báo cáo thực hành điện tử tương tự số

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO THỰC HÀNH HỌC PHẦN: MÁY ĐIỆN Sinh viên: NGUYỄN QUANG HUY Mã sinh viên: 88874 Nhóm: N07-TH1 PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM MƠN HỌC 1) Mục tiêu chung thực hành- thí nghiệm mơn học -Giúp sinh viên nắm bắt, tiếp cận nội dung giảng lớp cách khoa học với thiết bị thực hệ thống -Trang bị cho sinh viên kĩ thiết kế mạch mới, cải hoán mạch cũ mạch số -Giúp cho sinh viên nắm bắt việc sử dụng loại IC số để thiết kế mạch số -Giúp cho sinh viên giỏi phát huy tối đa kiến thức học 2) Công tác chuẩn bị sinh viên -Chuẩn bị kĩ phần lý thuyết học có liên quan đến thực hành thí nghiệm -Nghe hướng dẫn vấn đề an toàn làm việc với mạch số -Phải thiết kế thực hành theo yêu cầu giấy trước làm mạch thật -Chuẩn bị giấy để ghi lại kết thực hành thí nghiệm 3) Một số linh kiện sử dụng thí nghiệm -Tụ điện:  Tụ điện có tên gọi tiếng anh Capacitor viết tắt chữ "C"  Tụ điện linh kiện có cực thụ động lưu trữ lượng điện hay tích tụ điện tích bề mặt dẫn điện điện trường  bề mặt dẫn điện tụ điện ngăn cách điện môi (dielectric) - chất khơng dẫn điện giấy, giấy tẩm hố chất, gốm, mica  Có nhiều loại tụ điện khác phân loại dựa cấu tạo tụ điện  Khi bề mặt có chênh lệch điện thế, cho phép dịng điện xoay chiều qua Các bề mặt có điện tích điện lượng trái dấu  Người ta coi tụ điện ắc qui mini khả lưu trữ lượng điện Tuy nhiên, cấu tạo tụ điện nguyên lý làm việc tụ điện với ắc qui hoàn toàn khách Hãy xem chi tiết điều phần  Đơn vị tụ điện Fara Cách quy đổi Fara: 1F = 10-6MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara -Điện trở: Điện trở hay Resistor linh kiện điện tử thụ động gồm tiếp điểm kết nối, thường dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt linh kiện điện tử chủ động transistor, tiếp điểm cuối đường truyền điện có nhiều ứng dụng khác Điện trở cơng suất tiêu tán lượng lớn điện chuyển sang nhiệt có điều khiển động cơ, hệ thống phân phối điện Các điện trở thường có trở kháng cố định, bị thay đổi nhiệt độ điện áp hoạt động -Một số IC sử dụng thực hành +) 74LS151 +) 74LS00  Kiểu chân: DIP 14  Có bốn cổng độc lập thực logic hàm NAND  Điện áp đầu vào: 7V  Dải nhiệt độ hoạt động: -65 ~ 150 độ C +) 74LS20       Chức năng: input NAND Số cổng :2 Điện áp sử dụng : 4.75-5.25V Điện áp vào tối đa : 5.5V VIL-VIH : 0.8-2V Kiểu chân : Dip14 +) Timer 555  + Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy loại 555 : LM555, NE555, NE7555 )  + Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA  + Điện áp logic mức cao : 0.5 - 15V  + Điện áp logic mức thấp : 0.03 - 0.06V  + Công suất tiêu thụ (max) 600mW  + Chức tạo xung  +Điều chế độ rộng xung (PWM)  + Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng thu phát hồng ngoại) +) 74LS47 Phần II Nội dung chi tiết thực hành BÀI 1: XÂY DỰNG MỘT SỐ MẠCH ỨNG DỤNG KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 1.1 Mục tiêu  Ứng dụng mạch khuếch đại thuật toán để xây dựng số mạch mạch khuếch đại thuận, mạch khuếch đại đảo, mạch cảm biến ánh sáng  Luyện cho học sinh kỹ kết nối mạch xây dựng, kiểm nghiệm tính mạch điện tử  Giúp sinh viên hiểu sâu kiến thức học 1.2 Công tác chuẩn bị sinh viên  Xem kỹ lại phần lý thuyết giảng viên giảng lớp liên quan đến phần thực hành  Nắm bắt cấu tạo nguyên lý việc lập trình với logo, cách kết nối đầu đầu vào  Xem trước phần hướng dẫn thực hành, thiết kế sơ sơ đồ điều khiển giấy 1.3 Trang thiết bị cần thiết  Card logic test (test board); IC LM324  Tụ điện chiều loại 10µF, 100µF  Điện trở loại, dây đông lõi loại nhỏ, Led đơn; Quang trở 1.4 Nội dung quy trình 1.4.1 Xây dựng mạch cảm biến ánh sáng sử dụng khuếch đại thuật toán (Thực Testboard) Mạch lắp thực tế: Nhận xét : -Khi ta cấp nguồn đèn sáng mạnh - Khi cấp ánh sáng vào quang trở sáng yếu BÀI 2: XÂY DỰNG MỘT SỐ MẠCH TỔ HỢP 2.1 Mục tiêu - Hệ thóng hóa phương pháp xây dựng mạch từ phần tử logic khác để thỏa mãn quan hệ cho trước - Xây dựng mạch sử dụng phần tử logic tổ hơp - Giúp sinh viên hiểu sâu kiến thức học kỹ xây dựng mạch 2.2 Công tác chuẩn bị sinh viên - Xem kỹ lại phần lý thuyết Giảng viên giảng dạy lớp có liên quan tới phần thực hành - Nắm bắt cấu tạo nguyên lý việc lập trình với logo, cách kết nối đầu vào/ đầu - Xem trước phần hướng dẫn thực hành, thiết kế sơ điều khiên giấy 2.3 Trang thiết bị cần thiết - Card logic test (test board); IC 74LS00; IC 74LS151; IC 74LS20; - Dây đồng lõi loại nhỏ; Led đơn; đồng hồ vạn 2.4 Các nội dung quy trình 2.4.1 Rút gọn hàm sử dụng phần tử logic để thiết kế hàm sau: Bài làm Bảng chân lí A 0 0 1 1 Đầu vào B 0 1 0 1 Sơ đồ nguyên lí sau rút gọn: Mạch lắp thực tế: C 1 1 Y 1 0 Nhận xét: Dựa vào bảng chân lý ta quy ước với tín hiệu vào (A,B,C) =0 nối với âm nguồn, =1 nối với dương nguồn mức logic Y=0 đèn tắt Y=1 đèn sáng Sau cấp nguồn cho mạch ta làm thử với tổ hợp (A,B,C)=(0,0,1) đèn sáng tương ứng với Y=1 theo bảng chân lý Cịn ta thử với tổ hợp (A,B,C)=(1,0,1) đèn tắt tương ứng với Y=0 theo bảng chân lý 2.4.2 Cho bảng chân lý Đầu vào Đầu A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 C 1 1 Q1 (A,B,C) 0 1 1 Q2(A,B,C) 1 0  Dùng phần tử NAND hai đầu vào đầu vào để thành lập mạch thực hàm Q1(A,B,C) Ta có bảng bô: BC A 00 Y= BC + AC + AB = = 01 11 10 1 1 Mạch lắp thực tế: Nhận xét: sau cấp nguồn cho mạch với tổ hợp (A,B,C) = (1,1,1) đèn LED sáng với tổ hợp (A,B,C) = (0,0,0) đèn LED tắt với lý thuyết đầu vào bảng chân lý cho  Dùng mạch dồn kênh (MUX) với đầu vào thông tin vào thông tin (74LS151) để thực hàm Q1  Ta có bảng chân lý A 0 0 Đầu vào B 0 1 C 1 Đầu Q1(A,B,C) 0 1 1 1 1 1  Dựa vào bảng chân lý ta quy ước đầu vào thông tin 74LS151 để thực hàm Q1(A,B,C) ta có bảng quy ước tín hiệu tín hiệu Q1=0 nối với đất cịn Q1=1 nối với dương nguồn -Ta có sơ đồ: Quy trình: - Sau nghe giảng viên hướng dẫn sinh viên tìm kiếm linh kiện đầy đủ - Tiến hành lắp ráp linh kiện testboard, điều chỉnh thơng số cho cho xác - Cấp nguồn cho testboard - Quan sát đèn LED thị Nhận xét: Dựa vào bảng chân lý ta quy ước với tín hiệu vào (A,B,C) =0 nối với âm nguồn, =1 nối với dương nguồn mức logic Q1(hay Y theo sơ đồ)=0 đèn tắt Q1(hay Y theo sơ)=1 đèn sáng Sau cấp nguồn cho mạch ta làm thử với tổ hợp (A,B,C)=(0,0,0) đèn sáng tương ứng với Y=1 theo bảng chân lý Còn ta thử với tổ hợp (A,B,C)=(1,1,1) đèn tắt tương ứng với Y=0 theo bảng chân lý BÀI 3: XÂY DỰNG MẠCH DAO ĐỘNG VÀ BỘ ĐẾM 3.1 Mục tiêu  Thiết kế đếm với hệ số đếm dựa vào kiến thức học đếm  Luyện cho sinh viên kỹ xây dựng lắp ghép mạch điện tử  Giúp sinh viên hiểu sâu kiến thức học kỹ xây dưng mạch 3.2 Công tác chuẩn bị sinh viên  Xem kỹ lại phần lý thuyết giảng viên giảng lớp có liên quan tới phần thực hành  Nắm bắt cấu tạo nguyên lý việc lập trình với logo, cách kết nối đầu vào  Xem trước hướng dẫn thực hành, thết kế sơ đồ điều khiển giấy 3.3 Trang thiết bị cần thiết  Card logic test (test board)  IC 555; IC 74LS192; IC7447; 74LS00  LED đoạn; đồng hồ vạn , led màu 3.4 Các nội dung quy trình 3.4.1 Xây dựng mạch dao động Xây dựng mạch dao động tạo sóng vng: Bằng cách chọn giá trị điện trở hợp lí cho trạng thái cơng vào khơng phải 0(có điện nhỏ 0.8V) mà vùng tuyến tính(giữa 0.9 1,6V TTL) để nạp tụ điện C1, C2 khiến cho ngõ chuyển mạch logic Nhận xét : -Khi ta quy ước mức logic đèn tắt mức logic đèn sáng -Hai đèn LED thị nhấp nháy chứng tỏ cổng hai cổng NAND có chuyển mạch logic 3.4.2 Thiết kế đồng bộ, thuận Kđ = 10 sử dụng Ic 74LS192; IC 555; IC 7447 Ta có sơ đồ: Quy trình: - Sau nghe giảng viên hướng dẫn sinh viên tìm kiếm linh kiện đầy đủ - Tiến hành lắp ráp linh kiện testboard, điều chỉnh thơng số cho cho xác - Cấp nguồn cho testboard - Quan sát đèn LED thị Mạch lắp thực tế: -Nhận xét : sau cấp nguồn cho mạch đèn led sáng nhấp nháy led vạch đếm từ đến  ... liên quan đến thực hành thí nghiệm -Nghe hướng dẫn vấn đề an toàn làm việc với mạch số -Phải thiết kế thực hành theo yêu cầu giấy trước làm mạch thật -Chuẩn bị giấy để ghi lại kết thực hành thí nghiệm... Một số linh kiện sử dụng thí nghiệm -Tụ điện:  Tụ điện có tên gọi tiếng anh Capacitor viết tắt chữ "C"  Tụ điện linh kiện có cực thụ động lưu trữ lượng điện hay tích tụ điện tích bề mặt dẫn điện. .. điện điện trường  bề mặt dẫn điện tụ điện ngăn cách điện môi (dielectric) - chất không dẫn điện giấy, giấy tẩm hố chất, gốm, mica  Có nhiều loại tụ điện khác phân loại dựa cấu tạo tụ điện