Mạch cần đảm bảo hoạt động ổn định, với độ chính xác cao trong việc điều khiểnthời gian và chu kỳ sáng của các đèn 1.1.2.. TÍNH NĂNG IC 555 có các đặc tính: Có thể tạo thời gian từ m
GIỚI THIỆU CHUNG
PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI
1.1.1 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
kế mạch mô phỏng đèn giao thông dùng led để hiển thị các trạng thái của đèn giao thông như đèn đỏ vàng và xanh.
Hệ thống đèn giao thông phải mô phỏng được ba trạng thái cơ bản: Đèn Xanh, Đèn Vàng, và Đèn Đỏ, tuân theo thứ tự hoạt động đúng với thực tế.
Mỗi đèn phải sáng trong một khoảng thời gian nhất định và chuyển đổi tuần tự, đảm bảo sự luân phiên của các trạng thái đèn.
Sử dụng IC 555 để tạo xung clock làm nguồn tín hiệu đầu vào cho IC 4017.
IC 4017 sẽ đóng vai trò là bộ đếm, nhận xung từ IC 555 và xuất tín hiệu đến các đèn LED theo trình tự.
Mạch cần đảm bảo hoạt động ổn định, với độ chính xác cao trong việc điều khiển thời gian và chu kỳ sáng của các đèn
1.1.2 CÁC YẾU TỐ CẦN CHÚ Ý CỦA ĐỀ TÀI
Để xác định chu kỳ của IC 555, bạn cần tính toán và chọn đúng giá trị điện trở và tụ điện sao cho thời gian của mỗi trạng thái đèn (Đỏ, Vàng, Xanh) là hợp lý Việc này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tần số dao động của IC 555 và từ đó là thời gian sáng của các đèn giao thông.
Các giá trị của linh kiện phải đảm bảo rằng dòng điện chạy qua không vượt quá công suất cho phép của các linh kiện như IC, tụ điện, và LED.
Sử dụng các linh kiện có chất lượng ổn định, đảm bảo mạch hoạt động lâu dài và tránh bị hư hỏng IC 555 và IC 4017 là các linh kiện phổ biến và dễ dàng tìm thấy, nhưng cần chắc chắn rằng bạn sử dụng phiên bản phù hợp với mạch của mình.
Đảm bảo rằng mạch không gặp sự cố như quá tải, tụ điện bị xả quá nhanh hoặc quá chậm, gây ra sự không chính xác trong việc điều khiển thời gian của đèn giao thông.
IC 4017 là bộ đếm 10 bit, cần phải kiểm tra cẩn thận cách kết nối các đầu ra của
IC với các đèn LED sao cho hệ thống có thể chuyển đổi tuần tự từ Đỏ, Vàng sangXanh một cách chính xác.
CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN
1.2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN CÓ THỂ THỰC HIỆN
Có khá nhiều các phương án khác nhau có thể lựa chọn làm mạch đèn giao thông này. Vậy nên dưới đây có một vài phương án nổi bật có thể áp dụng
1.2.1.1Sử dụng IC đếm thời gian chuyên dụng (như IC 555 kết hợp với IC 4026 hoặc IC 4013)
Nguyên lý hoạt động: IC 555 được sử dụng để tạo xung clock, trong khi IC 4026 hoặc IC
4013 (bộ đếm và bộ phân chia tần số) sẽ đếm số xung và điều khiển thứ tự sáng của đèn. Ưu điểm:
Thiết kế tương đối đơn giản và dễ lắp ráp.
IC 4026 hoặc IC 4013 có thể thực hiện nhiệm vụ đếm và thay đổi trạng thái đèn một cách tuần tự.
Nhược điểm: Khó điều chỉnh thời gian cụ thể cho từng trạng thái đèn, không linh hoạt bằng vi điều khiển.
