MỞ ĐẦU I. PHẦN GIỚI THIỆU: Khoa học kỹ thuật là một trong những lĩnh vực rất gần gũi với cuộc sống con người. Nó giúp cho con người nâng cao trình độ nhận thức, từ đỏ hình thành những phát minh khoa học nhằm góp phần nâng cao cuộc ng của con người về nhú cầu vật chất lẫn tỉnh thần. Trong đó ngành Điện-Điện tử: là môt trong những ngành mũi nhọn và quan trọng với những phát mình như: tàu chạy bằng hội nước, phát mình ra đến, guát, Radio, Television, cassette,.
mỗi phát mình đều có tâm quan trọng và. ý nghĩa reng của nó mà mục đích chủ yế là phục vụ cho nhụ cầu ngày căng cao của còn người, Trong những thập niên qua. đât nước tá còn nghèo nàn và lạc hậu, đường xá hư hồng cho nên tình hình kẹt xe ở các tiyền đường ong điềm: trên các con đường Lại Tp.Hồ Chí Minh như: tuyên dường Nam Ký hối Nghĩa, Cách Mạng Tháng Tám, Xô Viết Nghệ Tĩnh, Nguyễn Thị Minh Khui, vv. là do các nu hiệu đền giao thông còn quá ít trên các tuyến đường và sự hư hồng thường xuyên đèn điều khiển tín hiệu giao thông ở các ngã ba, ngã tư dẫn đến sự khong chip hành tốt luật lệ an toàn giao thông.
Tại nạn giao thông thường xảy ra và xuãt hiện cae vụ trềm cấp, cướp giật khi xảy ra hiện tượng. Ngày nay xã hội ngày càng phút triển con người ngày càng văn minh, đường xá đã được nâng cấp và mở rộng cho nên xe cộ. lưu thông ngày càng đông đúc hơn, vì vậy chúng ta phải làm các chốt đèn giao thông ở nhưng nơi đông đúc và hướng dẫn cho. người dân ý thức chấp hành luật lệ giao thông, để tránh những trường hợp đáng tiếc có thể xẩy ra cho con người và tài sắn.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại mạch điều khiển đèn giao thông, ngoài việc tạo ra tín hiệu để điều khiển giao thông mạch còn điều khiển sự lưu thông của người đi bộ, báo hiệu chiêu lưu thông ưu tiên, hiện thời gian sáng cia dén,. Nhằm góp phần vào việc nâng cao ý thức chấp hành luật lệ giao thông, giảm bớt tình trạng kẹt xe tại các giao lộ và tránh các tai nạn chết người do không có tín hiệu đèn giao thông nên nội dung của quyển đề tài này là nghiên cứu về kỹ thuật điều khiển đèn giao thông bằng vi mạch. Do hạn chế về kiến thức và thời gian có hạn nên tập đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự được sự đóng góp của qúi thay cô và các bạn sinh viên để tập để tài này được hoàn chỉnh hơn về nội dung lẫn hình thức. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: Như đã nêu ở trên những mạch điều khiển đèn giao thông hiện nay rất đa dạng, phong phú.
Tuy nhiên do điều kiện kiến thức và thời gian còn hạn chế nên để tài chỉ Trang 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. DIEU KHIỂN ĐÈN GIAO THONG giới hạn ở việc nghiên cứu mạch điều khiển đèn giao thông (có báo thời gian), đèn báo hiệu ngã tư và các chế độ đèn ưu tiên. Trang 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG ood — Chương TH: ‘Trang 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP.
