Đồ án điều khiển quạt 3 số PT22482249CD4017

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

1


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

2

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
Hưng yên , ngày…..tháng…..năm 2013
Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................3
3


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA..........4
1.1 Giới thiệu quạt bàn ba số.....................................................................................4
1.2 Giới thiệu về thu phát hồng ngoại......................................................................8
CHƯƠNG 2:GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH...12
2.1 IC phát tín hiệu hồng ngoại PT2248..................................................................12
2.2 IC thu tín hiệu và mã hóa hồng ngoại PT2249..................................................17
2.3 IC chia tần số hay IC đếm xung CD4017..........................................................19
2.4 Mắt nhận hồng ngoại KSM-603LM..................................................................22
2.5 Triac BT136 ......................................................................................................22
CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUẠT BÀN BA SỐ.....25

4

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

3.1 Sơ đồ khối của mạch và giải thích sơ đồ khối...................................................25
3.2 Mạch phát tín hiệu.............................................................................................27
3.3 Mạch thu tín hiệu...............................................................................................29
3.4 Mạch đếm .........................................................................................................33
3.5 Mạch lực............................................................................................................33
LỜI CẢM
ƠN..........................................................................................................34

5


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đã làm nền tảng
vững chắc thúc đẩy các ngành kinh tế, xã hội của con người tiến lên một tầm cao
mới. Gắn liền với sự phát triển của ngành (KHKT) thì ngành kỹ thuật điện – điện
tử cũng có bước phát triển. Môn kỹ thuật mạch điện tử (KTM) được phát triển
mạnh dựa trên những tiến bộ của ngành vật liệu điện tử và máy tính điện tử. Từ
những thời gian đầu phát triển KTM đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho tới ngày
6


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

nay tính ưu việt đó ngày càng được khẳng định thêm. Những thành tựu của nó
đóng góp một phần không nhỏ đáp ứng nhu cầu mong muốn của con người .
Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi
người. Để góp một phần nhỏ vào việc này chúng em đã thực hiện đề tài
“Thiết kế và chế tạo modul của bộ điều khiển từ xa quạt bàn ba số ” thông
qua đề tài này chúng em sẽ có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh
nghiệm quý báu, bổ xung thêm vào hành trang của mình trên con đường đã
chọn.
Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức đã được học ở
trường, qua một số sách, tài liệu có liên quan cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô

7


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

Chu Thị Thanh Thơ nên đồ án môn học của chúng em đã hoàn thành. Mặc dù
đã cố gắng nghiên cứu và trình bày nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và
nhầm lẫn, vì vậy chúng em rất mong các thầy, cô giáo đóng góp những ý kiến để
đồ án môn học này hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG 1:
8


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUẠT TỪ XA
1.1 Giới thiệu quạt bàn ba số
1.1.1 cấu tạo
- Gồm có starto và roto
roto kiểu lồng sóc .đó là loại roto mà mạch từ giống như lồng sóc
người ta lấp đầy các khoảng trống giữa các nan lồng bằng các lá tôn silic hình
tròn có đục lỗ.sau đó gia công bề mặt và gắn trục để tạo khối.
roto và starto liên kết với nhau bằng các ốp nhôm và gắn túp năng.
- Cánh quạt: thường làm bằng nhựa.

9


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

- Giá đỡ : dùng để đỡ động cơ và gắn các phụ kiện như : bộ điều tốc độ, bộ hẹn
giờ ...
1.1.2 sơ đồ đấu dây của quạt

10


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

Hình 1.1 sơ đồ đấu dây

11

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

1.1.3 nguyên lý hoạt động của động quạt bàn
Quạt bàn thực chất là sử dụng động cơ xoay chiều một pha, nên khi cấp điện xoay
chiều cho quạt thì từ trường quay do starto gây ra làm cho roto quay trên trục.
Chuyển động quay của roto kéo theo cánh quạt quay và làm mát.

12


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

1.1.4 Nguyên lý điều khiển tốc độ quạt
Trước đây điều khiển tốc độ động cơ bằng điều khiển điện áp xoay chiều
đưa vào động cơ, người ta thường sử dụng hai cách phổ biến là mắc nối tiếp
với tải một điện trở hay một điện kháng mà ta coi là Zf hoặc là điều khiển
điện áp bằng biến áp như là survolter hay các ổn áp.
Hai cách trên đây đều có nhược điểm là kích thước lớn và khó điều khiển liên tục
khi dòng điện lớn.
Ngày nay với việc ứng dụng Tiristor và Triac vào điều khiển, người ta có thể điều
khiển động cơ một pha bằng bán dẫn

13


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

Hình 1.2: Điều khiển động cơ 1 pha
bằng tổng trở phụ.

