Báo cáo đồ án môn học: Thiết kế và lắp ráp bộ điều khiển từ xa bật tắt thiết bị điện có hai đường ra relay
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (902.88 KB, 27 trang )
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin trân thành cảm ơn thầy Bùi Như Phong- giáo viên khoa Điện
Tử- ĐH Công Nghiệp Hà Nội- đã duyệt đề tài và hướng dẫn chúng em hoàn thành
đề tài này.
Nhóm chúng tơi xin trân thành cảm ơn anh Đào Quang Tùng, ĐH Điện tử 1K1, đã giúp đỡ chúng tôi rất nhiều về dụng cụ làm mạch cũng như chỉ bảo những
kiến thức vô cùng quý báu; xin cảm ơn bạn Lê Minh Sáng, bạn cùng phòng với bạn
Thắng, đã chịu vất vả cùng chúng tôi trong thời gian chúng tôi làm bài tập lớn. Và
chúng tôi cũng xin cảm ơn các bạn Nguyễn Thị Thịnh, Tạ Văn Tiến, Bùi Văn Hựu,
Nguyễn Văn Minh, Đoàn Văn Huấn, là các thành viên của tập thể nhóm chúng tơi
nhưng thực hiện đề tài khác đã giúp đỡ chúng tôi rất nhiều trong quá trình làm đề
tài này. Sự sẻ chia của các bạn là động lực rất lớn giúp chúng tơi hồn thành đề tài
này.
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
ĐỀ TÀI
Thiết kế và lắp ráp bộ điều khiển từ xa bật tắt thiết
bị điện có hai đường ra relay
Hà Nội, tháng 2 năm 2010
SVTH:
GVHD:
2
Dương Minh Thái
Nguyễn Mạnh Thắng
Bùi Như Phong
ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, các thiết bị điện, điện tử gia dụng rất đa dạng và hiện đại. Sẽ thật thú vị
và tiện ích khi chúng ta có thể ngồi một chỗ và điều khiển hoạt động của chúng chỉ
với những chiếc remote nhỏ gọn. Chẳng hạn như chúng ta có thể điều khiển hoạt
động của một chiếc quạt treo tường từ xa. Từ thực tế này người ta đã nghĩ ra nhiều
mạch điện tử điều khiển từ xa khác nhau ứng dụng sóng vơ tuyến hay rất đơn giản
là sử dụng ánh sáng hồng ngoại. Trên thực tế ứng dụng của ánh sáng hồng ngoại đã
được sử dụng rất rộng rãi mà dễ thấy nhất đó chính là các chiếc remote ti vi. Trong
báo cáo này chúng tơi sẽ phân tích một ứng dụng thực tế của ánh sáng hồng ngoại.
Đó chính là một mạch điều khển quạt treo tường từ xa có 2 đường ra relay sử dụng
cặp IC thu phát chuyên dụng PT2248 và PT2249.
Mặc dù chúng em đã cố gắng hồn thành đề tài này đúng thời hạn nhưng
khơng tránh khỏi có những thiếu sót kính mong q thày cô và các bạn thông cảm.
Chúng em mong được sự đóng góp ý kiến của thày cơ và các bạn. Chúng em xin
trân thành cảm ơn.
Mọi ý kiến đóng góp về đề tài xin vui lòng gửi về địa chỉ:
- Dương Minh Thái
- Nguyễn Mạnh Thắng
Lớp ĐH- CNKT Điện Tử 1- K2- Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
email: hoặc
3
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn
Đề tài
Lời nói đầu
Phần I: Cơ sở lý thuyết............................................................................................5
I.
Tổng quan về ánh sáng hồng ngoại và hệ thu phát hồng ngoại
1. Giới thiệu về ánh sáng hồng ngoại........................................................5
2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại............................................................5
II. Giới thiệu về các IC thu và phát
3. Giới thiệu về IC phát PT2248................................................................6
3.1- Sơ đồ khối....................................................................................6
3.2- Sơ đồ chân....................................................................................7
3.3- Phân tích chi tiết phần cứng.........................................................8
4. Giới thiệu về IC thu PT2249
................................................................................................................................
12
4.1- Sơ đồ khối
................................................................................................................................
12
4.2- Sơ đồ chân
................................................................................................................................
12
4.3- Mạch dao động
................................................................................................................................
14
hoạt động
................................................................................................................................
