Niên luận điều khiễn từ xa bằng tia hồng ngoại

Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
MỤC LỤC
Trang

PHẦN A............................................................................................................................. 4
LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA........................................................................4
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA.................................................4
I. Giới Thiệu Hệ Thống Điều Khiển Từ Xa:.................................................................................................4
II. Sơ Đồ Khối Hệ Thống Điều Khiển Từ Xa:...............................................................................................4
III. Điều Khiển Từ Xa Dùng Tia Hồng Ngoại :.............................................................................................4
1. Khái niệm về tia hồng ngoại :............................................................................................................4
2. Nguồn phát sáng hồng ngoại và phổ của nó :...................................................................................5
IV. Sơ Đồ Khối Hệ Thống Điều Khiền Từ Xa Dùng Tia Hồng Ngoại :...........................................................7
1. Máy Phát :.........................................................................................................................................7
2. Máy thu :..........................................................................................................................................8

PHẦN B........................................................................................................................... 10
THIẾT KẾ & THI CÔNG.............................................................................................10
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH...................10
I. Led thu hồng ngoại:.............................................................................................................................10
1. Cấu tạo:..........................................................................................................................................10
............................................................................................................................................................10
2. Nguyên lý hoạt động:.....................................................................................................................10
II. IC chốt CD4013 :.................................................................................................................................11
Cấu tạo :..............................................................................................................................................11


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
2. Nguyên lý hoạt động :....................................................................................................................12
III. IC phát hồng ngoại BL9148 :..............................................................................................................12
1. Giới thiệu :......................................................................................................................................12

2. Sơ đồ chân :....................................................................................................................................13
IV. IC thu hồng ngoại BL9149 :...............................................................................................................16
1. Giới thiệu :.....................................................................................................................................16

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ PHÁT , THU :................................19
I. Thiết kế mạch phát :...........................................................................................................................19
1. Sơ đồ khối mạch phát :..................................................................................................................19
2. Khối dao động tạo tần số sóng mang :...........................................................................................19
3. Tổ hợp phím nhấn:.........................................................................................................................20
4. Mạch khuếch đại phát :..................................................................................................................21
5. Sơ đồ nguyên lý mạch phát :...........................................................................................................23
II. Thiết kế mạch thu hồng ngoại:...........................................................................................................24
III. Thiết kế mạch nguồn :........................................................................................................................31

KẾT LUẬN..................................................................................................................... 32


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

LỜI GIỚI THIỆU
Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và
đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra
hàng lọat những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là
những yếu tố rất cần thiết góp phần cho họat động của con người đạt hiệu quả cao.
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi
hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công–nông-lâm-ngư nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong
họat động đời sống hằng ngày.
Ơ đây, em xin đề cập tới một khía cạnh của điện tử là điều khiển từ xa. Có rất nhiều phương
thức điều khiễn từ xa và có thể nói điều khiễn bằng hồng ngoại là phương thức phổ thông và
được ứng dụng khá rộng rãi trong lĩnh vực điều khiễn các thiết bị điện dân dụng vì chúng ta đã

quá quen thuộc với hình ảnh chiếc Remote Control. Sau khi được học qua môn kỹ thuật số, làm
quen với nhiều loại vi mạch số tích hợp và xuất phát từ nhu cầu thực tế, em xin chọn đề tài điều
khiễn từ xa bằng tia hồng ngoại để có thể tìm hiểu sâu hơn về kỹ thuật điều khiễn bằng hồng
ngoại cũng như tìm hiểu về cặp vi mạch tích hợp thu phát hồng ngoại BL9148 và BL9149. Do
kiến thức còn hạn chế nên việc thiết kế và thi công chỉ dừng lại ở mức độ điều khiễn các thiết bị
đơn giản.
Em xin cảm ơn thầy đã hướng dẫn, giúp em hoàn thành đề tài này.
Kính mong sự giúp đỡ và góp ý của thầy cô và các bạn để em có thể hoàn thiện hơn đề tài này và
có thể tìm hiểu sâu hơn về kỹ thuật điều khiễn bằng tia hồng ngoại.
Xin chân thành cảm ơn


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

PHẦN A
LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA

I. 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 tia hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp quang dây dẫn.

