Đề tài Mạch điều khiển tín hiệu đèn giao thông

bằng mầu sắc. Tuỳ theo việc sử dụng các cuộn dây trong mạch điện mà cuộn dây có hình thù khác nhau. - Với tính năng đa dạng của cuộn dây từ công suất nhỏ đến công suất lớn với dòng chịu phải cao, ta có thể tích toán để thiết kế cho phù hợp. * ứng dụng: Bạn có thể dùng hiệu ứng cảm ứng của cuộn dây để lắp ráp bộ lọc phân tần. 4.II. Biến áp. - Biến áp còn gọi là biến thế có nhiệm vụ tăng áp hoặc hạ áp. Bộ biến áp thường được quấn thêm lõi sắt từ và có tối thiểu 2 cuộn dây quấn chồng lên nhau. Cuộn thứ nhất có thể là 1 loại 2 cuộn dùng cho 2 điện thế ngõ vào với hiệu điện thế khác nhau gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn thứ 2 có thể là 1 hoặc nhiều cuộn nối tiếp nhau hoặc rời từng cuộn để dùng do nhiều mức điện áp đầu ra. - Tuỳ vào việc sử dụng mà biến áp có nhiều kích cỡ khác nhau, tại đây điện áp và dòng tải khác nhau tới vài chụ miliampe đ hàng trăm ampe. - Trong ứng dụng tuỳ vào các kết cấu mạch mà các biến áp có nhiều công dụng khác nhau như biến áp chiu dòng tải nhỏ (với chụ miliampe) các mạch dao động (ngang, dọc trong TV), mạch dẫn tín hiệu, biến áp, xuất âm. Đối với các biến áp có dòng tải và điện lớn thường được dùng trong các biến áp nguồn như hạ áp hoặc cao áp. * ứng dụng: Do tính chất đa dụng của biến áp, bạn có thể tự quấn 1 biến áp đổi điện 110VAC/220VAC và ngược lại. và 1 biến áp điều chỉnh về nguyên lý khi ta đưa 1 điện áp AC ở đầu vào ta sẽ có 1 điện áp thích hợp ở đầu ra. 5.II. Điốt: - Điốt là 1 linh kiện bán dẫn do 2 lớp vật liệu bán dẫn P - N ghép lại thành. Tiếp xúc giữa P - N có thể là một mặt cũng có thể là 1 điểm tuỳ theo yêu cầu chức năng hoạt động của diốt. Do đặc tính của mạch điện diôt có nhiều loại và hình dạng khác nhau. * Diốt chỉnh lưu: Còn gọi là điốt nắn điện dùng để biến đổi dòng điện từ AC thành DC loại điốt này có thể được chế tạo từ Silicon hoặc geemanium hai loại này có điện áp ngưỡng khác nhau. Với lại Silicon là 0,6V còn geemanium là 0,2V. - Khi hoạt động ở phân cực ngược điện áp tăng đến 1 giá trị nào đó vùng tiếp giáp P - N sẽ bị đánh thủng và dòng điện ngược tăng vọt lên. ở chế độ này cần phải đảm bảo toả nhiệt tốt cho vùng tiếp giáp. Do đó khi sử dụng điốt nào chọn giá trị ngược tốc độ của mạch nhỏ hơn so với điện áp ngưỡng. vùng tiếp giáp P - N - Khi giá trị điện áp ngược và giá trị dòng chỉnh lưu cho phép của đi ốt không đạt yêu cầu. Ta có thể chọn nhiều điốt cùng loại mắc nối tiếp hoặc song song. Trường hợp không đủ giá trị điện áp ngược ta mắc các điốt nối tiếp nhau kèm theo các điện trở R sao cho dòng qua chúng lớn hơn vài lần so với dòng ngược qua điốt để điều hoà giá trị điện trở ngược khác nhau giữa các điốt cùng loại. Để điều hoà tốc độ phục hồi điện áp trên các điốt ta mắc thêm các tụ song với điốt giá trị điện dung của tụ này lớn hơn vài lần so với điện dung của điốt. Tuy nhiên với cách mắc này sẽ thất thoát năng lượng và ảnh hưởng đến hệ số chỉnh lưu. Nếu cố trị dòng chỉnh lưu không đạt ta mắc các điốt song song nhau và điều hoà dòng cho các điốt bằng điện trở. * Chú ý: khi lắp điốt vào, mắc nên để ý cực tính của nó có loại điốt được vẽ kí hiệu ngoài vỏ có loại không có ta phải dùng đồng hồ đo để xác định cực tính. * ứng dụng: Với mục đích chỉnh lưu điện áp mà các loại điôt này thường nắn nguồn AC thành DC. Từ vài vôn đến vài trăm vôn. Out * Điốt ổn áp: là 1 loại điốt dùng để ổn định điện áp hay nói cách khác là ấn định hiệu số điện thế không vượt quá mức điện áp cho phép. - Tùy vào sử dụng trong mạch điện mà điốt ổn áp có nhiều loại khác nhau. Để phân biệt trên vỏ điốt ngoài ký hiệu điốt thường có thêm 1 dấu chấm và kế đến là giá trị điện áp cực đại. - Khi sử dụng điốt ổn áp cần lưu ý đến các thôgn số sau: + Điện áp ổn định (VZ) là giá trị điện áp của điốt khi dòng qua nó (IZO-BUTAN) nắm trong vùng hoạt động. + Dòng ổn định cho phép tối thiểu được xác định bằng giá trị dòng qua điốt trước khi dòng tăng đột ngột. + Dòng ổn định tối đa cho phép được xác định theo công thức tán xạ của điốt để hoạt động an toàn. Công suất hoạt động cho phép của điốt ổn áp silicon có thể từ 100mW đến 50W. * ứng dụng: Để ổn định nguồn dòng điện áp 1 chiều dùng điốt ổn áp ta có thể lắp 1 mạch nguyên lý sau: Để nâng cao tính ổn định của mạch, người ta dùng nhiều tầng ổn áp. * Điốt quang: (LED - LIGAT E aritting Điốt). - Đây là loại điốt bán dẫn có khả năng biến đổi năng lượng điện thành năng lượng quang. Cấu tạo của điốt này có dạng đặc biệt với vỏ bằng kim loại hoặc bằng nhựa có cửa sổ trong suốt để năng lượng quang có thể phát qua. - Khi LED được phân cực thuận điện tử từ lớp bán dẫn M chuyển sang lớp bán dẫn P. Tái hợp với lỗ dẫn ngang vùng hiên của tiếp giáp P - M và lập tức ra ánh sáng. Tuỳ theo vật liệu chế tạo mà điốt quang có những mầu sắc khác nhau. * ứng dụng: Điốt phát quang không chỉ dùng làm bộ chỉ thị cho các thiết bị điện tử mà còn sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kiểm tra đo lường khác. - Do đặc tuyến V - ampe của điốt quang khá dốc nên khi sử dụng cần biết giá trị điện áp hoạt động và dòng cực đại của nó. 6.II. Dinisto hai chiều (DIAC). - Đây cũng là 1 dạng bán dẫn bốn lớp nhưng có khả năng dẫn điện 2 chiều. - Điện áp mở của Diac đều giống nhau cả 2 chiều thuận và nghịch và điện áp này thường nằm trong khoảng 200V - 400V. - Diac có thể chịu dòng tải qua nó từ 3A á 30A. Để kích mở Diac, người ta dùng 1 xung điện có biên độ khoảng 5mA. * ứng dụng: Người ta dùng diac tạo các mạch xung để điều khiển đóng mở các mạch khác. 7.II. Thyristo. Thyristo còn gọi là SCR khác với Tinisto là có thêm 1 cực ở lớp bán dẫn P của bán dẫn 4 lớp. Cực này gọi là cực điều khiển. Nếu không có điện cực điều khiển chức năng tương tự như Dinisto. Ghi G ngắt: RAK = RKA = Ơ - Khi có điện kích vào cực G thì CR dẫn. - Chỉnh lưu cong suất lớn. UA >> UG ³ UK Nối A với G thì KR giống như 1 điốt phân cực thuận. * ứng dụng: Do SCR chỉ dẫn điện khi có 1 điện áp dương kích vào cực khiển. nê linh kiện này sử dụng rất nhiều trong mạch bảo vệ, điều khiển, Ig, IAKmax, UAKmax… 8.II. Triac. Triac là linh kiện điện tử có nguyên lý làm việc như 2 Thyristor nối song song ngược về cấu tạo. Sử dụng mạch công suất lớn, Ig, I1-2max, U1-2max. Điều kiện làm việc: MT1 ô MT2 Û UMT1 >> UG ³ UMT2 hoặc UMT1 Ê UG << UMT2. 