Trang 1 TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNICChuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển & Tự Động HóaASSIGNMENTMơn Học: Điện tử an tồnGiảng viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Nhật MinhLớp : AE19301
TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNIC Chuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển & Tự Động Hóa ASSIGNMENT Mơn Học: Điện tử an toàn Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Nhật Minh Lớp : AE19301 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Thiện Nguyễn Văn Hùng Ngô Minh Mẫn Đà Nẵng, ngày 04 tháng 12 năm 2023 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI MỞ ĐẦU Trong thực tế sống, kỹ thuật cơng nghệ… nguồn điện có vai trò quan trọng Và đặc biệt để nâng cao hiệu sử dụng thiết bị nguồn điện phải có tính ổn định cao Trước tầm quan trọng vật, Assignment yêu cầ sinh viên tiến hành tìm hiểu, thiết kế nguồn cung cấp cho mạch dùng vi xử lý, IC họ TTL từ lưới điện 220VAC/50Hz Qua thời gian học tập nghiên cứu hỗ trợ thầy Nguyễn Đăng Nhật Minh, nhóm em hiểu rõ chức cách sử dụng linh kiện điện tử Qua thiết kế mạch biến đổi điện áp 220VAC thành 12VDC/5VDC Dù cịn nhiều sai sót q trình thực hiện, qua nhóm em rút kinh nghiệm cố gắng hoàn thiện tương lai Em cảm ơn thầy hỗ trợ nhiệt tình thời gian học tập mơn điện tử an tồn MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI NGUỒN .1 1.1 ACCU 1.1.1 Đặc điểm Accu 1.2 BỘ NGUỒN TỔ ONG 1.3 PIN 1.4 NGUỒN CẤP CHO MẠCH NGUỒN VI XỬ LÝ, CÁC HỌ IC HỌ TTL .3 1.4.1 Họ IC .3 1.4.2 Họ TTL 1.4.3 Nguồn cấp cho mạch dùng vi xử lý, họ IC họ TTL CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI .4 2.1.1 Khối biến áp 2.1.2 Mạch chỉnh lưu 2.1.3 Tụ lọc .5 2.1.4 Mạch ổn áp 2.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 2.3 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.3.1 Chọn linh kiện 2.3.2 Nguyên lý hoạt động sơ đồ nguyên lý .6 CHƯƠNG 3: THI CÔNG SẢN PHẨM 3.1 TÍNH CHỌN 3.1.1 Tụ 10F 50V 3.1.2 Tụ 1000F 35V .8 3.1.3 Diode Cầu 3.1.4 Đèn LED 10 3.2 THI CÔNG SẢN PHẨM 11 3.2.1 In mạch PCB lên board đồng 11 3.2.2 Hàn linh kiện vào mạch 11 3.2.3 Mạch hoàn chỉnh 12 3.3 VẬN HÀNH TEST MẠCH .12 3.4 NHẬN XÉT 13 3.4.1 Ưu điểm 13 3.4.2 Nhược điểm cải tiến 13 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI NGUỒN 1.1 ACCU 1.1.1 Đặc điểm Accu Accu (Ắc quy) Các thơng số kỹ thuật bình accu gồm: - - Điện áp accu (đo đơn vị V): Là hiệu điện chênh lệch đầu cực dương cực âm bình accu Dung lượng accu (do đơn vị Ah): Là tích dịng điện phóng thời gian phóng điện accu Ngồi ra, tuỳ vào mục đích sử dụng mà người dùng quan tâm thêm tới thông số khác dịng khởi động nguội CCA, dịng khởi động nóng HCA, dung lượng RC,… Nhờ đặc tính xạc lại để tái sử dụng nhiều lần trước thay nên so với pin (khơng thể xạc lại) accu đánh giá cao khả tiết kiệm chi phí giảm thiểu tác động tới mơi trường Theo thời gian, accu ngày cải tiến chất lượng, cơng nghệ, đa dạng hố thơng số kỹ thuật để đáng ứng yêu cầu sử dụng ngày phong phú người dùng Hình 1.1 Hình ảnh Accu 1.2 BỘ NGUỒN TỔ ONG - - Nguồn tổ ong cách gọi khác nguồn xung Cái tên nguồn tổ ong bắt nguồn từ hình dạng lỗ thơng nhiệt nguồn xung đục lỗ lục giác giống với cấu tạo tổ ong nên gọi cho thân thuộc dễ nhớ Trên thực tế nguồn tổ ong hiểu đơn giản nguồn dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều (220V) sang dịng điện chiều Hình 1.2 Nguồn tổ ong 1.3 PIN - - Pin 9V kích thước pin thơng dụng Chúng dự trữ nhiều loại hydride niken-kim loại sạc lại (NiMH) pin 9V kiềm lithium sử dụng lần Pin 9V thường tìm thấy báo động khói báo động carbon monoxide, micro, đàm radio… Các sản phẩm chất lượng cao loại pin 9v bao gồm pin sản xuất thương hiệu cao cấp Energizer, Duracell, Panasonic, Ansmann, GP, Uitralife Varta Với nhiều lực chọn pin 9v, từ pin sạc 150mAh GP đến sử dụng lần GP 1200mAh có tuổi thọ cao Hình 1.3 Pin 9V 1.4 NGUỒN CẤP CHO MẠCH NGUỒN VI XỬ LÝ, CÁC HỌ IC HỌ TTL 1.4.1 Họ IC - IC nguồn IC quản lý điều khiển phân phối cung cấp điện áp nguồn đến mạch IC khác IC nguồn dùng để chuyển đổi, điều chỉnh, ổn định dòng điện điện áp qua IC nguồn phân chia nhân nhiều điện áp từ nguồn điện có để tạo điện áp đầu mong muốn 1.4.2 Họ TTL - TTL viết tắt Transistor-Logic, tính hiệu nhị phân tạo hỗ trợ viết bật tắt điện trở (Transistor) 1.4.3 Nguồn cấp cho mạch dùng vi xử lý, họ IC họ TTL - Đối với mạch dung vi xử lý, IC TTL Ics địi hỏi phải có nguồn cung cấp ổn định 5v (dao động từ 4.75V đến 5.25V) điện áp khơng nằm dải mà nằm xuống mức giới hạn Ics khơng hoạt động (Reset) cịn mức giới hạn hỏng Ics CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI Hình 2.1 Sơ đồ khối nguồn chiều 2.1.1 Khối biến áp Hình 2.1.1 biến áp 220V-15V Cấp nguồn 220V xoay chiều vào, dòng điện hạ áp xuống 15V xoay chiều 2.1.2 Mạch chỉnh lưu Hình 2.1.2 Diode cầu chỉnh lưu Chuyển dòng điện xoay chiều 15V sang dịng điện chiều 15V 2.1.3 Tụ lọc Hình 2.1.3 Tụ lọc Điều chỉnh điện áp bên mạch ổn định Vì qua linh kiện điện tử dịng điện bị nhiều khơng ổn định 2.1.4 Mạch ổn áp Hình 2.1.4 IC ổn áp ổn định điện áp, tức đầu vào có thay đổi điện áp đầu giữ mức điện áp ổn định cung cấp cho tải 2.