Tóm lại, mạch bảo vệ quá dòng sử dụng LM358 là một công cụ quantrọng để bảo vệ và đảm bảo hoạt động ổn định cho hệ thống điện tử.iii.Mục tiêu của dự ánMục tiêu dự án mạch bảo vệ quá dòng
Thông tin các linh kiện được sử dụng trong mạch
LM 358
LM358 là IC op amp kép và là một thành viên của họ ‘LMxx’ Dòng 'LM' có nguồn gốc từ các mạch tích hợp do National Semiconductor sản xuất
Tiền tố ‘LM’ là viết tắt của nguyên khối tuyến tính, là các linh kiện analog được tích hợp trên một miếng silicon
Con chip này bao gồm hai op amp độc lập, có độ lợi cao, được bù tần số bên trong, được thiết kế đặc biệt để hoạt động từ một nguồn điện duy nhất trên một phạm vi điện áp rộng
Hoạt động từ các bộ nguồn được chia nhỏ cũng có thể thực hiện được và việc tiêu hao dòng điện của bộ nguồn thấp không phụ thuộc vào độ lớn của điện áp nguồn. b Kí hiệu LM 358 c Thông tin cơ bản về LM 358
1 1 OUT Chân đầu ra của op amp 1
2 1 IN- Chân đầu vào đảo của op amp 1
3 1 IN+ Chân đầu vào không đảo của op amp 1
5 2 IN+ Chân đầu vào không đảo của op amp 2
6 2 IN- Chân đầu vào đảo của op amp 2
7 2 OUT Chân đầu ra của op amp 2
8 VCC Nguồn d Thông số kĩ thuật của LM358:
Dải điện áp nguồn (Single Supply): 3 V đến 32 V.
Dải điện áp nguồn (Dual Supply): ±1.5 V đến ±16 V.
Dải nhiệt độ hoạt động: -40°C đến 125°C.
Dòng điện tiêu thụ: Khoảng 1.7 mA trên mỗi nguồn (quiescent current).
Dải tần số chuyển đổi: Khoảng từ 1 MHz đến 1.5 MHz. Điện áp đầu ra tối đa: Khoảng 28 V (trong điều kiện tải nhẹ).
Dải đầu vào chung: Khoảng từ 0 V đến V+ - 1.5 V.
Số lượng chân:8 e Chức năng của LM 358
LM358 là một loại vi điều khiển chuyển mạch (Operational Amplifier - Op-Amp) và có nhiều chức năng trong các mạch điện tử Dưới đây là một số chức năng chính của LM358:
Kích thích tín hiệu: LM358 có khả năng kích thích tín hiệu đầu vào Điều này có thể làm tăng điện áp, hiện tại hoặc công suất của tín hiệu đầu vào theo một hệ số kích thích được xác định.
Phép toán toán học: LM358 thực hiện nhiều phép toán toán học, bao gồm cả cộng, trừ, nhân và chia Điều này làm cho nó hữu ích trong nhiều ứng dụng mà yêu cầu xử lý tín hiệu và tính toán.
Nguyên tắc phản hồi (Feedback): Op-Amp thường được sử dụng với nguyên tắc phản hồi để kiểm soát và điều chỉnh đầu ra Phản hồi có thể được thiết kế để giảm nhiễu, tăng độ chính xác và ổn định mạch.
So sánh (Comparator): LM358 có thể được sử dụng như một so sánh điện áp để so sánh hai giá trị và tạo ra một tín hiệu đầu ra tương ứng dựa trên kết quả so sánh. Ứng dụng trong các mạch lọc: Op-Amp có thể được sử dụng trong các mạch lọc để chọn lọc hoặc loại bỏ các thành phần tần số cụ thể từ tín hiệu đầu vào.
Amplification (Tăng cường tín hiệu): Chức năng chính của Op-Amp là tăng cường tín hiệu. Điều này làm cho nó quan trọng trong nhiều ứng dụng khác nhau như mạch khuếch đại âm thanh, mạch cảm biến, và nhiều ứng dụng khác. f Nguyên lý làm việc của LM358:
LM358 là một loại vi điều khiển chuyển mạch (Operational Amplifier - Op-Amp) được thiết kế để thực hiện các phép toán toán học và kích thích tín hiệu trong các ứng dụng điện tử. Dưới đây là một số nguyên lý cơ bản về cách LM358 hoạt động:
Kết nối đầu vào (Input): LM358 thường có hai chân đầu vào (non-inverting và inverting) Tín hiệu vào được áp dụng tại hai chân này, và hiệu ứng của nó được tăng lên.
Kết nối đầu ra (Output): Chân đầu ra của LM358 cung cấp tín hiệu kết quả, là kết quả của phép toán toán học được thực hiện trên tín hiệu đầu vào Điện áp đầu ra được điều chỉnh để làm cho đầu vào hiệu ứng (hiệu điện thế giữa chân không inverting và chân inverting) bằng 0.
Nguyên tắc kích thích (Amplification): Một trong những chức năng chính của LM358 là tăng cường tín hiệu Khi tín hiệu vào thay đổi, Op-Amp sẽ tạo ra một điện áp đầu ra tương ứng, được kết xuất theo hệ số kích thích (gain) của Op-Amp.
Nguyên tắc phản hồi (Feedback): Hầu hết các ứng dụng Op-Amp đều sử dụng nguyên tắc phản hồi để kiểm soát độ chính xác và ổn định của hệ thống Phản hồi có thể được thực hiện thông qua mạch phản hồi âm (negative feedback) hoặc phản hồi dương (positive feedback).
Dải tần số chuyển đổi (Bandwidth): LM358 có một dải tần số chuyển đổi, nghĩa là có giới hạn về tần số nào có thể kích thích mà không làm giảm đi amplitudo Điều này quan trọng trong việc xác định ứng dụng sử dụng của nó. g IC tương tự:
LM158, LM158A, LM358, LM358A, LM2904, LM2904Q, LM4558, LM747 h Ứng dụng của LM358: Điện tử kỹ thuật số và analog
Nguồn cung cấp điện và bộ sạc di động
Máy tính để bàn và bo mạch chủ
Nguồn cung cấp năng lượng liên tục
Các hoạt động toán học
Bộ so sánh điện áp
Máy giặt, máy sấy và tủ lạnh
Bộ điều khiển logic có thể lập trình
Transistor C1815
Transistor C1815 hay 2SC1815 là một linh kiện điện tử có thể sử dụng cho các ứng dụng chung cũng như ứng dụng riêng như một bộ khuếch đại tần số âm thanh Phần lớn các transistor được mã hóa để dễ nhận biết mặc dù thông tin này có thể khác nhau tùy theo nhà sản xuất Một hoặc hai chữ cái thường được theo sau bởi một dãy số, và sau đó có thể là nhiều số Do đó, transistor
C1815 cũng có thể là transistor 2SC1815 Chữ C trong tên của nó có ý nghĩa là loại này sử dụng cho các ứng dụng chung. b Kí hiệu: c Thông số kĩ thuật của Transistor NPN: Điện áp cực đại: 50V
Khối lượng : 0.21 g. d Chức năng của transistor:
Chuyển đổi (Switching): Transistor có thể hoạt động như một công tắt điện tử, cho phép hoặc ngăn chặn dòng điện thong qua nó Trong trạng thái dẫn điện, Transistor cho dòng điện chạy qua, trong khi ở trạng thái cắt điện, nó ngăn chặn dòng điện.
Khuyếch đại (Amplification): Transistor cũng được sử dụng để khuyếch đại tính hiệu Khi nó được kết hợp với các thành phần khác trong mạch, transistor có thể tăng độ lớn của tính hiệu đầu vào, tạo ra một tính hiệu đầu ra lớn hơn.
Chức năng Logic (Logic Function): Trong mạch logic số, transistor thường được sử dụng để biến đổi tính hiệu e Nguyên lí hoạt động của transistor:
Nguyên lý hoạt động của transistor C1815, như là một loại transistor NPN, dựa trên cấu trúc bán dẫn và chuyển động của các dòng điện trong nó Dưới đây là một mô tả tổng quan về nguyên lý hoạt động của transistor C1815:
Cấu trúc NPN: Transistor C1815 có cấu trúc NPN, với ba lớp bán dẫn Lớp giữa là lớp chất bán dẫn âm (N), được gọi là lớp cơ bản, giữa hai lớp chất bán dẫn dương (P) Các lớp bán dẫn này tạo thành các khu vực collector (C), base (B), và emitter (E).
Khi một dòng điện nhỏ được áp dụng vào chân base (B) của transistor, nó tạo ra một dòng điện nhỏ được gọi là dòng base (IB).
Dòng base này kích thích lớp cơ bản và tạo ra dòng điện lớn hơn là dòng collector (Ic) chảy từ collector đến emitter.
Dòng base kiểm soát dòng collector thông qua một hệ số kết hợp được gọi là tỷ số kết hợp hoặc hệ số truyền dẫn (hfe hay β).
Tính đến tỷ số kết hợp, một biến đổi nhỏ của dòng base có thể tạo ra một biến đổi lớn của dòng collector, làm cho transistor trở thành một bộ khuếch đại.
Dòng electron di chuyển từ emitter đến collector thông qua lớp cơ bản.
Quá trình này có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh dòng base, cho phép transistor hoạt động như một công tắc hoặc khuếch đại tín hiệu.
Chức năng khuếch đại hoặc chuyển đổi:
Nếu được sử dụng trong mạch khuếch đại, transistor C1815 có thể tăng amplitudes của tín hiệu.
Trong ứng dụng chuyển đổi, nó có thể hoạt động như một công tắc, chuyển đổi giữa trạng thái dẫn điện và trạng thái cách điện. f Transistor tương tự:
2N2222, 2N3904, C945, 2SC3198 g Ứng dụng của transistor:
Biến đổi(Modulation): Trong các ứng dụng truyền thông, transistor có thể được sử dụng để biến tín hiệu.
Lưu trữ dữ liệu(Menmory): Trong mạch lưu trữ, transistor có thể được sử dụng để tạo ra các ô nhớ(bit) trong các loại bộ nhớ như RAM (Random Access Memory)
Biến tần(Oscillation): Trong các mạch dao động, transistor có thể được sử dụng để tạo ra xung dao động.
Relay 5 chân
a Khái quát về Relay 5 chân:
Là loại linh kiện đóng ngắt điện cơ đơn giản Nó gồm 2 phần chính là cuộn hút và các tiếp điểm. b Kí hiệu của Relay: c Thông số kĩ thuật của Relay:
Nhiệt độ hoạt động: - 45 °C to 75 °C.
Công suất cuộn dây (coil) DC: 360 MW.
Thời gian tác động: 10 ms.
Thời gian nhả hãm: 5 ms. Điện áp điều khiển cuộn dây (coil): 12V. d Chức năng của Relay:
Chuyển Đổi (Switching): Relay thường được sử dụng để chuyển đổi mạch điện từ một vị trí hoặc chế độ sang một vị trí hoặc chế độ khác Điều này cho phép kiểm soát các thiết bị hoặc hệ thống khác nhau trong mạch.
Cách Ly (Isolation): Relay có thể tạo ra một cách ly điện giữa mạch kiểm soát (low voltage, thường từ mạch số điện tử) và mạch điều khiển (high voltage, thường là dòng điện lớn hoặc tải nặng) Điều này bảo vệ các thành phần nhạy cảm trong mạch số khỏi nguy cơ bị hỏng hoặc ảnh hưởng bởi điện áp lớn.
Chế Độ Điều Khiển: Relay có thể được sử dụng để tạo ra các chế độ điều khiển khác nhau, như chế độ tự động, chế độ thủ công, hoặc chế độ tự động bằng cách sử dụng các tín hiệu đầu vào từ mạch số điện tử.
Chức Năng Bảo Vệ: Relay có thể được tích hợp với các chức năng bảo vệ như bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp và các chức năng khác để đảm bảo an toàn của mạch và thiết bị kết nối. e Nguyên lí hoạt động của Relay:
Nguyên lí hoạt động của relay 5 chân dựa trên nguyên tắc của hiệu ứng từ trường và sự truyền động cơ khí Khi điện được cung cấp đến cuộn dây từ điện, năng lượng từ tính sẽ tạo ra sự chuyển động của cơ cấu cơ khí Sự chuyển động này kết nối và điều khiển trạng thái của các contact trong relay Các contact có thể được mở hoặc đóng dựa trên trạng thái của cơ cấu cơ khí Khi các contact mở hoặc đóng, dòng điện trong hệ thống điện sẽ được điều khiển theo yêu cầu Relay 5 chân có thể thực hiện chức năng điều khiển dòng điện cho các thiết bị và linh kiện khác trong hệ thống điện, đảm bảo hoạt động đúng và an toàn. f Ứng dụng của Relay: Điều khiển đèn và điện áp trong gia đình.
Tự động hóa ô tô: Đèn, quạt, máy nén,…
Chế tạo điều khiển trong mạch số.
Hệ thống báo động an ninh.
Chuyển đổi nguồn tín hiệu.
Diode
1N4007 là một diode đa năng được sử dụng rộng rãi Nó thường được dùng làm bộ chỉnh lưu trong phần nguồn điện của các thiết bị điện tử để chuyển đổi điện áp AC thành DC với các tụ lọc khác Nó là một diode của dòng 1N400x, trong đó cũng có những diode tương tự khác từ 1N4001 đến 1N4007 và sự khác biệt duy nhất giữa chúng là điện áp ngược lặp lại tối đa. b Kí hiệu của Diode: c Thông số kĩ thuật diode:
Loại gói: DO-35 thủy tinh và SMD. Điện áp ngược lặp lại tối đa là: 100 V.
Dòng chỉnh lưu trung bình tối đa là: 15A hoặc 150mA.
Công suất tiêu tán tối đa là: 5W. Điện áp ngược là: 75V.
Nhiệt độ lưu trữ và hoạt động phải là: -65oCđến +175oC. d Chức năng chính của Diode:
Bảo vệ ngược điện (Reverse Voltage Protection): Diode được sử dụng để ngăn chặn dòng điện ngược từ nguồn điện vào mạch Điều này giúp bảo vệ mạch khỏi thiệt hại khi cấp nguồn bị kết nối ngược.
Bảo vệ từ xung đột: Diode có thể giúp bảo vệ mạch khỏi xung đột điện áp và dòng điện đột ngột.
Chống nhiều điện từ: Một số loại diode như diode Zener có thể được sử dụng để kiểm soát điện áp và bảo vệ mạch khỏi nhiều điện từ.
Chia và chuyển tín hiệu: Trong mạch khóa số, diode có thể được sử dụng để chia và chuyển tín hiệu điện, giúp kiểm soát luồng dữ liệu.
Mạch chỉnh nhịp (Rectification): Diode có thể thực hiện chức năng chỉnh lưu để biến đổi tín hiệu điện từ dạng AC thành dạng DC. Điều chỉnh tần số: Diode có thể được sử dụng để kiểm soát dòng điện và tần số, đảm bảo rằng chỉ có một hướng dòng điện được phép đi qua. e Nguyên lí hoạt động diode:
Diode chỉ cho phép dòng điện chạy qua nó một chiều (từ chất bán dẫn dương đến chất bán dẫn âm).
Dòng điện chạy dễ dàng từ chất bán dẫn dương (anot) đến chất bán dẫn âm (katot), nhưng khó khăn hơn nếu ngược lại.
Ngưỡng Vôn (Forward Voltage Drop - Vf):
Khi diode được kết nối với chiều dòng chính xác, nó tạo ra một mức ngưỡng vôn (Vf), mức điện áp cần vượt qua để diode bắt đầu dẫn điện. Đối với diode 1N4007, mức ngưỡng vôn này thường là khoảng 0.7 V.
Ngưỡng Nghịch Áp (Reverse Voltage - Vr):
Diode có khả năng chịu đựng một lượng nhất định điện áp ngược (ngược lại với hướng chính của nó), được gọi là ngưỡng nghịch áp. Đối với diode 1N4007, ngưỡng nghịch áp thường là 1000 V.
Chức Năng Chỉnh Lưu (Rectification):
Diode 1N4007 thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu để biến đổi một tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu chỉnh lưu.
Trong giai đoạn dẫn (forward bias), diode cho phép dòng điện chạy qua một chiều.
Trong giai đoạn cách điện (reverse bias), diode không dẫn điện và chặn dòng điện. Ứng Dụng Thông Thường:
Diode 1N4007 thường được sử dụng trong các nguồn điện, bộ chỉnh lưu, và các mạch điện nguồn nhỏ đến trung bình. f Ứng Dụng diode:
Có thể được sử dụng để chặn xung điện áp để bảo vệ các linh kiện điện tử không bị cháy bên trong hoặc hư hỏng Nó cũng có thể được sử dụng trong mạch logIC kỹ thuật số.
Chuyển đổi AC thành DC: Diode được sử dụng trong các mạch điều chỉnh sóng và chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều (AC) sang dòng điện một chiều (DC) Một ví dụ điển hình là việc sử dụng diode trong bộ chỉnh lưu của nguồn điện.
Bộ chỉnh lưu: Diode được sử dụng để chỉnh lưu dòng điện, giúp biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
Bộ lọc sóng: Trong các mạch sóng radio và các mạch thu phát sóng, diode được sử dụng để chia và lọc tín hiệu sóng.
Bảo vệ ngược điện: Diode thường được sử dụng như một thành phần bảo vệ để ngăn chặn dòng điện ngược từ đi vào mạch.
Mạch chỉnh nhịp: Trong một số ứng dụng như mạch chỉnh nhịp, diode được sử dụng để kiểm soát dòng điện và làm cho tín hiệu sóng hình thành một hình dạng nhất định. Đèn LED: Diode cũng thường được sử dụng trong mạch đèn LED để kiểm soát dòng điện và đảm bảo rằng dòng chỉ đi vào một hướng.
Mạch bảo vệ ngược điện từ pin: Trong một số mạch điện tử, diode được sử dụng để bảo vệ pin khỏi dòng điện ngược khi pin không còn được sử dụng. Điều chỉnh tần số: Trong một số ứng dụng điều chỉnh tần số, diode được sử dụng để kiểm soát dòng điện và đảm bảo rằng chỉ có một hướng dòng điện được phép đi qua.
Điện trở
a Khái quát về điện trở:
Là một đại lượng vật lí biểu thị đặc tính cản trở dòng điện của một vật có khả năng cho dòng điện chạy qua. b Ký hiệu điện trở: Điện trở sứ: 0.01R c Thông số kỹ thuật của điện trở:
Nhiệt độ hoạt động: -55oC đến 155o
Loại: Điện trở cố định.
Giá trị trở: Là giá trị của điện trở, được đo bằng đơn vị Ohm(Ω) Nó chỉ đơn giản là mức) Nó chỉ đơn giản là mức kháng của điện trở đối với dòng điện. Độ chính xác (Tolerance): Chỉ số này biểu thị mức độ đồng đều của giá trị trở so với giá trị đặc tuyến Được đo bằng phần trăm và thường được ký hiệu bởi các ký tự như ±1%, ±5%, vv. Công suất (Power Rating, P): Công suất tối đa mà điện trở có thể chịu đựng mà không bị hỏng Được đo bằng đơn vị oát (W).
Dải nhiệt độ hoạt động (Operating Temperature Range): Là phạm vi nhiệt độ mà điện trở có thể hoạt động mà không làm thay đổi quá mức giá trị trở.
Hệ số nhiệt (Temperature Coefficient): Mô tả mức độ thay đổi của giá trị trở theo nhiệt độ. Được đo bằng ppm/°C (parts per million per degree Celsius). Điện áp đứng đầu (Voltage Rating): Điện áp tối đa mà điện trở có thể chịu đựng mà không làm hỏng Được đo bằng đơn vị volt (V). Đặc tính tần số: Trong trường hợp các điện trở được sử dụng trong mạch tần số cao, đặc tính này có thể quan trọng.
Tiêu chuẩn chất lượng và an toàn: Nếu cần, thông số này biểu thị liệu điện trở tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và chất lượng. d Nguyên lí hoạt động của điện trở:
Nguyên lí hoạt động của điện trở dựa trên hai yếu tố chính là hiệu ứng Joule và định luật Ohm Hiệu ứng Joule là hiện tượng khi một dòng điện chạy qua một điện trở, năng lượng của dòng điện sẽ biến đổi thành nhiệt năng, gây nên tăng nhiệt độ của điện trở Định luật Ohm cho biết rằng dòng điện chạy qua một điện trở tỷ lệ thuận với điện áp và nghịch với trở kháng của điện trở Sự biến đổi nhiệt độ của điện trở cũng là một yếu tố quan trọng, khi nhiệt độ tăng lên, trở kháng của điện trở cũng tăng theo.
Hiệu ứng Joule là hiện tượng tạo ra nhiệt do sự điện kháng trong một mạch điện Khi dòng điện chạy qua một vật liệu dẫn điện, những hạt điện trong vật liệu sẽ chuyển động và va chạm với các hạt khác, tạo ra sự cản trở Quá trình va chạm này dẫn đến sự tạo nhiệt và làm tăng nhiệt độ của vật liệu dẫn điện Hiệu ứng Joule được biểu diễn bằng công thức Q = I2*R*t, trong đó Q là lượng nhiệt, I là dòng điện, R là điện trở và t là thời gian Hiệu ứng Joule là nguyên lý cơ bản trong hoạt động của điện trở và có ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện gia dụng và công nghiệp. Định luật Ohm: Định luật Ohm, được đặt theo tên nhà vật lý người Anh Georg Simon Ohm, quy định rằng dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn với chất điện cảm xúc tỷ lệ thuận trực tiếp với điện áp và nghịch đảo tỷ lệ thuận với trở kháng của đoạn dây đó Tức là, điện áp càng lớn thì dòng điện cũng càng lớn, và trở kháng càng nhỏ thì dòng điện cũng càng lớn Định luật Ohm có thể được biểu diễn bằng công thức I = V/R, trong đó I là dòng điện (Ampe), V là điện áp (Volf) và R là trở kháng (Ohm) Định luật Ohm là một nguyên lý cơ bản trong điện học và đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và điều khiển luồng điện trong hệ thống điện.
Sự biến đổi nhiệt độ của điện trở:
Trong điện trở, sự biến đổi nhiệt độ xảy ra khi có dòng điện chạy qua Điện trở có khả năng chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Joule
Khi dòng điện chạy qua điện trở, các electron trong nó va vào các hạt dương, gây ra va chạm giữa các hạt Do đó, nhiệt độ của điện trở tăng lên Sự biến đổi nhiệt độ của điện trở phụ thuộc vào lưu lượng dòng điện đi qua, trở kháng của điện trở và thời gian mà dòng điện chạy qua Điện trở có thể sản xuất nhiệt độ cao hoặc thấp tùy thuộc vào các yếu tố trên Hiểu rõ được sự biến đổi nhiệt độ của điện trở rất quan trọng trong việc áp dụng và điều khiển hệ thống điện tử, đảm bảo an toàn và hiệu suất của các thiết bị. e Ứng dụng của điện trở: Điều khiển dòng điện: Điện trở được sử dụng để kiểm soát dòng điện trong mạch điện Chẳng hạn, trong các ứng dụng như điều khiển độ sáng của đèn hoặc tốc độ của động cơ, điện trở được sử dụng để điều chỉnh dòng điện theo cách mong muốn.
Chia áp suất điện: Trong mạch chia áp, điện trở được sử dụng để chia nguồn điện thành các phần bằng nhau theo tỉ lệ cố định Điều này thường được thực hiện để đảm bảo rằng các phần tử trong mạch nhận được điện áp phù hợp.
Bộ lọc tín hiệu: Điện trở cũng được sử dụng để tạo các bộ lọc tín hiệu để loại bỏ tần số không mong muốn hoặc nhiễu từ tín hiệu điện tử Các bộ lọc này thường được sử dụng trong thiết kế mạch sóng RF (radio frequency) hoặc mạch sử lí tín hiệu âm thanh.
Thiết kế mạch khuếch đại: Điện trở có thể được sử dụng trong mạch khuếch đại để kiểm soát độ nhạy của mạch hoặc tạo sự cân bằng trong mạch.
Phân loại điện áp: Trong nhiều ứng dụng, điện trở được sử dụng để phân đoạn điện áp thành các mức khác nhau, giúp bảo vệ các thiết bị hoặc mạch điện khỏi quá tải.
Kiểm tra và đo lường: Điện trở cũng được sử dụng trong các thiết bị đo lường như ohmmeter hoặc multimeter để đo điện trở của các thành phần điện tử hoặc kiểm tra liên kết điện trong mạch. Ứng dụng trong công nghiệp điện tử và điện lực: Trong công nghiệp, điện trở được sử dụng rộng rãi để điều khiển và bảo vệ các thiết bị điện tử và hệ thống điện lực. Ứng dụng trong âm nhạc: Trong thiết bị âm thanh, điện trở được sử dụng để điều chỉnh độ âm lượng và tạo ra mạch tạo hiệu ứng âm thanh. Ứng dụng trong y học: Trong y học, điện trở có thể được sử dụng để đo điện trở của da hoặc để cung cấp điện áp cho các thiết bị y tế như máy xạ trị. g Chức năng chính của điện trở:
Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.
Phân cực cho bóng bán dẫn.
Tham gia vào các mạch tạo dao động R C.
Chia áp (Voltage Divider): Điện trở thường được sử dụng để tạo thành bộ chia áp, giúp chia điện áp thành các mức độ thích hợp để đưa vào các phần khác nhau của mạch.
Bảo vệ (Protection): Điện trở có thể được sử dụng như một phần của mạch bảo vệ để giảm dòng điện và điện áp đầu vào vào mạch.
Nút nhấn nhỏ 4 chân
a Khái quát về nút nhấn:
Là một linh kiện điện tử giúp đóng ngắt mạch điện. b Cấu tạo của nút nhấn nhỏ 4 chân:
Nút nhấn nhỏ 4 chân được cấu tạo từ các thành phần chính như vỏ ngoài, cuộn dây, thanh nam châm, móng xếp, bích cứng và một số bộ phận nhỏ khác Vỏ ngoài của nút nhấn thường được làm bằng nhựa mạnh và bền, có độ cứng cao để bảo vệ các bộ phận bên trong Cuộn dây có vai trò tạo ra từ tính và dẫn điện khi nút nhấn được nhấn xuống Thanh nam châm được sử dụng để tạo lực kéo giữa cuộn dây và móng xếp, giúp cho việc nhấn nút trở nên dễ dàng hơn. Móng xếp được thiết kế để gắp vào bích cứng, cho phép nút nhấn được giữ ở vị trí mở hoặc đóng tùy thuộc vào việc nhấn hay không nhấn Bên cạnh đó, nút nhấn nhỏ 4 chân cũng có các bộ phận nhỏ như vòng bi và lò xo nhằm đảm bảo tính đồng đều và độ nhạy của nút. c Ký hiệu của nút nhấn: d Thông số kĩ thuật nút nhấn:
Loại nút: Xác định xem nút là loại nhấn, nhấn giữ, hay nút nhấn tự động trở về.
Số chân: Nút nhấn 2 chân có hai chân kết nối với mạch điện.
Dòng điện chịu đựng: Là dòng tối đa mà nút nhấn có thể chịu đựng mà không bị hỏng. Điện áp chịu đựng: Là điện áp tối đa mà nút nhấn có thể chịu đựng mà không gặp vấn đề. Tuổi thọ: Số lần nhấn mà nút có thể thực hiện mà không làm giảm hiệu suất.
Chất liệu: Bao gồm chất liệu của nút và chất liệu của chân đế Thông thường, chúng được làm từ nhựa hoặc kim loại.
Kiểu hoạt động: Nếu là nút nhấn tự động trở về, cần xác định kiểu hoạt động của nút sau khi được nhấn.
Kích thước và hình dạng: Kích thước của nút và hình dạng của chân đế, quyết định việc lắp đặt và sử dụng. Độ bền cơ học: Số lần nhấn mà nút có thể chịu đựng trước khi có thể xuất hiện hỏng hóc hoặc giảm hiệu suất.
Tiêu chuẩn chất lượng và an toàn: Một số tiêu chuẩn an toàn và chất lượng mà nút nhấn có thể tuân thủ, chẳng hạn như RoHS. e Nguyên lí làm việc của nút nhấn:
Nguyên lí làm việc của nút nhấn nhỏ 4 chân:
Nguyên lí làm việc của nút nhấn nhỏ 4 chân là dựa trên nguyên tắc tiếp điểm Khi không có lực tác động, hai chân của nút nhấn ở trạng thái nối hở, không dẫn điện Tuy nhiên, khi có lực tác động vào nút nhấn thông qua áp lực từ người dùng, hai chân của nó sẽ tiếp điện và kết nối mạch Điều này cho phép tín hiệu điện được truyền từ nút nhấn tới các thành phần điện tử khác trong hệ thống Khi lực tác động từ người dùng được giải phóng, nút nhấn trở về trạng thái ban đầu và không dẫn điện nữa Nguyên lí này giúp điều khiển các chức năng và hoạt động của các thiết bị điện tử một cách chính xác và tin cậy.
Nguyên tắc hoạt động của nút nhấn nhỏ 4 chân:
Nguyên tắc hoạt động của nút nhấn nhỏ 4 chân là dựa trên nguyên lý tiếp điểm của hai chân nút nhấn Khi không có một lực tác động nào, hai chân của nút nhấn được cách xa nhau và không tiếp điểm với nhau Tuy nhiên, khi người dùng nhấn xuống lên nút, lực tác động làm cho hai chân nút giao tiếp và kết nối được Khi nút được nhấn đến mức đủ, tiếp điểm này sẽ kích hoạt mạch điện và tín hiệu được truyền từ nút đến mục tiêu kết nối khác như vi xử lý hoặc linh kiện điều khiển Nguyên tắc hoạt động của nút nhấn nhỏ 4 chân rất đơn giản nhưng có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và điện tử khác nhau. f Ứng dụng nút nhấn:
Hệ Thống Khóa Cửa: Nút nhấn thường được sử dụng trong các hệ thống khóa cửa điện tử để mở hoặc đóng cửa.
Khóa Xe Hơi Điện Tử: Trong các xe hơi hiện đại, nút nhấn có thể được sử dụng để khóa hoặc mở cửa, hoặc để kích hoạt chức năng khởi động không cần chìa khóa.
Hệ Thống An Ninh: Nút nhấn có thể được tích hợp trong các hệ thống an ninh để kích thích chế độ bảo vệ hoặc gọi cấp cứu.
Bảo mật và Mã Pin: Nút nhấn thường được sử dụng như một phần của hệ thống bảo mật để nhập mật khẩu hoặc mã PIN.
Máy ATM và Máy Bán Hàng Tự Động: Nút nhấn được sử dụng để chọn và xác nhận giao dịch trong các máy ATM và máy bán hàng tự động.
Hệ Thống Điều Khiển Cổng và Cổng Tự Động: Nút nhấn có thể được sử dụng để kích thích chức năng mở và đóng của cổng tự động hoặc cổng điều khiển. Điều Khiển Ánh Sáng và Thiết Bị Điện Tử: Nút nhấn thường được sử dụng để kiểm soát đèn, quạt, hoặc các thiết bị điện tử khác trong các hệ thống thông minh.
Chức Năng Mở Rộng Trong Hệ Thống Nhà Thông Minh: Nút nhấn có thể được tích hợp vào hệ thống nhà thông minh để kích thích các chức năng mở rộng như rèm cửa tự động, hệ thống âm thanh, và điều khiển nhiệt độ.
Máy In và Thiết Bị Văn Phòng: Nút nhấn có thể được sử dụng để kích thích các chức năng in, quét, hoặc sao chụp trong máy in và các thiết bị văn phòng.
Hệ Thống Điều Khiển Robot và Thiết Bị Tự Động: Trong lĩnh vực tự động hóa, nút nhấn có thể được sử dụng để kích thích và kiểm soát các thiết bị tự động hoặc robot.
Chức năng chính của nút nhấn trong mạch khóa số:
Mở và đóng mạch: Nút nhấn có thể được sử dụng để mở hoặc đóng mạch điện Khi nút được nhấn, mạch điện có thể được kết nối hoặc ngắt điện kết nối tùy thuộc vào cách mạch được thiết kế.
Tác động tạo tính hiệu cho mạch: Nút nhấn thường được sử dụng để kích thích mạch để cho mạch hoạt động Ví dụ: Nếu được nhấn, một mạch điều khiển có thể được kích hoạt để mở khóa cửa, nhập mã PIN trong cây ATM hoặc thực hiện một chức năng khác.
Bảo mật và khóa điện tử: Nút nhấn có thể tích hợp trong cách hệ thống khóa điện tử hoặc bảo mật, nơi nó thường được sử dụng để nhập mặt khẩu hoặc kích thích quá trình xác thực.
Chuyển Đổi Chế Độ: Trong một số ứng dụng, nút nhấn có thể được sử dụng để chuyển đổi giữa các chế độ hoạt động khác nhau của mạch.
Domino 2 chân
a Thông số kĩ thuật của domino 2 chân: Điện áp chịu đựng: 300V.
Khoảng cách giữa các chân: 5mm b Chức năng của domino 2 chân: Đầu nối khối đầu cuối trục vít (screw terminal block connector) là loại ốc vặn PCB, giúp ghép nối đường dây điện với các thiết bị điện, đảm bảo an toàn và chắc chắn cho đường đây tải điện. c Ứng dụng của domino 2 chân:
Thiết bị đầu cuối được sử dụng rộng trong hầu hết trong hầu hết các thiết bị điện tử, chẳng hạn như đồng hồ điện tử nhỏ, máy tính, máy vi tính, hệ thống quân sự, hệ thống điều khiển tự động, thiết bị gia dụng và thiết bị cảnh báo.
Chiết áp 10k
a Khái quát về chiết áp:
Chiết áp 10k thường được sử dụng để chỉ một chiết áp có giá trị điện trở là 10 kiloohm (10,000 ohm) Đây là một thành phần điện tử phổ biến trong nhiều ứng dụng điện tử và mạch điện Dưới đây là một số thông tin chung về chiết áp 10k:
Giá trị điện trở:10 kiloohm, hay 10,000 ohm.
Tính chất điện trở: Chiết áp 10k có thể được sử dụng để chia nhỏ điện áp hoặc hiện tại trong mạch điện Giá trị điện trở 10k là một giá trị phổ biến và thường được sử dụng để tạo ra các chia nhỏ điện áp tiêu biểu. b Thông số kĩ thuật của chiết áp:
Giá trị điện trở: 10 kiloohm (10k ohm). Độ chính xác: Xác định mức độ chính xác của chiết áp. Độ ổn định: Sự ổn định của giá trị điện trở qua thời gian.
Dải nhiệt độ hoạt động: Khoảng nhiệt độ mà chiết áp có thể hoạt động. Điện áp hoạt động: Nếu có, điện áp mà chiết áp có thể chịu được.
Chất liệu cảm biến: Vật liệu được sử dụng để làm chiết áp.
Chất liệu: Có thể được sản xuất từ các chất liệu khác nhau như carbon film, metal film, hoặc thick film tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.
Nhiệt độ hoạt động: Chiết áp thường có khả năng hoạt động trong một khoảng nhiệt độ xác định Nếu bạn sử dụng chiết áp trong môi trường nhiệt độ đặc biệt, hãy kiểm tra thông số kỹ thuật để đảm bảo tính ổn định của nó. c Kí hiệu của chiết áp: d Chức năng của chiết áp:
Chia điện áp: Chức năng chính của chiết áp 10k là chia điện áp từ nguồn đầu vào thành một điện áp nhỏ hơn tại điểm chia nhỏ Công thức chia điện áp giúp xác định giá trị điện áp ở điểm chia nhỏ dựa trên giá trị của chiết áp và điện trở khác.
Tạo mức điện áp thích hợp: Chiết áp 10k thường được sử dụng để tạo ra một mức điện áp thích hợp cho một phần của mạch điện Điện áp ở điểm chia nhỏ có thể được sử dụng để cung cấp tín hiệu vào cho các linh kiện khác của mạch hoặc để giữ cho điện áp ổn định trong một mạch.
Phản hồi trong mạch điều khiển: Chiết áp 10k có thể được sử dụng trong các mạch điều khiển để tạo ra một điện áp phản hồi, giúp duy trì và kiểm soát trạng thái của hệ thống. Ứng dụng trong cảm biến: Trong các ứng dụng cảm biến, chiết áp 10k có thể được sử dụng để chia điện áp từ cảm biến và tạo ra một điện áp thích hợp để đo lường hoặc xử lý.
Mạch lọc: Chiết áp có thể được sử dụng trong các mạch lọc để tạo ra điện áp đầu ra dựa trên điện áp đầu vào và giữ cho tần số của nó trong một phạm vi nhất định.
Chia nhỏ điện áp đầu ra từ các nguồn tín hiệu: Trong một số trường hợp, chiết áp 10k cũng có thể được sử dụng để chia nhỏ điện áp đầu ra từ các nguồn tín hiệu khác nhau. e Nguyên lí hoạt động của chiết áp:
Nguyên lý hoạt động của chiết áp 10k, hay một chiết áp nói chung, liên quan đến nguyên tắc của mạch chia điện áp:
Nguyên Tắc Chia Nhỏ (Divider Principle): Chiết áp 10k chia nhỏ điện áp đầu vào thành hai phần, tỉ lệ giữa các giá trị điện trở quyết định tỷ lệ chia nhỏ Cụ thể, giá trị điện trở 10k sẽ làm cho điện áp tại điểm chia nhỏ là một phần nhỏ của điện áp đầu vào, theo tỷ lệ nghịch đảo với tổng giá trị của chiết áp và điện trở liên quan. f Ứng dụng của chiết áp của chiết áp:
Chiết áp 10k, như nhiều loại chiết áp khác, có nhiều ứng dụng trong các mạch điện tử và hệ thống điều khiển Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của chiết áp 10k:
Chiết áp 10k có thể được sử dụng trong nhiều loại mạch, bao gồm mạch chia điện áp, mạch đo, mạch cảm biến, và các ứng dụng khác trong lĩnh vực điện tử. Độ chính xác: Giá trị điện trở của chiết áp có thể có độ chính xác được xác định trong phạm vi phổ biến, và một số biến thể có độ chính xác cao hơn dành cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao.
Mạch chia điện áp (Voltage Divider): Chiết áp 10k thường được sử dụng trong mạch chia điện áp để giảm điện áp từ nguồn đầu vào và tạo ra một điện áp giảm được sử dụng trong các phần khác của mạch.
LED màu
a Khái quát về LED: Đèn LED màu là loại đèn sử dụng công nghệ Light Emitting Diode (LED) để tạo ra ánh sáng có màu sắc khác nhau. b Kí hiệu của LED: c Thông tin cơ bản của LED
Các LED màu thường được chia thành ba loại chính: LED màu đỏ, LED màu xanh lá cây và LED màu xanh lam Khi kết hợp, chúng có thể tạo ra nhiều màu sắc khác nhau. d Thông số kĩ thuật của LED: Đỏ: 1.8 – 2 V.
Xanh dương: 2.8 – 3.2 V. e Nguyên lí hoạt động của LED:
LED là một loại chất bán dẫn phát sáng khi có dòng điện đi qua nó Mỗi loại chất bán dẫn tạo ra một màu sáng khác nhau. f Ứng dụng của LED:
LED màu có rất nhiều ứng dụng, từ đèn trang trí đến các màn hình hiển thị, đèn xe ô tô, đèn điều chỉnh ánh sáng trong nhiều lĩnh vực.
Danh sách linh kiện, phân công công việc và thiết kế sơ đồ
Bảng phân công công việc của các thành viên trong nhóm
STT Tên thành viên Công việc
1 Cao Bá Huy Thiết kế mạch PCB – Sửa tài liệu
2 Huỳnh Minh Đức Soạn tài liệu – Làm mạch mô phỏng
3 Nguyễn Hoàng Gia Huy Soạn tài liệu – sửa tài liệu
STT Tên Linh Kiện Số Lượng
4 Huỳnh Hoàng Gia Vẽ mạch mô phỏng – sửa tài liệu
Thiết kế sơ đồ nguyên lí và PCB cho mạch bảo vệ quá dòng
Giai Đoạn II: QUÁ TRÌNH THI CÔNG SẢN PHẨM
Các Bước Thi Công Mạch Ứng Dụng
- Bước 1: Tìm hiểu nguyên lí, cấu tạo và công dụng của IC LM358
- Bước 2: Thiết kế mạch mô phỏng trên Proteus.
- Bước 3: Thiết kế mạch PCB trên Altium và gia công mạch.
- Bước 4: Lắp linh kiện và hàn các chân linh kiện vào mạch.
- Bước 5: Cắt chân linh kiện và cấp nguồn vào cho mạch.
- Bước 6: Cho mạch chạy thử và kết thúc quá trình thi công.
Nhận xét và đánh giá
Nhận xét
- Mạch có thẩm mỹ không đẹp, chấm hàn còn xấu.
- Mạch vẫn chưa tối ưu hoàn toàn còn nhiều sai sót và điểm yếu.
- Mạch chạy chưa được trơn tru còn gặp nhiều lỗi vặt như là khi chỉnh relay còn bị nhảy liên tục cho đến lúc điện áp tham chiếu được đưa về mức rất thấp.
- Mạch còn nhiều thiếu sót chưa đáp ứng được nhu cầu của người dùng.
Đánh Giá
a Khó khăn trong quá trình thiết kế và thi công mạch điện
Chưa hiểu được nguyên lí hoạt động và cách thức làm việc của mạch bảo vệ quá dòng. Thiết kế mạch chưa đáp ứng được yêu cầu đặt ra.
Thiết kế mạch lỗi không thể chạy được.
Thiết kế sai và vội vàng trong quá trình thi công nên dẫn đến mạch không thể hoạt động và làm lại khá nhiều lần.
Mạch có thể điều chỉnh được mức dòng điện cần bảo vệ nhưng do còn nhiều thiếu sót nên mức dòng điện tối đa có thể bảo vệ cho thiết bị còn nhỏ. b Những bài học được rút ra và kinh nghiệm đạt được trong quá trình thiết kế và lắp ráp mạch ứng dụng bảo vệ quá dòng
Bài học được rút ra:
Muốn thiết kế mạch điện trước tiên cần phải hiểu rõ được yêu cầu đặt ra khi thiết kế mạch.
Tìm kiếm thật kĩ những thứ liên quan đến mạch mà bản thân muốn làm.
Khi thiết kế và thi công mạch điện không nên quá vội vàng mà phải tìm hiểu thật kĩ nguyên lí hoạt động của mạch đó.
Muốn in mạch nên chọn những nơi in mạch uy tín và giá cả phải hợp lí tránh lãng phí tiền khi in mạch quá nhiều lần mà không đạt được hiệu quả.
Nắm rõ được nguyên lí hoạt động của các khối trong mạch bảo vệ quá dòng.
Nắm rõ được những thứ cần để cho mạch bảo vệ quá dòng có thể hoạt động.
Ngày càng hoàn thiện được khả năng thiết kế mạch điện tử.
Hoàn thiện hơn kĩ năng chấm hàn các chân linh kiện trong mạch.
Hiểu rõ được những việc cần tìm hiểu và những thứ cần chuẩn bị thiết kế mạch điện tử.
