Tải bản đầy đủ

ĐIỀU KHIỂN BẬT TẮT THIẾT BỊ ĐIỆN TỰ ĐỘNG

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN
THÔNG CƠ SỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2

CAD/CAM
Đề tài : Mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
Giáo viên hướng dẫn : Th.s Phạm Xuân Minh
Nhóm sinh viên thực hiện : Nhóm 6
Lớp : D14CQDT01-N

PTIT
Ho chi minh


HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ
TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Nhóm 6

Họ và tên SV: Lê Quang Duy

MSSV: N14DCDT056

Họ và tên SV: Phan Huy Cường

MSSV:N14DCDT028

Họ và tên SV: Nguyễn Văn Khánh Anh

MSSV:N14DCDT030

Ngành

: Kỹ thuật điện tử

Lớp

: D14CQDT01-N

MẠCH ĐIỀU KHIỂN TẮT MỞ THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ
TỰ ĐỘNG


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Trần Quang Thuận

I – NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN:
1-Tìm hiểu về nguyên tắc thu phát hồng ngoại
+ Khái niệm
+ Nguyên tắc hoạt động
2-Giới thiệu các linh kiện dùng trong mạch
+ PIC 12F629 + đế 8 chân x 1
+ Bộ thu phát hồng ngoại x 1
+ Diode cầu tròn x 1
+ Diode 4007 x 1
+ Domino 2 chân x 2,
+ Domino 3 chân x 1
+ Rơ-le 5V x 1
+ Tụ điện x 2


+ IC 7805 x 1
+ Tụ điện 103 630V x 1
+ Tụ điện 103 2kV x 1
+ Điện trở 1.2K x 4
+ Biến áp gắn trên bo mạch 12V x 1
+ Led x 2
+ Các transitor ( H1061 x 1, C1815 x 1 )
3-Tính toán thiết kế:
+ Khối nguồn
+ Module cảm biến (Mạch phát hồng ngoại,Mạch thu hồng ngoại )
+ Khối xử lí
+ Khối chấp hành ( Rơ-le 5V )


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay,việc ứng dụng cho các hệ thống nhúng ngày càng trở nên phổ biến:từ
những ứng dụng đơn giản như điều khiển một chốt đèn giao thông đồng thời đếm sản
phẩm trong một day chuyền sản xuất ,điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều ….đến
các ứng dụng phức tạp như hệ thống điều khiển robot..Các hệ thống tự động trước đây
sử dụng nhiều công nghệ khác nhau như các hệ thống tự động bằng các nguyên lí phức
tạp..các thiết bị hệ thống này có chúc năng xử lý và mức độ thự động thấp so với các
hệ thống tự động hiện đại được xây dựng trên nền tảng của các hệ thống nhúng.
Với mong muốn giới thiệu ứng dụng cơ bản hệ thống nhúng trong đời sống hiện
đại, nhóm chúng em đưa ra mô hình thiết kế hệ thống điều khiển đèn thông minh dùng
trong các nhà vệ sinh công cộng,gia đình.
Trong quá trình thực hiện đồ án môn học nhóm chúng em cố gắng thiết kế sao

cho mô hình là đơn giản nhất ,ổn định nhất,tuy nhiên do vấn đề thời gian và kinh
nghiệm nên mô hình vẫn còn gặp phải những vấn đề chưa thể khắc phục được.

Trân trọng và cảm ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện đề tài:
Lê Quang Duy
Phan Huy Cường
Nguyễn Văn Khánh Anh


