TRANG NHẬN XÉT & LỜI CÁM ƠNi.vietnamdoc.net/data/.../29/mach-dem-san-pham-dung... · 5 " 1 8 9 : ,; < = ,> ? ,@ 1 $ \ g g 6 2 -9& / 4 /0 =) 6 C = ! " . F G ,@ E 1 $ %&

$Page 1: TRANG NHẬN XÉT & LỜI CÁM ƠNi.vietnamdoc.net/data/.../29/mach-dem-san-pham-dung... · 5 " 1 8 9 : ,; < = ,> ? ,@ 1 $ \ g g 6 2 -9& / 4 /0 =) 6 C = ! " . F G ,@ E 1 $ %&$
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

TRANG NHẬN XÉT & LỜI CÁM ƠN

* Nhận xét của Giáo Viên hướng dẫn đồ án (Thầy Nguyễn Đình Phú):

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

Lời cảm ơn của Sinh Viên ( Người thực hiện SV Lớp 06501SP:Nguyễn Lộc Đức MSSV: 06501012Nguyễn Đức Trung MSSV: 06051054)

- Do yêu cầu môn học việc làm đồ án này rất cần thiết, dưới sự hướngdẫn của Thầy(Trao dồi những hướng dẫn cơ bản về chi tiết 1 đồ án, lên kế hoạch cầnthực hiện, cũng như việc phân bố thời gian rất hợp lý, cung cấp kiếnthức đầy đủ…..)

Đã tạo điều kiện cho 2 thành viên chúng em hòan thành công việc 1 cáchhòan chĩnh.

Chúng em rất chân thành cám ơn vì điều này !

- Vì đây là lần đầu tiên làm đồ án môn học, sẽ không khỏi có nhiều thiếusót, kính mong thầy thông cảm và có những nhận xét cũng nhưng góp ý,giúp em có những cái nhìn mới hơn, cũng nhưng trái khỏi những sai sótsau này.

- Một lần nữa xin cám ơn thầy đã giúp chúng em hòan thành đồ án !


Phụ Lục & Mục Lục

Chương I:Giới Thiệu Đề Tài+Đặt vấn đề+Phương án thực hiện+Phạm vi đề tài+Giới Thiệu+Giới hạn và Hướng phát triển

Chương II: Giới Thiệu cái linh kiện Trong mạch+LED phát+LED thu+LED 7 đoạn+74ls90+7447+OM-AMP

Chương III: Giải thích hoạt động Từng phần trong mạch+Sơ đồ mạch nguồn cung cấp toàn mạch+Mạch Om-amp và IC đếm

Chương IV:Thi Công Mạch+Các bước thực hiện+Sơ đò nguyên lý+Sơ đồ linh kiện+Sơ đồ mạch in

Chương V: Kết luận và Tài liệu tham khảo và sử dụng:+Kết Luận+Tài liệu

Chương VI: Hoàn Thành và Bảo vệ Đồ án môn trước GVHD


Chương I:GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

I – Đặt Vấn Đề :- Để tăng năng suất lao động, đồng thời giảm sức lao động con người, giảmgiá thành sản phẩm, trong sản suất hiện nay đã và đang ứng dụng nhiềuthành tựu khoa học kỹ thuật. Một trong những nghành được ứng dụng rộngrãi trong việc tự động hóa sản xuất là kỹ thuật điện tử. Ví dụ để đếm số sảnphẩm trên dây chuyền sản xuất, hiện nay do đòi hỏi nhu cầu sản xuất cao,tốc độ ,chính xác, phương pháp đếm thủ công không còn phù hợp nữa, chínhvì lý do đó chúng em xin chọn đề tài mạch Đếm Sản Phẩm bằng Led thuphát.II – Phương án Thực Hiện:

- Việc thực hiện đề tài này chúng em sử dụng IC số, mạch nguồn, Led thuphát, led hiển thị, OpM, ….

III – Phạm vi của đề tài:

- Trong đề tài này dùng led thu phát tạo thành bộ cảm biến để phát hiệnsản phẩm đi qua (bộ đếm này có thể đếm được 99 sản phẩm) sau đó quaylại đếm từ đầu

IV – Giới Thiệu Đề Tài:

- Đây là lần đầu thực hiện đồ án môn, kiến thức mình còn tiếp thu chưa hếtnên khi thực hiện đề tài em chỉ thực hiện các phần chính sau.

Thiết kế mạch nguồn.

Thiết kế mạch thu phát hồng ngoại.

Thiết kết mạch tạo xung.

Thiết kế mạch đếm – giải mã – Hiển Thị.


V – Giới Hạn – Hướng Phát Triển Của Đề Tài:

- Do sữ dụng IC số để đếm sản phẩm nên mạch chỉ đếm số sảm phẩmkhông nhiều, mạch thi công qua nhiều công đoạn có thể dẽ bị hư, khóđáp ứng tốt trong linh vực sản xuất công nghiệp trong các công ty cóbăng chuyền lớn, khi thay đổi số sản phẩm trong 1 khoảng nào đó ta cóthể thay đổi điểm kết nối IC đếm.

- Để đề tài có tính ứng dụng nhiều hơn trong thực tế , ta có thể phát triểnđề tài ở các điểm sau:

Thay thế mạch thu – phát bằng cảm biến quang, một cảm biến từ đểtăng độ chính xác.

Mở rộng phạm vi đếm sản phẩm.

Dùng các cổng logic cơ bản để làm bộ đặt số.

Thay thế IC đếm bằng counter của 1 số Vi Điều Kiển (sử dụng VDK )


CHƯƠNG II: Sơ Đồ Khối & Các Linh Kiện có liên quan

- Phần I sơ đồ khối toàn mạch:

��

��

��

��

��

Sơ Đồ Khối Toàn Mạch


- Nhiệm vụ từng khối:

1- Khối Nguồn:

- Khối nguồn cung cấp diện áp 5V cho toàn mạch, có vai trò quan trọng.Nếu Điện áp và dòng điện không ổn định sẽ gây ảnh hưởng cho tất cảcác IC trong mạch.

2- Khối thu phát:

- Có chức năng như một bộ cảm biến , khi phát hiện sự xuất hiện của sảnphẩm sẽ tạo ra xung đếm đưa đến khối tạo xung chuẩn.

3- Khối tạo xung chuẩn:

- Từ xung nhận được của khối thu – phát tạo ra xung vuông cung cấp chokhối.

4- Khối đếm:

- Có chức năng đếm số lượng xung (số sản phẩm đi qua) nhận được từkhối xung chuẩn.

5- Khối giải mã:

- Giãi mã dữ liệu nhận được từ khối đếm là số BCD, sau đó xuất mã 7đoạn tương ứng ở ngõ ra đưa đến khối hiên thị.

6- Khối Hiển thị:

- Hiển thị số sản phẩm được đếm ra led 7 đoạn.


Phần II: Giới thiệu các linh kiện trong mạch.

I – LED PHÁT:

1 – Cấu tạo và ký hiệu:

Diode phát quang là 1 trong những linh kiện bán dẫn thuộc nhóm điệnquang, biến đổi năng lượng ánh sáng, gồm có một chuyển tiếp P-N.

Các Diode phát quang được chế tạo không phải trên cơ sỡ Si hay Genhư đa số các chất bán dẫn khác mà được chế tạo trên cơ sở Átentic –Phosphist – Gali

Các Diode phát quang này phát sáng khi có dòng điện thuận chạy quanó. Miền phổ bức xạ diode có giới hạn tương đối hẹp, vị trí của miền nàyphụ thuộc vào vật liệu bán dẫn được sử dụng.

P

N

�� ! ��"� #$% ��

2- Nguyên lý làm việc:

* Khi chuyển tiếp P-N phân cực thuận, sẽ có hiện tượng phun hạt dẫn ở mứccao (lổ trống từ P ++ phun sang N ++ Phun sang P++ ) và kèm theo đó làhiện tượng tái hợp bức xạ làm phát ra ánh sáng.


* Hiện tượng hợp bức xạ là hiện tượng giải phóng ra các hạt phôt khi có sựtái hợp trực tiếp giữa điện từ và lỗ trống.

Một số diode phát quang trên thị trường:

+ Diode GaAs cho ánh sáng hồng ngoại mà mắt thường không nhìn thấyđược

+ Diode AsP cho ánh sáng khá kiến, ki thay đổi hàn lượng photpho, diodecho ra ánh sáng có màu đỏ,cam, vàng.

+ Diode GaP cho ánh sáng màu vàng hoặc màu xanh.

