Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn: Lê Mạnh Tuấn Sinh viên thực hiện: Đặng Nguyên Văn Lớp: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa K61 LỜI MỞ ĐẦU Hiện ngành điện tử điện cơng nghiệp phát triển, áp dụng vào nhiều lĩnh vực tự động hoá, sản xuất cơng nghiệp cịn nhiều lĩnh vực khác Cùng 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 hiệu đáng kể Từ lý em thực hành lắp đặt mạch điện tử để phần hiểu nguyên lý hoạt động số mạch điện tử , từ nâng cao kiến thức để tìm tịi nghiên cứu kiến thức điện tử , đáp ứng nhu cầu ngành môn học Được hướng dẫn thầy giáo khoa em lắp đặt hoàn thiện mạch điện : Mạch Nguồn , Mạch Dao Động Đa Hài, Mạch Dao Động dùng IC555, Mạch Đếm 4017, Mạch Đếm Nhị Phân Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật môn học yêu cầu thầy đề ra, dựa kiến thức tài liệu tham khảo, em hoàn thành việc lắp đặt mạch , bên cạnh khơng thể tránh thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Dưới nội dung báo cáo thực tập điện tử em! NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO THỰC TẬP ĐIỆN TỬ MẠCH NGUỒN : 1.1 Sơ đồ nguyên lý : Mạch mô phỏng: Mạch dùng IC 7805 dùng để chuyển điện áp đến 40V thành điện áp 5V, mạch sử dụng thêm tụ điện để điểu ổn định điện áp, sử dụng vs mạch cầu hình tụ điện cịn có vai trị lọc thông thấp +Tụ C1 dùng để ổn cung cấp điện áp tạm thời cho chân VI nguồn bị sụt áp, tụ C3 cung cấp điện tạm thời cho tải nguồn bị sụt áp → ổn định điện áp → Dù ta có thay đổi điện áp đầu vào đầu ổn định mức 5V Mạch làm việc với nguồn DC, với nguồn AC cần thêm mạch chuyển đổi thành DC Mạch dùng LM317 dùng để điều chỉnh điện áp đầu ra, với nguồn 9V mạch ta điều chỉnh điện áp đầu < 9V Ta thay nguồn 9V thành nguồn < 40V đầu điều chỉnh nằm khoảng ±35V MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI 2.1 Sơ đồ nguyên lý : R1 = R4 = K ; R2 = R3 = 10K; C1 = C2 = 100µF/16V; Q1 = Q2 (C1815) ;Hai đèn Led; Nguồn Vcc= 9VDC Giải thích nguyên lý hoạt động : Khi cấp nguồn, tất tụ C1 lẫn C2 nạp điện, transistor Q3 Q2 hoạt động trước (vì thực tế dù transistor loại khơng giống hồn tồn, có transistor nhạy kia) Ta giả sử Q3 nhạy nên hoạt động trước, đồng nghĩa Q3 có Vbe lớn 0.6V (do điện áp cực B Q3 tăng từ đến 0.6V, trước điện áp 0.6V cực âm tụ C2 nạp), dòng điện từ cực C xuống cực E xuống mass nên led D1 sáng, đầu cực dương tụ C1 khơng nạp điện dịng điện xuống mass Cùng lúc Q2 khơng dẫn (khơng hoạt động) nên led D2 không sáng, cực dương tụ C1 nạp điện, không nạp dịng điện lúc chủ yếu chạy mass, cực âm tụ C2 lẫn âm tụ C1 vậy, không nạp Khi Q3 hoạt động cực B coi nối với cực E xuống mass nên dòng điện chân B qua chân E xuống mass, đồng nghĩa điện áp B giảm từ 0.6 V 0V (cực âm tụ C1 xả điện) Khi điện áp chân B xả hết Q3 ngưng dẫn, đèn led D1 tắt Q3 ngưng dẫn, cực âm C1 nạp điện áp thơng qua dịng điện qua điện trở R2, giá trị nạp đạt 0.6V Q2 dẫn (do VBE >= 0.6V), cực C Q2 nối thông với cực E xuống mass, đèn led D2 sáng, cực dương tụ C2 xả điện, cực dương tụ C1 nạp điện Q3 khơng dẫn Ngun lý tương tự trên, cực âm tụ C1 xả điện áp xuống mass cực B Q2 nối thông với cực E, điện áp xả hết từ 0.6V 0V Q2 ngưng dẫn, led D2 tắt, sau cực âm tụ C1 lại nạp điện làm điện áp cực B Q3 tăng dần lên 0.6V, điện áp 0.6V Q3 lại dẫn Các trình lặp lặp lại luân phiên tạo mạch đa hài với dạng sóng điện áp cực C transistor 