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

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

MỤC LỤC


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

MỤC LỤC HÌNH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1/Đặt vấn đề:
Hiện nay hầu hết việc giám sát và điều khiền ánh sáng trong các phòng công cộng
được điều khiển bằng tay thông qua đóng mở công tắc,các aptomap,cầu dao…Điều này
khá thuận lợi và đơn giản vì ta có thể bất tắt đèn theo nhu cầu sử dụng.Tuy nhiên ,do là
phòng công cộng nên việc bật tắt đèn hầu như do người trực khu nhà đó làm.Vì thế họ
không biết chính xác khi nào thì có người tới và khi nào mọi người ra hết khỏi phòng
và không có nhu cầu sử dụng nữa nhưng vì phải quản lý nhiều phòng nên họ vẫn cứ để
điện đến hết ca trực,điều này gây lãng phí điện rất lớn ,đặc biệt trong hoàn cảnh nước
ta đang thiếu điện một cách trầm trọng như hiện nay.
Trên thị trường hiện nay đã có một số thiết bị bật tắt đèn thông minh như
SmartLight do Hàn Quốc sản xuất: Được tích hợp sensor cảm ứng hồng ngoại thân
nhiệt,đèn tự động bật khi có người vào vùng cảm ứng và tắt khi không có người
.SmartLight phù hợp với mọi nhu cầu chiếu sáng thông minh của bạn tại sân


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

cổng,phòng khách,phòng ngủ,phòng vệ sinh,cầu thang,văn phòng…giúp bạn bật tắt
đèn hoàn toàn tự động,mang lại sự an toàn,tiện nghi và tiết kiệm.Tuy nhiên thiết bị này
tích hợp luôn bộ điều khiền với đèn trong một sản phẩm. Do đó giá thành cao và không
thích hợp với nhu cầu sử dụng của từng mục đích cá nhân không thay đổi được loại
bóng đèn theo yêu cầu.
Còn hệ thống giám sát điều khiển chiếu sáng sử dụng camera kết nối với máy tính đẻ
kiểm soát số người trong phòng ,qua đó phát lệnh đóng mở các công tắc tơ bật tắt bóng
đèn.

Hình 1. 1: Hệ thống camera giám sát
Hệ thống này giúp việc bật tắt đèn ở nới lắp đặt một cách chính xác , tự động hoặc
bán tự động.Tuy nhiên do sử dụng máy tính nên giá thành của hệ thống này rất cao,
mặt khác không giải quyết được vấn đề tiết kiệm điện. Vì thế nó chỉ được dử dụng ở


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

những tòa nhà công nghệ cao, những khu vực cần điều chỉnh chiếu sáng không phải vì
mục đích tiết kiệm năng lượng.
Hệ thống bật tắt đèn tự động sử dụng các IC số và mạch Logic cho phép ta dựa
vào sự chuyển động người vào ra để đóng ngắt các công tắc một cách tự động.Hệ
thống này có cấu tạo đơn giản, rẻ, không phải lập trình mà chỉ dựa vào các mạch
Logic,…. Nhưng tính linh động cao, khó chỉnh định khi điều kiện làm việc thay đổi, ít
có khả năng nâng cấp mở rộng hệ thống.
Với những nơi công cộng ,khi mà lượng người không lớn và có thể kiểm soát
được thì ta hoàn toàn có thể áp dụng hệ thống đèn thông minh sử dụng vi điều khiển
được lập trình để bật tắt đèn khi có người ra vào. Điều này vừa tiện lợi cho mọi người:

ứng dụng công nghệ tự động hóa vào cuộc sống con người, đảm bảo đủ ánh sáng trong
quá trình làm việc, người quản lí đỡ tốn thời gian…đồng thời góp phần giải quyết vấn
đề điện năng trong chu kì hoạt động mà nhu cầu điện đã vượt qua quá khả năng cung
cấp các các nhà máy điện hiện nay.
1.2/Lựa chọn giải pháp:
1.2.1/Giải pháp công nghệ:
Qua phân tích ở trên,nhóm chúng em đưa ra giải pháp xây dựng hệ thống điều
khiểu đèn thông minh trong các WC gia đình:điều khiển bật tắt đèn qua việc kiểm soát
người ra vào phòng vệ sinh.Thu nhận tín hiệu rồi xử lí tín hiệu,khi có người vào phòng
đèn sẽ bật và người ra khỏi phòng thì sẽ tắt.
1.2.2/Giải pháp thiết kế:
• Để phát hiện người ra vào ta dùng 1 bộ thu phát hồng ngoại mắc gần nhau đặt ở


cửa ra vào.
Xử lý,điều khiển dùng vi điều khiển PIC:lập trình PIC nhận tín hiệu vào từ bộ




led hồng ngoại,tính toán xử lý để đưa ra lệnh bật tắt đèn.
Điều khiển tắt /mở bóng đèn nhờ trainistor cấp dòng cho rơ le.
Có người đi vào thì bật đèn và đi ra thì tắt đèn.


