CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ Đề tài MẠCH BẬT TẮT ĐÈN SỬ DỤNG QUANG TRỞ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Báo cáo CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ Đề tài MẠCH BẬT TẮT ĐÈN SỬ DỤNG QUANG TRỞ Sinh viên thực hiện: Vi Thị Lưu Phạm Công Nhật 20172674- ĐTVT.03-K62 20172732- ĐTVT.03-K62 Lớp học: 109158 Giảng viên hướng dẫn: HỒNG QUANG HUY Hà Nội, 5-2019 LỜI NĨI ĐẦU Trong sống ngày nay, điện phần thiếu Hầu hết tất đồ dùng gia đình, thiết bị chiếu sáng, điện thoại máy móc cơng nghiệp sử dụng điện Nhưng điện nguồn lượng vô hạn, chúng cạn dần theo thời gian Chính vậy, cần sử dụng cách thích hợp tiết kiệm Mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở đời dựa nhu cầu tiết kiệm điện không tốn công sức việc điều khiển hệ thống chiếu sáng Vì vậy, chúng em thực tập lớn “Mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở” Nhằm mục đích đảm bảo nhu cầu chiếu sáng đồng thời tiết kiệm điện công sức người Với hướng dẫn tận tình thầy, chúng em hồn thành báo cáo sản phẩm tập lớn Tuy cố gắng tìm hiểu, phân tích, thiết kế làm mạch khơng tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận thơng cảm góp ý thầy Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1.ĐẶT VẤN ĐỀN 1.1 Lý chọn sản phẩm: 1.2.Ứng dụng: 1.3.Sản phẩm ứng dụng thị trường: 2.NHỮNG LINH KIỆN SỬ DỤNG .5 2.1 Biến áp 2.2 Diode chỉnh lưu 2.3 IC7805 2.4 Tụ hóa 2.5 Transistor .7 2.6 Điện trở 2.7 Quang trở .9 2.8 DIODE-LED 10 3.SƠ ĐỒ KHỐI & CHI TIẾT TỪNG KHỐI 11 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI .11 3.2 CHI TIẾT TỪNG KHỐI 12 3.2.1 Khối nguồn 12 3.2.3 Khối điều khiển 13 KẾT LUẬN 14 1.ĐẶT VẤN ĐỀN 1.1 Lý chọn sản phẩm: - Điện nguồn lượng quan trọng sống đại, mà điện cần phải sử dụng đời sống cách thích hợp - Mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở đời giúp tiết kiệm nhiều điện công sức điều khiển hệ thống chiếu sáng - Mục tiêu tập lớn hướng đến sử dụng linh kiện học đồng thời hiểu rõ nguyên lí hoạt động linh kiện có mạch 1.2.Ứng dụng: Mạch điều khiển sử dụng rộng rãi nhiều thiết bị chiếu sáng quen thuộc đèn đường, đèn công viên, đèn cầu thang,… 1.3.Sản phẩm ứng dụng thị trường: Trên thị trường có nhiều sản phẩm ứng dụng mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở cho mục đích chiếu sáng số mục đích khác 2.NHỮNG LINH KIỆN SỬ DỤNG 2.1 Biến áp - Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn biến áp, thiết bị điện thực truyền đưa lượng tín hiệu điện xoay chiều mạch điện thông qua cảm ứng điện từ - Máy biến áp gồm có cuộn dây sơ cấp hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ Khi đưa dòng điện với điện áp xác định vào cuộn sơ cấp, tạo trường điện từ Theo định luật cảm ứng Faraday trường điện từ tạo dòng điện cảm ứng cuộn thứ cấp Để đảm bảo truyền đưa lượng bố trí mạch dẫn từ qua lõi cuộn dây Vật liệu dẫn từ phụ thuộc tần số làm việc - Hình dạng thực tế - Kí hiệu 2.2 Diode chỉnh lưu - Điốt bán dẫn hay Diode loại linh kiện bán dẫn cho phép dòng điện qua theo chiều mà khơng theo chiều ngược lại - Có nhiều loại điốt bán dẫn, điốt chỉnh lưu thơng thường, điốt Zener, LED Chúng có ngun lý cấu tạo chung khối bán dẫn loại P ghép với khối bán dẫn loại N nối với chân anode cathode - Điốt bán dẫn, loại sử dụng phổ biến nay, mẫu vật liệu bán dẫn kết tinh với cấu trúc p-n nối với hai chân anode cathode - Ứng dụng: Vì điốt có đặc tính dẫn điện theo chiều từ anode đến cathode phân cực thuận nên điốt dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều.Ngồi điốt có nội trở thay đổi lớn, phân cực thuận RD (nối tắt), phân cực nghịch RD (hở mạch), nên điốt dùng làm cơng tắc điện tử, đóng ngắt điều khiển mức điện áp Điốt chỉnh lưu dòng điện, giúp chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều, điều có ý nghĩa lớn kĩ thuật điện tử Vì điốt ứng dụng rộng rãi kỹ thuật điện điện tử - Hình dạng thực tế - Kí hiệu 2.3 IC7805 - Tác dụng: Ổn áp điện áp 5V - Với mạch điện khơng địi hỏi độ ổn định điện áp cao, sử dụng IC ổn áp thường người thiết kế sử dụng mạch điện đơn giản 2.4 Tụ hóa - Sử dụng tụ hóa : 1000uf, 1uf - Cấu tạo tụ điện: bên tụ điện cực kim loại đặt cách điện với nhau, môi trường tụ gọi điện môi (môi trường không dẫn điện) Điện mơi là: khơng khí, giấy, mica, dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, thủy tinh… Tùy theo lớp cách điện hai cực tụ có tên gọi tương ứng - Đặc tính bản: Tụ điện có khả tích trữ lượng dạng lượng điện trường cách lưu trữ electron, phóng điện tích để tạo thành dịng điện Đây tính chất phóng nạp tụ, nhờ có tính chất nà tụ có khả dẫn điện xoay hiều - Hình dạng thực tế - Kí hiệu 2.5 Transistor - Sử dụng: 2N2222A, A671, H106 - Transistor hay tranzito lại linh kiện bán dẫn chủ động, thường sử dụng phần tử khuếch đại hoạc khóa điện tử - Cấu tạo: Transistor hay cịn gọi bóng bán dẫn gồm lớp bán dẫn ghép với thành hai lớp tiếp giáp P-N, ghép theo thứ tự PNP gọi transistor thuận, ghép theo thứ tự NPN gọi transistor ngược Về phương diện cấu tạo Transistor đương đương với Diode đấu ngược chiều nhau.Cấu trúc gọi BJT (Bipolar Junction Transistor) dịng điện chạy cấu trúc bao gồm hai điện tích âm dương - Hình dạng thực tế - Kí hiệu: 2.6 Điện trở - Sử dụng gồm có điện trở 220R, 1k, 1.5k, 10k, 100k - Điện trở đại lượng vật lí biểu thị đặc tính cản trở dịng điện vật có khả cho dịng điện chạy qua Vật dẫn điện tốt điện tở nhỏ ngược lại - Hình dạng thực tế - Kí hiệu: - Cách xác định điện trở: - Ứng dụng điện trở: Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp 2.7 Quang trở - Điện quang trở hay quang trở, photoresistor, LDR (Light-dependent resistor) linh kiện điện tử có điện trở thay đổi giảm theo ánh sáng chiếu vào Đó điện trở phi tuyến, phi ohmic - Quang trở dùng cảm biến nhạy sáng mạch dò, mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở - Nguyên lí hoạt động quang trở: o Quang trở chất bán dẫn trở kháng cao, khơng có lớp tiếp giáp Trong bón tối, quang trở có điện trở đến vài MOhm Khi có ánh sáng chiếu vào, điện trở giảm xuống mức vài trăm Ohm o Hoạt động quang trở dựa hiệu ứng quang điện khối vật chất Khi photon có lượng đủ lớn đập vào, làm bật electron khỏi phân tử, trở thành electron tự khối chất làm cho chất bán dẫn trở thành dẫn điện Mức độ dẫn điện tùy thuộc vào số photon hấp thụ o Tùy vào chất bán dẫn mà quang trở phản ứng khác với bước song photon khác Quang trở phản ứng trễ diode quang, cỡ 10ms, nên tránh đổi nhanh nguồn sáng - Hình dạng thực tế Kí hiệu 2.8 DIODE-LED - LED (viết tắt Light Emitting Diode, có nghĩa diode phát quang) diode có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngại Cũng giống diode, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại P ghép với khối bán dẫn loại N - Hình dạng thực tế - Kí hiệu 10 3.SƠ ĐỒ KHỐI & CHI TIẾT TỪNG KHỐI 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI Mạch gồm khối là: khối nguồn khối điều khiển - Khối nguồn: Có nhiệm vụ chuyển điện áp xoay chiều 220V(điện dân dụng) thành điện áp 5V chiều ổn định - Khối điều khiển: Sử dụng nguồn vào 5V, tín hiệu vào ánh sáng Có nhiệm vụ điều khiển đèn sáng tối tắt sang 11 3.2 CHI TIẾT TỪNG KHỐI 3.2.1 Khối nguồn - Nhiệm vụ linh kiện: o Biến áp: hạ áp từ nguồn 220VAC thành nguồn 12VAC o Diode chỉnh lưu D1, D2, D3, D4: Lắp thành mạch chỉnh lưu cầu có tác dụng chỉnh nguồn 12VAC thành nguồn chiều chu kì o IC78L05: Là IC ổn áp 5V kết hợp với tụ để ổn định nguồn 12VDC mức 5VDC - Nguyên lí hoạt động: Khối nguồn sử dụng nguồn điện áp 220VAC qua biến áp hạ áp thành 12VAC Dòng điện qua hệ thống Diode chỉnh lưu chỉnh lưu thành dịng chiều chu kì 12V không ổn định vào chân số IC78L05 có nạp phóng điện tụ làm cho điện áp chân số 5V ổn định Mạch nguồn giúp cho khối điều khiển hoạt động ổn định xác 12 3.2.3 Khối điều khiển Khi khơng có ánh sang chiếu vào Khi có ánh sáng chiếu vào Ngun lí hoạt động: - Khi có ánh sáng chiếu vào (trời sáng): Điện trở quang trở giảm xuống thấp đẫn đến dòng điện Ib Q2 nhỏ => Q2 chế độ ngắt khơng cho dịng qua Q2 ngắt dẫn đến mạch từ nguồn đến Q1 đến R3 đến GND bị hở => Ie Ib sấp xỉ không => Q1 chế độ ngắt Q1 ngắt => Ib Q3 nhỏ (coi 0) =>Q3 làm việc chế độ ngắt => khơng có dịng điện qua LED nên LED không sáng - Khi khơng có ánh sáng chiếu vào (trời tối): Điện trở quang trở lớn (cỡ MOhm) chân B Q2 có dịng chạy vào => Q2 chế độ dẫn, cho dòng qua Q2 dẫn mạch từ nguồn đến Q1 đến R3 đến GND kín => chân E chân B Q1 có dịng qua => Q1 làm việc chế độ dẫn Q1 dẫn => có dịng vào chân B Q3 => Q3 làm việc chế độ dẫn => mạch từ nguồn qua R5 qua LED qua Q3 đến GND kín => LED sáng 13 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian tuần nghiên cứu thực sản phẩm với chi phí rẻ cơng sức thành viên, nhóm chúng em thiết kế thành công sản phẩm “Mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở” với tính ứng dụng thực tế cao Sau nhiều lần thử nghiệm cho thấy sản phẩm hoạt động tốt Sau hoàn thành chúng em thu nhiều kinh nghiệm bổ ích để tạo sản phẩm điện tử đơn giản từ khâu thiết thực hoàn thiện sản phẩm Cuối em xin cảm ơn thầy giúp đỡ chung em trình thực hiện! 14 ... định điện trở: - Ứng dụng điện trở: Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp 2.7 Quang trở - Điện quang trở hay quang trở, photoresistor, LDR (Light-dependent resistor) linh kiện điện tử có điện trở. .. chiếu vào Đó điện trở phi tuyến, phi ohmic - Quang trở dùng cảm biến nhạy sáng mạch dò, mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở - Nguyên lí hoạt động quang trở: o Quang trở chất bán dẫn trở kháng cao,... kiệm Mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở đời dựa nhu cầu tiết kiệm điện không tốn công sức việc điều khiển hệ thống chiếu sáng Vì vậy, chúng em thực tập lớn ? ?Mạch bật tắt đèn sử dụng quang trở? ??