II. Sơ Đồ Khối Hệ Thống Điều Khiển Từ Xa:

-Khối phát : có nhiệm vụ phát ra tin tức điều khiển
-Đường truyền : là môi trường truyền tín hiệu từ nơi phát đến nơi thu
-Khối thu : thu nhận tín hiệu từ khối phát để điều khiển thiết bị mong muốn .

III. Điều Khiển Từ Xa Dùng Tia Hồng Ngoại :
1. Khái niệm về tia hồng ngoại :

Anh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt
thường, có bước sóng khoãng 0,8mm đến 0.9µm, tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
ánh sáng.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng rộng rãi trong .
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 kênh thoại hay12 kênh
truyền hình qua một sợi tơ quang với đường kính 0,13 mm với khoảng cách 10Km đến 20 Km.
Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ
mà người ta vẫn dùng.
Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa chùm tia
hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu phải đúng hướng.
2. Nguồn phát sáng hồng ngoại và phổ của nó :

Các nguồn sáng nhân tạo thường chứa nhiều sóng hồng ngọai. Hình dưới cho ta quang phổ
của các nguồn phát sáng này.

Quang phổ
của
các
nguồn phát
sáng

IR
LED

:Diode hồng
ngoại.
LA
LR

: Laser bán dẫn .
: Đèn huỳnh quang.

Q

: Đèn thủy tinh.

W

:Bóng đèn điện với dây tiêm wolfram.

PT

: Phototransistor.

Phổ của mắt người và phototransistor(PT) cũng được trình bày để so sánh. Đèn thủy ngân gần
như không phát tia hồng ngoại. Phổ của đèn huỳnh quang bao gồm các đặc tính của các loại khác.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
Phổ của transistor khá rộng. Nó không nhạy trong vùng ánh sánh thấy được, nhưng nó cực đại ở
đỉnh phổ của LED hồng ngoại.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quang học giống như ánh sánh (sự hội tụ qua thấu kính,
tiêu cực…). Ánh sáng và sóng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất. Có
những vật mắt ta thấy “phản chiếu sáng” nhưng đối với tia hồng ngoại nó là những vật “phản

chiếu tối”. Có những vật ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở
nên trong suốt. Điều này giải thích tại sao LED hồng ngoại có hiệu suất cao hơn so với LED cho
màu xanh lá cây, màu đỏ… Vì rằng, vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại,
tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó phải vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài.
Đời sống của LED hồng ngoại dài đến 100000 giờ (hơn 11 năm), LED hồng ngoại không
phát sáng cho lợi điểm trong các thiết bị kiểm soát vì không gây sự chú ý.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

IV. Sơ Đồ Khối Hệ Thống Điều Khiền Từ Xa Dùng Tia Hồng Ngoại :
1. Máy Phát :

Sơ đồ khối máy phát

Giải thích sơ đồ khối máy phát:
Máy phát có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiển, mã hóa và phát tín hiệu đến máy thu, lệnh
truyền đi đã được điều chế.
* Khối phát lệnh điều khiển: Khối này có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiển từ nút nhấn (phím
điều khiển). Khi một phím được ấn tức là một lệnh đã được tạo ra . Các nút ấn này có thể là một
nút (ở mạch điều khiển đơn giản), hay một ma trận nút (ở mạch điều khiển chức năng). Ma trận
phím được bố trí theo cột và hàng. Lệnh điều khiển được đưa đến bộ mã hóa dưới dạng các bit
nhị phân tương ứng với từng phím điều khiển.
* Khối mã hóa: Để truyền các tín hiệu khác nhau đến máy thu mà chúng không lẫn lộn nhau, ta
phải tiến hành mã hóa các tín hiệu (lệnh điều khiển). Khối mã hóa này có nhiệm vụ biến đổi các
lệnh điều khiển thành các bit nhị phân, hiện tượng biến đổi này gọi là mã hóa. Có nhiều phương
pháp mã hóa khác nhau:
- Điều chế biên độ xung.
- Điều chế vị trí xung.
- Điều chế độ rộng xung.

Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
- Điều chế mã xung.
Trong kỹ thuật điều khiển từ xa dùng tia hồng ngọai, phương pháp điều chế mã xung thường
được sử dụng nhiều hơn cả, vì phương pháp này tương đối đơn giản, dễ thực hiện.
* Khối dao động tạo sóng mang: Khối này có nhiệm vụ tạo ra sóng mang tần số ổn định, sóng
mang này sẽ mang tín hiệu điều khiển khi truyền ra môi trường.
* Khối điều chế: Khối này có nhiệm vụ kết hợp tín hiệu điều khiển đã mã hóa sóng mang để
đưa đến khối khuếch đại.
* Khối khuếch đại: Khuếch đại tín hiệu đủ lớn đề LED phát hồng ngoại phát tín hiệu ra môi
trường.
* LED phát: Biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu hồng ngoại phát ra môi trường.
2. Máy thu :

Sơ đồ khối
máy thu
Giải
thích sơ đồ
khối máy thu
:
Chức năng của máy thu là thu được tín hiệu điều khiển từ máy phát, loại bỏ sóng mang,
giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh riêng biệt, từ đó mỗi lệnh sẽ đưa đến khối chấp hành cụ
thể.
* LED thu :Thu tín hiệu hồng ngoại do máy phát truyền tới và biến đổi thành tín hiệu điều
khiển.
* Khối khuếch đại: Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều khiển từ LED thu hồng ngoại để
quá trình xử lý tín hiệu được dễ dàng.
* Khối tách sóng :Khối này có chức năng triệt tiêu sóng mang, chỉ giử lại tín hiệu điều khiển (
tín hiệu gửi đi từ máy phát ).

* Khối giải mã: Nhiệm vụ của khối này là giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh điều
khiển dưới dạng các bit nhị phân hay các dạng khác để đưa đến khối chấp hành cụ thể. Do đó
nhiệm vụ của khối này rất quan trọng.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
* Khối chốt: Có nhiệm vụ giữ nguyên trạng thái tác động khi tín hiệu khiều khiển không còn,
điều này có nghĩa là khi phát lệnh điều khiển ta chỉ tác động vào phím ấn một lần, trạng thái
mạch chỉ thay đổi khi ta chỉ tác động vào nút khác thực hiện điều khiển lệnh khác.
* Khối khuếch đại: Khuếch đại tín hiệu điều khiển đủ lớn để tác động được vào mạch chấp
hành.
* Khối chấp hành: Có thể là role hay một linh kiện điều khiển nào đó, đây là khối cuối cùng
tác động trực tiếp vào thiết bị thực hiện nhiệm vụ điều khiển mong muốn.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

PHẦN B
THIẾT KẾ & THI CÔNG
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH
I. Led thu hồng ngoại:
1. Cấu tạo:

2. Nguyên lý hoạt động:

Giả sử các điều kiện phân cực cho IC đã hoàn chỉnh, khi IC nhận tín hiệu điều khiển từ
diode phát quang, mạch khuếch đại Op-Amp của IC sẽ biến đổi dòng điện thu được từ diode ra
điện áp (điện áp này được khuếch đại). Tín hiệu điện áp được đưa đến Smith trigger để tạo xung
vuông, xung này có nhiệm vụ khích transistor ngõ ra họat động, lúc đó ngõ ra tại chân số 2 của
IC ở mức thấp, tín hiệu ngõ ra tác động ở mức 0, có thể được dùng để điều khiển gián tiếp một tải

nào đó.
Khi ngăn ánh sáng chiếu vào thì ngược lại transistor không họat động dẫn đến chân số 2 lên
mức cao .


