Dạy học tích hợp mô đun kỹ thuật xung số tại trường cao đẳng nghề TP hồ chí minh theo định hướng năng lực nghề nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG KHÚC HỒNG THI DẠY HỌC TÍCH HỢP MÔ ĐUN KỸ THUẬT XUNG SỐ TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TP HỒ CHÍ MINH THEO ĐỊNH HƯỚNG NĂNG LỰC NGHỀ NGHIỆP NGÀNH: GIÁO DỤC HỌC - 601401 SKC007539 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG KHÚC HỒNG THI DẠY HỌC TÍCH HỢP MƠ ĐUN KỸ THUẬT XUNG SỐ TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TP HỒ CHÍ MINH THEO ĐỊNH HƯỚNG NĂNG LỰC NGHỀ NGHIỆP NGÀNH: GIÁO DỤC HỌC - 601401 Hướng dẫn khoa học: TS BÙI VĂN HỒNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 i %Ӝ*,È2'Ө&9¬ĈҤ27Ҥ2 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&6Ѭ3+Ҥ0.Ӻ7+8Ұ7 7+¬1+3+Ӕ+Ӗ&+Ë0,1+ 3+,ӂ81+Ұ1;e7/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ӻ 'jQKFKRJLҧQJYLrQSKҧQELӋQ 7rQÿӅWjLOXұQYăQWKҥFVӻ 'ҥ\KӑFWtFKKӧS0{ÿXQNӻWKXұW[XQJVӕWҥLWUѭӡQJ&DRÿҷQJQJKӅ73+&0 WKHRÿӏQKKѭӟQJQăQJOӵFQJKӅQJKLӋS 7rQWiFJLҧ ĈҺ1*.+Ị&+2¬1*7+, MSHV: 1620235 Ngành: *LiRGөFKӑF Khóa: 2016-2017 Ĉӏnh Kѭӟng: ӬQJGөQJ +ӑYjWrQQJѭӡLSKҧQELӋQ TS.Phan Long &ѫTXDQF{QJWiF 9LӋQ6ѭSKҥPNӻWKXұW ĈLӋQWKRҥLOLrQKӋ ,é.,ӂ11+Ұ1;e7 9ӅKuQKWKӭF NӃWFҩXOXұQYăQ +uQKWKӭFYjNӃWFҩXFӫDOXұQYăQÿѭӧFWUuQKEj\U}UjQJÿ~QJWKHRTXLÿӏQKFӫDOXұQYăQ7KҥFVƭ 9ӅQӝLGXQJ 2.1 Nh̵n xét v͉–ÀŠŠ‘ƒŠб…ǡ”Ù”‰ǡЛ…ŠŽЛ…ǡŠï……Š‹Ъ––”‘‰OX̵QYăQ /XұQYăQÿmÿѭӧFQJKLrQFӭXPӝWFiFKORJLFPҥFKOҥFPDQJWtQKNKRDKӑF 2.2 Nh̵š±–¯žŠ‰‹ž˜‹Ю…•у†о‰Š‘Ц…–”À…Š†РЪ–“—М…пƒ‰рк‹Šž……ׯ“—‹¯аŠ Š‹ЮŠŠ…пƒ’Šž’Ž—С–•лŠф—–”À–—Ю 7UtFKGүQWURQJOXұQYăQFҫQFK~êKѫQYӅFiFF{QJWUuQKOjOXұQYăQ7KҥFVƭFiFEjLJLҧQJYӅEӗLGѭӥQJOj FKѭDÿӫWtQKNKRDKӑFÿӇWUtFKGүQ 0ӝWVӕFiFP{KuQKYjFiFVѫÿӗWUDQJ18, 19, 23FҫQSKҧLEәVXQJQJXӗQ 2.3 Nh̵š±–˜Ыͭc tiêu nghiên cͱu, ph˱˯ng pháp nghiên cͱu s͵ dͭng LVTN 0өFWLrXQJKLrQFӭXU}UjQJYӟLYҩQÿӅQJKLrQFӭXYjFiFSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXVӱGөQJSKKӧSYӟL OXұQYăQWӕWQJKLӋS 2.4 Nh̵n xét T͝ng quan cͯƒ¯͉ tài 3KҫQWәQJTXDQWiFJLҧÿmSKkQWtFKFiFF{QJWUuQKFiFWjLOLӋXOLrQKӋF~DWiFJLҧWURQJYjQJRjLQѭӟFOjSK KӧS 2.5 ŠСš±–¯žŠ‰‹ž˜͉ n͡‹†—‰Ƭ…ŠН–Žрн‰…пƒ 1ӝLGXQJYjFKҩWOѭӧQJFӫDOXұQYăQWӕWQJKLӋSOjEҧRÿҧPWKHR\rXFҫXFӫD/971 2.6 ŠСš±–¯žŠ‰‹ž˜͉ kh̫£‰ͱng dͭ‰ǡ‰‹ž–”а–Šх…–‹Э…ͯƒ¯͉ tài ĈӅWjLFyNKҧQăQJӭQJWӕWWURQJWKӵFWLӉQ 2.7 Lu̵˜£…О…ŠЯŠ•уƒǡ„е•—‰Šф‰з‹†—‰‰¿ȋ–Š‹͇t sót t͛n t̩i): /XұQYăQFҫQEәVXQJWKrPYӅFiFWUtFKGүQQKѭӣSKҫQWUrQ II CÁC