Đồ án môn học mạch và thiết bị điện tử đề tài thiết kế mạch đếm tiến từ 000 đến 172

untitled Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện Điện tử Đồ án môn học 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠCH VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ Đề tài Thiết kế mạch đếm tiến t[.]

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC : MẠCH VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ Đề tài : Thiết kế mạch đếm tiến từ 000 đến 172 Giảng viên hướng dẫn: Phan Thị Tươi Đơn vị: Khoa Điện – Điện tử Nhóm sinh viên thực hiện: Vũ Việt Anh Đỗ Văn Cương Lớp: 112212A Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử C Đồ án mơn học Lời nói đầu ùng với phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật đường cơng nghiệp hố đại hố đất nước Ngành điện tử nói chung có bước tiến vượt bậc mang lại thành đáng kể Để thúc đẩy kinh tế đất nước ngày phát triển, giàu mạnh phải đào tạo cho hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo phải đưa phương tiện dạy học đại vào giảng đường, trường học có trình độ người ngày cao đáp ứng nhu xã hội Trường ĐHSPKT Hưng Yên số trường trú trọng đến việc đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu giảng dạy giúp sinh viên có khả thực tế cao Để sinh viên có tăng khả tư làm quen với công việc thiết kế, chế tạo chúng em giao cho thực đồ án: “Thiết kế mạch đếm tiến” nhằm củng cố mặt kiến thức trình thực tế Sau nhận đề tài, nhờ giúp đỡ tận tình giảng viên hướng dẫn với lỗ lực cố gắng nhóm, tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, đến đồ án chúng em mặt hoàn thành Trong trình thực dù cố gắng trình độ cịn hạn chế kinh nghiệm cịn nên khơng thể tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận bảo giúp đỡ đóng góp ý kiến giáo khoa để đồ án chúng em ngày hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Phan Thị Tươi giúp chúng em hoàn thành đồ án Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Chương I: Khái quát chung Phân tích yêu cầu đề Thiết kế mạch đếm tiến từ 000 đến 172 Mục tiêu đề tài Từ thực tế công ty, doanh nghiệp, cửa hàng nhân viên đếm thủ công, chúng em thấy nhiều bất tiện dôi cịn nhầm lẫn số sản phẩm, đơn hàng khó kiểm sốt Tuy nhiên cơng ty, doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn tồn chưa áp dụng cơng ty mà cịn sử dụng nhân cơng Từ điều thấy khả chúng em, chúng em muốn làm điều nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suấ lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác cao Vậy nên chúng em định thiết kế: “Thiết kế, chế tạo mạch đếm tiến từ 000 đến 172” Các phương pháp đếm Phương pháp đếm tiến Phương pháp đếm lùi Phương pháp đếm nhị phân Các phương án thực Thiết kế mạch đếm tiến chạy từ 000 đến 172 dùng IC 74192 để đếm IC giải mã IC 74247 ứng với Led đoạn K chung, bên cạnh chúng em dùng IC Ne555 để cấp xung cho IC 74192 để đếm Ý nghĩa đề tài Để giúp sinh viên củng cố kiến, tổng hợp nâng cao