MẠCH điều KHIỂN tải BẰNG âm THANH (có sơ đồ mạch)

MẠCH ĐIỀU KHIỂN TẢI BẰNG ÂM
THANH


MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
+GND: GROUND
+TR: TRIGER
+TH: THRESHOLD
+IC: INTEGRATED CIRCUIT


Trang 6/18

CHƯƠNG 1.

MẠCH ĐIỀU KHIỂN TẢI BẰNG ÂM THANH

1.1 ĐỊNH NGHĨA MẠCH KHUẾCH ĐẠI
+Có thể gọi mạch khuếch đại là thiết bị hay linh ki ện, sử dụng một
lượng công suất nhỏ ở đầu vào để điều khiển và tạo ra công suất l ớn ở
đầu ra. Hiện tại thì thuật ngữ này thường được dùng cho các mạch thu và
phát âm thanh.
1.2 CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH VÀ CHỨC NĂNG CỦA TỪNG LINH
KIỆN :

1.1.1 NE 555:

Hình 1.1 NE555

-Chân 1: Chân nối đất (GND).
-Chân 2: Chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh, mạch so sánh ở đây dùng
các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc( Trigger).
-Chân 3: Ngõ ra ( Output ).
-Chân 4: Chân RESET. Chân lập trạng thái nếu nối vào đất ngõ ra sẽ ở mức
thấp và ngược lại khi nối Vcc thì ngõ ra sẽ ở mức cao. Nhưng thường để mạch
hoạt động thường nối lên nguồn.
-Chân 5: Để thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức bi ến áp ngoài

hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND. Chân này có thể không nhưng mà để
giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 7/18

từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho đi ện áp chu ẩn được ổn
định.
-Chân 6: Là một trong nhưng chân so sanh điện áp. ( Threshold )
-Chân 7: Một dạng khóa điện tử và chịu điều khiển bởi tầng logic của chân
3 .Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại ngược lại thì nó mở ra. Chân
7 tự nạp xã điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
-Chân 8 :Chân nối nguồn nuôi IC 555.
+Chức năng: tạo xung clock cho IC 4013.

1.1.2 IC 4013:

Hình 1.2 IC 4013

-Chân 1: Đầu ra Q1 không đảo.
-Chân 2: Đầu ra Q1 đảo.
-Chân 3: Chân nhận tín hiệu xung clock thứ 1.
-Chân 4: Chân RESET để điều khiển trạng thái ngõ ra.
-Chân 5: Chân nhận dữ liệu thứ 1.
-Chân 6: Chân SET cũng như chân 4 điều khiển trạng thái ngõ ra.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 8/18

-Chân 7: GND.
-Chân 8: SET 2.
-Chân 9: Chân nhận dữ liệu thứ 2.
-Chân 10: RESET 2.
-Chân 11: Chân nhận tín hiệu xung clock thứ 2.
-Chân 12: Đầu ra Q2 đảo.
-Chân 13: Đầu ra Q2 không đảo.
-Chân 14: Vcc.
+Chức năng: Nhận tín hiệu xung Clock của NE555 rồi xuất ra Q1.
1.1.3 LM 358:
Hình 1.3 IC 358

-Chân 1:Ngõ ra.

-Chân 5: Ngõ vào không đảo 2.

-Chân 2: Ngõ vào đảo 1.

-Chân 6: Ngõ vào đảo 2.

-Chân 3: Ngõ vào không đảo 1.

-Chân 7: Ngõ ra 2.

-Chân 4: GND.

-Chân 8 : Vcc.

+Chức năng : So sánh điện áp ở 2 đầu vào chân 2 và 3 áp ở chân nào l ớn
hơn thì ngõ ra sẽ xuất áp ở chấn đó.