9.II: Mosfat. - Độ nhạy biến thiên dòng khuếch cộng. - Nội trở khi dẫn thấp. - F rất cao. Phân loại: D = Drrain = cực máy G = Gate = Cực cổng. S = Souce = Cực nguồn. - Khi cung cấp điện áp thiết lập cho các cực thế mosfet sẽ dẫn. Trạng thái dẫn sẽ được dữ khi tháo ở G. Trạng thái dẫn mất khi 1 trong 2 trường hợp: - Nối G với S. - Đảo ngược nguồn nuôi. 10.II. Transistor. Transistor là 1 linh kiện gồm 3 lớp m - p - n hoặc p - n - p được chế tạo bằng silicon hoặc gecmani. UE > UB > UC UC > UB > UE Trong hầu hết các chế độ hoạt động 1 cường độ dòng điện lớn chạy qua giữa 2 cực E và C của (T) được điều khiển bởi 1 dòng phân áp nhỏ ở cực B. Dòng phân áp này có thể điều chế được và vì thế tín hiệu xuất được khuếch đại lên lần. - Tuỳ vào nhu cầu trong mạch điện mà các (T) có nhiều hình dạng cũng như chịu nhiều dòng tải khác nhau. * ứng dụng. Do tính đo đo dụng của chúng các (T) thường dùng hầu hết trong các mạch điện tử từ khuếch đại cao tần, từng tần, âm tần đến các mạch dao động. * Trarsirtor có 3 cách lốp xốp cơ bản. * Cực B chung: IC = aIE. IE = IC + IB Û IB = (1 - a)IE. Thường áp dụng trong các mạch cấp nguồn do đặc tính dòng ổn định không gây mạch nối tiếp ở tần số cao và khả năng khuếch đại tốt. * Cực E chung. - Với cách mắc cực E chung mạch tạo thiên áp bằng phương pháp định dòng. - Có cực điểm là nội trở cực B có thể thay đổi chế độ làm việc trong nhiên mạch có khuyết điểm kém ổn định theo nhiệt. Vì vậy khi làm việc ở nhiệt độ cao người ta thường lấp thêm điện trở tại chân E của (T). - Với cực E duy thì tín hiệu ra được khuếch đại và đồng pha với tín hiệu vào. * Cực C chung. - Mạch C chung rất ít khi sử dụng do tính chất đảo pha của nó. Do tính chất đảo pha nên trước đây thường sử dụng trong các mạch chuyển hệ SECAM và NTSC. * Các mạch điện chỉnh lưu dòng điện. Mạch chỉnh lưu 1/2 chu kỳ * Cả chu kỳ 2 điốt - nếu L3 (+) L2 (-) thì D1 thuận D2 ngắt và ngược lại. * Cả chu kỳ 4 đi ốt. - Giả sử mức ban đầu. - D2 và D4 dẫn thì dòng điện đi như sau: Đia vào D2 sau đó qua tụ và sa trở tải trở về âm đất sau đó qua D4 trở về nguồn. - D1 và D3. Thì D3 đến qua tụ C và qua Rt xuống đất qua D1 về nguồn. * Mạch nhân đôi. Nếu A (+) và B (-) thì D1 dẫn C1 nạp còn D2 ngắt. A (-) và B (+) thì D2 dẫn C1 nạp còn D1 ngắt. * Các mạch dao động. * Mạch dao động đa hài. * Mạch dao động hình sin. * Mạch dùng transistor. * Mạch tụ dao động ghép biến áp. Sơ đồ: Giả sử tín hiệu điện áp đặt vào cực B lại thời điểm nào đó điện áp trên cực C, T/C được xác định Điện áp này được tạo nên trong cuộnc ảm dòng cảm ứng sang cuộc thứ cấp điện áp hồi tiếp. Để thoả mãn điều kiện pha phải đồng pha với điện áp thoả mãn điều kiện . Trong đó S, ZC, L đều dương ị M âm để Unt đồng pha. Điều kiện để cân bằng pha được thoả mãcông nghệ thi M < 0 để có trễ cản âm phải có thêm cuộn sơ cấp của biến áp là tiếp ngược chiều. 