MỞ ĐẦU 1. PHẦN GIỚI THIÊU, 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 đó hình thành những phát minh khoa học nhằm góp phần nâng cao cuộc sống của con người về nhu cầu vật chất lần tinh thần. Trong đó ngành Điện-Điện tử là một trong những ngành mũi nhọn và quan trong với những phát mình như: tàu chạy bằng hơi nước, phát mình ra đèn, quạt, Radio, Television, cussete,,.
mỗi phát mình đểu có tâm quan trọng và ý nghĩa riêng của nẻ mà mục đích chú yếu là phục vụ cho nhú cẪu ngày càng cao của con người. trong những thập niền quá, đất nước tá còn ngheo nàn và lạc hậu, đường xá hư. hồng cho nề tình hình kẹt xe ở các tuyến đường trong điểm trên các con đường tại Tp Hỗ Chỉ Mioh nhức tuyến đường Nam Kỳ Khối ïa. Cách Mạng Tháng Tám, Xô Việt Nghệ.
Đình, Nguyễn Thi Minh Khai, wv. Ja ¢ tín hiệu đèn giao thông còn quá len ede tUyêu đường và sự hư hỏng thường xuyến đen điều khiển tín hiệu giao thông đ các ngà Đã. ä tư dẫn đến sự không chấp há luật l€ an toàn giaơ thông. Tai nạn pito thông thường xẩy ra và xuất hiện các vụ trộm cấp, cướp giật khi xảy ra hiện tượng het ye Ngày nay xã hôi ngày càng phát triển con người ngay càng văn minh, đường xá đà được nâng cấp và mở rộng cho nên xe c6 uu thong ngay 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 xảy ra cho con người và tài sản.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại mạch điểu khiển đèn giao thông, ngoài việc tạo ra tín hiệu để điểu khiển giao thông mạch còn điều khiển sự lưu thông của người đi bộ, báo hiệu chiều lưu thông ưu tiên, hiện thời gian sáng của đèn,. 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 để 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 đổ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự được sự đóng góp của qúi thầy 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 LUAN VAN TOT NGHIEP DIEU KHIỂN DEN 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 LUAN VAN TOT NGHIEP DIEU KHIEN DEN GIAO THONG Chương II: Trang 5 LUAN VAN TOT NGHIEP ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG 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: Ll Mach I: ®- SƠ ĐỒ KHỐI: Í KHÔI TẠO KHỐI GIẢI XÚNG —— MÃ KHỐI CÀI | KHỐI ĐẶT | *Ì HIẾN THỊ Lf — | KHOI ~220Ỷ NGUỒN s#* CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: Mạch điều khiển đèn giao thông. ở trên có bộ dao động dùng một IC NE555 làm.
mach 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 trang thái phù hợp với yêu cẩu thiết kế, vì vậy phải cần có một bộ cài dat để Trang 6 LUAN VAN TOT NGHIEP DIEU KHIEN DEN GIAO THONG khi dém tới trạng thái 13 thì lập tức nó được Reset va trở về trạng thái ban đầu.
Chính vì thế người ta mắc thêm IC4081, thực chất [C4081 được cấu tạo bởi 4 cổng AND với 2 ngõ vào được dùng làm các mạch khóa. * Khối cài dat: Dùng các IC: >_ 4040: có chức năng tạo ra bộ đếm 12 bít. > 4012; được tạo bởi 4 FFD có chức năng tạo ra các chốt 4 bít. > 7485: có chức năng chức so sánh 4 bít ngõ vào A và B.
Nhằm định ra thời gian hoạt động của đèn theo 2 trường hợp: « Từ 5” súng đến II" đếm mạch hoạt động theo nguyên tắc điểu khiển giao thông ® Từ 1P đếm đến 5° sáng thì hoạt đồng theo nguyên tắc đèn báo, nghĩa là khi đó đến xanh và đến đỏ tất mã chí cá đèn vàng hoạt đồng chóp tắt liên tục theo thời gian > Be Thate chit la cae 1C4017 dé 1a cdc IC dém bav gim 4 cổng OR. C6 nhiệm vụ giải mã vêu cầu phản thành những giây thời gian riến/ t để điều khiến đèn theo 2 trường họp: điều khiến giao thông và đèn báo. Cấu 14ø bén trong của IC4017 chỉ là những vòng kồgtc nhằm làm thay đổi từ 14 ngõ. vào thánh 6 ngõ ra để đưa đến phần hiển thị.
