ĐỀ TÀI: THIẾT K MẠCH ĐIỀU KHIỂN T î NG SÓNG RF

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƢƠNG TP.HCM

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SỐ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU

KHIỂN TỪ XA 5 KÊNH BẰNG SÓNG RF

GVHD: Th.s Đào Thành Sung

SVTH: Đỗ Tấn Phong

MSSV: 2115060040

Lớp: CCQ1506A

Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 6 Năm 2019

Đồ án kỹ thuật số GVHD:Th.s Đào Thành Sung

SVTH: Đỗ Tấn Phong Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

----------

Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kĩ thuật tiên tiến, thế giới chúng ta

đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kĩ thuật

điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặt điểm nổi bật như sự chính xác

cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết cho hoạt động của con người

đạt hiệu quả cao.

Một trong những ứng dụng quan trọng của ngành điện tử là công nghệ điều

khiển từ xa. Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị từ xa hay là

những thiết bị con người không thể trực tiếp chạm vào để điều khiển tạo thuận lợi.

Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên, em đã chọn đề tài “Mạch điều khiển từ

xa 5 kênh bằng sóng RF” cho môn Đồ án kỹ thuật số.



LỜI CẢM ƠN

----------

Để hoàn thành được đề tài này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Đào

Thành Sung đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá

trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa điện - điện tử

đã tận tình chỉ dạy cho em tạo nền tảng kiến thức vững chắc để hoàn thành đề tài này.

Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi những sai sót kính mong

quý thầy cô góp ý và chỉ dẫn để em có thể hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN

….......................................................................................................................................

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

................................................................................................................................….......

................................................................................................................................….......

................................................................................................................................….......

................................................................................................................................….......

................................................................................................................................….......

................................................................................................................................….......

................................................................................................................................….......

...............................................................................................................................…........

...............................................................................................................................…........

...............................................................................................................................…........

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

….......................................................................................................................................

….......................................................................................................................................

….......................................................................................................................................

TP. HCM, ngày … tháng … năm 2019

GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)



TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Tên đề tài: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 5 KÊNH BẰNG SÓNG RF

Ngày giao đề tài: 11/2/2019; Tuần thứ: 1

Ngày hoàn thành đề tài: 20/5/2019; Tuần thứ: 16

Sinh viên thực hiện:

Họ tên sinh viên: Đỗ Tấn Phong ................................ MSSV: 2115060040

Tuần/ngày Nội dung – công việc thực hiện

Tuần 1,2,3 Đăng kí đồ án, gặp giáo viên hướng dẫn để đề xuất đề tài đồ án,

chờ giáo viên hướng dẫn xét duyệt đề tài đồ án.

Tuần 4,5,6 Tìm hiểu lên ý tưởng và thiết kế sơ đồ nguyên lí

Tuần 7,8,9 Kiểm tra sơ đồ nguyên lý, sửa lỗi, mô phỏng và giải thích sơ đồ

nguyên lý của mạch

Tuần 10,11,12 Thi công mạch, chỉnh sửa lỗi và lắp ráp mạch, kiểm tra mạch thực

tế chạy hay không để có hướng sửa chữa.

Tuần 13,14,15 Tiến hành viết báo cáo và đưa cho giáo viên hướng dẫn xem và

chỉnh sửa.

Tuần 16 Gửi báo cáo cho giáo viên hướng dẫn kiểm tra lần cuối xem xét và

góp ý kiến, sau đó nộp đồ án và báo cáo trước khi bảo vệ.

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ và tên)



LỜI CAM ĐOAN

----------

Đề tài này là do em tự thực hiện dựa vào một số tài liệu và không sao chép từ

tài liệu hay công trình đã có trước đó. Nếu có sao chép em xin hoàn toàn chịu trách

nhiệm.

TP. HCM, ngày … tháng … năm 2019

NGƢỜI VIẾT

ĐỖ TẤN PHONG



MỤC LỤC

----------

LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................ 1

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN .................................................... 4

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC ....................................................... 5

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... 6

MỤC LỤC .............................................................................................................. 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... 9

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................................ 10

1.1 Giới thiệu đề tài ......................................................................................... 10

1.2 Lý do chọn đề tài. .......................................................................................... 10

1.3 Phƣơng tiện nghiên cứu. ............................................................................... 10

1.4 Mục đích và yêu cầu đề tài. .......................................................................... 10

CHƢƠNG II: CƠ S THU ẾT ................................................................... 11

2.1 IC4013 ........................................................................................................... 11

2.2 IC7805 ........................................................................................................... 12

2.3 Diode 1N4007. ............................................................................................. 12

2.4 Transistor C1815 .......................................................................................... 13

2.5 Điện trở. ......................................................................................................... 13

