Thiết kế mạch analog
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN : ĐỒ ÁN MẠCH ANALOG
Đề tài: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI
Giáo viên hướng dẫn: Th.S. NGUYỄN ĐỨC THIỆN
Họ và tên sinh viên : NGUYỄN MINH CƯỜNG
TRẦN VĂN VƯƠNG
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 1
Thiết kế mạch analog
• Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường
tiếp xúc với nhiều thiết bị điều khiển từ xa như:
TiVi, đầu video, VCD…Nhưng đó chỉ là điều
khiển một thành phần riêng lẻ. Trong tương lai
con người hướng đến việc điều khiển tất cả các
thiết bị chỉ dùng một bộ điều khiển để phục vụ
cho cuộc sống tiện lợi hơn.
• Trong phạm vi gia đình, việc điều khiển tất cả
các thiết bị điện trong nhà bằng điều khiển từ xa
đã và đang phát triển. Con người có thể điều
khiển được các thiết bị điện ở mội nơi trong nhà
chỉ bằng một bộ điều khiển. Vì vậy, đến với buổi
thuyết trình hôm nay em xin trình bày đề tài “
Thiết Kế, Chế Tạo Hệ Thống Điều Khiển Từ
Xa Các Thiết Bị Điện Trong Gia Đình” .
Các Thuật Ngữ, Từ Viết Tắt Trong Đồ Án
• VCC : Điện áp xoay chiều.
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 2
Thiết kế mạch analog
• VDC :Điện áp một chiều.
• R : Điện trở.
• U : Hiệu điện thế.

phím.
• Chân 13 (CODE) : là chân mã số dung để kết hợp với các chân T1-T2 để
tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu.
• Chân 14 (TEST) :là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát, bình thương
không sử dụng có thể bỏ trống.
• Chân 15 (TXout) : là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM.
• Chân 16 (Vcc) : là chân cấp nguồn dương.
*. Sơ đồ khối :
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 4
Thiết kế mạch analog
Hình 1.2 Sơ đồ khối của IC PT2248
Bên trong IC PT2248 do bộ phận dao động, bộ phận tần, bộ giải mã, mạch điện
đầu vào của bàn phím, bộ phận phát mã số… tạo thành.
*. Tham số cực hạn của PT2248 :
B ng 1.1 Tham s c c h n c a PT 2248ả ố ự ạ ủ
*. Nguyên lý hoạt động :
Trong IC PT2248 có chứa bộ đảo pha CMOS là điên trở định thiên cùng nối bộ
dao động bằng thạch anh hoặc mạch dao động cộng hưởng. Khi tần số của bộ phận dao
động thiết kế xác định là 455kHz thì tần số phát xạ song mang là
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 5
Thiết kế mạch analog
38kHz. Chỉ khi có thao tác nhấn phím mới có thể tạo ra dao động, vì thế đảm bảo
công suất của nó tiêu hao thấp. Nó có thể thông qua các chân K1 đến K6 và đầu ra thứ
tự thời gian chân T1 đến T6 để tạo ra bàn phím 6x3 theo kiểu ma trận. Tại T1 sáu
phím được sắp xếp có thể tùy chọn để tạo thành 6x3 trạng thái tín hiệu liên tục được
trình bày ở hình dưới :
Hình 1.3 Sơ đồ của bàn phím điều khiển.
- Hai hàng phím ở T2 và T3 chỉ có thể sử dụng phím đơn, hơn nữa, mỗi khi ấn vào
phím một lần chỉ có thể phát xạ một nhóm mạch xung điều khiển xa. Nếu như các
phím ở cùng hang đồng thời đươc ấn xuống thì thứ tự đươc ưu tiên là

Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo bên trong của IC
- Do trong tín hiệu phát ra của IC phát có C1, C2 và C3 cung cấp tìn hiệu mã số cho
người dung, vì vậy đầu tiếp nhận phải có tín hiệu mã số tương ứng.
- IC PT2248 phối hợp với mã người dung của IC PT2249 là :
PT2248 PT2249ASeries
C1 C2 C3 C2 C3
1 0 0 0 0
1 0 1 0 1
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1
Bảng 1.2 tín hiệu mã số tương ứng PT2249
Đầu C (code) nối với tụ điện cho đến đất là “1”, trực tiếp nối đất là “0”.
1.2. Giới thiệu về IC 4013.
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 8
Thiết kế mạch analog
IC 4013 là một loại D flip-flops dược cấu tạo bên trong lad 2 flip-flops loại D với
hai trạng thái ổn định.Sử dụng đầu vào kích để thay đổi trạng thái 0 và 1.
a) Cấu tạo và sơ đồ các chân :
Hình 1.6 Sơ đồ chân của IC 4013

b) Chức năng của các chân :
- Loại flip-flops D có 4 ngõ vào.
• Chân nhận dữ liệu D: Đây là một trong hai kết nối tới một logic LOW
điện áp, 0, hoặc một điện áp cao, logic 1.
• Chân Clock: Đây là ngõ vào của xung Clock.
• Chân đầu vào SET: đầu vào SET thường được tổ chức LOW.
• Chân đầu vào RESET: đầu vào RESET thường được tổ chức LOW
1.3.1 Điện trở -tụ điện
1.3.1.1 Điện trở
a) Khái niệm.

Đỏ 2 2%
Cam 3
Vàng 4
Xanh 5 0.5%
Lục 6 0.25%
Tím 7 0.1%
Xám 8
Trắng 9
Bàng 1.3 màu sắc điện trở theo quy ước quốc tế

Chú ý: điện trở là linh kiện không phân cực nên khi mắc vào mạch điện ta không
cần để ý đến đầu âm dương làm gì (đầu nào cũng như đầu nào).
1.3.1.2 Tụ điện.
Tụ điện là một linh kiện thụ động và được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện
tử, được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu mạch truyền tín hiệu, mạch dao
động…
a) Khái niệm.
Tụ điện là linh kiện dung để cản trở và phóng nạp khi cần thiết và được đặc trưng
bởi dung kháng phụ thuộc vào tần số điện áp.

Ký hiệu của tụ điện trong sơ đồ nguyên lý là:
Tụ không phân cực là tụ có hai cực như nhau và giá trị thường nhỏ (pF).
Tụ phân cực là tụ có hai cực tính âm và dương không thể dũng lẫn lộn nhau được.
Có giá trị lớn hơn so với tụ không phân cực.
b) Cấu tạo.
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 11
Thiết kế mạch analog
Cấu tạo của tụ điện

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là

Ánh sang hồng ngoại ( tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bắng
mắt thường.Có bước sóng trong khoảng 0,8µm đến 0.9µm, tia hồng ngoại cũng có thể
truyền bằng vận tốc ánh sang.
Tia hồng ngoại cũng có thể truyền đươc nhiều kênh tín hiệu và được dùng rộng rãi
trông công nghiệp.
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 14
Thiết kế mạch analog
Tín hiệu truyền đi của led hồng ngoại có thể đạt được 3Mbit/s… Tia hồng ngoại có
thể truyền xuyên qua được các vất có mật độ điện tử ít.
LED thường có điên thế phân cực thuận lợi hơn điốt thong thường, trong khoảng
1,5V đến 3V.Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó LED rất dễ bị
hư hỏng do điện thế ngược lại gây ra.
1.3.3 Mắt nhận hồng ngoại KSM-603LM. Hình 2.2 Mắt nhận
hồng ngoại KSM- 603LM.
Đối với modul mắt thu trên thì trường có 2 loại module mắt thu tín hiệu hồng
ngoại. Một loại vỏ sắt và 1 loại vỏ bằng nhựa.Trong mach
này em sử dụng mắt nhận hồng ngoại loại vỏ sắt có tên là KSM-603LM. Dùng loại
module này chống được nhiễu bên ngoài và thu được tín hiệu xung quanh nó. Các xác
định chân rất đơn giản là:
Chân 1: là chân tín hiệu out.
Chân 2 :là chân GND.
Chân 3 : là chân VCC.