kiến thức chuyên ngành Đề tài thiết kế chế tạo thiết bị, mơ hình để sinh viên trường đặc biệt sinh viên khoa Điện - Điện tử tham khảo, học hỏi tạo tiền đề nguồn tài liệu cho sinh viên khố sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu học tập Những kết thu sau hoàn thành đề tài trước tiên giúp cho chúng em hiểu sâu ngun lý hoạt đơng mạch đếm, tự thiết kế Từ tích luỹ kiến thức cho năm học sau thực tế Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Kế hoạch thực Sau nhận đề tài chúng em bắt tay vàoviệc: Thời gian công việc cụ thể sau: Tuần 1: Gặp cô giáo hướng dẫn nhận đề tài Tuần 2: Tìm hiểu đề tài, lĩnh vực ứng dụng, tìm tài liệu liên quan đến đề tài Tuần 3: Tìm thiết kế sơ đồ ngun lý, tính tốn mạch chọn linh kiện Tuần 4: Test thử bo mạch hiệu chỉnh, xử lý cố phát sinh trình lắp Tuần 5: Thiết kế mạch in, lắp ráp sản phẩm, kiểm tra chạy thử sản phẩm Tuần 6: Hoàn thành lý thuyết phần sản phẩm Thời gian đầu nhóm chúng em cố gắng gặp cô liên tục lần tuần, qua lần gặp chúng em cô “Phan Thị Tươi” hướng dẫn nhiệt tình, cụ thể phương hướng thực rõ chỗ cịn thiếu sót để chúng em khắc phục hoàn thiện sản phẩm Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Chương II: Cở sở lý thuyết Điện trở 2.1 Khái niệm, ký hiệu biểu tượng phân loại điện trở 2.1.1 Khái niệm Điện trở linh kiện thụ động mạch điện có biểu tượng R Nó đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dịng điện vật liệu Điện trở kháng định nghĩa tỷ số hiệu điện hai đầu vật thể với cường độ dịng điện q nó: Cơng thức tính: R= U I Trong đó: U: hiệu điện hai đầu vật dẫn điện, đo vơn (V) I: cường độ dịng điện qua vật dẫn điện, đo ampe (A) R: điện trở vật dẫn điện, đo Ohm (Ω) 2.1.2 Kí hiệu điện trở R R R t o VR Chuẩn EU Chuẩn US Biến trở Điện trở nhiệt Quang trở 2.1.3 Phân loại điện trở * Phân loại theo cấu tạo có loại bản: - Than ép: Loại có cơng suất < 3W hoạt động tần số thấp - Màng than: Loại có cơng suất > 3W hoạt động tần số cao - Dây quấn: Loại có cơng suất > 5W hoạt động tần số thấp * Phân loại theo công suất: Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học - Cơng suất nhỏ: Kích thước nhỏ - Cơng suất trung bình: Kích thước lớn - Cơng suất lớn: Kích thước lớn * Lưu ý: - Kích thước lớn khả tản nhiệt nhiều - Kích thước nhỏ khả tản nhiệt - Khi ghép nối điện trở nên chọn có cơng suất - Khi thay điện trở phải chọn loại cơng suất 2.1.4 Hình dạng thực tế số loại điện trở Điện trở thường Điện trở công suất Điện trở cơng suất Biến trở Hình 2.1 Các hình dạng thực tế số loại điện trở 2.2 Mã màu điện trở Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Màu Tên màu (ký hiệu) - Đồ án môn học Số thứ Số thứ Hệ số nhân Giá trị điện trở tính Ω Sai số % - - - ±20 - - 10 -2 ±10 - - 10 -1 ±5 Đen (BK) - - Nâu (BN) 1 101 ±1 Đỏ (RD) 2 102 ±2 Cam (OG) 3 103 - 4 104 - 5 105 ±0,5 6 106 ±0,25 Tím (VT 7 107 ±0,1 Xám (GY) 8 108 - 9 109 - Ngân nhũ (SR) Kim nhũ (GD) Vàng (YE) Xanh (GN) Xanh lơ (BL) Trắng (WH) 2.2.1 Bảng mã màu – Điện trở vạch màu Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án mơn học Hình 2.2 Bảng mã màu điện trở vạch màu 2.2.2 Bảng mã màu – Điện trở vạch màu Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Màu Tên màu (ký hiệu) - Đồ án môn học Số Số Số thứ thứ thứ Hệ số nhân Sai số % Giá trị điện trở tính Ω - - - - ±20 - - - 10 -2 ±10 - - - 10 -1 ±5 Đen (BK) - 0 - Nâu (BN) 1 101 ±1 Đỏ (RD) 2 102 ±2 Cam (OG) 3 103 - 4 104 - 5 105 ±0,5 6 106 ±0,25 Tím (VT 7 107 ±0,1 Xám (GY) 8 108 - 9 109 - Ngân nhũ (SR) Kim nhũ (GD) Vàng (YE) Xanh (GN) Xanh lơ (BL) Trắng (WH) Hình 2.3 Bảng mã màu điện trở vạch màu 10 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Giá trị R33 3R3 33R K33 3K3 33K M33 3M3 33M 0.33Ω 3,3Ω 33Ω 0,33K Ω 3,3K Ω 33KΩ 0,33M Ω 3,3M Ω 33MΩ điện trở Hình 2.4 Ký hiệu giá trị điện trở 2.3 Xác định chất lượng điện trở * Để xác định chất lượng điện trở có phương pháp sau: - Quan sát mắt: Kiểm tra xem màu sắc thân điện trở có chỗ bị đổi màu hay khơng Nếu có giá trị điện bị thay đổi làm việc - Dùng đồng hồ vạn kết hợp với số ghi thân điện trở để xác định chất lượng điện trở * Những hư hỏng thường gặp điện trở: - Đứt: Đo Ω không lên - Cháy: Do làm việc công suất chịu đựng - Tăng trị số: Thường xảy điện trở bột than, lâu ngày hoạt tính lớp bột than bị biến chất làm tăng trị số điện trở - Giảm trị số: Thường xảy loại điện trở dây quấn bị chạm số vịng dây (sự cố xảy nhất) 2.4 Các loại điện trở đặc biệt 2.4.1 Điện trở nhiệt (Thermitor) Loại chế tạo từ chất bán dẫn nên có khả nhạy cảm với nhiệt độ - Nhiệt độ tăng làm tăng giá trị điện trở (Nhiệt trở dương) - Nhiệt độ tăng làm giảm giá trị điện trở (Nhiệt độ âm) 2.4.2 Điện trở cảm nhận độ ẩm - Độ ẩm tăng làm tăng giá trị điện trở (dương) - Độ ẩm tăng làm giảm giá trị điện trở (âm) 11 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học 2.4.3 Quang trở (Light Dependent Resistor) Được chế tạo có đặc điểm ánh sáng chiếu vào làm thay đổi giá trị điện trở 2.4.4 Biến trở (Variable Resister) Công dụng: Dùng để biến đổi (thay đổi) giá trị điện trở, qua làm thay đổi biến áp dòng điện biến trở Ký hiệu: VR TVR Loại thông thườngLoại vi chỉnh - Loại thơng thường địi hỏi điều chỉnh với độ xác khơng cao - Loại vi chỉnh dùng để hiệu chỉnh độ xác mạch điện *Lưu ý: Đối với VR loại than, thực tế có loại: A B - Loại A: Chỉnh thay đổi chậm đều, sử dụng để thay đổi âm lượng lớn nhỏ Ampli, Cassette, Radio, TV, chỉnh độ tương phản (Contrass), chỉnh độ sáng (Brightness) TV, Biến trở loại A cịn có tên gọi biến trở tuyến tính - Loại B: Chỉnh thay đổi đột biến nhanh, sử dụng chỉnh âm sắc trầm bổng Ampli Biến trở loại B cịn có tên gọi biến trở phi tuyến hay biến trở loga *Hư hỏng thực tế: Đối với VR loại than thường gặp hư hỏng như: đứt, bẩn, rỗ mặt than Trường hợp mặt than bị bẩn, rỗ mặt xảy hư hỏng thường gặp thực tế ví dụ máy Ampli vặn Volume nghe sột sẹt Để khắc phục nhanh hỏng hóc trường hợp ta dùng xịt gió