THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KIỂN ĐÈN GIAO THÔNG VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ

MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................................1
Lời Mở Đầu:................................................................................................................................2
CHƯƠNG I: MẠCH CHỨC NĂNG SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG...................................3
I_Phân tích yêu cầu công nghệ:..................................................................................................3
1_Nội dung:................................................................................................................................3
2_Mô tả:......................................................................................................................................3
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KIỂN ĐÈN GIAO THÔNG VÀ GIÁM SÁT
NHIỆT ĐỘ..................................................................................................................................4
I.Sơ đồ nguyên lý mạch đèn giao thông:....................................................................................4
1/Sơ đồ khối................................................................................................................................4
2/ Chức năng các khối.................................................................................................................4
2.1/ Bộ nguồn:.............................................................................................................................4
2.2 / Bộ tạo xung:........................................................................................................................4
2.3 /Bộ đếm:................................................................................................................................8
2.4/Bộ giải mã:..........................................................................................................................10
2.5/Bộ hiển thị:..........................................................................................................................10
II. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch dùng IC số điều khiển đèn giao thông ở ngã tư: 18
III .MẠCH GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ.........................................................................................19
1.sơ đồ nguyên lí:......................................................................................................................19
2,chức năng của các khối trong mạch đo:.................................................................................19
3, các thiết bị chính dùng trong mạch:......................................................................................19
4,nguyên lý hoạt động:..............................................................................................................21
CHƯƠNG III Kết Luận:...........................................................................................................21

Trang 1


Lời Mở Đầu:
Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số đã trở thành quen thuộc với nhiều người,
bởi vì sự phát triển của ngành kỹ thuật số này đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành

kinh tế toàn cầu.Có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng
ta là “ nền kinh tế kỹ thuật số “, “số hóa” đã gần như vượt khỏi ranh giới của
một thuật ngữ kỹ thuật . Nhờ có ưu điểm của xử lý số như độ tin cậy trong
truyền dẫn, tín đa thích nghi và kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tín tiện
lợi trong điều khiển và khai thác mạng.
Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ thuật và
kinh tế khác nhau.Không chỉ trong lĩnh vục thông tin liên lạc và tin học.Ngày
nay, kỹ thật số đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điều khiển
tự động, phát thang truyền hình, y tế, nông nghiệp…và ngay cả trong các dụng
cụ sinh hoạt gia đình.
Ngay từ những ngày đầu khai sinh, kỹ thuật số nói riêng và ngành điện tử
nói chung đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẽ cho các ngàng kinh tế khác và
còn đảm bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ.Đồng
thời kiến thức về kỹ thuật số là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên, nhất là
sinh viên điện tử.
Và như mội người nhận thấy rằng, ngày nay trật tự giao thông nước ta đang rối
ren.Vì vậy việc sử dụng đèn giao thông tại những giao lộ là rất cần thiết và để
hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động và muốn phát triển thêm về mô hình này,
em đã chọn đề tài cho đồ án 1 là nghiên cứu về Đèn Giao Thông .Thực hiện
bằng các IC 555, IC 4017 kết hợp một số đèn led để hiển thị và một số tụ cũng
như điện trở để tạo xung nhịp. Với việc sử dụng các bộ IC trên ta có thể thực
hiện đèn giao thông với các bộ đếm bất kỳ.

Trang 2


CHƯƠNG I: MẠCH CHỨC NĂNG SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
I_Phân tích yêu cầu công nghệ:
1_Nội dung:
Thiết kế mạch điều khiển đèn và giám sát nhiệt độ tại một ngã tư giao

thông. Hệ thống gồm 2 cột, trên mỗi cột gắn 3 đèn Xanh, Vàng, Đỏ và 2 LED 7
thanh dùng để hiển thị thời gian sáng của mỗi đèn. Giám sát nhiệt độ môi trường
bằng nhiệt điện trở kim loại ( dải đo từ 00C đến 550C). Hai nút Startbằng Stop
để khởi động và dừng hệ thống.
2_Mô tả:
khi ấn nút khởi động đèn xanh 1 sẽ sáng trong 20 giây,đồng thời đèn đỏ 2 sáng
trong 25 giây.sau 20 giây đèn xanh 1 tắt đồng thời vàng 1 sáng trong thời gian 5
giây.tiếp theo xanh 2 sáng 20 giây ,sau đó vàng 2 sáng 5 giây trong thời gian đó
đỏ 1 sáng 25 giây .(thỏa mãn thời gian đỏ=xanh+vàng).
Cảm biến nhiệt độ cũng cho thông tin đo ngay khi ấn Start, nếu nhiệt độ đạg
410C thì cảnh báo bằng còi.
Khi ấn Stop thì hệt thống dừng. Sử dụng các thiết bị đo để giám sát khi cần thiết.

