Luận Văn Tìm hiểu về ánh sáng hồng ngoại và ứng dụng vào điều khiển nguồn cho các thiết bị điện

PHẦN MỞ ĐẦU

1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Với tốc độ phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp hiện đại như công nghệ thông tin, công nghệ truyền thông, cơ khí, động lực trong thời gian qua không thể tách rời với ngành điện tử. Ngành điện tử đóng vai trò rất quan trọng, nó đã xâm nhập vào cuộc sống con người khá sớm từ những thiết bị đơn giản như đèn chiếu sáng, radio, , đến những máy móc phức tạp và ứng dụng công nghệ cao như hệ thống camera, robot Tất cả điều được ứng dụng rộng rãi và góp phần hiệu quả vào công việc giải phóng sức lao động của con người đưa con người hướng tới một thế giới công nghệ mới ngày càng hiện đại và tinh vi hơn.
Trong sinh hoạt hằng ngày của con người như những trò chơi giải trí (robot, xe điều khiển từ xa ) cho đến những ứng dụng gần gủi với chúng ta cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất. Điều khiển từ xa đã thâm nhập vào vấn đề này do đó cho ra đời những loại tivi điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD, đến quạt bàn tất cả đều có thể được điều khiển từ xa. Điều khiển từ xa là việc điều khiển mô hình, thiết bị ở một khoảng cách nào đó mà người dùng không nhất thiết phải đến nơi đặt hệ thống. Thế giới ngày càng phát triển việc ứng dụng các thiết bị điều khiển tự động ngày càng được con người sử dụng trong đó có quá trình thu phát bằng hồng ngoại nó có độ chính xác và nhanh chóng trong quá trình điều khiển từ xa.
Xuất phát từ những ý tưởng trên nên tôi đã chọn đề tài “Tìm hiểu về ánh sáng hồng ngoại và ứng dụng vào điều khiển nguồn cho các thiết bị điện”. Với kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên có thể quyển luận văn chưa được hoàn chỉnh lắm và còn nhiều thiếu sót.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Việc sử dụng các thiết bị điều khiển ngày nay trở nên khá phổ biến với tất cả mọi người, đặc biệt là điều khiển bằng hồng ngoại. Vì vậy chúng ta cần nghiên cứu về ánh sáng hồng ngoại, các linh kiện hồng ngoại và nguyên lý hoạt động thu phát hồng ngoại để hiểu rõ cách thức hoạt động và đồng thời có thể tự thiết kế và thi công một mạch điều khiển từ xa bằng hồng ngoại để phục vụ trong gia đình hay đời sống.
Tìm hiểu những phần mềm chuyên dụng để thiết kế mạch lý thuyết và mạch in để có thể thiết kế mạch theo yêu cầu đặt ra.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Sưu tầm, tổng hợp những tài liệu có liên quan đến các đối tượng nghiên cứu của đề tài.
Tìm kiếm những thông tin về ánh sáng hồng ngoại và các các linh kiện cần thiết cho việc thiết kế và thi công mạch điều khiển.
Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của thu phát hồng ngoại, chọn mạch nguyên lý đơn giản và có thể thực hiện được yêu cầu đặt ra để tiến hành vẽ mạch in, lắp ráp các linh kiện, chạy thử nghiệm và khắc phục các lỗi nếu có.
Hoàn chỉnh đề tài.
5. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
Nhận đề tài.
Viết đề cương nộp cho giáo viên hướng dẫn.
Tìm hiểu về nguyên lý thu và phát hồng ngoại.
Tìm hiểu về các phần mềm chuyên dụng để thiết kế mạch điện.
Tiến hành vẽ mạch và lắp ráp mạch.
Hoàn thiện luận văn.
Báo cáo luận văn.


MỤC LỤC
A. PHẦN MỞ ĐẦU 7
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 7
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 7
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 8
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8
5. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH 8
B. PHẦN NỘI DUNG 9
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỒNG NGOẠI 9
1. KHÁI NIỆM HỒNG NGOẠI 9
2. SỰ TÌM RA VÀ MỘT VÀI ỨNG DỤNG TỪ HỒNG NGOẠI. 9
2.1 Sự tìm ra hồng ngoại 9
2.2 Một vài ứng dụng từ hồng ngoại 10
3. ƯU – NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI 10
3.1 Ưu điểm 10
3.2 Khuyết điểm 11
4. SO SÁNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỒNG NGOẠI VỚI ĐIỀU KHIỂN BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN (RF). 11
CHƯƠNG II: MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI 12
1. GIỚI THIỆU 12
2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 12
2.1 Hệ thống điều khiển từ xa 12
2.2 Kết cấu tin tức 12
2.3 Kết cấu của hệ thống 13
3. CÁC PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA TRONG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 13
4. ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI 14
4.1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại 14
4.1.1 Sơ đồ khối phát hồng ngoại 14
4.1.2 Sơ đồ khối máy thu 15
5. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN 16
5.1 Cặp IC thu và phát tính hiều hồng ngoại BL9148 và BL9149 16
5.1.1 IC BL9148 16
5.1.2 IC BL9149 20
5.2 Led phát quang – led phát hồng ngoại 24
5.3 Bộ thu hồng ngoại 24
5.4 IC HEF4013 26
5.5 Một số linh kiện khác: 27
5.5.1 IC KA7805 27
5.5.2 Relay 28
5.5.3 Transistor 29
6. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 32
6.1 Mạch phát 32
6.2 Mạch thu 35
6.3 Sơ đồ mạch in 38
CHƯƠNG III: CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ 39
1. PHẦN MỀM HỖ TRỢ VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 39
2. PHẦN MỀM HỔ TRỢ VẼ MẠCH IN 47
C. PHẦN TỔNG KẾT 54
1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 54
2. HẠN CHẾ 55
3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 55
PHỤ LỤC 57
1. CÔNG NGHỆ CMOS 57
1.1 Tổng quan IC LOGIC CMOS 57
1.1.1 Khái niệm: 57
1.1.2 Một số đặc tính quan trọng 57
2. MẠCH ĐIỀU KHIỂN MỘT KÊNH 58
3. MẠCH PHÁT VÀ NHẬN TÍN HIỆU ÂM THANH BẰNG HỒNG NGOẠI 60
4. MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RADIO (RF) 61
4.1 Giới thiệu mạch RF 61
4.2 Ưu điểm và nhược điểm so với điều khiển bằng hồng ngoại 62
Ưu điểm 62
4.3 Giới thiệu cặp IC PT2262/PT2272 62
4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch phát và mạch thu RF 64
4.4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch phát RF 64
4.4.2 Sơ đồ nguyên lý mạch thu RF 64
4.4.3 Một vài mạch điều khiển từ xa được thiết kế từ mạch RF 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67