Thiết kế và thi công hệ thống chống trộm dùng tia laser

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN MƠN HỌC I
Đề tài:
Thiết kế và thi cơng hệ thống chống trộm dùng tia Laser

SVTH : Nguyễn Đức Huy
MSSV : 07101041
GVHD: Nguyễn Trường Duy

Tp.HCM, tháng 12 năm 2010



Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN ĐỨC HUY
Mssv: 07101041
Lớp: 071011C
Ngành: Kỹ thuật Điện – Điện tử
1. Tên đề tài:
Thiết kế và thi công mạch chống trộm dùng tia laser
2. Nội dung các phần thuyết minh tính toán và thi công:
Mạch bao gồm các khối sau:
1. Nguồn 5V ................................................................................................................
2. Mạch phát Laser ......................................................................................................

3. Cảm biến ánh sáng (Quang trở) ..............................................................................
4. Khối so sánh dùng LM358 ......................................................................................
5. IC 555 tạo xung và điều chỉnh thời gian âm thanh phát ra loa ...............................
6. Loa ...........................................................................................................................
3. Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TRƯỜNG DUY
4. Ngày giao nhiệm vụ: …………13/10/2010 .........................................................
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:…20/12/2010 ..........................................................
Giáo viên hướng dẫn

------------------------------------------------------------------------------------------------------ Hướng dẫn thực hiện đồ án môn học
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển như vũ bão, con người bước vào một thời đại
mới – thời đại mà mỗi giờ, mỗi phút, thậm chí là mỗi giây trôi qua lại xuất hiện những
phát minh, tiến bộ khoa học – kỹ thuật.
Công nghệ mới xuất hiện liên tục, từ đó, những thành tựu của khoa học- kỹ thuật được
áp dụng vào đời sống thực tiễn. Nhờ vậy, con người ngày càng tận hưởng được cuộc
sống một cách tiện nghi và thoải mái hơn. Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy, thiết bị
công nghệ hiện diện mọi nơi, trong mọi lĩnh vực.
Ở khắp mọi nơi trên trái đất, hàng ngàn việc nghiên cứu, trung tâm với hàng triệu kỹ sư
vẫn đang miệt mài nghiên cứu để đóng góp cho nhân loại những cải tiến, tìm tòi ra
những kỹ thuật mới,phục vụ cuộc sống. Có thể nói, sức mạnh về khoa học – kỹ thuật
chính là sức mạnh ghê gớm nhất, nó có thể chi phối các mặt khác như quân sự, kinh
tế,… thể hiện vị thế, vai trò của một quốc gia trên trường quốc tế.
Ở Việt Nam, không nằm ngoài xu thế của thời đại, các nhà nghiên cứu, các kỹ sư đặc
biệt là thế hệ trẻ, các bạn sinh viên vẫn tích cực, say mê nghiên cứu khoa học để tìm ra
những kỹ thuật mới, trao đổi, học hỏi và tiếp thu những công nghệ mới trên thế giới để
phục vụ cho công cuộc hiện đại hóa- công nghiệp hóa đất nước.
Dẫu biết rằng trình độ khoa học- kỹ thuật ở Việt Nam ở nhiều lĩnh vực vẫn có khoảng
cách khá xa so với các nước tiên tiến nhưng với lòng say mê tìm tòi, đức tính cần cù
chịu khó và thông minh của người Việt Nam, tin rằng một ngày không xa, chúng ta sẽ
bắt kịp và hòa nhịp vào dòng chảy công nghệ trên thế giới.
Để phát triển những công nghệ mới thì trước hết phải nắm chắc và hiểu rõ những vấn
đề cơ bản trong mỗi lĩnh vực. Đó cũng là lý do người viết tiến hành nghiên cứu đề tài
này, mục tiêu là để làm rõ một số yếu tố chủ yếu, cơ bản nhất để có thể phát triển các
kỹ thuật, sản phẩm mới hơn, hiện đại hơn trong tương lai.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy

Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài này thì người thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn giáo viên
hướng dẫn: thầy Nguyễn Trường Duy, người đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ người viết
thực hiện đề tài đúng thời gian và đúng hướng.
Những kiến thức thu nhặt được trong quá trình nghiên cứu đề tài, phần nhiều được thầy
hướng dẫn đều cực kỳ có ích, giúp người thực hiện hiểu rõ hơn, nắm chắc hơn một số
vấn đề cơ bản, đồng thời sẽ giúp ích người viết trong con đường học tập sau này cũng
như trong tương lai.
Người viết cũng xin chân thành cảm ơn thư viện trường ĐH SPKT TPHCM đã cung
cấp rất nhiều tài liệu, giáo trình quan trọng giúp người viết thu thập và hệ thống kiến
thức để hoàn thành đề tài.
Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn đến các trang web như www.dientuvietnam.net,
www.lqv77.com,minhdt,... Đã cho người viết rất nhiều kiến thức phục vụ đề tài.
Người thực hiện đề tài cũng không quên cảm ơn các anh, chị và các bạn đã tận tình giúp
đỡ người viết thông qua việc góp ý, hoàn thiện đề tài.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

MỤC LỤC
Đề tài gồm có 3 phần:
+ Phần 1: Phần này bao gồm các nội dung như sau:
- Giới thiệu đề tài
- Giới thiệu những sản phẩm đã có
- Các phương pháp thực hiện
- Lựa chọn phương án
- Giới hạn đề tài
+ Phần 2: Đây là phần nội dung của đề tài
- Chương 1: Các vấn đề liên quan
- Chưong 2: Thiết kế và thi công mạch chống trộm bằng tia laser
- Chương 3: Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch chống trộm bằng tia laser
+ Phần 3: Kết luận và hướng phát triển
- Kết luận
- Hướng phát triển

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1/ Giới thiệu tổng quát:
Trong xã hội ngày nay, cùng với sự tiến bộ của KH-KT, cuộc sống con người trở nên
đầy đủ và tiện nghi hơn, lượng của cải vật chất cũng được tạo ra nhiều hơn.
Do đó, việc bảo vệ và giữ gìn tài sản được đặt ra rất cấp thiết. Để giải quyết vấn đề đó,

con người đã thiết kế ra các hệ thống phát hiện, cảnh báo và chống lại sự xâm nhập của
các thành phần xấu, giữ gìn tài sản được an toàn.
Với vốn kiến thức còn hạn chế của mình, người viết sẽ giới thiệu và trình bày một hệ
thống cảnh báo người khác xâm nhập một cách đơn giản nhất. Đây có thể chưa phải là
một hệ thống hoàn chỉnh và hiện đại nhưng nó thể hiện những nguyên lý cơ bản nhất
của một hệ thống chống trộm, từ đó mở ra khả năng phát triển những hệ thống tốt, hoàn
thiện hơn cũng như ứng dụng vào các mục đích khác nhau trong cuộc sống.

2/ Các sản phẩm đã có:
a/ Mạch chống trộm dùng hồng ngoại:
► Ưu điểm:
- Khá hiệu quả
- Chi phí thấp
- Thiết kế và thi công đơn giản, sử dụng các linh kiện quen thuộc.
► Khuyết điểm:
- Dễ bị nhiễu
- Độ ổn định không cao
- Tín hiệu điều khiển yếu trong môi trường xuất hiện nhiều sóng gần với hồng
ngoại.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

► Phân tích hoạt động:

Mạch phát là mạch dao động tạo xung vuông dùng IC 555, hoạt động với chu kỳ
T=ln2.(1+2.20).(10^3).0.001.(10^-6)=2.84.10^-5 (s)
Khi có xung ra ở chân 3 thì led phát hồng ngoại sẽ sáng.
Mạch thu gồm 1 mắt thu hồng ngoại, khi có ánh sáng hồng ngoại chiếu vào thì sẽ tạo tín
hiệu ra chân 3, tín hiệu qua transistor T1 khuếch đại, đảo đưa vào chân 2 (Trigger) của
IC 555. IC 555 được mắc theo kiểu phát hiện không có xung, nghĩa là nếu chân 2 không
có tín hiệu ( khi tia hồng ngoại bị người đi qua chặn lại không đến được mắt thu) sau 1
khoảng thời gian thì chân 3 (output) sẽ lên mức cao, tạo tín hiệu đưa vào IC UM66 (đây
là IC nhạc có 3 chân), sau đó tín hiệu từ IC ra đưa vào transistor T2 khuếch đại rồi đưa
ra loa.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

b/ Mạch chống trộm dùng Laser:
► Ưu điểm:
- Tín hiệu mạnh
- Độ chính xác cao
- Ít bị nhiễu
► Khuyết điểm:
- Chi phí cao
- Có thể bị phát hiện trong môi trường quá tối