Trang 3


CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KIỂN ĐÈN GIAO
THÔNG VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ.
I.Sơ đồ nguyên lý mạch đèn giao thông:
1/Sơ đồ khối

Bộ tạo
xung

Bộ giải mã
hiển thị

Bộ đếm

Bộ hiển thị

Bộ nguồn

Mạch gồm có 5 khối:
- Bộ tạo xung
- Bộ đếm
- Bộ giải mã hiển thị
- Bộ hiển thị
- Bộ nguồn
2/ Chức năng các khối
2.1/ Bộ nguồn:
Bộ nguồn cung cấp cho toàn bộ mạch ở đây ta dùng nguồn một chiều
khoảng 5V cung cấp cho bộ tạo xung IC555 và bộ đếm IC 74192 .
2.2 / Bộ tạo xung:
Dùng IC 555 để tạo ra xung nhịp.
Cấu tạo IC 555

Trang 4


U 1
7
5
4
6
2
8

D SC H G

O U T

3

C V
R ST
TH R
TR G
VC C

G N D

1

N E555

*Sơ đồ tạo xung nhịp:

*Chu kỳ tạo xung:
Thông thường trong mạch dao động ta có công thức tính thời
gian
ngưng dẫn của transistor là :
T = RCln2 =0.693 RC
 Thời gian ngưng dẫn ở mức áp cao cũng là lúc tụ C2 nạp d.ng
qua R1+R2
Tn = 0.693*(R1+R2)*C2
Thời gian ngưng dẫn ở mức áp thấp cũng là lúc tụ C2 xả d.ng
qua R2
Tx = 0.693*R2*C2
Như vậy chu kỳ của tín hiệu sẽ là : T = Tn+Tx

T = 0.693*(R1+2*R2)*C2 .
Vi mạch định thì LM 555 là mạch tích hợp Analog- digital. Do có ngõ vào là tín
hiệu tương tự và ngõ ra là tín hiệu số. Vi mạch định thì LM555 được ứng dụng
Trang 5


rất rộng rãi trong thực tế, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển, vì nếu kết hợp với
các linh kiện R, C thì nó có thể thực hiện nhiều chức năng như: định thì, tạo
xung chuẩn, tạo tín hiệu kích, hay điều khiển các linh kiện bán dẫn công suất
như Transistor, SCR, Triac…
*Sơ đồ chân LM555
Chân số 1 : (GND) Cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC , dòng điện từ mas
chảy vào IC.
Chân sô 2: (Trigger Input ) Ngõ vào của một tầng, ở đây mức áp chuẩn bằng
1/3 Vcc, lấy cầu phân áp tạo bởi ba điện trở 5K.Khi mức áp chân 2 xuống đến
mức (1/3)Vcc thì chân 3 sẽ chuyển lên mức cao, lúc này khóa điện tử trên chân
số 7sẽ hở.
Chân số 3: (Output) Ngõ ra tín hiệu ở dạng xung (mức áp không thấp thì
cao).
Chân số 4 :(Reset) Xác lập trạng thái ngõ ra .Khi chân số 4 cho nối mass thì
chân số 3 chốt ở mức áp thấp , chỉ khi chân số 4 đặt ở mức áp cao thì ngõ ra
chân 3 mới được tự do và mới có thể lúc cao lúc thấp.
Chân số 5:(Control Voltage) Chân điều khiển ,chân này làm thay đổi các
mức điện áp chuẩn trên trên cầu chia volt.
Chân số 6: (Threshold) Ngõ vào của một tầng so với áp 1.Có mức áp chuẩn
bằng 2/3 Vcc.
Chân số 7: (Dirchange) Chân xả điện, chân này là ngõ ra của một khóa điên
(tranistor) khóa điện này đóng mở theo mức áp chân số 3.Khi chân 3 ở mức áp
cao thì khóa điện đóng lại và cho dòng chay qua, ngược lại thì khóa điện hở và
cắt dòng.