1.2.1.2Sử dụng IC logic kết hợp (cổng AND, OR, NOT)
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng các IC cổng logic (như IC 7408, 7432, 7404) để tạo ra tín hiệu điều khiển tuần tự đèn giao thông dựa vào một mạch tạo xung cơ bản. Ưu điểm:
Tạo ra mạch có tính logic rõ ràng, dễ hiểu, thích hợp cho mục đích học tập về logic số.
Dễ mở rộng bằng cách thêm cổng logic để điều khiển nhiều đèn hoặc thêm các trạng thái khác.
Nhược điểm: Số lượng IC tăng lên khiến mạch trở nên phức tạp hơn và khó tối ưu hóa khi so với phương pháp dùng vi điều khiển.
1.2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐANG THỰC HIỆN
Mạch dùng ic IC 555 và IC 4017 để thiết kế mạch đèn giao thông vì chúng đáp ứng tốt các yêu cầu về chức năng, độ ổn định, chi phí thấp, dễ sử dụng, và dễ dàng điều chỉnh thời gian Đây là lựa chọn lý tưởng cho các dự án cơ bản cần điều khiển tuần tự và có thể mở rộng thêm tính năng khi cần thiết.
GIỚI THIỆU LINH KIỆN
IC 555
IC 555 có các đặc tính:
Có thể tạo thời gian từ microgiây đến hàng giờ
Hoạt động ở chế độ đa hài (astable) hoặc đơn hài (monostable)
Chu kỳ nhiệm vụ có thể điều chỉnh
Tương thích với đầu ra TTL
Có thể cấp hoặc nhận dòng điện lên đến 200 mA
Chế độ mono-stable (tạo thời gian trễ): Trong chế độ này, IC 555 tạo ra một xung với thời gian được kiểm soát bởi một mạng điện trở và tụ điện bên ngoài Khi tín hiệu trigger giảm xuống dưới mức ngưỡng (1/3 của Vcc), flip-flop bên trong được kích hoạt và đầu ra chuyển sang mức cao Đầu ra sẽ trở về mức thấp sau một khoảng thời gian xác định bởi các linh kiện bên ngoài.
Chế độ a-stable (tạo xung liên tục): Trong chế độ này, IC 555 hoạt động như một mạch dao động tạo ra chuỗi xung liên tục Tần số và chu kỳ làm việc của xung được xác định độc lập bởi hai điện trở và một tụ điện bên ngoài Điều này giúp IC 555 linh hoạt trong việc điều chỉnh tần số và chu kỳ làm việc của tín hiệu đầu ra.
Các mức ngưỡng và trigger của IC 555 thường là 2/3 và 1/3 của điện áp cấp (Vcc). Tuy nhiên, các mức này có thể điều chỉnh thông qua chân điều khiển (control voltage).
Một số điểm đặc biệt khác của IC 555:
Chân RESET: Có thể được sử dụng để dừng chu kỳ hiện tại và khởi động lại một chu kỳ mới khi đặt mức thấp tại chân này.
Khả năng kéo dòng hoặc nguồn dòng: IC 555 có thể xử lý dòng lên đến 200 mA, vì vậy có thể kích hoạt nhiều thiết bị khác nhau mà không cần mạch đệm.
Tương thích với TTL: Khi cấp nguồn 5V, mức logic đầu ra của IC 555 tương thích với đầu vào TTL, phù hợp với nhiều loại vi điều khiển và vi mạch số.
Nhờ các đặc tính này, IC 555 là lựa chọn phổ biến trong các mạch như bộ định thời, đèn nhấp nháy, điều khiển đèn giao thông, mạch dao động và nhiều ứng dụng khác.
2.1.3 CẤU HÌNH CHÂN VÀ CHỨC NĂNG
Chân điều khiển, dùng để điều chỉnh ngưỡng của các bộ so sánh trong IC Nó cung cấp 2/3 mức Vcc và cho phép kết nối tụ bypass.
DISCH 7 17 O Chân xả, sử dụng đầu ra collector mở để xả tụ điện thời gian.
GND 1 2 - Chân nối đất của IC.