14
Phần
II:
Mạch
ứng
dụng
thực
tế
................................................................................................................................
18
I.
Sơ
đồ
nguyên
lý
và
nguyên
tắc
hoạt
động
.................................................................................................................
18
1.
Mạch
phát
tín
hiệu
............................................................................................................................
18
2.
Mạch
thu
tín
hiệu
............................................................................................................................
18
4
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
II.
Mạch
in
............................................................................................................................
23
1.
Mạch
phát
............................................................................................................................
23
2.
Mạch
thu
............................................................................................................................
24
Phần
III:
Kết
luận
................................................................................................................................
25
5
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
Phần I - Cơ sở lý thuyết
I.
Tổng quan về ánh sáng hồng ngoại và hệ thu phát hồng ngoại
1. Giới thiệu về ánh sáng hồng ngoại
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng khơng 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 v=c=3.108.
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng
rãi trong cơng nghiệp. Lượng thơng 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 đúng hướng.
2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại.
a) Nguyên tắc phát tín hiệu.
Sơ đồ khối của mạch phát.
+ Giải thích sơ đồ.
- Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các phím chức
năng để phát lệnh u cầu của mình , mổĩ 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
6
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
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
mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp .
Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung đồng hồ
và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyểnđổi đủ số bit của
một mã lệnh .
- Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch
điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến
100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn , nghĩa là tăng cự
ly phát .
- Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì
LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá trị
bit=’0’ thì LED khơng sáng . Do đó bên thu khơng nhận được tín hiệu xem như bit
= ‘0’ .
b) Nguyên tắc thu tín hiệu.
Sơ đồ khối
- Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng
ngoại
hay
các
linh
kiện
quang
khác
.
- Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa qua
mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh .
- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được đưa vào
mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số
thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở
mạch
điều
khiển
.
- Tần số sóng mang cịn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu
giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch
chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác.
II.
Giới thiệu về các IC thu và phát
7
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
3- Giới thiệu về IC phát PT2248
- sản xuất theo công nghệ CMOS
- có khả năng thực hiện 18 hàm và 75 lệnh
- dải điện áp làm việc: 2.2-5v
- có khả năng hỗ trợ nhiều phím nhấn
3.1- Sơ đồ khối
OSC: Khối dao động, là đầu vào của dao động ngoài
Divider: khối chia tần
Decoder: khối giải mã
Key input circuit: mạch đầu vào phím
Timing signal generating circuit: mạch phát tín hiệu thời gian
Hold signal generator: bộ phát tín hiệu giữ
Output synthesizing circuit: mạch đồng bộ ngõ ra
Code bit signal generating circuit: mạch phát tín hiệu mã bit( code bit)
3.2 - Sơ đồ chân
8
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
-
Chân 1( Vss): chân mass
Chân 2 và 3(XT và /XT): đầu cuối của của bộ dao động thạch anh bên ngoài
vào IC
Chân 4-9(K1-K6): là đầu vào tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, chúng kết hợp
với các chân 10 đến 12(T1-T3) tạo ma trận 18 phím
Chân 10 đến chân 12( T1-T3): quét mã phím ra tạo ma trận 18 phím, có trở
kéo bên trong
Chân 13(CODE): kết hợp với T1-T3 tạo tổ hợp mã code bit cho phần phát
và phần thu
Chân 14( TEST): kiểm tra mã của phần phát, bình thường khi khơng dùng
đến có thể bỏ trống.
Chân 15(Txout): đầu ra của tín hiệu điều chế FM
Chân 16( Vcc): chân dương nguồn
3.3- Phân tích chi tiết phần cứng
Mạch tạo dao động
Để có thể phát đi xa ta cần có một sóng mang có tần số hợp lý được xác định
bằng cách chia tần số cộng hưởng của bộ dao động động thạch anh bên ngồi.
fsóng mang=fOSC/12
Mạch trên ta có tần số sóng mang =455/12=38KHZ
Ma trận phím
9
ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
Ma trận phím gồm 18 phím được nối với K1-K6 và T1-T3 như sau
phím 1-6: là những phím cho ra tín hiệu liên tục khi giữ phím( continuous signal)
phím 7-18: là những phím cho ra tín hiệu khơng liên tục( single signal) dù có giữ
phím
Khung tin truyền đi( từ lệnh- command word)
Như vậy khung tin truyền đi gồm:
- Code bits: gồm 3 bit sẽ được người dùng thiết lập bằng phần cứng bằng
cách thiết lập 3 chân T1-T3(10-12)
Giá trị của C1-C3 bằng "1" nếu T1-T3 được nối với diode và diode nối với chân
CODE(chân 13) và bằng "0" nếu các chân này để hở.