Hình 1.3: Điều khiển động cơ 1 pha
bằng biến áp tự ngẫu.

14


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

1.1.5 Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều 1 pha
Một trong những ứng dụng rất rộng rãi của điều áp xoay chiều là điều khiển
động cơ điện một pha mà điển hình là điều khiển tốc độ quay của quạt điện.

15


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

a

b
Hình 1.4 Sơ đồ mạch điều khiển quạt

Chức năng của các linh kiện trong sơ đồ hình trên:
T - Triac điều khiển điện áp trên quạt.

VR - biến trở để điều chỉnh khoảng thời gian dẫn của Triac.
R - điện trở đệm.
D - diac - định ngưỡng điện áp để Triac dẫn.
16


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

C - Tụ điện tạo điện áp ngưỡng để mở thông diac.
Điện áp và tốc độ của quạt có thể được điều khiển bằng cách điều chỉnh biến trở
VR trên hình a. Tuy nhiên sơ đồ điều khiển này không triệt để, vì ở vùng điện áp
nhỏ khi Triac dẫn ít rất khó điều khiển.
Sơ đồ hình 2 có chất lượng điều khiển tốt hơn. Tốc độ quay của quạt có thể được
điều khiển cũng bằng biến trở VR. Khi điều chỉnh trị số VR ta điều chỉnh việc nạp
tụ C lúc đó điều chỉnh được thời điểm mở thông diac và thời điểm Triac dẫn. Như
vậy Triac được mở thông khi điện áp trên tụ đạt điểm dẫn thông diac. Kết quả là
muốn tăng tốc độ của quạt ta cần giảm điện trở của VR để tụ nạp nhanh hơn, Triac

17


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

dẫn sớm hơn điên áp ra lớn hơn. Ngược lại điên trở của VR càng lớn tụ nạp càng
chậm Triac mở càng chậm lại điện áp và tốc độ của quạt nhỏ xuống.
Mạch điều khiển trên đây có ưu điểm:
- Có thể điều khiển liên tục tốc độ quạt - có thể sử dụng cho các loại tải khác như
điều khiển độ sáng của đèn sợi đốt, điều khiển bếp điện rất có hiệu quả.

-Kích thước mạch điều khiển nhỏ gọn.
Nhược điểm:

18


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

Nếu chất lượng Triac, diac không tốt thì ở vùng tốc độ thấp quạt sẽ xuất hiện tiếng
ù do thành phần một chiều của dòng điện.
Kết luận: Qua tham khảo và tìm hiểu thì chúng em đã sử dụng bộ thu phát hồng
ngoại kết hợp với một số linh kiện điện tử khác để điều khiển quạt từ xa theo đúng
đề tài được giao.

1.2 Giới thiệu về thu phát hồng ngoại

19


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

1.2.1 Ánh sáng hồng ngoại
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng
mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm. Tia hồng ngoại có vận
tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng
rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s. 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
bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi thu phải

20


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

đúng hướng.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua
thấu kính, tiêu cự …). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ
trong sự xuyên suốt qua vật chất.
Có những vật chất ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng
ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng
hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các lớp bán dẫn để đi
ra ngoài.
1.2.2 Nguyên lý thu phát hồng ngoại
Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại bằng nhiều phương tiện khác nhau, có thể

21


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

nhận tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng ngoại như:
lò bức xạ, lò điện, đèn, cơ thể người,… Để có thể truyền tia hồng ngoại tốt phải
tránh xung nhiễu bắt buộc phải dùng mã phát và nhận ổn định để xác định xem đó

là xung truyền hay nhiễu.Tần số làm việc tốt nhất từ 30 KHz đến 60 KHz, nhưng
thường sử dụng khoảng 36 KHz. Ánh sáng hồng ngoại truyền 36 lần/1s khi truyền
mức 0 hay mức 1 .
Dùng tần số 36 KHz để truyền tín hiệu hồng ngoại thì dễ, nhưng khó thu và giải
mã phải sử dụng bộ lọc để tín hiệu ngõ ra là xung vuông, nếu ngõ ra có xung nghĩa
là đã nhận được tín hiệu ở ngõ vào.

22


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

a) Phần phát
Sơ đồ khối chức năng

23


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

24


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa Điện - Điện tử

Hình 1.4 Sơ đồ khối chức năng mạch phát
-Khối chọn chức năng và khối mã hóa: Khi người sử dụng bấm vào các phím chức

năng để phát lệnh yêu cầu của mình, mỗi phím chức năng tương ứng với một số
thập phân. Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã
lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1. Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4 bit
hay 8 bit… tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít.
-Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì đồng thời khởi động
mạch dao động tạo xung đồng hồ, tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn
của mỗi bit.
-Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân tại mạch

25