DIEU KHIEN DEN GIAO THONG GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ MẠCH DIEU KHIEN DEN GIAO THONG Hiện nay trên thị trường có rất nhiều mạch điều khiển tín hiệu đèn giao thông nhưng do hạn chế về thời gian nên chúng em chỉ tìm hiểu được 2 trong số những mạch đó: I. Mach 1: * sopd KHOI: KHOI TAO KHOL KHOLGIAI XUNG DIU ae MA - KHIỂN - KHÔI : CÀI i} KHỐI ĐẶT HIEN THI | f —— KHỔI ~220ỶŸ NGUỒN “* CHUC NANG CAC KHOI: Mạch điều khiển đèn giao thông ở trên có bộ dao động dùng một IC NE555 làm mạch dao động đơn ổ để tạo ra tần số 1 Hz để đưa vào chân 14 của IC 74LS93 nhằm làm xung clock. Tại đây xung clock được đưa vào bộ đếm và chuyển đổi thành mã BCD (0000 -> 1111). Sau đó đưa vào IC4514B do IC 4514B là loại IC CMOS có 24 chân dùng làm bộ phân kênh biến đổi từ 4 bit BCD thành 16 bit ở ngõ ra.
Do mạch chỉ dùng 14 trạng thái phù hợp với yêu cầu thiết kế, vì vậy phải cân có một bộ cài đặt để Trang 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. DIEU KHIEN DEN GIAO THONG khi đếm tới trạng thái 13 thì lập tức nó được Reset và trở về trạng thái ban đầu. Chính vì thế người ta mắc thêm IC4081, thực chất IC4081 được cấu tạo bởi 4 cổng AND với 2 ngõ vào được dùng làm các mạch khóa. + Khối cài đặt: Dùng các IC: 4040: có chức năng tạo ra bộ đếm 12 bít.
>_ 4042: được cấu tạo bởi 4 FFD có chức năng tao ra cúc chốt 4 bít > 7485: có chức năng chức so sánh 4 bít ngô vào Ä và B. Nhằm định ra thời gian hoạt động của đèn theo 2 trường hợp: «© Từ 5 sáng đến II” đếm mạch hoạt động theo nguyên tắc điều khiến giáo thông. e Từ 11 đêm đến 5” sáng thì hoại động then nguyen ac den bao, ngbia la kh đó đèn xanh và đèn đồ tắt mà chỉ có đến vang hoạt đồng chứp tất hến Lục theo thi gián Is. + Bô giảim Thực chất là các IC4017 đỗ lÀ các IC đêm bào pảm 4 cổng OR.
Có nhiệm vụ giải mã yêu cầu phân thành những giầy thời gián nệng biệt dể điều khiển đèn theo 2 trường hợp: diéu khiển giao thông và đèn bảo, Cảu tạo bên trong của IC4017 chỉ là những, cổng lôgic nhằm làm thay đối từ L4 ngộ. vào thành 6 ngõ ra để đưa đến phần hiển thị. + Bo phận hiển thị: Là các loại đèn màu được điều khiển bởi các Transistor loại NPN thông qua rờ le. + Những tu và khuyết điểm của mạch: + Uudiém: - C6 thé ty động chuyển đổi trạng thái từ đèn giao thông sang trạng thái đèn báo.
+ Khuyết điểm: -_ Không có các chế độ đèn ưu tiên. -_ Không hiển thị thời gian đèn sáng. - Mach có sử dụng nhiều IC nên khi thiết kế thước mạch sẽ lớn, giá thành thi công cao không phù hợp với điều kiện kinh tế của nước ta. ~_ Mỗi khi muốn thay đổi thời gian sáng của đèn thì phải thiết kế lại mạch.
Trang 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TI. Mach 2: + sopé KHOI CAO |L ,| ốtgÊo |, up ĩ KHIEN : : KHÔI KHÔI CẢI | _ ~ 220 NGUON DAT —____ i + CHỨC NĂNG CÁC KHÔI: + Khối tạo xung: mạch sứ dung IC NES55 để tạo thành mạch dao động có chức năng tạo ra một xung. vỏ tần sô 0,3 H¿ với một thời gian nhất =5s.
+ Khối điều khiển: thực chất là IC 4017 và IC 4071 có chức năng nhận thời gian chuyển nhằm tạo ra thời gian điều khiển đúng 45s, tưởng ứng: e Đèn xanh : 203, e Đèn vàng: 5s. + Khối hiển thị : nhằm điểu khiển đèn màu có công suất lớn ở các ngã tư thông qua rờ le. + Khí t : có chức năng chuyển đổi trạng thái hoạt động từ điều khiển đèn giao thông sang trạng thái điểu khiển cho đèn vàng nhấp nháy theo chu kỳ xung clock (bing tay). + Khối nguồn : nhằm cung cấp cho tất cả các khối trong mạch hoạt động.
