Tài liệu Www.tinhgiac.com damh1_09701040_nguyen_huu_phuoc_dem_san_pham_3864

Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC  1.Tên đề tài: THIẾT KẾ MẠCH ĐIẾM SẢN PHẨM 2. Các số liệu ban đầu: Đếm sản phẩm và hiện thị led 7 đoạn . Đặt trước số đếm bằng nut nhấn và dừng khi số sản phẩm bằng số đặt trước. 3. Nội dung các phần thuyết minh: Khảo sát các loại vi mạch sử dụng trong đề tài gồm sơ đồ chân, sơ đồ logic, bảng trạng thái, các đặt tính điện. Các loại led 7 đoạn. Thiết kế sơ đồ khối, chức năng các khối. Vẽ sơ đồ mạch in, thi công lắp ráp, kiểm tra và chạy thực. Thực hiện việt chống nhiễu và điều chỉnh độ nhạy cho cảm biến. Thực hiện việt cấp xung bằng nut nhấn. 5. Giáo viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN ĐÌNH PHU. 6. Ngày giao nhiệm vụ: 25-9-2011. 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 08-1-2012. Ngày …… tháng ……. năm 2011 Giáo viên hướng dẫn GVC.THS.NGUYỄN ĐÌNH PHÚ Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 1 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu LỜI CẢM ƠN  Sau khoảng thời gian 4 tháng, với sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy Th.S. Nguyễn Đình Phú, ngày hôm nay, đề tài tốt nghiệp của em đã hoàn thành xong. Để đạt được kết quả như hôm nay, ngoài sự chăm chỉ và miệt mài của bản thân em, em không thể nào không nhắc đến công lao đã vạch ra hướng đi cho đề tài và hướng dẫn từng yêu cầu của đề tài mà thầy Th.S. Nguyễn Đình Phú đã truyền đạt cho em những khiến thức hiết sức bổ ích và những ứng dụng thực tế . Thầy Th.S. Nguyễn Đình Phú ân cần chỉ bảo tận tình . Giải thich cho em nhưng chổ em con chưa hiểu Cũng vì lý do trên, thông qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất của em đến giáo viên hướng dẫn của em là thầy Th.S. Nguyễn Đình Phú, người đã có công lao rất lớn trong kết quả của đề tài của em ngày hôm nay. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ……………………… Giáo viên hướng dẫn Th.S NGUYỄN ĐÌNH PHÚ Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 2 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LINH KIỆN, THIẾT KẾ MẠCH........7 I. Khảo sát IC 74192.............................................................................7 II. Khảo sát IC 7485..............................................................................7 III. Khảo sát IC 7414.............................................................................8 IV. Khảo sát IC 7408.............................................................................9 V. Khảo sát IC 741...............................................................................9 V I .Khảo sát IC 74247........................................................................10 VII .Khảo sát led 7 đoạn......................................................................11 V III .Khảo sát điện trở........................................................................13 I X . Khảo sát tụ..................................................................................13 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỒI, SƠ ĐÒ MẠCH....................15 I. Khảo sát khối tạo xung.....................................................................15 II. Khảo sát khối so sánh.....................................................................16 III. Khảo sát khối khóa xung Ck..........................................................16 I V. Khảo sát khối chống nhiễu bằng nut nhấn.....................................17 V. Khảo sát khối reset bằng relay.........................................................18 VI. Khảo sát khối nguồn.......................................................................18 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.....................20 CHƯƠNG IV: HI CÔNG MẠCH...........................................................21 Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 3 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu LIỆT KÊ MÔ PHỎNG I.KHỐI 1: Khối tạo xung và cấp nguồn. R6 2.2k J2 R3 D2 3 C3 102 CONN-SIL3 2N4410 4.7k 4 1 5 R2 10k 330 Q1 R4 