Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG II – TỔNG QUAN LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

CHƯƠNG II – TỔNG QUAN LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



- CMOS chống nhiễu tốt .

- Khoảng nhiệt độ làm việc : Thương mại

Quân sự



: -40 C đến 85 C .

: -55 C đến 125 C .



- DC fanout > 50 .

a) Điện áp .

CMOS có thể hoạt động từ 3V đến 5V . Tuy nhiên với điện áp nhỏ hơn 4,5V thì thời gian trễ

sẽ gia tăng (vận tốc làm việc sẽ chậm lại), tổng trở ra cũng cao hơn và đồng thời tính chống

nhiễu cũng giảm . Với những điện áp lớn hơn 15V cũng có những bất lợi :

- Cơng suất tiêu tán lúc CMOS hoạt động tăng cao .

- Với những xung nhiễu từ nguồn vượt quá điện áp đánh thủng (20V), tạo ra hiệu ứng SCRlatch-up và làm hỏng IC nếu dòng khơng được hạn chế từ bên ngồi .

Điện áp càng cao thì CMOS hoạt động càng nhanh . Thời gian trể gia tăng với nhiệt độ và tải

điện dung .

b) Tính miễn nhiễu .

CMOS chống nhiễu rất tốt . Với điện áp 5V, CMOS vẫn hoạt động bình thường với sự mất

ổn định của điện áp cấp hay điện áp nhiễu đến 1V .

CMOS thường được sử dụng trong các mạch điện của các thiết bị công nghiệp phải hoạt động

trong một môi trường đấy nhiễu và điện từ .

c) Giao tiếp với TTL .

Với điện áp 5V CMOS có thể giao tiếp thẳng với TTL (là CMOS thúc TTL) . Tổng trở về của

CMOS rất lớn, TTL có thể tải vơ số cổng CMOS mà khơng làm mất fanout ở trạng thái thấp .

d) Điện dung ngõ ra – vào .

Điện dung ngõ ra vào của CMOS từ 1,5 pC đến 5 pC và điện dung ngõ ra từ 3 pC đến 7 pC .

e) Những chú ý cần thiết khi thiết kế với CMOS .

- Tất cả các chân ngõ vào không dùng nên nối đất hoắc với điện áp cấp .

- Những tín hiệu vào thay đổi mức logic quá chậm sẽ làm cho IC CMOS dao động và IC bị

trigger nhiều lần . Điện áp cấp cho IC ổn áp kém và không sạch sẽ dễ đưa đến trường hợp này

vì điện áp ngưỡng của IC phụ thuộc vào điện áp cấp . Với các xung đồng bộ có thời gian lên

chậm IC CMOS cũng thường hiểu sai .

- CMOS cùng loại có đặc trưng kỹ thuật khác nhau .

- Dòng ra của CMOS loại A cho toàn dải nhiệt độ làm việc đủ để thúc cổng LS-TTL .

2.1.2. IC CMOS PT2248 .



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 18

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Hình 2.1.2.1 – Hình ảnh thực tế của IC CMOS PT2248

IC CMOS PT2248 là IC dùng để mã hóa và phát tín hiệu hồng ngoại có các đặc tính cơ bản

như sau :

- Được sản xuất theo công nghệ CMOS .

- Tiêu thụ công suất thấp .

- Vùng điện áp hoạt động: 2.2V-5V .

- Sử dụng được nhiều phím .

- Ít thành phần ngồi .

Ứng dụng:

- Bộ phát hồng ngoại dùng trong các thiết bị điện tử như: Television, Video Cassette Recode .

* Chức năng các chân của IC PT2248 .

Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện .

Chân 2 và 3(X và XT) : là hai đầu để nối với thạch anh 455 kHz bên ngoài cho bộ tạo dao

động bên trong IC .

Chân 4 – 9 (K1 - K6): là đầu của tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, các chân từ K1 đến K6 kết

hợp với các chân 10 đến 12 (T1 – T3) để tạo thành ma trận 18 phím .

Chân 13 ( CODE ): là chân mã số dùng để kết hợp với các chân T1-T3 để tạo ra tổ hợp mã hệ

thống giữa phần phát và phần thu .

Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát, khi khơng sử dụng có thể bỏ

trống .

Chân 15 ( TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM .

Chân 16 ( Vcc): là chân cấp nguồn dương .

Bên dưới là hình ảnh về sơ đồ chân và sơ đồ khối chức năng của IC CMOS PT 2248 .



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 19

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Hình 2.1.2.2 – Sơ đồ chân và sơ đồ khối chức năng của IC CMOS PT2248

* Phân tích sơ đồ khối của PT2248 .

