thiết kế mạch điện tử tương tự: "mạch cảm biến khói, đặt ở nơi công cộng, khi có người hút thuốc trong phòng thì chuông reo"

16 2.6K 10
thiết kế mạch điện tử tương tự: "mạch cảm biến khói, đặt ở nơi công cộng, khi có người hút thuốc trong phòng thì chuông reo"

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

luận văn về thiết kế mạch điện tử tương tự: "mạch cảm biến khói, đặt ở nơi công cộng, khi có người hút thuốc trong phòng thì chuông reo"

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ : “ MẠCH CẢM BIẾN KHĨI, ĐẶT Ở NƠI CƠNG CỘNG KHI CĨ NGƯỜI HÚT THUỐC TRONG PHỊNG THÌ CHNG REO” LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, người với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến giới, ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu ngày cao Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đáp ứng đòi hỏi không ngừng ngành, lĩnh vực khác nhu cầu thiết yếu người sống hàng ngày Một ứng dụng quan trọng ngành công nghệ điện tử mạch cảm biến với linh kiện tích hợp cao Mạch cảm biến ứng dụng nhiều công nghiệp lĩnh vực khác sống với thiết bị điều khiển từ xa tinh vi đạt suất, kinh tế thật cao Xuất phát từ ứng dụng đó, chúng em thiết kế mạch ứng dụng nhỏ mạch cảm biến khói Vì thời gian, tài liệu trình độ cịn hạn chế nên việc thực đồ án cịn nhiều thiếu sót … Kính mong nhận dẫn góp ý tận tình tất quý thầy bạ MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………2 PHẦN THIẾT KẾ CHÍNH PHẦN I:NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ KHỐI…………… I) Nguyên tắc thiết kế …………… II) Sơ đồ khối …………………………………………… .5 PHẦN II:SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI………7 I) Chức khối………………………………………………….7 II) Sơ đồ khối toàn mạch……………………………………………… III) Nguyên lý hoạt động………………………………………… ……9 PHẦN III: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH I) Điện trở ………………………………………………………………11 II) Tụ điện……………………………………………………………….12 III) Transistor……………………………………………………………13 IV) Điot-led………………………………………………………… …14 V) IC LM1801………………………………………………………… 15 VI) Điot 1N4004……………………………………………………… 16 VII) TIC 106M………………………………………………………… 17 VIII) LDR ……………………………………………………………… 20 IX) Chuông HP1………………………………………………………26 PHẦN IV:ĐÁNH GIÁ ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠCH …………….26 PHẦN V:KẾT LUẬN …………………………………………………….28 PHẦN I : NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ KHỐI I)NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ Mạch cảm biến khói thường sử dụng hệ thống báo động tiên tiến Hầu hết thiết bị sử dụng chuyên nghiệp khí-dị, ion hóa phịng yếu tố phóng xạ cảm biến.Có hai cách để thiết kế cảm biến khói Cách thứ sử dụng nguyên tắc ion hóa Người ta sử dụng lượng nhỏ chất phóng xạ để ion hóa cảm biến Khơng khí bị ion hóa dẫn điện tạo thành dòng điện chạy hai cực nạp điện Khi phần tử khói lọt vào khu vực cảm nhận ion hóa làm tăng điện trở buồng cảm nhạn làm giảm luồng điện hai cực Khi luồng điện giảm xuống tới giá trị cảm biến phát phát tín hiệu báo động Cách thứ hai sử dụng linh kiện thu phát quang Người ta dung linh kiện phát quang (LED, LED hồng ngoại …) chiếu tia ánh sang qua vùng bảo veejvaof linh kiện thu quang (photo diode, quang trở, photo transistor…) Khi vụ cháy xảy có ng x c gười hút th huốc phịng khu vực xuất khói với mật độ cao Khi c cháy, kh ngan qua vùn bảo vệ s v ộ có hói ng ng che chắn làm giảm cườ đọ ánh sáng chiếu vào linh kiện thu K cường đọ m ờng h Khi giảm xu uống tới giá trị n b cảm biến phát h phá tín hiệu b át báo động Tron hai cách ph ng h hương pháp thứ nhạy hiệu qu p uả ưng khó thự thi lắp đặt Còn cách thứ h nh nh ực p hai hạy hưng linh k dễ kiế kiện ếm dễ th thi Lợi dụng đặc điểm chúng em chọn cách hai để thi kế mạch hực c m h iết h cảm biế khói sử dụng phận thu phát LDRs LE ến ộ h ED II) SƠ Đ KHƠÍ MẠCH CẢ BIẾN KHĨI : ĐỒ ẢM N PHẦN