II – LED Thu:1- Cấu tạo và ký hiệu:

- Ứng dụng hiệu ứng quang áp, người ta tạo ra diode quangg, đó là 1chuyển tiếp P-N có cấu trúc sao cho ánh sáng dễ dàng chiesu trục tiếplên bề mặt phiến bán dẫn.

2- Nguyên lý làm việc:

-Khi làm việc, diode quang được phân cực nghịch nhờ nguồn điện áp Vccvà do đó có một dòng điện ngược ban đầu Io rất nhỏ. Khi được ánh sángchiếu vào có thêm dòng điện tạo bởi các hạt dẫn sản sinh nhờ nănglượng proton và chạy cùng chiều với dòng điện ngược. Vì vậy dòng điệntổng chạy qua tải có trị số tăng lên theo cường độ ánh sáng chiếu vào.

* Một số loại photodiode trên thị trường:+ Diode quang PN+ Diode quang PIN


VCC_CIRCLE VCC_CIRCLE

CATHOT CHUNG ANOT CHUNG

N

p

Cấu tạo và kí hiệu Led Thu

III - Giới Thiệu LED 7 đoạn:

Cấu tạo Led 7 thanh gồm có 7 điot phát quang (LED) ghép nối với nhauchung Anot hoặc chung Catot


IV - Giới Thiệu IC 74LS90:- Có chứa 4 bộ Trigger JK,IC này cókhả năng chia 2, chia5, chia10xung clock đầu vào để lập nênmã BCD cho ngõ ra

Chức năng các chân của IC 7490:Chân 1: đầu vàoClock của bộ chia 5Chân 2 và chân 3: lối vào Reset của các bộ TriggerChân 5: Nối tới cực âm của nguồnChân 6,7: Hai lối vào Set của các trigger.Khi hai lối vào này ở mức cao thì

các lối ra QAvà QD lên cao, các lối ra QB,QC ở mức thấp, tươngứng với số 9 trong mã thập phân

Chân 12,9,8,11: tương ứng với các đầu ra QA,QB,QC,QDChân 14: lốiClock của bộ đếm chia 2Chân 10: Nối tới cực dương của nguồn

IC được thiết kế với hai tầngđầu vào, với hai đường cấpxung riêng rẽTầng thứ nhất có 1 FF trigerTầng thứ hai có 3 FF trigger

Bảng trạng thái của IC:


U1

7490

CLKA14

CLKB1 QA 12

QB 9

QC 8

QD 11R012

R023

R916

R927

clock outputoutputoutputoutput

v cc

U1

7490

CLKA14

CLKB1 QA 12

QB 9

QC 8

QD 11R012

R023

R916

R927

clockoutputoutputoutputoutput

v cc

U1

7490

CLKA14

CLKB1 QA 12

QB 9

QC 8

QD 11R012

R023

R916

R927

clock outputoutputoutputoutput

v cc

Reset / input OutputMR1 MR2 MS1 MS2 Q0 Q1 Q2 Q3H H L x L L L LH H x L L L L Lx x H H H L L HL x L x Countingx L x L Countingx L L x CountingL x x L Counting

Trong đó H: mức caoL: mức thấpX: không xác định

Để thực hiện chia 2, ta đưa xung clock tới chân 14 của ICKhi này, chỉ có chân QA được lấy tín hiệu ra, các chân còn lại bỏ ngỏ

Để chia 5, xung clock sẽ được cấp vào chân 1 của IC


Để chia 10, xung clock sẽ được cấp vào chân 14 của IC. Như ta thấy, ICgồm có hai khối FF độc lập, ta phải ghép nối hai khối FF độc lập bên trongIC để tạo thành khối FF duy nhất gồm có 4 Flip-Flop. Tương ứng với nó,chân QA phải được nối với chân ClockB của IC