2.2 Các phần tử sơ đồ : 2.2.1 Transistor C1815 (NPN) Transistor NPN hoạt động điện áp cực B lớn cực E lớn khoảng 0,6V (tuỳ loại transistor NPN, có loại cần lớn 0.3V) Khi transistor hoạt động (nghĩa VBE > 0.6 V) dịng điện từ cực C xuống cực E (nhưng không theo chiều ngược lại) Nếu VBE < 0.6 V cực C E không nối thông nhau, dịng điện khơng thể qua cực C E 2.2.2 Tụ điện hóa + Khi sử dụng phải đặt đầu ( + ) tụ đặt vào đầu dương nguồn vào nơi có điện cao đầu ( - ) tụ + Nếu đặt ngược xảy tượng phóng điện xuyên qua lớp điện môi làm tụ bị chạm, bị rỉ điện Gọi tượng đánh thủng lớp điện môi, gây nổ tụ MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG IC 555 3.1 Sơ đồ nguyên lý Khi cấp nguồn, tụ C5 nạp, suốt trình nạp từ 0V đến Vcc/3 ngõ mức 1, nạp mức điện áp 2Vcc/3 ngõ reset mức 0, lúc ta nhìn hình 1, ngõ O/P RS Latch mức nên transistor dẫn (kín mạch) dẫn thẳng xuống mass, tụ không nạp xả qua chân DC (discharge) qua transistor xuống mass, sau tụ giảm nhỏ Vcc/3 ngõ Q lên lại mức 1, transistor ngắt ngõ O/P mức 0, tụ lại nạp từ đầu, Thế mạch thời gian ngõ set lên lớn thời gian ngõ reset 3.2 Các phần tử sơ đồ 3.2.1 IC 555 Nó hoạt động mức điện áp từ +5 V đến +18 V Dòng tải 200 mA Các linh kiện mắc bên ngồi phải chọn để thực khoảng thời gian vài phút với tần số vượt vài trăm KHz Đầu định thời 555 điều khiển transistor-transistor logic (TTL) đầu dịng điện cao Nó có độ ổn định nhiệt độ 50 phần triệu (ppm) độ C nhiệt độ thay đổi, tương đương 0,005% / °C Chu kỳ làm việc định thời điều chỉnh Cơng suất tiêu thụ tối đa IC 600 mW Các đầu vào kích hoạt (Trigger ) đặt lại (Reset) mức logic Nhiều thơng số cịn lại liệt kê bảng liệu Các loại IC định thời 555 kim loại chân, loại chân loại 14 chân cấu hình chân hình IC bao gồm 23 transistor, điốt 16 điện trở Các chân sử dụng đề cập đến loại kim loại chân loại chân thường 3.2.2 Các công thức liên quan Chu kỳ làm việc mạch dao động đa hài phi ổn ln lớn 50% Một sóng vng có ngõ mạch dao động đa hài phi ổn chu kỳ làm việc xác 50% Chu kỳ làm việc mạch dao động đa hài phi ổn dùng IC 555 ví dụ nêu nhỏ 50% Một số thay đổi thực cho mạch Thay đổi mạch cách thêm diode Một diode mắc song song với điện trở R2 với cực cathode đối diện với tụ điện diode khác nối tiếp với điện trở R2 với cực anode đối diện với tụ điện Bằng cách điều chỉnh giá trị điện trở R1 R2, chu kỳ làm việc xung vng ngõ thay đổi khoảng 5% đến 95% Mạch phát sóng vng hiển thị bên Trong mạch này, nạp điện tụ C nạp qua R1 D1 cách qua R2 Khi xả, xả điện qua D2 R2 Do đó, số thời gian nạp điện TON = TC cho TON = 0.693 * R1C số thời gian xả điện TOFF = TD cho TOFF = 0.693 * R2C Do đó, chu kỳ làm việc D tính theo cơng thức D = R1/(R1+R2) Để có sóng vng, chu kỳ làm việc thực 50% cách cho giá trị R1 R2 Các dạng sóng tạo sóng vng hiển thị bên Một chu kỳ làm việc nhỏ 50% đạt điện trở R1 nhỏ R2 Thông thường, điều đạt cách sử dụng chiết áp thay cho R1 R2 Một mạch phát sóng vng xây dựng từ mạch dao động đa hài phi ổn mà không cần sử dụng diode Bằng cách đặt điện trở R2 chân 2, tức chân ngõ chân xung kích Mạch hiển thị bên Trong mạch này, hoạt động nạp xả điện xảy thông qua điện trở R2 Điện trở R1 phải đủ lớn để không ảnh hưởng đến tụ điện sạc Nó sử dụng để đảm bảo tụ điện nạp đến giới hạn tối đa (VCC) MẠCH ĐẾM 4017 4.1 Sơ đồ nguyên lý IC 4017 IC đếm thập phân tức đếm hệ 10, đếm xung clock