1.1.4 Transistor C1815

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 9/18

H

Hình 1.4 C1815

+Chức năng: Transistor khuếch đại thuật toán, có th ể koi C1815 là m ột
công tắc đóng ngắt thuộc loại NPN, khi áp được cấp đủ vào chân B thì

transistor dẫn làm cho dòng từ trên chân C đổ xuống chân E. ( V BE >0.7 ).
1.1.5 Điện Trở

Hình 1.5 Điện trở

+ Chức năng: Hạn dòng, là một linh kiện cực kì phổ bi ến trên tất cả các lo ại
mạch.
1.1.6 Biến trở

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 10/18

Hình 1.6 Biến trở

+Chức năng: Cũng giống như ddiejn trở nhưng biến trở có thể điều chỉnh
giá trị. Có kí hiệu thường dùng là VR.
Trong mạch :
-VR1 điều khiển áp để tăng giảm độ nhạy của MICRO.
-VR2 dùng để điều chỉnh điện trở chỉ thiên cho Transistor Q1.
-VR3 dùng để điều chỉnh điện áp ngõ vào không đảo để LM358 so sánh điện
áp.
1.1.7 Tụ gốm

Hình 1.7 Tụ gốm

+Chức năng:
-Tụ C1 dùng để lọc nhiễu âm thanh và hạn tín hiệu DC đi qua.
1.1.8 Tụ hóa

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 11/18

Hình 1.8 Tụ hóa

Chức năng:
+Là tụ điện nạp xả giúp cho NE555 hoạt động tạo nhi ều những điện áp lúc
xả.
1.1.9 Micro điện dung

Hình 1.9 Mic điện dung

+Chức năng: Thu tín hiệu âm thành chuyên thành năng l ượng đi ện. Hay còn
gọi là cảm biến âm thanh.
1.1.10 Đèn Led

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 12/18

Hình 1.10 Led

+Chức năng: Dùng để kiểm tra một số mạch hoạt động và báo mức Logic
của một số linh kiện.
1.1.11 Relay 5 chân
Hình 1.11 Relay 5 chân

+Chức năng: Đóng vai trò là một công tắc.
-Khi cấp nguồn vào chân 1,chân 2 nối đất thì sẽ làm cho cuộn dây bên trong
relay hít chân từ 3,4 sang thành 3,5.
-Chân 3,4 là ngõ thường mở, Chân 3,5 là đóng.
1.1.12 Cầu Diode

Hình 1.12 Cầu Diode

+Chức năng: Chuyển đổi dòng AC thành dòng DC.Thường sử dụng trong tất
cả các mạch nguồn có công suât nhỏ.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 13/18

1.1.13 IC ổn áp 7812

Hình 1.13 IC ổn áp 7812

+Chức năng : Đúng với tên của nó IC 7812 ổn định áp từ đầu vào Chân 1 ra
chân 3 vẫn ổn định được mức điện áp ban đầu là +12V.
1.1.14 Biến áp

Hình 1.14 Biến áp

+Chức năng : Biến áp là một thiết bị có chức năng biến đổi điện áp theo
mong muốn, với cấu tạo gồm có cuộn sơ cấp và thứ cấp. Biến áp dựa vào hiện
tượng cảm ứng điện từ, điện thế ở cuộn sơ cấp có thể thay đổi được điện thế

ở cuốn thứ cấp nhờ vào từ trường, số vòng dây được quấn trên lỏi sắt điều
chỉnh điện áp ra của cuộn thứ cấp.
1.3 Một số công thức lien quan đến mạch:

CHƯƠNG 2.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh

THIẾT KẾ MẠCH


Trang 14/18

1.4 SƠ ĐỒ KHỐI ĐIỀU KHIỂN
KHỐI NGUỒN

KHỐI THU,

KHỐI SO

KHUẾCH ĐẠI

SÁNH

KHỐI TẠO
XUNG

KHỐI ĐIỀU
KHIỂN

1.5 NGUYÊN LÝ TỪNG KHỐI
1.1.15 KHỐI NGUỒN

HÌNH 2.2.1 KHỐI NGUỒN +12V

+Từ biến áp cấp nguồn 220V AC vào cuộn sơ cấp thì ch ọn cu ộn th ứ c ấp
với mức 12V AC, sau đó qua cầu Diode ngăn không cho dòng ng ược đi qua
chuyển dòng xoay chiều thành dòng một chiều. Lúc này IC ổn áp 7812 ổn áp ra
sao cho áp đầu vào ổn định ở mức 12V.

