Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Nghiên cứu và chế tạo mạch tự động hóa thiết bị chiếu sáng và điều khiển từ xa m...

Tài liệu Nghiên cứu và chế tạo mạch tự động hóa thiết bị chiếu sáng và điều khiển từ xa một số thiết bị điện trong nhà

.PDF
74
177
67

Mô tả:

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn LỜI NÓI ĐẦU Khoa học công nghệ ngày một phát triển mạnh mẽ và không ngừng chinh phục những tầm cao mới. Những tiện ích mà nó mang lại cho con người là vô cùng thiết thực. Trong đó, hệ vi xử lý điều khiển toàn bộ hoạt động của dây chuyền sản xuất. Những sản phẩm công nghệ cao ngày càng xuất hiện nhiều hơn bên cạnh con người trong cuộc sống. Nhà thông minh là một khái niệm tuy đã xuất hiện ở Việt Nam khá lâu, song nó chỉ thực sự phát triển rầm rộ trong thời gian gần đây. Trong đó, công nghệ điều khiển từ xa không dây và tự động hóa đóng vai trò quan trọng. Chính vì lý do này, tôi đã chọn đề tài tốt nghiệp cho mình là: “Nghiên cứu và chế tạo mạch tự động hóa thiết bị chiếu sáng và điều khiển từ xa một số thiết bị điện trong nhà.” Trong quá trình hoàn thành đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy Nhữ Khải Hoàn và các Thầy Cô trong bộ môn. Do khả năng có hạn nên trong quá trình thực hiện sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong quý Thầy Cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Nguyễn Diệp Lê Nguyên SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Tên đề tài: Nghiên cứu và chế tạo mạch tự động hóa thiết bị chiếu sáng và điều khiển từ xa một số thiết bị điện trong nhà. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Diệp Lê Nguyên Mã số sinh viên: 4913024035 Khóa 49, chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……… ĐIỂM: ……………. (Bằng chữ: ……………..) Nha Trang, ngày…..tháng……năm 2011 Giáo viên hướng dẫn SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Th.s Nhữ Khải Hoàn Nhận xét của giáo viên phản biện 1 Tên đề tài: Nghiên cứu và chế tạo mạch tự động hóa thiết bị chiếu sáng và điều khiển từ xa một số thiết bị điện trong nhà. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Diệp Lê Nguyên Mã số sinh viên: 4913024035 Khóa 49, chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử Nhận xét của giáo viên phản biện 1: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……… ĐIỂM: ……………. (Bằng chữ: ……………..) Nha Trang, ngày…..tháng……năm 2011 SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Giáo viên phản biện 1 Nhận xét của giáo viên phản biện 2 Tên đề tài: Nghiên cứu và chế tạo mạch tự động hóa thiết bị chiếu sáng và điều khiển từ xa một số thiết bị điện trong nhà. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Diệp Lê Nguyên Mã số sinh viên: 4913024035 Khóa 49, chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử Nhận xét của giáo viên phản biện 2: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……… ĐIỂM: ……………. (Bằng chữ: ……………..) Nha Trang, ngày…..tháng……năm 2011 Giáo viên phản biện 2 SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn CHƯƠNG I 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Lý do chọn đề tài Công nghệ điện tử đã dần dần có mặt ở khắp nơi trong đời sống hằng ngày của con người, nó giúp cho cuộc sống của chúng ta ngày càng trở nên tiện nghi và thuận lợi hơn. Những thiết bị được tự động hóa hoặc có thể điều khiển từ xa đem