+ Bộ phận hiển thị: Là các loại đèn màu được điều khiển bởi các Transistor loại NPN. thông qua rờ le. s* Những tu và khuyết điểm của mạch: + Ưu điểm: -_ Có thể tự 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 LUAN VAN TOT NGHIEP 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; Dang cac IC: + 4040: có chức năng tạo ra bộ đếm 12 bit. > 4042: được cấu tạo bởi 4 FFD có chức năng tạo ra các chốt 4 bít. > 7485: có chức năng chức so sánh 4 bít ngõ vào A và B.
Nhằm định ra thời gian hoạt động của đèn theo 2 trường hợp: ® Từ 5" súng đến 11" đếm mạch hoạt động theo nguyên tắc điểu khiển giao thông eli ti dem đến 5° sáng thi hoại đồng theo nguyên tắc đèn báo, nghĩa là khi đó đến xành và đền đỏ tắt mã chí có đến váng hoạt đóng chớp tắt liên tục theo thời gian » Hạ 3 Thu vhát là các IC4017 đó là các IC đếm bao z6 4 cống OR. Có nhiệm vụ giải mã vêu cầu phần thành những giây thời gian riếng biệt để điều khiển đèn theo 2 trường hoy điều khiến giao thông và đèn báo. Cấu !4o bén trong của IC4017 chỉ là những cong| nhằm làm thay đổi từ 14 ngõ vào thánh 6 ngõ ra để đưa đến phần hiển thị. + Bộ phận hiển thị: Là các loại đèn màu được điều khiển bởi các Transistoz loại NPN thông qua rờ le.
sè Những tu và khuyết điển của mạch: + Ưu điểm: -_ Có thể tự 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. ~_ Mạch 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 LUAN VAN TOT NGHIEP ĐIỀU KHIỂN ĐỀN GIAO THÔNG TI. Mach 2: + SƠKHOI: ĐỒ KHỐI DAO vế KHỐI ` ậ ĐỘN KHỐI ĐIỀU 2 |—>| HIÊN THỊ ONG ——>‡ KHIỂN 1| KHOI KHỐI CÀI 2206 | NGUỒN DAT + CHỦ NG CÁC KHỔ ® Rhối tạo xung: mạch sử dụng IC NESSS để tạo thánh mạch dao động có chức nàng tạo ra một xung có tần số 0,2 Hz với m ới gian nhất định t=5s. Khối điều khiển: thực chất là IC 4017 va IC 4071 có chức năng nhận thời gian chuyển nhằm tạo ra thời gian điều khiển đúng 45s, tướng ứng: : 20s.
ø Đèn xanh e Đèn vàng: 5s. 725 + Khối hiển thi : nhằm điều khiển đèn màu có công suất lớn ở các ngã tư thông qua rờ le. Khối cài đặt : có chức năng chuyển đổi trạng thái hoạt động từ điều khiển + đèn giao thông sang trạng thái điều khiển cho đèn vàng nhấp nháy theo chu kỳ xung clock (bang 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 phần phụ lục. Mạch hoạt động theo 2 trường hợp: + Tin hiệu điều khiển đèn giao thông: dao động dùng IC NE555 tạo ra xung vuông có tấn số thay đổi - Mạch số 3 và đưa f=0,72->0,48 Hz (do ta thay đổi biến trở VR). Xung này được lấy ra từ chân lên để cho IC HEF 4017B vào chân 14 của IC HEF 4017B tạo xung Clock kích bởi cạnh Trang 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. ĐIỄU KHIỂN ĐÈN GIAO THONG hoạt động.
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 Oo O; lần lượt ở mức cao, nó được đưa qua 3 cổng OR của IC 4071 để điều khiển Transistor To, lam Ts dẫn có dòng qua 2 Led xanh Dạs, Dạ; (Led sáng trong thời gian 4 xung). Đồng thời khi đó ngõ ra /; _ y (chân 12) ở mức cao đưa đến điều khiển Transistor T1 làm T1 dẫn, Led đồ Dị, Dạ sáng trong thời gian 5 xung (/s _ s luôn ở mức cao khi ngõ ra Oụ > O4 6 mite cao và nó sẽ xuống mức thấp khi ngõ ra Os => Ou lên mức cao.