Chương 1: Giới thiệu ý tưởng 1.1 Ứng dụng của đèn LED trong cuộc sống Đèn LED được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống của chúng ta, chúng ta có thế dễ dàng nhận thấy đèn LED ở mọi nơi xung quanh như biển quảng cáo, đèn trang trí, đèn giao thông,. Không chỉ trong để trang trí, đèn LED còn được sử dụng trong thẩm mĩ để làm đẹp da, trong nông nghiệp,ánh sáng của đèn LED giúp kích thích cây cối sinh trưởng tốt hơn.2 Lí do chọn đề tài Nhóm tác giả đi đến quyết định thực hiện sản phẩm mạch LED hình cây thông bởi mạch có những ưu điểm sau: Thứ nhất, đây là một mạch rất phổ biến, dễ sử dụng và có tính ứng dụng cao.Thứ hai, mạch LED hình cây thông có giá thành hợp lí với sinh viên, vì vậy nên việc thực hiện sản phẩm có thể tiến hành thuận lợi. Thứ ba, mạch LED hình cây thông có nhiều nguồn tham khảo nên phù hợp với những sinh viên năm nhất có kiến thức còn hạn chế như nhóm tác giả để thực hiện, đồng thời đây cũng là cách để nhóm trau dồi kỹ năng, kinh nghiệm học tập.3 Ứng dụng của sản phẩm Mạch LED hình cây thông có những ứng dụng thực tế sau: món quà độc đáo, ý nghĩa tặng gia đình, bạn bè, người thân; trang trí nhà cửa, phòng riêng; trang trí đường phố, cửa hàng; làm biển hiệu,. Chương 2: Lập kế hoạch Trong chương thứ hai, nhóm tác giả nêu lên những mốc thời gian tương ứng trong quá trình thực hiện sản phẩm, tương ứng với thời gian dự định cần thiết để hoàn thiện quá trình ấy.
Bước 1: Lập bản mô tả kỹ thuật Xây dựng bản mô tả kỹ thuật nhằm định hướng những yêu cầu cơ bản mà sản phẩm cần có. 4 Downloaded by TOM TIT (tomboy1@gmail.com) lOMoARcPSD|39605280 Đồ án môn “nhập môn kĩ thuật” GVHD: Vũ Thị Hoàng Yến Nhóm tác giả dự kiến hoàn thiện bản mô tả kỹ thuật từ ngày 29/11/2021 đến ngày 04/12/2021. Bước 2: Lập kế hoạch Xây dựng kế hoạch nhằm giúp cho quá trình thực hiện sản phẩm không bị chậm trễ và giúp cho việc thực hiện được rõ ràng hơn. Thời gian dự kiến từ ngày 05/12/2017 đến ngày 09/12/2021.
Bước 3: Thiết kế sơ đồ khối Việc thiết kế sơ đồ khối là công việc bắt buộc đối với mọi sản phẩm kỹ thuật. Nhờ có sơ đồ khối, kỹ sư có thể phân hoạch rõ ràng từng phần của sản phẩm và có những phương án tối ưu đối với từng khối ấy. Nhóm tác giả dự định thực hiện trong ngày 10/12/2021. Bước 4: Thiết kế chi tiết từng khối và lựa chọn phương án tối ưu Bước này là bước quan trọng nhất trong quá trình thực hiện sản phẩm, thiết kế chi tiết từng khối nêu cụ thể những chi tiết cần thiết trong từng khối, từ đó tìm ra những phương án để thực hiện.
Lựa chọn phương án tối ưu với mục đích so sánh các phương án khác nhau trong chi tiết từng khối, từ đó lựa chọn phương án tốt nhất, phù hợp nhất đối với nhóm tác giả và đối với sản phẩm. Nhóm tác giả dự kiến thực hiện từ ngày 11/12/2021 đến ngày 18/12/2021. Bước 5: Kiểm tra Kiểm tra chi tiết từng khối và phương án cho những khối đó để xem xét sự lựa chọn đó có khả thi, có vấn đề hay không. Từ đó, nhóm tác giả mới có thể quyết định sửa lại phương án hoặc tiếp tục tiến hành bước tiếp theo.