Các đầu ra QA,QB,QC,QD để lấy tín hiệu mã BCD 8421 đưa tới các IC giảimã BCD

Trong bài tập này, em chỉ sử dụng IC để ghép nối để tạo ra bộ chia 10

xung vào

Thiết kế mạch đếm BCD

bộ chia 107490

bộ chia 107490

đến tầng giảimã led 7 thanh

đến tầng giảimã led 7 thanh


U2

7447

D07

D11

D22

D36

BI/RBO 4RBI5 LT3

A 13

B 12

C 11

D 10

E 9

F 15

G 14

U1

7490

CLKA14

CLKB1 QA 12

QB 9

QC 8

QD 11R012

R023

R916

R927

U2

7490

CLKA14

CLKB1 QA 12

QB 9

QC 8

QD 11R012

R023

R916

R927

Q0Q1Q2Q3

Q4Q5Q6Q7

clock

Để tạo bộ đếm 100, ta cần hai bộ chia 10 ghép nối với nhau. Ta coi như đólà các bộ Trigger ghép nối với nhau, như vậy đầu ra của tằng thứ nhất sẽ làđầu vào của tầng thứ hai. Đầu ra trọng số cao Q3 của IC thứ nhất khi đếmlên 9, sẽ chuyển trạng thái về 0,kích cho IC thứ hai tăng 1 giá trị, cứ nhưvậy khi chúng đạt 100 giá trị, cả hai sẽ cùng về trạng thái ban đầu, bắt đầutừ 00

KHỐI HIỂN THỊIC 74hc47

Các IC hỗ trợ giảimã led 7 thanh như CD4511, 74HC47, 74HC48Trong bài tập này ta dùng IC 7447 để giải mãnhư là một bộ hiển thị kết quả

Trạng thái các đầu vào ứng với các đầu ra được cho trong bảng dưới đây


Ngõ vào Ngõ ra của IC 7447

D3 D2 D1 D0 A B C D E F G0 0 0 0 X X X X X X0 0 0 1 X X0 0 1 0 X X X X X0 0 1 1 X X X X X0 1 0 0 X X X X0 1 0 1 X X X X X0 1 1 0 X X X X X X0 1 1 1 X X X1 0 0 0 X X X X X X X1 0 0 1 X X X X X X

X = LOW Khoảng trống = HIGH

Các chân 1,2,6,7: các ngõ vào của tín hiệu BCD

Chân số 3 Lamptest: dùng để kiểm tra các thanh đoạn của LED 7 thanhcũng như các ngõ ra của IC

Chân số 4 Blank out: Chân cho phép đầu ra

Chân số 5 Blank in : chân cho phép loại bỏ số 0 không mong muốn ở các bộhiển thị

Chân 9,10,11,12,13,14,15: các ngõ ra nối với led 7 thanh

Chân số 8 và 16 cung cấp nguồn cho IC


V Cấu trúc của 1 OP- AMP:

Một Op-Amp gồm có 3 tần riêng biệt:

+ Tầng khuếch đại vi sai ngõ vào: Khuếch đại sai lệch đưa 2 tín hiệuvào op-amp

+ Tâng dời mức: có chức năng dich mức điện áp DC tại cực C của tầnkhuếch đại vi sai xuống mức điệc áp thấp để ngõ ra của op-amp có mứcđiện áp 0v khi ngõ vào Vin = 0Vdc

+ Tầng lấy tín hiệu ra: có nhiệm vụ khếch đại dòng, có tổng trở ngõ ranhỏ, có khả năng cho tín hiệu AC ra lớn vãn không bị méo.

Hoạt Động:

-OP-Amp có 2 vùng làm việc Khuếch đại và Bão hòa

a – Vùng Khuếch Đại:

- Trong chế độ này OP-amp thường làm việc ở cấu hình hồi tiếp âm: tínhiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu ngõ vào vì vậy làm hgiarm tín hiệungõ vào của mạch.


b- Vùng bão hòa:

- Trong chế độ này op-amp làm việc ở cấu hình hồi tiếp dương tức là tínhiệu hồi tiếp cùng pha với tín hiệu ngõ vào vì vậy làm tăng tín hiệu ngõvào của mạch. Ở cấu hình vòng hở op-amp sẽ làm việc với hệ số khuếchđại vòng hở và hệ số này rất lớn nên chỉ cần sự chêch lệch rất nhỏ củahai tín hiệu ngõ vào thì ngõ ra sẽ rơi vào vùng bão hòa, tức là ngõ ra chỉcó thể ở một trong hai trạbg thái bão hòa dương (+ Vcc) hoặc bão hòaâm (- Vcc).

��&' � ((( : Giải Thích Hoạt Động của Mạch

I Sơ đồ nguồn cho toàn mạch:

A Đặc tính:

- Bộ nguồn cung cấp điện cho toàn mach hoạt động- Chức năng: ổn địng điện áp làm việc, dùng làm nguồn cung cấp cho toànmạch

B Nguyên tắc Hoạt động:

- Cuộn thứ cấp có điện áp ra là 12 V, cho qua diode chinh lưu rồi qua tụ lọcđể nắn điện áp và cuối cùng cho qua IC LM7805 để lấy ra điên áp V (Dc)ổn định.

II Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch om-amp và mạch đếm:

- Đặt léd thu và led phát hồng ngoại đối diện nhau. Khi không có sảnphẩm di qua giưa 2 led thu và phát thì led thu sẽ không nhận được ánhsáng hồng ngoại từ led phát làm điện trở của led thu giảm mạnh.

- Lúc này điện trở ngõ vào của Om-amp bằng với điện áp rơi trên điện trởR2 và gần bằng và gần điện áp nguồn Vcc cho nên V- > V+ như vậytransitor Q1 ko dẫn.Do đó tại cực C của transitor có mức đien áp bằngvới Vcc (mức logic 1).

- Khi có sản phẩm qua giữa 2 led thu và phát, led thu bị che khuất nên nókhông nhận đc ánh sáng hồng ngoại. Lúc này điện trở thu rất lớn làm nóngưng dẫn nên điện áp tại V- = 0v , vì V-< V+ ngỏ ra của Transitor có


đien áp = V+. Điện áp Vbe của Transitor lúc này bằng 1 mấy transitordẫn bão hòa. Điện áp cực C lúc này bằng Vce sat rất bé.

- Như vậy thì khi có 1 sản phẩm qua cảm biến thì cảm biến sẽ tạo ra 1xung, và xung này được đưa tới làm xung cho bộ đếm.

- Xung đứ vào bộ đếm 74ls90 qua bộ giải mã Hiển thị qua Led 7đoạn.

- Khi chứa có sản phẩm đi qua, khối thu – phát không tạo ra xung đẻ đưađến khối đếm

- Khi có sản phẩm đi qua, khối thu- phát tạo ra xung clock đưa đến chânIC đếm thứ I – IC bắt đầu đếm ( hàng đơn vị)

- Khi IC I đếm xong 1 chu kỳ tư 0->9 thì sẽ tạo 1 xung clock đưa đến chânIC II -> IC này bắt đầu đếm( hàng chục).

��&' � () �� * � �+�

I Các bước thực hiện:

- Vẽ Mạch nguyên lí trong phần mềm , để mô phỏng nguyen tắc hoạt độngcủa mạch.

- Sắp sếp bố trí linh kiên.

- Chuyển mạch nguyên lý sang mạch in.

- Thi công mạch.

- Hàn linh kiện.

- Kiểm tra Hoạt động của mạch.


II Sơ Đồ mạch nguyên lý:


III Sơ đồ bố trí linh kiện:


IV Sơ đồ Mạch In:


) �� #�, �� -�"� ��.� ��/ 01 %2 �3- a. Kết Luận:

+ Qua các bước giới thiệu, thiết kế, đề tài của em xin được phép dừng lại ởđây. Trong quán trình nghiên cứu, thiết kế em đã vận dụng những kiến thứcchuyên môn., nhằm hoàn thành yêu cầu đặt ra. Qua đó em được dịp cũngcố lại kiến thức cơ bản chuyên nghành. Trên cơ sơ đó chúng em có thểđánh giá lại những gì mình có đc sau khi học.

- b. Tài liệu:

+ Mạch số: PGS_TS Nguyễn Hữu Phương

+ Điện tử CB1: Lương Thị Bích Ngà

+Điện Tủ CB2: Nguyễn Đình PhúLương thị Bích Ngà

+ Các phần mềm vẽ mạch và mô phỏng.


45 �(67 89� ): �:7 �;7�<=>�� ;( �?� @= ��;� �A ��BC�

��3�D ��E �(��

��7F �(G� H �(G� �I

�D 6� �J� �?�

�K ��L

�;�� M� @N� ��O� 8P�� #Q8 �D��7;(

�)�8L ��RS ��ST �U � ��V@)�� L ��ST #W+ �X+ YZY[\Y\]

��ST �X+ �^� � YZ[Y\Y[_

�`3�� a �� Ybc]YYd

Documents

TRANG NHẬN XÉT & LỜI CÁM ƠNi.vietnamdoc.net/data/.../29/mach-dem-san-pham-dung... · 5 " 1 8 9 : ,; < = ,> ? ,@ 1 $ \ g g 6 2 -9& / 4 /0 =) 6 C = ! " . F G ,@ E 1 $ %&