Báo cáo Nghiên cứu, thiết kế mạch điện phục vụ cho hệ thống chống trộm trên xe máy và ôtô

Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Khoa Cơ khí động lực BÁO CÁO ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN PHỤC VỤ CHO HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM TRÊN XE MÁY VÀ ÔTÔ. GVHD : PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG HỌC VIÊN: KS. PHẠM TRƯỜNG GIANG MSHV : 09085246004 LỚP : CKO2009-2011 TPHCM, Tháng 05 năm 2011. 1 Chương I. PHẦN DẪN NHẬP 1. Lý do chọn đề tài: Hiện nay ô tô phát triển rất mạnh, tuy nhiên để tiết kiệm kinh phí và đảm bảo an toàn xe không bị mất trộm nên tôi quyết định chọn đề tài: Nghiên cứu, thiết kế mạch điện phục vụ cho hệ thống chống trộm trên ô tô. Ưu điểm:  Đảm bảo an toàn.  Đảm bảo được độ bền.  Tiết kiệm kinh phí. 2. Mục tiêu:  Thiết kế được mạch chống trộm.  Ứng dụng được trên xe.  Biết được một số kiến thức cơ bản về điện. 2 Chương II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lý thuyết định luật ôm. a. Công thức: U I  R I: dòng điện (A) U: điện áp (V) R: điện trở (  ) b. Mạch mắc nối tiếp:  Điện trở tương đương: Rtd  R1  R2  ... b. Mạch mắc song song:  Điện trở tương đương: R1  R2 Rtd  R1  R2 2.2 Lý thuyết linh kiện điện tử. a. Trasistor:  Sơ đồ chân: B: chân kích. C: chân dương nối với tải. E: chân nối mass. 3  Ký hiệu:  Sơ đồ chân được quy định như sau: kích thước nhỏ như con C1815 thì chân được quy định nhìn vào mặt chữ đếm từ phải sang trái là chân B đến chân C tới E.  Ngược lại con có kích thước lớn như con TIP122 trở lên chân được quy định tính từ trái sang phải: BCE  Nguyên lý hoạt động:  Khi có dòng kích Ib thì transistor dẫn, lập tức có dòng điện dẫn Ic từ chân C qua chân E.  Ngược lại khi không có dòng kích Ib thì transistor không dẫn, nên không có dòng điện Ic dẫn từ chân C qua chân E. b. Diode: I  Mục đích bảo vệ mạch điện  Dẫn điện một chiều. c. Zenner:  Dẫn điện được hai chiều  Chiều (1) giống như diode thường 4  Chiều (2) bị khống chế bởi ngưỡng điện áp tùy theo con  Ngưỡng điện áp zenner: 1V, 2V, 3V, 5V, 7V…. Ví dụ:  Zenner có điện áp ngưỡng 3V, nếu điện áp đặt lớn hơn 3V thì có dòng điện dẫn qua ngược lại nếu điện áp nhỏ hơn điện áp ngưỡng thì sẽ không dòng điện dẫn qua. d. Rơ le:  Sơ đồ chân:  Có nhiều loại nhưng ơ đây chỉ giới thiệu rơ le 8 chân.  Nguyên lý hoạt động: Rơ le 8 chân có một cuộn dây và các cặp tiếp điểm thường đóng và thường mở. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây thì các tiếp điểm sẽ thay đổi thường đóng thành thường mở và ngược lại. 5 Chương 3. THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM 3.1 Thiết kế mạch chống trộm dạng công tắc từ: 3.1.1 Sơ đồ mạch điện: Hình 1: Sơ đồ mạch điện công tắc từ. 3.1.2 Nguyên lý hoạt động:  Khi bật công tắc máy, nam châm chưa quét có dòng điện chạy từ: - Công tắc máy → (+) chân 1 → chân 4 → đến tiếp điểm thường đóng 3. - Công tắc máy → (+) chân 1 → cuộn dây L → đến chân 2 → chân 8 và chờ ở đây. - Công tắc máy → (+) chân 1→ R 10k. 6 Hình 2: Sơ đồ mạch điện khi chưa dùng nam châm quét công tắc từ.  Khi bật công tắc máy, dùng nam châm quét có dòng điện chạy từ: Hình 3: Sơ đồ mạch điện khi dùng nam châm quét công tắc từ. 7 - Transistor dẫn, cuộn dây có dòng điện, dẫn đến tiếp điểm 4 và 5 tiếp điểm 7 và 8 đóng. Khi mà tiếp điểm 7 và 8 mà đóng transistor ngừng dẫn (do chân C của transistor thong với chân mass 0V nên bị đoản mạch).  Khi bật công tắc máy, dùng nam châm quét có dòng điện chạy từ sau đó bỏ nam châm không còn quét nữa: Hình 4: Sơ đồ mạch điện khi dùng nam châm quét công tắc từ rồi bỏ ra. - Cuộn dây rơ le lúc này tự dẫn 8 3.2 Thiết kế mạch chống trộm dạng sờ: 3.2.1 Sơ đồ mạch điện: Hình 5: Sơ đồ mạch dạng sờ. Dùng định luật ôm cho trường hợp mắc song song: - Nếu dòng điện kích chân B của transistor nhỏ, thì sẽ không có dòng điện đi từ chân C qua chân E transistor ngừng dẫn. - Vì vậy, trước tiên tìm dòng điện nhỏ nhất mà transistor C1815 đủ kích vào chân B. Làm thí nghiệm: - Dùng biến trở để chỉnh (dùng 2 chân, trong 3 chân biến trở đó là chân giữa và chân bìa nào cũng được): - Đặt thang đo biến trở lớn nhất ở 500k. - Tiến hành chỉnh thật chậm cho giá trị biến trở nhỏ dần đến khi nghe tiếng kêu transistor kích làm cho rơ le dẫn thì ngưng lại. - Đấy là giá trị điện trở làm cho dòng điện nhỏ nhất mà transistor C1815 đủ kích vào chân B. 9 - Tuy nhiên để làm chống trộm dạng sờ thì trước hết ta phải làm như sau: Ví dụ: Giá trị điện trở 170k làm cho dòng điện nhỏ nhất mà transistor C1815 đủ kích vào chân B, nếu mà lớn hơn 170k thì C1815 không dẫn. - Vậy bây giờ chỉnh biến trở khoảng 180k lúc này dòng nhỏ nên transistor ngừng dẫn. Đưa hai tiếp điểm như hình vẽ rồi sờ vào, ví du ta có điện trở người 800k và điện trở đã chọn sẵn 180k mà mắc song song như sau: R1  R2 800.180 Rtd   146,7k R1  R2 800 180 Vậy khi người sờ thì điện trở giảm xuống nhỏ hơn 170k nên transistor dẫn có dòng kích làm cho cuộn dây rơ le tự dẫn Hình 6: Sơ đồ mạch điện dạng sờ. 10 3.3 Thiết kế mạch trễ 5s: 3.3.1 Sơ đồ mạch điện: Hình 7: Sơ đồ mạch điện trễ 5s. Dòng điện đi qua R1 và R2 và nạp vào tụ điện khi điện áp tụ điện tăng lớn hơn điện áp ngưỡng của zenner thì có dòng điện chay qua zenner kích transistor làm cho C1815 dẫn. Tuy nhiên dòng điện nạp cho tụ điện để lớn hơn điện áp ngưỡng zenner mất khoảng thời gian tùy do mình chọn C tụ điện và cách đặt cầu phân áp. Để thay đổi thời gian trễ cần vào 2 thay đổi một tụ điện hai là cầu phân áp ba là zenner. 11 3.4 Tổng quát sơ đồ mạch chống trộm trên ô tô: 3.4.1 Sơ đồ mạch điện dùng nam châm quét: Các thông số đầy đủ: 12 3.4.2 Sơ đồ mạch điện người sờ: Các thông số đầy đủ: 13 3.4.3 Mạch chống trộm dạng điều khiển từ xa: 3.5 Kết luận:  Mạch chống trộm khá đơn giản.  Kinh phí rất thấp.  Học hỏi nhiều kiến thức về điện. 14