VҨ0ӄ CҪN LÀM RÕ &iFFkXK͗LFͯDJL̫QJYLrQSK̫QEL͏Q 7iFJLҧJLҧLWKtFKFiFWKXұWQJӳYӅQăQJOӵFWKӵFKLӋQQăQJOӵFFӕWO}L"YjPӕLOLrQKӋJLӳDQăQJOӵFQJKӅ QJKLӋSYӟLKӑFWұSWK{QJWKҥR" 2.3 Quy trình kiểm tra linh kiện sau lắp 2.3.1 Kiểm tra không điện Bước 1: Quan sát linh kiện lắp vị trí hay khơng, mối hàn chắn, đường mạch phải đảm bảo không nối tắt (ngắn mạch) Bước 2: Sử dụng VOM thang đo Ohm để kiểm tra mạch điện linh kiện hàn nối xem có bị đứt chạm mạch khơng 2.3.2 Kiểm tra có điện Bước 1: Cấp nguồn cho mạch Chú ý chỉnh nguồn 5Vdc, dây nguồn mass phải cấp xác Bước 2: Quan sát hoạt động mạch điện xem có đếm lên theo u cầu hay khơng Bước 3: Điều chỉnh sửa chữa lại mạch có hư hỏng Hư hỏng thường gặp cách khắc phục STT HIỆN TƯỢNG SAI HỎNG NGUYÊN NHÂN Thiết kế nhầm chân linh Không kiện xem BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC trước Vẽ lại mạch in datasheet linh kiện Vẽ đường mạch Đường mạch q nhỏ, Nếu nhẹ dùng chì nhỏ, in dễ bị đứt in mạch dễ bị đứt hàn nối lại Chạm mạch vẽ Khơng dị kỹ mạch in Vẽ lại mạch đường q sát vẽ máy tính Mạch đếm khơng hoạt - Chạm VCC – GND động - Sử dụng đồng hồ VOM đo thông mạch kiểm tra mối hàn - Cấp sai cực tính - Kiểm tra cực tính nguồn nguồn cung cấp IC NE555, IC 74192, IC Lắp sai chiều IC Kiểm tra lắp 7447 bị nóng bất thường chiều IC 102 Ngõ không thay đổi - Nút nhấn bị hỏng - Kiểm tra mạch điện xem có bị đứt hay không - Lắp ngược tụ - Kiểm tra lắp cực tính tụ điện - IC bị hỏng - Kiểm tra thay IC Kiểm tra – Đánh giá Câu 1: Trình bày nguyên lý mạch đếm lên từ đến Đáp án: Mạch tạo xung dao động từ chân IC NE555 đưa vào chân IC 74192 (UP: đếm lên) Trong chân 1,9,10,15 chân ngõ vào treo lên mức cao Chân số 4, 14 nối xuống mass để hủy chức reset đếm xuống mạch điện Các tín hiệu nhị phân xuất chân 3,2,6,7 IC 74192 IC 7447 chuyển đổi thành mã Led đoạn (1,2,6,7 chân ngõ vào nhận tín hiệu nhị phân) (9,10,11,12,13,14,15 chân ngõ điều khiển led đoạn) Như theo lý thuyết mạch dao động đa hài dùng IC NE555, thời nạp xả tụ điện mạch RC xác định theo = cơng thức: Trong đó: : Thời (s) R: Điện trở (Ω) C: Tụ điện (µF) Độ rộng xung ngõ IC NE555: TH = ln(3) R1.C1 = 1,1.R1.C1 (s) Câu 2: Trình bày cách kiểm tra mạch điện Đáp án: Bước 1: Cấp nguồn cho mạch Chú ý chỉnh nguồn 5Vdc, dây nguồn mass phải cấp xác 103 Bước 2: Quan sát hoạt động mạch điện xem có đếm lên