6 2 1 R1 U3 LED thu A K D1 1 2 3 7 K LED phat A 1k 741 R5 RV1 2 1k C4 RES-VAR 3 102 BR1 U9 7805 1 C12 CONN-SIL5 G2SB60 C13 1000uF 1uF Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC VI VO GND 5 4 3 2 1 2 J1 3 C14 100uF 4 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu e f g h a U3 e f g h 2 3 4 5 d c b II.KHỐI 2 : khối mô phỏng. U5:A U1 1 1 3 15 1 10 9 2 7408 RL? 5 4 11 14 G2R-14-DC5 e 3 Q0 f 2 Q1 g 6 Q2 h 7 Q3 D0 D1 D2 D3 UP DN PL MR TCU TCD 12 13 10 12 13 15 9 11 14 1 2 3 4 A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3 AB QAB 7 6 5 7485 74192 U4 D0 D1 D2 D3 UP DN PL MR 5 4 11 14 Q0 Q1 Q2 Q3 TCU TCD 3 2 6 7 a b c d a b c d 6 7 8 12 13 74192 10 12 13 15 9 11 14 91 2 3 4 A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3 AB QAB 7 6 5 NOT 7485 U112 R9 15 1 10 9 10k don vi U9 NOT C1 10uF 5 4 11 14 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 UP DN PL MR TCU TCD U13 3 2 2 3 4 6 5 7 12 13 U6 1 U2 15 1 10 9 R11 15 1 10 9 10k chuc 74192 U10 NOT C2 100uF Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 5 4 11 14 D0 D1 D2 D3 UP DN PL MR 6 3 Q0 7 2 Q1 8 6 Q2 9 7 Q3 TCU TCD 12 13 74192 5 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cung voi sụ phát triển của công nghiệp hóa hiện đai hóa kỹ thuật số trở thành phổ biến và ngày một thông dụng. Nó làm tăng hiệu quả lao động và giam giá thành san phẩm. Sản phan được đòng loạt hơn. Vì vay nay e làm mạch đếm sản phẩn để phục vụ cho sụ phát triển của công nghiệp hóa hiện đai hóa Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước vấn đề Tự Động Hóa sản xuất có vai trò đặc biệt quan trọng. Mục tiêu ứng dụng Tự Động Hóa là nhằm nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động. Sự cạnh tranh hàng hoá đặt ra một vấn đề thời sự là làm sao để hệ thống Tự Động Hóa sản xuất phải có tính linh hoạt cao nhằm đáp ứng sự biến động thường xuyên của thị trường hàng hoá cạnh tranh vì vây e làm đồ an nay phục vụ cho mục đích đó Người thực hiện đề tài. NGUYỄN HỮU PHƯỚC Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 6 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu Chương I GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN, THIẾT KẾ MẠCH I. KHẢO SÁT 74192 IC 74192 là IC đếm BCD. Các giá trị ra được thể hiện ở các chân QA , QB , QC , QD trong đó QA là LSB còn QD là MSB . Các chân A , B , C , D là các chân để điều khiển giá trị bắt đầu đếm. Chân DOWN là chân khi có xung kích vào thì giá trị ra được đếm xuống . Chân UP là chân khi có xung kích vào thì giá trị ra được đếm lên. Chân VCC là chân cấp nguồn còn chân GND là chân nối mass. Chân CO\ và chân BO\ dùng để liên kết với IC 74192 khác để đếm được giá trị cao hơn Chân CLR dùng để xóa giá trị về 0 . II. KHẢO SÁT 7485 Đây là ic so sánh 4 bit . Chân 2 3 4 là chân giá trị ngõ vào ban đầu của IC để thự hiện phép so sánh . Chân 5 6 7 là chân gi giá trị ra. Chân 8 nối mass chân 16 nối Vcc. Trên nguyên lý so sánh các giá trị A0, A1, A2, A3 với B0, B1, B2, B3 để đưa ra các giá trị so sánh A>B, A=B, AB QAB 7 6 5 7485 12 13 74192 III. Hình 5 : Khối so sánh KHẢO SÁT KHỐI KHÓA XUNG CK Hình 2 : Khối khóa xung Ck Xung Ck ở trong hình chính là ngõ ra của của khối tạo xung em đã nêu ra ở trên Khối này có chức năng ngắt xung khi giá trị đặt bằng giá tri đếm . Khi đó ngõ ra QA=B lên 1 khi qua cổng NOT giá tri bị đảo thành 0 và đi qua cổng AND làm cho xung cấp ngõ ra không đổi va luôn = 0. Khối khóa xung Ck và khối so sánh đi đôi với nhau. Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 16 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu KHẢO SÁT KHỐI CHỐNG NHIỄU CHO NÚT NHẤN Đây là khối tạo xung và chống nhiễu bằng nut nhấn Khi nut nhấn hở thi ngõ ra la = 0 Khi nut nhấn đóng thi ngõ ra la = 1 Khi mà ta nhấn nut không phải một xung được tạo ra mà có thể là nhiều xung bởi vậy ta cần chống nhiễu . Tụ C1 có chức năng đó . Còn cổng NOT có chức năng tạo cho xung được cấp bằng thành 1 xung vuông và bằng phẳn từ các xung có dạng tam giác hay dạng sóng SIN về dạng xung vuông. Ở đây em thiết kế khối tạo xung bằng nut nhấn rời rạt