11,13,14,16,18,19 - Chân không kết nối bên trong IC, không có chức năng.
OUT 3 7 O Chân xuất tín hiệu, phát tín hiệu ra với
No table of contents entries found.
Hình 1.1 Cấu hình chân của IC 555 dòng điện cao.
Chân đặt lại, có tác dụng đưa tín hiệu ra mức thấp và xả tụ điện Chân này hoạt động với mức thấp.
Chân ngưỡng, sử dụng để kết thúc quá trình tính thời gian Khi điện áp tại chân này cao hơn điện áp chân điều khiển (CONT), đầu ra sẽ về mức thấp và chân xả sẽ hoạt động.
Chân kích hoạt, sử dụng để bắt đầu quá trình tính thời gian Khi điện áp tại chân này thấp hơn 1/2 mức điện áp điều khiển (CONT), đầu ra sẽ lên mức cao và ngắt kết nối xả.
Chân cấp nguồn, với mức điện áp vào từ 4.5V đến 16V (SE555 có thể chịu tối đa
2.1.4 CẤU TRÚC BÊN TRONG IC 555
Điện trở bên trong sẽ hoạt động như một mạch tiến hành phân chia áp, xộ so sánh trên sẽ vào ở ngõ không đảo và ngõ đảo sẽ vào ở bộ so sánh dưới.
Hình 1.2 Cấu trúc bên trong IC 555
Đa phần các ứng dụng mình sẽ không điều chỉnh được ngõ vào điều khiển chính vì thế nó sẽ được giữ cố định bằng Vcc Bất cứ mọi lúc nếu điện áp ở ngưỡng vượt quá điện áp điều khiến ngay lập tức bộ so sánh trên sẽ sét flip-flop lên mức cao nhất, đồng thời ngõ ra Q của flip-flop sẽ được đưa ngay vào cực B và làm nó dẫn bão hòa.
Để có thể thay đổi ngõ ra của flip-flop xuống ở mức thấp thì anh /em cần điện áp ở chân ngưỡng giảm xuống dưới Vcc.
Nếu điều này xảy ra, ngay ngõ ra của bộ so sánh dưới (LC) sẽ ngay lập tức được nối vào chân reset (R) của Flip-flop làm cho ngõ ra hạ xuống mức thấp dẫn đến việc ngắt transistor đồng thời làm chân 3 được đẩy lên mức cao.
Tuy nhiên, điều kiện này sẽ tiếp tục độc lập với điện áp phía trên đầu vào kích hoạt và bộ so sánh dưới cũng chỉ có thể làm cho ngõ ra Flip-flop ở tại mức thấp.
Vì ngõ ra ở reset (chân 4) của IC 555 sẽ làm việc ở mức thấp nên chỉ khi hoạt động ngõ ra ở mức thấp tương ứng với trường hợp transistor dẫn Transistor sẽ tiếp tục phóng điện tiếp tục và bộ khuếch đại công suất này sẽ cho ra mức thấp.
Ở trạng thái này chúng sẽ tiếp tục cho đến khi nào chân reset được đưa lên mức cao. Điều này cho phép đồng bộ hóa tất cả hoặc đặt lại hoạt động của mạch Vcc nguồn sẽ được nối lại với chân reset khi không sử dụng.
Một số ứng dụng của IC 555:
Mạch tạo dao động (Oscillator)
Mạch hẹn giờ đơn ổn (Monostable Mode)
Mạch đa ổn (Astable Mode)
Mạch PWM (Điều chế độ rộng xung)
Mạch phát hiện mức điện áp
Mạch điều khiển cảm biế
Ví dụ cụ thể : IC555 có thể được dùng trong việc chế tạo mạch còi báo động cảnh sát,nguồn mạch trong khoảng 6-15V và có thể tạo ra âm thanh to.
2.1.6 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA IC 555
IC 4017
CD4017 là một bộ đếm thập phân/bộ phân phối xung CD4017 là một bộ đếm Johnson 5- bit với 10 đầu ra giải mã và các đầu vào CP, CR, INH Một bộ kích Schmitt trên đầu vào xung nhịp cung cấp định dạng xung với thời gian tăng và giảm không giới hạn cho xung nhịp đầu vào CD4017 có bốn dạng gói: gói gốm nhiều lớp 16 chân dạng dual-in-line (D), gói gốm dual-in-line hàn kín (J), gói nhựa dual-in-line (P), và gói gốm dạng chip carrier (C).
2.2.2 TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA IC 4017
IC 4017 là ic đếm thập phân tức đếm hệ 10, nó đếm xung clock Khi ta đưa tín hiệu xung vào chân clock thì ic sẽ đếm xung và xuất ra 10 output tương ứng với 1 xung clock.
Hình 2.1 Cấu hình chân IC 4017
Số chân Tên chân Mô tả
1, 7, 9, 10, 11 Output từ chân Q0 đến chân Q9 10 chân đầu ra
8 VSS hoặc GR Chân nối đất
12 CO (Carry Out) Chân này lên mức cao sau khi IC đếm từ 1 đến
10 Thường được sử dụng để kích cho một ic đếm khác
13 EN (Clock enable) Chân cho phép Chân này tích cực mức thấp Khi
14 Clock Mạch đếm hoạt động khi có xung từ chân Clock, chân này tích cực cạnh lên, thường được kết nối với bộ định thời 555 hoặc thạch anh khắc để tạo xung
15 Resets Đưa trạng thái ngõ ra lên mức cao.
16 Vdd/Vcc Kết nối với nguồn 5V
Các tính năng và thông số kỹ thuật chính của IC 407 bao gồm:
Điện áp cung cấp của IC 4017 nằm trong khoảng từ 3V đến 15V, thường là +5V
IC này phù hợp với Transistor-Transistor Logic hoặc TTL.
Tốc độ hoạt động/tốc độ CLK của IC này là 5 MHz.
Nó cung cấp hỗ trợ cho 10 đầu ra được giải mã.
Nó có sẵn trong các gói khác nhau như GDIP 16 chân, PDIP & PDSO
Thời gian đầu vào cao 30 ns
Dòng điện đầu ra là 10 mA
Khả năng chống nhiễu thường cao 0,45 VDD
Hoạt động hoàn toàn tĩnh
Cụng suất thấp như 10 àW
Tốc độ hoạt động ở mức trung bình như 5.0 MHz với 10V VDD
Điện áp đầu vào hoặc Vin nằm trong khoảng từ −0,5 VDC đến VDD +0,5 VDC
Nhiệt độ lưu trữ TS hoặc phạm vi từ −65°C đến +150°C
Điện áp cung cấp VDD hoặc DC nằm trong khoảng từ −0,5 VDC đến +18 VDC
PD hoặc Công suất tản nhiệt là Dual-In-Line là 700 mW
Nhiệt độ TL hoặc Chì là 260°C
Trong nhiều ứng dụng mạch điện tử, bộ đếm thập phân IC 4017 này là một trong những chip đa năng và hữu ích nhất Trên thực tế, nó còn được gọi là "bộ chia bộ đếm thập phân 10 giai đoạn Johnson" Ở đây, số 10 được kết nối thông qua số lượng o/ps mà bộ đếm này có, sẽ chuyển thành cao theo chuỗi để phản hồi cho mỗi xung CLK cao được đưa ra tại chân cắm CLK đầu vào của nó Điều này có nghĩa là tất cả các đầu ra của nó sẽ sử dụng một chu kỳ duy nhất của chuỗi o/p cao từ đầu đến cuối để phản hồi cho 10 CLK và nó được nhận tại đầu vào của nó Như tên gọi của nó, vì vậy nó đang đếm theo một cách nào đó & cũng tách CLK đầu vào thông qua 10.