lại nhiều thuận tiện, tiết kiệm được nhiều công sức, thời gian, chi phí… Thiết bị chiếu sáng được sử dụng rất nhiều và tiêu hao một lượng rất lớn năng lượng, vậy sử dụng như thế nào để có thể tiết kiệm tối đa năng lượng và đem lại tiện ích tốt nhất cho con người. Việc thiết kế một mạch điện để tự động điều khiển thiết bị chiếu sáng theo điều kiện cụ thể để có thể tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra, việc điều khiển thiết bị không dây từ xa có thể tiết kiệm được công sức, thời gian và chi phí thay vì phải đến tận nơi mới có thể bật tắt được thiết bị. Điều khiển từ xa không dây mang lại rất nhiều ứng dụng thực tế có ích, tiện lợi. Chính vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu và chế tạo mạch tự động hóa thiết bị chiếu sáng và điều khiển từ xa một số thiết bị điện trong nhà.” 1.2 Kết quả cần đạt Đối với mạch điện tự động điều khiển đèn chiếu sáng cần được thiết kế nhỏ gọn, thực hiện đúng chức năng một cách ổn định, phù hợp với hầu hết các loại đèn chiếu sáng hiện có trên thị trường. Đối với mạch điện điều khiển từ xa được thiết kế thành các module tiện lợi: module remote phát, module thu tích hợp trên thiết bị, module thu giao tiếp máy tính, module thu điều khiển nhiều thiết bị. Riêng module remote phát được thiết kế với khả năng mở rộng cao:  Có thể nâng số lượng thiết bị được điều khiển lên nhiều lần  Tích hợp để mở rộng điều khiển được nhiều loại chương trình và thiết bị khác 1.3 Nội dung thực hiện Để thực hiện được đồ án này cần phải thực hiện một số nội dung sau:  Tổng quan về vấn đề nghiên cứu: o Tìm hiểu về nguyên lý truyền tin không dây và các cảm biến hồng ngoại, ánh sáng.. SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 6 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn o Tìm hiểu về hệ vi điều khiển và các linh kiện sử dụng trong đồ án.  Thiết kế sơ đồ khối chức năng tổng quát  Mô phỏng và hiệu chỉnh các thông số để mạch đạt được độ chinh xác và ổn định  Thi công mạch thật, chạy thử và hiệu chỉnh sản phẩm: o Thi công đồ án, chạy thử và hiệu chỉnh các thông số để mạch đạt được độ ổn định tốt nhất.  Kết luận và hướng phát triển của đề tài: o Thiết kế và lập trình điều khiển các module, đặc biệt là remote phát với khả năng mở rộng cao. o Mở rộng ứng dụng cho mạch tự động điều khiển. 1.4 Phương pháp tiếp cận nghiên cứu Sử dụng kết hợp cả 3 phương pháp: lý thuyết, mô phỏng và thực nghiệm. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, mạch điện và kinh nghiệm về các vấn đề liên quan đến đồ án. Tính toán và thiết kế sơ bộ từ đó thử nghiệm thực tế để xác định vấn đề cần giải quyết. Thảo luận với giáo viên hướng dẫn và những Thầy Cô có chuyên môn về vấn đề nghiên cứu trong đồ án để định hướng và có phương pháp thực hiện phù hợp. Tham khảo các nguồn tài liệu từ các đồ án của khóa trước, diễn đàn điện tử, sách báo liên quan đến đồ án. 1.5 Giải quyết vấn đề Sau một thời gian tìm hiểu nghiên cứu, với đồ án này công việc chính của tôi là:  Đối với mạch tự động điều khiển thiết bị chiếu sáng: thiết kế mạch vi điều khiển để tiếp nhận thông tin từ các cảm biến, xử lý thông tin nhận được và xuất lệnh điều khiển ra thiết bị theo đúng yêu cầu chức năng.  Đối với mạch điều khiển từ xa: tổ chức bộ xử lý trung tâm của các module, định nghĩa dữ liệu truyền, xây dựng giao diện giao tiếp với máy tính để thực hiện đúng chức năng với khả năng mở rộng cao. SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn CHƯƠNG II 2.1 TÌM HIỂU VỀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG Tự động hóa 2.1.1 Cảm biến chuyển động PIR Hình [2.1] là đầu dò hồng ngoại Trên đây là đầu dò PIR, loại bên trong gắn 2 cảm biến tia nhiệt, nó có 3 chân ra, một chân nối mass, một chân nối với nguồn volt DC, mức áp làm việc có thể từ 3 đến 15V. Góc dò lớn. Để tăng độ nhậy cho đầu dò, dùng kính Fresnel. Nguyên lý hoạt động: Hình 2.1: Cảm biến chuyển động Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của cảm biến PIR Các nguồn nhiệt (với người và con vật là nguồn thân nhiệt) đều phát ra tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kích lọc lấy tia hồng ngoại, nó được cho tiêu tụ trên 2 cảm biến hồng ngoại gắn trong đầu dò, và tạo ra điện áp được khuếch đại với transistor FET. Khi có một vật nóng đi ngang qua, từ 2 cảm biến này sẽ cho xuất hiện 2 tín hiệu và tín hiệu này sẽ được khuếch đại để có biên độ đủ cao và đưa vào mạch so áp để tác động vào một thiết bị điều khiển. SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Mạch: Hình 2.3: Sơ đồ mạch của cảm biến PIR Phân tích sơ đồ mạch điện: Sơ đồ cho thấy, bộ đầu dò PIR có 3 chân theo thứ tự từ trái qua phải, chân 3 cho nối masse, chân 1 nối vào đường nguồn và chân 2 cho xuất ra tín hiệu, nguyên do phải phân cực cho đầu PIR là vì bên trong nó có dùng transistor FET. R2 (100K) là điện trở lấy tín hiệu. Tín hiệu này cho qua 2 tầng khuếch đại với IC1A và IC2B. Ở đây, người ta dùng mạch hồi tiếp nghịch với R4 (1M), R3 (10K) và tụ C2 (10uF) để định độ lợi cho tầng khuếch đại này (do 1M/10K = 100, nên độ lợi tầng này lấy khoảng 100), tụ C3 (0.1uF) có tác dụng ép dãy tần hẹp lại, chỉ cho làm việc ở vùng tần thấp bỏ vùng tần cao (vì tác nhân nhiệt có quán tính lớn, thường thay đổi rất chậm), tín hiệu lấy ra trên chân 1 cho qua điện trở giảm biên R5 (10K) và tụ liên lạc C4 (10uF) vào tầng khuếch đại sau trên chân số 6. Mạch dùng điện trở R6 (1M), diode D1, D2 và điện trở R7 (1M) tạo thành cầu chia áp, nó lấy áp phân cực cho chân 5 của tầng khuếch đại và tạo điện áp mẫu (Vref) cấp cho chân 9 (ngả vào đảo) và chân 12 (ngả vào không đảo) của 2 tầng so áp IC1C và IC1D. Điện trở R8 (1M) và tụ C5 (0.1uF) tạo tác SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn dụng hồi tiếp nghịch, ổn định cho tầng khuếch đại IC1B. Tín hiệu cảm biến sau khi được khuếch đại cho ra trên chân 7, rồi cùng lúc đưa vào 2 tầng so áp trên chân 10 và chân 13. Đây là 2 tầng so áp có chu trình hồi sai, dùng tạo ra xung kích thích có độ dốc tốt, kích vào tầng đa hài đơn ổn trong ic CD4538, diode D3 và diode D4 có công dụng cách ly tránh ảnh hưởng qua lại của 2 đường ra trên chân 8 và chân 14. CD 4538 là ic logic có 2 tầng đơn ổn, nó định thời gian quá độ (thời gian trễ) theo thời hằng của điện trở R10 (1M) và tụ C6 (1uF) trên chân số 2. Xung làm chuyển trạng thái đưa vào trên chân 4, khi chuyển mạch mức áp cao cho xuất hiện trên chân số 6, nó sẽ kích dẫn transistor thúc Q1, và Q1 cấp dòng cho relay để đóng các tiếp điểm lá kim. Do dùng mạch đơn ổn, định thời theo thời hằng của R10 và tụ C6, nên chỉ sau một thời gian qui định, mạch sẽ tự trở lại trạng thái ổn định, Q1 sẽ tắt và relay sẽ bị cắt dòng và nhã tiếp điểm lá kim ra. Mạch có thể làm việc với mức