Đồ án mạch cảm biến báo cháy báo khói đơn giản

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO CÔNG THƯƠNG MIỀN TRUNG

KHOA: ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Đồ án 1
Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp
Đề tài:

CẢM BIẾN BÁO CHÁY BÁO KHÓI ĐƠN GIẢN

Giáo viên hướng dẫn: Trần Thị Kim Phượng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huy Cường
MSSV: 1750000137

Phú Yên, ngay tháng 12 năm 2018


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO CÔNG THƯƠNG MIỀN TRUNG

KHOA: ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Đồ án 1
Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp
Đề tài:

CẢM BIẾN BÁO CHÁY BÁO KHÓI ĐƠN GIẢN

Giáo viên hướng dẫn: Trần Thị Kim Phượng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huy Cường

MSSV: 1750000137

Phú Yên, ngay tháng 12 năm 20


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, con người cùng những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên
tiến của thế giới, chúng ta đã và đang ngày càng một thay đổi, văn minh và hiện
đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với
đặc điểm nổi bật cũng như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ,… là những
yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày
càng cao hơn.
Là sinh viên còn đang ngồi trên ghế nhà trường, em đã được trao đổi
những kiến thức chuyên môn môn của ngành học. Tuy được học và thực hành
nhiều trên lớp nhưng đó chỉ là một phần nào đó nhỏ bé so với kiến thức ngoài
thực tế ngày nay và sau này khi ra trường chúng em sẽ gặp phải. Vì thế, em rất
muốn vận dụng những kiến thức đã được học vào thực tiễn và học hỏi những gì
còn thiếu. Trong những năm học tập, thực tập nghiên cứu vừa qua, được sự giúp
đỡ của các thầy cô bộ môn, em đã học hỏi được rất nhiều điều trong thực tế,
cũng như tìm hiểu chung vấn đề, tài liệu liên quan giúp ích cho việc hoàn thành
báo cáo đồ án này. Vì thế sau khi cân nhắc và được sự góp ý của thầy cô em đã
chọn đề tài: “ Mạch cảm biến báo cháy báo khói đơn giản”
Vì đây là lần đầu tiên viết báo cáo đồ án nên còn nhiều thiếu sót, rất mong
thầy cô thông cảm.
Em xin chân thành cảm ơn!

GVHD: Trần Thị Kim PhượngSVTH:Nguyễn Huy Cường


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………

SỐ ĐIỂM

KÝ TÊN

LỜI CẢM ƠN

GVHD: Trần Thị Kim PhượngSVTH:Nguyễn Huy Cường

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những
sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người
khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học
đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý
Thầy Cô, gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa
Điện Tử Tin Học – Trường Cao Đẳng Công Thương Miền Trung đã
cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý
báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt,
trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với
môn đồ án môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành
Điện Tử Công Nghiệp cũng như tất cả các sinh viên thuộc các chuyên
ngành khác.Giúp em tự tìm hiểu quà nghiên cứu được nhiều kiến thức
cho bản thân nói riêng
Em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Kim Phượng và các thầy cô
khác đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng
như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo. Nếu không
có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy cô thì em nghĩ bài thu hoạch
này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin chân
thành cảm ơn thầy.
Bài báo cáo được thực hiện trong khoảng thời gian hơn 4 tuần. Bước
đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu điện
tử, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không
tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng
lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn.
Phú Yên, tháng 12 Năm 2018
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Huy Cường

MỤC LỤC
GVHD: Trần Thị Kim PhượngSVTH:Nguyễn Huy Cường


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ
DỤNG TRONG MẠCH
1.1, Điện trở....................................................................................................1
1.2. Tụ điện.....................................................................................................2
1.3. Transisor..................................................................................................4
1.4. Diode.......................................................................................................4
1.5. IC 7805....................................................................................................5
1.6. IC LM358................................................................................................6
1.7. LED thu,phát hồng ngoại........................................................................7
1.8.NTC..........................................................................................................7
1.9. Biến trở tinh chỉnh...................................................................................9
1.10. Còi Buzzer.........................................................................................................9
1.11. Terminal 2chân.................................................................................................10
1.12. Nút nhấn giữ 6 chân..........................................................................................10

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT
ĐỘNG
2.1. Sơ đồ nguyên lý......................................................................................11
2.2. Nguyên lý hoạt động..............................................................................12
2.3.Sơ đồ mạch in.............................................................................................16
2.4.Sơ đồ lắp ráp linh kiện................................................................................17

