Giáo trình Lắp ráp mạch điện tử (Nghề Cơ điện tử Trình độ Cao đẳng)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH Mơ đun: Lắp ráp mạch điện tử Nghề: Cơ Điện tử Trình độ: Cao đẳng Ban hành kèm theo Quyết định số: 99 /QĐKTCNQN ngày 14 tháng năm2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghệ Quy Nhơn Bình định i TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm ii LỜI GIỚI THIỆU Ứng dụng chủ yếu mạch điện tử điều khiển, xử lý phân phối thông tin; chuyển đổi phân phối nguồn điện Cả hai ứng dụng liên quan đến việc tạo nhận biết trường điện từ dòng điện Ngày nay, thiết bị điện tử cho phép thực nhiều công việc sống khoa học, công nghệ Đặc biệt lĩnh vực như: Cơ-Điện tử, Điện công nghiệp Vận hành sửa chữa thiết bị lạnh; thấy nhiều ứng dụng mạch điện tử Dưới góc độ người nhân viên vận hành hay bảo trì bảo dưỡng máy móc thiết bị có ứng dụng mạch điện tử để điều khiển, việc có kiến thức tổng quan mạch điện tử, việc gia cơng chế tạo mạch điện tử thay thế, điều cần thiết Để đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho giáo viên học sinh sinh viên ban biên soạn giáo trình Khoa Điện tiến hành biên soạn giáo trình “Lắp ráp mạch điện tử” với nội dung sát với chương trình học tập sinh viên ngành Cơ Điện Tử Trong q trình biên soạn, có nhiều cố gắng ban biên soạn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót Mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc để giáo trình hoàn thiện …………., ngày……tháng……năm……… Tác giả Mai Văn Quang iii MỤC LỤC 10 Lời giới thiệu Bài 1: Khảo sát dụng cụ lắp ráp, sửa chữa mạch điện tử 1.1 Khảo sát dụng cụ thực hành điện tử thông dụng 1.2 Khảo sát vật liệu chế tạo board mạch Bài 2: Hàn loại bỏ mối hàn 2.1 Cách sử dụng bảo quản dụng cụ hàn 2.2 Phương pháp hàn mạch điện tử 2.3 Các dạng lỗi mối hàn, nguyên nhân biện pháp khắc phục Bài 3: Đo kiểm tra linh kiện 3.1 Kiểm tra chất lượng linh kiện đồng hồ vạn ii 2 7 11 13 13 11 3.2 Đọc thông số ghi vỏ linh kiện thụ động 18 12 3.3 Xác định cực tính linh kiện phân cực đồng hồ vạn 23 13 3.4 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân biện pháp khắc phục 25 14 15 16 17 18 Bài 4: Thiết kế mô mạch điện tử 28 4.1 Vẽ mạch điện tử OrCAD 10.5 28 4.2 Mô mạch điện tử Proteus 8.1 38 Bài 5: Thiết kế sơ đồ lắp đặt linh kiện 48 5.1 Thiết kế sơ đồ lắp đặt mạch nguồn 5VDC/12VDC/24VDC 48 19 5.2 Thiết kế sơ đồ lắp đặt mạch công suất động DC Servo 57 20 5.3 Thiết kế sơ đồ lắp đặt mạch điều khiển động DC Servo 58 21 22 23 24 Bài 6: Gia công mạch in 6.1 Gia công mạch nguồn 5VDC/12VDC/24VDC 6.2 Gia công mạch công suất động DC Servo 6.3 Gia công mạch điều khiển động DC Servo 60 60 62 62 iv 25 26 27 28 29 Bài 7: Lắp ráp mạch điện tử 7.1 Lắp ráp mạch nguồn 5VDC/12VDC/24VDC 7.2 Lắp ráp mạch công suất động Servo 7.3 Lắp ráp mạch điều khiểnđộng Servo Tài liệu tham khảo 63 63 66 66 67 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun:Lắp ráp mạch điện tử Mã mô đun: MĐ 12 Thời gian thực mô đun: 90 (LT: 30; TH: 58; KT: 02) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Trước học mơ đun cần hồn thành môn học/mô đun: Kỹ thuật điện - điện tử, Đo lường điện - điện tử; - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề Cơ điện tử; Trang bị cho người học kiến thức kỹ thiết kế mạch điện tử II Mục tiêu mô đun: - Kiến thức:  Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, công dụng mạch điện tử thông dụng nghề điện tử;  Chọn kiểm tra linh kiện phù hợp yêu cầu thiết kế mạch điện tử;  Lựa chọn sử dụng dụng cụ cần thiết cho thực hành điện tử trình bày cơng dụng chúng - Kỹ năng:  Sử dụng thành thạo phần mềm thiết kế mạch điện tử;  Gia công lắp ráp hoàn thiện số mạch điện tử bản;  Kiểm tra thông số mạch sau lắp, đánh giá chất lượng hiệu chỉnh theo yêu cầu kỹ thuật - Năng lực tự chủ trách nhiệm:  Tác phong công nghiệp, chủ động, sáng tạo;  Cẩn thận, tỉ mỉ đảm bảo an toàn cho người thiết bị trình học tập III Nội dung mô đun: 1.Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: STT Tên mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lýthuyết Thực hành Kiểmtra Bài 1: Khảo sát dụng cụ lắp ráp, sửa chữa 09 06 03 mạch điện tử Bài 2: Hàn loại bỏ mối hàn 07 03 04 Bài 3: Đo kiểm tra linh kiện 14 03 11 Bài 4: Thiết kế mô mạch điện tử 15 06 08 01 Bài 5: Thiết kế sơ đồ lắp đặt linh kiện 13 03 10 Bài 6: Gia công mạch in 14 03 11 Bài 7: Lắp ráp mạch điện tử 18 06 11 01 Cộng 90 30 58 02 Nội dung chi tiết BÀI 1: KHẢO SÁT DỤNG CỤ LẮP RÁP, SỬA CHỮA MẠCH ĐIỆN TỬ Mã bài: MĐ12 – 01 Thời gian: (LT: giờ; TH: giờ; Tự học: giờ) Giới thiệu: Ngày nay, mạch điện tử ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học, kỹ thuật Trong lĩnh vực Cơ điện tử thiếu mạch điện tử như: Mạch nguồn điều khiển, mạch nhận tín hiệu cảm biến, mạch chuyển đổi tín hiệu… Mục tiêu: - Trình bày cơng dụng dụng cụ lắt đặt sửa chữa mạch điện tử thông dụng; - Lựa chọn sử dụng phù hợp dụng cụ cần thiết cho thực hành điện tử bản; - Chủ động, sáng tạo đảm bảo an toàn trình học tập Nội dung: 1.1 Khảo sát dụng cụ thực hành điện tử thông dụng 1.1.1 Lý thuyết Khi làm việc với thiết bị điện tử hầu hết phải dựa vào công cụ để khảo sát, kiểm tra thiết bị thông qua thơng số vơ dịng điện, điện áp, hiệu điện thế, nhiệt độ, điện trở Những thông số dễ dàng thu thông qua thiết bị Những thiết bị bao gồm đồng hồ vạn năng, Ampe kìm, máy sóng - Đồng hồ vạn năng: Là thiết bị quan trọng bậc đến với nghề điện tử (thiết bị gọi tắt VOM), dụng cụ cho phép người kỹ thuật viên đo đại lượng điện hiệu điện thế, điện trở, cường độ dòng điện Các đồng hồ vạn đại cịn đo nhiệt độ, trị số tụ điện, diode, hệ số khuếch đại transistor, trị số điện cảm, tần số… Hình 1.1 Đồng hồ vạn Trong đó: Núm xoay Núm chỉnh 0Ω Thang đo Kim đồng hồ Vạch chia Cổng nối que đo Vít chỉnh kim Gương phản chiếu - Nguồn điện chiều Mỗi kỹ thuật viên lên có nguồn chiều để làm nguồn nuôi kiểm tra bảng mạch làm nguồn ni cho bo mạch thiết kế kiểm tra thử nghiệm Một nguồn ni có cơng suất khoảng 100W điện áp biến đổi từ 3.3V đến 36 V nguồn thí nghiệm lý tưởng Lên chọn nguồn có đồng hồ báo điện áp, báo dịng