Chân số 8: (+Vcc) Chân nguồn nối vào nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC
555.
Bên trong vi mạch 555 có hơn 20 transistor và nhiều điện trở thực hiện
các chức năng như hình 2 gồm có:
a) Cầu phân áp gồm ba điện trở 5k Ω nối từ nguồn +Vcc xuống mass cho
ra hai điện áp chuẩn là 1/3 Vcc và 2/3 Vcc.
b) OP-AMP (1) Là mạch khuếch đại so sánh có ngõ In- nhận điện áp
chuẩn 2/3 Vcc, còn ngõ In+ thì nối ra ngoài chân 6. Tùy thuộc điện áp của chân 6
so với điện áp chuẩn 2/3 Vcc mà OP-AMP (1) có điện áp ra mức cao hay thấp
để làm tín hiệu R (reset), điều khiển Flip- Flop (F/F).
c) OP-AMP (2) Là mạch khuếch đại so sánh có ngõ In+ nhận điện áp
chuẩn 1/3 Vcc, còn ngõ In- thì nối ra ngoài chân 2. Tùy thuộc điện áp chân 2 so
với điện áp chuẩn 1/3 Vcc mà OP-AMP (2) có điện áp ra mức cao hay thấp để
làm tín hiệu S (set), điều khiển Flip – Flop (F/F).
d) Mạch Flip-Flop(F/F) là loại mạch lưỡng ổn kích một bên. Khi chân set
(S) có điện áp cao thì thiện áp này kích đổi trạng thái của F/F ở ngõ Q lên mức
cao và ngõ Q xuống mức thấp. Khi ngõ set đang ở mức cao xướng mức thấp thì
mạch F/F không đổi trang thái.Khi chân Reset(R) có điện áp cao thì điện áp này
kích đổi trạng thái của F/F làm ngõ Q lên mức cao và ngõ Q xuống mức thấp.
Khi ngõ Reset đang ở mức cao xuống thấp thì mạch F/F không đổi trạng thái.
Trang 6


hình 2 : Cấu trúc bên trong của LM 555
e) Mạch Output là mạch khuếch đại ngõ ra để tăng độ khuếch đại dòng
cấp cho tải. Đây là mạch khuếch đại đảo, có ngõ vào là chân Q của F/F, nên khi
Q ở mức cao thì ngõ ra chân 3 của IC sẽ có điện áp thấp ( ≈ 0V), và ngược lại,
khi Q ở mức thấp thì ngõ ra chân 3 của IC sẽ có điện áp cao ( ≈ Vcc).
f) Transistor T1 có chân E nối vào điện áp chuẩn khoảng 1.4 V, là loại
Transistor PNP.Khi cực B nối ra ngoài bởi chân 4, có điện áp cao hơn 1.4V, thì

T1 ngưng dẫn, nên T1 không ảnh hưởng đếm hoạt động của mạch.Khi chân 4 có
điện trở trị số nhỏ thích hợp nối mass thì T1 dẫn bão hòa, đồng thời cũng làm
mạch OUTPUT dẫn bão hòa, và ngõ ra xuống thấp. Chân 4 được gọi là chân
Reset có nghĩa là nó Reset IC 555 bất chấp tình trạng ở các ngõ vào khác. Do
đó, chân Reset dùng để kết thúc xung ra sớm khi cần. Nếu không dùng chức
năng Reset thì nối chân 4 lên Vcc để tránh mạch bị Reset do nhiễu.
g) Transistor T2 là transistor có cực C để hở nối ra chân 7 (Discharge = xả
). Do cực B được phân cực bởi mức điện áp ra Q của F/F, nên khi Q ở mức cao
thì T2 bão hòa và cực C của T2 coi như nối mass.Lúc đó, ngõ ra chân 3 cũng ở
mức thấp. Khi Q ở mức thấp thì T2 ngưng dẫn cực C của T2 bị hở, lúc đó, ngõ ra
chân 3 có điện áp cao.Theo nguyên lý trên, cực C của T2 ra chân 7 có thể làm
ngõ ra phụ có mức điện áp giống mức điện áp của ngõ ra chân 4.
*Nguyên lý hoạt động:
Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao 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
Khi R = [1] thì

= [0].