Thời gian dự kiến từ ngày 19/12/2021 đến ngày 21/12/2021. Bước 6: Chế tạo sản phẩm Một bước tất yếu trong mọi dự án, đề tài. Do đặc thù của bước chế tạo sản phẩm nên nó kéo dài khá đáng kể, đồng thời có thể phát sinh những vấn đề mới mà bước kiểm tra chưa nhận ra được. 5 Downloaded by TOM TIT (tomboy1@gmail.com) lOMoARcPSD|39605280 Đồ án môn “nhập môn kĩ thuật” GVHD: Vũ Thị Hoàng Yến Nhóm tác giả dự định thực hiện từ ngày 22/12/2021 đến ngày 24/12/2021.
Bước 7: Bàn giao sản phẩm Công việc trong bước này đơn giản là tinh chỉnh lại sản phẩm, viết báo cáo, làm bài thuyết trình và quay đoạn phim ngắn giới thiệu về sản phẩm của nhóm. Thời gian dự kiến từ ngày 25/12/2021 đến ngày 26/12/2021. Chương 3: Thiết kế phần cứng Ở mục thứ ba, nhóm tác giả đưa ra cụ thể trình tự thiết kế phần cứng gồm sơ đồ khối, sơ đồ khối chi tiết, lựa chọn phương án tối ưu, sơ đồ nguyên lí và mạch in.1 Sơ đồ khối Khối điều khiển Khối nguồn Khối hiển thị Hình 1.1 Sơ đồ khối đèn led cây thông Trên đây là sơ đồ khối mà nhóm tác giả thiết kế. Nhìn chung, sơ đồ khối của mạch LED cây thông giống như sơ đồ khối của những thiết bị điện tử khác, gồm có 3 khối là khối nguồn, khối điều khiển và khối hiển thị.
Trong đó, khối nguồn cung cấp năng lượng cho khối điều khiển và khối hiển thị. Khối điều khiển quy định những tín hiệu đầu ra hiển thị ở khối hiển thị. 6 Downloaded by TOM TIT (tomboy1@gmail.com) lOMoARcPSD|39605280 Đồ án môn “nhập môn kĩ thuật” GVHD: Vũ Thị Hoàng Yến 4.2 Sơ đồ khối chi tiết Khối nguồn Khối điều khiển Khối điều khiển Công tắc IC Khối tạo xung Thạch anh Điện trở Tụ điện Khối hiển thị led hình cây thông Hình 1.2 Sơ đồ khối chi tiết Chúng tôi thiết kế chi tiết sơ đồ khối làm ba khối chính là khối nguồn, khối điểu khiển và khối hiển thị. Khối nguồn có chức năng cung cấp năng lượng điện một chiều cho mạch hoạt động và đèn led phát sáng.
7 Downloaded by TOM TIT (tomboy1@gmail.com) lOMoARcPSD|39605280 Đồ án môn “nhập môn kĩ thuật” GVHD: Vũ Thị Hoàng Yến Khối điều khiển gồm công tắc, IC, khối tạo xung và điện trở. Công tắc có chức năng bật hoặc tắt thiết bị theo nhu cầu của người sử dụng. IC được nạp mã lệnh có nhiệm vụ trực tiếp điều khiển đèn nháy. Khối tạo xung gồm có thạch anh và tụ điện với chức năng giúp dòng điện chạy trong mạch ổn định.
Bộ phận cuối cùng của khối điều khiển là điện trở giúp đèn phát sáng tốt nhất. Khối cuối cùng là khối hiển thị có đèn LED được xếp thành hình cây thông với nhiệm vụ là phát sáng theo chương trình đã được viết.3 Lựa chọn phương án tối ưu Lựa chọn phương án tối ưu cho các phần là việc làm cần thiết để sản phẩm trở nên tốt nhất, đồng thời tiết kiệm tối đa chi phí thực hiện sản phẩm. Trong phần này, nhóm tác giả lần lượt trình bày lựa chọn phương án tối ưu cho nguồn điện, IC, thạch anh và đèn LED.1 Lựa chọn tối ưu cho nguồn điện Bảng 3.1 Lựa chọn tối ưu cho nguồn điện Phương án Tiêu chí Điểm trung Kết luận bình Giá thành Đặc điểm Pin con thỏ 3.000 VNĐ Tiện lợi, pin 10 Chọn lâu dài.000 VNĐ Tiện lợi, 8,4 Không tiền nhanh hết pin. chọn Sạc điện 20.000 VNĐ Bất tiện 5,6 Chọn thoại Nhóm tác giả đưa ra 3 phương án lựa chọn cho nguồn điện là pin đồng tiền, pin con thỏ và sạc điện thoại.