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh
• Làm việc với điện áp 220V/50Hz.



Sensor và công nghệ tùy chọn.
Có khả năng nâng cấp,bảo trì,cải tiến.

1.2.3/ Giới hạn hoạt động:
• Làm việc cả ban ngày lẫn ban đêm.
• Thu nhận tín hiệu liên tục khi có người ra vào.
• Nhiệt độ môi trường:100C đến 400C.
• Hệ thống cấp điện mới từ đầu.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1/Sơ đồ khối:

MODULE
CẢM BIẾN
KHỐI
NGUỒN

KHỐI
CHẤP
HÀNH
KHỐI XỬ


Hình 2. 1: Sơ đồ khối hệ thống


Khối nguồn:cung cấp nguồn cho hệ thống.

ĐÈN
SÁNG


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh
• Module cảm biến:sử dụng sensor hồng ngoại dùng

để thu nhận tín hiệu người

vào ra phòng ,đưa tín hiệu thu được vào chân PIC để xử lý.Để nhận biết người đi


vào hay đi ra ta dùng 1 bộ thu phát hồng ngoại mắc gần cửa ra vào.
Khối xử lý:dùng vi điều khiền PIC 12F629 để lấy tín hiệu từ cảm biến,tính
toán,lưu trữ và đưa ra khối chấp hành.

Khối chấp hành:Nhận tín hiệu từ khối xử lý để thực hiện đóng ngắt tiếp điểm mạch
động lực. Do phần đèn hoạt động công suất nên dòng lớn và phải cách ly với mạch tạo
xung điều khiển. Trong đề tài này dùng Rơ-le 5V,đèn điện được nối với nguồn 220V
xoay chiều qua tiếp điểm của Rơ-le,khi Rơ-le tác động thì đèn sáng và ngược lại đèn
tắt khi Rơ-le thôi tác động.


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

2.2/Các chức năng của từng khối (hoặc module) trong hệ thống:
2.2.1/ Khối nguồn:
Khối nguồn này tạo ra điện áp một chiều từ nguồn xoay chiều 220V để cung cấp
cho các linh kiện trong hệ thống.Sử dụng biến áp để biến điện áp xoay chiều 220V
thành.
điện áp xoay chiều 12v, dùng chỉnh lưu từ 12V xoay chiều sang 12V một chiều, dùng
IC 7805 ổn áp để lấy ra điện áp ổn định 5V ở ngõ ra.

Hình 2. 2: Khối nguồn áp
2.2.2/Module cảm biến:
Bộ phận cảm biến của hệ thống sự dụng mạch thu phát hồng ngoại. Led phát hồng
ngoại nối với nguồn một chiều qua điện trở R1, R2: phát ra ánh sáng hồng ngoại truyền
tới Led thu. Module hồng ngoại có 3 chân: chân 3 (Chân nối cực âm) và 1 (Chân nối
cục dương ) nối với nguồn qua R3, R4 và đất, chân 2 (Chân tín hiệu) lấy tín hiệu đưa
vào chân Vi xử lí. Ở trạng thái bình thường , tín hiệu hồng ngoại truyền tới khối phát
được Led thu nhận ở đầu ra 2 tín hiệu ở mức cao (mức 1);khi có người đi cắt qua kiến
Led thu mất tín hiệu, đầu ra 2 cho tín hiệu ở mức thấp (mức 0).Để có thể phân biệt
được là người đi vào hay đi ra ta mắc Led thu và Led phát song song cạnh nhau.Tín
hiệu thu được từ đầu ra của 2 Led thu được đưa vào chân 2 rồi truyền tới Vi xử lí để
thực hiện quá trình tính toán, kiểm tra, lưu trữ…


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Module phát

Module thu

Hình 2. 3: Module cảm biến
2.2.3/ Khối xử lý:
Khối điều khiển trung tâm dùng vi điều khiển PIC 12F629.Khi có tín hiệu ngắt từ
bộ thu hồng ngoại qua chân GP2 thì vi điều khiển sẽ thực hiện tính toán đã nạp cho
PIC sau đó thực hiện chương trình điều khiển đưa tín hiệu tới khối chấp hành qua chân
GP0.