*. Sơ đồ cấu tạo bên trong.
*. Sơ đồ cấu tạo bên trong.
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 15
Thiết kế mạch analog
Hình 2.3 Sơ đồ khối của KSM-603LM.
1.3.4. Giớ thiệu về Relay :
1.3.4.1Rơle điện từ:

các thông số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như : điện cảm,
điện dung,điện trở,….
*. Phân loại theo cơ cấu mắc :
 Rơle sơ cấp : loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện bảo vệ.
 Rơle thứ cấp : loại này mắc qua mạch thông qua biến áp đo lường hay biến dòng
điện.
1.4. Nguyên lý làm việc của rơle :
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 17
Thiết kế mạch analog
Sự làm việc của rơle dự trên hiện tượng cảm ứng điện từ, có nghĩ là rơle biến đổi
dòng điện thành từ trường thong qua cuộn dây, từ trường lại tạo thành các lực cơ học
thông qua một lực hút. Vậy khi có dòng điện I đi vào cuộn dây của nam châm điện thì
sẽ chiệu một lực hút F có nghĩa là :i>Itb (dòng điện tác động) thì lực F hút nắp và khi
lực F tăng thì khe hở giảm. Làm đống tiếp điểm.Vậy lúc này sẽ có dòng điện chạy qua
tiếp diểm.Và nếu như không cấp nguồn nũa thi cuộn dây sẽ không còn lực điện từ
nữa.thi lúc này nắp 3 sẽ thả ra.Và lúc này tiếp điêm sẽ mở ra.
1.4.1. Một số ứng dụng của rơle :
 Làm ứng dụng trong các mạch bảo vệ quá tải.
 Trong các mạch ngắt mở điện áp.
 Được ứng dụng trong các thiết bị điều khiển tự động.
1.5. IC 78xx
1.5.1. IC 78xx
Là loại IC ổn áp khá thông dụng, cho ở đầu ra (chân3) của IC mức điện áp ổn định
là 5V.
Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn
áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Các loại ổn áp thường
được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp. Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp
12V. Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau, dưới đây là minh họa cho IC ổn áp
7805.


R
8 2 K
R 1
1 0 0 K
R 3
6 . 8
C 3
2 2 0
P
1 0 0 K
C 1
1 0 0 n
T 1
B S 1 7 0
3
2
1
T 2
B C 5 4 7 B
J 1
9 V
J 2
0 V
Thiết kế mạch analog
Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý mạch phát
 Trong đó có các linh kiện sau:
D1, D2, D3 : LD271
T1 : BS170
T2 : BS 547B
R1: 100kΩ, R2: 80kΩ, R3 = 6Ω 8

4 7 0 K
R 3
5 6 0 k
P 1
1 0 0 K
Thiết kế mạch analog
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý mạch thu
 Nguyên lý hoạt động của mạch thu:
Trong mach thu ta có thể sử dụng diode BPW41W hay BP140, có điện trở khoảng
560Ω .Ta có thể dùng tai nghe co trở kháng khoảng 600Ω,
Khi D1 nhận tín hiệu hồng ngoại thì sẽ được dưa qua tụ C2 rồi đưa qua chân D
của MOSFET T2 nối qua loa (K1).
1.2. Vòi nước thông minh :
Đây là một thiết bi tự động đống mở nước khi có người đưa tay vào vòi nươc.
Khi đó sẽ làm che đi mắt nhận hồng ngoại làm cho mạch hoạt động và sẽ điều khiển mở
nước. Và khi ta lấy tay ra thi sẽ không che mắt nhận hồng ngoại nữa và vòi nước sẽ đống
lai.
 Sơ đồ mạch phát :