2.6 Relay .............................................................................................................. 14

CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH .......................................... 15

3.1 Sơ đồ khối. ..................................................................................................... 15

3.2 Sơ đồ nguyên lý và chức năng của từng khối............................................... 15

3.2.1 Khối nguồn 15

3.2.2 Khối thu và khối phát sóng RF. 16

3.2.3 Khối xử lý 17

3.2.4 Khối công suất 18

3.3 Nguyên lý hoạt động. .................................................................................... 19

3.4 Thi công. ........................................................................................................ 19

3.4.1 Mạch in. 19



3.4.2 Mạch hoàn chỉnh 20

CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN................................. 21

4.1 Ƣu, nhƣợc điểm của sản phẩm ..................................................................... 21

4.2 Hƣớng phát triển đề tài. ............................................................................... 22

4.3 Kết luận. ........................................................................................................ 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 22



DANH MỤC HÌNH ẢNH

----------

Hình 2.1: Hình ảnh IC4013 .................................................................................... 11

Hình 2.2: Sơ đồ chân IC7805 ................................................................................. 12

Hình 2.3: Diode 1N4007. ...................................................................................... 12

Hình 2.4: Transistor C1815 .................................................................................... 13

Hình 2.5: Điện trở dạng chân cắm .......................................................................... 13

Hình 2.6: Relay ...................................................................................................... 14

Hình 3.1: Sơ đồ khối .............................................................................................. 15

Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguồn. ................................................................................. 15

Hình 3.3: Bộ thu và phát sóng RF .......................................................................... 16

Hình 3.4: Sơ đồ khối xử lý (IC4013) ...................................................................... 17

Hình 3.5: Sơ đồ khối công suất .............................................................................. 18

Hình 3.6: Sơ đồ mạch in ........................................................................................ 20

Hình 3.7: Hình ảnh mạch hoàn chỉnh ..................................................................... 21



CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu đề tài

- Hiện nay công nghệ điều khiển từ xa đang phát triển vượt bậc và trở thành

một trong những nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống của con người hiện nay.

- Để thích nghi với vấn đề này, em đã suy nghĩ tới điều khiển các thiết bị bằng

sóng RF và được khai thác trong đề tài này.

1.2 Lý do chọn đề tài.

- Ngày nay kĩ thuật số là một thành phần không thể thiếu , nó mang lại nhiều

tính ưu việt có thể thay thế một mạch điện phức tạp bằng một vi mạch nhỏ

gọn, nhưng ứng dụng lại đa dạng và linh hoạt hơn, tiết kiệm được năng lượng

hơn tốc độ xử lý nhanh hơn,...Để học tập tốt và hiểu sâu về môn học kĩ thuật

số ngoài những khiến thức trên sách vở cần có những ứng dụng vào thực tế.

Trên cơ sở đó chúng em tìm hiểu và thiết kế sản phẩm là: Mạch điều khiển từ

xa bằng sóng RF.

1.3 Phƣơng tiện nghiên cứu.

- Tài liệu tổng hợp từ một số nguồn khác nhau trên.

- Tìm kiếm thông tin trên internet.

- Các phần mềm hỗ trợ: Protues, Altium.

1.4 Mục đích và yêu cầu đề tài.

- Hệ thống điều khiển được đóng ngắt từ xa 5 thiết bị.

- Hệ thống làm việc ổn định.

- Có khả năng áp dụng mô hình trong thực tế.



CHƢƠNG II: CƠ S THU ẾT

Để thực hiện mạch điều khiển từ xa 5 kênh bằng sóng RF cần sử dụng nhiều loại

linh kiện khác nhau, sau đây là một số linh kiện chính có trong mạch:

2.1 IC4013

- IC 4013 là một loại D Flip-flops được cấu tạo bên trong là 2 flipflop loại

D với hai trạng thái ổn định. Sử dụng đầu vào kích để thay đổi trạng thái

0 và 1.

- Cấu tạo và sơ đồ các chân:

Hình 2.1: Hình ảnh IC4013

- Chức năng của các chân :

Chân nhận dữ liệu D : Đây là một trong hai kết nối tới một logic

low điện áp 0, hoặc điện áp cao, logic 1.

Chân Clock : Là ngõ vào của xung clock

Chân đầu vào SET : đầu vào SET thường được ở mức LOW

Chân đầu vào RESET



2.2 IC7805

Hình 2.2: Sơ đồ chân IC7805

- 7805 là ic ổn áp 5V cho ra điện áp 5VDC.

- 78xx là loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu ra với điều kiện

đầu vào luôn luôn lớn hơn đầu ra 3V.