► Phân tích hoạt động:

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

Led2 ở đây là module phát laser. LDR là quang trở. Bình thường, tia laser từ module
laser được chiếu thẳng qua quang trở làm trị số điện trở của quang trở nhỏ, không đủ
phân cực cho transistor Q2 dẫn, Q2 tắt làm cho transistor Q3 dẫn, tín hiệu từ cực C của
transistor Q3 được đưa đến chân 2 (Trigger) của IC 555. Vì Q3 dẫn nên cực C của Q3
sẽ ở mức thấp, chân 2 của IC 555 không có tín hiệu nên chân 3 (output) của IC cũng
không có tín hiệu ra.
Khi có người đi qua chắn ngang đường đi của tia laser, quang trở không có ánh sáng
chiếu vào nên trị số lớn, phân cực cho Q2 dẫn làm Q3 tắt, cực C của Q3 lên mức cao,
đưa tín hiệu đến chân 2 của IC 555, IC 555 trong trường hợp này là một mạch dao
động tạo xung vuông (có biến trở để chỉnh chu kỳ xung vuông tạo ra) nên khi có tín
hiệu vào chân 2 thì sẽ tạo ra xung vuông ở ngõ ra chân 3. Tín hiệu được đưa đến IC
HT2860 ( là loại IC có các ngõ vào cài đặt để lựa chọn các loại âm thanh nạp sẵn trong
IC) sau đó tín hiệu được đưa qua Transistor Q4 khuếch đại rồi phát ra loa.

c/ Mạch chống trộm dùng PIR:

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy

Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

PIR ( Passive Infra-Red) là loại cảm biến dùng để phát hiện sự chuyển động của người
(hay động vật) trong khu vực quét của cảm biến.
► Ưu điểm:
- Đơn giản, dễ lắp đặt
- Độ nhạy cao
- Phạm vi tác dụng rộng
► Khuyến điểm:
- Chi phí cao
- Quá nhạy
3/ Các phương án thực hiện:
Có nhiều phương án thực hiện như dùng hồng ngoại, dùng laser hay đơn giản là sử
dụng mạch cảm biến PIR để phát hiện người hay vật chuyển động trong phạm vi nhất
định.

4/ Lựa chọn phương án:
Sử dụng laser làm nguồn phát và mạch điều khiển dùng quang trở để phát hiện sự xuất
hiện của đối tượng khi đối tượng chắn ngang đường truyền của laser.

5/ Giới hạn đề tài:
Độ phức tạp chưa cao, chưa tạo thành một hệ thống phát hiện và cảnh báo hoàn chỉnh.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy

Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Chương 1: Các vấn đề liên quan
I.

Mạch nguồn 5V:

Nguồn AC 220 V được đưa qua biến áp lấy 9.5 Vac,sau đó đưa vào Domino qua cầu
Diode được lọc phẳng bởi tụ C22 và C11, tiếp tục được đưa qua IC ổn áp 7805 để tạo ra
áp 5V đưa qua tụ C3 lọc, ta được điện áp 5Vdc. D111 là led báo nguồn, khi có nguồn
5V ra led sẽ sáng.
Sơ đồ 7805:

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

Bảng đặc tính của IC 7805:

II/ Laser Diode:

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

Laser diode thực chất là một con diode nhưng phát ra tia laser, laser diode thường được
dùng trong các lĩnh vực như đo đạc, truyền dẫn dữ liệu, trong các đầu đọc CD, DVD và
các thiết bị y tế,…
Có nhiều loại Laser Diode trên thị trường, với các bước sóng khác nhau. Bước sóng
phát của Laser Diode phụ thuộc vào nhiệt độ

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

III. IC 555:
Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện.
Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt. Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp
chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC
nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2.
Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và FF được kích. Khi điện áp ở

chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

Giải thích sự dao động:
Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC. Mạch FF là loại RS Flipflop,
Khi S = [1] thì Q = [1] và

= [ 0].

Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và
Khi R = [1] thì

= [0].

= [1] và Q = [0].

Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì = [1], transisitor mở
dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt
quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.
Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:
Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0.
Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S = [1], Q

= [1] và

= [0]. Ngõ ra của IC ở mức 1.

Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng. Khi nhấn công
tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S =
[0], Q và

vẫn không đổi. Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên
trạng thái đó.
Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:

Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0] và
[1]. Ngõ ra của IC ở mức 0.
Vì

=

= [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở
mức 0. Vì vậy Q và

không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor.

Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn
định
Thiết kế mạch dao động = IC
Nội dung : IC tạo dao động họ XX555, Thiết kế mạch dao động tạo ra xung vuông có

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

tần số và độ rộng bất kỳ.
-------------------------------------------------------------------------------1. IC tạo dao động XX555 ; XX có thể là TA hoặc LA v v ...

Mạch dao động tạo xung bằng IC 555
Bạn hãy mua một IC họ 555 và tự lắp cho mình một mạch tạo dao động theo sơ đồ
nguyên lý như trên.
Vcc cung cấp cho IC có thể sử dụng từ 4,5V đến 15V , đường mạch mầu đỏ là dương
nguồn, mạch mầu đen dưới cùng là âm nguồn.
Tụ 103 (10nF) từ chân 5 xuống mass là cố định và bạn có thể bỏ qua ( không lắp cũng
được )
Khi thay đổi các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1 bạn sẽ thu được dao động có tần số và
độ rộng xung theo ý muốn theo công thức.
T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1 và f = 1.4 / ( (R1 + 2R2) × C1 )
T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s)
f = Tần số dao động tính bằng (Hz)
R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )
R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )
C1 = Tụ điện tính bằng Fara ( W )

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy

Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

T = Tm + Ts T : chu kỳ toàn phần
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao
Ts = 0,7 x R2 x C1 Ts : thời gian điện mức thấp

Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện
mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts
Từ các công thức trên ta có thể tạo ra một dao động xung vuông có độ rộng Tm và Ts
bất kỳ.
Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có T = Tm + Ts và f = 1/ T
IV. Quang trở:

Model

Vmax

Pmax

Nhiệt độ
môi
trường
(°C)

Đỉnh
quang
phổ

(nm)

Điện
trở khi
có ánh
sáng
(kΩ)

PGM5506
PGM5516
PGM5526

100
100
150

90
90
100

-30 ~ +70
-30 ~ +70
-30 ~ +70

540
540
540

2~6
5 ~ 10

8 ~ 20

Điện trở
γ
khi
min
không có
ánh sáng
(MΩ)
0.15
0.2
1.0

0.6
0.6
0.6

Thời gian đáp
ứng (ms)
Mức
Mức
cao
thấp

30
30
20

40
40

30

Quang trở là linh kiện điện tử dùng để nhận biết sự xuất hiện của ánh sáng, cũng như đo
lường tương đối cường độ ánh sáng chiếu tới.
Quang trở trong mạch thường có ký hiệu là LDR (Light Dependent Resistor) tức là điện
trở phụ thuộc ánh sáng. Bình thường, khi không có ánh sáng chiếu tới bề mặt hoạt động
của quang trở thì quang trở có trị số rất lớn (vài MΩ) nhưng khi có ánh sáng chiếu vào
thì trị số điện trở lại giảm xuống. Tùy vào cường độ ánh sáng mà trị số này giảm nhiều
hay ít.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

Qaung trở thường được sử dụng trong các ứng dụng như các mạch điện phát hiện ánh
sáng, các mạch điện đóng ngắt đèn đường,v.v……

V. LM358:
Lm358 là IC khuếch đại thuật toán kép, gồm 2 bộ khuếch đại thuật toán bên trong. Mỗi
op-amp có 3 chân, ngõ vào đảo(- input), ngõ vào không đảo (+ input), và ngõ ra, hoạt
động với 1 nguồn cung cấp, ngưỡng điện áp vào thay đổi trong phạm vi rộng.
• Các thông số cơ bản:
- Độ lợi điện áp dc lớn : 100dB
- Băng thông rộng : 1 Mhz (có bù nhiệt)
- Dải điện áp cung cấp rộng (3V tới 32V đối với nguồn đơn, ±1.5V tới ±16V

