Đề Tài Thiết kế và chế tạo bãi đỗ xe tự động

Hình 2.1.2: Cấu tạo máy biến áp2.1.3 Phân loại - Theo cấu tạo ta sẽ phân chia thành máy biến áp một pha và máy biến áp ba pha - Theo chức năng có máy biến áp hạ thế và máy biến áp tăng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đề Tài : Thiết kế và chế tạo bãi đỗ xe tự động

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

Lớp :

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại hiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển từng ngày.Song hành với các thành tựu về khoa học công nghệ thì việc ứng dụng cácthành tựu ấy vào sản xuất là điều rất cần thiết Đặc biệt là sự phát triển củangành kỹ thuật điện tử, đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với độ chính xáccao, gọn nhẹ và việc ứng dụng chúng ngày càng được mở rộng Vậy nênviệc tạo nên các bãi đỗ xe tự động này có thể giúp giải quyết những vấn đềchung liên quan đến quản lý chỗ đậu xe, như sự cạnh tranh gay gắt trongviệc tìm kiếm chỗ đỗ trống, sự lãng phí tài nguyên và thời gian do việc đợiđến lượt đỗ xe

Xuất phát từ lý do trên và những kiến thức em có được trong quátrình học tập và nghiên cứu, đặc biệt là được sự hướng dẫn của cô/thầy emđược nhận nghiên cứu đề tài: “Thiết kế chế tạo mạch bãi đỗ xe tự động”nhằm củng cố về mặt kiên thức trong quá trình thực tế Em nghĩ rằng đây là

cơ hội cho chúng em học tập nghiên cứu để phục vụ cho kiến thức của riêngchúng em cũng như vận dụng nó vào trong các thành phố đang có mật độ sửdụng ôto cao trên cả nước

Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướngdẫn cùng với sự lỗ lực cố gắng của cả nhóm, sự tìm tòi, nghiên cứu tài liệu,đến nay đồ án của em về mặt cơ bản đã hoàn thành Trong quá trình thựchiện dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ còn hạn chế, kinh nghiệm còn ítnên không thể tránh khỏi sai sót Chúng em rất mong nhận được những ýkiến đóng góp của thầy cô và bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Xuất phát từ những nhu cầu ứng dụng, em đã thiết kế một mạch điều

khiển, đó là “Thết kế và chế tạo mạch bãi đỗ xe tự động” Nội dung báo

cáo này gồm 3 Chương:

Chương 1: Tổng quan về đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Kết luận

Mặc dù rất cố gắng hoàn thành bài báo cáo này nhưng vẫn không tránh khỏi thiếu sót mong thầy và các bạn đóng góp ý kiến để nhóm có thể hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2023 Giảng viên hướng dẫn