* Nguyên Lý Hoạt Động Của Mạch: Nguyên lý hoạt động của mạch được giải thích dựa vào sơ đổ nguyên lý ở phân phụ lục. Mạch hoạt động theo 2 trường hợp: + Tín hiệu điều khiển đèn giao thông: - Mạch dao động dùng IC NE555 tạo ra xung vuông có tần số thay đổi f=0,720,48 Hz (do ta thay đổi biến trở VR). Xung này được !ấy ra từ chân số 3 và đưa vào chân 14 của IC HEF 4017B tạo xung Clock kích bởi cạnh lên để cho IC HEF 4017B Trang 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. ĐIỀU KHIỂN ĐỀN GIAO THÔNG.
Do IC HEF 4017B là một IC đếm có 10 ngõ ra, từng ngõ ra lần lượt lên mức cao khi có cạnh lên của xung Clock. Khi IC đếm hoạt động ngõ ra Oạ > O; lần lượt ở mức cao, nó được đưa qua 3 cổng OR của IC 4071 để điều khiển Transistor Ts, 1am Ts dẫn có dòng qua 2 Led xanh Dạ;, Da (Led sáng trong thời gian 4 xung). Đồng thời khi đó ngõ ra /s_ s (chân 12) ở mức cao đưa dén diéu khién Transistor TI làm TI dẫn, Led đỏ Dị, Da sáng trong thời gian 5 xung (/s_ s luôn ở mức cao khi ngô rủ Oụ O¿ ở mức cao và nó sẽ xuống mức thấp khi ngõ ra Os => Ou lên mức cao. - Khi ngõ ra O¿ lên mức cao đèn xanh Dịy, Dị tắt, đồng thời lúc này transistor Ty được phân cực thuận dẫn đến 2 đèn vàng D¿.
Ủy sắng trong thời giản Ï xung, - Ngõ ra O; >> O¿ lên mức cao thì khí đó ngõ ra š vở mức thấp, nó được đưa qua 1 cổng OR của IC 4071 diéu klién Ts, Transistor Ts duise phần cực thuận làm 2 Led xanh Dạ, Dị; sáng. Đồng thời Khi đồ Điansistor T; cũng đờí phản cực thuận làm 2 Led đổ Dạ, D¿ sáng trong thời gián % xung Đến khí ngề tá © lên mức cao ti Ts be phân cực nghịch do đó Dị; và Dị; tất, đồng thi bác đồ Tị được phần cực thuận làm 2 Led vàng Dạ, Dạ sáng trong thời man Í vụng Chu kỳ dao động kết thúc và lại bếp túc các chủ Kỳ liền tiếp giống như vậy để tạo ra tín hiệu điều khiển đèn giáo thông + Những tu và khuyết điểm của mụch + Ưuđiểm: ~_ Mạch tiêu thụ vồng suất không lồn ~_ Thiết kế mạch khả đơn giản, gọn nhẹ, hí công mạch không cao. ụ của đền đỏ và đèn xanh không lâu. ~ Mạch không có bộ hiển thị thời gian đèn đang sáng.
~_ Chu kỳ dao động điều khiển đèn giao thông không thể thay đổi được bằng tay. SO SANH VOI MACH THIET KE: 1. Về kỹ thuật: Mạch thiết kế sử dụng vi điều khiển 8951 nên kích thước của mạch thi công không lớn, có bộ phận hiển thị thời gian đèn sáng, có thể thay đổi trạng thái hoạt động của đèn, khi muốn thay đổi thời gian sáng của đèn thì ta chỉ cần viết lại chương trình cho vi điều khiển. Về kinh tế : Mạch thi công có giá thành không cao nên dễ áp dụng rộng rãi trong điều kiện kinh tế nước ta.
Quyết định lựa chọn: Hai mạch điều khiển đèn giao thông ở trên tuy đơn giản, giá thành tương đối rẻ nhưng lại không có các chức năng khác như : đổng hồ báo thời gian, trạng thái ưu tiên, .