theo u cầu hay khơng Bước 3:Điều chỉnh sửa chữa lại mạch có hư hỏng Tài liệu tham khảo Giáo trình kỹ thuật số - ĐH SPKT TP HCM Kỹ thuật xung số - NXB Khoa học Kỹ thuật 2004  Các trang web tham khảo www.doc.edu.vn/tai-lieu/giao-trinh-ky-thuat-xung-so-69230/ www.lib.tvu.edu.vn/index.php/dientuvienthong/301-kythuat-xungso.html www.tailieu.vn/doc/ky-thuat-xung-so-290582.html www.opacdigital.thuvien.cfi.edu.vn/wpDetail.aspx?Id=803 104 PHỤ LỤC 6: PHIẾU HƯỚNG DẪN Bài: Lắp mạch đếm lên từ đến hiển thị led đoạn Tạo mạch in 1.1 Sơ đồ chân linh kiện a IC 74192: Xác định chân input, output, chân nối nguồn, chân nối mass chân điều khiển IC b IC 7447: Xác định chân input, output,chân nối nguồn, chân nối mass chân điều khiển IC 105 c IC NE555: Xác định chân nguồn, chân nối mass IC, cặp chân cần sử dụng d Led đoạn: Xác định chân a,b,c,d,e,f,g, chân nối nguồn chân nối mass 1.2 Sơ đồ lắp ráp Board mạch in Xác định vị trí chiều linh kiện có phân cực, nguồn Vcc (VD: tụ điện, IC ) 106 Hình 2.1: Mạch in lớp TOP Hình 2.2: Mạch in lớp BOTTOM 107 Lắp ráp mạch điện tử STT Chuẩn bị Yêu cầu Các bước thực kỹ thuật Đồng hồ VOM, nguồn, board mạch in, Đảm bảo hoạt động linh kiện hình vẽ tốt Xác định vị - Cắm vị trí linh kiện vào board mạch in Các linh kiện cắm trí linh kiện cắm bố trí sẵn vị trí Cắm điện trở chân Cắm tụ điện Cắm đế IC 74192, IC 7447, IC NE555 Cắm Led đoạn anode Cắm connector J1 vào nguồn cung cấp Hàn linh kiện - Hàn linh kiện cắm vào board mạch in Mối hàn bóng, đẹp, - Hàn từ xuống Chú ý giữ cố chắn định linh kiện hàn để không bị lệch chân Kiểm tra mối - Kiểm tra lại mối hàn vị trí hàn hàn - Cắm IC vào đế vị trí Đảm bảo mối hàn với linh kiện tốt, không chết kiện Kiểm tra mạch điện tử STT Các bước thực Yêu cầu kỹ thuật 108 linh Cấp nguồn Cấp nguồn 5VDC vào ngõ vào mạch J1 Nguồn chuẩn 5VDC lấy từ nguồn Kiểm nguồn tra + Dùng đồng hồ đa xác định điện áp nguồn Điện áp yêu cầu IC có 5V hay khơng phải đủ 5V IC + Chân 16 IC 74192, chân 16 IC 7447, chân hoạt động tốt IC NE555, chân chân led đoạn anode phải có điện áp 5V Kiểm tra điện Bảo đảm nguồn cung cấp IC điện áp Điện áp đầu áp nguồn cấp 5VDC 5V cho IC 109 PHỤ LỤC 7: PHIẾU HỌC TẬP Module: Kỹ thuật xung - số Công việc: LẮP MẠCH ĐẾM LÊN TỪ ĐẾN HIỂN THỊ BẰNG LED ĐOẠN Khoa Điện Tử Họ tên sinh viên:……………………………………… lớp:…………… Giáo viên hướng dẫn:………………………………………………………… Ngày thực hiện:………………………………………………….