MỤC LỤC

Chương I: Tổng quan về đề tài 6

1.1 Lí do chọn đề tài 6

1.2 Mục tiêu của đề tài 6

1.3 Kế hoạch thực hiện 6

Chương 2: Cơ sở lý thuyết 7

2.1 Máy biến áp 7

2.1.1 Khái niệm 7

2.1.2 Cấu tạo 7

2.1.3 Phân loại 8

2.1.4 Nguyên lý hoạt động 8

2.2 Điện trở 8

2.3 Tụ điện 10

2.3.1 Khái niệm, ký hiệu và phân loại 10

2.3.2 Ký hiệu và nhãn nhận dạng giá trị tụ điện 10

2.4 Diode 14

2.4.1 Cấu tạo của Diode bán dẫn 14

2.4.2 Phân cực thuận cho Diode 15

2.4.3 Phân cực ngược cho Diode 16

2.4.4 Phương pháp đo kiểm tra Diode 16

2.4.5 Ứng dụng của Diode bán dẫn 17

2.5 TRANSISTOR 17

2.5.1 Ký hiệu và cấu tạo của transistor 17

2.5.2 Thông số kĩ thuật của transistor 18

2.5.3 Phân cực cho transistor 18

2.5.5 Các cách mắc transistor cơ bản 19

2.5.6 Hình dạng một số loại transistor thực tế 21

2.5.7 Ứng dụng của transistor 21

2.6 LED 21

2.6.1 LED 21

2.6.2 Led 7 thanh 22

2.7 Sơ lược về IC ổn áp 24

2.7.1 IC 78xx (7812 và 7805) 24

2.8 IC 74192 25

2.9 IC 74247 26

2.10 Giới thiệu về IC 7408 28

2.10.1 Tìm hiểu IC 7408 là gì? 28

2.10.2 Thông số kỹ thuật IC 7408 28

2.10.3 Chi tiết sơ đồ chân IC 7408 29

2.10.4 Cách sử dụng 7408 (74LS08) 31

2.10.5 Một số ứng dụng IC 7408 (74LS08) 33

2.11 IC 7414 34

2.11.1 Các tính năng và thông số kỹ thuật của IC 74HC14 34

2.11.2 IC 74HC14 được sử dụng ở đâu? 34

Các ứng dụng 37

2.12 Relay 37

2.13 Nút nhấn hành trình 38

2.14 Cảm biến quang (Cấu trúc, lắp đặt và ứng dụng) 41

2.14.1 Cấu tạo cơ bản 41

2.14.2 Lắp đặt ứng dụng cảm biến quang công nghiệp 42

Chương III: Kết quả tính toán và thi công mạch 45

3.1 Tính toán thông số 45

3.2 Thiết kế sơ đồ khối 45

3.2.1 Giới thiệu về vai trò, nhiệm vụ của từng khối 45

3.3 Thiết kế mạch nguyên lý 49

4.1 Kết luận 50

4.2 Hướng phát triển 50

Chương I: Tổng quan về đề tài1.1 Lí do chọn đề tài

Bãi đỗ xe tự động sử dụng IC số là một trong những đề tài phổ biến trongngành công nghệ hiện nay Lý do chọn đề tài này là do việc quản lý bãi đỗ xetrở nên khó khăn khi con người không thể kiểm soát tất cả các phương tiệncùng một lúc Với sự phát triển của công nghệ, việc áp dụng IC số vào bãi đỗ

xe có thể giúp việc quản lý, kiểm soát trở nên thuận tiện hơn, từ đó giảm thiểucác sai sót trong quá trình quản lý và cải thiện hiệu quả công việc trong lĩnhvực này

Đồng thời, đề tài này còn giúp kiểm soát lượng xe vào ra, thu thập dữ liệu

và phân tích để quản lý hiệu quả hơn các khoảng trống trống trong bãi đỗ xe,

từ đó tối ưu hóa sử dụng không gian ở các bãi đỗ xe công cộng

Việc áp dụng công nghệ IC số vào quản lý bãi đỗ xe cũng mang lại lợi íchcho người dân và du khách khi giảm thiểu thời gian tìm kiếm chỗ đỗ xe và phíthường niên cho việc đỗ xe Do đó, làm việc trong lĩnh vực này không chỉmang lại lợi ích cho các doanh nghiệp mà còn giúp cải thiện cuộc sống của conngười

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Tìm hiểu nguyên lý, chức năng và tác dụng của các IC số

- Tìm hiểu được các chức năng, tác dụng của cá linh kiện thiết bị điện tử.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2.1 Máy biến áp

2.1.1 Khái niệm

Máy biến áp: là loại máy dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều Có loại

máy biến áp biến đổi dòng điện từ cao xuống thấp hoặc từ thấp lên cao tùy theo nhu cầu của người sử dụng

Hình 2.1.1: Máy biến áp

2.1.2 Cấu tạo

Máy biến áp có các bộ phận chính gồm: Lõi thép (mạch từ), dây cuốn

- Lõi thép của máy biến áp được xếp từ các lá tôn định hướng Dùng để dẫn từ thôngchính của Máy, được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện hay lá tônđịnh hướng Mỏng ghép lại

