhiễu .
CMOS chống nhiễu rất tốt , thường là 45% điện áp cấp :
2.25V với điện áp 5V ; 4.5V với điện áp 10V . Thời gian trễ CMOS

đóng vai trò như là một bộ lọc nhiễu . Xung lớn biến mất sau
một chuỗi các cổng CMOS . Vì tính chất đặc biệt này , CMOS
được dung thiết kế các mạch điện của các thiết bị công nghiệp
phải hoạt động trong môi trường đầynhiễu điện và điện từ .Với
SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
24

THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

điện áp cấp +5V , CMOS vẫn làm việc bình thường với sự mất
ổn định của điện áp cấp hay điện áp nhiễu đến 1V.
• Thời gian trễ .
Điện áp cao thì CMOS hoạt động càng nhanh . Thời gian trễ
gia tăngvới nhiệt độ và tải điện dung .
2.2. Giới thiệu IC PT2248.
Mạch điện IC PT2248 sử dụng công nghệ CMOS quy mô lớn
để chế tạo, là một linh kiện phát xạ mã hóa tia hồng ngoại rất
thông dụng. Phạm vi điện áp nguồn của nó từ 2.2v đến
5.5v,công suất tiêu hao cực thấp,dòng điện trạng thái tĩnh chỉ
10µA, tổ hợp phím tối đa là ma trận phím 6x3.

Hình 2.1. IC PT
Định nghĩa các

2248
chân như

sau :
• Chân 1 (GND):

Là chân cấp

nguồn âm.
• Chân 2 (X1):

của bộ dao động

Là đầu vào
bên trong.

• Chân 3(X2): Là đầu ra của bộ dao động bên trong.
• Chân 4 đến chân 9: Là các đầu vào tín hiệu của bàn phím

kiểu ma trận.
• Chân 10 đến chân 12: Kết hợp với các chân 4 đến 9 hợp

thành ma trận.Phím 6x3 , tức tối đa là 18 phím.
• Chân 13 (code): Là đầu vào của mã số ,dùng mã số để

truyền tải và tiếp nhận.
• Chân 14

(test): Là chân đo thử ,bình thường khi sử dụng

có thể bỏ trống.
• Chân 15 (out): Làđầu ra tín hiệu truyền tải.
SVTH: TRẦN QUỐC QUỲNHGVHD: TS. ĐINH KIM DỰC
25

Điều khiển quạt từ xa bằng hồng ngoại sử dụng ic PT2248 và PT2249

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về