1.1.16 KHỐI THU VÀ KHUẾCH ĐẠI

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 15/18

HÌNH 2.2.2 KHỐI THU VÀ KHUẾCH ĐẠI

+Khối nhận tín hiệu từ Mic điện dung, ta có thể đi ều khi ển độ nh ạy Mic
bằng tăng giảm RV1, tín hiệu được đưa vào lọc nhiễu vào loại bỏ tất c ả tín
hiệu DC. Sau đó ta điều chỉnh RV2 sao cho đèn sáng, đồng nghĩa v ới vi ệc Q1 đã
bắt đầu dẫn tín hiệu đi ra Q1 được khuếch đại.
1.1.17 KHỐI SO SÁNH

HÌNH 2.2.3 KHỐI SO SÁNH

+Khối này hoạt động bằng cách nhận tín hiệu không đảo từ chân 2 từ b ộ
khuếch đại sau đó so sánh điện với chân số 3, ta có th ể điều chỉnh đến khi đèn
LED ở đầu ra LM 358 ở gần trạng thái giữa tắt và sáng.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 16/18

1.1.18 KHỐI TẠO XUNG CLOCK

HÌNH 2.2.4 KHỐI TẠO XUNG CLOCK

+Khối tạo xung clock nhận điện áp đầu vào thấp ở chân số 2 cùng v ới áp ở
chân số 6 vào tạo xung clock theo từng đớt tính hi ệu đầu ra của LM 358, khi
LM 358 xuống tín hiệu đầu ra thì đầu ra của NE555 tạo 1 xung clock.
1.1.19 KHỐI ĐIỀU KHIỂN

HÌNH 2.2.5 KHỐI ĐIỀU KHIỂN

+Khối này nhận tín hiệu xung clock từ NE555 sau đó kích một tín hi ệu ra 1
hoặc 0 vào số lần xung Clock. Mỗi lần xung Clock vào IC 4013 sẽ cho ra m ột
trạng thái vào giữ nguyên trạng thái đó cho đến khi có một xung Clock khác
vào thì mới đổi trạng thái.
+Khi trạng thái ra ở mức 1 sẽ làm cho Q2 dẫn dòng điện từ nguồn vào cu ộn
dây trong relay đến Chân C của Q2 đổ xuống Chân E của Q2 làm cho cu ộn dây

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 17/18

trong hít thanh kim loại trong relay từ thường đóng sang thường mở lúc đó

relay đóng vai trò là một công tắc điều khiển tắt mở tải.
1.6 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ MẠCH
+Proteus là một chương trình được thiết kế ra để có thể mô phỏng được cái
mạch nguyên lý cũng như vi điều khiển. Là phần mềm cực kì cần thiết, hưu dụng
vừa có thể dùng để mô phỏng mạch nguyên lý và cả mạch in.
+Proteus gôm 2 phần : ISIS và ARES
-ISIS là phần mềm chuyên dụng để sử dụng vẽ tất cả các linh kiện trên tế có sản
hoặc người dùng có thể tạo được.
-ERES là phần mêm thứ hai được làm song song với ISIS lấy thông tin từ đó và
chuyển sang mạch in giúp người dùng thiết kế mạch in và không cần kiểm tra đầu
nối.

HÌNH 2.3 SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ DÙNG PROTUES

+Ta cấp nguồn +12V từ khối nguồn vào mạch để mạch nuôi từng linh kiện
hoạt động. Sau đó ta vỗ tay một cái Mic sẽ nhận tín hiệu đưa vào đ ể tăng áp
lên đưa áp đó vào đầu vào đảo của LM 358, LM 358 sẽ ti ếp nh ận tín hi ệu từ
chân số 2 và so sánh với áp vào của chân s ố 3 tức ngõ vào không đ ảo. Sau khi
so sánh sẽ đưa tín hiệu làm cho LED D2 nháy lên báo đã có tín hi ệu đi qua.
NE555 tiếp nhận tín hiệu vào tạo một xung Clock đưa qua IC 4013, khi đó IC
4013 tiếp nhận tín hiệu và xuất ra 1 trạng thái 1 hoặc 0.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 18/18

+Nếu là 1 thì tải hoạt động do relay đóng.
+Nếu là 0 thì tải không hoạt động do relay mở.
Tương tự ta vỗ tay lần 2 quá trình đó sẽ được lập lại và thay đổi trạng thái

của IC 4013 tắt hoặc mở tùy vào trạng thái trước đó.
1.7 SƠ ĐỒ MẠCH IN

HÌNH 2.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN DÙNG PROTUES

CHƯƠNG 3.