Đối với phương án này, nhóm tác giả đặt thông số đặc điểm là quan trọng nhất nên đặt trọng số là 0,6 cho tiêu chí này, và 0,4 cho giá thành. 8 Downloaded by TOM TIT (tomboy1@gmail.com) lOMoARcPSD|39605280 Đồ án môn “nhập môn kĩ thuật” GVHD: Vũ Thị Hoàng Yến Pin đồng tiền và pin con thỏ có giá thành rẻ hơn sạc điện thoại, đồng thời tiện lợi hơn sạc điện thoại trong thực tế. Mặt khác, giữa pin đồng tiền và pin con thỏ, pin đồng tiền có giá thành đắt hơn nhưng tiêu tốn nhiều điện năng hơn so với pin con thỏ. Sau khi xem xét các thông số, nhóm tác giả tiến hành đánh giá cho điểm các thông số.
Sau khi đánh giá các thông số, nhóm tác giả tính điểm trung bình của 3 phương án và đưa ra lựa chọn pin con thỏ với 10 điểm tuyệt đối so với pin đồng tiền và sạc điện thoại.2 Lựa chọn phương án tối ưu cho IC Bảng 3.2 Lựa chọn phương án tối ưu cho IC Phương Tiêu chí đánh giá Điểm Kết án trung luận Giá thành Tần Dung Cách bình số lượng nạp IC 15.000VNĐ 0- 128byte Song 8 Không 89C52 24MHZ RAM song chọn IC 17.000VNĐ 0– 128byte Nối 9,5 Chọn 89S52 24MHz RAM tiếp Nhóm tác giả đưa ra 2 sự lựa chọn cho IC là IC89C52 và IC89S52 vì đây là 2 loại IC phổ biến, giá thành phù hợp và tính năng tốt trên thị trường hiện nay. Đối với phương án này, nhóm tác giả đặt thông số cách nạp mã lệnh cho mạch là quan trọng nhất nên đặt trọng số là 0,5 cho yếu tố này, tiếp sau đó là tần số hoạt động (0,2) và dung lượng (0,2), cuối cùng là giá thành (0,1). Sau khi xem xét các thông số, nhóm tác giả tiến hành đánh giá cho điểm các thông số. Sau khi đánh giá các thông số, nhóm tác giả tính điểm trung bình của 2 phương án và đưa ra lựa chọn IC 89S52 với điểm 9,95 so với điểm 9 của IC 89C52.
9 Downloaded by TOM TIT (tomboy1@gmail.com) lOMoARcPSD|39605280 Đồ án môn “nhập môn kĩ thuật” GVHD: Vũ Thị Hoàng Yến 3.3 Lựa chọn phương án tối ưu cho đèn LED Bảng 3.3 Lựa chọn phương án tối ưu cho đèn LED Phương án Tiêu chí Điểm trung Kết luận Giá thành Đặc điểm bình LED siêu 500VNĐ/bóng Ánh sáng đẹp, không sáng chói mắt, bền 9,6 Chọn LED 400VNĐ/bóng Ánh sáng kém, kém thường bền 8,8 Không chọn Nhóm tác giả đưa ra 2 sự lựa chọn cho bóng đèn LED là đèn LED siêu sáng và đèn LED thường. Đối với phương án này, nhóm tác giả đặt tiêu chí đặc điểm là quan trọng nhất nên đặt trọng số là 0,6, tiêu chí giá thành có trọng số là 0,4. Đèn LED siêu sáng tuy đặt hơn đèn LED thường nhưng bù lại, ánh sáng của nó đẹp hơn, không chói mắt và bền hơn so với đèn LED thường. Sau khi xem xét các thông số, nhóm tác giả tiến hành đánh giá cho điểm các thông số.
Sau khi đánh giá các thông số, nhóm tác giả tính điểm trung bình và chọn phương án đèn LED siêu sáng với điểm trung bình là 9,6. 10 Downloaded by TOM TIT (tomboy1@gmail.com) lOMoARcPSD|39605280 Đồ án môn “nhập môn kĩ thuật” GVHD: Vũ Thị Hoàng Yến 3.4 Mạch nguyên lý led cây thông noel Hình 1.3 Mạch nguyên lý đèn led cây thông Hình 1.3 về mạch nguyên lí, nhóm tác giả trình bày một số chức năng cơ bản của các linh kiện. Trước tiên, IC 89S52 với 32 chân được nối với điện trở, 1 đèn ở trên đỉnh, 2 chân XTAL 1 và 2 được nối với mạch tạo xung, 1 chân nối với nguồn. IC được nạp mã lệnh và điều khiển đèn LED sáng theo mô tả kỹ thuật.