nguồn nuôi từ 5 đến 12V. Tóm lại, khi có người đi ngang qua bộ đầu dò, nguồn thân nhiệt của người hay con vật sẽ tác kích vào đầu dò PIR, thì relay sẽ được cấp dòng để đóng các tiếp điểm lá kim. Hiện tại trên thị trường đã tích hợp phần mạch điển trên với cảm biến PIR với kích thước nhỏ gọn (vì sử dụng linh kiện dán) và cho kết quả đầu ra là mức 1 khi có đối tượng đi vào vùng quét của nó, và có thể chỉnh được thời gian tồn tại mức 1 đó trong khoảng từ 4 giây đến 18 phút. Nên ở đây, tôi sử dụng luôn sản phẩm này, điểm quan trọng là mình nhận tín hiệu mức 1 đó rồi thực hiện xử lý sao cho có kết quả như ý muốn. Hình ảnh mạch đã tích hợp: Hình 2.4: Hình ảnh thực của cảm biến PIR. Mặt trước và mặt sau SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn 2.1.2 Cảm biến ánh sáng bằng quang trở LDR Hình ảnh [2.5] là các quang trở LDR. Nguyên lý hoạt động: Quang trở là một miếng bán dẫn ở điều kiện bình thường thì không dẫn điện do các điện tử được liên kết với hạt nhân nên không di chuyển được. Khi chiếu ánh sáng vào, điện Hình 2.5 Quang trở LDR tử nhận được năng lượng nên sẽ thoát khỏi sức hút hạt nhân trở thành điện tử tự do nên quang trở có khả năng dẫn điện. Khả năng dẫn điện của LDR phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó, khi ánh sáng chiếu vào càng mạnh thì điện trở của nó càng giảm và ngược lại, khi ánh sáng chiếu vào càng yếu thì điện trở càng tăng và khi trời tối thì điện trở gần như là vô cùng (hàng M  ). 2.1.3 Vi điều khiển 89C2051 Đây là họ vi điều khiển MCS51 với thiết kế chỉ có 20 chân cho những ứng dụng đơn giản. IC 89C2051 chỉ có 2 port P1 và P3, hai port này mang đầy đủ tính chất của hai port P1 và P3 ở IC 89C52. Thạch anh để dao động cũng sử dụng 2 tần số giống như ta sử dụng cho IC 89C52 là 12MHz cho ứng dụng bình thường và 11,0592MHz cho việc truyền thông với máy tính. Về cấu trúc thì P1.0; P1.1và P1.2 cần có điện trở treo ở bên ngoài. Bộ nhớ ROM nội của VĐK này chỉ có 2KB. Về ngôn ngữ lập trình cũng giống hoàn toàn khi ta lập trình cho 89C52. IC lập trình 89C52 sẽ được giới thiệu kỹ trong Hình 2.6: Hình ảnh của IC lập trình 89c2051 mục 2.2.8 SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 6 Đồ án tốt nghiệp 3.2 GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Điều khiển từ xa Trong khuôn khổ đề tài này mục tiêu chính của tôi là truyền được dữ liệu số (gồm các bit 0; 1) không cần dây dẫn. Nếu cứ để tín hiệu ở dạng các bit 0;1 mà truyền ra không gian sẽ nhanh chóng bị tiêu hao nên để truyền tín hiệu số không dây với khoảng cách xa, ta thực hiện điều chế ở đầu phát và giải điều chế ở đầu thu, tức là quá trình biến đổi dãy tín hiệu số liệu thành dạng sóng tín hiệu tương tự có dải tần tùy chọn theo mục đích sử dụng ở đầu phát và ngược lại, biến đổi tín hiệu tương tự thu được thành tín hiệu số ở đầu thu. Ở đây tôi chọn dải tần là 315MHz. Thiết bị thực hiện chức năng này là bộ điều chế (gồm bộ xử lý trung tâm đưa dữ liệu số ra, bộ điều chế và phát sóng RF) và bộ giải điều VCC chế (bộ thu sóng RF, giải điều chế và L2 bộ xử lý tín hiệu thu được). 