Ví dụ ở hình trên C1=C2=C3=1
10
ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
PT2248 có 3 bit code. IC nhận Pt2249A chỉ có C2 và C3 là code bit trong khi
PT2250 có thể chỉ C1, C2 là bit code. Vì vậy phải nối chân như sau
Ở đồ án này chúng tôi sử dụng PT2249 nên chân T1 sẽ nối qua diode vào chân
CODE, chân T2,T3 để hở. Phần bắt tay code bits giữa PT2248 và Pt2249 sẽ được
phân tích trong nguyên tắc hoạt động với mạch cụ thể
- Continuous code( 1 bit ): mã tín hiệu liên tục
- Single- shot code( 2 bit): mã tín hiệu khơng liên tục
- Key input code( 6 bit): mã phím đó là khi ta ấn bàn phím là thiết lập mã
này.
Vậy tín hiệu liên tục và khơng liên tục là gì? Ta sẽ tìm hiểu phần tiếp theo sau đây.
Dạng xung truyền đi
đây là dạng cơ bản, xung truyền đi gồm 12 bit, khoảng thời gian của bit a phụ thuộc
tần số hoạt động
Phân biệt bit "1" và bit "0"
Tín hiệu khơng liên tục( single-shot signal)
11
ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
khi một phím đơn được nhấn như hình trên truyền chỉ 2 từ lệnh và rồi kết thúc đầu
ra
Tín hiệu liên tục( Continuous signal )
khi bất kì phím đa nào bị nhấn, theo hình trên nó sẽ truyền lặp đi lặp lại chu kì gồm
2 từ lệnh rồi tạm dừng ( với thời gian dừng 208 a) cho tới khi phím giải phóng.
Nếu phím đã nhả ra khi truyền code thì PT2248 vẫn gửi đi 2 lệnh gần nhất và rồi
truyền tín hiệu dừng.
Với mỗi một phím nhấn thì sẽ có một khung tin truyền đi khác nhau
gồm 12 bits mà ta gọi là Data Code. Bảng sau khi mặc định là 3 bit
của CODE BITS đã được thiết lập đúng thì ta có
12
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
về cách bố trí bàn phím đã được mơ tả ở phần ma trận phím ở trên hoặc có thể thấy
thơng qua ví dụ sau
4- Giới thiệu về IC thu PT2249
- Công nghệ CMOS
- Công suất tiêu thụ thấp
- Khả năng chống nhiễu cao
- Có khả năng cho ra song song nhiều tín hiệu gửi từ bộ phát, cụ thể có thể
cho ra 5 hàm khác nhau một cách đồng thời.
- Cho ra xung đơn, xung giữ hay xung vòng( single pulse, hold pulse và
cyclic pulse
- Có một bộ tạo dao động RC
- Có mạch dị mã để ngăn nhiễu từ các máy và khí cụ khác
- Có bộ lọc số và bộ kiểm tra mã để tránh nhiễu từ các nguồn sáng như đèn
PL.
- Dải điện áp làm việc: 2.3-5v
- Dòng nguồn cung cấp: max = 1mA.
4.1- Sơ đồ khối
13
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
4.2- Sơ đồ chân
14
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
Pin Name
Vss
PT2249A
PT2249A-SN
1
Pin No.
PT2249AL
PT2249AHN
1
2
PT2250A
I/O
1
-
2
I
RXIN
2
HP1 ~ HP5
3~7
3~7
3~7
O
HP6
-
-
8
O
CP1
-
9
10
O
CP2
-
8
9
O
SP1 ~ SP3
SP4
SP5
12 ~ 10
9
8
12 ~ 10
-
20 ~ 18
17
16
O
O
O
SP6 ~ SP10
-
-
15 ~ 11
O
CODE1
CODE2
14
14
22
21
I
I
CODE3
13
13
-
I
15
Description
Điện áp âm nguồn
Đầu vào tín hiêu. Tín hiệu
với
sóng mang đã được loại bỏ
nên đưa tới chân này, tín
hiệu sẽ được đảo trước khi
đưa tới bộ giải mã bên
trong
Đầu ra tín hiệu Hold
pulse(HP). Tín hiệu HP là
tín hiệu ra được giữ ở mức
cao khi ta vẫn chưa nhả tay
khỏi phím.Sau khi nhả tay
xấp xỉ 160ms sau thì đầu ra
mới xuống mức "0"
Cyclic Pulse.