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

II. IC chốt CD4013 :
Cấu tạo :

a. Sơ đồ nguyên lý bên trong :
Q1 QN1
1
D F-F
5

3

4

8

9

6
11

Q2 QN2
2 13 12
D F-F

10

SD1 D1 CP1 CD1 SD2 D2 CP2 CD2

Trong đó:
D : Dữ liệu vào.
Cp : Xung đồng hồ vào.
SD : Chân đặt.
CD : Chân xóa.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

b. Bảng trạng thái:
Ngõ vào Ngõ ra
CP
X

D

Q

X

SD

CD

H

L

SD

CD

QN

H

L
L

H

X

X

L

H

H

H

X

X

H

H

Ngõ vào Ngõ ra
CP

D

Qn+1 QNn+1
L

L

L

L
L

H
L

H

H

L

2. Nguyên lý hoạt động :

Vi mạch 4013 chứa 2 Flip-Flop D, nó là một vi mạch đa năng, chúng có các chân đặt trực
tiếp (S0), xóa trực tiếp (CD). Dữ liệu được chấp nhận Cp ở mức thấp và được chuyển đến ngõ
ra khi có cạnh dương của xung đồng hồ. Khi 2 chân CD và S0 cùng ở mức cao bất chấp dữ liệu
vào và xung đồng hồ như thế nào, cả 2 ngõ ra Q và QN đều ở mức cao. IC 4013 có 14 chân.

III. IC phát hồng ngoại BL9148 :
1. Giới thiệu :

Mạch điện IC BL9148 sử dụng công nghệ CMOS qui mô lớn để chế tạo là một loại linh
kiện phát xa mã hóa tia hồng ngoại rất thông dụng, phạm vi điện áp nguồn điện là
2,2V~5,5V. Vì sử dụng công nghệ CMOS để chế tạo nên công suất tiêu hao cực thấp, dòng
điện trạng thái tĩnh chỉ 10 µA, nó có thể sử dụng nhiều tổ hợp phím, linh kiện bên ngoài rất ít,
mã số của nó thích hợp với nhiều qui mô khác, chỉ cần nối ngoài linh kiện LC hoặc bộ dao
động gốm là có thể gây ra dao động.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
2. Sơ đồ chân :

*
Chức
năng của
các chân :
IC
BL9148 sử dụng 16 chân, vỏ nhựa kiểu cắm thẳng hàng.
Chân 1: GND là đầu âm của dòng điện nối với đất.
Chân 2: XT là đầu vào của bộ phận dao động bên trong.
Chân 3: XTN là đầu ra của bộ phận dao động bên trong, bên trong nó không có điện trở

phản hồi.
Chân 4 đến chân 9: (k1-k6) là đọan đầu vào tín hiệu của bàn phím kiểu ma trận.
Chân 10 đến chân 12: T1 –T3 kết hợp với các chân k1 đến k6 có thể tạo thành 18 phím.
Chân 13: (code) là đầu vào của mã số, dùng mã số để truyền tải và tiếp nhận.
Chân 14: (TEST) là đầu đo thử, bình thường khi sử dụng có thể bỏ trống
Chân 15:(Txout ) là đầu ra tín hiệu truyền tải tín hiệu 12 bit thành một chu kỳ, sử dụng sóng
mang 38kHz để điều chế.
Chân 16: (V00) là đầu dương của nguồn điện nối với điện áp một chiều 2,2-5,5 V, điện áp
làm việc bình thường 3V.
Bên trong IC BL9148 do bộ phân dao động, bộ phân tần, bộ giãi mã, mạch điện đầu vào của
bàn phím, bộ phận phát mã số…tạo thành.
1. Nguyên lý hoạt động
Trong IC BL9148 có chứa bộ đảo pha CMOS là điện trở định thiên cùng nối bộ dao động
bằng thạch anh hoặc mạch điện dao động cộng hưởng. Khi tần số của bộ phận dao động thiết kế


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
xác định là 455kHz, thì tần số phát xạ sóng mang là 38 kHz. Chỉ khi có thao tác nhấn phím mới
có thể tạo ra dao động, vì thế đảm bảo công suất của nó tiêu hao thấp. Nó có thể thông qua các
chân k1 đến k6 và đầu ra thứ tự thời gian chân T 1 đến T3 để tạo ra bàn phím 6x3 theo kiểu ma trận.
Tại t1 sáu phím được sắp xếp có thể tùy chọn để tạo thành 6x3 trạng thái tín hiệu liên tục đưa ra
được trình bày ở hình bên dưới.

Hai hàng phím ở
T2 và T3 chỉ có thể sử
dụng phím đơn, hơn
nữa, mỗi khi ấn vào
phím một lần chỉ có
thể phát xạ một nhóm
mạch xung điều khiển

xa. Nếu như các phím
ở cùng hàng đồng thời
được ấn xuống thì thứ
tự ưu tiên của nó là K1
> K2 > K3> K4 > K5>K6 . Không có nhiều phím chức năng trên cùng một đường K, nếu như đồng
thời nhấn phím thì thứ tự ưu tiên của nó là T1 >T2>T3.
Lệnh phát ra của nó do mã 12 bit tạo thành, trong đó C 1~C3 (code) là mã số người dùng, có
thể dùng để xác định các mô thức khác nhau, tổ hợp C 2, C3 phối hợp với mạch điện IC thu
BL9149. Mỗi loại tổ hợp có 3 trạng thái đó là 01, 10, 11 mà không dùng trạng thái 00
C1 C2 C3
H
S1
S2
D1 D2 D3 D4 D5 D6
Mã người dùng

Mã liên tục/không liên
tục

Mã phím đầu vào

Lệnh phát ra 12 bit như ở bảng 3
Các bit mã C 1, C2, C3 được thực hiện bằng việc nối hay không nối các chân T 1,T2, T3 với
chân code bằng các diode. Nếu nối qua diode thì các C tương ứng trở thành [1] và ở [0] khi
không được nối. H, S1, S2 là đại diện cho mã số phát xạ liên tục hoặc mã số phát xạ không liên
tục. Nó đối ứng với các phím T 1, T2, T3. D1 đến D6 là mã số của số liệu phát ra. Phím của nó và sự
đối ứng mã quan hệ với nhau :


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

Phím

Số liệu

Đầu ra

Số

H

S1

S2

D1

D2

D3

D4

D5

D6

Hình thức

1

1

0

0

1

0

0

0

0

0

Liên tục

2

1

0

0

0

1

0

0

0

0

Liên tục

3

1

0

0

0

0

1

0

0

0

Liên tục

4

1

0

0

0

0

0

1

0

0

Liên tục

5

1

0

0

0

0

0

0

1

0

Liên tục

6

1

0

0

0

0

0

0

0

1

Liên tục

7

0

1

0

1

0

0

0

0

0

Không liên tục

8

0

1

0

0

1

0

0

0

0

Không liên tục

9

0

1

0

0

0

1

0

0

0

Không liên tục

10

0

1

0

0

0

0

1

0

0

Không liên tục

11

0

1

0

0

0

0

0

1

0

Không liên tục

12

0

1

0

0

0

0

0

0

1

Không liên tục

13

0

0

1

1

0

0

0

0

0

Không liên tục

14

0

0

1

0

1

0

0

0

0

Không liên tục

15

0

0

1

0

0

1

0

0

0

Không liên tục

16

0

0

1

0

0

0

1

0

0

Không liên tục

17

0

0

1

0

0

0

0

1

0

Không liên tục

18

0

0

1

0

0

0

0

0

1

Không liên tục


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

IV. IC thu hồng ngoại BL9149 :
1. Giới thiệu :

IC BL9149 này cũng được chế tạo bằng công nghệ CMOS, chúng đi cặp với IC phát
BL9148 để tạo thành một bộ IC thu-phát trong điều khiển xa bằng tia hồng ngoại
1. Sơ đồ chân:

* Chức năng các
chân:
IC BL9149 có 16
chân. Có vỏ nhựa
kiểu cắm thẳng hai
hàng, hình dạng bên ngoài của nó và chân dẫn được sắp xếp như hình trên.
- Chân 1: (GND) là đầu âm của dòng điện nối đất.
- Chân 2: (Rxin) là đoạn đầu vào của tín hiệu thu; tín hiệu sau khi được lọc bỏ sóng mang.
- Chân 3 đến 7 :HP1 ~HP5 là đầu ra tín hiệu liên tục.
- Chân 8 đến 12: SP1 đến SP5 là đầu ra tín hiệu không liên tục
- Chân 13, 14 : Code2, Code1 là đầu so sánh mã truyền đạt. Mã số phần thu và mã số người dùng
ở phần phát phải giống nhau thì mới phát và thu hồng ngoại được.
- Chân 15: OSC là ngõ vào dao động
- Chân 16 : Vdd nguồn cung cấp khoảng 4.5v -> 5.5v
2. Nguyên lý hoạt động:

Đầu vào của tín hiệu tiếp nhận của mạch IC này do đầu vào linh kiện quang điện đảm nhận,
sau khi qua khuếch đại, tách sóng để loại trừ sóng mang 38kHz, sau đó đưa vào đầu vào mạch
điện IC, đầu tiên tiến hành chỉnh hình đối với tín hiệu đầu vào, sau đó lại làm các xử lý khác. Sơ
đồ khối về nguyên lý hoạt động mạch điện đầu vào của nó như Thời gian đo kiểm tra tín hiệu


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
tiếp nhận của mạch điện này và đồng hồ báo giờ họat động bên trong đều do mạch điện dao động
đảm nhận, lúc dùng chỉ cần linh kiện RC mắc song song đến đất tại đầu dao động OSC của mạch
điện
Từ nguyên lý của BL9148 có thể biết, mỗi nhóm số liệu của tín hiệu phát ra là 12 bit, mỗi lần
phát ra 2 nhóm số, khi kiểm tra tín hiệu nhận được, đầu tiên đem tín hiệu thu của nhóm 1 gởi vào
trong bộ nhớ dịch hàng 12 bit, sau đó tiến hành so sánh từng số của số liệu nhóm 2 và nhóm 1
nhận được, nếu như giống nhau thì đầu ra đối ứng pha sẽ từ mức điện thấp sẽ tăng lên mức điện
cao; nếu như khác nhau thì gây ra tín hiệu sai sót lập tức làm cho hệ thống trở về trạng thái ban
đầu. Số liệu nhận được của nó so sánh như trong hình 10 trên.
Do trong tín hiệu phát ra của IC phát có C 1, C2 và C3 cung cấp tín hiệu mã số viết cho người
dùng, vì vậy đầu tiếp nhận cần phải có tín hiệu mã số tương ứng, máy khác nhau có mã khác
nhau để cho có sự khác biệt
Nếu như mỗi khi nhận được tín hiệu phát không liên tục, mức điện đầu CP tương ứng chuyển đổi
một lần, lọai mạch xung chu kỳ này(hai trạng thái ổn định) thường dùng trong nguồn chuyển
mạch dùng cho điều khiển thiết bị điện, mạch điện làm câm tạp âm…
Tổ hợp mã hệ thống phối hợp giữa BL9148 và BL9149 :

BL9148

BL9149

C1

C2

C3

C2

C3

1

0

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

* Vì BL9149 không có chân C1 nên chân T1(ứng với C1)của BL9148 sẻ ở mức 1. Qua bảng mã
hệ thống, ta thấy tổ hợp mã của các chân C2,C3 của BL9149 phải giống với C2, C3 của Bl9148.
Trong các tổ hợp mã, không tồn tại tổ hợp C2 = C3=0
* Các chân C2, C3 ở mức 1 nếu được nối qua tụ điện rồi nối mass. Ngược lại, se ở mức 0 nếu
nối trực tiếp xuống mass.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ PHÁT , THU :
I. Thiết kế mạch phát :
1. Sơ đồ khối mạch phát :