- Trong đó:

Chân 1: điện áp ngõ vào

Chân 2: nối mass

Chân 3: ngõ ra điện áp

2.3 Diode 1N4007.

Hình 2.3: Diode 1N4007.

Diode 1N4007 là một diode silic chỉnh lưu phổ biến 1A thường được sử

dụng trong các adapter AC cho các thiết bị gia dụng thông

thường. Diode 1N4007 chịu được điện áp tối đa lên đến 1000V. Dòng

điện cực đại qua mỗi diode 1N4007 là 1A, nếu dòng cao hơn sẽ gây

nóng và cháy diode.

1N4007

DIODE



2.4 Transistor C1815

Hình 2.4: Transistor C1815

- Transistor C1815 là transistor thuộc loại transistor NPN.

- C1815 có kiểu chân là T092 có nghĩa là kiểu chân cắm .

- C1815 là dòng transistor ngược NPN .

- Điện áp cực đại : 50v.

- Dòng cực đại : 150mA.

- Hệ số khuếch đại ~ 25-100.

- Khối lượng: 0.21g.

2.5 Điện trở.

Hình 2.5: Điện trở dạng chân cắm

- Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp. Điện

trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử.

- Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu

làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn.

- Trong mạch em sử dụng điện trở dạng chân cắm với các thông số: 220,

4,7k và 10k

C1815



2.6 Relay

- Là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Nó là một công tắc vì

relay có 2 trạng thái ON và OFF. Relay ở trạng thái ON hay OFF phụ

thuộc vào dòng có điện chạy qua relay hay không.

Hình 2.6: Relay

- Cấu tạo chân:

Chân 1, 2: 2 đầu cuộn dây

Chân 3: Chân chung

Chân 4: Tiếp điểm thường đóng

Chân 5: Tiếp điểm thường mở

- Nguyên tắc hoạt động: Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này

sẽ chạy qua cuộn dây bên trong rơ le tạo ra từ trường hút. Từ trường hút

này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp

điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của relay.



CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH

3.1 Sơ đồ khối.

Hình 3.1: Sơ đồ khối

3.2 Sơ đồ nguyên lý và chức năng của từng khối.

3.2.1 Khối nguồn.

- Khối nguồn đóng vai trò rất quan trọng vì nó cung cấp nguồn điện áp

cho toàn mạch hoạt động vì vậy em chọn IC 7805 làm ic ổn áp cung cấp

nguồn điện áp chuẩn 5V cho mạch.

Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguồn.

- Thông số:

Điệp áp vào lớn nhất: 20v.

Điệp áp vào nhỏ nhất: 7v.

Nhiệt độ hoạt động lớn nhất: 85°c.

Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất: -20°c.

KHỐI

CÔNG SUẤT

KHỐI

XỬ LÝ

KHỐI

THU

KHỐI

NGUỒN

KHỐI

PHÁT



Dòng điện đầu ra: 1.5A.

Điện áp ổn định: 5v.

- Một số điểm lưu ý khác: Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó

trong khoảng 4.8-5.2 V. Nên nếu đo được áp là 4.85V thì không vội

kết luận là IC bị hỏng.

- Chức năng: cung cấp nguồn điện áp 5VDC cho toàn mạch hoạt động.

3.2.2 Khối thu và khối phát sóng RF.

Hình 3.3: Bộ thu và phát sóng RF

- Sóng RF hay còn được gọi là tần số vô tuyến là dải tần số nằm trong

khoảng từ 3KHz tới 300GHz tương ứng với tần số của các sóng vô

tuyến và các dòng điện xoay chiều mang tín hiệu vô tuyến.

- Bộ phát sóng RF (remote) giúp phát tín hiệu sóng RF. Bộ thu sóng RF

(module SC2272-M6) thu tín hiệu sóng RF và giải mã tín hiệu.

- Thông số kỹ thuật

Tần số phát: 513Mhz

Điện áp làm việc: 5VDC

Dòng điện: <3mA

Phương pháp điều chế: ASK

Chíp mã hóa: PT2272 M6/PT 2262

Độ nhạy: -105 dBm (50 Omhs)



Truyền khoảng cách: tùy thuộc vào angten và môi trường truyền từ

10-50m

- Chức năng: khi nhấn 1 nút từ remote sẽ phát tín hiệu sóng RF đến

mạch thu RF PT2272 và giải mã tín hiệu đưa đến ngõ vào của khối xử

lý IC4013.

3.2.3 Khối xử lý

Hình 3.4: Sơ đồ khối xử lý (IC4013)

- Khối xử lý tín hiệu sử dụng IC 4013.

- IC 4013 được cấu tạo bên trong là 2 flip flop loại D. Trong mạch IC

4013 đóng vai trò là IC xử lý tín hiệu từ mạch thu sóng RF và đưa ra

các giá trị ngõ ra.