= [1] và Q = [0].

Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì

= [1],
Trang 7

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.
Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:
Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0.
Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1 (V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S
= [1], Q = [1] và

= [0].Ngõ ra của IC ở mức 1.

Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng. Khi nhấn
công tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở
mức 0, S = [0], Q và vẫn không đổi.Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF
vẫn giữ nguyên trạng thái đó.
Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:
Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0]
và

= [1].Ngõ ra của IC ở mức 0.

Vì

= [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-

amp 2 ở mức 0.Vì vậy Q và
transistor.

không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua

Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu
kỳ ổn định

2.3 /Bộ đếm:
Dùng IC 74192 bộ đếm thập phân
*Sơ đồ cấu tạo:

Trang 8


:

Chân MR là Master Clear, để lên High là reset, Low là chạy bình thường.
Chân PL là chân Preset (là chân đặt trước giá trị), khi lên High thì ko làm gì,
Low thì nhận dữ liệu từ P0 đến P3 làm giá trị đếm đầu tiên (giá trị đặt trước).
Bình thường, 2 chân CPU và CPD đặt lên High, nếu có xung cạnh lên ở CPU thì
đếm tiến, nếu xung cạnh lên ở CPD thì đếm lùi (chi tiết cách đếm trong
datasheet)
Các chân TCU và TCD là các chân carry, dùng để nối tiếp các IC khác.Các chân
Q0 đến Q3 là chân ngõ ra.
Trang 9


2.4/Bộ giải mã:

2.5/Bộ hiển thị:
Bộ hiển thị là thiết bị thể hiện số đếm, và thiết bị hiển thị bộ đèn giao thông

Sơ đồ thể hiện số đếm

Hiển thị đèn giao thông

Trang 10


*Sơ Lược Về Các Linh Kiện Chính Trong Mạch.
a) Máy biến áp
Máy biến thế hay máy biến áp là thiết bị điện gồm
hai hoặc nhiều cuộn dây, hay 1 cuộn dây có đầu vào
và đầu ra trong cùng 1 từ trường.Cấu tạo cơ bản của
máy biến thế thường là 2 hay nhiều cuộn dây đồng
cách điện được quấn trên cùng 1 lõi sắt hay sắt từ
ferit.
Máy biến thế có thể thay đổi hiệu điện thế xoay chiều,
tăng thế hoặc hạ thế, đầu ra cho 1 hiệu điện thế tương
ứng với nhu cầu sử dụng.Máy biến thế đóng vai trò rất
quan trọng trong truyền tải điện năng.
Máy biến thế hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vật lí:
•
•

dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường (từ trường)
sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng (cảm
ứng điện)

Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và
1 từ trường biến thiên trong lõi sắt.Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch
điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp.Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay
đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường.Sự biến đổi này có thể được
điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt.

Khi NP, UP, IP, ΦP và NS, US, IS, ΦS là số vòng quấn, hiệu điện thế, dòng điện và
từ thông trong mạch điện sơ cấp và thứ cấp (primary và secondary) thì theo
Định luật Faraday ta có:
và

Nếu ΦS = ΦP thì

,

ngoài ra

Như vậy

Trang 11


b) Tụ điện:
• Tụ điện một chiều, hay tụ phân cực (Electrolytic Capacitor): Khi đấu nối
phải đúng cực âm - dương. Thường trên tụ quy ước cực âm bằng cách sơn
một vạch màu sáng dọc theo thân tụ, hoặc khi tụ chưa cắt thì chân dài hơn
là cực dương.

•

Tụ điện xoay chiều: hay tụ không phân cực

Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện là hai bản cực bằng kim
loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch hay chất điện
môi cách điện có điện dung C. Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoay chiều đi
qua, ngăn cản dòng điện một chiều.

