Hôm nay, chúng ta sẽ làm một mạch điều khiển thiết bị bằng tiếng vỗ tay đơn giản. Bạn sẽ không phải mở đèn bằng công tắc theo cách thông thường nữa, mà với một tiếng vỗ tay duy nhất. Mạch này sẽ giúp chúng ta tìm kiếm một số đồ vật trong bóng tối, khi bạn đang xem TV hoặc nằm trên giường, v.v.
Nào, chúng ta cùng bắt đầu các bạn nhé!
Linh kiện cần thiết
| STT | Linh kiện sử dụng | Số lượng |
| 1 | Mic nhỏ | 1 |
| 2 | Điện trở 330Ω, 470Ω, 1k, 4,7k, 47k | Mỗi loại 1 con |
| 3 | Tụ điện 0.1uF | 2 |
| 4 | Tụ điện 100uF | 1 |
| 5 | IC 555 | 1 |
| 6 | Transistor BC547 | 2 |
| 7 | LED | |
| 8 | Pin 9V |
Sơ đồ nguyên lý
Giới thiệu IC định thời 555
Về cơ bản, IC định thời 555 là một con chip có 8 chân có khả năng tạo ra độ trễ hoặc dao động chính xác. Bằng cách kết nối các giá trị khác nhau của điện trở và tụ điện với IC định thời 555, chúng ta có thể sử dụng nó cho vô số các ứng dụng.
Nói một cách đơn giản, nó có thể hoạt động ở một trong 3 chế độ khác nhau.
- Chế độ phi ổn
- Chế độ đơn ổn
- Chế độ lưỡng ổn
Chế độ phi ổn
Khi mạch hoạt động ở chế độ này thì xung ngõ ra liên tục chuyển trạng thái từ cao xuống thấp và từ thấp lên cao.
Một khi chúng ta cấp nguồn cho mạch, không có trạng thái ổn định ở ngõ ra. Có nghĩa là, mạch sẽ dao động ở một tần số cụ thể tùy thuộc vào các giá trị của điện trở R và tụ điện C được kết nối với IC định thời 555.
Chúng ta có thể tăng hoặc giảm tần số xung ngõ ra bằng cách thay đổi giá trị của R và C.
Chế độ đơn ổn
Khi cho một xung mức thấp vào ngõ vào, xung ngõ ra sẽ lên mức cao (chúng ta có thể tăng hoặc giảm thời gian trạng thái mức cao) sau đó trở về mức thấp.
Nói cách khác, đây là chế độ xung đơn. Theo mặc định, ngõ ra của mạch này sẽ ở mức thấp (mức 0). Khi chúng ta đưa ra tín hiệu mức thấp đến chân trigger (chân số 2) thì ngõ ra sẽ lên mức cao (mức 1) trong một khoảng thời gian nhất định và sau đó nó sẽ trở lại trạng thái mức thấp như ban đầu. Thời gian mà ngõ ra duy trì ở mức cao có thể được điều khiển bởi các giá trị RC phù hợp.
Chế độ lưỡng ổn
Khi mạch hoạt động ở chế độ này thì ngõ ra có thể ở mức cao hay mức thấp, bằng cách cung cấp mức thấp cho chân TRIGGER (chân số 2) hoặc chân RESET (chân số 4) của IC.
Trong mạch này, chúng ta sử dụng hai chân TRIGGER và RESET để thay đổi trạng thái ngõ ra.
Khi chân TRIGGER ở mức thấp THẤP, ngõ ra sẽ ở mức CAO cho đến khi chân RESET được thiết lập ở mức THẤP.
TRIGGER == LOW >> OUTPUT = HIGH
RESET == LOW >> OUTPUT = LOW
TRIGGER==RESET==LOW >> OUTPUT =HIGH
Mục đích của chúng ta là bật đèn sáng trong một khoảng thời gian nhất định.
Vì vậy, đối với loại ứng dụng này rõ ràng chúng ta cần sử dụng chế độ đơn ổn.
Mạch đa hài đơn ổn dùng IC 555
Hình trên cho thấy sơ đồ kết nối của IC 555 để mạch hoạt động ở chể độ đơn ổn. Các giá trị của điện trở R và tụ C sẽ quyết định khoảng thời gian xung ngõ ra duy trì ở mức cao và thời gian xung ngõ ra ở mức cao có thể được tính bằng công thức sau.
Thời gian (giây) = 1.1 * R * C
Trong đó:
R – Điện trở tính bằng Ω (ohm)
C – Điện dung tính bằng F (fara)
Vì vậy, khi chúng ta cung cấp ngõ vào mức thấp cho chân trigger (chân số 2). Chúng ta có thể nhận được xung ngõ ra mức cao ở chân ngõ ra (chân số 3). Tùy theo các giá trị của điện trở và tụ điện, độ rộng của xung ngõ ra sẽ được tăng hoặc giảm.
Ví dụ:
R = 4.5k
C = 1000uF
Thời gian (giây) = 1.1 X (4.5 X 1000) X (1000 X 10 ^ -6)
= 4.95 giây
Có nghĩa là, xung ngõ ra sẽ ở mức cao trong 4,95 giây. Sau 4,95 xung sẽ trở lại trạng thái mức thấp.
Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển thiết bị từ xa
Xem xét mạch trên thành 2 phần, phần bên trái của mạch này có nhiệm vụ đưa tín hiệu mức thấp đến phần mạch bên phải, có IC định thời 555.
Chúng ta đã hiểu được hoạt động của mạch đa hài đơn ổn dùng IC 555 ở phần trên. Theo đó, tất cả những gì chúng ta phải làm là cung cấp tín hiệu mức thấp đến chân TRIGGER của IC 555 (chân 2) để bật đèn sáng trong thời gian mong muốn.
Chú thích : Theo mặc định, Q1 dẫn và Q2 tắt.
Khi chúng ta cấp nguồn cho mạch, dòng điện sẽ chảy từ nguồn qua micro. Do điện trở của mic thấp, lượng dòng điện đủ để chạy đến cực nền của Q1. Dòng điện này giúp cho Q1 dẫn.
Chú thích : điện trở của mic sẽ trở nên CAO khi phát hiện âm thanh.
Khi Q1 dẫn điện thì điện áp giữa cực thu và cực phát của Q1 gần bằng không. Vì vậy, không có điện áp giữa cực nền và cực phát của Q2, đó là lý do tại sao Q2 ở trạng thái tắt theo mặc định.
Khi Q2 tắt, điện áp trên cực thu và cực phát của Q2 gần như bằng điện áp nguồn. Như đã thảo luận ở trên chân TRIGGER của IC 555 cần tín hiệu mức thấp .
Khi âm thanh được mic phát hiện, điện trở của mic sẽ trở nên cao. Do đó, không có dòng điện chạy đến cực nền của Q1 làm cho Q1 tắt.
Khi Q1 tắt thì điện áp giữa cực thu và cực phát của Q1 cao, điều này làm cho Q2 dẫn.
Khi Q2 ở trạng thái dẫn, điện áp trên cực thu và cực phát của Q2 sẽ ở mức thấp. Mức thấp này được cảm nhận bởi chân trigger (chân số 2), làm cho 555 tạo ra một xung vuông ở ngõ ra.