CHƯƠNG 3: THI CÔNG
3.1 Mô tả công việc
18
3.2 Quy trình thực hiện 18

3.3 Kết quả đạt được........................................................................................18

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
4.1.Ưu điểm...................................................................................................19
4.2. Nhược điểm............................................................................................19
4.3. Hướng phát triển.....................................................................................19
GVHD: Trần Thị Kim PhượngSVTH:Nguyễn Huy Cường


4.4. Tài liệu tham khảo..................................................................................19

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1: Ký hiệu điện trở................................................................................1
Hình 2: Điện trở.............................................................................................1
Hình 3: Bảng quy luật vòng màu....................................................................2
Hình 4 Tụ điện................................................................................................3
Hình 5: Transistor..........................................................................................4
Hình 6: Cấu tạo Diode...................................................................................5
Hình 7:IC 7805...............................................................................................5
Hình 8:IC LM358...........................................................................................6
Hình 9: Cấu tạo IC LM358.............................................................................6
Hình 10: Led thu,phát hồng ngoại.................................................................7
Hinh 11:NTC.................................................................................................9
Hình 12: Biến trở tinh chỉnh...........................................................................9
Hình 13:Còi Buzzer.......................................................................................10
Hình 14: Terminal 2chân...............................................................................10
Hình 15: Nút nhấn giữ 6 chân.......................................................................10
Hình 16: Sơ đồ nguyên lý.............................................................................11
Hình 17: Sơ đồ khối......................................................................................12
Hình 18: Khối nguồn.....................................................................................12

Hình 19: Khối cảm biến nhiệt.......................................................................13
Hình 20: Gía trị nhiệt trở.................................................................... 13
Hình 21: Khối cảm biến khói........................................................................14

Hình 22: Khối chuông báo...........................................................................15
Hình 23: Sơ đồ mạch in.................................................................................16

Hình 24: Sơ đồ lắp linh kiện ........................................................................17

GVHD: Trần Thị Kim PhượngSVTH:Nguyễn Huy Cường


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ
DỤNG TRONG MẠCH
1.1 ĐIỆN TRỞ
- Điện trở là linh kiện có tính cản trở dòng điện và làm một số chức năng
khác tùy vào vị trí trong mạch điện.
- Cấu tạo: điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất cao như
làm bằng than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn. Để biểu thị giá
trị điện trở, người ta sử dụng các vòng màu để biểu thị giá trị điện trở.
- Kí hiệu:

Hình 1: Ký hiệu điện trở
- Hình dạng thực tế:

Hình 2: Điện trở
- Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu: giá trị điện trở thường được thể
hiện qua các vạch màu trên thân điện trở, mỗi màu đại diện cho mỗi số. Dưới
đây là bảng quy luật vòng màu:
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 8

SVTH:Nguyễn Huy Cường


Hình 3: Bảng quy luật vòng màu
- Nhìn trên thân điện trở, tìm bên có vạch màu nằm sát ngoài cùng nhất,
vạch màu đó và vạch màu thứ hai được dùng để xác định trị số của màu.
- Vạch thứ ba là vạch để xác dịnh nhân tử lũy thừa: 10 (giá trị của màu). Giá trị
của điện trở được tính bằng cách lấy trị số nhân với nhân tử lũy thừa.
- Vòng màu cuối cùng (Không cần quan tâm nhiều): là vạch màu tách biệt
với vạch màu còn lại, thường có màu hoàng kim hoặc màu bạc, dùng để xác
định sai số của giá trị điện trở, hoàng kim là 5%, bạc kim là 10%.
Điện trở được dùng để cản trở dòng điện, là linh kiện cực phổ biến trên
các loại mạch.
1.2. TỤ ĐIỆN
- Là linh kiện có khả năng tích điện. Tụ điện cách điện với dòng điện 1
chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua.
- Tụ điện được chia làm 2 loại: Tụ không phân cực và tụ có phân cực.
- Loại có phân cực thường có giá trị lớn hơn tụ không phân cực, trên 2
chân các loại tụ phân cực có phân biệt chân nối âm, nối dương rõ ràng, khi gắn
tụ có phân cực vào mạch điện, nếu gắn ngược chiều âm dương, tụ phân cực có
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 9

SVTH:Nguyễn Huy Cường

thể bị hư và hoạt động sai. Ngoài ra người ta còn gọi tên tụ điện theo vật liệu
làm tụ, ví dụ: tụ gốm, tụ sứ, tụ hóa, tụ mica,…
- Hình dạng: tụ điện có khá nhiều hình dạng khác nhau.