2.2.1 Bộ phát RF Sơ đồ nguyên lý và hình ảnh bộ ANTENNA phát RF (Radio Frenquency): R6 R Y1 L1 315m C2 Bộ phát RF trên thị trường đã Q1 được chế tạo sẵn thành dạng module C1 7p với việc sử dụng linh kiện dán nên đạt VCC R7 được kích thước rất nhỏ, phù hợp cho việc tích hợp vào những mạch chức năng lớn để hoạt động đạt hiệu quả data 3p Q2 R data 1 2 3 Hình 2.7a CON3 cao. Hình 2.7a: Sơ đồ nguyên lý. Hình 2.7b: Hình ảnh thực tế của mạch phát RF Hình 2.7b SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Chú thích linh kiện:  L2 là cuộn RFC, nhiệm vụ lọc nguồn.  R6 định thiên cho Q1 và phân áp cho thạch anh, R7 định thiên cho Q2.  C1 là tụ pi (tụ lọc), C2 là tụ nối tầng. Giải thích nguyên lý làm việc: Khi được R6 phân áp, theo tính chất áp điện, thạch anh Y1 sẽ sinh ra dao động. Data số được đưa vào module điều chế qua đầu kết nối J1, Q2 hoạt động như một khóa đóng cắt cho mạch dao động dùng thạch anh (Q1) hoạt động. Nếu đưa mức 1 vào thì Q1 dẫn và tại antenna có dao động, ngược lại nếu là mức 0 thì Q1 ngắt, tại antenna không có dao dộng. Đây là phương pháp điều chế ASK. Tính toán các thông số kỹ thuật: Đối với tín hiệu xoay chiều (tần số cao) tụ C1 sẽ nối thông tín hiệu, vậy lúc này trở kháng ra của mạch chỉ có L1 ZL1 = 2  * f * L với f = 315MHz, và Z0 = ZL1 Tính L1: Chọn trở kháng L1 vào khoảng 100-150  để phối hợp với antenna, theo công thức trên L = 40-50nH, áp dụng công thức tính toán theo mục [5] phần tài liệu tham khảo ta có D = 5mm, d = 0.3mm, N = 4. Nếu càng tăng điện kháng dòng điện sẽ càng giảm. Trong đó, D là đường kính cuộn dây, d: khoảng cách giữa các vòng, N: số vòng dây. Tính C2: C2 = 1 (F ) 2 *  * f ( Hz ) * (Z 0  Z antenna )() Trong đó, Z0 = ZL1  100  , Zantenna  75 , C2  3 p Tính L2: là cuộn lọc cao tần cho nguồn, áp dụng mục [5] phần Tài liệu tham khảo ta có công thức tính toán điện cảm lọc cần thiết: SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn k sb  1 LC = m dm *  ksb: hệ số san bằng (ksb > 1, càng lớn càng R tốt) mdm = 1 (m: số pha);  : tần số góc của tín hiệu cần lọc. Điều kiện lọc tốt: XL >> R (điện trở của cuộn dây). Thiết kế LC = 300nH thỏa mãn yêu cầu lọc, áp dụng công thức tính toán như với L1 ta có D = 5mm, d = 0,5mm, N = 8. Tính C1: Chọn C1 có giá trị nhỏ (vào khoảng 1p5), do là tụ pi Tính R7: Vì Q2 hoạt động như một công tắc, nên ta sẽ chọn chế độ làm việc bão hòa cho Q2, R7 được tính từ các công thức sau: Ib = I Csat  Với ICsat là dòng bão hòa R7 = Vin  VBE I b* Ta chọn Ib* = 2Ib Tóm lại, ở đây tôi chỉ ứng dụng RF để xây dựng giải thuật điều khiển và thiết kế các module điều khiển nên chỉ trình bày sơ lược về cách tính toán và phân tích mạch thu và phát RF 2.2.2 Bộ thu RF Sơ đồ nguyên lý và hình ảnh: R19 Anten C19 R10 C10 R8 C18 L3 C15 C16 C13 C11 C12 Q3 L1 1 2 - R18 6 + R21 R16 Q4 1 5 - R17 L2 R14 C21 R20 Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý của mạch thu RF SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 1 2 3 4 CON4 4 R15 U10A R16 4 C17 R22 586 3 + C14 U9A 8 R15 8 1 R9 R 9 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Hình 2.9: Hình ảnh thực tế của mạch thu RF Với mật độ tích hợp linh kiện cao, bộ thu được thiết kế hết sức nhỏ gon, tiện lợi cho việc sử dụng. Giải thích mạch lọc điều biên: Bộ thu RF được chia thành 4 mạch thực hiện 4 chức năng:  Mạch vào: khung cộng hưởng L1C17 là 1 mạng 4 cực, khi thiết kế ta phải đảm bảo phối hợp trở kháng với tầng sau và antenna thu. Chọn C17 nhỏ quá thì Z lại lớn và ngược lại, nghĩa là C17 phụ thuộc vào Z.  