Hình 2. 4 : Sơ đồ chân PIC 12F629


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

2.2.4/Khối chấp hành:
Bộ phận chấp hành có Rơ-le nối với các thiết bị điện.Vi xử lí sau khi xử lí tín hiệu
sẽ gửi lệnh điều khiển để đóng mở Transistor cấp nguồn cho cuộn dây của Rơ-le.Đèn
điện được nối với nguồn 220v xoay chiều qua tiếp điểm của Rơ-le, khi Rơ-le tác động
thì đèn bật sáng và ngược lại đèn tắt khi Rơ-le thôi tác động.Để đảm bảo cho hệ thống
có thể làm vệc ở cả chế độ bằng tay và tự động ta dùng công tắc 3 vị trí: ở vị trí 1 là
chế độ tự động, còn vị trí 2 và 3 tương ứng với bật/ tắc đèn.

Hình 2. 5: Khối chấp hành của hệ thống
2.3/ Lựa chọn linh kiện:
2.3.1/ Vi điều khiển PIC 12F629:
a) Sơ đồ chân PIC 12F629:

Hình 2. 6: Sơ đồ chân PIC 12F629


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

b) Một vài thông số vi điều khiển PIC 12F629:
Mô tả: PIC 12F629 thuộc họ PIC 12Fxxx là một trong các vi điều khiển PIC nhỏ
nhất có độ dài lệnh 13-bit, đó là một thiết bị nhỏ với 8 chân nhưng nó có thể kết nối với
các thiết bị ngoại vi.Có khả năng giải quyết một chương trình 8K x 14.Không gian bộ
nhớ chỉ có 1K x 14 đầu tiên ( 0000h-03FFh).

-

Thông số kĩ thuật:
Nhà sản xuất:
Xung clock max:
Bộ nhớ Flash:
Bộ nhớ RAM:
Bộ nhớ EEPROM:
Độ rộng bus dữ liệu:
Giao diện kết nối:
Timers:
Ngoại vi:
Số chân I/O:
Điện áp nguồn:
Kiểu đóng vỏ:

Microchip
20 Mhz
1.75 Bytes
64 Bytes
128 Bytes
8 bit
RS232, USB
1x8bit, 1x16bit
POR, WDT
5
2V – 5.5 V
PDIP-8

Hình 2. 7: PIC 12F629
c)

Các đặc tính ngoại vi bao gồm các chức năng sau:
• Time 0: là bộ định timer/counter 8 bit có bộ chia trước.
• Time 1: là bộ định time/counter 16 bit có bộ chia trước có thể đếm khi CPU
đang trong chế độ ngủ với nguồn xung từ tụ thạch anh hoặc nguồn xung bên
ngoài.


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Time 2: là bộ định time/counter 8 bit thanh ghi 8-bit chia trước và posrscaler.
Hai khối Capture, compare,PWM.




- Capture có độ rộng 16-bit, độ phân giải 12,5ns.
- Compare có độ rộng 16-bit, độ phân giải 200ns.
- Độ phân giải lớn nhất của PWM là 10-bit.