- Ký hiệu:

Hình 4: Tụ điện
Đơn vị của tụ điện:
- Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người
ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như:
+ P (PicoFara): 1 Pico Fara = 1/1000.000.000.000 Fara (viết gọn là 1pF)
+N (NanoFara): 1Nano Fara = 1/1000.000.000 Fara (viết gọn là 1nF)
+ MicroFara: 1 Mircro = 1/1000.000 Fara ( Viết gọn là 1µF)
=> 1µF = 1000nF = 1.000.000pF
Cách đọc trị số tụ điện:
- Đọc trực tiếp trên thân tụ điện, ví dụ 100µF (100 micro Fara)

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 10

SVTH:Nguyễn Huy Cường


- Nếu là số dạng 103J, 223K, 471J,… thì đơn vị là pico, hai số đầu giữ nguyên,
số thứ 3 tương ứng số lượng số 0 thêm vào sau( chữ J hoặc K ở cuối là kí hiệu
của sai số).
- Ví dụ 1: 103J sẽ là 10000pF (thêm vào 3 số 0 sau số 10) = 10 nF
- Ví dụ 2: 471K sẽ là 470pF ( thêm vào 1 số 0 sau 47)
Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, điện áp ghi trên tụ

chính là điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được, vượt quá giá trị này thì tụ điện
có thể bị hư hỏng và bị cháy nổ.
Chức năng:
- Tụ gốm: dùng để lọc nhiễu âm thanh và hạn chế tín hiệu DC đi qua
- Tụ hóa: là tụ điện nạp xả giúp cho NE555 hoạt động tạo ra nhiều những điện
áp lúc xả.
1.3. TRANSISTOR
- Ký hiệu:

Hình 5: Transistor
- Cấu tạo bởi 2 lớp tiếp xúc N-P ghép liên tiếp gồm các vùng bán dẫn loại
P và N xếp xen kẽ với nhau, vùng giữa có tính chất dẫn điện khác với 2 vùng
lân cận và có bề rộng rất mỏng khoảng 10A 0m đủ nhỏ để tạo lên tiếp xúc N – P
gần nhau. Nếu vùng giữa là N thì ta có transistor PNP, ngược lại nếu vùng giữa
là P ta có transistor NPN.
- Chức năng: Transistor khuếch đại thuật toán, có thể coi C1815 là một
công tắc đóng ngắt NPN, khi áp được cấp đủ vào chân B thì transistor dẫn làm
cho dòng từ chân C đổ xuống chân. (VBE > 0.7).
1.4. DIODE
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 11

SVTH:Nguyễn Huy Cường


*Diode thường:
- Diode là một linh kiện chỉ cho phép dòng điện chạy qua nó theo một
chiều nhất định, chiều người lại thì dòng điện không thể đi qua.
Diode được cấu tạo từ 2 lớp bán dẫn tiếp xúc với nhau. Diode có 2 cực

Anốt và Katốt. Nó chỉ cho dòng điện đi theo 1 chiều từ Anốt sang Katốt (Chính
xác là khả năng cản trở dòng điện theo chiều AK là rất nhỏ, còn KA là rất lớn).
Nó được dùng như van 1 chiều trong mạch điện.

Hình 6: Cấu tạo Diode
1.5. IC 7805_Dùng để ổn áp cho mạch
Với những mạch điện không đòi hỏi sự ổn định của điện áp quá cao, sử
dụng ic ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản.
Các loại ổn áp thường dùng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp. Ví dụ 7805
là ổn áp 5V

Hình 7: IC 7805
- IC 7805 có 3 chân:
+ Chân 1 là chân IN: chân nguồn đầu vào.
+ Chân 2 là chân GND: chân nối mass.
+ Chân 3 là chân OUT: chân nguồn đầu ra.
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 12

SVTH:Nguyễn Huy Cường


Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn thay đổi. Mạch này
đùng để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp 5V (các loại IC thường
hoạt động ở điện áp này). Nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì
mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện áp ngõ ra
OUT 5V không đổi.
Mạch trên lấy nguồn 1 chiều từ một máy với điện áp từ 9V – 12V để đưa
vào ngõ IN. Khi kết nối mạch điện, do nhiều nguyên nhân, người dùng dễ nhầm

lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu vào mạch, trong trường hợp này rất dễ
ảnh hưởng đến các linh kiện trong board mạch. Vì lý do đó một diode cầu được
lắp thêm vào mạch, diode cầu đảm bào cực tính của nguồn cấp cho mạch theo
một chiều duy nhất, và người dùng cũng không cần quan tâm đến cực tính của
nguồn khi đấu nối vào ngõ IN nữa.
1.6.IC LM358

