CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI. Mục tiêu của đề tài. THIẾT KẾ MẠCH.Thiết kế sơ đồ khối.Thiết kế chi tiết từng khối.Bộ tạo xung.Khối So Sánh…………………………………………………………………………… …………….Khối Cài Đặt Hiển Thị.Khối Hiển Thị…………………………………………………………………………………… …….Lựa chọn linh kiện.Linh kiện cho bộ nguồn.Linh kiện cho bộ tạo xung.Linh kiện của bộ giải mã hiển thị.Linh kiện của bộ hiển thị.
SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH.Nguyên lý hoạt động của mạch.Mô phỏng mạch trên proteus.Vẽ PCB Layout trên proteus.Mạch in trên proteus.Kết quả hoàn thiện.48 4 DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ MẠCH Hình 2. 3:Cấu tạo bên trong IC 555. 4: Nguyên lý hoạt động. 5: Điều chế độ rộng xung của IC 555.
8: Đặc tính và thông số kỹ thuật ic 74LS192. 10 : Sơ đồ chân IC 74HC08……………………………………………………………………21 Hình 2. 11 : Hình công tắc BIT ( switch )……………………………………………………………22 Hình 2. 13 : Sơ đồ chân ic 7447 ………………………………………………………………………24 Hình 2.
14 : hình led 7 thanh……………………………………………………………………………27 Hình 2. 15 : sơ đồ chân led 7 thanh…………………………………………………………………28 CHƯƠNG 3:SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH Hình 3. 1: Sơ đồ nguyên lý của mạch đèn giao thông sử dụng IC số. 2: Sơ đồ nguyên lý của mạch đèn giao thông sử dụng IC số vẽ trên phần mềm proteus.
3:Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. 4: Mạch mô phỏng trên proteus. 5: PCB layout trên proteus. 6: Mô phỏng mạch in trên proteus mặt trước.
7: Mô phỏng mạch in trên proteus mặt sau. 8: Kết quả sau khi in măth trước. 9: Kết quả sau khi in mặt sau.36 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2. 1:Các linh kiện có trong mạch.
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1. Chọn đề tài Nhóm đã tìm hiểu nhiều nguồn trên internet và các khóa đi trước thấy rằng đề tài này đã có nhiều nhóm thực hiện, qua đó nhóm đã đúc kết được một số kiến thức cũng như rút được nhiều kinh nghiệm như Cách thiết kế mạch Có thể sử dụng các IC số hoặc vi điều khiển. Các cách thì có ưu nhược điểm riêng. Nếu sử dụng IC số thì không cần đòi hỏi các kiến thức về lập trình.
Nhưng mạch cồng kền, nhiều linh kiện, mạch layout phức tạp, hệ thống khó phát triển, nâng cấp Nếu sử dụng vi điều khiển thì mạch nhỏ gọn ít IC, layout đơn giản, hệ thống dễ nâng cấp phát triển,. Nhưng đòi hỏi người thực hiện phải nắm các kiến thức về lập trình cho vi điều khiển. Vì đồ án môn học 1 yêu cầu người thực hiện chủ yếu nắm những kiến thức về các linh kiện điện tử, IC số các kĩ năng cơ bản về thi công, thiết kế mạch,. và không đòi hỏi đề tài phức tạp nên nhóm thực hiện đề tài này chỉ sử dụng các IC số.
Mục tiêu của đề tài - Làm quen các linh kiện điện tử cơ bản - Biết thiết kế và chạy mô phỏng trên proteus - Tính toán được các thông số cơ bản của các linh kiện điện tử trong mạch - In được mạch - Hàn các linh kiện để mạch có thể hoạt động được 10 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MẠCH 1. Thiết kế sơ đồ khối Bộ Nguồ n Khối Khối Khối Khối Khối Khối cài đặt tạo so giải hiển đếm điều xung sánh chỉnh mã thị Mạch có 8 khối: - Bộ nguồn - Khối tạo xung - Khối đếm - Khối so sánh - Khối cài đặt điều chỉnh - Khối giải mã - Khối hiển thị 2. Thiết kế chi tiết từng khối 2.
Bộ nguồn 11 Bộ nguồn cung cấp điện áp cho toàn bộ mạch, ở đây ta dùng nguồn AC 220V qua biến áp và cầu diot biến đổi thành điện áp 1 chiều khoảng 9V cung cấp cho toàn mạch.1 Bộ nguồn bao gồm: Biến áp 220→9V Hình 1.1: Biến áp Diot cầu 3A 12 - Điện áp tối đa: 700V - Dòng điện định mức: 3A - Nhiệt độ hoạt động: -55 ~ 150 độ C Hình 1.2: Diot cầu 3 ampe Diode cầu chỉ là một cách gọi khác khi bạn thực hiện lắp đặt đồng thời 4 chiếc Diode được mắc nối với nhau. Thông thường chúng được dùng với mục đích chuyển đổi điện xoay chiều thành điện 1 chiều ở 2 chu kỳ bán kỳ Cầu diode là một giải pháp mạch được thiết kế để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. Một tên khác là một bộ chỉnh lưu nửa sóng. Nó được xây dựng từ các điốt chỉnh lưu bán dẫn hoặc sự đa dạng của chúng - điốt Schottky.
Mạch cầu giả định sự hiện diện của một số (cho một mạch bán dẫn một pha - bốn) mà tải được kết nối. Nó có thể bao gồm các yếu tố riêng biệt được hàn trên bảng, nhưng trong thế kỷ 21, các điốt được kết nối thường xuyên hơn trong một nhà ở riêng biệt. Bề ngoài, nó trông giống như bất kỳ thành phần điện tử nào khác - chân để kết nối với các rãnh của bảng mạch in được loại bỏ khỏi trường hợp có kích thước nhất định. IC 7812 13 7812 hay LM7812 là IC điều chỉnh điện áp dương gói TO-220 thuộc dòng LM78xx được sản xuất bởi nhiều hãng linh kiện điện tử khác nhau.