Các đặc tính tương tự:

Có 8 kênh chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số ADC 16 bit.
• Có reset BOR ( Brown-OurReset ).
• Khối so sánh điện áp tương tự:
- Hai bộ so sánh tương tự.
- Khối tạo điện áp chuẩn VREP tích hợp bên trong có thể lập trình.
- Đa hợp ngõ vào lập trình từ ngõ vào của CPU với điện áp chuẩn bên trong.
- Các ngõ ra của bộ so sánh có thể truy xuất từ bên ngoài.
Các đặc tính đặc biệt của vi điều khiển:
• Bộ nhớ chương trình Enhaneed Flash cho phép xoá và ghi 100000 lần.
• Bộ nhớ dữ liệu EEPROM có thể lưu trữ dữ liệu hơn 40 năm và có thể tự lập








d)

trình lại dưới sự điều khiển của phần mềm.
Mạch lập trình nối tiếp ICSP thông qua 2 chân ( In-Circuit Serial
Programming).
Nguồn sử dụng là nguồn đơn 5V cấp cho mạch lập trình nối tiếp.
Có Watchdog Timer ( WDT ) với bộ dao động RC đucợ tích sẵn trên Chip.
Có thể lập trình mã bảo mật.
Có thể hoạt động ở chế độ Sleep để tiết kiệm năng lượng.
Có thể lựa chọn bộ dao động.
Có mạch điện gỡ rối IDC thông qua 2 chân.

Bộ nhớ chương trình:

Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC 12F629 là bộ nhớ flash dung lượng bộ
nhớ 8K word ( 1 word = 14 bit ) và đucợ phân thành nhiều trang (Như vậy bộ nhớ
chương có khả năng chứa là 8 x 1024 = 8129 lệnh ).
Để mã hóa được địa chỉ của 8K word bộ nhớ cương trình, bộ đếm chương trình có
dung lượng là 13 bit.


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Khi PIC 12F629 được reset, bộ đếm chương trình sẽ đếm địa chỉ 0000h. Khi có ngắt
xảy ra bộ đếm chương trình sẽ chỉ đếm địa chỉ 0004h.
e)

Bộ nhớ dữ liệu :
Bộ nhớ dữ liệu của PIC 12F629 là bộ nhớ EEFROM và được chia làm hai bank.

Trong đó có các thanh ghi mục đích chung và thanh ghi chúc năng đạc biệt. Các thanh
ghi chắc năng đặc biệt được tại 32 vị trí đầu tiên của bank. Đăng khí địa chỉ 20h – 5Fh
của thanh ghi mục đích chung thực hiện trong quá trình truy xuất và làm giảm bớt lệnh
của chưng trình.
Tất cả các RAM chưa thục hiện sẽ trả về “0” khi đọc RPO là bit bank lựa chọn:
- RPO = 0 bank 0 được chọn.
- RPO = 1 bank 1 lựa chọn.
f)

Cổng I/O ( GPIO ):
Cổng xuất nhập ( I/O port ) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương

tác với thế giới bên ngoài. Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua quá trình tương
tác đó, chức năng của vi điều khiển được thể hiện một cách rõ ràng.
Vi điều khiển PIC 12F629 có 6 chân xuất nhập với mục đích chung. Tùy thuộc vào
những thiết bị ngoại vi đucợ sử dụng mà một vài hoặc tất cả các chân được sẵn sàng
cho mục đích xuất nhâp.
Cổng I/O là cổng xuất nhập hai chiều với độ rộng 6 bit. Các hướng dữ liệu tương
ứng là thanh ghi TRISIO. Thiết lập TRISIO = 1 sẽ tương ứng chân GPIO là một đầu
vào ( tức là đưa đầu ra tương ứng ở một chế độ trở kháng cao ). Xóa 1 bit TRISIO = 0
sẽ làm chi GPIS tương ứng 1 đầu ra. Trường hợp ngoại lệ GP3 là chỉ có đầu vào và bit
TRISIO của nó sẽ luôn đọc là “1”. Thanh ghi GPIO sẽ đọc trang thái của các chân,
trong khi thanh ghi nó sẽ ghi vào các chốt PORT, nó sẽ ghi tất cả các hoạt động đọc
chính sửa ghi. Vì vậy ghi vào cổng nghĩa là các chân cổng đọc, giá trị này sẽ được đổi
và sau đó ghi vào các PORT dữ liệu, GP3 đọc “0” khi MCLREN = 1.
TRISIO kiểm soát sự chỉ đạo của chân GP, ngay cả khi đnag đucợ sử dụng như
đầu vào. Người sử dụng phải đảm bảo các bit trong thanh ghi TRISIO được giữ, bảo
quản thiết lập khi sử dụng chúng tương tự như đầu vào.
g) Tính năng đặc biệt của CPU PIC 12F629:
- Tối đa hóa độ tin cậy của hệ thống.