Hình 8:IC LM358
LM358 là bộ khuếch đại thuật toán kép công suất thấp, bộ khuếch đại này có
ưu điểm hơn so với các bộ khuếch đại thuật toán chuẩn trong các ứng dụng
dùng nguồn đơn. Chúng có thể hoạt động ở nguồn điện áp thấp từ 3v hoặc cao
đến32V, với dòng tĩnh khoảng 1/5 dòng tĩnh của MC1741. Trong nhiều
ứngdụng, dải điện áp lối vào đồng pha gồm cả nguồn âm, do đó có thể loại trừ
sự cần thiết của các thành phần thiên áp bên ngoài trong nhiều ứng dụng. Dải
điệ náp lối ra cũng có thể bao gồm nguồn điện áp âm.

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 13

SVTH:Nguyễn Huy Cường


300 × 300

Hình 9:Cấu tạo IC LM358
Thông số kỹ thuật:
- Dải nguồn 3-32V với nguồn đơn, 1.5-16V với nguồn đôi
- Độ lợi khuếch đại DC 100dB
- dải tần hoạt động 1MHz

- Điện áp ngõ ra từ 0V đến VCC(+)-1.5V
1.7.LED thu,phát hồng ngoại
Công Dụng: Được sử dụng trong các mạch thu phát hồng ngoài. Led phát hồng
ngoại 5mm thường được sử dụng kèm với cảm biến thu hồng ngoại
Sử dụng trong điều khiển, remote hồng ngoại
Sử dụng tốt trong các mạch: Mạch mô phỏng remote, mạch chống trộm bằng
hồng ngoại, mạch đếm, mạch đo đường, đọc ecoder động cơ..
Điện áp 1,2 đến 1,6v
Dòng 10-20mA

Hình 10:Led thu,phát hồng ngoại
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 14

SVTH:Nguyễn Huy Cường


1.8.NTC

Hình 11:NTC

Hình 20:Gía trị nhiệt trở
Nguyên lý hoạt động
Hiểu một cách đơn giản, điện trở nhiệt hoạt động để cản trở dòng điện. Nếu vật
dẫn điện tốt thì điện trở sẽ nhỏ và ngược lại, vật dẫn điện kém thì điện trở sẽ lớn.
Đặc biệt, nếu vật cách điện thì điện trở sẽ vô cùng lớn. Điện trở nhiệt NTC hay
thermistor nói chung sẽ cản trở dòng điện của một vật dẫn điện và sau đó
chuyển từ điện năng sang nhiệt năng.
Giả sử quan hệ giữa độ lớn của trở kháng và nhiệt độ tuyến tính với nhau, khi đó

ta có công thức: Với điện trở NTC, điện trở sẽ giảm theo nhiệt độ, do đó hệ số k
sẽ có giá trị âm. Ta cần lưu ý điều này để phân biệt giữa điện trở nhiệt NTC và
PTC. PTC cũng là một loại điện trở nhiệt nhưng nó sẽ tăng theo nhiệt độ, do đó
hệ số k của PTC có giá trị dương. Ngoài ra, ta cũng cần lưu ý, điện trở NTC chỉ
tuyến tính trong khoảng nhiệt độ nhất định 50-150D.
Ứng dụng của điện trở nhiệt NTC:
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 15

SVTH:Nguyễn Huy Cường


-Điện trở nhiệt NTC được dùng để bảo vệ, ngắt nhiệt. Chúng được sử
dụng nhiều trong các bảng mạch điện tử. Trong thực tế, các bảng mạch này có
thể là cảmbiến nhiệt của nồi cơm, máy điều hòa nhiệt độ hay cảm biến của tủ
lạnh.
-Đồng thời, điện trở nhiệt NTC còn được dùng để làm cảm biến nhiệt
trong các máy móc thiết bị. Đồng thời kiểm soát nhiệt độ và kiểm tra thiết bị gia
đình. Trong đó, nổi bật như việc sử dụng điện trở nhiệt trong bếp cảm ứng, lò
điện, bể khử trùng, lò vi sóng, lò nướng, ấm đun bằng điện….
-Ngoài ra, điện trở nhiệt NTC còn được ứng dụng trong một số lĩnh vực
như:
-Đo lường nhiệt độ và bù nhiệt các thiết bị tự động hóa văn phòng. Ví dụ
như máy in, máy photocopy.
-Đo lường và kiểm tra nhiệt độ của ngành công nghiệp, y tế, môi trường,
dự báo thời tiết, thiết bị chế biến thực phẩm, vv.
-Bảo vệ nhiệt độ của pin và bộ sạc pin.
-Bù nhiệt vòng lặp trong các thiết bị, mạch tích hợp, và cặp nhiệt điện.
-Nó cũng được dùng trong phần mạch để bảo vệ quá nhiệt trong các bộ

cấp nguồn điện.
-Nhiệt điện trở được dùng làm cảm biến nhiệt trong các máy móc
thiết bị, như máy điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh,...
-Nó cũng được dùng trong phần mạch bảo vệ quá nhiệt trong các
bộ cấp nguồn điện.
1.9. Biến trở tinh chỉnh
Là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng có
thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện.
- Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài của dây
dẫn điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt độ thay đổi, ánh
sáng hoặc bức xạ điện từ
- Cấu tạo của biến trở gồm 2 thành phần chính là con chạy và cuộn dây
được làm bằng hợp kim có điện trở suất lớn.
- Biến trở thường ráp trong máy phục vụ cho quá trình sửa chữa, cân
chỉnh của kỹ thuật viên.
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 16

SVTH:Nguyễn Huy Cường


HÌNH 12: Biến trở tinh chỉnh
- Chức năng: Cũng giống như điện trở nhưng biến trở có thể điều chỉnh giá trị.
Có ký hiệu thường là VR.
+ VR1, VR2 có chức năng điều chỉnh độ nhạy của micro.
+ VR3 dùng để điều chỉnh thời gian sáng tắt ở chế độ flip-flop.
1.10. Còi Buzzer
Dùng để phát ra âm thanh báo động

Hình 13:Còi Buzzer
1.11. Terminal 2chân

Hình 14: Terminal 2chân
Dùng để cắm dây thuận tiện hơn
1.12. Nút nhấn giữ 6 chân

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 17

SVTH:Nguyễn Huy Cường


Hình 15: Nút nhấn giữ 6 chân

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ
HOẠT ĐỘNG
2.1. Sơ đồ nguyên lý

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 18

SVTH:Nguyễn Huy Cường


Hình 16: Sơ đồ nguyên lý

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 19

SVTH:Nguyễn Huy Cường


2.2/Nguyên lý hoạt động
-Sơ đồ khối:

KHỐI CHUÔNG BÁO

KHỐI CẢM NHIỆT

KHỐI CẢM BIẾN KHÓI

KHỐI NGUỒN

Hình 17: Sơ đồ khối:
-Khối nguồn:

U2
2
1

1
1N4007

TERMINAL2

C1

C2

1000uF/25V

100nF

VI

VO
GND

D1

2

J1

7805
3

R1
1k

C3
100uF

D2
LED

Hình 18: Khối nguồn
Nguồn cấp và từ 7,5-15VDC. Mạch sử dụng ic ổn áp 7805 để ổn định điện áp ngõ ra
5V. Với dòng điện tối đa 1A. Diode D1 dùng để phân cực nguồn vào nhằm bảo vể
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 20

SVTH:Nguyễn Huy Cường


mạch không bị ảnh hưởng khi cấp nguồn ngược. Tụ C1 lọc nguồn vào, tụ C2 lọc nhiểu
cao tần từ nguồn vào, Tụ C3 nhằm lọc nhiểu nguồn ra. LED D2 báo nguồn, R1 là điện
trở hạn dòng cho LED.

-Khối cảm biến nhiệt:

R10
330

D6
LED

RT1

R15

U1:B
5
7

10uF

A1015

Q2

R9

C1815

10k

RV1

R12

4

C4

10k

6
3

R2

Q4

1k

8

-tc 10.0k

10k

1

46%

LM358

10k

Hình 19: Khối cảm biến nhiệt
Mạch sử dụng nhiệt trở âm (NTC) làm cảm biến nhiệt độ, IC Op-Amp LM358 làm bộ
so sánh điện áp. ở nhiện độ bình thường giá trị nhiệt trở sấp sỉ bằng giá trị gốc của
nhiệt trở, ví dụ: ở 25 độ C giá trị điện trở 10k là 10k.
Hình 20:Gía trị nhiệt trở
Lúc này giá trị điện áp tại chân (+) op-amp bằng 2.5V tạo bởi cầu phân áp RT1 và R2.
tụ C4 dùng để tạo thời gian biến đổi chậm điện áp khi nhiệt độ thay đổi giúp mạch
hoạt động ổn định hơn, tránh quá nhạy với các mức nhiệt độ tức thời. Điện áp ngưỡng
báo động được đặt bới biến trở RV1(10k). Có thể chỉnh được từ 0-5V cấp vào chân (-)
op-amp. Ví dụ ta đặt mạch báo động ở nhiệt độ 65 độ C. Lúc này điện áp tại chân (+)
là VCC/(TR1+R2)*R2 = 5/12*10 = 4.17V. vậy ta chỉnh biến trở đặt điện áp khoảng
4.16 V tại chân (-). Vậy khi ở nhiệt độ nhỏ hơn 65 độ C thì V(+)<V(-) -> Ngõ ra Opamp ở mức thấp xấp sỉ 0V. R9 và R10 phân cực cho transitor Q2. Khi ngỏ ra Op-amp
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 21

SVTH:Nguyễn Huy Cường


bằng 0 thì Q2 không dẫn. LED D6 không sáng -> Q4 cũng không dẫn nên chân C Q4
được thả nổi -> không tác động đến mạch còi báo. Điện trở R10 hạn dòng cho LED
D6, R11 phân cực cho Q4
Khi nhiệt độ lớn hơn 65 độ C giá trị nhiệt trở giảm -> V(+)>V(-) -> ngõ ra op-amp xấp
sỉ 5V -> Q2 dẫn -> LED D6 báo sáng -> Q4 dẫn tác động đến khối còi báo động.

-Khối cảm biến khói:

R11
330

D7
LED

IR-T

D3

10uF

IR-R

1

Q3

R8

C1815

R13
10k

10 0%

LM358

RV2

A1015

10k
8

10k

3
3

R3

100

Q5

1k

2

R4

R14

U1:A
4

D4

C5

1

10k

Hình 21: Khối cảm biến khói
Tương tự như ở khối cảm biến nhiệt. ở đây ta dùng 1 LED thu và một LED phát đặt
rọi vào nhau để một khoảng trống. Tức khi bình thường cường độ hồng ngoại là lớn
nhất -> LED thu D3 dẫn với dòng lớn. Khi có khói thì khói sẽ làm giảm cường độ tia
hồng ngoại -> LED thu D3 dẫn với dòng nhỏ hơn. Ta sẽ chính biếm trở RV2 sao cho
khi bình trường LED D7 sáng sau đó ta chỉnh ngược lại một khoảng sau khi D7 tắt.
Khi không có khói V(-)>V(+) nên ngõ ra bằng 0, Q3 và Q5 tương tự như ở khỗi cảm
biến nhiệt.
Khi có khói V(-)<V(+) nên ngõ ra bằng 1 - > tác động đến khối chuông báo
GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 22

SVTH:Nguyễn Huy Cường


-Khối chuông báo:

R17
330

D8
LED

LS1
D5

R6
7

4

8

2.2k

VCC
DC

R
Q

R5

3

TR
TH

C7
47nF

1

GND
555 CLK

CV

2
6

470

R7

SPEAKER

Q1
C2383

470

47k

R16

1N4007

U3

5

C6
100nF

Hình 22: Khối chuông báo
Sử dụng IC 555 ở chế độ tạo xung. Với chu kỳ T = 0.69 * ( R6*2R5 ) * C7.
Dòng ngõ ra IC555 được khuếch đại bởi Q3 giúp phát ra loa lớn, D5 dùng đễ
đẫn dòng xả từ loa.
Khi bình thường mạch không hoạt động LED D8 không sáng và chuông không
báo. Do R16 dẫn chân Reset xuống mức thấp nên U3 ở chế độ Reset -> không
có xung tạo âm thanh.
Khi một trong 2 khối cảm biến tác động. Tức là chân Reset được dẫn lên nguồn
-> LED D8 Sáng, và IC 555 hoạt động tạo xung phát ra loa.

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 23

SVTH:Nguyễn Huy Cường

2.3/Sơ đồ mạch in

Hình 23: Sơ đồ mạch in

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 24

SVTH:Nguyễn Huy Cường


2.4.Sơ đồ lắp linh kiện

Hình 24: Sơ đồ lắp linh kiện

GVHD: Trần Thị Kim Phượng

Trang 25

SVTH:Nguyễn Huy Cường