…………… PHIẾU HỌC TẬP Bài: LẮP MẠCH ĐẾM LÊN TỪ ĐẾN HIỂN THỊ BẰNG LED ĐOẠN Tạo mạch in 1.1 Sơ đồ chân linh kiện Kết Hình ảnh minh họa Các bước kiểm tra - Xác định chân ngõ vào A,B,C,D (Input A, B,C,D) Chân 15 (A), chân (B), chân 10 (C), chân (D) - Xác định chân ngõ QA,QB, QC, QD (Output QA,QB,QC,QD) Hình 1.1: IC 74192 Chân (QA), chân (QB), chân (QC), chân (QD) - Xác định chân ngõ vào A,B,C,D Chân (A), chân (B), chân 2(C), chân (D) 110 Đúng Sai - Xác định chân ngõ a,b,c,d,e,f,g Chân 13 (a), chân 12 (b), chân 11 (c), chân 10 (d), chân (e), chân 15 (f), chân 14 (g) Hình 1.2: IC 7447 Các chân IC: - Chân output (xung ra) - Chân cấp nguồn 5v (Vdc) - Chân cấp nguồn 0v (GND) Hình 1.3: IC NE555 Xác định chân led đoạn anode chân (e), chân (d), chân 3và chân Vcc, chân (c), chân (dp), chân (b), chân (a), chân (f), chân 10 (g) Hình 1.4: IC Led đoạn anode 111 1.2 Sơ đồ lắp ráp board mạch in Hình ảnh minh họa Các bước thực lắp ráp linh kiện mạch in - Xác định rõ vị trí linh kiện sơ đồ trước lắp ráp vào mạch - Lắp linh kiện thụ động điện trở, jack cắm nguồn, tụ Hình 1.5: Mạch in lớp TOP điện - Lắp linh kiện như: đế IC NE555, IC 74192, IC 7447 led đoạn Hình 1.6: Mạch in lớp BOTTOM Lắp ráp mạch điện tử board mạch in a Phân tích mạch điện tử: 112 Kết Đúng Sai Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch đếm lên từ đến hiển thị led đoạn Tóm tắt nguyên lý hoạt động mạch điện tử D0 = ., D1= , D2= , D3=  ngõ vào tín hiệu D3D2D1D0 : = Khi Q0= , Q1= , Q2= , Q3= Ngõ tín hiệu 0011 = Khi có xung clock vào cổng đếm lên (UP) IC 74192, Ngõ tín hiệu thay đổi từ 0000 00010010   10001001 Khi ngõ chuyển sang 1001 tín hiệu đưa cổng preset để chuyển tín hiệu ngõ tín hiệu ban đầu IC 7447 IC chuyển đổi tín hiệu ngõ IC 74192 thành tín hiệu điều khiển led đoạn b Linh kiện lắp ráp: Stt Tên linh kiện Số lượng Đế 16 chân 2 Đế chân IC 74192 IC 74LS47 IC 555 Đế led đoạn 113 Có Khơng Ghi Led đoạn anode Socket Điện trở R1=10k 10 Tụ 22μF/16V Kiểm tra mạch điện tử 3.1 Kiểm tra không điện - Quan sát đường mạch in xem có chạm chập hay khơng - Dùng VOM thang đo Ohm để xác định trạng thái hoạt động IC led đoạn 3.2 Kiểm tra có điện a Điện áp chân: - Chân 16 IC 74192 : V - Chân 15 IC 74192 : V - Chân IC 74192 : V - Chân 16 IC 7447 : V - Chân