11.II. Hệ hàm logic đầy đủ. Khi tổ hợp các hàm logic sơ cấp ta có thể xây dựng 1 hàm logic bất kỳ - một nhóm các hàm sơ cấp mà từ đó có thể xây dựng được các hàm logic khác gọi là 1 hệ hàm đủ. Có 4 hệ hàm đầy đủ. - Hệ bao gồm các hàm f0 = , F1 = A. B và F2 = A + B. - Hệ chỉ dùng hàm F3 = (NAND) - Hệ chỉ dùng hàm F4 = (NOR). - Hệ gồm 2 hàm F7 = A Å B và F5. hoặc F6 = A. 1.11. Cổng thực hiện phép cộng logic (OR). Hoạt động: Nếu 1 trong 2 đầu vào hoặc cả 2 đầu vào có tín hiệu thì đầu ra có tín hiệu còn nếu cả 2 đầu vào cùng phóng có tín hiệu thì đầu ra không có tín hiệu. Bước vào Hàm ra A B FOR = A + B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Bảmg trạng thái OR. * Cổng OR được chế tạo từ Diốt và Tranzitor. * Cổng OR được ghép cổng NOR lại với nhau. A B A + B Cổng OR được ghép từ các cổng NAND A A+B B 2.11. Cổng thực hiện phép nhân logic (cổng AND).FADN = A. B Hoạt động: Nếu 2 đầu vào cùng có tín hiệu thì đầu ra sẽ có tín hiệu. Nếu 1 trong 2 đầu vào hoặc cả 2 đầu vào không có tín hiệu thì đầu ra không có tín hiệu. Bước vào Hàm ra A B FAND = A . B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Bảng trạng thái. * Cổng AND được chế tạo bằng điốt. * Cổng AND được ghép từ các cổng NOR. A A.B B * Cổng AND được ghép từ các cổng NAND. A B A.B 3.11. Cổng not. + Hoạt động: nếu đầu vào có tín hiệu thì đầu ra không có tín hiệu và ngược lại đầu vào không có tín hiệu thì đầu có tín hiệu. Biến Hàm A 0 1 1 0 Bảng trạng thái * Mạch điện linh kiện dời ghép lại tạo nên cổng not. * Cổng not ghép bởi các cổng NAND. A A + Cổng not ghép bởi các cổng NOR * Cổng thực hiện hàm lgie hoặc Đảo (NOR). Hoạt động: Nếu 2 đầu vào không có tín hiệu thì đầu ra sẽ có tín hiệu. Nếu 1 trong 2 đầu vào hoặc cả 2 đầu vào có tín hiệu thì đầu ra không có tín hiệu. Biến Hàm FNOR A B A B FNOR = 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 Bảng trạng thái * Cổng NOR được ghép bởi 2 hàm sơ cấp logic OR và NOT Not A B NOR A B OR A+B * Các dạng cổng NOR Cổng NOR ghép từ 2 cổng OR - NOT từ linh kiện rời. * Tính đa dụng của cổng NOR. 5.11: Cổng logic thuộc hiện Hàm và Đảo (cổng NAND). * Hoạt động: Nếu 1 trong 2 đầu vào có tín hiệu hoặc cả 2 đầu vào không có tín hiệu thì đầu ra có tín hiệu. Nếu 2 đầu vào cùng có tín hiệu thì đầu ra không có tín hiệu. Biến A B A B A.B Kí hiệu cổng NAND Hàm A B 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 * Bộ đếm. 12.II. Các khái niệm. - Hệ số 10 là hệ đếm cơ số 10 bao gồm 10 kí tự đếm 0 á 9. Trong 1 số bất kỳ hàng đứng bên trái luôn có giá trị gấp 10 lần hàng đứng bên phải kế nó. - Hệ đếm 2: (hệ đếm nhị phân) là hệ đếm cơ số 2 bao gồm có 2 kí tự đếm là "0" và "1" giá trị của các số đếm cũng phụ thuộc vào vị trí của nó. * Đếm trong hệ nhị phân là sự thay đổi tuần tự các tổ hợp đếm, tổ hợp trạng thái theo 1 trình tự nào đó, mỗi khi có 1 tín hiệu kích thích tín hiệu đếm mang đến. * Các phần tử cấu trúc thành bộ đếm chính là Flip - Flop, mỗi 1 FF đại diện cho 1 bit nhị phân vì vậy nếu bộ đếm có M bit thì cần phải có M phần tử FF. * Có các loại bộ đếm sau. - Đếm thuận - Đếm liên tục. - Đếm ngược - Đếm nhảy cách - Đếm không đồng bộ - Đếm đồng bộ Đây là báo cáo thực tập tốt nghiệp về đề tài nên em chỉ nói một số bộ đếm sử dụng trong đề tài. 1.12. Bộ đếm nhị phân không đồng bộ. * Khái niệm: Bộ đếm nhị phân không đồng bộ là bộ đếm mà các FF cấu trúc lên bộ đếm không chuyển trạng thái được đồng thời mà tự chuyển trạng thái của FF này lại kích thích cho sự chuyển trạng thái của FF tiếp theo. Đặc điểm: - Xung cần đếm đưa vào tuần tự tại lối vào đồng bộ của trigơ đầu tiên F0. Các Trigơ cấp cao tiếp sau có cửa vào CK nối với cửa ra của Trigơ cấp thấp kề nó. - Xung xoá R phải xuất hiện trước dòng xung đếm để thiết lập trạng thái ban đầu Q0 = Q1 = Q3 = 0. - Các trigơ từ F0 á F3 sẽ thay đổi trạng thái của mình khi tín hiệu đưa vào của C của nó chuyển từ giá trị 1 đ 0 muốn vậy các trigơ đấu phải có J = K=1. - Mỗi ô trigơ Fi thực hiện việc chia tần số của dòng xung vào. - Để tăng dung lượng đếm, cần tăng trigơ khi sử dụng N trigơ sẽ đếm được tốc độ là 2N - 1 xung. Tuy nhiên có hiệu trễ tích lũy gần dẫy xung vào và dãy xung ra làm giảm khả năng đếm nhanh của bộ đếm khi tăng dần N trigơ. 2.12. Bộ đếm thuận (4 bit) (thuộc không đồng bộ) Cấu trúc mạch. - Xung đếm được đưa đồng thời tất cả các JQFF như vậy các JQFF muốn lập trạng thái cũng cần nhờ đến xung đếm xuất hiện. - Các lối vào của JQFF: các FF đứng sau muốn lập trạng thái được phải phụ thuộc vào FF đứng trước nó. Cụ thể nếu lối ra Q(i) nào đó muốn lập trạng thái được thì phải đảm bảo các lối ra đứng trước nó từ Q (i - 1) đ Q0 đang ở trạng thái 1. - Nguyên lý hoạt động tổng quát: Khi xung đếm được đưa đến liên tục vào trạng thái lối ra Q (i) sẽ lập trạng thái nếu đảm bảo điều kiện các bậcthấp kế tiếp nó từ (Qi-1 - Q0) đang ở trạng thái "1" và đồng thời khi chấm dứt xung đếm đưa vào mạch sẽ tuần tự chuyển trạng thái từ 0000 đ 1111. 3.12. Bộ đếm lên xuống kích thích đồng bộ. Mod: Up/Down. - ở mạch này có 1 đầu vào chọn M, khi M = 1 các cổng G0 và G1 được chọn cho chế độ đếm lên, khi các Q0, Q1 ở mức 1 sẽ cho phép các FF1 và FF2 chuyển bộ đếm. 4.12. Bộ đếm ngược (thuộc nhị phân không đồng bộ). Tổng quát: Khi ta đưa xung đếm liên tục tại FF (1) thì trạng thái ra của Q3 Q2 Q1 Q0 thay đổi liên tục theo quy luật giảm dần từ 1111 đ 0000 (tức 15 về 0). - Việc các lối ra Q(i) chuyển trạng thái từ 0 lên 1 sẽ ứng với các lối ra chuyển trạng thái từ 1 về 0 và ở bộ đếm ngược này người ta lấy đầu ra đưa đến bộ đếm kích thích của FF tiếp theo. - Dung lượng của bộ đếm vẫn là 16 (tức 15 về 0). Phần II: Các mạch dao động và bộ đếm Mạch tự động điều khiển đèn tín hiệu giao thông An toàn giao thông là vấn đề đang thử thách là mối quan tâm của nhiều cơ quan, tổ chức và mọi người dân trong xã hội. Trong thời kỳ đất nước đang đi lên với sự phát triển đa dạng của nền kinh tế đặc biệt là tại các thành phố lớn như Hà Nội, TPHCM đồng nghĩa với việc kéo theo sự bùng nổ về dân số tại nơi đây. Đó là những nguyên nhân dẫn đến sự ách tắc giao thông trong thành phố. Có nhiều lí do dẫn đến sự việc này, là do người tham gia giao thông không chấp hành luật giao thông, tham gia giao thông 1 cách bừa bãi, hai là do những tuyến đường còn quá trình nhỏ chưa có điều kiện được mở rộng đáp ứng được mật độ của người tham gia giao thông. Và 1 lý do chính thường xuyên gây ra sự ách tách giao thông đó là tại các ngã ba, ngã tư không có cột đèn điều khiển tín hiệu giao thông để người tham gia giao thông đi theo 1 cách tuỳ ý của riêng mình. Để khắc phục nhược điểm này tại các ngã ba, ngã tư cần phải có cột đèn điều khiển tín hiệu giao thông. Đèn báo tín hiệu giao thông sẽ cho người tham gia giao thông biết khi nào họ cần dừng lại, khi nào họ giảm tốc độ và khi nào thì họ được đi, để tránh sự ách tắc giao thông tại mọi tuyến đường nội bộ của các thành phố và các tỉnh đặc biệt là vào những giờ cao điểm. Thì tại các ngã tư phải có đèn điều khiển tín hiệu giao thông. Đèn báo hiệu giao thông gồm có 3 bóng đèn đỏ, vàng, xanh, được gắn trên 1 cột được phân tại góc vuông giữa 2 tuyến đường giao nhau. Tại 1 ngã tư sẽ có 4 cột báo. Tại mỗi cột báo đèn đỏ ở trên cùng, tiếp đỏ là đèn vàng và sau đó là đèn xanh. A Đỏ Vàng Xanh Đỏ Vàng Xanh Đỏ Vàng Xanh B Đỏ Vàng Xanh - Đèn đỏ báo hiệu cho người tham gia giao thông biết họ phải dừng lại để nhường phần đường tại ngã tư cho tuyến đường vuông góc với họ được tham gia giao thông. - Đèn vàng báo hiệu cho người tham gia giao thông biết họ phải giảm tốc độ để chuẩn bị dừng lại khi có đèn đỏ một cách hợp lý. - Đèn xanh báo hiệu cho người tham gia giao thông biết họ được tham gia giao thông khi qua 1 ngã tư nào đấy. - Để cho sự tham gia giao thông giữa 2 tuyến được diễn ra một cách nhịp nhàng A được thông thì B ngắt và ngược lại B thông thì A ngắt (như hình vẽ trên). mà không gây ra sự trễ hoặc quá nhanh về thị trường tại các đèn báo hiệu, thời gian giữa các đèn báo hiệu phải hợp lý để cho người tham gia giao thông biết và xử lý. Để xét thời gian mà khoảng cách giữa các đèn Đỏ - Vàng - Xanh cho cho phù hợp thì ta phải xét đến độ rộng của tuyến đường đó và ngã đó thuộc tuyến đường nào mật độ tham gia giao thông tại tuyến đường đó như thế nào và khoảng cách độ rộng của hai đường giao nhau như thế nào bằng nhau hay là chênh lệch nhau thì điều đó mới quyết định được thời gian mà lúc đèn báo hiệu cho ra (Đỏ - Vàng - Xanh) là phù hợp. Để tránh sự gây ra trễ và nhanh của 2 tuyến đường tại ngã tư đó khi tham gia giao thông. - Thời gian mà 3 đèn Đỏ - Vàng - Xanh cho ra thì ta cần phải chú ý đến thời gian của đèn vàng. Đèn vàng là đèn báo hiệu cho người tham gia giao thông biết họ phải giảm tốc độ và phải dừng lại khi có đèn đỏ. Thời gian của đèn vàng không phải là cố định cho mọi ngã tư mà thời gian của đèn vàng là do độ rộng của 2 tuyến đường giao nhau tại ngã tư đó và bằng vận tốc trung bình của người tham gia giao thông. Bởi khi có đèn vàng người tham gia giao thông vẫn đi qua. Chính vì vậy thời gian đèn vàng rất quan trọng. Còn thời gian của đèn xanh cũng không phải cố định của đèn cho mọi ngã tư mà thời gian đèn xanh có thể thay đổi theo độ rộng của tuyến đường đó cùng với mật độ tham gia giao thông của tuếyn đường đó như thế nào để không gẩy ra hiện tượng quá nhanh hay trễ. Còn thời gian của đèn đỏ cũng có thể tại một số ngã tư khi thời gian đó bằng tvàng + txanh song cũng có thể là không bằng thời gian đó mà có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn tuỳ thuộc vào độ rộng của 2 tuyến đường giao nhau và mật độ tham gia giao thông ở tuyến đường đó mà cho ra thời gian của đèn đỏ là phù hợp. * Chu kỳ của đèn. A X V Đ Đ X V Đ B Đ Đ X V Đ Đ X - Bộ tạo dao động ta có thể sử dụng rất nhiều mạch dao động như dao động điều hoà, nghẽn, dao động đa hài và có thể sử dụng các logic để làm sao tạo ra một dao động chuẩn theo thời gian để đưa ra các xung ra đều đặn, các xung ra đều đặn này ta sẽ đưa vào các bộ đếm, bộ đếm sẽ xử lý tín hiệu xung vào cho phù hợp. Ta có thể sử dụng rất nhiều bộ đếm như bộ đếm nhị phân đồng bộ, Đếm thuận, đếm ngược sử dụng trong trigơ hay trong các IC để đầu ra 3 tín hiệu ở 3 đền Đỏ - Vàng - Xanh là hợp lý nhất. Tín hiệu sau khi lấy ra ở bộ đếm đo phải cho qua 1 bộ cách ly nhằm đổi điện áp DC sang AC rồi đưa qua bộ khuếch đại công suất để đưa ra các đèn sợi đốt cỡ 100W. * Sơ đồ khối của đèn điều khiển tín hiệu giao thông. - Đèn báo hiệu giao thông ngoài chức năng tự động điềukhiển đèn tín hiệu giao thông cần có chức năng điều khiển bằng tay. - Bình thường cứ xem mỗi thời gian nhất định ta lại cho các đèn Đỏ - Vàng - Xanh sáng theo chu kỳ phù hợp nhất. Nhưng khi có 1 đoàn xe quan trọng đi qua ta không thể cho các đèn sáng như chu kỳ lập sẵn được mà ta sẽ cần đèn đỏ của đường đang được dừng cũng phải lâu hơn. Chính vì thế ta không thể sử dụng Auto được mà sẽ phải sử dụng Monual. Ta sẽ lắp 1 chế độ công tắc SW Auto (tự động) Manual (Điều khiển bằng tay. - Nếu những lúc để cho đèn sáng, tắt bình thường đoàn xe quan trọng đi qua ta sẽ sử dụng bằng tay (Manual) và chế độ Manual là ta sẽ không lấy tín hiệu từ bộ điều khiển tự động (Auto) mà ta sẽ lấy trực tiếp tự ngẫu để cấp vào cho các đèn. Để tạo 1 mạch điều khiển tín hiệu giao thông hoàn chinỉh ta cần phải tính toán rất nhiều không phải ta tuỳ ý cho sa thời gian giữa các đèn Đỏ - Vàng - Xanh mà ta phải nghiên cứu ngã tư đó nằm tại tuyến đường nào, khoảng cách độ rộng của 2 đường giao nhau là bao nhiêu, mật độ tham gia giao thông tại ngã tư đó tăng hay thưa từ đó ta mới có thể đưa ra khoảng cách thời gian giữa các đèn Đỏ - Vàng - Xanh các đèn mà 2 tuyến đường đó giao nhau để không gây ra sự ách tắc giao thông. Đây là một bản báo cáo thực tập tốt nghiệp nên chỉ có tính chất nghiên cứu mạch điện điều khiển đèn tín hiệu giao thông, ta tìm hiểu về nguyên lý, hoạt động và cấu tạo của mạch mà thôi. Chính vì vậy mà trong mạch khi sử dụng sẽ không sử dụng các đèn công suất lớn mà em chỉ sử dụng các đèn Led 3 màu đẻ mà phóng cho thấy sự hoạt động của mạch. Chính vì vậy sơ đồ nối khối sẽ rút gọn như sau: OSC Đền 3 Đền 2 Đền 1 Xanh Vàng Đỏ Chương I: Các mạch đếm: Có rất nhiều bộ đếm song ở đây em chỉ đưa ra một số mạch đếm cơ bản. 1.I. Bộ đếm xung tuần tự. Hình A: Mạch đếm hệ 2 kích thích không đồng bộ bằng sườn đi xuống dùng TFF. Hình B: Mạch đếm hệ 2 kích thích không đồng bộ bằng sườn đi xuống (đếm xuống từ xung) Nguyên lý : mạch thực hiện ghép liên tiếp các TFF hoạt động hộp kênh của các Trigơ đếm mang tính dây chuyền ta sẽ nhận được bộ đếm xung kiểu tuần tự. Cứ mỗi xung nhịp áp đến đầu vào T sẽ được bộ đếm cộng lại trong hệ nhị phân, tổng của TFF tổng quát khi ghép n trigơ đến liên tiếp nhau số trạng thái nhị phân tương ứng với số xung tối đa có thể đếm được là 2n - 1 gọi là dung lượng của bộ đếm. Bộ đếm xung trên gọi là bộ đếm nhị phân thực