Mạch khuếch đại RF: đây là mạch khuếch đại có hồi tiếp âm điện áp (nhằm ổn định), R10 vừa làm nhiệm vụ định thiên cho Q3 vừa làm nhiệm vụ hồi tiếp âm về cực B, R8 và R9 là tải của bộ khuếch đại, R8 điều chỉnh lượng hồi tiếp âm, Q3 được định làm việc ở chế độ B để nâng cao hiệu suất.  Mạch tách sóng: đây là mạch khuếch đại cách mắc CC; C12 ghép tín hiệu vào, C14 hồi tiếp âm, R15 làm nhiệm vụ định thiên kiểu phân áp cho Q4. (L3, C15) và C18 làm nhiệm vụ hồi tiếp âm, R19 là điện trở lấy điện áp hồi tiếp. Trong đó, f0 là tần số cộng hưởng của khung cộng hưởng (L3, C15). Khung cộng hưởng này có tính chọn lọc tần số thu, nếu L3 thay đổi được thì ta sẽ chọn được đúng tần số mong muốn.  Mạch chuẩn lại xung: với tần số trung tâm mã hóa 1KHz. R18, C13, R17, C21 hợp thành mạch lọc cầu viên, khi qua tầng khuếch SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn đại thuật toán tín hiệu được khuếch đại lớn lên nhiều lần. Tụ C586 là tụ ghép tầng và chặn thành phần DC. Bộ khuếch đại thuật toán dùng nguồn đơn, làm việc tốt nhất khi các đầu vào đảo và không đảo được định thiên điện áp = ½ Vcc trên cho đầu đảo. Vì trở kháng vào của opamp lớn nên R22 và R16 được chọn giá trị tương đối lớn (vào khoảng 22Kohm). 2.2.3 IC mã hóa phát PT2262 Đây là IC thực hiện việc chuyển đổi dữ liệu vào song song thành dữ liệu để truyền nối tiếp và thực hiện điều chế đoạn tín hiệu đó để đưa ra phát sóng RF. IC này có 2 loại: là loại 18 chân và loại 20 chân, tất cả đều có 6 bit dữ liệu vào và 12 bit định địa chỉ với 3 trạng thái. Nên số lượng địa chỉ có thể lên đến 312. Tuy nhiên, để phù hợp với IC thu pt2272 nên ở đây tôi chọn truyền 4 bit dữ liệu và 8 bit định địa chỉ. PT2262 nhận dữ liệu song song 4 bit ở 4 chân ngõ vào và chuyển thành dữ liệu nối tiếp đưa ra chân Dout ngõ ra để đưa vào mạch phát RF. Hình 2.10: Hình ảnh thực tế của cặp IC mã hóa và giải mã RF pt2262 và pt2272 Tín hiệu encoder được đưa ra ở chân 17 của PT2262, chân này thường ở mức 1 khi tín hiệu nghỉ và mức 0 khi tín hiệu hoạt động. Tín hiệu đưa ra gồm : sóng mang dao động < 700KHz + địa chỉ mã hóa + dữ liệu> Tần số sóng mang dao động được quyết định bởi R chân 15 và 16 và được tính bằng : f = R/12 . Ví dụ : mắc điện trở 470k vào chân 15 và 16 đầu ra chân 17 sẽ có 470k/12 = khoảng 39Khz. SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 11 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn 2.2.4 IC giải mã thu PT2272 Có rất nhiều chủng loại (ví dụ hình bên) Theo hình ta thấy từ loại không có chân dữ liệu cho đến loại có 6 chân dữ liệu, bên cạnh đó còn có loại dữ liệu ra được chốt lại hay chỉ tồn tại trong giây lát. Tất cả đều được thể hiện trong tên của IC. Ví dụ: PT2272 M4 là loại có 4 bit dữ liệu và dữ liệu ra chỉ tồn tại trong giây lát. Hoặc PT2272 L6 là loại có 6 bit dữ liệu và dữ liệu ra được chốt lại cho đến khi nhận được dữ liệu mới. Do đặc điểm ở thị Hình 2.11: Các loại IC giải mã RF pt2272 trường hiện nay có rất nhiều loại PT2272 L4, còn lại những loại kia đều rất hiếm (nếu không muốn nói là không có) nên ta phải lựa chọn IC phát PT2262 và tổ chức cho phù hợp. 2.2.5 Màn hình hiển thị LCD Giới thiệu LCD: Chọn LCD 16 cột 2 hàng. Có 2 chế độ làm việc với LCD  Chế độ 8 bit giao tiếp song song.  