Công thức tính điện dung của tụ: C = ε.S/d
ε là hằng số điện môi
S là điện tích bề mặt tụ m2
d là bề giày chất điện môi
Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song và
cách nhau một khoảng d. ÷
Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số
E=

ε0 = 8.86.10-12

ε

δ
ε 0ε

C2/ N.m2 là hằng số điện môi của chân không.

là hằng số điện môi tương đối của môi trường; đối với chân không
giấy tẩm dầu = 3,6, gốm = 5,5; mica = 4 ÷ 5

ε

c) Điện trở:
Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.
Điện trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch
tử.
R =ρℓ/S hoặc R=U/I
Trong đó ρ là điện trở suất của vật liệu
S là thiết diện của dây.

ℓ là chiều dài của dây.

= 1,

Trang 12

điện


Cách đọc điện trở : vì điện trở rất đa dạng nên để đọc chính xác điên trở ta cần
xác định đúng trị số các vòng màu.

+vòng số 4 là vòng ở cuối luôn luôn có màu nhũ vàng hay nhũ bạc,đây là vòng
chỉ sai số của điện trở,khi đọc trị số ta bỏ qua vòng này.
+đối diện với vòng cuối là vòng 1,tiếp theo đến vòng số 2,số 3.
+vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị.
+vòng số 3 là bội số của cơ số 10.
Sau khi thiết kế mạch chúng ta sẽ phải lựa chọn loại điện trở phù hợp cho
mạch đo,thì đầu ra có thể chính xác.
d) Diode:

Diode
được cấu tạo
gồm hai lớp bán dẫn p-n được ghép với nhau. Diode chỉ hoạt động dẫn dòng
điện từ cực anot sang catot khi áp trên hai chân được phân cực thuận (VP>VN) và
lớn hơn điện áp ngưỡng. Khi phân cực ngược (VPđiện.
e) IC ổn áp

(LM 78xx)

Trang 13


D 4

D 2

D 1

1

D 3

V IN

VO U T

+5v
2

3

2 2 0 0 u F /2 5 v

G N D

L 7805
AC

1

V IN

G N D

lm 7 8 1 2
VO U T

2

+12v

3

L 7 8 5 2 /T O 3

Trong mạch điện tử thì khối nguồn là quan trọng nhất, nó quyết định sự
hoạt động hay không của cả mạch . một bộ nguồn tốt sẽ làm cho mạch hoạt động
ổn định và đảm bảo sự bền vững lâu dài cho các linh kiện có trong mạch . Chức
năng chính của khối nguồn là biến đổi dòng điện AC thàn dòng điện DC để nuôi
mạch hoạt động.Có thể dùng nhiều loại IC nhưng thông dụng nhất là họ IC 78xx
loại IC này có 3 chân rất tiện cho việc thiết kế bộ nguồn nhỏ và ổn định hay các
ổn áp trên xe ô tô .
Họ IC 78xx chân 1 là ngõ vào , chân 2 là ngõ ra, điện áp ngõ ra ở chân 2 có giá
trị là xx vnhu7 được ghi trên IC (ví dụ như IC 7805,7812,...thì điện áp ngõ ra có
giá trị là 5v, 12v,..). Tùy vào dòng điện ngõ ra người ta thêm vào để chỉ như là:
78 L xx : dòng chỉ danh định là 100mA
78 xx : dòng điện ra là 1A
78H xx : dòng điện ra danh định là 5A

Các tụ 0.33uF và 0.1uF dùng chống nhiễu và cải thiện đáp ứng quá độ của ổn
áp . các tụ này đặt càng gần IC càng tố
78xx là dòng họ điện tử dùng để biến đổi hiệu điện thế từ cao xuống thấp
tùy thuộc vào đặc tính của từng loại họ 78 ví dụ 7805,7812…

Ta xét nguyên lý hoạt động của họ 78:

Trang 14


Ta thấy họ 78 có 3 chân 2 chân vào và 1 chân ra (có chung cực âm) Khi
đặt hiệu điện thế nhất định vào chân 1 (hiệu điện thế chân vào phải lớn hơn chân
ra).Khi đó tại chân ra sẽ cho ta hiệu điện thế chúng ta cần theo từng loại chức
năng mà của họ 78.
f) Phần tử đảo (NOT)
Chức năng:
Thực hiện phép toán logic ĐẢO (NOT)
Cổng ĐẢO chỉ có 1 đầu vào:
ký hiệu:

 Bảng thật:
 Biểu thức: out = A

A

out

0

1

1

0

Trang 15


g) Phần tư AND
Chức năng thực hiện phép nhân logic
Cổng AND gồm hai đầu vào và một hàm ra
Ký hiệu :
X1
Y
X2

*Bảng hoạt động:
1x 2x
0 0
0 1
1 0

y
0
0
0

1

1

1

h) Phần tử OR:
cổng OR gồm hai tín hiệu vào một tín hiệu ra chức năng thực hiện cộng logic
sơ đồ ic 7432 :
* Bảng hoạt động:

1x 2x
0 0
0 1
1 0

y
0
1
1

1

1

1

*Sơ Đồ Nguyên Lý Mạch Nguồn Và Mạch Tạo Xung:
Nguồn Ac hoặc Dc 15V đuợc lấy từ con 3 (máy biến áp) dẫn qua cầu diode
nén điện dẫn qua tụ lọc gợn sóng qua IC ổn áp 78xx qua tụ chống nhiễu 104 qua
IC 741 tạo xung vuông đơn cực.
-Sơ Đồ Nguyên Lý Mạch Nguồn:

XUNG C

Trang 16


Nguồn và xung được lấy từ mạch nguồn và mạch xung, xung được cung cấp cho
IC 74190 đếm chạy đuổi sau mỗi chu kì xung từ Q0-Q9. Nhiệm vụ của diode từ
D1-D9 chống dòng điện quay ngược trở về IC 4017.Khi Q0-Q3 lần lược tích cực
mức cao và đưa vào cực b của U2, điện trở Rb phân cực cho C1815 bây giờ BJT
dẫn đèn Xanh_1 sáng đồng thời kích cho U3 dẫn đèn đỏ 2 sáng.Nhiệm vụ của các
điện trở cực E của BJT là hạ áp cho Led. Đến lúc Q4 tích cục mức cao kích cho U4
dẫn làm cho đèn Vàng 1 và đèn Đỏ 2 sáng.Tương tự cho chu kì tích cực mức cao
của IC4017.Đèn giao Thông này hoạt động theo nguyên lý đèn Đỏ = Đèn Vàng +
Đèn Xanh. Để đèn sáng nhanh hay chậm ta chỉnh
chu kì xung ở mạch tạo xung.
Mạch này có hai trụ riêng biệt,để 4 trụ ta
gắn các led song song với nhau.
-Sơ Đồ Nguyên Lý Mạch Tạo Xung:
Mạch dùng IC 555 được lắp theo sơ đồ nguyên lý
như hình vẽ

*Thiết kế bộ hiển thị đèn giao thông:
Nguyên lý: các trạng thái chuyển tiếp theo thứ tự lặp tuần hoàn

X
•

Bảng trạng thái tổng quát:
X

t)s)
0s
1s
2s

Đ

V

t)s+1)
1s
2s
0s

V
1Z
1
0
0

Đ
2Z
0
1
0

3Z
0
0
1

*Hiển thị đè giao thông :
Dùng ic 4017
tự đếm tuần
0
1
2

xanh

vàng

đỏ

Trang 17


-chân 3 nối vào chân RESET để đếm được lặp lại.

II. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch dùng IC số điều khiển đèn giao
thông ở ngã tư:

Trang 18


*nguyên lý hoạt động:
khi ấn nút khởi động đèn xanh 1 sẽ sáng trong 20 giây,đồng thời đèn đỏ 2 sáng
trong 25 giây.sau 20 giây đèn xanh 1 tắt đồng thời vàng 1 sáng trong thời gian 5
giây.tiếp theo xanh 2 sáng 20 giây ,sau đó vàng 2 sáng 5 giây trong thời gian đó
đỏ 1 sáng 25 giây .(thỏa mãn thời gian đỏ=xanh+vàng).

