Mạch điện đèn thắp sáng tự động cùng với chức năng báo thức

GIỚI THIỆU VỀ MẠCH ĐIỆN ĐÈN THẮP SÁNG TỰ ĐỘNG CÙNG VỚI CHỨC NĂNG BÁO THỨC Mạch điện này sẽ tự động bật đèn khi trời tối, và nó sẽ tự động tắt khi trời sáng nhờ 1 bộ cảm biến ánh sáng tự nhiên vào mỗi buổi sáng. Và có bộ phận chuông báo thức khi trời sáng. Mạch điện được chia làm 4 khối : 1. Khối nguồn 2. Khối điều khiển 3. Khối đèn 4. Khối chuông báo. Chức năng và cấu tạo của 4 khối : 1. Khối nguốn : Cung cấp nguồn cho mạch điện . + Dùng 1 biến áp để hạ áp xuống 12 V + Dùng cầu diode để có điện áp 1 chiều . + Dùng IC 7812 để có điện áp ra la 12V. + Dùng 1 tụ lọc. 2. Khối điều khiển :Là khối chính của mạch . Điều khiển hoạt động của mạch . + Dùng IC khuếch đại thuật toán LM 324 + Dùng Transitor C1815 + Dùng các điện trở và tụ điện. * Dùng Rơle chung cho cả khối đèn và khối chuông báo để đóng mở đèn và chuông 3. Khối đèn : Hiển thị đầu ra. Trời sáng thì đèn tắt và trời tối thì đèn sáng. + Dùng đèn 220V + Dùng 1 công tắc để tắt đèn khi không muốn thắp sáng nữa. 4. Khối chuông báo : Hiển thị đầu ra. Trời sáng thì chuông kêu + Dùng 1 chuông báo và 1 công tắc để tắt chuông. NỘI DUNG PHẦN 1:LÝ THUYẾT LIÊN QUAN, GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÁC PHẦN TỬ. A/ CÁC LINH LIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG. I/ ĐIỆN TRỞ. Nội dung đề cập : Khái niệm về điện trở, Điện trở trong thiết bị điện tử, Phân loại, Cách ghép và ứng dụng. 1. Khái niệm về điện trở. Điện trở là gì ? Ta hiểu một cách đơn giản - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn. Điện trở của dây dẫn : Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. được tính theo công thức sau: R = ρ.L / S -Trong đó ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu -L là chiều dài dây dẫn -S là tiết diện dây dẫn -R là điện trở đơn vị là Ohm 2. Điện trở trong thiết bị điện tử. a) Hình dáng và ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau. Hình dạng thực tế của điện trở trong thiết bị điện tử. Điện trở công suất:

doc43 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 13/06/2013 | Lượt xem: 6173 | Lượt tải: 12download
Tóm tắt tài liệu Mạch điện đèn thắp sáng tự động cùng với chức năng báo thức, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi, tính toán dưới sự chỉ dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Luyến cùng các thầy cô trong khoa Điện- Điện tử, nhóm sinh viên chúng em đã hoàn thành đề tài “ Thiết kế và chế tạo đèn tự động và báo thức “. Trong quá trình hoàn thành, chúng em đã học hỏi được rất nhiều điều lý thú và bổ ích: + Chúng em đã làm quen được với phương pháp làm việc theo nhóm. Có thể nói đây là phương pháp làm việc khoa học, hiệu quả bởi nó luyện cho chúng em tinh thần đồng đội, tình đoàn kết và tính tự giac rất cao. + Giúp chúng em có khả năng tìm tòi, sáng tạo, tự lập phương pháp tìm kiếm tài liệu từ các nguồn khác nhau. + Qua việc thực hiện đề tài này, chúng em đã có thêm nhiều kinh nghiệm cho các lần sau. Đặc biệt là phương pháp trình bày ý tưởng của chính mình. Tuy nhiên trong quá trình hoàn thành đề tài này, chúng em cũng gặp rất nhiều khó khăn, thử thách không thể khắc phục. Vì vậy, đề tài hoàn thành còn nhiều thiếu xót,không được như mong đợi. Mong các thày cô tiếp tục giup đỡ chúng em hơn nữa để chúng em hoàn thiện hơn kỹ năng của mình. Từ đó áp dụng vào các đề tài sau này. Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn các thày cô đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ để chúng em hoàn thành đề tài này. Và em mong rằng các thày cô sẽ tiếp tục giúp đỡ chúng em trở thành những người có ích cho gia đình và xã hội. Nhóm sinh viên thực hiện đồ án ĐÀO VĂN HIỀN NGUYỄN ĐẮC HOÀN PHẠM THỊ HOÀN GIỚI THIỆU VỀ MẠCH ĐIỆN ĐÈN THẮP SÁNG TỰ ĐỘNG CÙNG VỚI CHỨC NĂNG BÁO THỨC    Mạch điện này sẽ tự động bật đèn khi trời tối, và nó sẽ tự động tắt khi trời sáng nhờ 1 bộ cảm biến ánh sáng tự nhiên vào mỗi buổi sáng. Và có bộ phận chuông báo thức khi trời sáng. Mạch điện được chia làm 4 khối : Khối nguồn Khối điều khiển Khối đèn Khối chuông báo. Chức năng và cấu tạo của 4 khối : Khối nguốn : Cung cấp nguồn cho mạch điện . + Dùng 1 biến áp để hạ áp xuống 12 V + Dùng cầu diode để có điện áp 1 chiều . + Dùng IC 7812 để có điện áp ra la 12V. + Dùng 1 tụ lọc. Khối điều khiển :Là khối chính của mạch . Điều khiển hoạt động của mạch . + Dùng IC khuếch đại thuật toán LM 324 + Dùng Transitor C1815 + Dùng các điện trở và tụ điện. * Dùng Rơle chung cho cả khối đèn và khối chuông báo để đóng mở đèn và chuông Khối đèn : Hiển thị đầu ra. Trời sáng thì đèn tắt và trời tối thì đèn sáng. + Dùng đèn 220V + Dùng 1 công tắc để tắt đèn khi không muốn thắp sáng nữa. Khối chuông báo : Hiển thị đầu ra. Trời sáng thì chuông kêu + Dùng 1 chuông báo và 1 công tắc để tắt chuông. NỘI DUNG PHẦN 1:LÝ THUYẾT LIÊN QUAN, GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÁC PHẦN TỬ. A/ CÁC LINH LIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG. I/ ĐIỆN TRỞ. Nội dung đề cập : Khái niệm về điện trở, Điện trở trong thiết bị điện tử, Phân loại, Cách ghép và ứng dụng. 1. Khái niệm về điện trở. Điện trở là gì ? Ta hiểu một cách đơn giản - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn. Điện trở của dây dẫn : Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. được tính theo công thức sau: R = ρ.L / S -Trong đó ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu -L là chiều dài dây dẫn -S là tiết diện dây dẫn -R là điện trở đơn vị là Ohm 2. Điện trở trong thiết bị điện tử. a) Hình dáng và ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau. Hình dạng thực tế của điện trở trong thiết bị điện tử. Điện trở công suất: Điện trở thường: Biên trở Ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý : Điện trở Biến trở: b) Đơn vị của điện trở -Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ c) Cách ghi trị số của điện trở -Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch mầu theo một quy ước chung của thế giới. -Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công suất, điện trở sứ. Trở sứ công xuất lớn , trị số được ghi trực tiếp. 3. Phân loại : Có 2 cách phân loại điện trở.Đó là: phân loại theo vật liệu chế tạo và theo công dụng . a/.Phân loại theo vật liệu chế tạo. Điện trở than :được cấu tạo từ bột than chì trộn với vật liệu cách điện theo tỷ lệ thích hợp để có giá trị cần thiết. Sau đó đem ép thành từng thỏi,2 đầu epf vào sợi dây kim loại để hàn vào mạch điện. Đặc điểm của loại này là:công suất từ 1/8 W đến vài W,phạm vi giá trị của điện trở này khoảng 10 Ôm đến 22 Meega ôm. Điện trở màng kim loại: Sử dụng vật liệu Niken-Crom gắn vào lõi sứ hoặc thủy tinh,cho trị số điện trở ổn định.Thường dung trong các mạch dao động vifchungs có độ chính xác và tuổi thọ cao,ít phụ thuộc vào nhiệt độ. Điện trở dây quấn:Dùng các dây hợp kim,quán trên các thanh cách điện bằng sứ hoặc nhựa tổng hợp để tạo ra điện trở có giá trị nhỏ và chịu được công suất tiêu tán lớn.Thường được sử dụng trong các mạch cung cấp điện của các thiết bị điện. Điện trở xi măng :Vật liệu chủ yếu là xi măng.Chúng được sử dụng chính trong các mạch cung cấp nguồn điện do công suất cho phép cao không bốc cháy trong trường hợp quá tải. Điện trở oxit kim loại :Cấu tạo từ vật liệu oxit thiếc,loại này chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao,thường có công suất 1/2 W. b/phân loại theo công dụng. Biến trở :là loại điện trở có thể thay đổi trị số theo yêu cầu,thương gọi là chiết áp.Có 2 loại biến trở :Biến trở dây quấn và biến trở than. Công dụng :Biến trở có vai trò phân áp,phân dòng cho mạch hay đểthay đổi âm lượng, độ sáng tối. Điện trở nhiệt: là điện trở có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ,thương gọi là thermistor.Thường dùng trong mạch khuếch đại để ổn định nhiệt và thường làm cảm biến trong các mạch điều khiển nhiệt tự động. Quang trở :Là loại điện trở có giá trị phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào.Khi độ sáng càng mạnh thì giá trị điện trở càng nhỏ và ngược lại. Được sử dụng trong các mạch điện tử như mạch điều khiển thiết bị bằng ánh sang,mạch đếm sản phẩm,mạch tự động đóng ngắt đèn đường,mach báo động,….. Điện trở thay đổi theo điện áp(VDR):Là loại điện trở thay đổi theo điện áp đặt vào 2 cực. Khi điện áp giữa 2 cực của VDR nhỏ hơn điện áp quy định thì VDR có điện trở rất lớn, xem như hở mạch.Khi điện áp giữa 2 cực tăng cao quá mức quy định thì VDR có điện trở rất nhỏ, xem như nối tắt. Điện trở cầu chì :Là loại điện trở có giá trị rất nhỏ khoảng vài Ôm.Thường được dung trên các đường cung cấp nguồn của các mạch điện cho phép thì điện trở cầu chì sẽ bị đứt,để bảo vệ linh kiện trong mạch. Mạng điện trở :Trong một số mạch điện người ta cần thiết bị gọn nhẹ,các điện trở này đươc nhốt trong cùng một vỏ,giá trị của các điện trở này là như nhau 4 .Các kiểu ghép điện trở Trong thực tế , khi ta cần một điện trở có trị số bất kỳ ta không thể có được , vì điện trở chỉ được sản xuất khoảng trên 100 loại có các giá trị thông dụng, do đó để có một điện trở bất kỳ ta phải đấu điện trở song song hoặc nối tiếp. 4.1. Điện trở mắc nối tiếp . Ta có: Rtd=R1+R2+R3 4.2. Điện trở mắc song song. Ta có: (1/Rtd)=(1/R1)+(1/R2)+(1/R3) 4.3. Điên trở mắc hỗn hợp Ta có: Rtđ=(R1.R2)/(R1+R2)+R3 5. Ứng dụng của điện trở : Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được , trong mạch điện , điện trở có những tác dụng sau : 5.1.Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, Ví dụ có một bóng đèn 8V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 4V trên điện trở. Sơ đồ mắc điện trở hạn dòng 5.2.Cầu phân áp : Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước. 5.3.Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động .thường hay dùng triết áp 5.4. Tham gia vào quá trình tạo dao động Ngoài ra điện trở còn có nhiều ứng dụng khác trong các mạch điện. II/ TỤ ĐIỆN Nội dung :- Định nghĩa - Cấu tạo - Điện dung –phân loại –cách ghép tụ và ứng dụng. 2.1. Định nghĩa : Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động 2.2. Cấu tạo của tụ điện : Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá. 2.3 Điện dung - Đơn vị - Kí hiệu của Tụ điện * Điện dung : Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức C = ξ . S / d Trong đó C : là điện dung tụ điện ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện. d : là chiều dày của lớp cách điện. S : là diện tích bản cực của tụ điện. * Đơn vị điện dung của tụ : Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF). * Ký hiệu : Tụ điện có ký hiệu là C (Capacitor) Kí hiệu trên bản mạch vẽ điện Tụ điện trên mạch - Ký hiệu của tụ điện trên sơ đồ nguyên lý. Sự phóng nạp của tụ điện . Một tính chất quan trọng của tụ điện là tính chất phóng nạp của tụ , nhờ tính chất này mà tụ có khả năng dẫn điện xoay chiều. Tụ điện sẽ phóng điện từ dương cực sang âm cực (Nhiều pác hiểu nhầm là nó phóng điện xuống đất không phải là nó phóng điện qua tải sau đó về cực âm của tụ điện). Điện dung của tụ càng lớn thì thời gian tích điện càng lâu. 2.4. Phân loại tụ điện. Tụ điện có nhiều loại như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mi ca , Tụ hoá nhưng về tính chất thì ta phân tụ là hai loại chính là tụ không phân cực và tụ phân cực. 2.4.1.Tụ giấy , tụ gốm : Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu . Tụ gốm không phân cực Ngoài ra còn nhiều loại hình dáng khác nhau! 2.4.2. Tụ hoá ( Tụ có phân cực ) Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương , tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47µF đến khoảng 4.700 µF , tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ.. Tụ hoá - Là tụ có phân cực âm dương. 2.4.3. Tụ xoay . Tụ xoay là tụ có thể xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài. 2.5. Cách ghép tụ điện. 2.5.1. Tụ mắc nối tiếp . Các tụ điện mắc nối tiếp có điện dung tương đương C tđ được tính bởi công thức : 1 / C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 ) Mắc tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại . C = C1 + C2 + C3 Tụ điện mắc nối tiếp Tụ điện mắc song song 2.6.Ứng dụng - Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện áp một chiều. - Loc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu ( loại bỏ pha âm ) thành điện áp một chiều bằng phẳng . đó là nguyên lý của các tụ lọc nguồn . - Với điện AC ( xoay chiều ) thì tụ dẫn điện còn với điện DC( một chiều ) thì tụ lại trở thành tụ lọc . tụ giấy và tụ gốm (trị số nhỏ) thường lắp trong các mạch cao tần còn tụ hoá (trị số lớn) thường lắp trong các mạch âm tần hoăc lọc nguồn điện có tần số thấp Ngoài ra tụ còn được ứng dụng nhiều trong thực tế. III. BIẾN ÁP Nội dung : Cấu tạo, Tỷ số vòng/ vol, Công suất, Phân loại biến áp. 1. Cấu tạo của biến áp. Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp ( đưa điện áp vào ) và một hay nhiều cuộn thứ cấp ( lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit . Ký hiệu máy biến áp 2. Tỷ số vòng / vol của biến áp . Gọi n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp. U1 và I1 là điện áp và dòng điện đi vào cuộn sơ cấp U2 và I2 là điện áp và dòng điện đi ra từ cuộn thứ cấp. Ta có các hệ thức như sau : U1 / U2 = n1 / n2 Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng dây quấn. U1 / U2 = I2 / I1 Dòng điện ở trên hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa là nếu ta lấy ra điện áp càng cao thì cho dòng càng nhỏ. 3. Công xuất của biến áp . Công xuất của biến áp phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn. 4. Phân loại biến áp . * Biến áp nguồn và biến áp âm tần: Biến áp nguồn Biến áp nguồn hình xuyến * Biến áp nguồn thường gặp trong Cassete, Âmply .. , biến áp này hoạt động ở tần số điện lưới 50Hz , lõi biến áp sử dụng các lá Tônsilic hình chữ E và I ghép lại, biến áp này có tỷ số vòng / vol lớn. * Biến áp âm tần sử dụng làm biến áp đảo pha và biến áp ra loa trong các mạch khuyếch đại công xuất âm tần,biến áp cũng sử dụng lá Tônsilic làm lõi từ như biến áp nguồn, nhưng lá tônsilic trong biến áp âm tần mỏng hơn để tránh tổn hao, biến áp âm tần hoạt động ở tần số cao hơn , vì vậy có số vòng vol thấp hơn, khi thiết kế biến áp âm tần người ta thường lấy giá trị tần số trung bình khoảng 1KHz - đến 3KHz. * Biến áp xung & Cao áp . Biến áp xung Biến áp cao áp Biến áp xung là biến áp hoạt động ở tần số cao khoảng vài chục KHz như biến áp trong các bộ nguồn xung , biến áp cao áp . lõi biến áp xung làm bằng ferit , do hoạt động ở tần số cao nên biến áp xung cho công xuất rất mạnh, so với biến áp nguồn thông thường có cùng trọng lượng thì biến áp xung có thể cho công xuất mạnh gấp hàng chục lần. IV. RƠLE Nội dung : Khái niệm và ứng dụng, Các bộ phận chính, Phân loại, Đặc tính vào-ra, Thông số, Hình ảnh thực tế 1.Khái niệm : Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực. 2.Các bộ phận (các khối) chính của rơle + Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu) Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian. + Cơ cấu trung gian( khối trung gian) Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cho rơle tác động. + Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển. Ví dụ các khối trong cơ cấu rơle điện từ hình 6-1. -Cơ cấu tiếp thu ở đây là cuộn dây. -Cơ cấu trung gian là mạch từ nam châm điện. -Cơ cấu chấp hành là hệ thống tiếp điểm. Hình 1 3. Phân loại rơle Có nhiều loại rơle với nguyên lí và chức năng làm việc rất khác nhau. Do vậy có nhiều cách để phân loại rơle: a) Phân loại theo nguyên lí làm việc gồm các nhóm + Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm ứng,...). + Rơle nhiệt. + Rơle từ. + Rơle điện tử -bán dẫn, vi mạch. + Rơle số. b) Phân theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành + Rơle có tiếp điểm: loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm. + Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): loại này tác động bằng cách thay đổi đột ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như: điện cảm, điện dung, điện trở,... c) Phân loại theo đặc tính tham số vào + Rơle dòng điện. + Rơle điện áp. + Rơle công suất. + Rơle tổng trở,... d) Phân loại theo cách mắc cơ cấu + Rơle sơ cấp: loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ. + Rơle thứ cấp: loại này mắc vào mạch thông qua biến áp đo lường hay biến dòng điện. e) Phân theo giá trị và chiều các đại lượng đi vào rơle +Rơle cực đại. +Rơle cực tiểu. +Rơle cực đại-cực tiểu. +Rơle so lệch. +Rơle định hướng. ... 4. Đặc tính vào -ra của rơle Hình 2 Quan hệ giữa đại lượng vào và ra của rơle như hình minh họa. Khi x biến thiên từ 0 đến x2 thì y = y1 đến khi x= x2 thì y tăng từ y = y1 đến y = y2 (nhảy bậc). Nếu x tăng tiếp thì y không đổi y = y2 . Khi x giảm từ x2 về lại x1 thì y = y2 đến x = x1 thì y giảm từ y2 về y = y1. Nếu gọi: + X = X2= Xtđ là giá trị tác động rơle. + X = X1 = Xnh là giá trị nhả của rơle. Thì hệ số nhả: K nh=X1 /X2 = X nh / X tđ 5. Các thông số của rơle a) Hệ số điều khiển rơle K đk = P đk / P tđ Với : +Pđk là công suất điều khiển định mức của rơle, chính là công suất định mức của cơ cấu chấp hành. +Ptđ là công suất tác động, chính là công suất cần thiết cung cấp cho đầu vào để rơle tác động. Với rơle điện từ Pđk là công suất tiếp điểm (nghĩa là công suất tiếp điểm cho phép truyền qua). Ptđ là công suất cuộn dây nam châm hút. Các loại rơle khác nhau thì Knh và Kđk cũng khác nhau. b) Thời gian tác động Là thời gian kể từ thời điểm cung cấp tín hiệu cho đầu vào, đến lúc cơ cấu chấp hành làm việc. Với rơle điện từ là quãng thời gian cuộn dây được cung cấp dòng (hay áp) cho đến lúc hệ thống tiếp điểm đóng hoàn toàn (với tiếp điểm thường mở) và mở hoàn toàn (với tiếp điểm thường đóng). Các loại rơle khác nhau ttđ cũng khác nhau. +ttđ < 1.10-3[s] : rơle không quán tính. +t­tđ = (1 . 50).10-3 [s]: rơle tác động nhanh. +ttđ > 150.10-3[s]: rơle thời gian 6. Hình ảnh thực tế của rơle Rơ le công suất Rơ le nhiệt Rơ le đèn tròn Rơ le cọc Picenza B. CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ BÁN DẪN I. TRANSISTOR ( Bóng bán dẫn ) Nội dung đề cập : Cấu tạo, Ký hiệu và hình dáng, Thông số kỹ thuật, Cấp nguồn và phân cực và 3 cách mắc cơ bản. -------------------------------------------------------------------------------- 1.1. Cấu tạo của Transistor. ( Bóng bán dẫn ) Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N , nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau . Cấu tạo Transistor Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp. Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát ( Emitter ) viết tắt là E, và cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được. 1.2. Ký hiệu & hình dáng Transistor . Ký hiệu của Transistor Hình ảnh thực tế Transistor công suất nhỏ Transistor công suất lớn 1.3. Các thông số kỹ thuật của Transistor, Transistor số (Digital transistor), Sò công xuất . 1.3.1. Các thông số kỹ thuật của Transistor Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này Transistor sẽ bị hỏng. Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng. Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm . Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = UCE . ICE nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng . 1.3.2. Một số Transistor đặc biệt . * Transistor số ( Digital Transistor ) : Transistor số có cấu tạo như Transistor thường nhưng chân B được đấu thêm một điện trở vài chục KΩ Transistor số thường được sử dụng trong các mạch công tắc , mạch logic, mạch điều khiển , khi hoạt động người ta có thể đưa trực tiếp áp lệnh 5V vào chân B để điều khiển đèn ngắt mở. Minh hoạ ứng dụng của Transistor Digital * Transistor công xuất dòng ( công xuất ngang ) Transistor công xuất lớn thường được gọi là sò. Sò dòng, Sò nguồn vv..các sò này được thiết kế để điều khiển bộ cao áp hoặc biến áp nguồn xung hoạt động , Chúng thường có điện áp hoạt động cao và cho dòng chịu đựng lớn. Các sò công xuất dòng( Ti vi mầu) thường có đấu thêm các diode đệm ở trong song song với cực CE. Sò công xuất dòng trong Ti vi mầu 1.4. Cấp nguồn và phân cực cho Transistor Nội dung : Ứng dụng của Transistor, Cấp nguồn cho Transistor, phân cực cho Transistor hoạt động, Mạch phân cực có hồi tiếp. -------------------------------------------------------------------------------- 1.4.1. Ứng dụng của Transistor. Thực ra một thiết bị không có Transistor thì chưa phải là thiết bị điện tử, vì vậy Transistor có thể xem là một linh kiện quan trọng nhất trong các thiết bị điện tử, các loại IC thực chất là các mạch tích hợp nhiều Transistor trong một linh kiện duy nhất, trong mạch điện , Transistor được dùng để khuyếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái của mạch Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ tạo dao động v v... 1.4.2. Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp ) Để sử dụng Transistor trong mạch ta cần phải cấp cho nó một nguồn điện, tuỳ theo mục đích sử dụng mà nguồn điện được cấp trực tiếp vào Transistor hay đi qua điện trở, cuộn dây v v... nguồn điện Vcc cho Transistor được quy ước là nguồn cấp cho cực CE. Cấp nguồn Vcc cho Transistor ngược và thuận Ta thấy rằng : Nếu Transistor là ngược NPN thì Vcc phải là nguồn dương (+), nếu Transistor là thuận PNP thì Vcc là nguồn âm (-) 1.4.3. Phân cực cho Transistor . * Phân cực : là cấp một nguồn điện vào chân B ( qua trở định thiên) để đặt Transistor vào trạng thái sẵn sàng hoạt động, sẵn sàng khuyếch đại các tín hiệu cho dù rất nhỏ. * Tại sao phải định thiên cho Transistor nó mới sẵn sàng hoạt động ? : Để hiếu được điều này ta hãy xét hai sơ đồ trên : - Ở trên là hai mạch sử dụng transistor để khuyếch đại tín hiệu, một mạch chân B không được phân cực và một mạch chân B được phân cực thông qua Rđt. -Các nguồn tín hiệu đưa vào khuyếch đại thường có biên độ rất nhỏ ( từ 0,05V đến 0,5V ) khi đưa vào chân B( đèn chưa phân cực) các tín hiệu này không đủ để tạo ra dòng IBE ( đặc điểm mối P-N phaỉ có 0,6V mới có dòng chạy qua ) => vì vậy cũng không có dòng ICE => sụt áp trên Rg = 0V và điện áp ra chân C = Vcc -Ở sơ đồ thứ 2 , Transistor có Rđt phân cực => có dòng IBE, khi đưa tín hiệu nhỏ vào chân B => làm cho dòng IBE tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm , sụt áp trên Rg cũng thay đổi => và kết quả đầu ra ta thu được một tín hiệu tương tự đầu vào nhưng có biên độ lớn hơn. => Kết luận : phân cực nghĩa là tạo một dòng điện IBE ban đầu, một sụt áp trên Rg ban đầu để khi có một nguồn tín hiệu yếu đi vào cực B , dòng IBE sẽ tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm => dẫn đến sụt áp trên Rg cũng tăng hoặc giảm => và sụt áp này chính là tín hiệu ta cần lấy ra . 3. Một số mạch phân cực khác . * Mạch phân cực dùng hai nguồn điện khác nhau . * Mach phân cực có điện trở phân áp * Mạch phân cực có hồi tiếp . 1.5. Cách mắc Transistor căn bản.  1.5.1. Transistor mắc theo kiểu E chung.      Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass hoặc đấu qua tụ xuống mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực C,  mạch có sơ đồ như sau : Mạch khuyếch đại điện áp mắc kiểu E chung ,Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực C Rg : là điện trở ghánh , Rđt : Là điện trở định thiên, Rpa : Là điện trở phân áp .       Đặc điểm của mạch khuyếch đại E chung.  Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho điện áp UCE khoảng 60% ÷ 70 %  Vcc. Biên độ tín hiệu ra thu được lớn hơn biên độ tín hiệu vào nhiều lần, như vậy mạch khuyếch đại về điện áp. Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng tín hiệu vào nhưng không đáng kể. Tín hiệu đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp tín hiệu vào tăng => dòng IBE tăng => dòng ICE tăng => sụt áp trên Rg tăng => kết quả là điện áp chân C giảm , và ngược lại khi điện áp đầu vào giảm thì điện áp chân C lại tăng  => vì vậy điện áp đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào. Mạch mắc theo kiểu E chung như trên được ứng dụng nhiều nhất trong thiết bị điện tử.    1.5.2. Transistor mắc theo kiểu C chung.    Mạch mắc theo kiểu C chung có chân C đấu vào mass hoặc dương nguồn ( Lưu ý : về phương diện xoay chiều thì dương nguồn tương đương với mass ) , Tín hiệu được đưa vào cực B và lấy ra trên cực E , mạch có sơ đồ như sau : Mạch mắc kiểu C chung , tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E        Đặc điểm của mạch khuyếch đại C chung . Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E Biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào : Vì mối BE luôn luôn có giá trị khoảng 0,6V do đó khi điện áp chân B tăng bao nhiêu thì áp chân C cũng tăng bấy nhiêu => vì vậy biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào . Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào : Vì khi điện áp vào tăng => thì điện áp ra cũng tăng, điện áp vào giảm thì điện áp ra cũng giảm. Cường độ của tín hiệu ra mạnh hơn cường độ của tín hiệu vào nhiều lần :  Vì khi tín hiệu vào có biên độ tăng => dòng IBE sẽ tăng  => dòng ICE cũng tăng gấp β lần dòng IBE vì       ICE =  β.IBE   giả sử Transistor có hệ số khuyếch đại β = 50 lần thì khi dòng IBE tăng 1mA => dòng ICE sẽ tăng 50mA, dòng ICE chính là dòng của tín hiệu đầu ra, như vậy tín hiệu đầu ra có cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần so với tín hiệu vào. Mạch trên  được ứng dụng nhiều trong các mạch khuyếch đại đêm (Damper), trước khi chia tín hiệu làm nhiều nhánh , người ta thường dùng mạch Damper để khuyếch đại cho tín hiệu khoẻ hơn . Ngoài ra mạch còn được ứng dụng rất nhiều trong các mạch ổn áp nguồn ( ta sẽ tìm hiểu trong phần sau )    1.5.3. Transistor mắc theo kiểu B chung. Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đưa vào chân E và lấy ra trên chân C , chân B được thoát mass thông qua tụ. Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế. Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch đại về điện áp và không khuyếch đại về dòng điện. II. DIODE BÁN DẪN. Nội dung : Cấu tạo, Phân cực thuận và phân cực ngược cho Diode bán dẫn,Các loại Diode, Ứng dụng của Diode. 1. Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn. Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn. Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode . * Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn. Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn. 2. Phân cực thuận cho Diode. Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V ) Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode * Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V . 3. Phân cực ngược cho Diode. Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng. Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V 4. Các loại Diode và ứng dụng. 4.1.Diode cầu : Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động . trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu có dạng . Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều . 4.2. Diode Zener * Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode zener như diode thường nhưng khi phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị ghi trên diode. Hình dáng Diode Zener ( Dz ) Ký hiệu và ứng dụng của Diode zener trong mạch. 4.3.Diode thu quang ( Photo Diode ) Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có một miếng thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P - N , dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode. Ký hiệu của Photo Diode 4.4. Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED ) Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện . vv... Diode phát quang LED * Còn nhiều loại Diode khác như : 4.5. Diode Varicap ( Diode biến dung ) 4.6. Diode xung 4.7. Diode tách sóng. 4.8. Diode nắn điện. C . IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Nội dung : Giới thiệu chung, Cấu tạo, Mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng, Nguyên lý hoạt động, Ứng dụng ( Mạch khuếch đại đảo, Mạch khuếch đại đảo, Mạch khuếch đại đệm, Mạch so sánh ) 1.Giới thiệu chung Từ khi mới ra đời, mạch khuếch đại thuật toán được thiết kế để thực hiện các phép tính bằng cách sử dụng điện áp như một giá trị tương tự để mô phỏng các đại lượng khác. Trong đó mạch khuếch đại thuật toán sẽ thực hiện các thuật toán như Cộng, Trừ, Tích phân và Vi phân vv... Tuy nhiên, mạch khuếch đại thuật toán lại rất đa năng, với rất nhiều ứng dụng khác ngoài các ứng dụng thuật toán. Các mạch khuếch đại thuật toán thực nghiệm, được lắp ráp bằng các transistor, các đèn điện tử chân không hoặc những linh kiện khuếch đại khác, được trình bày dưới dạng những mạch linh kiện rời rạc hoặc các mạch tích hợp đã tương hợp với những linh kiện Các mạch khuếch đại thuật toán thường có những thông số nằm trong những giới hạn nhất định, và có những vỏ ngoài tiêu chuẩn, cùng với nguồn điện cung cấp tiêu chuẩn. Chúng có rất nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện tử; chỉ cần một số ít linh kiện bên ngoài nó có thể thực hiện cả một dải rộng xử lý tín hiệu tương tự. 2. Cấu trúc chân IC IC khuếch đại thuật toán OP-AMPLY1 Ký hiệu IC khuếch đại thuật toán OP-Amply IC gồm các chân : _ Vcc : Chân điện áp cung cấp. _ Mass : Chân tiếp đất . _ IN 1 : Chân tín hiệu vào đảo. _ IN 2 : Chân tín hiệu vào không đảo. _ OUT : Chân tín hiệu ra. Mặc dù các thiết kế có thể khác nhau giữa các sản phẩm và các nhà chế tạo, nhưng tất cả các mạch khuếch đại thuật toán đều có chung những cấu trúc bên trong, bao gồm 3 tầng: Mạch khuếch đại vi sai Tầng khuếch đại đầu vào tạo ra độ khuếch đại tạp âm thấp, tổng trở vào cao, thường có đầu ra vi sai Mạch khuếch đại điện áp Tầng khuếch đại điện áp, tạo ra hệ số khuếch đại điện áp lớn, độ suy giảm tần số đơn cực, và thường có ngõ ra đơn Mạch khuếch đại đầu ra: Tầng khuếch đại đầu ra, tạo ra khả năng tải dòng lớn, tổng trở đầu ra thấp, có giới hạn dòng và bảo vệ ngắn mạch. Mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng Với mọi giá trị điện áp ở đầu vào, một mạch khuếch đại thuật toán "lý tưởng" có: Độ lợi vòng hở vô cùng lớn, Băng thông vô cùng lớn, Tổng trở đầu vào vô cùng lớn, (để cho dòng điện đầu vào bằng không), Điện áp bù bằng không, Tốc độ thay đổi điện áp vô cùng lớn, Tổng trở đầu ra bằng không và Tạp nhiễu (độ ồn) bằng không. Như thế, đầu vào của mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng khi tính toán trong vòng hồi tiếp có thể mô phỏng bằng một khâu nullator, ngõ ra với một khâu norato và kết hợp cả 2 ( một mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng hoàn chỉnh) bằng một khâu nullor 4. Nguyên lý hoạt động của OP-Amply OP-Amply hoạt động theo nguyên tắc: Khuếch đại sự chênh lệch giữa hai điện áp đầu vào IN1 và IN2 - Khi chênh lệch giữa hai điện áp đầu vào bằng 0 (tức IN2 – IN1 = 0V) thì điện áp ra có giá trị bằng khoảng 45% điện áp Vcc - Khi điện áp đầu vào IN2 > IN1 => thì điện áp đầu ra tăng lên bằng Vcc - Khi điện áp đầu vào IN2 thì điện áp đầu ra giảm xuống bằng 0V Sơ đồ bên trong của OP-Amply 5. Ứng dụng của OP-Amply 5.1 – Mạch khuếch đại đảo dùng OP-Amply - Nếu ta cho tín hiệu vào đầu vào đảo (cực âm) và đầu vào không đảo (cực dương) đem chập xuống mass ta sẽ được một mạch khuếch đại đảo. - Hệ số khuếch đại có thể điều chỉnh được bằng cách điều chỉnh giá trị các điện trở Rht và R1, hệ số khuếch đại bằng tỷ số giữa hai điện trở này. K = - Rht / R1 trong đó K là hệ số khuếch đại của mạch 5.2 – Mạch khuếch đại không đảo dùng OP-Amply Đây là sơ đồ của mạch khuếch đại không đảo, về hệ số khuếch đại thì tương đương với mạch khuếch đại đảo nhưng điểm khác là điện áp ra Vout cùng pha với điện áp đầu vào Vin K = 1 + Rht / R1 5.3 – Mạch khuếch đại đệm (khuếch đại dòng điện) dùng OP-Amply. Khi đem đầu ra đấu với đầu vào âm (hay đầu vào đảo) rồi cho tín hiệu vào cổng không đảo ta sẽ thu được một mach khuếch đại có hệ số khuếch đại điện áp bằng 1, tuy nhiên hệ số khuếch đại về dòng lại rất lớn, vì vậy mạch kiểu này thường được sử dụng trong các mạch khuếch đại về dòng điện. 5.4 – Mạch so sánh dùng OP-Amply _ Khi V2 = V1 thì điện áp ra Vout = Khoảng 45% Vcc & không đổi _ Khi V2 > V1 hay V2 – V1 >0 thì Vout > 45% Vcc _ Khi V2 < V1 hay V2 – V1 <0 thì Vout < 45% Vcc _ Khi V1 = const thì Vout tỉ lệ thuận với V2 _ Khi V2 = const thì Vout tỉ lệ nghịch với V1 II. IC LM 324 Description 1.1. Mô tả The LM124 series consists of four independent, high gain, internally frequency compensated operational amplifiers which were designed specifically to operate from a single power supply over a wide range of voltages. Loạt LM324 bao gồm bốn giành được độc lập cao, nội bộ khuếch đại tần số hoạt động đền bù mà đã được thiết kế đặc biệt để hoạt động từ một nguồn cung cấp năng lượng duy nhất trong một loạt các hiệu điện thế. Operation from split power supplies is also possible and the low power supply current drain is independent of the magnitude of the power supply voltage. Hoạt động từ nguồn cung cấp năng lượng cũng có thể phân chia quyền lực và sự cống thấp cung cấp hiện nay là độc lập với độ lớn của điện áp cung cấp điện. Application areas include transducer amplifiers, DC gain blocks and all the conventional op amp circuits which now can be more easily implemented in single power supply systems. Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm biến năng khuếch đại, khối DC và đạt được tất cả các quy ước mạch op amp mà bây giờ có thể được thực hiện dễ dàng hơn trong các hệ thống cung cấp điện duy nhất. For example, the LM124 series can be directly operated off of the standard +5V power supply voltage which is used in digital systems and will easily provide the required interface electronics without requiring the additional ±15V power supplies. Ví dụ, loạt LM324 có thể được giảm giá trực tiếp điều hành của 5 tiêu chuẩn V điện áp cung cấp năng lượng được sử dụng trong các hệ thống kỹ thuật số và dễ dàng sẽ cung cấp các thiết bị điện tử giao diện bắt buộc mà không đòi hỏi các nguồn cung cấp điện ± 15 V bổ sung. 1.2. Hình ảnh thực tế và cấu trúc LM324 Hình ảnh thực tế Cấu trúc bên trong của LM324 1.3.Features Những đặc tính • • Internally frequency compensated for unity gain Tần số nội bộ để đạt được sự thống nhất đền bù • • Large DC voltage gain 100 dB Lớn điện áp DC đạt 100 dB • • Wide bandwidth (unity gain) 1 MHz (temperature compensated) Băng thông rộng (đạt được sự thống nhất) 1 MHz (nhiệt độ đền bù) • • Wide power supply range: Single supply 3V to 32V or dual supplies ±1.5V to ±16V Phạm vi cấp điện rộng: cung cấp 3V đến 32V hoặc nguồn cung cấp kép ± 1.5V đến ± 16V • • Very low supply current drain (700 µA)-essentially independent of supply voltage Rất thấp chảy cấp hiện nay (700 μã)-bản chất độc lập của điện áp cung cấp • • Low input biasing current 45 nA (temperature compensated) Đầu vào thấp biasing hiện 45 nA (nhiệt độ đền bù) • • Low input offset voltage 2 mV and offset current: 5 nA Thấp, điện áp đầu vào bù đắp 2 mV và bù đắp hiện tại: 5 nA • • Input common-mode voltage range includes ground Đầu vào chung phạm vi chế độ điện áp bao gồm các mặt đất • • Differential input voltage range equal to the power supply voltage Vi sai phạm vi điện áp đầu vào bằng điện áp cung cấp điện • • Large output voltage swing 0V to V + - 1.5V Lớn sản lượng điện áp swing 0V đến V + - 1.5V 1.4.Ưu điểm Cần thiết phải loại bỏ nguồn cung cấp kép. Bốn nội bộ bù amps op trong một đơn package gói Cho phép trực tiếp cảm biến gần GND và V Đầu ra tới GND Tương thích với tất cả các hình thức của logic Cổng thích hợp cho hoạt động của pin PHẦN II : CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH Mạch Điều khiển Đèn – Chuông I..Thiết kế Chọn cảm biến : quang trở Phần tử điều khiển : LM324 Đóng cắt : Role 12V DC Quang trở Quang trở có giá trị Ω khi trời sáng và có giá trị Ω khi trời tối. Như vậy ta sẽ dùng quang trở để xác định thời điểm hiện tại là ban ngày hay ban đêm. LM 324 Ta dùng LM324 để so sánh giá trị của cảm biến vào và giá tri điện thế xác định trước để so sánh. Như vậy ta sẽ có đầu ra là 1(V) hay 0(0V) để xác định được là ban ngày hay ban đêm. Role 12V DC Tiếp điểm Role sẽ đóng cắt Đèn và Chuông. Ở chế độ bình thường, có 2 cặp tiếp điểm thường đóng, thường mở. Khi role có điện, cặp tiếp điểm thường mở đóng lại và cặp tiếp điểm thường đóng sẽ mở ra 4. IC 7812. Luôn cho điện áp đầu ra là 12 v. 5.Đèn 220V. Có chức năng hiển thị đầu ra. 6. Transistor C1815 :Làm role đóng cắt 7. Rơle : Đóng cắt mở đèn và chuông báo 8. Chuông báo :Phát ra âm thanh, đánh thức . 9. Công tắc : Có 2 công tắc : 1 là cho đèn , 1 là cho chuông . 10. Các điện trở hạn dòng cho các IC, transitor và cho quang trở. II :Thiết kế tính toán Theo nguyên lý của các linh kiện trên ta thiết kế được mạch nguyên lý như sau : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ X2 la quang trở,X3 va X4 la đèn và chuông Giá trị quang trở khi tối là 50kΩ , khi sáng là 5kΩ , ta sẽ chọn R3 = 10kΩ. Khi đó điện áp tại đầu vào chân 3 LM324 khi tối là: Ut = 12V * 50/(50+10) = 10V Khi sáng là : Us = 12V * 5/ (10+5) = 4V Vậy ta sẽ đặt điện áp vào chân 2 của LM324 nằm trong khoảng Ut tới Us . Ta dùng mạch phân áp có thể điều chỉnh bằng cách mắc nối tiếp điện trở 5,6k và biến trở 100k. Càng gần Us thì mạch càng nhạy với bóng tối, và ngược lại, càng gần Ut thì mạch càng nhạy với ánh sáng. Tín hiệu ra sẽ là mức 1 khi trời sáng , được đưa vào chân B của Tranzistor C1815 làm việc ở chế độ đóng cắt ( chân B = 0 è khóa, chân B = 1 è dẫn hoàn toàn). Khi chân B ở mức 1 , Tran dẫn hoàn toàn. Cực C của Tran mắc tải là cuộn hút role, như đã nói phần trước, hút tiếp điểm thường mở đóng lại. mở các tiếp điểm thường đóng. Nhờ đó tiếp điểm chuông thường mở đóng lại báo chuông kêu, tiếp điểm thường đóng của đèn mở ra để tắt đèn. Và ngược lại khi trời tối, đầu ra cua LM324 là mức 0, Tran khóa hoàn toàn, cuộn hút mất điện, đóng lại tiếp điểm thường đóng, mở ra tiếp điểm thường mở để bật đèn và tắt chuông. Ta dùng nút nhấn xác định trạng thái để đặt trạng thái cho Chuông. Nếu muốn Chuông sáng hôm sau báo thức thì tối trước khi đi ngủ nhấn nút Chuông. Và khi chuông kêu muốn tắt chuông ta cũng dùng nút ấn này để tắt chuông III : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH. Nguồn điện cung cấp cho mạch này có giá trị  khoảng 12V, được lấy ra từ 1 máy biến thế. Đầu vào là nguồn điện xoay chiều 220V_50Hz , sau đó nó qua biến áp giảm áp nguồn(AC) . Nguồn AC được chỉnh lưu nhờ 1 bộ chỉnh lưu cầu, bộ chỉnh lưu này chuyển từ dòng AC thành DC. Ở đầu ra mạch chỉnh lưu ta lắp thêm 1 tụ điện C1 nhằm mục đích lọc phẳng tín hiệu DC vừa được chỉnh lưu , vì đây là tụ nguồn nên có giá trị khá lớn IC 7812 điều chỉnh giữ mức điện áp DC ổn định khoảng 12V.     Quang trở (LDR) giữ chức năng cảm nhận ánh sáng trong phòng của bạn. Điện trở của các quang trở này rất lớn khi trời tối và điện trở thay đổi khá nhanh,rất nhỏ khi được chiếu sáng. Khi trời tối thì giá trị của quang trở lớn nên điện áp cấp vào LM324 lớn. Kích vào chân B của Transitor C1815, dẫn hoàn toàn. Transitor cấp điện cho Rơle từ chân C làm Rơle đóng tiếp điểm thường mở làm đèn sáng và mở tiếp điểm thường đóng làm tắt chuông. Khi trời sáng thì giá trị của quang trở nhỏ nên điện áp cấp vào LM324 nhỏ. Transitor không được cấp điện nên Rơle nên hút tiếp điểm thường mở đóng lại. mở các tiếp điểm thường đóng. Nhờ đó tiếp điểm chuông thường mở đóng lại va chuông kêu, tiếp điểm thường đóng của đèn mở ra để tắt đèn. Ta dùng nút nhấn xác định trạng thái để đặt trạng thái cho Chuông. Nếu muốn Chuông sáng hôm sau báo thức thì tối hôm trước khi đi ngủ nhấn nút Chuông. Và khi chuông kêu muốn tắt chuông ta cũng dùng nút ấn này để tắt chuông và có 1 công tắc để tắt đèn khi không muốn đèn sáng nữa. IV : SƠ ĐỒ BOARD MẠCH PHẦN III : PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Đề tài này không chỉ là tự động thắp sáng và báo thức mà nó còn có ứng dụng khác trong thực tế. Như mạch đèn đường. Chúng ta sẽ nghĩ sao khi ở các cột điện mà lại không có bóng điện chiếu sáng. Như vậy thì rất nguy hiểm cho người tham gia giao thông vào những buổi tối. Đèn đường tự động sáng khi trời tối và tự động tắt khi trời sáng. Nên không cần người đi bật đèn khi trời tối và không cần người tắt đèn khi trời sáng. Như vậy sẽ tiết kiệm được rất nhiều tiền của cho nhà nước. Và mạch đèn đường này có thể bỏ phần báo thức của mạch. Vì mạch đèn đường thì không cần đến âm thanh. PHẦN IV : KẾT LUẬN Sau một thời gian tìm hiểu và thực hiện đề tài, chúng em đã hoàn thành và đạt được những kết quả sau : _ Chế tạo thành công mạch điều khiển đèn _chuông. _ Sản phẩm có tính mỹ thuật, mỹ thuật và tính ổn định cao _ Qua đồ án lần này, với việc thiết kế, chế tạo sản phẩm thực tế, chúng em đã thu được nhiều kinh nghiệm trong việc tính toán, chế tạo sản phẩm. Qua đó củng cố thêm những kiến thức mà chúng em đã học cũng như tạo ra cơ hội để tìm hiểu sâu hơn nữa về môn học mới trong thời gian tới. Những hạn chế của mạch đồ án.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docMạch điện đèn thắp sáng tự động cùng với chức năng báo thức.doc