Khi tín hiệu nhận được
nhận, CP1/CP2 bị đảo lại,
đầu ra CP1 sẽ điều chỉnh
phụ thuộc trạng thái ra của
CP2
Single Pulse.
Khi nhận được tín hiệu, đầu
ra tích cực ở mức cao trong
thời gian cố định khoảng
107ms rồi chuyển xuống
mức thấp
Tx/Rx Matching Code. Mã
kết nối truyền để so sánh với
mã code bits của bên phát
PT2248. Nếu 2 bên trùng
nhau thì bên thu bên phát
được bắt tay.
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
OSC
15
15
23
I/O
Vcc
16
16
24
-
Đầu vào bộ tạo dao động
RC.
Đầu vào dương nguồn
4.3- Mạch dao động
R=39k -5%
C=1000pF-5%
Hoạt động:
Nhận tín hiệu
Tín hiệu nhận được có thể đưa trực tiếp vào chân RXIN( chân 2). Chân này có
nhiệm vụ chỉnh lại dạng sóng cho chuẩn rồi tín hiệu được đưa tới bộ lọc số để lọc
lấy dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi.
Kiểm tra tín hiệu nhận
tín hiệu kiển tra nhận được dùng để kiểm tra 2 chu kì tín hiệu truyền gửi từ bộ phát
để xác định xem nó là tín hiệu thơng thường hay khơng.
Đầu tiên dữ liệu được lưu vào thanh ghi dịch 12 bit, sau đó khi dữ liệu thứ hai được
đặt vào thanh ghi dịch, dữ liệu được buộc thanh ghi dịch ra 1 bit so với nơi dữ liệu
đầu tiên được đặt vào. Dữ liệu “push out” và dữ liệu lấy vào được kiểm tra để xem
có trùng khớp khơng. Nếu có 1 lỗi trong tín hiệu nhận trong 12 bit check thì hệ
thống sẽ reset tại điểm này. Ngược lại khi các tín hiệu là OK thì đầu ra(HP1-HP6)
được tăng từ mức thấp lên mức cao
So sánh mã code
Để tránh nhiễu với các model khác: C1,C2 và C3 code bit được cung cấp để
kiểm tra sự trùng khớp mã giữa bên thu và bên phát. Chỉ khi cả 2 có sự trùng
16
ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
khớp thì xung chọn chốt được phát để chốt dữ liệu nhận được. Đầu ra sau đó
tăng từ L lên H .Nếu cả 2 code khơng trùng thì ko có xung chốt được phát ra
và đầu ra giữ ở mức “L” ( HPs và SPs) hoặc không đổi( CPs)
Rx
PT2249A PT2250A
PT2248 Code Pin
T1 (C1 Code)
Diode
C1
T2 (C2 Code)
C2
C2
T3 (C3 Code)
C3
Diode
Ở PT2249A khơng có chân code 1 nên mặc định là "1", ta sẽ thiết lập 2 chân code
2( chân 14) và code 3(chân 13) theo nguyên tắc sau:
- Để mã hóa mỗi tới mức "1": để hở chân tương ứng hoặc thêm một tụ điện
giữ chân code và Vss
- Để mã hóa tới mức 0 nối chân code tương ứng với Vss.
Giải thích dạng xung ra : SP, HP hay CP
Nếu khơng có lỗi trong tín hiệu nhận kiểm tra trên cả 12 bit thì nó sẽ phát ra một
xung ra đơn tồn tại trong 107ms
17
ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
Thơng thường, sau 2 từ mã tương ứng(12 bit mỗi từ) truyền từ PT2248 được dị thì
xung chọn chốt được phát tạo ra một xung chốt. Với điều này một trạng thái ra H
xuất hiện và duy trì ở mức H trong suốt chiều dài tín hiệu nhận liên tục. Xấp xỉ
khoảng 160ms sau khi nhả tay và tín hiệu liên tục kết thúc thì đầu ra đưa tới mức
thấp L bởi xung chốt trước đây, như hình sau
Chính vì điều đó là lý do chỉ có một từ mã trùng khớp trong suốt q trình truyền
rồi xấp xỉ 160ms sau khi phím nhả ra và tín hiệu liên tục kết thúc ( hold shot
output) thì đầu ra là mức thấp.
