Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 56 IC 4511B ( 1,2,3,4) giải mã BCD sang LED 7 đoạn IC 741 (1,2 ) khuếch đại biên độ tín hiệu ngõ vào IC 4017B (2 ,3 ) mạch chia tần số tín hiệu ngõ vào tạo các giai đo x1, x10 , x100. Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn cho mạch, lúc này chưa có tín hiệu ngõ vào trên màn hình hiển thò là số 0. Khi đưa tín hiệu cần đo tần số vào, chú ý đến biên độ để điều chỉnh công tắc SW 1 ở vò trí phù hợp khi biên độ tín hiệu quá lớn mà không làm hỏng mạch. Tín hiệu cần đo sau khi mạch giới hạn biên được đưa vào IC 40106 để dạng méo xung nếu có hoặc chỉnh dạng sóng sin thành xung vuông. Nếu như ta để công tắc SW 2 ở vò trí (x1) thì kết quả hiển thò chính là kết quả của phép đo, nếu công tắc ở vò trí (x10 hay x100) thì kết qủa của phép đo sẽ bằng kết qủa hiển thò nhân với giai đo( x10 hay x100). Tín hiệu sau khi được sửa dạng được đưa vào một ngõ vào cổng AND ngõ vào còn lại là tín hiệu điều khiển có tần số xung là 1HZ. Phần xung 1HZ được tạo từ dao động chuẩn 32KHZ đưa đến ngõ vào IC 4017, ngõ ra O 0 được nối chân điều khiển cho phép tín hiệu cần đo vào mạch đếm. Khi ngõ ra O 0 = (1) cổng AND được thông tín hiệu vào mạch đếm IC 4518 (2, 3) sau thời gian 1 giây cổng AND được khóa không cho tín hiệu vào. Ngõ ra O 1 = (1) thông qua cổng NOT nối đến chân EL của IC 4511B cho phép tín hiệu đếm vào mạch giải mã sang LED 7 đoạn, sau thời gian 1 giây kết quả được chốt lại ngõ ra O 2 = (1) mạch đếm được Reset và lặp lại chu kì đếm mới. Chân 6 của IC 4518 (2) nối với chân 10 (CP 1b ) để khi mạch đếm (1A) đếm từ 0 đến 9 thì mạch (1B) đếm lên 1 kết qủa hiển thò là 10 HZ, mạch đếm được là từ 0 đến 99 tự động quay về 0. Để hiển thò được 4 LED thì chân (14) cuả 4518B (2) nối qua chân (2) của IC 4518B (3), chân (6) nối với chân 10 (CP 2b ), mạch đếm được số xung lớn nhất là 9999 HZ khi số xung vượt quá thì kết quả hiển thò là 0, kết qủa hiển thò không bò nhấp nháy trong khi mạch làm việc. . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 57 CHƯƠNG IV THI CÔNG I./ HÌNH DẠNG MÔ HÌNH: . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 58 II./ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: 1./ Mạch ngõ vào: . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 59 2./ Mạch dao động chuẩn: . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 60 3./ Mạch đếm và giải mã: . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 61 4./ Mạch hiển thò: . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 62 III./ LẮP RÁP VÀ CÂN CHỈNH: 1./ Bảng liệt kê linh kiện: a./ Linh kiện của mạch ngõ vào: R 1 = R 4 = R 5 = R 6 = 1K R 2 = 50 R 3 = 100K R 7 = 2,2K C 1 = 0,01F C 2 = 0,1F C 3 = C 4 = 0,1F Diode Zener 5,5V IC 741 x 2 IC 4017 x 2 b./ Linh kiện mạch dao động: R 1 = R 2 = 1K C 1 = 0,1 XTAL = 32,768KHZ IC 4518B IC 4040B IC 4017 IC 4081X IC 40106 c./ Mạch đếm và giải mã: IC 4518B x 2 IC 4511B x 4 IC 4072B x 2 IC 4071 d./Mạch hiển thò: R: Điện trở hạn dòng cho tất cả Led 7 đoạn: 330 R C : Điện trở kéo nguồn cho tất cả Led 7 đoạn = 390. Transistor thúc Led: A564 (PNP) e./ Mạch nguồn: Tranformer: 220/ + - 12V AC . Diode D 1 : D 4 : IN 4007. C 1 = C 2 1000F/50V C 3 = C 4 = C 7 = C 8 =0.1F C 5 = C 6 =10F . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 63 VR 1 = VR 2 = 2K R 1 = R 2 = 120 IC ổn áp dương LM317, LA 7805. IC ổn áp âm LM 337. 2./ Cân chỉnh và sai số của thiết bò: a./ Cân chỉnh: Sau khi lắp ráp các linh kiện vào trong mạch của từng Modul, ghép các Modul lại với nhau để được một mô hình hoàn tất là máy đo tần số. Kiểm tra các Modul trứớc khi cấp nguồn. Công tắc chuyển mạch mức điện áp tín hiệu ngõ vào đặt ở vò trí 5V, chỉnh giai đo ở vò trí X 1 . Dùng máy phát sóng tạo nguồn tín hiệu ngõ vào có tần số là 10HZ. Nếu kết quả hiển thò là 10HZ thì máy đã hoạt độg tốt, nếu kết quả không đúng là do bộ dao động chuẩn tạo xung điều khiển chưa đúng. Ta cần chỉnh tần số ở bộ dao động nội để được kết quả cho phép đo là đúng, sau đó cần cố đònh tần số sai số của bộ dao động nội này, khi cân chỉnh những tín hiệu có biên độ thấp hàng (mV). Ta cần đưa tín hiệu có tần số thấp 10HZ và tần số cao 20KHZ để xem thiết bò có hoạt động được hay không. Nếu như không đáp ứng ta điều chỉnh ở Modul khuếch đại tín hiệu ngõ vào. b./ Sai số của thiết bò: Như chúng ta đã biết là các linh kiện vi mạch số điều có thời gian trể nhất đònh, nghóa là khi có xung tác động ở ngõ vào thì sau khoảng thời gian ngắn TS thì ngõ ra, mới thay đổi trạng thái. Trong mạch dùng cổng AND để làm mạch khoá tín hiệu vào mạch đếm, trong khoảng thời gian 1s cho phép xung vào mạch đếm của chu kỳ trước và chu kỳ sau có số xung vào mạch đếm không giống nhau, sai lệch ít nhất là một xung. . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 64 Chương V Kết luận I ./ KẾT LUẬN: Qua sáu tuần thực hiện luận văn tốt nghiệp, chúng em đã hoàn tất được yêu cầu đặt ra là xây dựng mô hình máy đo tần số hiển thò số dùng trong giảng dạy môn đo lường điện. Thiết bò dùng để đo lường điện có nhiều loại như máy đo điện áp, máy đo dòng điện, máy đo tần số… Trong từng loại máy đo có các kiểu cấu tạo khác nhau ví dụ như máy đo tần số thì có máy đo tần số chỉ thò kim, máy đo tần số chỉ thò số, máy đo tần số chỉ thò dạng rung. Loại máy đo tần số chỉ thò số được cấu tạo từ linh kiện vi mạch số nên kích thước có thể trở nên gọn nhẹ rất nhiều so với các loại máy đo tần số khác. Tuy nhiên, đề tài này là thiết kế mô hình để dạy học nên mạch điện cuả máy được chia ra nhiều Modul theo chức năng cuả từng khối để dể dàng minh hoạ khi giảng dạy về các loại máy đo tần số. Kích thước cuả mô hình được thiết kế vừa phải phù hợp cho việc giảng dạy, phần hiển thò số dùng LED 7 đoạn loại lớn để người học dễ quan sát. Màu nền và màu chữ kết hợp nổi bật để người học có thể thấy được từng khối chức năng cuả mô hình. Luận văn đã hoàn tất phần lý thuyết cơ bản cũng như phần thiết kế và thi công. Tuy nhiên do thời gian có hạn nên chưa hoàn chỉnh được nguồn nuôi phụ khi không có nguồn điện xoay chiều 220/110V. II ./ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Mô hình chỉ dùng trong giảng dạy lý thuyết, chưa dùng ngay trong phòng thí nghiệm được do cấp chính xác cuả máy chưa cao và mức sai số của máy chưa thể sử dụng cho phòng thí nghiệm. Sai số giữa các giai đo là 10 HZ, nguyên nhân cuả sự sai số này là do sử dụng các IC đếm làm mạch chia 10 để tạo các giai đo. Ngoài ra còn một nguyên nhân gây ra sai số nhưng không đáng kể là thời gian trễ cuả cổng AND. Nếu như có điều kiện về thời gian và kinh phí, chúng em sẽ khắc phục sự sai số này để mô hình hoàn chỉnh hơn và có thể dùng trong [phòng thí nghiệm đo lường điện. . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đo lường điện Nguyễn Ngọc Tân 2. Vi mạch số Nguyễn Hữu Phương 3. Sổ tay tra cứu linh kiện quang điện tử 4. Sổ tay tra cứu CMOS . . Minh 58 II./ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: 1./ Mạch ngõ vào: . Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh 59 2./ Mạch dao động chuẩn: . Luận. nghóa là khi có xung tác động ở ngõ vào thì sau khoảng thời gian ngắn TS thì ngõ ra, mới thay đổi trạng thái. Trong mạch dùng cổng AND để làm mạch khoá tín hiệu vào mạch đếm, trong khoảng. vào mạch đếm. Khi ngõ ra O 0 = (1) cổng AND được thông tín hiệu vào mạch đếm IC 4518 (2, 3) sau thời gian 1 giây cổng AND được khóa không cho tín hiệu vào. Ngõ ra O 1 = (1) thông qua cổng