Giáo trình điện tử ứng dụng trong điều khiển tự động

1 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chủ biên: NGUYỄN ANH TÚ ­­­­­­­***­­­­­­­­­ GIÁO TRÌNH  ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TỰ  ĐỘNG  ( Lưu hành nội bộ) HÀ NỘI 2012 LỜI NĨI ĐẦU  Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng  nghề  Điện tử  dân dụng  thực hành nghề  giữ  một vị  trí rất quan trọng: rèn  luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành địi hỏi nhiều yếu tố: vật tư  thiết bị  đầy đủ  đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và  đáp ứng với u cầu thực tế Nội   dung     giáo   trình   “ĐIỆN   TỬ   ỨNG   DỤNG   TRONG   ĐIỀU   KHIỂN TỰ  ĐỘNG” đã được xây dựng trên cơ  sở  kế  thừa những nội dung   giảng dạy của các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp  ứng   u cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ  sự  nghiệp cơng nghiệp hóa,  hiện đại hóa đất nước,.  Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức   mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề  cập những nội dung cơ  bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường   tự điều chỉnh cho thích hợp và khơng trái với quy định của chương trình khung  đào tạo cao đẳng nghề Tuy các tác giả  đã có nhiều cố  gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình  chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia   đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chun gia kỹ  thuật đầu   ngành Xin trân trọng cảm ơn! Tun bố bản quyền Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ dùng trong nhà trường với mục đích làm  tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn thơng tin có  thể được tham khảo Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội in ấn và phát  hành.  Việc sử dụng tài liệu này với mục đích thương mại hoặc khác với mục đích  trên đều bị nghiêm cấm và bị coi là vi phạm bản quyền Trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các  thơng tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình MỤC LỤC TRANG Bài 1: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG ÁNH SÁNG Mã bài: MĐ21­01 Mục tiêu ­ Nắm bắt được kiến thức về  điện tử  để  ứng dụng điều khiển các   thiết bị dân dụng ­ Nắm bắt được đặc tính và bản chất các mạch điều khiển dùng   quang trở ­ Nắm bắt được nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển tự động  mở đèn đường ­ Phân tích được các mạch điều khiển bằng ánh sáng ­ Xác định được các chân của linh kiện điều khiển mạch tự  mở  đèn  đường ­ Lắp được các mạch điều khiển tự  động đóng mở  đèn bằng quang  trở ­ Cân chỉnh được mạch điều khiển bằng quang trở  hoạt động đúng  u cầu Nội dung chính 1.1 Giới thiệu Cảm biến ánh sáng thường được sử  dụng rất rộng rãi trong đời  sống hàng ngày,  ứng dụng cảm biến ánh sáng cho mạch điện để  điều   khiển dựa vào ngun tắc khi có ánh sáng chiếu vào linh kiện quang, nó  sẽ thay đổi tính chất khi đó ta sẽ biến đổi các đặc tính thay đổi của linh  kiện quang thành các mức điện áp để điều khiển trong các ứng dụng. Có  nhiều cách biến đổi trong điều khiển của các linh kiện cảm biến quang  để áp dụng trong nhiều ứng dụng - Mạch tự mở đèn đường - Mạch báo người hay sản phẩm - Mạch báo thức - Mạch điều khiển ROBOT… 1.1.1  Giới thiệu các loại thiết bị cảm nhận ánh sáng 1.1.1.1.Quang trở LD R   Hình 1.1. Ký hiệu và hình dạng quang trở Quang trở là điện trở  thay đổi được, giá trị  điện trở  sẽ  giảm khi có ánh  sáng chiếu vào bề  mặt nhận ánh sáng, trị  số  điện trở  sẽ  thay đổi phụ  thuộc  vào cường độ sáng chiếu vào. Ký hiệu và hình dạng quang trở như hình 1.1 1.1.1.2.Diode quang PD Hình 1.2. Ký hiệu và hình dạng diode quang Diode quang cịn gọi là photo Diode thường có hai loại, loại cảm nhận   ánh sáng thường hay loại cảm nhận ánh sáng hồng ngoại,   trong các  ứng  dụng này ta chỉ chọn loại diode cảm nhận ánh sáng thường. Loại này khi đặt   áp phân cực thuận vào hai đầu P­N và đồng thời có ánh sáng chiếu vào mới  làm diode dẫn điện, tuỳ theo cường độ ánh sáng chiếu vào làm cho diode dẫn  mạnh hay yếu. Ký hiệu và hình dạng diode quang như hình 1.2 1.1.1.3.Transistor quang PT Hính 1.3. Ký hiệu và hình dạng transistor quang Transistor quang cịn gọi là photo transistor (PT) thường cũng có hai loại,  loại nhận ánh sáng thường và loại nhận ánh sáng hồng ngoại. Khi PT được  cấp nguồn ni PT chưa dẫn điện được mà đồng thời phải có ánh sáng chiếu   vào thì PT mới dẫn điện, tuỳ  theo cường độ  ánh sáng chiếu vào làm cho PT   dẫn mạnh hay yếu. Ký hiệu và hình dạng transistor quang như hình 1.3 1.1.2  Ngun lý hoạt động của các mạch điều khiển bằng ánh sáng 1.1.2.1 Nguyên tắc hoạt động mạch điều khiển chuông bằng ánh sáng - Mạch sẽ hoạt động khi trời tối LEDDO và DEN sẽ sáng và khi trời  sáng DEN sẽ  tắt và LEDXANH sẽ  sáng. Opamp trong mạch được   thực hiện mạch so sánh điện áp hai ngõ vào V+, V­ - Khi có ánh sáng chiếu vào quang trở  điện trở  quang trở  sẽ  giảm,  cầu phân áp giữa VR và LDR làm cho chân 3 của Opamp lớn hơn  chân 2 nên ngõ ra chân 6 bão hồ dương, chỉ có LEDXANH sáng - Khi che tối quang trở giá trị điện trở của quang trở sẽ tăng nên điện  áp chân 2 của Opamp sẽ  lớn hơn chân 3 ngõ ra sẽ  bão hồ âm nên  LEDDO sẽ sáng và Q1 sẽ dẫn làm cho RELAY đóng tiếp điểm nên  DEN sáng 1.1.2.2.Ngun tắc hoạt động mạch điều khiển đèn đường - Mạch này được thiết kế  dùng để  tự  động mở  đèn đường: khi trời  tối đèn tự sáng và ngược lại khi trời sáng đèn sẽ tắt, tuy nhiên mạch  vẫn có thể chỉnh độ nhạy tức độ sáng tối của trời.  - Ngồi ra do ngồi trời có nhiều ánh sáng tự  nhiên khác như: sấm  chớp, đèn xe hay các dạng ánh sáng của các đèn quảng cáo khác…do  đó mạch có thể  hiểu nhầm trời đã sáng, do đó mạch có thiết kế  thêm mạch kiểm tra nếu ánh sáng chiếu vào bề  mặt bộ  cảm nhận   hơn 10 xung kích của mạch tạo xung NE555 thì đèn mới thay đổi  trạng thái - Trong   mạch       có   thể   ứng   dụng   điều   khiển   tốt     đèn  đường mạch cịn thiết kế thêm nút điều khiển đóng ngắt bằng tay 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 1.2.1  Khảo sát các linh kiện thụ động 1.2.1.1.Điện trở Chọn điện trở  đúng giá trị  theo sơ  đồ  nguyên lý, đọc giá trị  theo  màu, công suất khoảng 1/4W 1.2.1.2 Tụ điện Chọn giá trị  tụ  đúng loại như  sơ  đồ  ngun lý, đọc giá trị  tụ  theo  từng loại để  xác định đúng giá trị, dùng VOM đo kiểm tra tụ  cịn khả  năng nạp,  xả hay bị nối tắt mạch khơng 1.2.1.3.Relay Chọn relay phù hợp theo sơ đồ, relay bao gồm một cuộn dây kích và  các bộ tiếp điểm. Cuộn dây kích phải cấp đúng điện áp thì các tiếp điểm  mới hoạt động và các tiếp điểm bao gồm nhiều bộ, mỗi bộ thường có ba  tiếp điểm tạo nên hai tiếp xúc đó là bộ  tiếp điểm thường đóng và bộ  tiếp điểm thường mở, khi sử dụng ta cần chú ý dịng và điện áp mà tiếp  điểm chịu được. Hình dạng và sơ đồ chân relay được chỉ ở hình 1.4 12V R ELAY D PD T RELAY 12VDC a) b)  Hình 1.4. Relay. a) Sơ đồ chân, b) Hình dạng 1.2.2  Khảo sát linh kiện quang 1.2.2.1.Quang trở - Dùng VOM chọn giai đo điện trở : chọn giai x1K - Đo giá trị điện trở khi chiếu ánh sáng vào: ánh sáng phịng, điện trở  quang trở sẽ nhỏ hơn khi che tối - Đo giá trị  điện trở  khi che tối: dùng tay che kín bề  mặt nhận ánh   sáng của quang trở, điện trở quang trở sẽ lớn hơn khi có ánh sáng - Đo giá trị  điện trở  khi ta thay  đổi cường độ  ánh sáng: tăng dần   khoảng cách từ  tay đến bề  mặt nhận ánh sáng của quang trở, điện  trở quang trở sẽ giảm dần 1.2.2.2.Led phát quang Diode phát quang hay cịn gọi là LED có điện thế  phân cực thuận  cao hơn diode thường. Nhưng điện áp phân cực nghịch thì khơng cao, tuỳ  theo loại led và kích thước của led mà nó có các giá trị khác nhau. Ví dụ  đối với Led 2 ly hoặc 4 ly ta có các thơng số kỹ thuật sau: - Led đỏ: VLED = 1,4V   1,8V - Led vàng: VLED =2V   2,5V - Led xanh lá cây: VLED = 2V   2,8V - Dịng điện chạy qua led: ID = 10mA  20mA Thường để tiện lợi trong việc tính tốn người ta lấy chung cho các  loại led là VLED = 2V, ID = 10mA Việc đo kiểm tra xác định cực tính hay đo đánh giá tình trạng tốt  xấu cho diode phát quang cũng giống diode thường tuy nhiên lần đo kim  lên thì Led sẽ phát ra ánh sáng - Dùng VOM chọn giai đo x1 hay x10 - Đo 2 lần đo có một lần led sẽ  sáng, ta suy ra cực tính của led như  sau, trường hợp đo led sáng thì que đen của VOM sẽ  nối vào cực   Anot của led cịn que đỏ nối vào cực Katot của led. Thường led mới   mua về chân dài là Anot chân đỏ là Katot 10 Que  đen Que đỏ Que  đỏ Que đen a)                                       b) Hình 1.5. Led phát quang. a) phân cực ngược, b) phân cực thuận a Transistor: Đo xác định chân transistor A1015 và C1815 b Relay: Đo kiểm tra và xác định cuộn dây và các cặp tiếp điểm thường  đóng, thường mở 1.2.3  Khảo sát sơ đồ chân IC Opamp là linh kiện quan trọng trong việc  ứng dụng để biến đổi tín   hiệu của các cảm biến ánh sáng thu được sang tín hiệu điều khiển tải,  linh kiện này thường được sử  dụng rất nhiều trong các mạch cảm biến   vì khi thiết kế mạch khuếch đại sẽ  cho hệ số khuếch đại rất lớn và độ  chính xác cao hơn so với cách sử  dụng transistor. Ta sẽ  khảo sát các sơ  đồ chân của các IC Opamp sau 1.2.3.1  IC LM741 và OP­07 Ký hiệu và sơ  đồ  chân IC LM741 và OP­07 được chỉ  ra như  hình 1.6 và   1.7 224 14 VDD 13 12 QB QB 11 10 CPB CDB DB SDB CD4013 QA QB CPA CDA DA SDA V SS Hình 12.12. Sơ đồ chân IC 4013 Chức năng các chân: CD4013 bên trong có hai bộ FF tương  ứng một bộ  A và một bộ B - Chân cấp nguồn ni chân VDD nối 3V đến 15V chân VSS nối GND - Chân Q và  Q  hai ngõ ra bù nhau - Chân CP ngõ vào xung nhịp - Chân CD xóa ngõ ra Q xuống 0 khi nối chân này lên 1 - Chân SD đặt ngõ ra Q lên 1 khi nối chân này lên 1 - Chân D ngõ vào đặt dữ liệu Bảng sự thật - Chân điều khiển trực tiếp Khi cho SD = 1 và CD = 0 thì Q = 1 và  Q  = 0 Khi cho SD = 0 và CD = 1 thì Q = 0 và  Q  = 1 - Chân điều khiển đồng bộ được chỉ trong bảng 12.3 Bảng 12.3: Bảng sự thật DFF Ngõ vào Ngõ ra D CP Q Q 0 1 - Kiểm tra chân điều khiển trực tiếp, ráp mạch theo hình 12.13 225 KS R 1K +5V SD R D 330 Q R C P 330 D LED C D Q KC D LED +5V R 1K Hình 12.13. Mạch kiểm tra chân SD và CD Lần lượt kiểm tra 2 FF trên IC theo sơ đồ mạch và ghi kết quả vào bảng  12.4, sau đó so sánh kết quả với bảng sự thật Bảng 12.4: Bảng kết quả kiểm tra các chân điều khiển trực tiếp IC DFF Ngõ vào Ngõ ra KS KC D1 D2 Mở Đóng …… …… Đóng  Mở …… …… Kiểm tra chân điều khiển đồng bộ của IC DFF, lắp mạch như hình 12.14  lần lượt kiểm tra 2 FF theo sơ đồ mạch, ghi kết quả vào bảng 12.5 +5V KD SW D SD R R R C P 1K C D R 330 Q 330 D LED Q 1K D LED Hình 12.14. Mạch kiểm tra chân D và CP Bảng 12.5: Bảng kết quả điều khiển chân đồng bộ Ngõ vào KD CP Ngõ ra D1 D2 226 Nhấn …… …… Đóng  Nhấn …… …… Mở   So sánh kết quả ở bảng 12.5 với bảng sự thật trong bảng 12.3 12.3 Phân tích hoạt động mạch 12.3.1  Sơ đồ nguyên lý 12.3.1.1 Mạch thu Mạch thu được thế  kế  để  có thể  điều khiển 10 thiết bị, các thiết bị  được nối qua các chân của relay LS, như hình 12.15 390K 333 47uF 104 10K 10K C 1815 102 VSS VD D R XIN O SC H P1 C O D E2 H P2 C O D E3 H P3 H P4 H P5 SP5 SP1 U SP2 SP3 TC 9149 SP4 10K 16 15 LS2 14 102 102 10uF 10 11 10 P P A B N AQ A BQ A D A 1K 4013 C 1815 D 10K 13 12 DQ B D B Q B 10K R ELAY LS3 10K LED D 10K R ELAY C 1815 LS8 VC C LS10 LED D C 1815 10K 10K 11 Q AC P A Q AC P B D A R A R B Q BG N D D B Q B 10uF 10 11 10 7 1K 1K 1K 1K 1K P P A B N AQ A BQ A D A DQ B D B Q B SA SB LED C C R R G 1K LS12 LS7 14 10K 4013 13 12 VD D D VD D 10K C 1815 10uF 14 LS VD D VC C SB SA R ELAY VD D LS9 R ELAY 1K C C R R G LS4 LS1 LED 4 11 1K 5 12 LS5 VD D VC C 13 14 470uF 2 9VAC 7805 102 P H O T O -C VC C VD D D J2 SA SB VD D + - J1 4013 10K 10K 13 12 10K 10K R ELAY C 1815 D 5 LS11 LED D R ELAY C 1815 LED LS14 LS15 C 1815 10K D LS20 C 1815 LED D 11 10K 10K 10K 4013 13 12 Q AC P A Q AC P B D A R A R B Q BG N D D B Q B 10uF 10 1K 1K 1K 1K 1K 1K C C R R G P P A B N AQ A BQ A D A DQ B D B Q B LS18 LS13 14 11 11 10 VD D LS16 VD D R ELAY 10uF SB SA R E LA Y VC C 14 VD D SA SB LS 19 VD D VC C 4013 13 12 10K 10K 10K 10K D R ELAY C 1815 LS17 LED D 10 R ELAY C 1815 LED 8 LED Hình 12.15. Sơ đồ mạch thu điều khiển thiết bị bằng hồng ngoại 12.3.1.2 Mạch phát Phần phát được thiết kế  mạch có thể  sử  dụng nguồn pin 3V để  gọn  nhẹ, mạch có 10 phín bấm sẽ  phát ra 10 tín hiệu xung điều khiển khác nhau   để điều khiển 10 thiết bị tương ứng trên phần thu, sơ đồ như hình 12.16 227 J1 + - C 47uF A1015 Q C 1815 Q 3V LED H O N G N G O AI R 10 10 1N 4148 D 1N 4148 K T (H ) 12 13 14 15 11 T (S ) T (S ) C O D E T E ST U K4 K K K2 K XT VD D T XO U T X T VS S D TC 9148 16 R 10K S W SW SW S W SW S W SW SW S W SW 10 Y 455KH z C 47p C 47p C 103 C 103 C 103 C 103 C 103 Hình 12.16. Sơ đồ mạch phát điều khiển thiết bị bằng hồng ngoại 12.3.2  Chức năng linh kiện 12.3.2.1 Chức năng các linh kiện trên mạch thu - Các linh kiện R, C có nhiệm vụ chung là giảm dịng, lọc và ổn định  mạch - Mạch thu có một mạch nguồn ổn áp DC 5V nhằm cung cấp nguồn   ổn áp cho mạch - IC thu hồng ngoại: có nhiệm vụ thu tín hiệu hồng ngoại từ led phát  hồng ngoại - IC TC9149: có nhiện vụ  thu tín hiện hồng ngoại từ  IC thu và giải   mã cho ra tín hiệu tương ứng tần số nhận được - Các IC 4013:  Nhận tín hiệu từ  các chân ra để  kích đóng ngắt cho  các relay - LS có 10 bộ: để kết nối tải cần điều khiển và nguồn cung cấp cho   chúng - Các Led đơn: báo trạng thái và vị trí của tải được điều khiển đóng 12.3.2.2 Chức năng các linh kiện trên mạch phát 228 - Q1 và Q2: khuếch đại dịng cho led phát hồng ngoại - Diode D1 và D2: tạo mã cho tần số ra led phát - IC TC9148: nhận tín hiệu từ nút nhấn theo mã hố từ 2 diode D1 và  D2 kích hoạt cho led phát ra tần số theo mã tương ứng - Các nút nhấn SW (10 nút) nhấn chọn thiết bị  đóng ngắt bên mạch   thu - Thạch anh 455Khz: thạch anh dao động cho IC TC9148 - Tụ C2 và C3 tạo dao động cộng hưởng với thạch anh 12.3.3  Nguyên lý hoạt động mạch 12.3.3.1 Nguyên lý hoạt động mạch thu Nguyên tắc hoạt động mạch thu - Mạch được thiết kế  sử  dụng để  điều khiển 10 thiết bị  trong gia   đình bằng bộ thu phát hồng ngoại - Mạch thu: sử  dụng IC thu TC9149, mạch sử  dụng IC thu sẽ nhận   tín hiệu từ mạch phát và mã hố theo tần số để quyết định cho ngõ  ra, ngõ ra nào được xác định đúng mã tần số sẽ xuất ra ở ngõ ra đó  một dạng xung trong một khoảng thời gian, các ngõ ra này làm xung  kích cho bộ chốt DFF, (mạch thu cũng thiết kế tối đa 16 tải) 12.3.3.2 Ngun lý hoạt động mạch phát Ngun tắc hoạt động mạch phát:  - Sử dụng IC phát TC9148, mạch phát sử  dụng IC này có chức năng  phát theo tần số, mạch phát thiết kế 10 phím bấm từ 1 đến 10, mỗi  phím bấm khi bấm sẽ phát ra tần số riêng mà nó được chia từ mạch   dao động thạch anh 455KHz (IC TC9148 tối đa thiết kế  được 16  phím bấm) - Nếu mạch phát bấm phím số  1 thì tải thứ  nhất   mạch thu sẽ  lật   ngược trạng thái trước đó, và phím bấm chỉ ảnh hưởng cho một tải  duy nhất trong mạch thu (ta khơng sử  dụng được Remote khác mã   để điều khiển mạch) 12.4 Các bước thực hiện mạch điều khiển 10 thiết bị gia đình 229 12.4.1  Hướng dẫn ban đầu 12.4.1.1 Vật liệu dụng cụ và thiết bị a Vật liệu - Linh kiện: điện trở, biến trở, tụ, led đơn, diode, nút nhấn, relay có  giá trị và số lượng theo như sơ đồ nguyên lý - IC: TC9148, TC9149, CD4013, Led phát hồng ngoại, IC thu hồng   ngoại - Dây dẫn điện: dùng dây cắm test board - Các bóng đèn điện 220Vac b Dụng cụ: - Máy đo: VOM, máy hiện sóng… - Bộ dụng cụ sửa chữa điện tử: kềm cắt, mỏ hàn, chì hàn, vít… c Thiết bị: - Mơ hình thực hành điện tử ứng dụng - Các thiết bị hỗ trợ khác: máy khoan, máy hàn khị… 12.4.1.2 Cách bố trí mạch Mạch được thực hiện trên test board hình 12.17 230 Test boad Test boad Hình 12.17. Sơ đồ liên kết trên test board - Mạch được bố  trí trên 2 test board theo đúng như  liên kết, nơi cấp   nguồn cấp mass theo chỉ dẫn các bài đầu - IC được bố trí trước, các IC bố trí theo trình tự như sơ đồ ngun lý  của từng bài và gắn vào đúng rãnh trên test board - Sau đó bố trí các cảm biến, tụ, led… phía trên và dưới cho phù hợp  việc nối dây - Các phần sử dụng tải nguồn AC phải tách riêng vùng, cảm biến và  biến trở được đưa ra ngồi để dễ điều chỉnh - Tiêu chí đặt ra sao cho khi lắp mạch ít dây nhất, ít chồng chéo dây,  đo kiểm tra dễ dàng, mạch hoạt động tốt 12.4.1.3 Cách kết nối mạch - Mạch được kết nối đúng theo sơ đồ ngun lý và sơ đồ bố trí mạch  của từng mạch - Đầu tiên ta kết nối dây nguồn cho các IC: chú ý màu dây, chọn dây   nguồn có màu sáng hơn dây mass - Kết nối các dây điều khiển: nên thực hiện theo trình tự  từng phần   giống nhau cho đến hết để tránh nối nhầm 231 - Khơng được kết nối nguồn khi chưa chắc chắn rằng mạch đã hoạt  động tốt - Kết nối các dây nối cịn lại 12.4.1.4 Kiểm tra mạch - Kiểm tra mạch được kết nối theo đúng như sơ đồ ngun lý - Kiểm tra các chân điều khiển cho phép, chân RESET và chân kích  xung đã kết nối đúng chưa - Kiểm tra các chân relay đấu nối có đúng tiếp điểm điều khiển được  tải hay khơng - Kiểm tra các dây cấp nguồn cho mạch có đúng cực tính chưa, phải  đảm bảo tất cả các IC đều được cấp nguồn - Chú ý các chân của mắt thu phải đúng cực tính vì các mắt thu rất dễ  hư hỏng nếu ta mắc sai chân nguồn 12.4.1.5 Cách đo mạch - Đo theo sơ đồ ngun lý của từng loại tải và linh kiện - Nếu đo áp phải chọn VOM sang giai đo vơn và đồng hồ đo phải đặt   song song với đoạn mạch cần đo - Nếu đo dịng thì chọn VOM sang giai đo dịng và đồng hồ  đo phải   mắc nối tiếp với đoạn mạch cần đo - Ghi lại các kết quả đo ở ngõ ra của chân điều khiển theo sau: 12.4.2 Các bước thực hiện 12.4.2.1 Sơ đồ bố trí mạch 232 Từ sơ đồ ngun lý. Thực hiện bố trí linh kiện theo đúng thứ tự sao   cho thuận tiện trong việc nối dây, mạch gọn dễ kiểm tra sửa chữa nhất   Đây cũng là phần chấm điểm kỹ năng thực hiện mạch của học sinh nên  phần này khơng đưa ra cách thực hiện cụ thể mà chỉ gợi ý các bước cũng   như tiêu chí để đánh giá - Bố trí mạch sao cho ít dây nối nhất - Mạch gọn khơng chồng chéo dây - Các IC phải đúng chiều để cấp nguồn khơng bị nhầm - Biến trở phải ở vị trí dễ thao tác điều chỉnh - Dễ kiểm tra đo kiểm mạch nhất - Thay thế linh kiện dễ dàng nhất khi có sự cố hay hư hỏng 12.4.2.2 Sơ đồ nối dây Nối dây cho mạch được thực hiện khi bố  trí linh kiện hồn tất do   đó việc bố trí linh kiện cũng rất cần thiết. Nối dây cũng cần theo trình tự  các bước để  tránh sai và thiếu dây, phải chú ý cẩn thận các chân nguồn   nhất là chân mass cho IC vì thiếu mass IC sẽ  hỏng ngay. Các bước nối   dây cần tn theo trình tự sau: - Nối nguồn cho tất cả IC, chú ý các dây nối cho thơng nguồn trên test  board nếu chọn cả hai bên cấp nguồn - Nối dây cho mạch tạo xung nếu có - Nối dây cho IC điều khiển chính với các linh kiện liên quan - Nối dây cho các mạch tổ hợp điều khiển tải - Nối dây cho tầng đệm ngõ ra nếu có - Nối dây cho tải 12.4.2.3 Trình tự các bước thực hiện Trình tự thực hiện mạch phát: - Bước 1: Chuẩn bị các linh kiện và thiết bị cần thiết cho mạch phát - Bước 2: Bố trí IC lên test board theo như chuẩn bị 233 - Bước 3: Bố trí linh kiện tụ điện trở  thạch anh và các nút nhấn (sử  dụng khoảng 2 đến 3 nút nhấn để kiểm tra) - Bước 4: Nối dây kết nối mạch cho R, C, nút nhấn, thạch anh và IC  thu - Bước 5: Kiểm tra và đo nguội mạch Trình tự thực hiện mạch thu - Bước 1: Chuẩn bị các linh kiện cho mạch thu - Bước 2: Bố trí các IC mạch thu theo như phần chuẩn bị - Bước 3:  Bố trí các linh kiện R, C, Diode, transistor, relay vào mạch - Bước   4:   Nối   dây   liên   kết     chân   IC   với     linh   kiện   R,   C,   Diode… - Bước 5: Kiểm tra và đo nguội mạch - Bước 6: Đo kiểm tra mạch cấp nguồn - Bước 7: Đấu các tải vào cho mạch hoạt động 12.4.3 Đo kiểm tra mạch - Đo kiểm tra linh kiện và nguồn trước khi lắp mạch - Đo kiểm tra các vị trí bị tác động của led thu phát - Đo kiểm tra các linh kiện có liên quan đến điều khiển thu phát, đo  kiểm tra nhiễu của mạch (nên sử dụng máy hiện sóng để kiểm tra) - Đo kiểm tra sự thay đổi điện áp của transistor kéo Relay - Đo nóng các mức điện điều khiển của transistor và IC - Đo kiểm tra các chân cấp nguồn cho IC 12.4.4 Cân chỉnh sửa mạch 12.4.4.1 Mạch phát - Dùng máy hiện sóng đo xung ra tại chân của tụ C2 và C3 (chú ý tần  số dao động là 455kHz) 234 - Dùng máy hiện sóng đo xung ra tại chân 15 của IC TC9148 khi nhấn   trình tự các nút nhấn SW1 đến SW10 12.4.4.2 Mạch thu - Dùng máy hiện sóng đo xung ra tại chân ra của mắt thu hồng ngoại   khi nhấn một nút nhấn bên mạch phát - Dùng máy hiện sóng đo xung ra tại chân ra của IC TC9149 khi nhấn   trình tự các nút nhấn SW1 đến SW10 bên mạch phát - Dùng VOM đo điện áp ra   các ngõ ra của tất cả  các IC CD4013,   kiểm tra các led sáng có tương  ứng khi  ấn các nút nhấn bên phần  phát khơng - Đo kiểm tra các transistor có được kích xung khi  ấn các nút nhấn  bên phần phát khơng - Đo kiểm tra các tiếp điểm của relay có thay đổi trạng thái khi  ấn   các nút nhấn bên phần phát khơng 12.4.5  Đánh giá kết quả Sinh viên thực hiện xong các mạch ghi lại kết quả  đạt được và  đánh giá khả năng mở rộng và ứng dụng mạch 12.5 Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 12.5.1  Mạch phát khơng phát tín hiệu Mạch khi kích hoạt mạch phát mạch khơng hoạt động: thường do  mạch phát khơng phát, mạch thu khơng thu được. Kiểm tra lại mạch theo   sơ đồ, dùng máy hiện sóng đo các chân ra của IC phát và chân led phát 12.5.2  Mạch thu khơng thu tín hiệu 235 - Mạch thu khơng thu tín hiệu: Kiểm tra lại các diode và tụ  tạo mã  hoạt động chưa, dùng máy hiện sóng đo kiểm tra các chân ra của IC   thu - Khi kích hoạt mạch phát tải khơng đổi trạng thái: kiểm tra lại các  mạch chốt - Mạch hoạt động nhưng có nhiều linh kiện bị  nóng: đối với IC bị  nóng thường do thiếu mass hay sử dụng nguồn q mức qui định - Các transistor hay các relay khơng hoạt động tốt 12.5.3  Mạch điều khiển sai thiết bị - Tải hoạt động nhưng bị chập chờn: mạch bị nhiễu, đo kiểm tra lại   các tụ chống nhiễu - Các chân ra của FF điều khiển không đúng thiết bị, kiểm tra lại các  chân và nối lại cho đúng thứ tự 12.6 Gia cơng mạch Gia cơng mạch in là phần học nhằm trau dồi các kỹ năng thực hiện  và cân chỉnh mạch, học viên cần có kiến thức để  thực hiện các mạch   ứng dụng thực tế. Do đó trong phần gia cơng mạch in chúng ta cần cho  học viên có tính tự học để phát huy từng năng lực cá nhân. Mạch in được  thực hiện trước ở nhà. Giáo viên hướng dẫn cho học viên thực hiện theo  các bước chung và học viên phải chuẩn bị theo các bước chi tiết theo gợi   ý sau: 12.6.1 Trình tự thực hiện - Nghiên cứu sơ đồ ngun lý cách vẽ sơ đồ ngun lý và sơ đồ mạch  in trên máy tính - In sơ đồ ngun lý và mạch in ra giấy - Lập dự trù vật tư thiết bị - Làm mạch in - Hoàn thiện 12.6.2 Tiêu chuẩn thực hiện mạch in - Đọc kỹ sơ đồ nguyên lý 236 - Cách sử dụng phần mềm vẽ mạch in - Cách chuyển từ sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ mạch in - Cách tạo chân linh kiện mới - Cách sắp xếp linh kiện hợp lý, đúng kỹ thuật - Cách in sơ đồ trên máy tính ra giấy - Kiểm sốt lại từ sơ đồ ngun lý sang sơ đồ mạch in - Chỉnh sửa các yếu tố chưa đạt - Chọn bảng đồng đúng kích thước - Dung dịch ăn mịn - Chất tẩy rửa - Chọn số lượng vừa đủ và có tính dự phịng - Các vật dụng phụ trợ kèm theo - Vệ sinh lại các board mạch - Ghi chú các ký hiệu cần thiết 12.6.3 Kiến thức kỹ năng thực hiện 12.6.3.1 Kiến thức - Các ký hiệu linh kiện điện – điện tử.  - Phân tích nguyên lý hoạt động - Kỹ thuật in - Vẽ kỹ thuật - Cách sử dụng bàn ủi - Cách sử dụng dung dịch ăn mịn - Cách làm bóng mạch in - Cách khoan mạch in 12.6.3.2 Kỹ năng 237 - Kỹ năng phân tích - Sử dụng máy tính thành thạo - Kỹ năng trình bày trang in và cách bố trí linh kiện - Xác định chất lượng vật tư, sử dụng thành thạo dụng cụ thiết bị - Sử dụng thành thạo bàn ủi. Điều chỉnh nhiệt độ vừa phải - Cách ủi - Cách rửa mạch 12.6.4 Các lỗi thường gặp Trong q trình thực hiện gia cơng mạch in. Thiếu tính cẩn thận sẽ  gây nguy hiểm cho con người và thiết bị - Vẽ mạch in sai so với sơ đồ ngun lý - Chân các linh kiện khơng đúng thứ tự và vị trí - Các đường mạch bị đứt - Hàn khơng tiếp xúc tốt, bị dính các chân linh kiện - Gắn sai linh kiện - Hàn thiếu dây nguồn và mass cấp cho mạch 12.7 Câu hỏi và bài tập thảo luận (có thể hỏi trực tiếp cả lớp hoặc thảo luận theo từng nhóm) Hãy cho biết cách phân cực cho led phát hồng ngoại? Hãy cho biết tần số  sóng mang của mạch phát dùng TC9148 là bao  nhiêu? Hãy cho biết mã code trên mạch phát hiện đang sử dụng là bao nhiêu? Hãy cho biết mã code trên mạch thu hiện đang sử dụng là bao nhiêu? Hãy cho biết vai trị của IC CD4013 trên mạch thu? Thơng thường để  giảm nhiễu cho nút nhấn khi nhấn ta khắc phục   như thế nào? 238 Hãy cho biết các chân thường đóng và thường mở của relay? Kể tên các mạch điều khiển thiết bị gia đình ứng dụng kỹ thuật điều  khiển từ xa mà bạn biết? ...  đầy đủ  đồng thời cần một? ?giáo? ?trình? ?nội bộ, mang tính khoa học và  đáp? ?ứng? ?với u cầu thực tế Nội   dung     giáo   trình   “ĐIỆN   TỬ   ỨNG   DỤNG   TRONG   ĐIỀU   KHIỂN TỰ  ĐỘNG” đã được xây dựng trên cơ... kiện quang thành các mức? ?điện? ?áp để? ?điều? ?khiển? ?trong? ?các? ?ứng? ?dụng.  Có  nhiều cách biến đổi? ?trong? ?điều? ?khiển? ?của các linh kiện cảm biến quang  để áp? ?dụng? ?trong? ?nhiều? ?ứng? ?dụng - Mạch? ?tự? ?mở đèn đường -... các mức? ?điện? ?áp để ? ?điều? ?khiển? ?trong? ?các? ?ứng? ?dụng.  Có nhiều cách biến  đổi để ? ?điều? ?khiển? ?các linh kiện cảm biến nhiệt? ?trong? ?nhiều  ứng? ?dụng   khác nhau - Mạch báo cháy - Mạch đo nhiệt độ - Mạch? ?tự? ?động? ?ngắt nguồn khi có sự cố