Dưới bất cứ điều kiện nào, HP1-HP6 có thể điều khiển đồng thời mức cao nhất của
6 đầu ra ở mức H. Mức này được gửi bởi bộ truyền. Chức năng đó là hữu dụng để
thực hiện chức năng Rec-play và rec-pause và cue/review của băng từ
xung vẫn tồn tại ở mức cao khi ta vẫn giữ phím, nó xuống mức thấp
sau khi nhả tay ra và sau khoảng 160ms.
khi tín hiệu được nhận, xung cyclic bị đảo. Xung này sử dụng cho
ON/OFF,MUTE…
Mối quan hệ giữa CP1 và CP2 trong PT2249 A chỉ ra ở hình sau
18
ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
PT2249AL
- CP1 khơng được set tới mức H khi CP2 ở mức H
- CP1 được set tới mức L khi CP2 ở mức H
PT2249 AHN
- CP1 ko set tới mức H khi CP2 hoặc HP1 hoặc HP2 ở mức cao mà nó set tới
mức L
Xung này thì có đặc điểm như sau : khi ta nhấn phím thì xung CP đang ở
mức thấp sẽ chuyển lên mức cao,và cho dù ta thả phím ra rồi nhưng nó vẫn
giữ ở mức cao . Đến khi ta nhấn phím đó 1 lần nữa thì xung CP đó mới
chuyển từ mức cao xuống mức thấp và giữ nguyên mức thấp.
Sau đây ta sẽ có một bảng để ứng với mỗi phím nhấn bên mạch phát PT2248 ta
sẽ được xung gì và đầu ra bên PT2249 ta sẽ được xung nào
PT2250A có thể sử dụng tất cả phím
PT2249A có thể sử dụng từ phim 1-5 và phím 7-11
PT2249A/AL/AHL có thể sử dụng phím từ 1-5 phím từ 7-9 và phím 17-18
19
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
Phần II: Mạch ứng dụng thực tế
I-
Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động
1- Mạch phát tín hiệu
v cc
J1
C 3
1
2
220uF
p in 3 v
v cc
a1015 Q 1
C 1
C 2
U 1
1
2
3
4
5
6
7
8
Y 1
455k
151
v
x
x
k
k
k
k
k
s sv c c
t1 o u t
t2 te s t
1code
2
t3
3
t2
4
t1
5 k6
1
1
1
1
1
1
1
9
6
5
4
3
2
1
0
v cc
D 4
R 2
2 r2
IR
code
D 3
M . T hai - M . T hang
SW 2
D H - D ie n t u 1 - K 2
SW 1
MACH PHAT IR
Y1: Thạch anh tần số 455KHZ
C1,C2: tụ gốm 151pF
D4: led phát hồng ngoại
U1: IC PT2248
Hoạt động: Tần số sóng mang là : 38KHZ
Với cách mắc như trên thì CODE BITS sẽ là : C1=1; C2=C3=0
2 phím nhất sw1 và sw2 bố trí như trên tương ứng với phím số 7 và số 8 trong ma
trận phím cho ra tín hiệu khơng liên tục – single shot signal ở đầu ra chân 15.
Vì dịng ra bé nên transistor A1015 có tác dụng khuếch đại tín hiệu ra để truyền đi
xa qua led phát ánh sáng hồng ngoại D4.