đối với nguồn đôi)
- Điện áp offset ngõ vào thấp : 2 mV
- Điện áp ngõ vào vi sai tương đương với điện áp nguồn cung cấp.
- Điện áp ngõ vào: - 0.3V đến 32V
- Dòng ngõ vào (Vin < -0.3V): 50mA
- Dải nhiệt độ hoạt động: 0 tới +70°C
- Nhiệt độ chì hàn: 260°C

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

SVTH: Nguyễn Đức Huy

Trường ĐHSPKT TPHCM

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

Chương 2: Tính toán, thiết kế và thi công mạch chống trộm dùng laser
1/ Mạch phát Laser:

Domino2 ở đây được dùng để cấp nguồn 5v (lấy từ mạch nguồn ) cho mạch phát. Diode

zener có giá trị 3.3V để ổn áp, điện trở R1 phân cực cho Transistor C1815 dẫn có giá trị
10k. Công tắc SW1 để đóng hay ngắt mạch phát laser. Mắt phát Laser chính là Diode
Laser, được đặt trong ống nhỏ để không bị nhiễu từ các nguồn sáng bên ngoài, được đặt
cố định sao cho tia lser chiếu thẳng qua bên quang trở ở mạch thu.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

2/ Mạch thu Laser:

Quang trở là loại 5mm, được đặt sao cho tia laser từ bên phát được chiếu thẳng vào bề
mặt quang trở.
Biến trở VR2 có giá trị 100k dùng để điều chỉnh điện áp chuẩn trong mạch so sánh
dùng Op-Amp. Tụ C15 có trị số 1nF để lọc tín hiệu tử ngõ ra Op-Amp. Điện trở R70
10k dùng để phân cực cho transistor. Transistor C1815 hoạt động ở chế độ dẫn bão hòa.
IC 555 tạo thành mạch dao động tạo xung vuông với chu kỳ lớn nhất được tính như sau:
T = ln(2) x (R1 + 2R2 ) x C1
= ln(2) x 100 000 x 0.0000022
= 0.15 (s)

Transistor C1815 Q5 được dùng để khuếch đại tín hiệu trước khi đưa ra loa.
Loa trong trường hợp đề tài này được sử dụng là loại loa nhỏ, chủ yếu để phát ra âm
thanh báo hiệu.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

Chương 3: Nguyên lý hoạt động của mạch chống trộm dùng tia laser
Tín hiệu từ bên phát được đưa đến quang trở. Ở điều kiện làm việc bình thường, khi
quang trở được chiếu sáng bởi tia laser, giá trị điện trở của quang trở giảm chỉ còn vài
kΩ nên áp rơi trên quang trở nhỏ. Áp này được đưa đến ngõ vào đảo của Op-Amp (IC
LM358). Ngõ vào không đảo của Op-Amp được nối với một biến trở để lấy điện áp
chuẩn so sánh. Biến trở này có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ nhạy của
mạch. Vì điện áp ở ngõ vào đảo ( lấy từ quang trở) nhỏ hơn điện áp chuẩn nên ngõ ra
của Op-Amp có giá trị là 5V, do đó, transistor Q25 được phân cực dẫn ở chế độ dẫn bão
hòa nên ngõ ra C của transistor không có tín hiệu. IC555 không có xung kích vô chân
số 2 (Trigger) nên không có xung ở ngõ ra, transistor Q5 tắt và loa không kêu.
Trong trường hợp có người đi qua, chắn ngang đường đi của tia lser từ mạch phát đến
quang trở. Quang trở không nhận được tia laser nên có trị số lớn (vài MΩ), áp rơi trên
quang trở lớn, được đưa đến ngõ vào đảo của Op-Amp. Vì ngõ vào đảo có giá trị điện
áp lớn hơn ngõ vào không đảo nên ngõ ra của Op-Amp có giá trị là 0, làm cho transistor
Q25 tắt, có tín hiệu ra ở cực C của Transistor.
Tín hiệu này được đưa đến chân số 2 (Trigger) của IC 555 làm IC 555 hoạt động tạo ra
xung vuông ở chân 3 (output). Xung vuông này có chu kỳ lớn nhất là 0.15s (có thể thay
đổi chu kỳ xung nhờ biến trở RV1 100k). Tín hiệu xung vuông được đưa đến Transistor
Q5 khuếch đại, đưa đến loa, trong trường hợp này thì loa sẽ kêu lên báo hiệu có người
đi ngang qua.
Diode D5 dùng để bảo vệ loa chống sức điện động ngược sinh ra trên cuộn dây trong

loa khi Transistor ngưng dẫn.
Chức năng của IC 555 trong trường hợp này dùng để điều chỉnh thời gian âm thanh
phát ra loa. Khi có người đi chắn ngang đường truyền của tia laser đến quang trở rồi sau
đó người đi khỏi, tia laser lại chiếu trực tiếp lên bề mặt quang trở, nếu không điều chỉnh
thời gian âm thanh phát ra loa dài thì sẽ làm giảm tác dụng phát hiện và cảnh báo của
mạch này. Thời gian này được điều chỉnh bởi biến trở RV2.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
I. Kết luận:
Đây là đề tài nghiên cứu, thiết kế và thi công mạch chống trộm dùng Laser. Trong đề
tài, người viết đã giới thiệu một số mạch điện và ứng dụng liên quan như mạch nguồn 5
Vdc, các mạch cảnh báo, chống trộm dùng các phương pháp khác.
Người viết đã tính toán và lựa chọn linh kiện để tạo thành một mạch chống trộm bằng
laser tương đối hoàn chỉnh, đơn giản và có độ chính xác tương đối.

II. Tóm tắt:
Sau một thời gian tìm hiểu, tham khảo tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau, cũng như
được sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn và bạn bè, người viết đã hoàn thành đề tài với
những phần chính sau:
PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
PHẦN II:NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Chương 1: Các vấn đề liên quan
I. Mạch nguồn 5V
II. Laser Diode
III. IC 555
IV. Quang trở
V. LM358
Chương 2: Thiết kế, tính toán và thi công mạch chống trộm dùng laser
Chương 3: Nguyên lý hoạt động mạch chống trộm dùng laser

III. Ưu và khuyết điểm của đề tài:
Dù đã rất cố gắng nhưng trong quá trình thực hiện không tranh khỏi những thiếu sót
nhưng người viết hi vọng bài viết này có thể xem như một tài liệu tham khảo cho những
ai muốn tìm hiểu về các mạch cảnh báo, chống trộm đơn giản. Cũng như thông qua bài
viết này, người viết cũng nhắc lại một số kiến thức, nguyên lý cơ bản của một số linh
kiện và mạch điện thông dụng, mong muốn người xem có thêm một nguồn tra cứu khi
cần.
► Ưu điểm:
- Mạch được thiết kế với các biến trở, ta có thể dễ dàng điều chỉnh tùy thuộc
vào yêu cầu và trường hợp cụ thể.
- Cấu tạo và hoạt động đơn giản.
- Tia laser có cường độ mạnh, độ chính xác tương đối cao.
- Có thể mở rộng và phát triển dễ dàng.

SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy


Đồ Án Môn Học 1

Trường ĐHSPKT TPHCM

- Dễ lắp đặt và thiết lập.
- Sử dụng các linh kiện quen thuộc.

► Khuyết điểm:
- Cấu tạo mạch còn đơn giản, dễ bị phát hiện.
- Hệ thống cảnh báo chưa hoàn chỉnh.
- Phải tính toán và điều chỉnh lại các thông số trong các trường hợp khác.

IV. Hướng phát triển của đề tài:
Đề tài có thể được mở rộng ra bằng việc sử dụng các loại cảm biến ánh sáng, thân
nhiệt,.. hay dùng vi điều khiển, kết hợp với ngõ ra tác động đến chuông báo, camera an
ninh quay hình lại hay tự động kết nối đến tổng đài cảnh sát.
Ngoài ra, bên cạnh mục đích phát hiện sự xâm nhập, đề tài này còn có thể được ứng
dụng ở nhiều lĩnh vực khác như đếm số người ra vào kho, hiển thị số người trong kho
để bảo đảm an toàn khi làm việc trong các kho lạnh,v.v…..
► Tài liệu tham khảo:
1) Giáo trình điện tử cơ bản 1,2 trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM
2) Giáo trình Kỹ thuật số trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM
3) Tài liệu về mạch chống trộm dùng laser của tác giả trang web
/>4) Tài liệu tiếng Anh trên các trang web:
/> /> />
SVTH: Nguyễn Đức Huy

GVHD: Nguyễn Trường Duy