2.2.3 CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA CD4017 ( IC 4017 )
Bộ đếm CD4017 cung cấp hoạt động nhanh, có hai đầu vào giải mã strobe và đầu ra giải mã không có nhiễu xung Một strobe chống khóa đảm bảo chuỗi đếm chính xác Đầu ra giải mã thường ở mức thấp và chỉ giữ mức cao trong chu kỳ xung đồng hồ tương ứng Tín hiệu
CO hoàn thành một lần mang (carry) sau mỗi 10 chu kỳ xung đầu vào, và được sử dụng làm xung nhịp nhấp nháy ở mức thấp hơn của chuỗi đếm đa tầng.
2.2.4 CẤU TRÚC BÊN TRONG VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Nó bao gồm hai phần: mạch đếm thập phân và mạch giải mã thời gian Trong số đó, flip- flop D F1~F5 tạo thành bộ đếm Johnson thập phân và các mạch cổng 5~14 tạo thành mạch giải mã thời gian Cấu trúc của bộ đếm Johnson tương đối đơn giản Về cơ bản nó là một thanh ghi dịch chuyển nối tiếp Ngoại trừ flip-flop thứ ba tác động lên cực D3 của F3 thông qua mạch logic tổ hợp gồm các mạch cổng 15 và 16, các tầng còn lại kết nối đầu ra của flip- flop giai đoạn trước với đầu vào của flip-flop giai đoạn tiếp theo -flop Đối với D, đầu Q5 của
Hình 2.2 Sơ đồ mạch logic bên trong của CD4017 giai đoạn cuối của bộ đếm được kết nối với đầu D1 của giai đoạn đầu tiên Loại bộ đếm này có đặc điểm mã hóa đáng tin cậy, tốc độ làm việc nhanh, giải mã đơn giản và chỉ cần được giải mã bằng cổng AND có hai đầu vào và đầu ra giải mã không có nhiễu xung chuyển tiếp. Thông thường chỉ có đầu cuối đầu ra được chọn bằng cách giải mã là mức cao và các đầu ra khác đều ở mức thấp Trạng thái bộ đếm Johnson được hiển thị trong bảng bên dưới.
Phân tích mạch đếm Johnson trong CD4017 và cách hoạt động của nó:
Mạch CD4017 là một bộ đếm thập phân (decimal counter), và có thể đếm từ 0 đến 9 qua
10 đầu ra (Q0 đến Q9) Tuy nhiên, bên trong mạch này là một bộ đếm Johnson được cấu tạo từ các flip-flop D Khi đầu vào xung đồng hồ được áp dụng, các flip-flop sẽ dịch chuyển dữ liệu theo chuỗi, và bộ đếm chỉ cần một số ít trạng thái nhất định để thực hiện đếm thập phân Quy trình hoạt động:
Clearing Pulse và Chuyển Trạng Thái Đầu Tiên: Khi xung làm sạch (zero-clearing pulse) được áp dụng, các đầu ra Q1 đến Q5 sẽ đều có giá trị "0" Sau đó, đầu vào dữ liệu của flip-flop đầu tiên (D1) được gán bởi mã đảo của Q5, vì vậy sau xung đồng hồ đầu tiên, Q1 sẽ có giá trị "1" Các flip-flop còn lại (Q2 đến Q5) sẽ dịch chuyển giá trị của chúng lần lượt, tức là giá trị của Q1 sẽ chuyển sang Q2, Q2 sẽ chuyển sang Q3, v.v Điều này sẽ tạo ra các trạng thái khác nhau, cho phép bộ đếm hoạt động đúng.
Bộ Đếm Johnson và Trạng Thái Không Cần: Mặc dù bộ đếm Johnson có thể tạo ra 32 trạng thái kết hợp, chỉ cần 10 trạng thái để tạo ra bộ đếm thập phân Vì vậy, một số trạng thái không cần thiết phải được loại bỏ Để làm điều này, hai mức cổng logic kết hợp được thêm vào đầu vào dữ liệu của đơn vị đếm thứ ba, để đảm bảo rằng trạng thái ngẫu nhiên khi khởi động sẽ nhanh chóng chuyển đến trạng thái cần thiết Cụ thể, đầu vào dữ liệu D3 được tính toán bằng công thức: D3 = Q2 (Q1 + Q3) Nhờ đó, khi mạch được cấp nguồn, sau tối đa 8 xung đồng hồ, nó sẽ tự động vào trạng thái cần thiết.
Các Cổng Logic và Quy Trình Đặt Lại: CD4017 có ba đầu vào:
Reset (R): Khi một xung cao hoặc xung tích cực được áp vào đầu vào này, bộ đếm sẽ bị xóa và tất cả các flip-flop sẽ đặt về trạng thái "0", với Q0 là "1" và tất cả các đầu ra khác là "0".
Clock (CP) và Clock Enable (CE): Đầu vào CP dùng để đếm theo cạnh lên, trong khi
CE dùng để đếm theo cạnh xuống Có một mối quan hệ chéo giữa CP và CE: khi sử dụng CP để đếm, CE cần phải được kết nối với mức thấp; khi sử dụng CE để đếm, CP cần phải được kết nối với mức cao Nếu không, sẽ tạo ra tình trạng khóa (interlock).
Đầu Ra và Pulse Carry: CD4017 có 10 đầu ra từ Q0 đến Q9 Các đầu ra này sẽ lần lượt có mức cao khi các xung đồng hồ được cung cấp Sau mỗi 10 xung đồng hồ, bộ đếm sẽ tự động quay lại trạng thái "00000" và phát ra một xung carry tại đầu ra QC Đầu ra QC này có thể được sử dụng để kích hoạt đồng hồ của bộ đếm tiếp theo trong mạch cascaded.
Tổng Quan: CD4017 là một bộ đếm thập phân với các tính năng cơ bản là đếm số lượng xung đầu vào và phân phối xung đó đến các đầu ra Q0 đến Q9 Sau mỗi 10 xung đồng hồ, bộ đếm sẽ tự động trở về trạng thái "00000" và phát ra một xung carry Với những tính năng này, CD4017 có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng đếm và mạch cascaded.
2.2.5 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM Ưu điểm của CD4017:
ĐIỆN TRỞ
2.3.1 KHÁI NIỆM Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện có biểu tượng R Nó là đại lượng vật lý đặc trương cho tính chất cản trở dòng điện của vật liệu Điện trở kháng được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó
Công thức tính: R=U/I Trong đó :
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V)
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
Mỗi điện trở có 1 giá trị nhất định, vòng màu in trên điện trở thể hiện giá trị của nó. {Thông thường, điện trở có 4 vòng màu.}
Hai vòng màu đầu là 2 chữ số đầu của giá trị.
Vòng thứ 3 thể hiện số chữ số “0” đứng sau.
Vòng thứ 4 thể hiện sai số
Có tất cả 12 màu, mỗi màu có 1 giá trị khác nhau
Ví dụ 1: Một điện trở có 4 vòng màu: Đỏ Đỏ Nâu Ngân Nhũ, thì giá trị điện trở là gì?
Màu Đỏ có giá trị là 2 Màu Nâu có giá trị là 1 Ngân Nhũ có sai số là 5%
=> Các số tương ứng với vòng màu là : 2 2 1 5%
Tính giá trị của ĐT bằng cách gép 2 số đầu tiên và thêm vào đằng sau nó 1 số 0 ( số 1 thể hiện thêm vào 1 số 0, tường tự nếu là 2 thì thêm 2 số 0 … )
Vậy giá trị điện trở là 220 ôm sai số 5%
LED
2.4.1 KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG
Led 3mm phủ màu ngắn loại siêu sáng là loại led đơn được sử dụng phổ biến trong các mạch điện, mạch trang trí, dùng làm đèn báo hiển thị Led cần cấp đúng điện áp và có tính trở cho led khi cấp điện áp lớn hơn Để led sáng đẹp và bền màu nên cấp dòng khoảng 20mA.