Chế độ 4 bit: ta thường làm cách này để tiết kiệm chân cho VĐK. Nhược điểm là tốc độ chậm hơn so với chế độ 8 bit  LCD có 3 chân điều khiển: o EN: khởi tạo quá trình truyền dữ liệu từ VĐK đến LCD = 1 cho phép, sau đó kiểm tra trạng thái chân RS và RW = 0 cấm SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 12 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn o RS: quy định dữ liệu / lệnh được truyền tới LCD = 1 dữ liệu (ký tự) đang được viết lên LCD = 0 lệnh đang được viết lên LCD o RW: quy định hướng truyền dữ liệu giữa LCD và VĐK = 1 VĐK đọc dữ liệu từ LCD = 0 VĐK viết dữ liệu lên LCD Việc đọc / viết kí tự lên LCD tốn khoảng 40us đến 120us, trong khoảng thời gian này, tất cả các can thiệp khác lên LCD để đọc hay viết đều vô tác dụng. Vì vậy cần có chương trình delay để LCD thực hiện xong công việc của mình. Tập lệnh của LCD: Tập lệnh Chức năng Tập lệnh Chức năng 01h Xóa màn hình hiển thị 0Eh Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ 02h Trở về đầu dòng 0Fh Tắt hiển thị, nhấp nháy con trỏ 04h Dịch con trỏ sang trái 10h Dịch vị trí con trỏ sang trái 06h Dịch con trỏ sang phải 14h Dịch vị trí con trỏ sang phải 05h Dịch hiển thị sang phải 18h Dịch toàn bộ hiển thị sang trái 07h Dịch hiển thị sang trái 1Ch Dịch toàn bộ hiển thị sang phải 08h Tắt con trỏ, tắt hiển thị 80h Đưa con trỏ về đầu dòng 1 0Ah Tắt hiển thị, bật con trỏ C0h Đưa con trỏ về đầu dòng 2 0Ch Bật hiển thị, tắt con trỏ 38h Xác lập chế độ 2 dòng và độ phân giải chữ 5x7 Bảng 2.1: Tập lệnh cơ bản điều khiển LCD Dữ liệu viết lên LCD là dạng kí tự của bảng mã ASCII. SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 13 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn 2.2.6 IC truyền thông máy tính max232 a/. Chuẩn truyền thông RS-232 Ghép nối của chuẩn RS-232 Cổng COM ghép nối với đầu nối DB9: D9 Tín hiệu Mô tả Hướng truyền 3 TxD DTE  DCE Dữ liệu truyền 2 RxD DCE  DTE Dữ liệu nhận 7 RTS DTE  DCE DTE yêu cầu truyền data 8 CTS DCE  DTE DCE sẵn sàng nhận data 6 DSR DCE  DTE DCE sẵn sàng làm việc 5 GND - Ground: nối đất (0V) 1 DCD DCE  DTE DCE phát hiện sóng mang 4 DTR DTE  DCE DTE sẵn sàng làm việc 9 RI DCE  DTE Báo chuông Bảng 2.2: Sơ đồ chân cổng COM theo chuẩn DB9 b/. Truyền thông giữa 2 máy tính Ghép nối bằng cáp link COM Hình 2.12 Cách nối dây cáp cổng Com 2 đầu SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 14 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Nhữ Khải Hoàn Khi thực hiện kết nối link COM phải bảo đảm tốc độ ở đầu phát và thu giống nhau. Khi có dữ liệu đến DTE, dữ liệu này sẽ được đưa vào bộ đệm và tạo ngắt. Có thể kết nối giữa hai DTE, ta dùng sơ đồ kết nối tín hiệu bắt tay: Hình 2.13 Sơ đồ đấu dây giữa 2 DTE c/. Truyền thông PC – thiết bị ngoại vi qua cổng Com Các cổng nối tiếp trong máy tính được đánh số là Com1, Com2, Com3, Com4 với các địa chỉ như sau: Tên Địa chỉ Ngắt Vị trí địa chỉ chứa COM1 3F8H 4 0000H-0400H COM2 2F6H 3 0000H-0402H COM3 3E8H 4 0000H-0404H COM4 2E8H 3 0000H-0406H Bảng 2.3: Địa chỉ ngắt cổng truyền thông nối tiếp Vì tín hiệu cổng Com thường ở mức +12V, -12V nên không tương thích với điện áp TTL nên để giao tiếp với họ vi điều khiển MCS51 với máy tính qua cổng Com ta phải thông qua một vi mạch biến đổi điện áp cho phù hợp với mức TTL, ở đây ta chọn vi mạch Max 232 để thực hiện việc tương thích điện áp. Ở trạng thái tĩnh trên đường dẫn có điện áp -12V, một bít khởi động (Startbit) sẽ mở đầu cho việc truyền dữ liệu. Tiếp đến là các bít dữ liệu riêng lẻ, SVTH: Nguyễn Diệp Lê Nguyên 15
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng