mạch cảm biến ánh sáng

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Đề tài: MẠCH CẢM BIẾN ÁNH SÁNG

GVHD : Thầy Nguyễn Vũ Thắng
THÀNH VIÊN

MSSV

Lương Tuấn Huy

20146331

Nguyễn Thành Công

20140507

Lưu Đặng Hân

20141474

Trần Bá Sơn

20143882

Nguyễn Hữu Phú

20143448
1

MỤC LỤC

Trang
CHƯƠNG1 :LỜI NÓI ĐẦU………………………..

3

CHƯƠNG 2: PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC……………............

4

CHƯƠNG 3: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH…….
3.1: Điện trở, …………………………………………..

5

3.2: Transistor…………………………………………...

6

3.3: Quang trở……………………………………………

6

3.4: Tụ điện, …………………………………………….

7

3.5: Led…………………………………………………..

8

3.6:Jack nguồn…………………………………………

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH…………………………………..

9

4.1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ……………………………

9

4.2: SƠ ĐỒ MẠCH IN…………………………………

10

4.2: MẠCH MÔ PHỎNG………………………………

10

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ RÚT KINH NGHIỆM…………….

11

2


3

CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU
1.1: Phân tích nhu cầu và sự cần thiết của sản phẩm.
Điện năng là 1 nguồn năng lượng rất quan trọng cuộc sống hiện đại, chính vì
vậy mà điện phải được sử dụng một cách thích hợp. Đèn cảm biến ánh sáng ra
đời dựa trên nhu cầu tiết kiệm điện nhưng vẫn không tốn công sức trong việc
điều khiển hệ thống chiếu sáng. Mạch cảm biến được sử dụng rộng rãi trong
rất nhiều thiết bị chiếu sáng quen thuộc như đèn đường, đèn công viên, đèn cầu
thang… nhằm đảm bảo được nhu cầu chiếu sáng và tiết kiệm được điện năng
và công sức con người.. chính vì vậy nhóm em chọn đề tài “Mạch cảm biến
ánh sáng ngày và đêm”
1.2: Các chỉ tiêu kĩ thuật của sản phẩm.
1.2.1 Chức năng của sản phẩm.
Sản phẩm sử dụng nguồn 1 chiều 7V-25V để cung cấp cho bóng led đồng thời
tự động tắt khi có ánh sáng chiếu vào và tự động bất khi không có ánh sáng
hoặc ánh sáng quá yếu
1.2.2 Chỉ tiêu kĩ thuật của sản phẩm
- Hoạt động ổn định trong dải điện áp từ 10V-15V
- Đèn phải tắt khi trời sáng và phải tự động bật khi cường độ ánh sáng giảm tới
1 mức nhất định
- Độ nhạy cao và ổn định
-Mạch đơn giản dễ tùy biến
Tín hiệu đầu vào. Là tín hiệu ánh sáng, cụ thể ánh sáng chiếu vào quang trở
Tín hiệu đầu ra. Là tín hiệu quang, cụ thể là ánh sáng của đèn led.
1.2.3 Các yêu cầu phi chức năng.
-Nhỏ gọn, giá thành rẻ
4

CHƯƠNG 2: PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC.
2.1: Tìm Hiểu và Thiết kế sơ đồ nguyên lý
- Nguyễn Hưu Phú
- Trần Bá Sơn
- Lương Tuấn Huy
2.2: Mô Phỏng và thiết kế mạch in
-Nguyễn Thành Công
- Lưu Đặng Hân
- Lương Tuấn Huy
- Nguyễn Hữu Phú
- Trần Bá Sơn
2.3 Mua Linh kiện và hoàn thiện mạch
-Nguyễn Hữu Phú
-Lưu Đặng Hân
- Nguyễn Thành Công
2.4 Viết báo cáo
- Lưu Đặng Hân
- Trần Bá Sơn

5


CHƯƠNG 3: LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH
3.1. Điện trở.
3.1.1:Khái niệm: Điện trở là một linh kiện có tính cản trở dòng điện và
thực hiện một số chức năng khác tùy thuộc vào vị trí trong mạch điện
3.2.2 Cấu tạo. Điện trở được cấu tạo bởi những vật liệu có điện trở suất
cao như than, magie… để hiển thị các giá trị của điện trở người ta sử dụng các
vạch mầu..
3.2.3 Kí hiệu

3.2.4 Cách đọc giá trị điện trở

6


3.2.5 Linh kiện sử dụng trong mạch:
Mạch sử dụng 6 điện trở R1=R2=R3=330(ôm)
R4=R6=1k(ôm), R5=10k(ôm)
3.2 Transistor
3.2.1 Cấu tạo. transistor cấu tạo bởi 2 lớp tiếp xúc PN liên tiếp gồm các
vùng bán dẫy loại P và N xếp xen kẽ nhau, vùng ở giữa có tính chất dẫn điện
khác với 2 vùng lân cận và bề rộng rất mỏng để để tạo nên tiếp xúc P-N gần
nhau. Nếu vùng ở giữa là N ta có transistor PNP và ngược lại ta có transistor
NPN
3.2.2 Kí hiệu

7


3.2.3 Linh kiện sử dụng trong mạch:
Mạch sử dụng 2 transistor C1815
3.3 Quang trở.
3.3.1 Khái niện:
Quang trở là 1 điện trở có trị số phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào nó. Bình
thường điện trở của quang trở rất lớn có thể lên tới 10^6(ôm) nhưng khi có ánh
sáng chiếu vào điện trở của quang trở giảm đột ngột. quang trở có tác dụng đặc
biệt trong mạch cảm biến sáng tối

3.3.2 Kí hiệu

3.3.3 Linh kiện sử dụng trong mạch:
Mạch sử dụng 1 quang trở
8


3.4 Tụ điện
3.4.1 Cấu tạo:
Cấu tạo của tụ điện gồm 2 bản cực đặt song song, ở giữa có 1 lớp
cách điện gọi là điện môi. Một số loại tụ điện: tụ gốm, tụ giấy, tụ hóa
Điện dung: là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên 2 bản cực của
tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm
chất điện mooivaf khảng cách giữa 2 bản cực theo công thức
C=ξ S/d
Trong đó:C là điện dung của tụ điện, Đợn vị Fara, ξ là hằng số điện môi của
lớp cách điện,d là khoảng cách giữa 2 bản tụ, S là diện tích bản cực của tụ điện
3.4.2 Kí hiệu

3.4.3 Linh kiện dung trong mạch
- 2 tụ gốm 104
- 2 Tụ hóa 470uF/16v

3.5 Đèn led
3.5.1 khái niệm: Led là diode có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng
ngoại, tử ngoại. Cũng giống như diode, Led được cấu tạo từ 1 khối bán dẫn
loại P ghép với 1 khối bán dẫn loại N
9


3.5.2 Kí hiệu

3.5.3 Linh kiện sử dụng trong mạch
-1 led nguồn mầu đỏ
- 3 led hiển thị mầu xanh
3.6 Jack nguồn:
- Mạch sử dụng 1 Jack cắm nguồn

CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ MẠCH.
Sơ đồ nguyên lý

10


Nguyên lý hoạt động của mạch
-

Khi có ánh sáng… điện trở của quang trở chỉ tầm vài trăm ôm.. tại Q1 ta
có Ub>Uc Q1 thông.. dòng điện đi từ B đến E xuống đất đèn tối.
Khi không có ánh sáng… Điện trở của quang trở rất lớn tầm 10^6 ôm tại
Q1 Ub<Uc Q1 ngắt.. dòng điện đi đến Q2… tại Q2 Ub>Uc nên Q2
thông.. led sáng

Mạch in

11


Mạ
ch mô phỏng

12


CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, RÚT KINH NGHIỆM
5.1 Kết quả đạt được
- Hoàn thành mạch chạy tốt
- mạch nhỏ gọn đảm bảo thẩm mỹ
5.2 Rút kinh nghiệm. Nhóm cần cải thiệt khả năng làm việc nhóm hơn….hoàn
thiện mạch nhanh hơn và độ chính xác cao hơn..

13