2.4.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA LED 3MM PHỦ MÀU ĐỎ NGẮN
Hình 3.1 Bảng màu điện trở
Loại led: là led phủ màu chân ngắn
Bản chất của LED là một đi-ốt, nó chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất để tạo ra một tiếp giáp P-N, kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử, dòng điện truyền từ A- nốt( kênh P) đến K-tốt (kênh N), khi điện tử lấp đầy chỗ trống nó sinh ra bức xạ ánh sáng, các bước sóng phát ra có màu khác nhau tùy thuộc vào tạp chất trong chíp bán dẫn LED phân thành ba loại chính theo dải công suất: cỡ nhỏ, cỡ trung bình, cỡ lớn.
LED cỡ nhỏ: tiêu thụ dòng điện từ 2mA đến 20mA điện áp đặt trên chip từ 1.5V đến
3V, chúng được thiết kế đơn chiếc phục vụ cho mục đích hiển thị trạng thái của máy, chiếu sáng cục bộ
LED cỡ trung: được thiết kế có chân cắm để hàn vào mạch in hoặc thành chip 4 chân để giúp tản nhiệt tốt, chúng được ghép thành bản mạch với nhiều LED nối tiếp hoặc song song Loại đèn LED này thường sử dụng làm các biển báo, đèn chiếu hậu ô tô, đèn chiếu sáng khẩn cấp, chúng tiêu thụ dòng điện cỡ 100Ma
LED công suất lớn hay HPLED: tiêu thụ dòng điện vài trăm mA đến vài Ampe, do tiêu thụ dòng điện lớn nên loại này nhất thiết phải gắn với một bộ tỏa nhiệt tốt, nếu không HPLED sẽ hỏng sau vài giây Hiệu suất của HPLED rất cao, có thể lên đến 105lm/W Ứng dụng của HPLED là để thay loại đèn chiếu sáng trong nhà, ngoài trời
2.4.5 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG LED 3MM PHỦ MÀU ĐỎ NGẮN
LED dựa trên công nghệ bán dẫn Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn. Khối bán dẫn loại p chứa nhiều loại lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (Chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuyếch tán sang khối n.
Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống) Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hường kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).
Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác nhau(tức màu sắc của LED sẽ khác nhau) Mức năng lượng (và màu sắc của LED)hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn – LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao Do đó LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra.
DIODE 1N4007
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.
Nó cũng có thể được sử dụng trong bất kỳ ứng dụng chung nào cần diode Diode 1N4007 được chế tạo để làm việc với điện áp cao và nó có thể dễ dàng xử lý điện áp dưới 1000V Với dòng điện trung bình 1000mA hay 1A, công suất tiêu thụ 3W, kích thước nhỏ và giá rẻ diode này rất lý tưởng cho nhiều ứng dụng khác nhau
2.5.2 TÍNH NĂNG & THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Loại gói: DO-45 và SMD
Loại diode: diode ứng dụng chung chỉnh lưu silicon
Điện áp ngược lặp lại tối đa là: 1000 V
Dòng Fwd trung bình: 1000Ma
Hình 3.2 Cách tính trở cho LED
Dòng Fwd tối đa không lặp lại: 30A
Công suất tiêu thụ tối đa là: 3W
Nhiệt độ lưu trữ và hoạt động phải là: -55 đến +175 độ C
2.5.3 SƠ ĐỒ CHÂN CỰC ÂM DƯƠNG CỦA DIODE 1N4007
2.5.4 THAY THẾ VÀ TƯƠNG ĐƯƠNG 1N4007
Nếu bạn đang làm việc dưới 400V thì bạn có thể sử dụng 1N4004, nếu dưới 600V sử dụng 1N4005, nếu 800V sử dụng 1N4006, bởi vì những loại này hoàn toàn giống nhau về các giá trị khác của 1N4007 Nhưng nếu bạn đang làm việc trên 800V và dưới 1000V bạn có thể sử dụng diode HER208, HER158, FR207, FR107 làm tương đương Nếu bạn đang làm việc trên 1000V, bạn có thể sử dụng EM520, EM513 và 1N5399 để thay thế
1N4007 có thể được sử dụng trong nhiều loại mạch Nó thường được dùng để chỉnh lưu và cũng có thể được sử dụng trong bất kỳ mạch nào cần chặn điện áp, chặn xung điện áp,
Nó cũng có thể được sử dụng trong các mạch logic kỹ thuật số
Bộ nhân đôi điện áp
Chặn điện áp đến khi không cần thiết
2.5.6 CÁCH CHẠY LÂU DÀI AN TOÀN TRONG MẠCH Để có được thời gian chạy tối đa của diode, bạn nên giữ ở mức thấp hơn 30V đến 40V so với giá trị điện áp ngược lặp lại tối đa của nó và các giá trị khác Luôn nối đúng cực, không chạy quá 1A tải Không vận hành và lưu trữ ở nhiệt độ dưới -55 độ C và trên +175 độ C
TỤ HÓA
Hình 4.1 Sơ đồ chân cực của diode 1N4007
Tụ hóa 10uF 16V là tụ phân cực, có dung môi là một lớp hóa chất Tụ hóa 10uF 16V là tụ có hình trụ, trị số được ghi trực tiếp trên thân tụ Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, điện áp ghi trên tụ chính là điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được, vượt qua giá trị này thì lớp cách điện sẽ bị đánh thủng , trong thực tế ta phải lắp tụ có trị số điện áp cao gấp khoảng 1,5 lần điện áp của mạch điện
2.6.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT & KÝ HIỆU
Tụ hóa có ký hiệu là C
2.6.3 ĐO KIỂM TRA TỤ HÓA
Tụ hoá ít khi bị dò hay bị chập như tụ giấy, nhưng chúng lại hay hỏng ở dạng bị khô ( khô hoá chất bên trong lớp điện môi) làm điện dung của tụ bị giảm , để kiểm tra tụ hoá, ta thường so sánh độ phóng nạp của tụ với một tụ còn tốt có cùng điện dung
Hình 5.1 Ký hiệu tụ hóa
Hình 1.4 Đo tụ hóa Để kiểm tra tụ hoỏ C2 cú trị số 100àF cú bị giảm điện dung hay khụng, ta dựng tụ C1 cũn mới có cùng điện dung và đo so sánh. Để đồng hồ ở thang từ x1Ω đến x100Ω ( điện dung càng lớn thì để thang càng thấp). Đo vào hai tụ và so sánh độ phóng nạp , khi đo ta đảo chiều que đo vài lần.
Nếu hai tụ phóng nạp bằng nhau là tụ cần kiểm tra còn tốt, nếu tụ C2 phóng nạp kém hơn thì tụ C2 ở trên đã bị khô.
Trường hợp kim lên mà không trở về là tụ bị rò
Tụ điện có các ứng dụng chính như sau:
Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại.
Loc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu
Tụ hoá (trị số lớn) thường lắp trong các mạch âm tần hoăc lọc nguồn điện có tần số thấp.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Danh mục các Website tham khảo:
- Danh mục tài liệu tham khảo phải xếp theo abc tên tác giả, tài liệu, nơi và năm phát hành.
- Danh mục tài liệu tham khảo xếp cuối cùng, sau các trang phụ lục.
- Cách ghi tài liệu tham khảo (xếp theo tên)
+ Nếu là tạp chí: Tên tác giả, tên bài viết, tên tạp chí, tập số, trang, năm (năm để trong ngoặc)
+ Nếu là sách: Tên tác giả, tên sách, trang, nhà xuất bản, nơi xuất bản, lần và năm xuất bản.
+ Nếu là báo cáo khoa học: Tên tác giả, tên báo cáo, tên kỷ yếu, nơi và thời gian tổ chức hội nghị.