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Giảm thiểu chi phí thông qua việc loại bỏ thành phần bên ngoài.
Cung cấp các chế độ hoạt động tiết kiệm năng lượng và cung cấp mã bảo vệ.
Với 3 chức năng trên Chip, hầu hết các ứng dụng không cần thiết lập mạch bên ngoài.
-



Các chế độ sleep cung cấp một dòng điện rất thấp cho các chế độ Power-down. Người
ta có thể đánh thúc chế độ sleep bằng cách thiết lập bên ngoài , đánh thức watchdog
timer và một gián đoạn.
2.3.2/ Module cảm biến tiệm cận hồng ngoại:
Cảm biến hồng ngoại E18-D08NK dùng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới
vật cản với tốc độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng hồng ngoại với tần số đặc
biệt. Có thể chỉnh khoảng cách xác định vật cản theo mong muốn bằng biến trở. Ngõ ra
cảm biến ở dạng cục thu hở nên cần thêm 1 con điện trở treo lên nguồn ở chân tín hiệu
khi sử dụng.

Hình 2. 8: Moudle cảm biến




Thông số kĩ thuật:
- Điện áp hoạt động: 5V
- Dòng tiêu thụ : 200mA
- Khoảng cách phát hiện vật cản : 3cm- 80cm
- Có đèn báo tích hợp sẵn báo khi có vật cản
- Điều chỉnh được khoảng cách phát hiện vật cản bằng biến trở.
Sơ đồ chân:


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Hình 2. 9: Sơ đồ chân


Vị trí biến trở đèn báo:

Hình 2. 10: Vị trí biến trở và đèn báo
2.3.3/ Trainsistor:
 Định nghĩa:
Trainsistor được hình thành từ ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối
tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ PNP ta đucợ Trainsistor thuận, nếu ghép théo thứ tự
NPN ta được Trainsistor ngược. Về phương diện cấu tạo Trainsistor tương đương với
hai Diode đấu ngược chiều nhau. Cấu trúc này được gọi là BJT vì dòng điện chạy trong
cấu trúc này bao gồm cả hai lại điện tích âm và dương. Ba lớp bán dẫn được nối ra
thành ba cực, lớp giữa gọi là cực gốc kí hiệu là (Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

nồng độ tạp chất thấp. Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter)
viết tắt là E, và cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt thành C, vùng bán dẫn E và C
có cùng loại án dẫn ( loại N hoặc P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác
nhau nên không hoán vị cho nhau được.

Hình 2. 11: Trainsistor
Nguyên tắc hoạt động:
Trong chế độ tuyến tính hay còn gọi là chế độ khuyết đại, Trainsistor là phần tử


khuếch đại dòng điện với dòng IC bằng β lần dòng bazo ( dòng điều khiển ).
Trong đó β là hệ số khuếch đại dòng điện : IC = β.IB
2.3.4/ Tụ điện:
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch
điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín
hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động.

Hình 2. 12: Tụ điện
2.3.5/ Rơ-le:


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Rơ-le là một công tắ điều khiển từ xa đơn giản, nó dùng một dòng nhỏ để điều
khiển một dòng lớn vid vậy nó được dùng để bảo vệ công tắc nên cũng được xem là
một thiết bị bảo vệ. Một rơ-le điển hình điều khiển mạch và cả diều khiển nguồn. Kết
cấu gồm có một lõi sắt, một cuộn từ và một tiếp điểm.

Hình 2. 13: Rơ-le 5V
2.3.6/ IC ổn áp 7805:
IC 7805 là một mạch tích hợp bộ điều chỉnh điện áp. Đây là một dòng IC của họ
78xx điều chỉnh điện áp tuyến tính cố định. Nguồn điện áp trong mạch có thể có biến
động và sẽ không cho lượng điện áp ổn định. Các vi mạch điều chỉnh điện áp duy trì
điện áp đầu ra tại một giá trị không đổi. Các xx trong 78xx cho biết lượng điện áp cố
định nó được thiết kế để cung cấp: 7805 cung cấp nguồn +5V.

Hình 2. 14: IC ổn áp 7805


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

CHƯƠNG 3:XÂY DỰNG HỆ THỐNG
3.1/ Thiết kế phần cứng:
Với đồ án thiết kế mạch điện tử với đề tài là “ Mạch tắt mở tự động các thiết bị
điện”, việc thiết kế phần cứng của mạch hệ thống cụ thể chia làm 4 khối cơ bản:
-

Khối nguồn
Khối cảm biến
Khối xử lí
Khối chấp hành.

3.2/ Sơ đồ nguyên lí:

Hình 3. 1: Sơ đồ nguyên lí
3.3/Lưu đồ giải thuật:
Bắt đầu


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Kiểm tra điều kiện Input = 0

Sai

i

Đúng
Đèn bật

Đúng
Kiểm tra điều kiện Input = 0

Sai

Đúng

Đèn tắt

Kết thúc

Hình 3. 2 : Lưu đồ giải thuật
3.4/ Thiết kế mạch in:
- Mạch in vẽ bằng Altium 16 và chế tạo mạch in bằng phương pháp thủ công.


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Hình 3. 3 : Mạch 3D
3.4.2/ Thiết kế mạch in:


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

Hình 3. 4 : Mạch in gắn linh kiện
3.5/ Thiết kế phần mềm:
3.5.1/ Mô tả phần mềm nạp chương trình cho vi điều khiển PIC 12F629:
PIC C compiler là ngôn ngữ lập trình cấp cao cho PIC được viết trên nền C.
chương trình viết trên PIC C tuân thủ theo cấu trúc của ngôn ngữ lập trình C. Trình
biên dịch của PIC C compiler sẽ chuyển chương trình theo chuẩn của C thành dạng
chương trình theo mã Hexa (file.hex) để nạp vào bộ nhớ của PIC. PIC C compiler gồm
có 3 phần riêng biệt là PCB, PCM và PCH. PCB dùng cho họ MCU với bộ lệnh 12 bit,
PCM dùng cho họ MCU với bộ lệnh 14 bit và PCH dùng cho họ MCU với bộ lệnh 16
và 18 bit. Mỗi phần khác nhau trong PIC C compiler chỉ dùng được cho họ MCU
tương ứng mà không cho phép dùng chung (Ví dụ không thể dùng PCM hoặc PCH cho
họ MCU 12 bit được mà chỉ có thể dùng PCB cho MCU 12 bit).
a) Sử dụng PIC C compiler:
Sau khi cài đặt xong PIC C compiler, trên Desktop của window sẽ xuất hiện biểu
tượng của PIC C compiler. Double Click vào biểu tượng của PIC C compiler để chạy
chương trình khi đó cửa sổ chương trình của PIC C compiler sẽ xuất hiện như sau:

Hình 3. 5: Giao diện PIC C Compiler
Trong cửa sổ chương trình cửa PIC C compiler gồm có các cửa sổ
menu: File, Project, Edit, Options, Compile, View, Tools và Help. Chi


Thiết kế mạch điều khiển tắt mở thiết bị điện tự động
GVHD:Ths.Phạm Xuân Minh

tiết

về

các

thực

đơn

như

sau:

- File (tệp): File là của sổ quản lý tệp gồm các lệnh như hình

Hình 3. 6: Giao diện File
- Project (Dự án): Là cửa sổ quản lý dự án (một chương trình ứng dụng). Cửa sổ
Project gồm các lệnh như hình:

Hình 3. 7: Giao diện Project
- Edit: Cửa sổ Edit gồn các thành phần như hình:


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×