Phím điều

IC Mã hóa

khiển

Khuếch đại
& phát

Bộ dao động
thạch anh
Sơ đồ khối mạch phát
-Phím điều khiển :Tổ hợp phím dùng IC mã hóa BL9148. IC này có thể phối hợp để tạo ra tổ
hợp gồm 18 phím điểu khiển. Tùy theo mục đích sử dụng mà ta thiết kế số lượng phím theo ý
muốn.
-IC mã hóa: Được chọn là IC BL9148.
-Khối khuếch đại và phát: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu từ ngõ ra của IC mã hóa để phát tín
hiệu ra ngoài không gian đến thiết bị thu .
-Bộ dao động thạch anh :Là phần phối hợp giúp IC mã hóa hoạt động .
2. Khối dao động tạo tần số sóng mang :

IC BL9148 phối hợp với mạch bên ngoài là thạch anh hoặc mạch LC để tạo dao động. Để
tiện lợi cho việc tính toán , thiết kế và tăng độ chính xác ta chọn thạch anh để phối hợp tạo dao
động .
Tần số thường dùng điều khiển trong hồng ngoại là 38KHz. Tần số này do dao động tinh thể
Thạch Anh 445KHz sử dụng ở đầu phát xác định .
Ơ bộ phát dùng Thạch Anh
455KHz, do IC có hệ số phân tần
là 12 nên tần số phân tần sẽ là :


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
Cũng có một số hệ thống điều khiển từ xa dùng tần số 36KHz, 40KHz, 56KHz … làm tần sồ
sóng mang. Nói chung tần số này được quyết định bởi tinh thể Thạch Anh ở phần phát.
Như vậy ta có mạch phối hợp tạo dao động mang như sau:

Mạch tạo
dao động

Trong sơ đồ trên ta thấy C1, C2 có nhiệm vụ ổn định dao động và hổ trợ Thạch Anh hoạt động
tốt.
Ta chọn giá trị của tụ sao cho tín hiệu dao động không nối tắt xuống mass:
Chọn C1 = C2 = C
Zc =

Ta có thể chọn giá trị tụ gần bằng 350 pF phổ biến trên thị trường.
3. Tổ hợp phím nhấn:

 Mã người dùng : C1, C2, C3
Ttrong tín hiệu phát ra của mạch phát có C1, C2, C3 cung cấp mã số tín hiệu cho người
dung. Vì thế muốn mạch thu có thể thu được thì ta phải biết được mã này và thiết kế mạch thu
với mã tương ứng. Các bộ điều khiển khác nhau có mã người dùng khác nhau để phân biệt.
Các bít mã C1,C2,C3 này được tạo ra bằng cách nối chân T1, T2, T3 tương ứng qua chân
Code của IC phát bằng các Diode. Nếu như chân nào được thực hiện nối với chân Code qua
Diode thì giá trị mã C tương ứng với chân đó được đặt lên mức [1]. Ngược lại nếu như chân
nào không được nối thì mã C tương ứng là mức 0.
Trong mạch thiết kế này em chọn IC phối hợp với IC phát BL9148 là IC giải mã BL9149
nên đã được chọn như sau:


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
IC 9148

IC 9149

T1 =1

C2 =1

T2 =1

C3 =0

T3 =0
 Chọn phím điều khiển :
Khi thiết mạch em chọn hướng ứng dụng là có thể điều khiển thiết bị tắt mở đồng thời
cũng có thể điều khiển liên tục như điều chỉnh volume theo kiểu tăng giảm liên tục. Vì thế
chọn tín hiệu điều khiển là liên tục. Mạch phát dùng BL9148 có thể điều khiển 18 kênh
nhưng ở đây ta chỉ thiết kế mạch thu 4 kênh nên ở mạch phát chỉ thiết kế cho 4 kênh và là 4
kênh điều khiễn liên tục. Nghĩa là thực hiện nối 4 SW vào các chân K1, K2, K3, K4 và đầu
kia nối chung vào chân T1. Như vậy các SW sẽ ở trạng thái điều khiễn liên tục. Nếu nhấn và
nhả 1 phím thì ngõ ra sẻ phát đi 1 chuỗi xung gồm 12 bit. Còn nếu ấn và giữ 1 phím thì ngõ ra
sẽ phát đi liên tục các chuỗi xung giống hệt nhau
4. Mạch khuếch đại phát :

Do tín hiệu phát ở ngõ ra của IC phát có dòng bé: -50mA-0.1mA. Nên ta phải khuếch đại
chúng lên để có thể phát đi xa. Ở đây ta dùng mạch 2 Transistor T1,T2 ghép giả Darlington
Khuếch đại tín hiệu cấp dòng cho Led hồng ngoại phát đi.