điện đồng thời có chế độ bảo vệ ngắn mạch Nếu bạn kỹ sư điện tử bạn mua biến áp , linh kiện điện tử để tự ráp nguồn Hình 1.2 Nguồn chiều - Bộ dụng cụ hàn: Mỏ hàn: Đây thiết bị tạo nhiệt độ cao mũi kim loại (đầu hàn) để làm tan thiếc chân linh kiện mạch in muốn tháo linh kiện để làm thiếc bám vào bảng mạch hàn linh kiện vào Mỏ hàn điện có ba loại mỏ hàn xung, mỏ hàn nung trực tiếp, mỏ hàn nung thông qua biến áp Việc điều chỉnh nhiệt độ giúp bảo đảm mối hàn bền, đẹp kỹ thuật Đồng thời tăng cao tuổi thọ đầu mũi hàn Hình 1.3: Mỏ hàn Đế hàn: Dùng để đặt mỏ hàn nóng, giúp bảo đảm an tồn cho người sử dụng tránh va chạm với dụng cụ, thiết bị khác mỏ hàn cịn nóng, tránh cháy nổ cháy dây điện gây nguy hiểm cho người dùng Tấm bọt biển làm đầu mỏ hàn: Dùng để lau chùi chất bẩn, cặn nhựa thông, tro cháy đen bám đầu mũi hàn Sử dụng mỏ hàn nóng Bút hút chì: Dùng để hút chì hàn dính Board mạch chân linh kiện Dùng cho việc tháo mối hàn, gỡ linh kiện mạch - Bộ dụng cụ gia công: Khoan board đồng: khoan tạo lỗ gắn chân linh kiện Cấu tạo thông thường: Động 12VDC, đầu kẹp mũi khoan, kèm với mũi khoan kích thước nhỏ phù hợp với kích thước chân linh kiện Hình 1.4 Bộ dụng cụ khoan mạch Nhíp nhọn: Dùng để kẹp, gắp linh kiện nhỏ Thỉnh thoảng dùng để ngoáy rộng lỗ khoan Kềm Trong trình lắp ráp, sửa chữa ta thường sử dụng kềm cắt, cơng dụng :  Cắt chân linh kiện trình hàn mạch  Cắt đoạn dây chì  Cắt dây dẫn nối mạch - Vật liệu hàn Thiếc hàn: Dùng làm vật liệu hàn Nhựa thông: chất giúp làm mối hàn giảm sức căng bề mặt thiếc hàn giúp thiếc hàn bám vào mối hàn mịn Khi bị đốt nóng, nhựa thơng phân huỷ cho chất có tính acid có tính tẩy bề mặt cần hàn Ngồi ra, nhựa thơng cịn có tác dụng làm cho thiếc dính ướt, bám vào bề mặt hàn, tạo màng chống oxy hoá thiếc - Test board Test board dùng để kiểm tra số mạch điện đơn giản, trước tiến hành gia công mạch Hình 1.5 Test board 1.1.2 Trình tự thực Khảo sát dụng cụ cần thiết để gia công mạch điện tử - Bước 1: Thống kê dụng cụ cần thiết Thiết bị hàn: mỏ hàn, đế hàn, bọt biển… Thiết bị loại bỏ mối hàn: bút hút chì Thiết bị lắp ráp, sửa chữa: dụng cụ khoan, nhíp nhọn, kềm… - Bước 2: Trình bày công dụng dụng cụ - Bước 3: Khảo sát Nhận biết, phân loại kiểm tra dụng cụ có xưởng thực tập Sắp xếp dụng cụ vị trí quy định 1.1.3 Thực hành Mỗi sinh viên tiến hành chọn dụng cụ cần thiết để phục vụ việc thực hành lắp đặt sửa chữa mạch điện tử, tiến hành kiểm tra chất lượng dụng cụ, vệ sinh bảo dưỡng xếp dụng cụ thiết bị lắp đặt mạch điện tử nơi quy định Đánh giá kết thực hành: - Nhận biết vật liệu dụng cụ cần thiết cho việc lắp đặt sửa chữa mạch điện tử; - Tác phong công nghiệp, cẩn thận, tỉ mỉ đảm bảo an tồn cơng việc 1.2 Khảo sát vật liệu chế tạo board mạch 1.2.1 Lý thuyết - Giấy in mạch in: Giấy in mạch in loại giấy dùng để in file Layout mạch điện tử, thơng thường có loại: Giấy thuốc Giấy glossy Giấy decal Thông thường ta sử dụng giấy decal để in mạch in, vì: Giấy bám mực tốt, khơng gây tràn mực Thích hợp với loại mạch có thiết kế xuyên chân linh kiện