- Dây quấn máy biến áp, quấn xung quanh lõi thép, được làm từ dây đồng hoặc dây

nhôm, có loại dây tròn, có loại dây dẹt, bên ngoài dây bọc một hay nhiều lớp giấy cáchđiện Được chế tạo bằng dây đồng hoặc nhôm có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoàidây dẫn có bọc cách điện

Hình 2.1.2: Cấu tạo máy biến áp

2.1.3 Phân loại

- Theo cấu tạo ta sẽ phân chia thành máy biến áp một pha và máy biến áp ba pha

- Theo chức năng có máy biến áp hạ thế và máy biến áp tăng thế

- Theo cách thức cách điện: máy biến áp lõi dầu, máy biến áp lõi không khí,…

- Theo mối quan hệ cuộn dây ta chia thành biến áp tự ngẫu và biến áp cảm ứng

- Theo nhiệm vụ: máy biến áp điện lực, máy biến áp cho dân dụng, máy biến áp hàn, máy

biến áp xung,…

2.1.4 Nguyên lý hoạt động

Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ Khi đặt điện áp xoay chiều ở 2 đầu cuộn dây sơ cấp, sẽ gây ra sự biến thiên từ thông ở bên trong 2 cuộn dây Từ thông này đi qua cuộn sơ cấp và thứ cấp, trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng và làm biến đổi

điện áp ban đầu

Hình 2.1.3: Nguyên lý hoạt động của máy biến áp

Hình 2.2.1: Ký hiệu

b) Hình dạng thực tế.

Hình 2.2.2: Điện trở ngoài thực tế

c) Mã màu trên điện trở và cách đọc.

Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở thì ngoài việc nhà sản xuất in trị số của nó lên linh kiện thì người ta còn dùng một qui ước chung để đọc trị số điện trở và các tham số cần thiết khác Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm.

Hình 2.2.3: Bảng màu điện trở Cách đọc:

+ Đối với điện trở 4 vạch màu: 3 vạch giá trị thì 2 vạch đầu là số, còn vạch thứ 3 là vạch mũ… còn vạch cuối cùng là sai số của điện trở

+ Đối với điện trở dán giá trị của điện trở bằng hai số đầu, 10 mũ số thứ 3.

2.3 Tụ điện

2.3.1 Khái niệm, ký hiệu và phân loại

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động dùng để làm phần tử tích trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện Thông thường đối với dòng điện 1 chiều thì tụ điện có trở kháng vô cùng lớn còn với dòng điện xoay chiều thì trở kháng tụ điện thay đổi tùy theo tần số dòng điện (nói đơn giản hơn là tụ điện dẫn dòng xoay chiều và ngăn dòng một chiều) Ta có dung kháng của tụ là

ZC = j XC = 1/ j 2.f.C

Tụ điện là phần tử có giá trị dòng điện qua nó tỉ lệ với tốc độ biến đổi điện

áp trên nó theo thời gian theo công thức:

Ký hiệu:

Các tụ điện được ký hiệu như sau:

T

ụ khôngphâ

n cực

T

ụ hoác

ó phâ

n cực

T

ụ hoác

ó phâ

n cực

T

ụ hoákhôngphâncực

T

ụ biếndung hay tụbiến đổi

Hình 2.3.1: Ký hiệu một số loại tụĐối với tụ không phân cực, khi mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý đến cực tính nhưng đối với tụ phân cực thì cực dương phải nối vào điểm điện

áp cao hơn, cực âm nối với điểm điện áp thấp hơn

2.3.2 Ký hiệu và nhãn nhận dạng giá trị tụ điện

Đối với loại tụ hoá:

Giá trị của tụ điện được ghi ngay trên thân của tụ Ta có thể dễ dàng đọc được trị số này

U =50V

C = 10μFF

U =16V

C = 1000 μFF

U = 25V

Hình 2.3.2: Ký hiệu của các loại tụ hóa

Đối với một số loại tụ khác:

Vì lý do kích thước của tụ nhỏ nên khó ghi con số cụ thể, người ta ghi một

mã số trên thân tụ, chỉ gồm 4 con số để chỉ trị số và cả sai số của tụ Cách ghi như sau:

Hình 2.3.3 Ký hiệu mã plain-textNhư vậy, chúng ta lấy hai chữ số có nghĩa làm giá trị tụ, rồi nhân với 10

X , trong đó X là con số thứ 3 (hay nói cách khác là thêm X con số 0 vào sau hai số có nghĩa) Cuối cùng, tra bảng để biết giá trị sai số của tụ điện

Tóm lại, ta có bảng số nhân (Hình 2.3.2) và bảng sai số ( Hình 2.3.3) như sau:

Mã màu của tụ điện:

DecimalMultiplier

Tolerance

>

10pF

<10PFB

%

±2.0pFB

4

Green

5

%

±0.5pFB

lue

6

Violet

7

Gray

0.25pFW

hite

10

%

±1.0pFHình 2.3.6: Mã màu của tụ điện

Các vạch màu 1 và 2 là vạch số có ý nghĩa, vạch màu số 3 là số nhân, tiếp theo là vạch màu sai số

Cấu tạo một số loại tụ cơ bản

a) Tụ không phân cực

Về cấu tạo, tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với các

lá làm bằng chất cách điện gọi là

chất điện môi Tên của tụ được đặt

theo tên chất điện môi như tụ giấy,

tụ gốm, tụ mica, tụ dầu, …

Giá trị của tụ thường có điện dung từ 1,8pF tới 1F, khi giá trị

điện dung lớn hơn thì kích thước

của tụ khá lớn nên khi đó chế tạo

loại phân cực tính sẽ giảm được

kích thước đi một cách đáng kể

Hình 4.11 mô tả cấu trúc cơ bản của

tụ thường và ký hiệu của nó

Hình 2.3.7: Cấu tạo và

ký hiệu tụ không phân cực

b)Tụ điện phân

Tụ điện phân có cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ một màng mỏngchất điện phân, khi có một điện áp tác động lên hai điện cực sẽ xuất hiện một màng oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như lớp điện môi Lớp điện môi càng mỏng kích thước của tụ càng nhỏ mà điện dung lại càng lớn Đây là loại tụ có cực tính được xác định và đánh dấu trên thân tụ, nếu nối ngược cực tính, lớp điện môi có thể bị phá huỷ và làm hỏng tụ (nổ tụ), loại này dễ bị rò điện do lượng điện phân còn dư

Ví dụ: Tụ hoá có cấu tạo đặc biệt, vỏ ngoài bằng nhôm làm cực âm, bên

trong vỏ nhôm có thỏi kim loại (đồng hoặc nhôm) làm cực dương Giữa cực dương và cực âm là chất điện phân bằng hoá chất (axitboric) nên gọi là tụ hoá (hình 4.13) mô tả cấu trúc cơ bản và thực tế của một tụ điện phân

Hình 2.3.8:Cấu trúc cơ bản và cấu tạo của một tụ hóa

Một số ứng dụng

a) Tụ dẫn điện ở tần số cao

Dung kháng của tụ được tính theo công thức:

Như vậy dung kháng của tụ tỉ lệ nghịch với tần số f của dòng điện qua nó

ở tần số càng cao thì dung kháng XC càng nhỏ nên dòng điện qua dễ dàng, ngược lại tần số thấp qua tụ khó hơn và có thể coi tụ chặn thành phần một chiều (khi f = 0, XC = ∞ ) Hơn nữa, nếu ở cùng một tần số thì tụ có điện dunglớn sẽ có dung kháng nhỏ hơn tụ có điện dung nhỏ

Dựa vào đặc tính dẫn điện phụ thuộc vào tần số người ta sử dụng tụ cho các mục đích:

+ Tụ liên lạc: Để dẫn tín hiệu xoay chiều đồng thời chặn thành phần một chiều qua các tầng (nếu tín hiệu xoay chiều tần số cao có thể sử dụng cả tụ phân cực và tụ thường nhưng nếu ở tín hiệu tần số thấp thì phải sử dụng tụ phân cực vì loại tụ này có điện dung lớn)