- Chức năng: Các IC4013 sau khi nhận tín hiệu từ mạch thu RF sẽ xử lý

tín hiệu và chốt tín hiệu ngõ ra đưa vào khối relay.

3.2.4 Khối công suất

Hình 3.5: Sơ đồ khối công suất

- Các relay đóng vai trò trung gian giao tiếp giữa khối điều khiển và tải.

- Chức năng: khi relay nhận tín hiệu từ khối xử lý thì tín hiệu sẽ kích

cho transistor dẫn, dòng điện đi từ VCC vào chân số 1 của MOC3020

ra chân số 2 xuống GND. Lúc này diode phát quang bên trong

MOC3020 sẽ phát sáng, kích cho transistor thì MOC3020 sẽ dẫn kích

xung dương cho triac BT137 dẫn, kích cho tải hoạt động.



3.3 Nguyên lý hoạt động.

Khi ta nhấn một nút tương ứng ở remote bên 2262, chân 17 của 2272 có tín

hiệu mạch thu sẽ nhận tín hiệu truyền qua vào chân 14 của 2272 làm cho chân 12 của

2272 lên mức 1, khi nhận được tín hiệu sau khi xử lý và đưa đến ngõ vào của IC 4013

và IC này có nhiệm vụ chốt tín hiệu ngõ ra, ngõ ra sẽ lên mức cao 1, và khi nhận được

tín hiệu xung một lần nữa thì ngõ ra này sẽ xuống mức thấp 0. Các ngõ này được nối

tới mạch điều khiển. Nếu ngõ ra lên mức cao, chân B ( C1815) có dòng kích ở mức

cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp tạo ra nguồn

cung cấp cho khối Opto hoạt động. Ngược lại nếu ở mức thấp, chân B ( C1815) không

có dòng kích làm cho transistor ngưng dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức

cao không có nguồn cung cấp, khối Relay sẽ không họat động.

3.4 Thi công.

3.4.1 Mạch in.



Hình 3.6: Sơ đồ mạch in

3.4.2 Mạch hoàn chỉnh



Hình 3.7: Hình ảnh mạch hoàn chỉnh

CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN

4.1 Ƣu, nhƣợc điểm của sản phẩm

- Ưu điểm:

Dễ dàng sử dụng.

Giá thành rẻ, dễ thi công , dễ sửa chữa , độ an toàn cao.

Độ chính xác cao.

- Nhược điểm:

Khoảng cách điều khiển còn hạn chế.

Bố trí linh kiện chưa được khoa học.



4.2 Hƣớng phát triển đề tài.

- Thiết kế thêm nhiều ngõ ra để điều khiển nhiều thiết bị hơn.

- Có thể áp dụng trong môi trường công nghiệp và văn phòng để điều khiển các thiết bị điện từ xa.

4.3 Kết luận.

Trong quá trình nghiên cứu và xây dựng đề tài em đã vận dụng những kiến thức

chuyên môn. nhằm để hoàn thành yêu cầu đặt ra. Qua đó em được dịp cũng cố lại kiến

thức cơ bản chuyên ngành. Trên cơ sơ đó chúng em có thể đánh giá lại những gì mình

có được sau khi học.

Trong thời gian thực hiện đề tài với sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của giảng

viên hướng dẫn đến nay mạch điều khiển từ xa 5 thiết bị qua sóng rF đã hoàn

thành.Tuy nhiên do thời gian có hạn và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đồ án

còn tồn tại những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến và góp ý của quý

thầy cô trong khoa để sản phẩm của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng chúng em xin

được cảm ơn quý thầy cô giáo đã tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ chúng em hoàn thành

đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

[1]. Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trường Duy, 2013, Kỹ Thuật Số, Xuất bản Đại Học

Quốc Gia, Tp.HCM.

[2]. Lâm Quang Chuyên, 2012, Giáo trình vi điều khiển, Trường Cao đẳng Công

thương Tp. HCM.



Tiếng Anh

[1]. Brander, J., 1985a, Competition Management, Journal of International

Economics, Số 18, trang 83-100.

[2]. Brander, J., 1985b, Benefits of Competition, Journal of International

Economics, Số 18, trang 68-108.

[3]. Jaffe, J. and Westerfield R., 1985, The impact of inflation, Journal of Finance, Số

40, trang 25-34.

[4]. UNDP, 2011, Human Development Report.

ĐỀ TÀI: THIẾT K MẠCH ĐIỀU KHIỂN T î NG SÓNG RF

Documents

Transcript of ĐỀ TÀI: THIẾT K MẠCH ĐIỀU KHIỂN T î NG SÓNG RF