thổi cáu bẩn, nhỏ dầu máy khâu vào biến trở xong *Cách đo biến trở: - Vặn đồng hồ thang đo Ohm - Đo cặp chân 1-3 đối chiếu với giá trị ghi thân biến trở 12 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học - Đo tiếp cặp chân 1-2 dùng tay chỉnh thử xem kim đồng hồ thay đổi: 13 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học + Nếu thay đổi chậm ta xác định VR loại A + Nếu thay đổi nhanh ta xác định VR loại B + Nếu kim đồng hồ thay đổi lại chuyển hẳn ∞ biến trở bị đứt + Nếu kim đồng hồ thay đổi lại chuyển ∞ lại trở lại vị trí gần biến trở bị bẩn, rỗ mặt Tụ điện 3.1 Khái niệm, ký hiệu biểu tượng phân loại tụ điện 3.1.1 Khái niêm, ký hiệu biểu tượng Tụ điện có khả tích trữ lượng dạng điện trường Ký hiệu: C Được xác định biểu thức: Đơn vị tính: Fara (F) Tụ khơng phân cực Tụ hố có phân cực Tụ hố có phân cực Tụ hố khơng phân cực Tụ biến dung tụ vi chỉnh Hình 3.1 Ký hiệu loại tụ 3.1.2 Phân loại tụ điện Có nhiều phương pháp phân loại ta dựa sở chất chế tạo bên tụ điện có loại sau:  Nhóm tụ Mica, tụ Sêlen, tụ Ceramic nhóm làm việc khu vực tần số cao tần  Nhóm tụ sứ, sành, giấy, dầu: Nhóm hoạt động khu vực tần số trung bình  Tụ hố học hoạt động khu vực có tần số thấp * Cơng dụng tụ điện - Dùng để tích điện, xả điện, cho tín hiệu xoay chiều qua, ngăn dòng chiều 14 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học - Khả nạp, xả điện nhiều hay phụ thuộc vào điện dung C tụ - Đơn vị đo điện dung mạch điện tử gồm: nF (nano Fara), µF (Micro Fara) * Khi sử dụng tụ ta phải quan tâm đến thông số: - Điện dung: Cho ta biết khả chứa điện tụ - Điện áp: Cho biết khả chịu đựng tụ * Ghép tụ: - Ghép nối tiếp làm giảm trị số tụ, ghép song song làm tăng trị số tụ - Ghép tụ hóa nối tiếp dương tụ vào âm tụ kia, song song nối cực 3.2 Hình dạng thực tế cách đọc trị số tụ Hình 3.2 Hình dạng thực tế tụ - Cũng tương tự điện trở, tùy theo kích thước tụ mà người ta ghi trực tiếp giá trị tụ điện áp chịu đựng lên thân tụ Ví dụ: H.4, H.5, H.6, H.7 - Nếu tụ nhỏ người ta quy ước H.1, H.2, H.3 o Với tụ 104 tương ứng 10.104 đơn vị tính pF o Với tụ ký hiệu số đọc trực tiếp đơn vị nF o Với tụ 01 tương ứng 0,01 đơn vị µF 3.3 Xác định chất lượng tụ điện Sử dụng thang đo Ohm đồng hồ vạn thị kim: 15 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử - Khi tụ >100 μF - Khi tụ 10 μ đến 100 μF Đồ án mơn học Chọn thang đo ×1 Chọn thang đo ×10 16 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học - Khi tụ 104 đến 10 μF Chọn thang đo ×1K - Khi đo tụ 102 đến 104 Chọn thang đo ×10K - Khi đo tụ 100pF đến 102 Chọn thang đo ×1M - Khi tụ ¿100pF Chọn thang đo ×10M Đo lần có đảo chiều que đo: - Nếu kim vọt lên trả hết: Khả nạp xả tụ tốt - Nếu kim vọt lên 0Ω: Tụ bị nối tắt (Bị đánh thủng, bị chạm, chập) - Nếu kim vọt lên trả không hết: Tụ bị rò rỉ - Nếu kim vọt lên trả lờ đờ: Tụ bị khô - Nếu kim đông lên: Tụ bị đứt (Chú ý: Kiểm tra tụ không thang đo, khơng đủ kích thích cho tụ nạp xả được) 17