Sơ đồ
mạch khuếch đại

Khi không có ấn phím thì ngõ
ra tại chân 15 của IC BL9148
có áp là :
VOUT = 3 V

Theo sơ đồ mạch ta có :
VEB 1 = VCC – VB1 = 3 - 3= 0v< 0.7v = V
Q1 Tắt Q2 TắtNên không có dòng đi qua IR Led.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
-Khi ta nhấn 1 phím ở bàn phím thì :
VOUT = VB1 = 2vVEB1=3 - 2= 1v > V
Q1 dẩn bão hòa VEC1=VEC1 BH = 0.2v
VB2 = VCC – VEC1=3 - 0.2= 2.8v
VE2=VB2 - V= 2.8 - 0.7= 2.1v

-Tính R2:
Led hồng ngoại có điện áp cho phép trong khoảng : 1.2v3.3v,dòng làm việc
điện trở RIRLed = 10 Từ đó ta có biểu thức sau :

1.2V VIR Led 3.3V

Do R2 nhỏ nên có thể không gắn R2 vào mạch

5mA20mA,


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM

Trong mạch ta dùng thêm Led báo hiệu để báo có tín hiệu hồng ngoại được phát đi

Chọn Led đỏ để báo hiệu. Để Led
sáng bình thường thì dòng qua Led là
Và

Ta có :

Vậy chọn

5. Sơ đồ nguyên lý mạch phát :


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM
Sơ đồ nguyên lý mạch phát
 Nguyên lý hoạt động:
Khi thiết kế mạch, mã người dùng do ta qui định và cụ thể ở mạch này ta chọn mã người
dùng C1 C2 C3 là 1 1 0
Do thiết kế ở mode điều khiển liên tục nên 3 bit tiếp theo là H S1 S2 sẽ tương ứng với 1 0
0
6 bit tiếp theo là mã dữ liệu. Khi ta ấn 1 phím thì bit tương ứng sẽ lên mức 1 còn các bit
còn lại vẫn ở mức 0
Giả sử khi ta nhấn phím số 2 thì chân 5(K2) lên mức cao và lúc này mạch điện bàn phím
nạp vào là 010000 hay mã số của số liệu phát ra D1D6 là 010000
Như vậy khi ta nhấn phím số 2 thì mã lệnh 12 bit tương ứng được phát ra là :
C1 C2 C3 H

S1

S2

D1 D2

D3 D4 D5 D6

1

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

Mã lệnh 12 bit sẽ được điều chế với sóng mang rồi đưa ra chân 15. Tiếp theo tín hiệu
được đưa vào mạch khuếch đại phát để nâng cao biên độ rồi phát ra ngoài qua Led hồng
ngoại.

II. Thiết kế mạch thu hồng ngoại:

 Khối nhận tín hiệu :

Để thu tín hiệu hồng ngoại ta dùng Led thu chuyên dụng. bên trong có led thu tín hiệu và
có mạch giải điều chế để phục hồi lại tín hiệu gốc, sau đó cho qua mạch khuếch đại CE và
tín hiệu ngõ ra bị đảo pha
-Ở trạng thái bình thường khi chưa nhận tín hiệu : VOUT = 800mV
-Khi nhận tín hiệu : VOUT = 705mV
Vì tín hiệu ngõ ra của Led thu được khuếch đại đảo pha với tín hiệu phát. Do đó ta dùng
thêm một tầng khuếch đại CE vừa khuếch đại vừa đảo pha để làm cho tín hiệu đưa vào mạch giải
mã cùng pha với tín hiệu phát đi.


Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐỖ CHÍ TÂM