THI CÔNG PHẦN CỨNG

1.8 THIẾT KẾ MẠCH IN
+Quy trình thực hiện in mạch:
-Sau khi thiết kế mạch in bằng ARES ta chuyển file protues thành sang file PDF.
-Ta đi in mạch đo bằng loại giấy đặc biệt sử dụng riêng cho việc in mạch.
-Cắt bảng đồng sao cho gần viềng vừa với mạch in.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 19/18

-Ủi mạch bằng bàn ủi với nhiệt độ cao sao cho mực in dính vào mặt bảng đồng.
-Đợi nguội và tháo lớp giấy.

+Quy trình ngâm mạch:
-Lấy bột sắt pha vào nước ấm sao cho lượng nước vừa đủ để ngâm mạch.
-Lắc nhẹ đều để phản ứng được nhanh hơn.
-Sau khoảng thời gian, lớp đồng không có mực sẽ bị bong ra, lớp mạch in dần
hiện ra.
-Rửa lại bang nước sạch và để khô khi chỉ còn đường đồng.
-Lớp giấy nhám chà cho đến khi lớp mực in mất đi.

+Quy trình hàn mạch:
-Dùng khoan với mũi 0.8 đến 1.0 để khoan lỗ cho linh kiện trên mạch.
-Khi hàn dùng chì và mũi hàn sao cho không quá 5s một chân linh kiện để tránh
linh kiện bị hư.
+Sau đây là sản phẩm thực tế:

Hình 3.1 Mạc in thực tế

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 20/18

1.9 MẠCH NGUỒN

3.2 HÌNH MẶT TRÊN VÀ DƯỚI CỦA NGUỒN

1.10 MẠCH ĐỀ TÀI

3.3 HÌNH MẶT TRÊN VÀ DƯỚI MẠCH ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 4.

KẾT LUẬN

1.11 KẾT LUẬN
+Mạch chạy tốt khi tải là Led cùng với trở hạn dòng.
+Khi cấp nguồn vào Led 1 sáng.
+Vỗ tay 1 lần tải sang lên và giữa nguyên trạng thái.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 21/18

+Vỗ tay lần kế tiếp tải tắt hẳn.
1.12 ỨNG DỤNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TẢI BẰNG ÂM
+Tạo ra các thiết bị thông minh trong gia đính điều khiển chỉ bằng gi ọng
nói và không cần phải đi đến thiết bị.
+Ứng dụng trong các bệnh viện nhầm gọi báo.
…
1.13 HƯỚNG PHÁT TRIỂN
+Đây là mạch hoạt động với công suất nhỏ nhưng khi ứng dụng vào những
mạch lớn hơn sẽ rất thuận tiện chỉ cần bằng giọng nói có th ể đi ều khi ển
được những cổ máy lớn mà không cần xài đến bản điều khiển cồng kềnh và
tất nhiên phải là bộ mạch lớn hơn vi xủ lý tối tân hơn.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh


Trang 22/18

TÀI LIỆU THAM KHẢO
+ROBOCON.COM
+THIETBIDIEN.COM
+WEDDIEN.COM
+ELCTRICAL.VN

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh

Trang 23/18

PHỤ LỤC A
Phần này bao gồm những nội dung cần thiết nhằm minh h ọa ho ặc h ỗ tr ợ cho
nội dung luận văn như số liệu, biểu mẫu, tranh ảnh. . . . n ếu s ử dụng nh ững
câu trả lời cho một bảng câu hỏi thì bảng câu hỏi mẫu này phải được đ ưa vào
phần Phụ lục ở dạng nguyên bản đã dùng để điều tra, thăm dò ý kiến; không
được tóm tắt hoặc sửa đổi. Các tính toán mẫu trình bày tóm tắt trong các
biểu mẫu cũng cần nêu trong Phụ lục của luận văn. Phụ lục không được dày
hơn phần chính của luận văn.

Mạch điều khiển tải bằng âm thanh