+ Tụ thoát: Dùng để loại bỏ tín hiệu không cần thiết (thường là tạp âm) xuống đất

+ Tụ lọc: Dùng trong các mạch lọc để phân chia dải tần (lọc thông cao, thông thấp hay lọc dải) Khi này có thể kết hợp tụ với điện trở hoặc với cuộn dây để tạo ra các mạch lọc thụ động Hình 1-5a đưa ra một số ví dụ về sơ đồ mạch lọc thụ động

+ Tụ cộng hưởng: Dùng trong các mạch cộng hưởng LC để bắt tín hiệu hay triệt tín hiệu ở tần số cộng hưởng của mạch

b) Tụ nạp xả điện trong mạch lọc nguồn

Giả sử có mạch nắn điện sử dụng một diode như hình vẽ dưới đây Diode

có tác dụng chỉ cho bán kỳ dương của dòng điện xoay chiều đi qua và chặn lại bán kỳ âm Dòng điện qua tải sẽ có dạng là những bán kỳ dương gián đoạn Nếu mắc thêm tụ song song với tải thì tụ sẽ nạp điện ở bán kỳ dương và xả điện ở bán kỳ âm, như vậy nhờ có tụ mà dòng điện qua tải được liên tục và giảm bớt hệ số đập mạch (sự gợn sóng) của dòng điện xoay chiều hình sin Vấn đề này sẽ được đề cập đến trong phần mạch lọc điện áp của mạch chỉnh lưu Dạng sóng điện áp sau mạch chỉnh lưu không có lọc và có lọc được mô tả trên hình 4.15

Hình 2.3.9: Mạch chỉnh lưu điện áp và giản đồ thời gian của điện ápTrong hình 2.3.9 ta thấy điện áp trước chỉnh lưu có dạng hành sine, điện ápsau chỉnh lưu chưa có tụ lọc (nét đứt) có độ gợn sóng rất lớn, điện áp một chiều U2(nét liền) đã được lọc bằng tụ nên có độ gợn sóng nhỏ hơn Mức độ gợn sóng của điện áp này phụ thuộc vào giá trị của dòng tải tiêu thụ và tụ lọc

Tụ điện nhỏ dòng tải tiêu thụ lớn thì sẽ gơn sóng nhiều hơn, tụ điện lớn và dòng tải tiêu thụ nhỏ thì điện áp ra bằng phẳng hơn Chúng ta sẽ đề cập đến cụ thể hơn trong bài chỉnh lưu và lọc điện áp

2.4 Diode.

2.4.1 Cấu tạo của Diode bán dẫn.

Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm:Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tánsang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Iontrung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữahai chất bán dẫn.

Hình 2.4.1: Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode

Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn

Hình 2.4.2: Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn.

2.4.2 Phân cực thuận cho Diode.

Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt (vùng bán dẫn P) và điện áp

âm (-) vào Katôt (vùng bán dẫn N) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V (với Diode loại Si) hoặc 0,2V (với Diode loại Ge) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V).

Hình 2.4.3: Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận

đựơc gim ở mức 0,6V

Hình 2.4.4: Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode

Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân

cực thuận < 0,6V thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V.

2.4.3 Phân cực ngược cho Diode.

Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bándẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện

áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chịu được điện áp ngược rất lớnkhoảng 1000V thì

diode mới bị đánh thủng.

Hình 2.4.5: Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng ≥ 1000V.

2.4.4 Phương pháp đo kiểm tra Diode.

Phương pháp:

Hình 2.4.6: Đo kiểm tra Diode

- Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu:

- Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên là => Diode tốt

- Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập.

- Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt.

- Ở phép đo trên thì Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập và D3 bị đứt

- Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là Diode bị dò.

2.4.5 Ứng dụng của Diode bán dẫn.

Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu có dạng.

Hình 2.4.7: Ký hiệu và hình dạng cầu diode.

2.5 TRANSISTOR.

2.5.1 Ký hiệu và cấu tạo của transistor.

- Cấu tạo: Gồm ba lớp bán dẫn ghép lại với nhau hình thành hai lớp tiếpgiáp P-N nằm ngược chiều nhau Ba vùng bán dẫn nối ra ba chân gọi là ba cực.Cực nối với vùng bán dẫn chung gọi là cực gốc, cực này mỏng và có nồng độtạp chất thấp, hai cự còn lại nối với vùng bán dẫn ở hai bên là cực phát (E) vàcực thu (C), chúng có chung bán dẫn nhưng nồng độ tạp chất là khác nhau nênkhông thể hoán vị cho nhau Vùng cực E có nồng độ tạp chất rất cao, vùng C

có nồng độ tạp chất lớn hơn vùng B nhưng nhỏ hơn vùng E

Hình 2.5.1 : Cấu tạo của transitor

2.5.2 Thông số kĩ thuật của transistor

- Dòng điện cực đại cho phép: Đó là dòng điện lớn nhất có thể đi qua mà không làm hư nótransistor

- Điện áp đánh thủng: Là điện áp tối đa đặt vào các cặp cực BE, BC, CE, nếu quá

transistor bị hỏng

- Hệ số khuếch đại dòng điện

- Công suất cực đại cho phép và tần số cắt

2.5.3 Phân cực cho transistor.

Đó là cung cấp điện áp DC thích hợp giữa các chân B, C, E để đảm bảo cho tiếp giáp B-C phân cực nghịch

+ Miền collector là miền có nồng độ pha tạp trung bình

+ Tiếp giáp P-N giữa miền E và B gọi là tiếp giáp emito (JB)

+ Tiếp giáp P-N giữa C và E gọi là tiếp giáp colacto (JC)

Hình 2.5.2 : cách phân cực cho transitor

+ Ta chỉ xét với cấu trúc N-P-N còn cấu trúc P-N-P thì hoạt động tương tựnhư hình vẽ ở trên Khi transistor được phân cực do JB phân cực thuận làm cáchạt đa số từ miền E phun qua tiếp giáp JB tạo nên dòng điện emitor IB các điện

tử này tới vùng B trở thành hạt thiểu số của vùng bazo và tiếp tục khuếch tánsâu vào miền bazo hướng tới IC trên miền bazo tạo ra dòng điện bazo IB.Nhưng do cấu tạo của miền B mỏng lên hầu hết số lượng các điện tử từ miền Ephun qua JB đều tới được bờ JC và đường trường gia tốc (Do Jc phân cực ngượccuốn qua tới được miền C tạo nên dòng điện collector Ic)

-) Các tham số của transistor lưỡng cực:

+ Dòng điện emitor IE = IB +Ic

+ Hệ số truyền đạt dòng điện: AN = IC/ IB<1+ Hệ số khuếch đại dòng điện: BN= IC/ IB

+ Do cấu trúc khi chế tạo miền bazo của transistor cho tổn hao ít tức IB nhỏ

lên giá trịBN>>I

+ Ta có mối quan hệ giữa A và B như sau: AN = BN/I + BN

BN = AN/ I- A=N I – AN = I/ I +BN

2.5.5 Các cách mắc transistor cơ bản

Có ba cách mắc đó là:

Hình 2.5.3 :Mạch bazo chung

Trong mạch bazo Chung ta có tụ CB nối mát nên không có tín hiệu xoaychiều Tín hiệu đưa vào ở cực E và lấy ra ở cực C Mạch BC có đặc điểm làtổng trở vào rất nhả vài trục ôm, tổng trử ra lớn vài trăm kilom, hệ số khuyêchsđại điện áp nên tới vài trăm lần hệ số khuyếch đại điện áp nhỏ gần bằng một

tín hiệu ra đồng pha với tín hiệu vào

Hình 2.5.4 : Đặc tuyến truyền đạt và đặc tuyến ra của mạch BC

Hình 2.5.5:Mạch C chung

Trong mạch transistor mắc theo kiểu C chung thì cực C ráp thẳng lênnguồn VCC Tín hiệu vào được đưa tới cực B và tín hiệu ra được lấy ra ở cực E.Với mạch kiểu C chung thì tổng trở vào rất lớn vài trăm kilom, tổng trở ra thìrất nhỏ vài chục ôm, thuận lợi cho việc ghép nối tải tín hiệu đầu ra đồng phavới tín hiệu đầu vào.

2.5.6 Hình dạng một số loại transistor thực tế.

Hình 2.4.3: transitor thực tế

2.5.7 Ứng dụng của transistor.

- Dùng để làm các phần tử khuếch đại trong các mạch khuyếch đại công suất

- Dùng để làm phần tửu điều chỉnh trong các mạch ổn định điện áp

- Đóng vai trò phần tử chuyển mạch làm việc như một khóa điện tử

2.6 LED

2.6.1 LED.

Led viết tắt của Light-Emitting-Diode có nghĩa là “đi-ốt phát sáng”, là mộtnguồn sáng phát sáng khi có dòng điện tác động lên nó Hoạt động của LEDdựa trên công nghệ bán dẫn Trong khối điốt bán dẫn, electron chuyển từ trạngthái có mức năng lượng cao xuống trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và

sự chênh lệch năng lượng này được phát xạ thành những dạng ánh sáng khácnhau Màu sắc của LED phát ra phụ thuộc vào hợp chất bán dẫn và đặc trưngbởi bước sóng của ánh sáng được phát ra

Hình 2.6.1: Led

a, Nguyên lý.

Giống như những điốt thông thường, LED bao gồm hai lớp bán dẫn loại P

và N ghép vào nhau Khối bán dẫn loại p(anốt) chứa nhiều lỗ trống có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối bán dẫn loại n(catốt), cùng lúc khối bán dẫn loại p lại nhận các electron từ khối bán dẫn loại n chuyển sang Kết quả là hình thành ở khối p điện tích âm và khối n điện tích dương

Ở bề mặt tiếp giáp giữa hai khối bán dẫn, các electron bị các lỗ trống thuhút và có xu hướng tiến lại gần nhau, kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tửtrung hoà Quá trình này giải phóng năng lượng dưới dạng các photon ánhsáng

Bước sóng của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào cấu trúc của các phân tửlàm chất bán dẫn Nếu bước sóng này nằm trong dải bước sóng từ vùng hồngngoại đến vùng tử ngoại, mắt chúng ta có thể cảm nhận được màu sắc của ánhsáng đó

b) Ưu điểm của LED

- Hiệu quả: LED có hiệu suất phát sáng cao hơn bóng sợi đốt

- Màu sắc: LED có thể phát ra màu sắc như ý muốn mà không cần bộ lọc màu theo

- Tuổi thọ đèn cao: Đây là ưu điểm lớn nhất của đèn LED, tuổi thọ của đèn

c) Ứng dụng của LED.

LED có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn ngày nay nhưng tựu trung lại bao gồm ba lĩnh vực chính:

- LED làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện điện tử, đèn quang cáo, trang trí, đèn giao thông

- LED còn ứng dụng trong lĩnh vực chiếu sáng vì những ưu điểm của nó hoàn toàn có thể thay thế những nguồn sáng thông thường khác

- LED còn được ứng dụng trong lĩnh vực điện tử viễn thông như trong thiết bị điều khiển

từ xa, cảm biến hồng ngoại, công nghệ truyền dữ liệu qua tia hồng ngoại (IrDA), LED

UV khử trùng nước

2.6.2 Led 7 thanh

Led 7 thanh hay còn được gọi là led 7 đoạn được thiết kế để hiển thị số và

một số ký hiệu khác Sự phát xạ của các photon xảy ra khi mà tiếp giáp diode

bị lệch về phía trước bởi một nguồn điện áp bên ngoài cho phép dòng điện cóthể chạy qua và chúng ta gọi đó là quá trình phát quang

LED được nối với các chân kết nối để đưa ra ngoài Các chân này được gán các ký tự từ a đến g, chúng đại diện cho từng LED riêng lẻ Các chân đượckết nối với nhau để có thể tạo thành một chân chung

