GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 1
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
B GIÁO D C VÀ ÀO T OỘ Ụ Đ Ạ
Thành Ph H Chí Minh, Ngày 31 Tháng 12 N m 2011ố ồ ă
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……. 000 …… Tp.HCM, Ngày 31 Tháng 12 Năm 2011
Giáo Viên Hướng Dẫn
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 2
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……. 000 ……


phức tạp và ứng dụng công nghệ cao như hệ thống camera, robot…tất cả
điều được ứng dụng rộng rãi và góp phần hiệu quả vào công việc giải phóng
sức lao động của con người đưa con người hướng tới một thế giới công nghệ
mới ngày càng hiên đại và tinh vi hơn.
Trong sinh hoạt hằng ngày của con người như những trò chơi giải trí
(robot, xe điều khiển từ xa…) cho đến những ứng dụng gần gủi với chúng ta
cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất.
Điều khiển từ xa đã thâm nhập vào vấn đề này do đó cho ra đời những loại
tivi điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD,… đến quạt bàn tất cả điều khiển
từ xa. Điều khiển từ xa là việc điều khiển mô hình, thiết bị ở một khoảng
cách nào đó mà người không nhất thiết phải đến nơi đặt hệ thống. Thế giới
ngày càng phát triển việc ứng dụng các thiết bị điều khiển tự động ngày càng
được con người sử dụng trong đó có quá trình thu phát bằng hồng ngoại nó
có độ chính xác và nhanh chóng trong quá trình điều khiển từ xa.
Xuất phát từ những ý tưởng trên nên chúng em đã chọn đề tài mạch điều
khiển thiết bị từ xa bằng hồng ngoại. Trong thời gian ngắn với kiến thức và
kinh nghiệm còn hạn chế nên quyển đồ án chưa được hoàn thiện cho lắm và
còn nhiều thiếu sót.
Kính mong sự chỉ dẫn và góp ý của tất cả thầy cô cùng tất cả các bạn .
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 5
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
MỤC LỤC
Lời mở đầu
Chương I : Lý Thuyết Tổng Quan
1 Một số khái niệm liên quan 1
1.1 Tia hồng ngoại (Ánh sáng hồng ngoại) 1
1.2 Hệ thống điều khiển từ xa 1
1.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa 1
1.2.2 Kết cấu tin tức 2
1.2.3 Kết cấu hệ thống 2

22
3.1 Mạch phát
21
3.2 Mạch thu
21
4 Kết quả đo được
22
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 7
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
CHƯƠNG I : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN
1.1 Tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại)
Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 400.000nm
đến 760.000nm, dài hơn bước sóng ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia
bức xạ vi ba. Tên “hồng ngoại” có nghĩa là “dưới mức đỏ”, màu đỏ là màu
sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường. Mọi vật có nhiệt độ lớn
hơn 0 độ K đều phát ra tia hồng ngoại.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội
tụ qua thấu kính, tiêu cự… ). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác
nhau rất rõ trong sư xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó
một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì
vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại
không bị yếu đi khi vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp. lượng thông tin có thể đạt được 3Mbit/s. Lượng
thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với
sóng điện từ mà ta vẫn dùng. Trong kỹ thuật truyền tin bằng sợi quang dẫn
không cần các trạm khuếch đại giữa chừng, người ta có thể truyền một lúc

yêu cầu sau:
- Tốc độ làm việc nhanh.
- Thiết bị phải an toàn tin cậy.
- Kết cấu phải đơn giản.
Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thống đạt tốc độ điều khiển
cực đại đồng thời đảm bảo độ chính xác trong phạm vi cho phép.
1.2.3 Kết cấu hệ thống
Do hệ thống điều khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa nên chúng ta
cần phải nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu được truyền đi
chính xác và nhanh chóng. Đây là sơ đồ kết cấu hệ thống:

Sơ đồ kết cấu hệ thống
- Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu và phát đi.
- Đường truyền: đưa tín hiệu điều khiển từ thiết bị phát đến thiết bị thu.
- Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền, qua quá trình biến
đổi, biến dịch để tái hiện lại lệnh điều khiển rồi đưa đến các thiết bị thi
hành.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 9
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
1.2.4 Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa
Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc hoặc truyền thông tin liên tục nhưng
đã được rời rạc hóa tin tức thường được biến đổi thông qua một phép biến
đổi thành số ( thường là số nhị phân ) rồi mã hóa và được phát đi tứ máy
phát. Ở máy thu, tín hiệu phải thông qua các phép biến đổi ngược lại với các
phép đổi trên: giải mã, liên tục hóa…
Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu và độ tin cậy của hệ
thống điều khiển từ xa, nghĩa là tăng tốc độ truyền và khả năng chống nhiễu.
Trong điều khiển từ xa ta thường dùng mã nhị phân tưng ứng với hệ, gồm có
hai phần tử [0] và [1].
Do yêu cầu về độ chính xác cao trong các tín hiệu điều khiển được truyền đi

thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bit 0
và 1. Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit… tùy theo số
lượng phím chức năng nhiều hay ít. Hiện tượng biến đổi này gọi là mã
hóa. Có nhiều phương pháp mã hóa khác nhau: điều chế biên độ xung
(PAM), điều chế độ rộng xung (PWM), điều chế vị trí xung (PPM), điều
chế mã xung (PCM). Trong kỹ thuật điều khiển từ xa bằng hồng ngoại,
phương pháp điều chế mã xung thường được sử dụng nhiều hơn cả, vì
phương pháp này tương đối đơn giản và dễ thực hiện.
¥ Khối dao động tạo sóng mang: khối này có nhiệ vụ tạo ra sóng mang tần
số ổn định, sóng mang này sẽ mang tín hiệu điều khiển khi truyền ra môi
trường.
¥ Khối điều chế: khối này có nhiệm vụ kết hợp tính hiệu điều khiển đã mã
hóa sóng mang để đưa đến khối khuếch đại.
¥ Khối khuếch đại: khuếch đại tín hiệu đủ lớn để Led phát hồng ngoại phát
tín hiệu ra môi trường.
¥ Led phát: là một Led hồng ngoại, biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu
hồng ngoại phát ra môi trường.
1.3.2 Sơ đồ khối máy thu
Chức năng của máy thu là thu được tín hiệu điều khiển từ máy phát, loại bỏ
sóng mang, giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh riêng biệt, từ đó mỗi
lệnh sẽ đưa đến khối chấp hành cụ thể.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 11
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Sơ đồ khối máy thu
¥ Led thu: thu tín hiệu hồng ngoại do máy phát truyền tới và biến đổi thành
tín hiệu điều khiển
¥ Khối khuếch đại: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều khiển lớn lên từ từ,
Led thu hồng ngoại để quá trình xử lý tín hiệu được dễ dàng.
¥ Khối tách sóng mang: khối này có chức năng triệt tiêu sóng mang, chỉ giữ
lại tín hiệu điều khiển như tín hiệu gửi đi từ máy phát

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 thường
khi 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.
2.1.1.3 Sơ đồ khối bên trong
Bên trong IC BL9148 do bộ dao động, bộ phân tần, bộ giãi mã, mạch đầu
vào của bàn phím, bộ phát mã số… tạo thành.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 13
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
Sơ đồ khối bên trong của IC BL9148
¥ Bộ tạo dao động và bộ phân tần: để có thể phát đi xa, ta cần có một xung
có tần số 38 Khz ở nơi nhận nhưng trên thị trường khó tìm được thạch anh
đúng tần số nên ta chọn tần số của thạch anh là 455 Khz cho bộ tạo dao
động. Sau đó tần số sẽ được đưa qua bộ phân tần để chia nó ra thành 12
lần.
¥ Mạch điện phím vào: có tổng cộng 18 phím được nối tới các chân K1-K6
và mạch hoạt động thời gian T1-T3 (chân 10-12) để tạo ra bàn phím ma trận
(6*3).
¥ Mạch phát sinh tín hiệu bit và mạch phát sinh tín hiệu chiông:
- Lệnh truyền: gồm một lệnh được tạo bởi 3 bit mã người dùng, 1
bit mã liên tục, 2 bit mã không liên tục và 6 bit mã ngõ vào.
- Vậy nó có 12 bit mã. Trong đó, 3 bit mã được dùng như sau: dữ
liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu một diode được nối
giữa chân CODE và chân Tn (n= 1-3) và là “0” khi không nối
diode. Vì IC thu BL9149 chỉ có 2 bit mã (CODE 2, CODE 3)
nên chân T1 (chân 10) sẽ luôn ở mức “1”.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 14
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
2.1.2 Led phát hồng ngoại

- Bộ lọc số và bộ kiểm tra mã ngăn ngừa sự tác động từ những nguồn sáng
khác nhau như đèn PL.Do đó không ảnh hưởng đến độ nhạy của mắt thuong
2.2.1.2 Sơ đồ và chức năng của từng chân

Hình dáng và sơ đồ chân của IC BL9149
¥ Chân 1 (GND): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
¥ Chân 2 (RxIN): là đầu vào tín hiệu thu, tín hiệu sau khi được lọc bỏ sóng
mang.
¥ Chân 3-7 (HP1-HP5): là đầu ra tính hiệu liên tục. Chỉ cần thu được tín
hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1”.
¥ Chân 8-12 (SP5-SP1): là đầu tín hiệu không liên tục. Chỉ cần thu được tín
hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1”
trong khoảng thời gian là 107 ms.
¥ Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống
giữa phần phát và phần thu. Mã số của hai chân này phải giống tổ hợp mã
hệ thống của phần phát thì mới thu được tín hiệu.
¥ Chân 15 (OSC): dùng để nối tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao động
cho mạch.
¥ Chân 16 (Vcc): là chân nối với cực dương của nguồn cung cấp.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 16
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
2.2.1.3 Sơ đồ khối bên trong

Sơ đồ khối bên trong của IC BL9149
Sau khi IC phát BL9148 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ được mắt thu
tiếp nhận rồi đưa nó đến chân RxIN. Chân RxIN có nhiệm vụ sẽ chỉnh lại
dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín hiệu được đưa tới bộ lọc số.
Bộ Lọc số có nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi. Dữ liệu
đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của nó khớp với mã của
phần phát. Trường hợp mã của dữ liệu không khớp với mã của phần phát thì

2.2.2.2 Sơ đồ và chức năng của từng chânSơ đồ chân và hình dáng của IC HEF4013
HEF4013 có 14 chân trong đó:
 D : dữ liệu vào.
 CP : xung đồng hồ vào.
 SD : chân đặt.
 CD : chân xóa.
 O : ngỏ ra chính.
 Ō : ngỏ ra bổ sung.
Bảng chân trị
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 19
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
 H : cấp giá trị ở mức cao.
 L : cấp giá trị ở mức thấp.
 X: giá trị tùy định.
2.2.3 IC KA7805
2.2.3.1 Đặc tính
- Dòng cực đại có thể duy trì là 1A.
- Dòng đỉnh 2.2A.
- Công suất tiêu tán nếu không dùng tản nhiệt: 2W.
- Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W.
- Bảo vệ ngắn mạch.
- Bảo vệ quá tải nhiệt
Chính vì thế với những mạch không đòi hỏi tính ổn định của điện áp quá cao
người ta hay sử dụng chúng để thiết kế những mạch điện đơn giản.
2.2.3.2 Sơ đồ và chức năng của từng chân
Sơ đồ
chân của IC KA7805

3. Cực phát (emitter)
Phân loại: NPN và PNP
C1815 là Transistor BJT loại NPN gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n,
trong đó miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí
hiệu n+ là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n,
gọi là miền thu(collecter). Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p,
gọi là miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba
cực emitter (E), base(B), collecter (C) của transistor.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 21
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân

Kí hiệu và hình dáng của transistor C1815

Ứng dụng: Đáp ứng nhanh và chính xác nên các transistor được sử dụng
trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuyếch đại, đóng cắt, điều chỉnh
điện áp,điều khiển tín hiệu, và tạo dao động Transistor cũng thường được
kết hợp thành mạch tích hợp (IC) trên một diện tích nhỏ.
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 22
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
CHƯƠNG 2 : THI CÔNG MÔ HÌNH
1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
1.1 Mạch phát
Mạch Điều Khiển Từ Xa Bằng Hồng Ngoại Page 23
GVHD:Trương Ngọc Bảo SVTH:Mai Phước Tân
1.2 Mạch thu
2 GIẢI THÍCH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
2.1 Nguyên lý hoạt động của mạch phát
Từ nguyên lý làm việc của IC BL9148 ta biết mỗi lần mạch phát ra 2
nhóm số liệu, mỗi nhóm số liệu của tín hiệu phát ra là 12 bit, trong đó có 3
bit mã người dùng (C1, C2, C3), 6 bit mã phím vào (D1 đến D6) và 3 bit mã