Hình 3.0 Sơ đồ nguyên lý mạch phát
 Nguyên lý hoạt động:
Sau khi dùng chuyển mạch S, linh kiện HG-11F chuyên dùng để phát hồng
ngoại, sau khi ta đống công tắt thi mach sẽ hoạt động. linh kiện này phối hợp với một
số linh kiện nũa có thể tạo ra một dao động co tần số 38kHz, qua kích transistor
VT9013. Khi đó hoạt động phát hồng ngoại ra ngoài.
 Sơ đồ nguyên lý của mạch thu:
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 21
1 . H G - 1 1 1 F
7 .
R *

5
Q
3
D I S
7
T H R
6
R
4
R 3
1 0 0 K
C 2
0 . 0 1
D 1
C 3
4 7
- +
T
K 1
R E L A Y
R 2
1 0 K
Q V T 1
9 0 1 3
Thiết kế mạch analog
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch thu
 Nguyên lý hoạt động:
Sau khi nhận được tin hiệu hồng ngoại khi đó sẽ có dòng điện kích cho cực B
cua BJT làm cho T1 phân cực thuận và BJT dẫn. Khi đó điện áp tại chân 2 của IC
555 nằm ở điện áp thấp khi đó tại chân 3 sẽ không có tín hiệu ra hay nằm ở mức thấp.

2.1.2. Nguyên lý hoạt động từng khối.
+ Khối nguồn:
Có máy biến áp làm nhiệm vụ cung cấp nguồn cho 3 khối: khối thu và khối
mạch điều khiển các thiết bị điện. Máy biến áp lấy đầu vào (input) là nguồn điện
AC 220 V cho ở đầu ra mức điện áp phù hợp 12V rồi qua IC ổn áp 7805 cấp cho 2
khối còn lại.
+ Khối phát hồng ngoại.
Làm nhiệm vụ phát ra tín hiệu hồng ngoại để giúp mạch thu hoạt động.
+ Khối thu hồng ngoại.
Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Page 23
Thiết kế mạch analog
Có chức năng nhận tín hiệu từ mạch phát và cung cấp tín hiệu đầu vào
(cung cấp tín hiệu vào chân 9 và chân 5 của IC 4013) dùng để chốt tín hiệu để điều
khiển cho BJT C2383 để đống mở các Rơley.
+ Khối mạch điều khiển.
Có chức năng điều khiển cho sự đống ngắt các Relay.
2.2. Tính Toán :
2.2.1Các linh kiện sử dụng trong mạch :
 IC PT 2248 :
Các thông số kỹ thuật và Chức năng của IC PT 2248 :
• PT2248 là một máy phát hồng ngoại điều khiển từ xa sử dụng công nghệ
CMOS. Được sản xuất từ hang PHILIP. Gồm 16 chân.
• Công suất tiêu thụ thấp.
• Phạm vi hoạt động rộng của thế cung cấp cho phép hoạt động điện áp
thấp. (VCC = 2,2 ~ 5,0 V).
• Là một loại linh kiện phát xa mã hóa tia hồng ngoại rất thông
dụng, hoạt động nhờ bộ giao đông bằng thạch anh với tần số 455khz từ
bên ngoài.
• Phát ra mã 12 bit từ ma trận bàn phím 6x2, dùng để xác định các mô thức
các mô thức khác nhau cùng với ic nhận tín hiệu hồng ngoai PT 2249 để

 BJT :
• Q1 = A1015, Q2 = C2383, Q3,4,5,6,7,8,9,10 = C2383, Q11 = D468.
 Công tắt nhấn.
 Led hiển thị.
 Mắt nhận hồng ngoại KSM-603LM.
 Led phat hồng ngoại.
 Máy biến áp : 455 mA.
 Cầu chì 2A.
2.2.2.Thiết kế sơ đồ nguyên lý của mạch :
Mạch nguồn :

Q1
2N4124
D2
1M150ZS5
BR1
12VDC
C1
1nF
R1
100k
D3
LUMILED
1
2
J1
SIL-100-02
1
2
3