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý nguồn chiều 12v 2.3 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.3.1 Chọn linh kiện Bộ nguồn 220VAC Máy biến áp Diode chỉnh lưu Tụ hóa 1000F Tụ hóa 10F IC ổn áp 7812 IC ổn áp 7805 2.3.2 Nguyên lý hoạt động sơ đồ nguyên lý Khi cấp nguồn điện xoay chiều 220V vào, nguồn điện 220v hạ chuyển xuống 5V, 12V Sau dịng điện AC qua diode chỉnh lưu thành DC Sau qua mạch chỉnh lưu ta thu dịng điện chiều, có điện áp nhấp nhơ, không ổn định nên không dùng cho mạch điện tử Chúng ta cần dùng tụ lọc có trị số từ vài trăm F đến vài ngàn F vào sau diode chỉnh lưu Chúng ta nhận điện áp đầu lọc tương đối phẳng Nếu tụ có điện dung lớn hồn tồn điện áp đầu phẳng ổn định Sau dùng IC ổn áp họ LA78, vd: 7805, 7812,…Linh kiện có tác dụng ổn định điện áp, dù có thay đổi điện áp đầu giữ mức điện áp ổn định 5V 12V cung cấp cho tải CHƯƠNG 3: THI CƠNG SẢN PHẨM 3.1 TÍNH CHỌN 3.1.1 Tụ 10F 50V Tụ hóa 10F 50V tụ phân cực, có dung mơi lớp hóa chất Tụ hóa 10F 50V tụ có hình trụ, trị số ghi trực tiếp thân tụ Sau trị số điện dung có giá trị điện áp, điện áp ghi tụ điện áp cực đại mà tụ chịu được, vượt qua giá trị lớp cách điện bị đánh thủng , thực tế ta phải lắp tụ có trị số điện áp cao gấp khoảng 1,5 lần điện áp mạch điện Thông số kỹ thuật: Điện dung: 10F Điện áp: 50V Nhiệt độ hoạt động: - 55°C 125°C Loại: Tụ phân cực Hình 3.1.1 Tụ 10F 50V 3.1.2 Tụ 1000F 35V Tụ hoá 1000F 35V tụ phân cực, có dung mơi lớp hố chất Tụ hố 1000F 35V tụ có hình trụ,trị số ghi trực tiếp thân tụ Sau trị số điện dung có giá trị điện áp Điện áp ghi tụ điện áp cực đại Mà tụ chịu ,vượt qua giá trị lớp cách điện bị đánh thủng, thực tế ta phải lắp tụ có trị số điện áp cao gấp khoảng 1,5 lần điện áp mạch điện Thông số kỹ thuật : Điện dung : 1000F Điện áp: 35V Nhiệt độ hoạt động: -55°C 125°C Loại: Tụ phân cực Hình 3.1.2 Tụ 1000F 35V 3.1.3 Diode Cầu Diode cầu 2A 1000v 2w10 tròn linh kiện quan trọng mạch điện, có vai trị chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều Diode cầu tròn thường sử dụng nhiều loại mạch điện tử: mạch nguồn, mạch tạo dao động, mạch công suất…phù hợp với nhiều nhu cầu học tập, nghiên cứu, sữa chữa điện tử… Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng mà chọn cho sản phẩm cho phù hợp Thông số kỹ thuật: Số lượng chân: chân Loại chân: DIP Dòng điện tối đa: 2A Điện áp tối đa: 1000V Hình ảnh 3.1.3 Diode Cầu 3.1.4 Đèn LED Thông số kỹ thuật Điện áp hoạt động mức: 1.8V - 3V Dòng điện: 10mA – 20mA Loại Led LED đục, LED siêu sáng Màu LED: xanh lá, xanh lam, đỏ, vàng, trắng đục, trắng siêu sáng Hình 3.1.4 Đèn LED 3.2 THI CÔNG SẢN PHẨM 3.2.1 In mạch PCB lên board đồng Hình 3.2.1 3.2.2 Hàn linh kiện vào mạch Hình 3.2.2 3.2.3 Mạch hồn chỉnh Hình 3.2.3 3.3 VẬN HÀNH TEST MẠCH Hình 3.3.1 Hình 3.3.2 Hình 3.3.3 3.4 NHẬN XÉT 3.4.1 Ưu điểm Nhóm em vận dụng tốt kiến thức để hoàn thành mạch chỉnh lưu Mạch sử dụng tốt, cho dòng điện ổn định 3.4.2 Nhược điểm cải tiến Dòng điện dùng với đèn led Trong tương lai cải tiến