chất là phép chia hai liên tiếp số lượng xung ở đầu vào T. Hình A và hình B là cấu trúc mạch điện của 2 dạng bộ đếm nhị phân phổ biến nhất dùng TFF (hay TKFF) ở chế độ J = K = 1) gọi tên là bộ đếm nhị phân kiểu cộng xung nối tiếp hình A. và kiểu trừ xung hình B. số xung đếm tối đa là 23 - 1 = 7 xung chính là phép đếm trong hệ đếm 8. Có hai nhận xét quan trọng của bộ đếm nhị phân. + FF phía sau sẽ cột trạng thái khi FF phía trước chuyển từ mức cao về mức thấp. (Sườn đi xuống của xung). + FF phía sau sẽ chuyển khi FF phía trước đã ở mức 1 nhận xét đầu tiên giúp ta giải thích kết cấu và hoạt động của các mạch hình A và hình B. Cứ sau mỗi sườn đi xuống của xung đếm (từ mức 1 về mức 0) FF0 sẽ chuyển giá trị FF, 8FF2 cùng có thuộc tính tương tự khi Q0 và Q1 chuyển từ 1 về 0. ở mạch hình B đếm xung thực hiện bằng cách trừ dần số xung, sau lần kích thích thứ nhất có Q0 = Q1 = Q2 = 1. Vì các đầu ra được nối với các đầu vào T của FF phía sau nên khi Q từ 0 lên 1 thì từ 1 xuống 0 sẽ kích thích chuyển cho FF sau. 2.I. Bộ đếm BCD8241. Mạch có cấu tạo gồm 4FF có các trạng thái ra Q3 Q2 Q1 Q0. = DCBA của FFD, FFC, FFB và FFA biểu diễn 1 số thập phân (là số xung đếm được) dưới dạng 1 từ mà BCD8241 từ là trạng thái của Q3 = D ứng với trạng thái số 23…, ứng với trạng số 22, Q1 = B ứng với trạng số 21, của Q0 = A ứng với trạng số 20. Mạch điện. K Cp J Xung đếm K Cp J B K Cp J A Q Q C D FF A FF B FF C FF D Hình A: mạch đếm BCD 8421 không đồng bộ dùng 4JKF Hình B: Mạch đếm BCD 8421 đồng bộ dùng 4JKFF Mạch điện thực hiện với 2 dạng kích thích không đồng bộ trên hình A. 8 kích thích đồng bộ trên hình B. * Nhận xét: + FFA chuyển đổi trạngthái sau mỗi lần kích thích của xung đếm. + FFB chỉ chuyển đổi trạng thái khi FFA từ 1 xuống 0 trừ trường hợp cuối cùng lúc FFD ở mức cao (D = 1). + FFC chuyển đổi trạng thái theo đầu ra B của FFB khi B từ 1 xuống 0. + FFD coi như chuyển đổi giống FFO tức là theo tụ A từ 1 xuống 0 nhưng bị cấm trong suốt thời gian có xung nhịp từ 0 tới 7 cho tới khi B = C = 1 mới chuyển. * Mạch điện hình A được xây dựng theo các nhận xét vừa nêu cổng G (AND) có nhiệm vụ kìm hãm FFD từ xung đếm 0 đến hết xung thứ 7 đến lúc B= C = 1. G cho phép J (của FFD) = 1 lúc đó D = 1, = 0 được nối tiếp quay về FFB thông qua đầu vào J = K = = 0 của nó, dẫn tới B = 0 kéo theo C = 0. - Đến xung thứ 9 mạch làm việc bình thường chỉ có FFA chuyển nên DCBA = 1001. Khi xung thứ 10 xuất hiện (xét xườn đi xuống) A = C = 0. Theo trật tự bình thường của bộ đếm nhị phân, do đường hồi tiếp nên với FFB có A = Chi phí = J = K = 0 kết quả B = 0 qua AND làm J của FFD xuống mức 0 và D = 0. Hai giá trị B và D theo trật tự bộ đếm nhị phân đáng lẽ 1 nhưng do mạch hồi tiếp, sau xung thứ 10 ta nhận được DCBA = 0000 kết thúc 1 chu trình của bộ đếm BCD 8421. * Với mạch điện hình B (cấu trúc song song) việc kích thích các FF thực hiện đồng bộ theo từng nhịp của xung đếm Cp, từ FFA làm việc ở chế độ bấp bênh thay đổi trạng thái theo mỗi nhịp, còn FFB FFC và FFD chịu sự điều khiển, và K của chúng, tín hiệu điều khiển này do các cổng logic G1 = A = JB; G2 = A.B = JC; G3 = A.B = KC và G4 = ABC =