Mạch Chống Trộm Dùng Cảm Biến Rung 110183 - 123doc

mạch chống trộm bằng cảm biến rung đơn giản không dùng lập plc và lập trình vi điều khiển phù hợp với giá cả của sinh viên nghành điện điện tử cơ điện tử dùng cho chống trộm ở xe và két sắt là 1 thiết bị có thể tránh mất chộm rất tốt

LỜI NÓI ĐÀU

Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đối, văn minh và hiện đại hơn Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết

bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao hơn

Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đã đáp ứng được những đòi hởi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày Một trong những ứng dụng của rất quan trọng của ngành công nghệ điện tử là chế tạo ra cảm biến Cảm biến được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp và các lĩnh vực khác trong cuộc sống với những thiết bị điều khiển tử xa rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế thật cao

Xuất phát từ những ứng dụng đó, chúng em đã thiết kế và thi công một mạch ứng dụng nhỏ với cảm biến : “MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN RUNG ” Vì thời gian, tài liệu và trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án còn nhiều thiếu sót Kính mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý tận tình của tất cả quý thầy cô cùng các bạn

LỜI CẢM ƠN

Để đề tài được hoàn thành theo đúng thời gian yêu cầu của nhà trường cũng như của khoa và đạt được kết quả trên không chỉ là sự nỗ lực của bản thân chúng em mà còn có sự giúp đờ của gia đình, sự chỉ bảo cúa thầy cô giáo

và các bạn sinh viên

Em xin chân thành cảm ơn:

• Sự chỉ dẫn và góp ý của thầy NGUYỄN VĂN DIÊN, em cám ơn thầy đã nhiệt tình cung cấp thông tin hướng dẫn và hỗ trợ em kiểm tra, khắc phục một

số thông tin chưa chính xác

• Xin cảm ơn các bạn sinh viên trong lớp đã giúp đờ chúng tôi rất nhiều mặt như phương tiện, sách vớ, ý kiến

Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù em đã rất cố gắng, xong sẽ không tránh khỏi thiếu xót Rất mong nhận được sự góp ý, phê bình, chỉ dẫn cúa quý thầy cô, các bạn sinh viên và bạn đọc

Sinh viên thực hiện :NGUYỄN QUYẾT THẮNG / MSSV : 11018183 BÙI THANH XUÂN MSSV:10418096

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng yên, ngày …tháng…năm…

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐÀU 1

LỜI CẢM ƠN 2

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 5

1.1 Vấn đề 5

1.2 Nội dung đề tài 5

1.2.1 Mục tiêu 5

1.2.2 Nội dung 5

1.2.3 Kết quả 5

CHƯƠNG II : SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NHIỆM VỤ CÁC KHỐI 6

2.1 Sơ đồ khối 6

2.2 Nhiệm vụ các khối 6

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 7

3.1 Sơ đồ mạch 7

7

3.2 Nguyên lí hoạt động 7

CHƯƠNG IV: CHỌN LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 8

4.1 Thyristor (SCR) 8

4.2 Điện trở 9

4.3 Tụ điện 10

4.4 Cảm biến rung SW-18010P 12

4.5 Loa phát 12

CHƯƠNG V : THI CÔNG ĐỀ TÀI 13

5.1 Vẽ mạch trên Altium 13

13

5.2 Vẽ mạch in 13

13

CHƯƠNG VI : KẾT LUẬN 14

5.1 Ưu điềm 14

5.2 Nhược điểm 14

5.3 Phần mềm sử dụng 14

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Vấn đề

- Từ xưa đến nay, vấn đề an ninh luôn được con người ưu tiên hàng đầu Từ khi xuất hiện tư hữu, việc bảo vệ tài sản ai cũng thực hiện như một bản năng Hiện nay tình trạng trộm cắp ngày càng gia tăng và đặc biệt là trộm cắp xe máy, mặc dù xe máy có khóa cổ và khóa càng, tuy nhiên những tên trộm hoàn toàn có thể bẻ khóa một cách dễ dàng, do đó cần phải có những thiết bị cảnh báo, chống trộm để những tên trộm khi nghe thấy báo động sẽ hoảng sợ và bỏ chạy

- Qua nghiên cứu và tìm hiểu em muốn chế tao ra một mạch chống trộm với thiết kế đơn giản, tiện dụng có thể dễ dàng áp dụng vào thực tế

1.2 Nội dung đề tài

1.2.1 Mục tiêu

- Trước tình trạng trộm cắp ngày càng tăng đặc biệt là trộm cắp xe máy Ở những nơi có mức độ an ninh thấp như tại các hộ gia đình, các khu trọ sinh viên…, xe máy rất dễ bị kẻ trộm lấy đi hoặc cậy cốp để lấy tài sản Mạch có thể được lắp vào cốp xe chống tình trạng kẻ gian cậy cốp lấy đi tài sản hoặc dắt trộm xe Khi kẻ trộm cậy cốp thì mạch sẽ hoạt động, loa sẽ kêu để giúp chúng ta phát hiện, kẻ trộm sẽ hoảng sợ mà bỏ chạy

- Mạch cũng có thể lắp vào cửa trọ của sinh viên để chống tình trạng cậy cửa, trộm cắp tài sản

1.2.2 Nội dung

- Tìm hiểu cảm biến rung (SW 18010P)

- Tìm hiểu các linh kiện như : thyristor (SCR), điện trở, tụ điện …

- Thiết kế mạch nguyên lý dùng cảm biến

- Tiến hành chế tạo mạch và đưa vào thử nghiệm thực tế

1.2.3 Kết quả

- Chế tạo được ra sản phẩm là một thiết bị chống trộm hiệu quả và dễ dàng áp dụng vào thực tế

CHƯƠNG II : SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NHIỆM VỤ CÁC KHỐI

2.1 Sơ đồ khối

`

2.2 Nhiệm vụ các khối

- Khối nguồn: cấp nguồn 1 chiều ổn định cho mạch hoạt động

- Khối nguồn lấy nguồn AC 220V từ điện lưới gia đình, thiết kế mạch hạ áp

từ 220v xuống 12v để làm nguồn cho mạch

- Khối điều khiển: nhận tín hiệu từ cảm biến rung tạo dòng qua cầu phân áp, làm cho SCR hoạt động >>> Dòng sẽ từ VCC+ tới tải ( loa kêu với led báo)

>>> Chân Anot SCR >> Chân Katot (SCR) >>> đồng thời dòng qua R3 nạp

tụ C1 như trên hình vẽ và loa sẽ kêu, led sẽ sáng

- Cảm biến: có tác dụng như một nút bấm Khi bị tác động bởi lực ngoài sẽ tạo tín hiệu kích thích thyristor

KHỐI NGUỒN

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

3.1 Sơ đồ mạch

3.2 Nguyên lí hoạt động

Cảm biến rung được cấu tạo như một nút bấm Khi cảm biến rung lên do tác động lực bên ngoài Sẽ có dòng đi qua cầu phân áp, R1, R2 làm có dòng kích cho chân G của SCR hoạt động >>> Dòng sẽ từ VCC+ tới tải ( loa kêu với led báo) >>> Chân Anot SCR >> Chân Katot (SCR) >>> đồng thời dòng qua R3 nạp tụ C1 như trên hình vẽ và loa sẽ kêu, led sẽ sáng Muốn ngắt thì ta nhấn reset, tác dụng của nút này là xả điện tích dương lên chân katot làm SCR ngưng dẫn

CHƯƠNG IV: CHỌN LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

4.1 Thyristor (SCR) loại MCR 100-6

- Lịch sử nghiên cứu:

- Năm 1950, thyristor được đề xuất bởi William Shockley và bảo vệ bởi Moll cùng một số người khác ở phòng thí nghiệm Bell (Hoa Kỳ), được phát triển lần đầu bởi các kỹ sư năng lượng của General Electric (G.E) mà đứng đầu là Gordon Hall và thương mại hóa bởi Frank W "Bill" Gutzwiller của General

Electric năm 1957.

- Thyristor hay Chỉnh lưu silic có điều khiển là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn

lớp bán dẫn, ví dụ như P-N-P-N, tạo ra ba lớp tiếp giáp P-N: J1,J2,J3

Chỉnh lưu silic có điều khiển

- Thyristor có ba cực hoạt động là anode(A), cathode (K) và cực điều

khiển (G) như được biểu diễn trong hình vẽ Nó được dùng cho chỉnh

lưu dòng điện có điều khiển

Ký hiệu điện:

Biểu diễn lớp của Thyristor:

Chính nhờ đặc điểm tự duy trì dòng dẫn khi được kích thích trong thời gian ngắn nên thyristor được ứng dụng rất nhiều trong mạch điện bảo vệ quá dòng, quá áp hoặc các hệ thống báo động, Ngoài ra nhờ khả năng điều khiển dòng điện thông qua cực G lên Thyristor còn được sử dụng nhiều trong các mạch điện điều áp một pha, điều áp ba pha

Nhìn một thyristor giống những linh kiện bán dẫn 3 chân khác như transistor, triac, diode hoặc IC ổn áp Tuy nhiên bạn có thể dựa vào mạch điện kết nối cũng như ký hiệu của Thyristor là SCR để phân biệt với các linh kiện khác

MCR100-6 là một linh kiện bán dẫn, được thiết kế cho điện áp cao, sử dụng dòng điện để như relay, van đóng mở, điều khiển động cơ nhỏ, đóng mở cho Thyristor lớn hơn

Thông số kỹ thuật :

- Điện áp cực đại: 600A

- Dòng điện thuận cực đại: 0.8A

- Điện áp điều khiển mở van: 0.1 ~ 1.2V

- Dòng điều khiển mở van: 0,2 mA

- Nhiệt độ làm việc: -40oC ~ 125oC

4.2 Điện trở

- Điện trở là một linh kiện có tính cản trở dòng điện và làm một số chức năng khác tùy vào vị trí điện trở trong mạch điện

- Cấu tạo: điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất cao như làm bằng than, magie kim loại Ni-02, oxit kim loại, dây quấn Để biểu thị giá trị

- Hình dạng thực tế:

Hình 1.1 điện trở

- Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu: Giá trị điện trở thường được thể hiện qua các vạch màu trên thân điện trở, mỗi màu đại diện cho một số Màu đen:

số 0, màu nâu: số 1, màu đỏ: số 2, màu cam: số 3, màu vàng: số 4, màu lục: số

5, màu lam: số 6, màu tím: số 7, màu xám: số 8, màu trắng: số 9

- Nhìn trên thân điện trở, tìm bên có vạch màu nằm sát ngoài cùng nhất, vạch màu đó và vạch màu thứ hai, kế nó được dùng để xác định trị số của màu

- Vạch thứ ba là vạch đế xác định nhân tử

lũy thừa: 10(giá trị màu) Giá trị của điện trở

được tính bằng cách lấy trị số nhân với

nhân tử lũy thừa

Giá trị điện trở = trị số X nhân tử lũy

thừa

- Phần cuối cùng: là vạch màu nằm tách biệt với ba vạch màu trước, thường

có màu hoàng kim hoặc màu bạc, dùng để xác định sai số của giá trị điện trở, hoàng kim là 5%, bạc là 10%

Chọn điện trở: ta dùng 2 điện trở giá trị 1k, 1 điện trở 4,7k, 1 điện trở 330Om.

4.3 Tụ điện

- Tụ điện là linh kiện có khả năng tích điện Tụ điện cách điện với dòng điện

hình 1.2 vòng màu điện trở

- Tụ điện được chia làm hai loại chính: loại không phân cực và loại có phân cực

- Loại có phân cực thường có giá trị lớn hơn loại không phân cực, trên hai chân của loại phân cực có phân biệt chân nối âm, nối dương rõ ràng, khi gắn

tụ có phân cực vào mạch điện, nếu gắn ngược chiều âm dương, tụ phân cực

có thể bị hư và hoạt động sai Ngoài ra người ta còn gọi tên tụ điện theo vật liệu làm tụ -Ví dụ: tụ gốm, tụ giấy, tụ hóa

Ký hiệu trên mạch điện

Đơn vị của tụ điện

- Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như

+ P(Pico Fara) 1 Pico = 1/1000.000.000.000 Fara (viết gọn là lpF)

+ N(Nano Fara) 1 Nano = 1/1000.000.000 Fara (viết gọn là lnF)

+ MicroFarra 1 Micro = 1/1000.000 Fara (viết gọn là lpF)

=> 1 pF = 1000nF = 1.000.000 Pf

Cách đọc giá trị của tụ điện:

- Đọc trực tiếp trên thân điện trở, ví dụ lOOpF (100 micro Fara)

Nếu là số dạng 103 J, 223K, 471J vv thì đơn vị là pico, hai số đầu giữ nguyên , số thứ 3 tương ứng số lượng số 0 thêm vào sau ( chữ J hoặc K ở cuối

kà ký hiệu cho sai số)

Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, điện áp ghi trên tụ chính là điện áp cực đại mà tụ có thế chịu được, vượt qua giá trị này thì tụ điện có thế bị hư hỏng hoặc bị cháy nổ

-Hình dạng: tụ điện có khá nhiều hình dạng khác nhau:

4.4 Cảm biến rung SW-18010P

Thông số kỹ thuật :

 Điện áp sử dụng: <12 VDC

 Dòng sử dụng: <20mA

 Khoảng thời gian dẫn: 2ms

 Điện trở kháng đóng: <10 ohm

 Điện trở kháng mở: >10M ohm

 Nhiệt độ sử dụng ổn định: -40 đến 80

 Tuổi thọ trung bình: >200000 chu kỳ

Tính năng:

- Phát hiện rung trong thiết bị

- Lấy tín hiệu gửi vào vi điều khiển để điều khiển thiết bị

4.5 Loa phát

Là loại loa nhỏ, đơn giản

Hai chân: một chân cấp nguồn (màu đỏ), chân còn lại nối mass (màu đen)

CHƯƠNG V : THI CÔNG ĐỀ TÀI

5.1 Vẽ mạch trên Altium

5.2 Vẽ mạch in

CHƯƠNG VI : KẾT LUẬN

5.1 Ưu điềm

Mạch đơn giản, dễ sử dụng, đặc biệt giá thành chế tạo rẻ, không tốn kém , có thể ứng dụng được ở nhiều nơi

5.2 Nhược điểm

Mạch cần phải được cải tiến thêm và nâng cao hơn nữa như điều khiển tắt mở

từ xa

5.3 Phần mềm sử dụng

Altium18 phần mềm sử dụng để thiết kế mạch