Như vậy với mạch phát như trên khi nhấn sw1 thì khung tin truyền đi sẽ như sau
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
Khi nhấn phím sw2 thì khung tin truyền đi sẽ là:
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
2- Mạch thu tín hiệu
20
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
D 1
vcc
10k
Q 1
c1815
C 3
102
v ss
r x in
hp1c
hp2d
hp3
hp4
hp5
sp5
v cc
osc
ode2
ode3
sp1
sp2
sp3
sp4
R 12
R 6
3k3
R 11
R 31 0 0 0 p
39k
VC C
3
U 3A
D 14
D 15
LED
4148
3
1
2
5
s1
4
Q 3
PN P BC E
5
J1
2
6
p t2 2 4 9
LS2
1 0 R /1 W
P
16
15
14
13
12
11
10
9
P
N
AC 220V
7474
7
1
4
s1
R 5
C 5
470uF
s2
VC C
VC C
C 2
1000uF
6k8
R 10
R 9
1 0 R /1 W
VC C
D H - D IE N T U 1 - K 2
11
U 3B
12
8
7474
21
D 13
LED
4148
3
1
2
Q 4
PN P BC E
14
M . TH AI - M . TH AN G
D 12
9
1
2
3
4
5
6
C O N 6
3k3
P
7
10
13
out
gnd
2
1
R 1
1
2
3
4
5
6
7
8
6k8
C 1
U 1
v cc
3
VC C
v cc
104
330r
NGUON DC
C O N 2
C 4
R 2
2
1
1k
LED
U 2
J5
v cc
14
PHOTO TRAN
R 4
5
s2
4
LS1
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
a- Khối nguồn
D 1
VO
8
+5v
3
1
2
C 1
2200u
D 3
C 2
104pF
2
C 3
1000u
2
D 2
C 4
104pF
2
4
VI
5
1
AC in
U 1
LM 7805
1
T1
1
2
1
2
G N D
1
1
D 4
2
1
Khối nguồn tạo điện áp 5v nuôi mạch thu.
b- Khối thu
PHOTO TRAN
U 2
vcc
gnd
out
C 4
1
2
R 2
330r
C 1
U 1
v cc
3
v cc
104
R 1
10k
Q 1
c1815
C 3
102
1
2
3
4
5
6
7
8
v ss v cc
r x in o s c
hp1code2
hp2dode3
hp3 sp1
hp4 sp2
hp5 sp3
sp5 sp4
16
15
14
13
12
11
10
9
p t2 2 4 9
Gồm:
mắt thu hồng ngoại U2 có hình dạng như sau
Nhìn trên hình ảnh đó thì :
- Chân 1 là chân tín hiệu out
- Chân 2 là chân GND
- Chân 3 là chân VCC
Transistor Q1 để đảo tín hiệu vào chân RXIN
22
R 31 0 0 0 p
39k
VC C
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
IC thu sử dụng IC PT2249A
Tụ C1 và R3 tạo bộ dao động RC
C4 để thoát xoay chiều nguồn.
Chân code 2( chân 14 và code 3( chân 13) được nối mass tương ứng
C2=C3=0 để trùng với code bits bên mạch phat PT2248( code 1 mặc định
là 1).
Tín hiệu ra lấy ở chân SP1(chân 12) và SP2( chân 11) tương ứng với các
phím nhấn 7 và 8 bên mạch phát cho xung ra như trong bảng CODE
ALLOCATION phần lý thuyết.
hoạt động: tín hiệu phát ra từ mạch phát được thu bằng mắt thu hồng ngoại rồi đưa
vào IC thu PT2249. Vì tín hiệu ra ứng với các phím nhấn là tín hiệu SP nên xung ra
sẽ được lấy là tín hiệu SP trên các chân SP1 và SP2 tương ứng với phím nhấn bên
mạch phát. Xung ra sẽ được đưa đến mạch điều khiển ở phần sau
c- Khối điều khiển
VC C
6k8
R 12
R 6
3k3
R 11
P
VC C
D 14
D 15
LED
4148
3
1
2
5
s1
4
Q 3
PN P BC E
14
3
U 3A
LS2
1 0 R /1 W
5
J1
2
6
P
N
AC 220V
7474
7
1
4
s1
s2
VC C
R 5
6k8
R 10
R 9
1 0 R /1 W
D 12
D 13
LED
4148
U 3B
3
1
2
5
s2
4
LS1
Q 4
PN P BC E
14
11
C O N 6
3k3
P
1
2
3
4
5
6
9
12
8
7
10
13
7474
Tín hiệu ra sẽ được đưa tới đầu vào xung clock của IC đảo ( trigger D) 7474. Đặc
điểm trigger D như ta biết có Qn+1= D mà theo cách mắc như trên D= Q nên ta có
Qn+1= Q . Tức là ứng với mỗi xung đơn SP phát ra từ PT2249 qua trigger D sẽ làm
đổi trạng thái ở đầu ra trigger và giữ nguyên trạng thái đó khi chưa có xung tiếp
theo.