III .MẠCH GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ
1.sơ đồ nguyên lí:
-sơ đồ nguyên lí gồm có 4 khối cơ bản:
1,khối cảm biến.
2,mạch khuếch đại điện áp.
3,mạch so sánh.
4,cảnh báo.
-Bản vẽ sơ đồ khối nguyên lý mạch đo

2,chức năng của các khối trong mạch đo:
a,khói cảm biến : khối cảm biến có chức năng biến đổi các tín hiệu không điện
thành tín hiệu điện tương ứng.ở đây ta dùng cảm biến nhiệt điện trở kim loại để
chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu điện áp.
b, khối khuếch đại : có chức năng khuếch đại tín hiệu điện từ cảm biến đưa
tới,vì tín hiệu do cảm biến đưa ra thường là rất bé nên ta phải khuếch đại lên để
đưa vào các mạch điện khác.
c, mạch so sánh : có tác dụng so sánh tín hiệu đưa ra từ khối khuếch đại để đưa
ra khối cảnh báo khi có sự quá nhiệt độ.
3, các thiết bị chính dùng trong mạch:
Để xác định được các thiết bị mà mình sẽ sử dụng trong quá trình tính toán thiết
kế mạch đo ta đi dựa vào các khối cơ bản trong mạch đo để xác định các linh
kiện mà mình sẽ dùng,sau đây ta sẽ liệt kê các linh kiện sử dụng :
Trang 19


1, cảm biến : nhiệt độ là một đại lượng vật lý mà ta có thể đo gián tiếp qua các
loại cảm biến nhiệt độ dựa trên sự chuyển động của các hạt điện tích hình thành
nên dòng điện trong kim loại.
Hiện nay có rất nhiều loại cảm biến nhiệt độ thông dụng hiện nay mà ta thường

dùng : _ cặp nhiệt ngẫu
- nhiệt điện trở kim loại
- IC cảm biến nhiệt độ
Trong bài này ta sẽ sử dụng cảm biến là nhiệt điện trở kim loại, loại này có 2
loại thông dụng là nhiệt điện trơ platin và nhiệt điện trở nikel. Cụ thể ta sử dụng
nhiệt điện trở platin loại có độ tuyến tính theo nhiệt độ cao, điện trở suất cao,
chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo dài.

2, bộ khuếch đại thuật toán µA 741 : bộ khuếch đại này dùng nhiều trong kỹ
thuật điện trở có các dụng khuếch đại các tín hiệu điện như điện áp, dòng điện,
công suất. trong phạm vi bài này ta sẽ sử dụng khếch đại thuật toán để khuếch
đại điện áp đưa ra từ cảm biến và dùng trong bộ so sánh để đưa ra khối cảnh báo
cho mạch đo.
Hình ảnh thực tế của bộ khuếch đại thuật toán :

Trang 20


3, các thiết bị cảnh báo : để cảnh báo quá nhiệt độ ta có thể sử dụng chuông cảnh
báo hoặc còi để cảnh báo, hoặc ta có thể sử dụng đồng thời cả hai để cảnh báo
quá nhiệt độ. Những thiết bị này thường mang thông tin nhanh và chính xác, dễ
lắp đặt và sử dụng nguồn điện một chiều hay xoay chiều.

4, nguồn cấp cho mạch.
5,điện trở.
4,nguyên lý hoạt động:
Khi nhiệt độ thay đổi thì điện áp đầu ra của cảm biến nhiệt độ pt100 thay đổi
Điện áp này được đi qua điện trở để làm giảm áp(điện áp cđầu ra của pt100
lớn),sau đó đi qua mạch khuếch đại điện áp,điện áp sau khi được khuếch đại sẽ
đi qua mạch so sánh.Tại đây nếu điện áp lớn hơn điện áp so sánh thì đầu ra của

opam741 là mức cao,làm thông tranzito loa sẽ kêu cảnh báo.Còn nếu điện áp
nhỏ hơn điện áp so sánh thì đầu ra của opam741 là mức thấp,tranzito không
dẫn ,loa sẽ không kêu cảnh báo.

CHƯƠNG III Kết Luận:
Mạch đèn giao thông và giám sát nhiệt độ này còn mang tính sơ sài mang
và tính chất mô phỏng.Qua đó em rút ra kinh nghiệm làm mạch, cũng như áp
dụng lý thuyết vào thực hành.

Trang 21