vì. Em thiết kế 2 nut nhấn một nut ĐƠN VỊ và một nut CHỤC nên không cần lien số đếm CHỤC với ĐƠN VỊ lại. VD: Đặt số 19 chỉ cần ấn nut CHỤC 1 lấn và nut ĐƠN VỊ 9 lần là được, chứ không phải ấn nut ĐƠN VI 19 lần. Điện trở 10k có chức năng hạng dòng qua IC. IV. U112 R9 15 1 10 9 10k don vi U9 NOT C1 10uF 5 4 11 14 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 UP DN PL MR TCU TCD 3 2 6 7 2 3 4 5 12 13 74192 Hình 3 : Khối chống nhiễu cho nut nhấn Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 17 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm V. GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu KHẢO SÁT KHỐI RESET BẰNG RELAY Bình thường nut nhấn chưa tát động thì chân MR ở mức 0 mạch thực hiện việt đếm khi ta nhấn nut nhấn thì chân MR lên mức 1 . Các giá tri đã đếm được ngay lập tức được RESET về 0. Ở đây em chỉ thiết kế khối Reset cho IC đếm mà không Reset cho giá tri đặt vì: Trong sản xuất theo dây chuyền thì mỗi hàng hóa làm ra là rất lớn và theo một số cụ thể đặt trước nên trong em không làm khoi Reset cho số đặt trước. Khi muống thai đổi giá tri đặt chỉ cần nhấn nut là được. U1 15 1 10 9 RL? G2R-14-DC5 5 4 11 14 e 3 Q0 f 2 Q1 g 6 Q2 h 7 Q3 D0 D1 D2 D3 UP DN PL MR TCU TCD 12 13 74192 U2 15 1 10 9 5 4 11 14 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 UP DN PL MR TCU TCD 3 2 6 7 a b c d 12 13 74192 VI. Hình 4: Khối Reset bằng nut nhấn và relay KHẢO SÁT KHỐI NGUỒN Các vi mạch sử dụng nguồn 5V. Tra cứu datasheet các IC có công suất tiêu thụ khoảng hàng µW đến mW. Thiết bị tiêu thụ công suất nhiều nhất là led 7 đoạn do đó cần phải tính toán nguồn. Có 4 led 7 đoạn, mỗi led có 7 đoạn, led sáng hết thì 7 đoạn đều sáng, lấy trung bình là 5 đoạn sáng. Mỗi đoạn tương đương 1 led đơn có dòng là 10mA Dòng tổng là It = 4x5x10 = 200 mA Sữ dụng máy bến áp nguồn ra là 12VAC va dòng 1A đủ để cấp dòng và áp cho khối nguồn. Cầu diode chỉnh lưu tia 1 pha có hệ số chỉnh luu la 0.9xV0 nguồn vào V0 là 12VAC qua cầu diode được chỉnh lưu thành nguồn DC va áp ra ở cầu diode la : 12x0.9 =10.8VDC. Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 18 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu Điện áp ngõ ra được lọc bởi tụ C5 (tu có giá tri lớn để làm cho điện áp bằng phẳn hơn) điện áp cấp cho 7805 đê tạo ra nguồn 5VDC cấp cho IC và led 7 đoạn, tụ C6 và C7 dùng để lọc nhiễu tính hiệu vào và tính hiệu ra. BR1 U14 J1 7805 10uF 3 + VO C7 10uF - - C6 1000uF - BRIDGE + C5 CONN-SIL3 VI GND + 1 2 3 2 1 Hình 6 : Khối nguồn Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 19 Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phu Chương III KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1) Kết luận Với mạch đếm dùng IC ta có các ưu điểm sau : -Cho phép tăng hiệu xuất lao động. -Đảm bảo độ chính sát cao. -Tần số đáp ung của mạch nhanh, cho phép đếm với tần số cao. -Khoảng cánh đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép đếm vật có kích thước lớn. -Tổn hao công suất nhỏ có thể dùng pin. -Khả năng đếm rộng. -Mạch đơn giản dể thực hiện . 2) Hướng phát triển -Ta có thể dùng vi điều khiển để làm mạch này thì giá thành sẽ gảm và mức độ phức tạp của mạch cũng giảm xuống và giảm sai số. 3) Yêu cầu về IC Với yêu cầu đặt ra là : Khi thiết kế mạch phải biết định hướng cơ bản về mạch và các IC cần có để thiết kế mạch . Tìm hiểu các cách làm của các anh chị đi trước, tìm tư liệu từ sách ( Thực tâp kỹ thuật số) và trên googlo.com làm. Từ đó hình thành cơ bản về mạch. Trong đó có thể tìm tòi sáng tạo ra cái mới từ cái có trước đó. Sao đây em xin trình bày về kế hoạch thực hiện của em: Khi đăng ký đề tài đồ án mon học em bắt tay vào việt đọc sách thực tập kỹ thuật số về nhũng vấn đề có liên quan và tham khảo mạch đếm sản phẩm ở trong sách từ đó hình thành cơ bản về mạch của em đang làm gồm: A. Khối thu phát tính hiệu , có led thu led phát. B. Khối nguồn cấp nguồn cho toàn mạch. C. IC như : 74192 , IC so sánh 7485, 7414 và 7408 D. Một số linh kiện khác như : điện trở , biến trở , tụ……… Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 20