Bộ tạo dao động và bộ phân tần: Để có thể phát được đi xa, ta cần có xung có tần số 38 kHz ở

nơi nhận, nhưng trên thị trường khó tìm được bộ dao động đúng tần số đó nên ta chọn tần số



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 20

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



của thạch anh là 455Khz cho bộ tạo dao động, tần số sẽ được đưa qua bộ phân tần để chia nó

ra thành 12 lần và đạt được tần số xấp xỉ 38 kHz (chính xác thì là 37,75 kHz ) .

Mạch điện phím vào: Có tổng cộng 18 phím được nối tới các chân K1-K6 và 3 chân T1-T3

để tạo ra ma trận bàn phím (6x3) .



Hình 3.1.3 – Mạch điện phím vào tiêu chuẩn của IC CMOS PT2248

- Phím 1 – 6: là những phím cho ra tín hiệu liên tục khi ấn giữ.

- Phím 7 – 18: là những phím cho ra những tín hiệu khơng liên tục. Tín hiệu sẽ bị mất ngay

khi nhấn vào cho dù có giữ phím.

Mạch hoạt động tín hiệu thời gian - Mạch phát sinh tín hiệu:

- Lệnh truyền: gồm một từ lệnh được tạo bởi 3 bit mã người dùng, 1 bit mã liên tục, 2 bit mã

không liên tục và 6 bit mã ngõ vào. Vậy, nó có 12 bit mã.Trong đó, 3 bit mã người dùng được

tạo như sau: Dữ liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu 1 diode được nối giữa chân CODE

và chân Tn (n = 1-3); và là “0” khi khơng nối diode. Vì IC thu PT2249A, chỉ có 2 bit mã

(CODE 2, CODE 3), nên chân T1 của PT2249A sẽ luôn ở mức “1”.



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 21

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Hình 2.1.2.3 – 12 bit mã của của IC CMOS PT2248

C1,C2,C3 : mã người dùng

H:

mã tín hiệu liên tục

S1,S2 :

mã tín hiệu khơng liên tục

D1- D6 :

mã ngõ vào

Dạng sóng truyền :



Hình 2.1.2.4 – Dạng sóng truyền của IC CMOS PT2248

Một chuỗi mã gồm 12 bit sẽ có chiều dài 48a . Thời gian của bit “a” phụ thuộc vào tần số dao

động và được tính bởi cơng thức: a = * 192

Tín hiệu khơng liên tục :



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 22

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Hình 2.1.2.5 – Tín hiệu khơng liên tục

Khi nhấn bất kỳ 1 phím khơng liên tục, tín hiệu khơng liên tục chỉ truyền 2 từ lệnh đến ngõ

ra.

Tín hiệu liên tục :



Hình 2.1.2.6 – Tín hiệu liên tục

Khi nhấn bất kỳ một phím liên tục , tín hiệu liên tục sẽ lặp lại chu kỳ sau khi truyền 2 từ lệnh

và thời gian dừng cho đến khi phím khơng được nhấn nữa .

Các thơng tin chi tiết về IC PT2248 có thể xem trong phần Datasheet ở cuối cuốn thuyết

minh .

2.1.3. IC CMOS PT2249A .

IC CMOS PT2249A là IC dùng để thu và giải mã tín hiệu hồng ngoại có các đặc tính cơ bản

như sau :

- Tiêu tán công suất thấp .

- Khả năng chống nhiễu rất cao .

- Nhận được đồng thời 5 chức năng từ IC phát PT2249A .

- Cung cấp bộ tạo dao động RC .

- Bộ lọc số và Bộ kiểm tra mã ngăn ngừa sự tác động từ những nguồn sáng khác nhau như

đèn PL . Do đó không ảnh hưởng đến độ nhạy của mắt thu .

* Chức năng các chân của IC CMOS PT2249A :

Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.

Chân 2 (R) : là đầu vào tín hiệu thu.

Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 23

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Các chân 3 – 7 (H1 - H5) : là đầu ra tín hiệu liên tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với

đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ ln duy trì ở mức logic “1”.

Các chân 8 – 12 (S5 – S1): là đầu ra tín hiệu khơng liên tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương

ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1” trong khoảng thời gian là 107ms.

Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và

phần thu. Mã số của hai chân này phải giống tổ hợp mã hệ thống của phần phát thì mới thu

được tín hiệu.

Chân 15 (OSC): dùng để nối với tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao động cho mạch.

Chân 16 (Vcc): là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp .



Hình 2.1.3.1 – Sơ đồ chân của IC CMOS PT2249A

* Sơ đồ khối chức năng của IC CMOS PT2249A .



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 24

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Hình 2.1.3.2 - Sơ đồ khối chức năng của IC CMOS PT2249A

Giải thích sơ đồ khối :

Sau khi IC phát PT2248 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ được mắt thu tiếp nhận rồi đưa

nó đến chân RXin. Chân RXin có nhiệm vụ sẽ chỉnh lại dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn.

Sau đó, tín hiệu được đưa tới bộ lọc số. Bộ lọc số có nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến

thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên được lưu vào thanh ghi 12 bit. Tiếp đến, dữ liệu thứ hai sẽ được

nạp vào thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của nó khớp với

mã của phần phát. Trường hợp mã của dữ liệu không khớp với mã của phần phát thì quá trình

sẽ được lặp lại.

* Lưu ý về việc phối hợp mã người dùng của IC CMOS PT2248 và IC CMOS PT2249A.



Chân CODE nối từ tụ điện đến Vss là “1”, trực tiếp nối Vss là “0” .

Hình ảnh thực tế của IC CMOS PT2249A .



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 25

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Hình 2.1.3.3 - Hình ảnh thực tế của IC CMOS PT2249A

Các thơng tin chi tiết về IC PT2249A có thể xem trong phần Datasheet ở cuối cuốn thuyết

minh .



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 26

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



2.2. LED phát hồng ngoại và mắt nhận hồng ngoại PC 1838B .

2.2.1. LED phát hồng ngoại .

Khi một điện tử từ dải dẫn điện rớt xuống dải hố trị thí sẽ phát ra một năng lượng : E=h.f .

Khi phân cực thuận một nối P-N, điện tử tự do từ vùng N xuyên qua vùng P và tái hợp với lỗ

trống (về phương diện năng lượng ta nói các điện tử trong dải dẫn điện – có năng lượng cao –

rơi xuống dải hố trị - có năng lượng thấp – và kết hợp với lỗ trống), khi tái hợp thì sinh ra

năng lượng .

Đối với diode Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhiệt . Nhưng đối với diode cấu tạo

bằng GaAs (Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng ngoại (không thấy được)

dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa… . Với GaAsP (Gallium Arsenide phosphor)

năng lượng phát ra là ánh sáng vàng hay đỏ. Với GaP (Gallium phosphor), năng lượng ánh

sáng phát ra màu vàng hoặc xanh lá cây. Các Led phát ra ánh sáng thấy được dùng để làm

đèn báo, trang trí… . Phần ngồi của LED có một thấu kính để tập trung ánh sáng phát ra

ngồi .



Hình 2.2.1.1 – Hình dạng thực tế-phân cực và cấu tạo của LED phát hồng ngoại

Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED . Tuỳ theo mức năng lượng giải phóng

cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau sẽ quyết định màu sắc của LED .

Thơng thường, LED có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5

– 2,8V tuỳ theo màu sắc phát ra : màu đỏ là từ 1,4V đến 1,8V, vàng là từ 2V đến 2,5V, còn

màu xanh lá cây là từ 2V đến 2,8V . Dòng điện qua LED thường chỉ cần khoảng vài mA.



2.2.2. Mắt nhận hồng ngoại PC 1838B .

Với module mắt thu trên thị trường có 2 loại module mắt thu tín hiều hồng ngoại : Một loại

vỏ sắt và một loại vỏ bằng nhựa .

Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 27

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Đồ án môn học : Thiết kế và chế tạo mạch

Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển tốc độ quạt từ xa



Khoa Điện – Điện tử



Theo em được biết dùng loại module vỏ sắt chống nhiễu bên ngoài tốt hơn loại vỏ nhựa . Nên

em dự định sử dụng mắt nhận hồng ngoại vỏ sắt có tên là PC 1838B .



Hình ảnh thực tế



Cấu tạo chân



Hình 2.2.2.1 – Hình ảnh thực tế và cấu tạo chân của PC 1838B

* Sơ đồ khối của PC 1838B :



Hình 2.2.2.2 – Sơ đồ khối của PC 1838B

Giải thích sơ đồ khối:

Tín hiệu hồng ngoại từ nguồn phát qua bộ truyền đến mạch thu được led hồng ngoại nhận rồi

đưa qua ba tầng khuếch đại. Sau đó tín hiệu này được qua mạch lọc băng thơng (Band Pass

Filter) để chọn dãy băng thơng thích hợp.ở ngõ ra tín hiệu này được qua mạch khuếch đại

(AGC) để tăng độ khuếch đại nếu cần thiết.xung này được qua mach so sánh và phân tích

truớc khi vào mạch Schmitt Trigger.

Mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh có phản hồi như hình sau:



Giáo viên hướng dẫn : Chu Thị Thanh Thơ

Trang : 28

Sinh viên thực hiện : Lê Đức Trường – Trần Quang Hải



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG II – TỔNG QUAN LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×