led đoạn : V - Chân led đoạn : V b Nối tải thử mạch: Thay đổi tần số mạch cấp xung clock Nhận xét đếm hiển thị led đoạn - Tần số thấp: Led đoạn đếm từ đến ……… - Tần số nhanh: Led đoạn đếm từ đến ……… 114 PHỤ LỤC 8: PHIẾU GIAO BÀI Module: Kỹ thuật xung – số Nhóm: Bài : Mạch đếm lên từ đến hiển thị led đoạn Lớp: Ngày: Khoa Điện Tử PHIẾU GIAO BÀI BÀI TẬP Thiết kế lắp ráp “Mạch đếm xuống từ 09 hiển thị led đoạn ” Hãy quan sát ghi nhận lại tượng mạch điện 115 PHỤ LỤC 9: ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG MỘT THÀNH TỐ NĂNG LỰC Bài 2: LẮP RÁP MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI ĐƠN ỔN DÙNG IC NE555 MỤC TIÊU DẠY HỌC Sau học xong này, người học đạt được: Kiến thức: - Nhận dạng linh kiện mạch - Phân tích mạch dao động đa hài đơn ổn dùng IC NE555 Kỹ năng: - Tạo mạch in phù hợp với sơ đồ nguyên lý - Lắp ráp linh kiện mạch in quy trình cấu trúc mạch điện - Kiểm tra đánh giá mạch điện sau lắp - Nhận biết sai hỏng thường gặp cách khắc phục Thái độ: - Thao tác cẩn thận, xác, say mê q trình học tập, - An toàn lao động NHIỆM VỤ HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN - Tìm hiểu kiến thức lý thuyết liên quan: Phân tích cấu trúc nguyên lý mạch dao động đa hài đơn ổn dùng IC NE555 - Thực hành kỹ năng: Xây dựng quy trình thực hành, luyện tập, lắp ráp kiểm tra mạch điện tử theo quy trình PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC TỐI THIỂU  Trang thiết bị: Máy chiếu, máy tính, bảng quy trình thực hiện, đồng hồ VOM, mơ hình trực quan, board mạch in, phịng dạy tích hợp, nguồn chiều, đồ bảo hộ lao động  Dụng cụ: Tua lơ vít, kiềm, mỏ hàn  Vật tư: Bộ linh kiện, chì hàn, nhựa thơng, IC NE555 linh kiện liên quan khác 116 ... TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG KHÚC HỒNG THI DẠY HỌC TÍCH HỢP MÔ ĐUN KỸ THUẬT XUNG SỐ TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TP HỒ CHÍ MINH THEO ĐỊNH HƯỚNG NĂNG... nâng cao chất lượng đào tạo nghề đơn vị công tác, người nghiên cứu thực luận văn tốt nghiệp: ? ?Dạy học tích hợp mô đun Kỹ thuật Xung - Số trường Cao đẳng Nghề Thành phố Hồ Chí Minh theo định hướng. .. hướng lực nghề nghiệp? ?? Nội dung gồm chương sau: - Chương 1: Cơ sở lý luận dạy học tích hợp theo định hướng lực nghề nghiệp; - Chương 2: Thực trạng dạy học tích hợp trường Cao đẳng Nghề TP. HCM theo