II: CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG I) CHỨC NĂNG TOÀN KHỐI 1) Khối cảm biến : có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu khói thành tín hiệu điện, phần thiết kế ta dùng quang trở Như ta biết hoạt động quang trở là: có ánh sang chiếu vào điện trở giảm đáng kể so với không chiếu sáng 2) Khối ổn định điện áp nguồn Khối nguồn lấy nguồn AC_ 220V từ điện lưới gia đình,dùng biến hạ áp xuống 12Vol_AC, qua cầu chỉnh lưu DC_ 12V, dùng IC 7805 ổ áp cung cấp mức điện áp cho toàn mạch +12vol +5vol Hoặc ta lấy trực tiếp sạc điện thoại dùng làm nguồn cho mạch 3) Khối khuyếch đại : i Mạ khuyếc đại có nh ạch ch hiệm vụ kh huyếch đại tín hiệu đ từ c biến k i điện cảm khói đưa r tín hiệu điều chế q khối bá động để phát tín h báo độ qua áo ể hiệu ộng Tro đề tài này, mạch khuyếch đ sử dụng IC LM1801 IC LM18 ong n đại C 801 bao gồm khối khuyếch đ thuật to s sánh so sánh với h điện áp o i đại oán so hai tham ch so sán tín hiệu đ vào vớ tín hiệu điện c hiếu nh đầu ới chiều 4) Khối báo động : tạo â b động i g âm báo II) SƠ Đ NGUYÊN LÝ : ĐỒ Sơ đồ nguyên lý toàn mạc : ý ch III) NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : LM1801 IC có ứng dụng đặc biệt, thiết kế đặc biệt cho máy dị khói, cung cấp cho xây dựng mạch cách sử dụng số lượng tối thiểu thành phần Nó bao gồm nguồn cung cấp zener nội bộ, hai kết đầu điện áp tham chiếu, điện áp so sánh, điện áp đầu transistor 500mA Vi mạch kết nối với nguồn điện trực tiếp Điot D1 chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều điện trở R7 làm giảm đến mức mà mạch hoạt động với tụ điện C2 ổn định điện áp zener bên IC điều chỉnh Hai LDRs đồng nối theo kiểu cầu cho kết nối bảo vệ ngăn chặn thay đổi nhiệt độ hóa già hiệu ứng tác động lên mạch Vì R13 LDR LED phải đặt theo cách cho có hạt khói thuốc xâm nhập vào tác động lên bề mặt LDRs làm giảm ánh sáng LDR đồng thời làm thay đổi điện trở Mặt khác R12 LDR LED phải đặt liền kề khơng khí lưu thơng xảy Như khói thuốc khơng có gây ảnh hưởng đến R12 điện trở khơng bị biến đổi Cách tốt để làm điều đó, đặt R12 LED hộp riêng biệt P1 điện áp hiệu chuẩn HP1 âm báo động máy phát điện Dòng điện đầu tác động lên hệ thống báo động bên Khi thực so sánh phát chênh lệch điện áp hai LDRs tác động lên bóng bán dẫn Th1 kết bắt đầu báo động, PHẦN IV: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH I) Điện trở : Điện trở linh kiện có tính cản trở dòng điện làm số chức khác tùy vào vị trí điện trở mạch điện Cấu tạo: điện trở cấu tạo từ vật liệu có điện trở suất cao làm than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn Để biểu thị giá trị điện trở Người ta dung vòng màu để biểu thị giá trị điện trở Ký hiệu: Hình dạng thực tế: Cách đọc trị số điện trở vòng màu: Giá trị điện trở thường thể qua vạch màu thân điện trở, màu đại diện cho số Màu đen: số 0, màu nâu: số 1, màu đỏ: số 2, màu cam: số 3, màu vàng: số 4, màu lục: số 5, màu lam số 6, màu tím số 7, màu xám: số 8, màu trắng: số Nhìn thân điện trở, tìm bên có vạch màu nằm sát ngồi nhất, vạch màu vạch màu thứ hai, kế dùng để xác định trị số màu Vạch thứ ba vạch để xác định nhân tử lũy thừa: 10(giá trị màu) Giá trị điện trở tính cách lấy trị số nhân với nhân tử lũy thừa Giá trị điện trở = trị số x nhân tử lũy thừa) - Phần cuối cùng: (không cần quan tâm nhiều)làvạch màu nằm tách biệt với ba vạch màutrước, thường có màu hồng kim màubạc, dùng để xác định sai số giá trị điệntrở, hoàng kim 5%, bạc 10% Ở sử dụng điot 1N4004 II) Tụ điện: Tụ điện linh kiện có khả tích điện Tụ điện cách điện với dòng điện chiều cho dòng điện xoay chiều truyền qua Tụ điện chia làm hai loại chính: loại khơng phân cực loại có phân cực Loạicó phân cực thường có giá trị lớn loại không phân cực, hai chân loại phân cực có phân biệt chân nối âm, nối dương rõ ràng, gắn tụ có phân cực vào mạch điện, gắn ngược