23
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
-
Điện trở R5, R6 là trở treo để phân biệt mức "0" và "1" rõ ràng ở đầu ra
trigger D.
- R12,R10 là trở hạn dòng cho led D14 và D12
- Transistor Q3 và Q4 đóng vai trị làm khóa điện tử
- Diode D15 và D13 để triệt tiêu điện áp tự cảm.
ĐIỆN ÁP TỰ CẢM (SỨC ĐIỆN ĐỘNG NGƯỢC)
Khi tiếp điểm đóng lại (hình bên trái) dịng điện chạy qua cuộn dây từ cực dương
đến cực âm thể hiện bởi đường màu đỏ.Dòng điện này tạo ra một từ trường bao
quanh cuộn dây. Phía trên cuộn dây là cực dương,phía dưới là cực âm.
Khi tiếp điểm hở ra (hình bên phải),dịng ngừng chạy qua cuộn dây và từ trường
quanh cuộn dây cũng không cịn được duy trì.Khi một từ trường mất đi trong một
cuộn dâynó sẽ cảm ứng một điện áp lên chính nó,tạo ra một điện áp ngược (lên tới
vài trăm vơn.Mặc dù phía trên cuộn dây vẫn là dương 12V nhưng phía dưới cuộn
dây đã sinh ra một điện áp dương vài trăm vôn. 200 vôn mạnh hơn 12V rất nhiều
nên bây giờ dịng điện sẽ chạy từ phía dưới cuộn dây lên phía trên.
Với mạch này dùng relay 5v nhưng điện áp tự cảm cũng vẫn rất lớn.
Relay thường được điều khiển bởi một bộ xử lý (ví dụ relay điều khiển quạt két
nước tốc độ trung bình và relay điều khiển quạt két nước tốc độ cao được 2 transito
trong ECU điều khiển đóng mở).Khi relay được điều khiển bởi linh kiện bán dẫn
như transito,chúng buộc phải có thiết bị triệt tiêu điện áp tự cảm nhằm bảo vệ linh
kiện bán dẫn vốn không chịu nổi điện áp cao.Các mạch bán dẫn (solid-state
circuits) dễ bị hư hại (vulnerable ) bởi điện áp tự cảm.
Hai diode D15 và D13 mắc theo chiều nghịch nên khi tiếp điểm mở thì khơng có
dịng chạy qua diode.Khi mạch điều khiển rờle ngắt (tiếp điểm hở) dòng sẽ ngừng
chạy qua cuộn dây,gây ra sự giảm của từ trường.Các đường sức từ xuyên qua cuộn
dây và sinh ra điện áp ngược trong cuộn dây.Điện áp ngược này bắt đầu tăng
24
ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐH- ĐIỆN TỬ 1-K2
lên.Khi điện áp ngược phía dưới diode tăng cao hơn điện áp dương nguồn phía trên
diode 0.7V thì diode sẽ dẫn cho dịng phía điện áp cao đi qua.Kết quả là triệt tiêu
điện áp tự cảm.
Như vậy với mạch điều khiển này diode D13 và D15 có tác dụng bảo vệ
trực tiếp ở đây là transistor Q3 và Q4
Tóm lại, hoạt động của khối điều khiển như sau:
Khi nhấn phím nhấn SW1 ở mạch phát thì bên thu sẽ có xung SP ra ở chân SP1 vào
chân 3 IC7474. Qua IC này sẽ có đầu ra ở chân 5 ở mức "0" nên transistor Q3 mở
làm có dịng qua cuộn hút relay làm tiếp điểm 3-5 mở ra và tiếp điểm 3-4 đóng lại,
đồng thời led D14 sáng báo hiệu cuộn hút làm việc. Khi nhấn phím SW1 lần nữa
thì đầu ra chân 5 IC7474 đảo lên "1" và Q3 tắt làm khơng có dịng qua cuộn hút và
relay trở về trạng thái đầu: tiếp điểm 3-4 mở ra và 3-5 đóng lại, đồng thời led tắt.
Các đầu ra tiếp điểm relay sẽ nối vào cổng CON 6 để từ đó nối dây điều khiển
thiết bị bên ngoài.
II-
Mạch in
1. Mạch phát
đường mạch: 35 mils,15 mils
25