Chân Pin chung hiển thị thường được sử dụng để có thể xác định loại màn hình LED 7 thanh đó là loại nào Có 2 loại LED 7 thanh được sử dụng đó là Cathode chung (CC) và Anode chung (CA)

- Cathode chung (CC): Trong màn hình Cathode chung thì tất cả các cực Cathode cả các

thông qua 1 điện trở giới hạn dòng điện để có thể đưa điện áp vào phân cực ở Anode từ a đến G để có thể hiển thị tùy ý

- Anode chung (CA): Trong màn hình hiển thị Anode chung, tất cả các kết nối Anode của LED 7 thanh sẽ được nối với nhau ở mức logic “1”, các phân đoạn LED riêng lẻ sẽ sáng bằng cách áp dụng cho nó một tín hiệu logic “0” hoặc mức thấp “LOW” thông qua một điện trở giới hạn dòng điện để giúp phù hợp với các cực Cathode với các đoạn LED

cụ thể từ a đến g

2.7 Sơ lược về IC ổn áp

Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao,

sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản.Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, 79xx, với xx là điện áp cần ổn áp

Họ 78xx là họ cho ổn định điện áp đầu ra là dương Còn xx là giá trị điện áp đầu ra như 5V, 6V

Họ 79xx là họ cho ổn định điện áp đầu ra là âm Còn xx là giá trị điện

áp đầu ra như: -5V, -6V…

- Sự kết hợp của hai con này sẽ tạo ra được bộ nguồn đối xứng

- Về mặt nguyên lý nó hoạt động tương đối giống nhau

- Trong mô hình sử dụng IC ổn áp dương nên chỉ nói đến IC 78xx

2.7.1 IC 78xx (7812 và 7805).

a) Khái niệm

78xx là loại dòng ic dùng để ổn áp dương đầu ra với điều khiện đầu ra luôn lớn hơn 3V, Và tùy từng loại ic 78 có giá trị điện áp đầu ra khác nhau, xx là kí hiệu của giá trị đầu ra

Ví dụ: 7812 điện áp ra 12V

b) Cấu tạo

-IC 78XX nói chung:

Hình 2.7.1: Sơ đồ chân

- 78xx gồm có 3 chân:1 : In - Chân nguồn đầu vào, 2 : GND - Chân nối đất,

3 : OUT - chân nguồn đầu ra.

Như chúng ta đã biết :Mạch ổn áp dùng Diode Zener như trên có ưu điểm là đơn giản nhưng nhược điểm là cho dòng điện nhỏ ( ≤ 20mA ) Để

có thể tạo ra một điện áp cố định nhưng cho dòng điện mạnh hơn nhiều lần người ta mắc thêm Transistor để khuyếch đại.

c) Nguyên lý ổn áp.

Transistor Q 1 , giả sử khi điện áp chân E đèn Q 1 giảm => khi đó điện áp

U BE tăng => dòng qua đèn Q 1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lại Mạch ổn áp trên đơn giản và hiệu quả nên được sử dụng rất rộng dãi và người ta đã sản xuất các loại IC họ LA78 để thay thế cho mạch ổn áp trên, IC

2.8 IC 74192

74LS192 thuộc họ IC 74xx là một bộ đếm BCD thập phân lên xuống Cácđồng hồ đếm riêng biệt được dùng ở cả 2 chế độ đếm lên xuống, các mạchhoạt động một cách đồng bộ Đầu ra sẽ thay đổi trạng thái đồng bộ với cácchuyển đổi từ thấp đến cao trên các đầu vào đồng hồ

Hình 2.8.1: IC 74192Khi các đầu ra đếm lên và xuống riêng biệt được ứng dụng làm đồng hồcho các giai đoạn hoạt động tiếp theo mà không cần sử dụng thêm logic Chínhbởi vậy, IC 74LS192 giúp đơn giản hóa việc thiết kế bộ đếm có nhiều tầng.Các đầu vào preset riêng lẻ sẽ cho phép bạn lập trình được bộ đếm theo ýmuốn Đầu vào tải song song PL và reset chính MR đều ghi đè không đồng bộ