MẠCH CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG
MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ


ĐỒ ÁN 1
Trang 2/16

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG
MẠCH ĐỀ TÀI

1.1 IC LM393:

Hình 1-1: HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA IC LM393

Các thông số cơ bản và đặc điểm của IC LM393:
+ Dải nguồn nuôi rộng từ 2Vdc đến 36Vdc
+ Nguồn nuôi kép +/- 1Vdc đến +/- 18Vdc
+ Dòng cực máng rất thấp độc lập với điện áp nguồn nuôi: 0.4mA
+ Dòng lối vào thấp: 25nA
+ Dòng offset lối vào thấp +/- 5nA và điện áp offset cực đại +/- 3mA
+ Dải điện áp lối vào chung thấp ( bao gồm cả mức điện áp bằng đất )
+ Dải điện áp lối vào vi sai bằng với điện áp của nguồn cung cấp
+ Điện áp offset lối vào thấp:
• 2 mA đối với LM393A
• 5 mA đối với LM293/393
+ Điện áp lối ra tương thích với các mức logic DTL, ECL, TTL, MOS, CMOS
+ Điện áp bão hòa lối ra thấp: 250mV, 4mA

Chức năng của IC LM393:
Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 3/16

-

Khi cho một điện áp chuẩn (Vref) ghim cố định vào một đầu (+) của IC, cho
tiếp điện áp cần so sánh vào đầu (-), điện áp ra Vout sẽ:
• Tăng nếu Vin (-) giảm
• Giảm nếu Vin (-) tăng

-

Khi cho một điện áp chuẩn (Vref) ghim cố định vào một đầu (-) của IC, cho
tiếp điện áp cần so sánh vào đầu (+), điện áp ra Vout sẽ:
• Tăng nếu Vin (-) tăng
• Giảm nếu Vin (-) giảm

Hình 1-2: CẤU TAO CỦA IC LM393

Chân 1(OUTPUT 1): Đầu ra (1)
Chân 2(INPUT 1-): Lối vào đảo (1)
Chân 3(INPUT 1+): Lối vào không đảo (1)
Chân 4(GND): Đất
Chân 5(INPUT 2+): Lối vào không đảo (2)
Chân 6(INPUT 2-): Lối vào đảo (2)
Chân 7(OUTPUT 2): Lối ra (2)

Chân 8(VCC): Nguồn

1.2 TRANSISTOR C1815:

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 4/16

Hình 1-3: HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA TRANSISTOR C1815

Hình 1-4: SƠ ĐỒ CHÂN CỦA TRANSISTOR C1815

Giới thiệu về Transistor C1815:
Transistor C1815 gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau thành hai mối tiếp giáp
P-N. Ba lớp bán dẫn được nối ra thành 3 cực, lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B
(Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp. Hai lớp bán dẫn bên
ngoài được nối thành cực phát E (Emitter) và cực thu C (Collector), vùng bán dẫn E
và C có cùng loại bán dẫn (N hoặc P) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác
nhau nên không hoán vị cho nhau được.
Nguyên tắc hoạt động:
Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn
vào cực C và (-) nguồn vào cực E. Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở
Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 5/16


hạn dòng vào hai cực B và E , trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E. Khi
công tắc mở, ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn
không có dòng điện chạy qua mối CE (lúc này dòng Ic = 0). Khi công tắc đóng, mối
P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công
tắc qua R hạn dòng qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng Ib. Ngay khi dòng Ib xuất
hiện lập tức cũng có dòng Ic chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng Ic
mạnh gấp nhiều lần dòng Ib.
Trong đó Ic là dòng chạy qua mối CE. Ic là dòng chạy qua mối BE. β là hệ số
khuyếch đại của Transistor.

1.3 RELAY 5V

Hình 1-5: HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA RELAY 5V

Giới thiệu về Relay 5v:
Relay (rơ le) là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Relay ở trạng
thái ON hay OFF phục thuộc vào có dòng điện chạy qua relay hay không.
Nguyên tắc hoạt động:
Khi có dòng điện chạy qua relay, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên
trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên
trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái
của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 6/16

Dòng chạy qua cuộn dây để điều khiển rơ le ON hay OFF thường vào

khoảng 30mA với điện áp 12V hoặc có thể lên tới 100mA. Hầu hết các con chip
đều không thể cung cấp dòng này, lúc này ta cần có một BJT để khuếch đại dòng
nhỏ ở ngõ ra IC thành dòng lớn hơn phục vụ cho rơ le.
1.4 QUANG TRỞ

Hình 1-6: HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA QUANG TRỞ

Điện trở quang hay quang trở (LDR) là một linh kiện điện tử có điện trở thay
đổi giảm theo ánh sáng chiếu vào.
Quang trở làm bằng chất bán dẫn trở kháng cao, và không có tiếp giáp nào.
Trong bóng tối, quang trở có điện trở đến vài MΩ. Khi có ánh sáng, điện trở giảm
xuống mức một vài trăm Ω.

1.5 TỤ ĐIỆN

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 7/16

Hình 1-7: HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA CÁC LOẠI TỤ ĐIỆN

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được
ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại 2 bề mặt, tại các bề mặt sẽ
xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
Tụ điện được đặc trưng bởi thông số điện áp làm việc cao nhất và được ghi
rõ trên tụ nếu có kích thước đủ lớn. Đó là giá trị điện áp thường trực rơi trên tụ điện
mà nó chịu đựng được. Giá trị điện áp tức thời có thể cao hơn giá trị này một chút,
nhưng nếu quá cao,ví dụ nếu bằng 200% định mức, thì lớp điện môi có thể bị đánh

thủng gây chập tụ.

1.6 BIẾN TRỞ

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 8/16

Hình 1-8: HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA CÁC LOẠI BIẾN TRỞ

Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn.
Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch
điện.
1.7 DIODE

Hình 1-9: HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA DIODE BÁN DẪN

Điốt bán dẫn hay Điốt là một loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dòng điện
đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại.
Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường, điốt
Zener, LED. Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại
P ghép với một khối bán dẫn loại N.

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 9/16


CHƯƠNG 2.

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH

1.8 Nguyên lí hoạt động của mạch nguồn
1.1.1 Sơ đồ nguyên lí:

Hình 2-1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH NGUỒN

Hình 2-2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH NGUỒN

Khi dòng điên AC chạy qua mạch chỉnh lưu toàn kì gồm 4 diode, dòng
AC được chuyển thành DC, các tụ trong mạch có nhiệm vụ lọc nhiễu, ổn đinh
dòng điện và IC 7805 biến áp thành áp 5 VDC.
- Bốn diode tạo thành 1 mạch chỉnh lưu toàn phần chuyển đổi dòng AC
thành DC
- Bốn tụ điện có nhiệm vụ lọc nhiễu và ổn định dòng điện.

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 10/16

-

IC 7805 có nhiệm vụ biến áp thành 5 V.

1.9 Nguyên lí hoạt động của mạch đề tài:

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2-3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG

2.2.2 Nguyên lý hoạt động:
R1, R2, R3 là chiết áp cho chân 3, chức năng của nó là tạo ra một mức áp
nhất định cho chân 3. Biến trở và quang trở là cầu chia điện áp cho chân 2.
Khi có ánh sáng thì giá trị quang trở giảm nên không có áp vào chân 2. Lúc
đó áp chân 2 thấp hơn áp chân 3 nên áp ngõ ra chân 1 là áp cao, áp của chân 1 sẽ đi
xuống đấy thong qua cực BE của transistor C1815.
Khi không có ánh sáng thì quang trở tang, áp chân 2 cao hơn áp chân 3 nên
ngõ ra là mức thấp. Lúc đó áp sẽ đi từ nguồn qua mối nối CE qua relay kích relay
làm đèn sáng.

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 11/16

CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ MẠCH IN

1.10 Kết quả mô phỏng:
• Mạch nguồn:

Hình 3-1: SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA MẠCH NGUỒN

Mạch cảm biến chuyển động



ĐỒ ÁN 1
Trang 12/16

• Mạch đề tài:

Hình 3-2: SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA MẠCH CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG

1.11 Thiết kế mạch in:
• Mạch nguồn:

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 13/16

• Mạch đề tài:

1.12 Hình ảnh mạch thực tế:

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 14/16

• MẠCH NGUỒN :


Hình 3-3: HÌNH ẢNH THỰC TẾ MẠCH NGUỒN

Mạch cảm biến chuyển động


ĐỒ ÁN 1
Trang 15/16

• MẠCH ĐỀ TÀI:

Hình 3-4: HÌNH ẢNH THỰC TẾ MẠCH CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG

CHƯƠNG 4.
1.13 Kết luận:
1.14 Hướng phát triển

Mạch cảm biến chuyển động

KẾT LUẬN


ĐỒ ÁN 1
Trang 16/16

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Mạch cảm biến chuyển động