Tài liệu Đếm số lượng Ôtô vào bãi pdf

Tµi liÖu h−íng dÉn bµi tËp dµi kü thuËt sè

Bé m«n ®iÖn tö ♣1

Më ®Çu:

HiÖn nay , c¸c b·i ®ç xe c«ng céng nh− ë c¸c khu phè, khu chung c−, héi

chî...viÖc qu¶n lý gÆp nhiÒu khã kh¨n. Sè l−îng xe vµo vµ xe ra lµ ngÉu

nhiªn, cã lóc nhiÒu xe, cã lóc Ýt xe, nhiÒu khi l¹i ¸ch t¾c qu¸ t¶i. C«ng viÖc

qu¶n lý t−ëng chõng nh− ®¬n gi¶n song l¹i tèn nhiÒu nh©n lùc: ng−êi th×

b¸n vÐ, ng−êi thu vÐ ng−êi th× ph¶i th−êng xuyªn gi¸m s¸t sè l−îng xe cã

trong b·i...bªn c¹nh ®ã viÖc kiÓm so¸t vÐ lµ còng khã kh¨n.

Tong thùc tÕ cã thÓ sö dông c¸c ph−¬ng tiÖn hoµn toµn tù ®éng, kh«ng

nh−ìng gi¶n ®−îc nh©n lùc , ®¸p øng ®−îc kinh tÕ mµ cßn cã thÓ kiÓm so¸t

®−îc sè l−îng vÐ trong ngµy, th¸ng quý...

S¬ ®å khèi cña hÖ thèng nh− sau:

Trong ®ã:

- Khèi THV, THR lµ tÝn hiÖu vµo vµ tÝn hiÖu ra ( thù tÕ lµ c¸c c¶m biÕn ).

Hai khèi nµy cã nhiÖm vô nhËn biÕt «t« vµo vµ ra b·i ®Ó ®−a ra tÝn hiÖu ®iÒu

khiÓn bé ®Õm.

- Khèi §V lµ bé ®Õm. Bé ®Õm nµy cã nhiÖm vô ®Õm sè l−îng «t« vµo b·i (

cã thÓ theo ngµy, th¸ng... ), tõ ®ã cã thÓ kiÓm tra ®−îc sè l−îng vÐ, tr¸nh

thÊt tho¸t. Bé ®Õm cã tÝn hiÖu ®Çu vµo lÊy tõ c¸c c¶m biÕn vµ th−êng cã

dung l−în lín.

- Khèi §T lµ bé ®Õm thuËn ng−îc. Bé ®Õm nµy cã nhiÖm vô ®Õm sè l−îng

«t« cã trong b·i. Bé ®Õm cã tÝn hiÖu ®Çu vµo lÊy tõ c¸c c¶m biÕn. Khi cã

«t« v¸o th× bé thuËn lµm viÖc, ®Çu ra cña bé ®Õm t¨ng lªn mét gi¸ trÞ nhÞ

ph©n. Khi cã «t« ra th× bé ng−îc lµm viÖc, ®Çu ra cña bé ®Õm gi¶m xuèng

mét gi¸ trÞ nhÞ ph©n. Gi¸ trÞ nhÞ ph©n ë ®Çu ra bé ®Õm chÝnh lµ sè «t« cã

trong b·i. Nh− vËy bé ®Õm nµy chØ cÇn dung l−¬ng lín h¬n N mét chót lµ

dc.

- Khè GM-HT lµ gi¶i m· vµ hiÓn thÞ 7 thanh, hiÓn thÞ gi¸ trÞ thùc sè l−îng

«t« cã trong b·i.

T < N

THV

THR

§V

§T

SS

K§HT

T > N

T = N

S¬ ®å khèi cña hÖ thèng

HTV GM-HT

N

Tµi liÖu h−íng dÉn bµi tËp dµi kü thuËt sè

Bé m«n ®iÖn tö ♣2

- Khè SS lµ khèi so s¸nh. Kèi nµy cã nhiÖn vô so s¸nh gi¸ trÞ nhÞ ph©n ë ®Çu

ra bé ®Õm §T víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc N. Thùc chÊt lµ so s¸nh sè «t« cã trong

b·i víi sè «t« ®Þnh møc cña b·i N,®Ó tõ ®ã ®−a ra c¸c tÝn hiÖu hiÓn thÞ cho

phï hîp.

- Khè K§HT lµ khuÕch ®¹i vµ hiÓn thÞ kÕt qu¶ cña bé so s¸nh, gióp ng−êi

®iÒu khiÓn «t« biÕt cã ®−îc phÐp cho xe vµo b·i hay kh«ng.

I. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn

A. C¶m biÕn vµ c¸ch bè chÝ

1. NhiÖm vô cña c¶m biÕn:

Nh− ta ®· biÕt, ®èi t−îng ®iÒu khiÓn trong hÖ thèng lµ c¸c ®Ìn hiÓn thÞ,

chu«ng. C¸c tr¹ng th¸i cña c¸c ®èi t−îng ®ã phô thuéc vµo sè l−îng «t« vµo

vµ ra b·i. V× vËy cÇn ph¶i cã mét bé phËn nµo ®ã nhËn biÕt ®−îc «t« vµo vµ

ra b·i ®Ó d−a ra c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn thÝch hîp.

§Ó nhËn biÕt ®−îc «t« vµo vµ ra b·i ta cã thÓ sö dông c¸c bé c¶m biÕn

(Sensor ), c¶m biÕn cã rÊt nhiÒu lo¹ nh− c¶m biÕn lùc, c¶m biÕn ®é rung,

c¶m biÕn quang...song trong thùc trong thùc tÕ ng−êi ta th−êng dïng c¶m

biÕn quang v× lo¹i c¶m biÕn nµy cã ®é chÝnh x¸c vµ tuæi thä cao. C¶m biÕn

gåm cã hai phÇn: PhÇn ph¸t ¸nh s¸ng hång ngo¹i vµ phÇn thu ¸nh s¸ng

hång ngo¹i ( nh− h×nh vÏ ).

PhÇn ph¸t ¸nh s¸ng hång ngo¹i cã nhiÖm vô ph¸t ra tia hång ngo¹i cã

c−êng ®é hîp lý. PhÇn thu ¸nh s¸ng hång ngo¹i cã nhiÖm vô chuyÓt ¸nh

s¸ng thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ®Ó ®−¬ vµo ®iÒu khiÓn.

2.C¸ch bè chÝ c¶m biÕn:

C¶m biÕn ®−îc ®Æt ë hai bªn cæng vµo, mét bªn ®Æt phÇn ph¸t quang, mét

bªn ®Æt phÇn thu quang. Khi «t« ®i vµo cæng, ¸nh s¸ng bÞ chÆn l¹i, c¶m biÕn

®−a ra mét xung ®iÖn, xung ®iÖn ®ã chÝnh lµ tÝn hiÖu nhËn biÕt «t« ®· ®i qua

cæng.

§Ó m¹ch ®iÖn lµm viÖc, kh«ng bÞ t¸c ®éng nhÇm, ta cÇn bè chÝ Ýt nhÊt hai

c¶m biÕn trong mét cöa. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai c¶m biÕn xa nhau nhÊt

kh«ng ®−îc lín h¬n chiÒu dµi ng¾n nhÊt cña mét «t« . Nh− vËy «t« ph¶i

ch¾n tÊt c¶ c¸c c¶m biÕ th× tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn míi ®−îc ph¸t ra. §iÒu ®ã

thËt ®¬n gi¶n, ta chØ viÖc cho c¸c tÝn hiÖu cña c¸c c¶m biÕn qua cæng AND.

B. Mét sè lo¹i c¶m biÕn quang.

1. §i èt ph¸t quang:

a. CÊu t¹o:

Ph¸t quang Thu quang

¸ TÝn hiÖu ®iÖn nh s¸ng

Tµi liÖu h−íng dÉn bµi tËp dµi kü thuËt sè

Bé m«n ®iÖn tö ♣3

§i èt ph¸t quanggäi t¾t lµ LED (Light Emitting Diot) ®−îc lµm tõ c¸c chÊt

Ga As, Ga P, GaAs P. Lo¹i LED ph¸t s¸ng dïng lµm linh kiÖn quang b¸o ,

chiÕu s¸ng, lo¹i LED hång ngo¹i dïng ®Ó truyÒn tÝn hiÖu trong c¸c bé gÐp

quang, ®äc tÝn hiÖu, bé phËn truyÒn tin quang häc víi tÇn sè rÊt cao tíi

MHz.

*Mét sè lo¹i LED th«ng dông:

-LED GaAs cho ¸nh s¸ng hång ngo¹i mµ m¾t th−êng kh«ng nh×n thÊy ®−îc

-LED GaP lµ lo¹i b¸n dÉn kh«ng ph¸t s¸ng.Tuy nhiªn ng−êi ta cã thÓ chÕ

t¹o ®i èt ph¸t quang b»ng c¸ch pha thªm t¹p chÊt ®¼ng ®iÖn nh− Nit¬ vµ

ZnO... Tuú t−ng lo¹i t¹p chÊt mµ ®i èt cã thÓ cho ra c¸c lo¹i mÇu s¾c kh¸c

nhau nh− ®á, cam, vµng, xanh l¸ c©y.

-LED GaAsP, khi thay ®æi hµm l−îng P sÏ cho ra ¸nh s¸ng kh¸c nhau nh−

®á, cam, vµng.

-LED SiC khi pha thªm t¹p chÊt sÏ cho ra ¸nh s¸ng mÇu xanh ra trêi.

b.Nguyªn lý lµm viÖc:

LED kh«ng cÇn kÝnh läc mµ vÉn cho ra mÇu s¾c . Sù ph¸t ra ¸nh s¸ng cña

LED trªn nguyªn t¾c hoµn toµn kh¸c víi bãng ®Ìn ®iÖn b×nh th−êng. Trong

lo¹i ®Ìn nµy , n¨ng l−îng ®−îc gi¶i phãng do sù t¸i hîp ®iÖn tö- lç trèng ë

gÇn chuyÓn tiÕp P-N cña §i èt sÏ lµm ph¸t sinh Photon.

§i èt ph¸t quang cã cÊu chóc víi líp chuyÓn tiÕp P-N vµ còng cã ®Æc

tr−ng kü thuËt nh− c¸c lo¹i ®i èt th«ng th−êng kh¸c. Tuy nhiªn, LED cã

møc ng−ìng ®iÖn ¸p ph©n cùc thuËn tõ 1,6 ÷ 5V vµ dßng ®iÖn thuËn cã trÞ

sè nhá th−êng kho¶ng vµi mA ®Õn vµi chôc mA. §iÖn ¸p ng−îc cña LED

t−¬ng ®èi thÊp kho¶ng 3 ÷ 5V nªn khi sö dông LED trong nguån xoay

chiÒu cÇn m¾c mét ®i èt th−êng song song vµ ng−îc chiÒu víi nã ®Ó nèi t¾t

®iÖn ¸p ng−îc ( h×nh-2) .

Khi sö dông LED ta ph¶i lu«n nèi LED nèi tiÕp víi mét ®iÖn trë ®Ó h¹n

chÕ dßng (h×nh-1).

D

D

I

U U R − =

§iÖn ¸p ng−ìng cña LED cã c¸c gi¸ trÞ sau:

+U DIODE

R

DIODE UAC

R

H×nh-2 H×nh-1

- U : §iÖn ¸p nguån

- UD : §iÖn ¸p ng−ìng cña LED

- ID : Dßng ®iÖn qua LED