IC cung cấp điện áp đầu ra cố định 12V bất kể điện áp đầu vào dao động hoặc thay đổi liên tục hoặc cao hơn 12V nhưng điện áp đầu vào không được quá 35V, đây là giới hạn điện áp đầu vào tối đa mà IC này có thể xử lý. Hơn nữa điện áp đầu vào không được nhỏ hơn 14V, đó là yêu cầu điện áp đầu vào tối thiểu của IC để cung cấp đầu ra cố định 12V. Mặc dù IC này được thiết kế cho đầu ra cố định nhưng đầu ra cũng có thể điều chỉnh được nếu bạn cần bằng hai điện trở bên ngoài ở đầu ra, chi tiết có thể tìm thấy bên dưới trong bài viết này. Trong quá trình sử dụng, khi IC thực hiện điều chỉnh điện áp hoặc giảm điện áp đầu vào, tất cả sự chênh lệch điện áp giữa điện áp đầu vào và đầu ra được chuyển thành nhiệt do đó cần phải có một bộ tản nhiệt phù hợp để IC hoạt động bình thường.
IC có thể xử lý tải tối đa 1A đến 1,5A nhưng dòng đầu vào phải là 2A để có 1A đến 1,5A ở đầu ra. Tính năng và thông số kỹ thuật của IC LM7812 Gói TO-220 Dòng điện đầu ra là 1,5 Ampe Chức năng tắt ngắn mạch ngay lập tức Chức năng tắt nhiệt ngay lập tức Giá rẻ Xác thực để sử dụng trong các thiết bị thương mại Đầu ra 12V chính xác và cố định Điện áp đầu vào tối đa là 35V DC Dòng điện chờ thấp chỉ 8m Sơ đồ chân LM7812 14 Hình 1.3: Sơ đồ chân IC 7812 Các ứng dụng Mạch giảm điện áp Nguồn điện 12V Trình điều khiển động cơ Bộ sạc pin Nguồn cung cấp năng lượng mặt trời Các ứng dụng liên quan đến vi điều khiển Thay thế và tương đương LM340-12, LM340A-12 và LM1084-12 có thể được sử dụng tương đương với LM7812, nếu không có sẵn các bộ điều chỉnh điện áp tương đương này, bạn cũng có thể sử dụng IC LM317 để có đầu ra 12V cố định. Mạch cung cấp nguồn 12V DC sử dụng LM7812 Sơ đồ dưới đây là mạch cấp nguồn 12V DC sử dụng IC 7812. 1: sơ đồ mạch của một mạch cung cấp nguồn LM7812 Mạch cấp điện có thể điều chỉnh hoặc biến đổi dùng 7812 Sơ đồ dưới đây cho thấy một nguồn điện có thể điều chỉnh hoặc thay đổi sử dụng IC LM7812 với hai điện trở bên ngoài.4: sơ đồ mạch của một mạch cung cấp nguồn LM7812 với hai điện trở bên ngoài.
Tụ điện: Chọn loại 1000uF để nối vào 2 chân 1 ( điện áp vào) và chân 3(điện áp ra ) của IC 7812 16 Hình 1.5: Tụ điện 1000uF Tụ điện là một trong nhiều linh kiện điện tử hoạt động trên nguyên lý trữ điện (nạp) và phóng điện. Tụ điện là linh kiện không thể nào thiếu trong các mạch điện tử. Tụ điện mang cho mình là 1 linh kiện điện tử có khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích một cách hiệu quả. Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.
Đây là nguyên lý tụ lọc nguồn. Ngoài ra, tụ điện còn giúp điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, tụ được sử dụng để giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch rõ rệt về điện áp một chiều. Cấu tạo của tụ điện Tụ điện có cấu tạo khá dễ hiểu gồm hai bản điện cực được ghép song song với nhau, ở giữa thì có một lớp cách điện được gọi là điện môi. Tụ điện còn được phân loại bằng cách sử dụng cách nguyên liệu cách điện.
Nguyên lý của tụ điện Nguyên lý của tụ điện được hiểu là khả năng tích trữ năng lượng điện như một ắc quy nhỏ nhưng ở dưới dạng năng lượng điện trường. Nó lưu trữ hiệu quả các electron và phóng ra các điện tích này để giúp tạo ra dòng điện. Thế nhưng không hề có khả năng sinh ra các điện tích electron. Đây cũng là điểm khác biệt cực lớn của tụ điện và ắc quy.6: Nguyên lý của tụ điện Nguyên lý của tụ điện Nguyên lý của tụ điện là tính đặc trưng và cũng như điều cơ bản trong nguyên lý làm việc của tụ điện.
Nhờ vào tính chất này mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều tốt. Nếu như điện áp của hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà biến theo thời mà ta cắm nạp hoặc xả tụ, điều này rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện do dòng điện đã tăng vọt và đây là nguyên lý nạp xả tụ điện khá phổ biến. Khối tạo xung Dùng IC 555 để tạo ra xung nhịp 18 Hình 2.1: IC 555 Cấu tạo IC 555: Cấu tạo của IC 555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện. Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt.
Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và FF được kích.
Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset Các chức năng của 555: + Là thiết bị tạo xung chính xác + Máy phát xung + Điều chế được độ rộng xung (PWM) + Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại) Sơ đồ chân IC555: 19 Hình 2.