Khi ta đưa tín hiệu xung vào chân clock IC đếm xung xuất 10 output tương ứng với xung clock Mỗi mạch đa hài dùng IC 555 tạo xung mức cao ngõ IC 4017 dịch chuyển từ ngõ Q0 đến Q9 Tần số xung ngõ mạch đa hài 555 tính theo cơng thức sau Tần số xung ngõ = 1,44 / ((R1 + 2VR1) * C1) Vì vậy, ta dễ dàng thay đổi tần số xung ngõ mạch cách thay đổi VR1 Bằng cách này,ta thay đổi tốc độ sáng LED 4.2 Các phần tử sơ đồ STT 4.2.1 IC đếm 4017 Tên linh kiện IC đếm 4017 IC định thời 555 LED Điện trở 330 ΩΩ Điện trở 1k ΩΩ 4.7k ΩΩ Biến trở 5k ΩΩ Tụ điện 100 ΩμFF Tụ điện 100n ΩF Pin 9V / Nguồn cung cấp Số lượng 1 11 11 1 1 CD4017 vi mạch đếm logic CMOS 10bit Có thể sử dụng cho ứng dụng đếm nhỏ Là đếm 16 chân đếm từ đến 10 cách bật 10 đầu xung cạnh dương xung clock Mạch CD4017 tiết kiệm không gian board thời gian thiết kế mạch Chúng ta thiết lập lại điều khiển đếm với hỗ trợ chân reset enable Đặc tính : Bộ đếm 16 chân CMOS có tần số hoạt động cao Các chân đầu giải mã Đầu vào xung clock có mạch Schmitt trigger khơng có giới hạn thời gian tăng giảm tín hiệu Dải điện áp hoạt động từ 3V đến 15V điều kiện hoạt động bình thường nên sử dụng điện áp + 5V CD4017 tương thích chuẩn logic TTL Có tốc độ hoạt động trung bình thường 5MHz tần số xung nhịp tối đa 5.5Mhz Có nhiều package 16 chân PDIP, GDIP, PDSO MẠCH ĐẾM NHỊ PHÂN (JKFF_74S112) 5.1 Sơ đồ nguyên lý Mạch đếm thường hoạt động trạng thái ban đầu 0000 xung tác động mức thấp áp vào ngõ Cl tầng FF để đặt trạng thái ngõ 0000 Khi xung đếm ck tác động cạnh xuống Q0 lật trạng thái tức Q0 = Ở cạnh xuống thứ xung ck, Q0 lại lật trạng thái lần nữa, tức Q = Như sau lần tác động ck Q0 lại lật trạng thái lần, sau lần ck tác động, Q lặp lại trạng thái ban đầu, xung ck có chu kì T tần số f xung ngõ Q có chu kì 2T tần số 1/ 2f Như xung đếm ck chia đôi tần số sau tầng FF Do Q0 lại trở thành ngõ vào xung đếm FF thứ (FF B) nên tương tự tần fQ1 nửa fQ0 Với tầng FF thì: fQ3 = 1/2fQ2 = 1/4fQ1 = 1/8fQ0 = 1/16f Như với FF ta có 16 trạng thái logic ngõ từ 0000(010) xung đếm đến 1111 (1510) xung đếm thứ 16, tức trị thập phân số xung đếm vào mạch đếm nhị phân bit (có tầng FF, tần số chia đổi sau tầng) hay mạch đếm chia 16 Mạch xếp vào loại mạch đếm lên số xung đếm vào tăng số thập phân tương ứng tăng Nhưng để ý có 16 trạng thái nên xung đếm ck thứ 16 mạch tự động xoá để đếm lại Muốn có nhiều trạng thái phải nối thêm tầng FF Tổng quát với hoạt động có n FF tạo n trạng thái ngõ Số trạng thái ngõ hay số lượng số đếm khác gọi Modulus (viết tắt : Mod) đó, mạch đếm trình bày gọi mạch đếm mod 16 5.2 Các phần tử sơ đồ 5.2.1 IC 74LS112 74LS112 IC flip-flop JK kép có tính J, K, đồng hồ không đồng riêng lẻ đầu vào rõ ràng cho flip-flop Nó chứa hai flip-flop J-K kích hoạt sườn âm độc lập với J-K riêng lẻ, đồng hồ đầu vào rõ ràng trực tiếp IC 74LS112 có điện áp làm việc đa dạng, nhiều điều kiện làm việc giao tiếp trực tiếp với CMOS, NMOS TTL Đầu IC kèm với TTL, giúp dễ dàng làm việc với thiết bị TTL vi điều khiển khác + Tính thơng số kĩ thuật : Họ cơng nghệ: LS IC gói JK Flip Flop kép VCC (Tối thiểu): 4,75V VCC (Tối đa): 5,25 Số bit (#): Điện áp hoạt động (Nom): 5V Tần số điện áp bình thường (Tối đa): 35MHz Độ trễ lan truyền (Tối đa): 20ns IOL (Tối đa): 8mA IOH (Tối đa): - 0,4mA Định mức: Catalog Có gói PDIP, GDIP, PDSO 16 chân
Ngày đăng: 20/09/2023, 14:58
Xem thêm:
