8 chuong 7 tinh toan mach
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (82.87 KB, 4 trang )
QUANG BÁO MA TRẬN GIAO TIẾP MÁY TÍNH
Chương 7
CHƯƠNG 7
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ
TÍNH TOÁN MẠCH
7.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
(Hình)
7.2 MẠCH KÉO DÒNG
7.2.1 SƠ ĐỒ MẠCH
Hình 7.1: Mạch kéo dòng
Về phương diện công suất chính là việc nâng dòng cho dữ liệu hàng và cột
nhằm đảm bảo yêu cầu về dòng qua led ma trận.
Mạch kéo dòng dùng Transistor để kéo dòng cho 128 led ( mạch dùng 32 led
ma trận chia làm hai hàng, mỗi hàng 16 led ma trận, mỗi led ma trận có 8 cột và
mỗi điểm ảnh có 1 led màu đỏ nên có: 8 x 16=128).
Mạch dùng quang báo 16x128 ( tức 16 hàng, 128 cột), nên có 16 mạch kéo
dòng.
Trang 53
QUANG BÁO MA TRẬN GIAO TIẾP MÁY TÍNH
Chương 7
7.2.2 TÍNH TOÁN
* Tính R2
Từ hiệu ứng sinh học của mắt tần số một Led chớp không nháy là: fmin =
25Hz.
Bảng Led thiết kế gồm 16 hàng, vậy tần số quét toàn bảng Led là: fquet =
25x16=400Hz
Với fquet = 400Hz chu kỳ quét: Tmin =
1
f quet
=
1
= 2.5ms
400
Thời gian sáng trung bình của mỗi hàng led là: ttb = 1 / 16
LED đã chọn để thiết kế, từ thực nghiệm cho thấy dòng qua led ở chế độ
thường trực là 5mA-25mA, chọn dòng trung bình qua led là 10mA.
Mạch gồm 32 led ma trận ghép lại với nhau tạo bảng led ma trận 16 hàng và
128 cột. Mà tại mỗi thời điểm ta chọn một hàng để kích sáng, khi một hàng được
chọn thì ta phải cho sáng 128 led đơn nên ta có :
Dòng IC cao nhất của D401A là:
IC2max = 128 x 10 = 1280 mA
I c 2 min
Để Q2 dẫn bão hòa thì: I B 2 max = k ×
(Q2=D401A có β = 40)
β min
I B 2 max = 3 ×
1280
= 96(mA) (k=3: hệ số bão hoà sâu)
40
Với Vcc = 5 V.
R2 = (VCC – VEC1-SAT – VBE2-SAT) / IB2max
R2 = (5 – 0.2 -0.8) / 0.096 = 41, 7 (Ω)
Chọn R2 = 39Ω
* Tính R1
I c1
Khi Q1 dẫn bão hòa ta có: I B1 = k ×
;( mà Ic1 ≈ Ib2)
β min
96
= 3.6(mA) (Q1= A1015 có β = 80)
80
R1 = (VCC – VEB1-SAT) / IB1 = (5 – 0.8) / 3.6 = 1.17 (kΩ)
Chọn R1 = 1.2 k Ω
I B1 = 3 ×
* Tính R3:
Ta có: VR3 = VBE2_SAT = 0.8V
IR3 = IC1 - IB2 ≈ 0.1mA
R3 = VR3 / IR3 = 0.8 / 0.1 = 8 kΩ
* Tính RL:
Khi Transistor D401A bão hòa thì:
VEC1-SAT = VCE2-SAT = 0.2V và IB2 = k x (IC2 / β ) ( k =2 ÷ 5)
Ta có:
Trang 54
QUANG BÁO MA TRẬN GIAO TIẾP MÁY TÍNH
Chương 7
VCC = VC2 + VCE2-SAT
VC2 = VCC - VCE2-SAT = 5 - 0.2 = 4.8V
Để mỗi led đơn của led ma trận sáng bình thường trong quá trình quét led ta
phân cực như sau:
I LED = IRL = 20mA (do RL ghép nối tiếp với led ma trận nên
ILED = IRL)
VLED = 2V
Trong đó:
ILED: dòng qua led ma trận
VLED: áp định mức đặt lên mỗi led
VC2 = VLED + VRL
VRL = VC2 - VLED = 4.8 -2 = 2.8V
RL = VRL / IRL = 2.8 / 0.02 = 140 Ω
V ới: V C2: áp tại cực C của D401A
V RL: áp đặt lên RL
Chọn: R1 = 1.2kΩ, R2 = 39Ω, R3 =10kΩ, RL = 150 Ω, Q1 là A1015, Q2 là
D401A.
7.3 MẠCH NGUỒN
7.3.1 SƠ ĐỒ MẠCH
U 1 LM 7805
2
1
+
-
1
C1
1 0 0 0 u f /2 5 V
3
D2
C2
1 0 u F /2 5 V
C3
104
C4
1 0 u f /2 5 V
R2
1K
D1
3
4
OUT
2
R S403L
J5
CON2
IN
VCC
GND
2
1
VCC
Hình 7.2: Sơ đồ mạch nguồn ổn áp 5V
Do yêu cầu của mạch, vi điều khiển PIC16F877 khi hoạt động bình thường
không thúc tải ở ngõ ra: 4mA, khi thúc các tải giao tiếp với ngoại vi, dòng điện
khoảng dưới 10mA.
IC 6B595 tiêu thụ dòng 5mA. Có 18 IC 6B595 do đó tổng dòng tiêu thụ của IC
6B595 là: 18 x 5mA = 90mA.
Bộ đệm tiêu thụ dòng 1.33mA. Có 16 Transistor đệm do đó tổng dòng là: 16 x
1.33 = 21mA.
Vậy, nguồn cung cấp 5V phải chịu được dòng điện lớn hơn 121mA. Nhằm đảm
bảo tính ổn định của mạch, đề tài thiết kế mạch nguồn sử dụng IC ổn áp dương
Trang 55
QUANG BÁO MA TRẬN GIAO TIẾP MÁY TÍNH
Chương 7
7805 (ổn áp dương có điện áp ngõ ra cố định là 5V, dòng điện ngõ ra từ 100mA
đến 1A).
7.3.2 THIẾT KẾ
Để an toàn IC 7805 cung cấp dòng cho tải là: 100mA - 1A
Điện áp ngõ vào tối thiểu phải cao hơn điện áp ngõ ra 2V để mạch hoạt động
tốt. Trong đó C1, C2 dùng để lọc (nguồn DC chưa ổn định) để ổn định điện áp ngõ
vào, C3 dùng để lọc nhiễu cao tần, C4 làm cho áp được phẳng hơn.
Trang 56