chiều âm dương, tụ phân cực bị hư hoạt động sai Ngồi người ta gọi tên tụ điện theo vật liệu làm tụ, ví dụ: tụ gốm, tụ giấy, tụ hóa Hình dạng: tụ điện có nhiều hình dạng khác Kí hiệu: kí hiệu C Biểu tượng mạch điện: Đơn vị tụ điện - Đơn vị tụ điện Fara, Fara có trị số lớn thực tế người ta thường dùng đơn vị nhỏ + P(Pico Fara) Pico = 1/1000.000.000.000 Fara (viết gọn 1pF) + N(Nano Fara) Nano = 1/1000.000.000 Fara (viết gọn 1nF) + MicroFarra Micro = 1/1000.000 Fara (viết gọn 1µF) => 1µF = 1000nF = 1.000.000 Pf III) Tranzitor: Q1 Kí hiệu : transistor NPN Q2 Transistor PNP Cấu tạo: tiếp xúc P-N ghép liên tiếp gồm vùng bán dẫn loại P N xếp xen kẽ nhau, vùng có tính chất dẫn điện khác với vùng lân cận có bề rộng mỏng khoảng 10A0 m đủ nhỏ để tạo lên tiếp xúc P-N gần Nếu vùng N ta có transistor PNP, ngược lại vùng vùng P ta có transistor NPN IV) Diode_Led -Diode thường -Led quang: Ở quang trở, quang diode quang transistor, lượng ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn cấp lượng cho điện tử vượt dãi cấm Ngược blại điện tử từ dãi dẫn điện rớt xuống dãi hố trị thí phát lượng E=h.f Dải dẫn điện Dải hóa trị Dải cấm hf Khi phân cực thuận nối P-N, điện tử tự từ vùng N xuyên qua vùng P tái hợp với lỗ trống (về phương diện lượng ta nói điện tử dãi dẫn điện – có lượng cao – rơi xuống dãi hố trị - có lượng thấp – kết hợp với lỗ trống), tái hợp sinh lượng Đối với diod Ge, Si lượng phát dạng nhiệt Nhưng diod cấu tạo GaAs (Gallium Arsenide) lượng phát ánh sáng hồng ngoại (không thấy được) dùng mạch báo động, điều khiển từ xa…) Với GaAsP (Gallium Arsenide phosphor) lượng phát ánh sáng \vàng hay đỏ Với GaP (Gallium phosphor), lượng ánh sáng phát màu vàng xanh Các Led phát ánh sáng thấy dùng để làm đèn báo,trang trí… Phần ngồi LED có thấu kính để tập trung ánh sáng phát ngồi Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED Tuỳ theo mức lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác định màu sắc LED Thông thường, LED có điện phân cực thuận cao điốt thơng thường, khoảng 1,5 – 2,8V tuỳ theo màu sắc phát ra, màu đỏ: 1,4 – 1,8V, àng: – 2, ,5V, m xanh cây: – màu 2,8V, dò điện q LED tố đa òng qua ối khoảng vài mA Đi sử dụng tron mạch điot iot ng 1N4004 V) LDR Rs LD hay điệ trở phụ thuộc ánh sáng Nó c tác dụng đặc biệt t DRs ện có g mạch h cảm biế sáng tối thông thư ến ường giá trị điện trở c LD cao, có cao ị DR đến 100 00000 Ω , chúng bị k n khích thích ánh sá giá trị điện trở h s giảm mộ cách đột ngột ột t VI) IC LM1801: LM1801 đặc dụng IC, thiết kế đặc biệt cho máy dị khói, cung cấp cho chúng tơi xây dựng mạch cách sử dụng số lượng tối thiểu thành phần Nó bao gồm nguồn cung cấp zener nội bộ, hai kết đầu điện áp tham chiếu, điện áp so sánh LM1801 thực so sánh lượng thấp với dịng điên cao , đầu mở thu tín hiệu Hiện người ta dùng IC LM1801 ngành chế tạo như: thiết bị chống trộm, thiết bị phát rị rỉ nước, rị rỉ khí đốt, mạch ổn áp, nguồn pin vận hành theo dõi… Một số thơng số LM1801: Dịng điện cung cấp thường dịng 7µA , điều khiển cỏng so sánh điện áp đầu transistor lên tới 500mA Tại : Rset = 10m Ω, V+= 9v, Ta = 25◦c R1 + R2 = 10m Ω Độ ổn định ... KHỐI 1) Khối cảm biến : có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu khói thành tín hiệu điện, phần thiết kế ta dùng quang trở Như ta biết hoạt động quang trở là: có ánh sang chiếu vào điện trở giảm đáng kể... giá trị điệntrở, hoàng kim 5%, bạc 10% Ở sử dụng điot 1N4004 II) Tụ điện: Tụ điện linh kiện có khả tích điện Tụ điện cách điện với dịng điện chiều cho dòng điện xoay chiều truyền qua Tụ điện chia... giá trị điện trở Người ta dung vòng màu để biểu thị giá trị điện trở Ký hiệu: Hình dạng thực tế: Cách đọc trị số điện trở vòng màu: Giá trị điện trở thường thể qua vạch màu thân điện trở, màu

Ngày đăng: 13/04/2013, 10:45

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan