Cơ điện tử tự thiết kế lắp ráp 23 mạch điện thông minh chuyên về điều khiển tự động trần thế san, châu ngọc

TRẦN THẾ SAN - CHÂU NGỌC THẠCH CHUYÊN VỀ ĐIỀU KHIỂN T ự ĐỘNG TRẦN THẾ SAN - CHÂU NGỌC THẠCH C Đ IỆ N TỬ Tự Thiết K ế- Lắp Ráp MạdtíỊi nia na CHUYÊN VỀ ĐIỀU KHIỂN Tự ĐỘNG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT Tự THIẾT KẼ LÁP RÁP 23 MẠCH BIỆN THÔNG MINH TRẦN THỂ SAN - CHÂU NGỌC THẠCH Chịu trách nhiệnn xu â ĩ TS PHẠM VAN DIỄN Biên tậ p :TRƯƠNG QUANG HÙNG Trình b y:KHÁNH THÀNH Liên kết xuât bân CTY TNHH VĂN HÓA TRÍ DÂN 96/15 Duy Tân - Phú Nhuộn - Tp.HCM ĐT : 08 39901846 - Fax : 08 39971765 NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC KỶ THUẬT 70 Trân Hưng Đạo - Hà Nội In 2000 cuôh khổ (ỉó X 24 Cm) tợi xưởng in c ty c ổ phàn vởn hóa Vợn Xuớn.Theo s ố đ n g kỷ 149 - 2011 / CXB/460 -11/KHKT ngày 14/02/201 l.s ố ỉ ỈÓ/QĐXB - NXBKHKT.Cđp ngày 02/08/201 ỉ In xong nộp lưu chiểu tháng 09 nởm 2011 điệntử nghiêncứu C ngàynai/ bao khoa học, nghiên cứuvà Nói chung điện tử • • bậc công nghệ diệ nghệdược đơngiản nhấtlà tíchhợp phận minh Côngnglìệ bậc SCR, thuật số, Đây dụng ứngdụng cóba Công thống thông quát nhiềudụng rộng côngnghệ, sống hàng trung không loạicông côngcụ sử dụngcác dùng vi nghệmà dặc biệt, chí cần bán xử lí/,mạch mạch hợp cỡ ngườđều thể tiếp sựtay, kiên tạo • Công nghệ tien tiếndược áp dụng thoại cầmtay, máy tính, robot, Điềukhác biệt chínhlà số lượng minh",và tính tự động hóa Bạn cóthể xây dụng phố biến khoa học.Sừdụng toàn có đùkha khiển từ xa bằngchùm Bạn có cho bạn bạn ham Cuốn hiên kể cáctrang linh thiếtkế thống kiệncông ng lắ sáng, thể biếncác ý tưởng dó thành cáccông cụ cần thiết,ýtưởng thích điện tử vàcó hiệCuốn tính sách còncung cấp phương pháp tiếp cận khoa bạn sâuhơn vấn dềcơ diệntử tự dộng Các mạch diệnđược tin cần thiếtdế xây chỉnh sita tùy theo Mọi người nhiều thứ, choden đềucó nêu ởđây đềulà mạch hoàn dựng mạchcơ bản, từ bạn trítưởng tượng phong phú thể tìmdược nhiều c điềuth Giới thiều điện tử Trước bắt đầu với mạch điện thiết bị học, bạn cần biết đôi điều ngành khoa học mới: co' điện tử Ngành chi xuất vào cuối thê kỷ 20, có bước phát triển mạnh mẽ, kết hợp nhiều ngành khoa học - công nghệ khác nhau, tích hợp khí, điện tử, điều khiến học Hầu trang thiết bị đại kế máy tính điện tử, tàu vũ trụ, sản phẩm điện tử Thế kỷ 21 chứng kiến bùng nố công nghệ thông tin, công nghệ Nano, kết từ phát triển điện tử Cơ điện tử không chi ngành khoa học đại, mà lĩnh vực thú vị đê người tìm hiểu, tự sáng chế, tự lắp ráp mạch điện điều khiên mang tính giải trí có khả phục vụ cho mục đích đơn giản hàng ngày Nguyên lí cồng cụ điện tử Nếu bạn muốn thực mạch điện nêu sách này, bạn cần nắm vững sô nguyên lí công cụ thông dụng Các linh kiện điện dễ tìm có giá rẻ kế phận nhCng đồ chơi thiết bị điện tử gia dụng cũ có ích cho bạn, chi cần chút khéo tay tính sáng tạo Các mạch điện dựa nguyên lí điện tử trình bày theo cấp độ từ dễ đến khó dần Một lợi ích mạch điện sách phát triển tư sáng tạo, chí cần ứng dụng kiến thức trường phổ thông Do em học sinh từ trung học sở đến trường dạy nghề hoàn toàn ứng dụng kiến thức học đế lắp ráp mạch điện trình bày đây, cải tiến tạo mạch điện Công nghệ bóng đèn chiếu sáng đơn giản đến thiết bị điện tử gia dụng nhưTV, điện thoại, máv tính đế bàn, thiết bị công nghệ cao robot, radar, sử dụng linh kiện đơn giản nối kết với theo sơ đồ gọi mạch điện Cơ điện tử hoàn toàn lĩnh vực cao siêu, đơn giản chi hệ thống học điều khiến điện tử Với phương pháp khoa học bạn hoàn toàn nắm vững lĩnh vực Để thực nghiên cứu thực nghiệm cần áp dụng bước sau: • Quan sát • Thu thập thông tin • Xác định mục đích • Thiết kê qui trình thực nghiệm Q1 • Chuẩn bị vật liệu trang thiết bị Q2 • Thực thí nghiệm ghi liệu • Phân tích kết • Đề xuât hướng cải tiến Trong điện tử, lí thuyết thực nghiệm có quan hệ chặt chẽ, nhiên bạn thực mạch điện mà không cần hiểu sâu lí thuyết Các mạch điện sách có tính thực tiễn cao, hoàn toàn không khó thực sở ban đầu Hầu hết mạch điện sách sử dụng cách riêng rẽ Tuy nhiên, có thể, mạch đuợc thiết kế theo nhóm, cách thay vài linh kiện, chúng thay thê cho thực chức Bản mạch Các thiết bị điện tử sử dụng máy móc đế lắp ráp linh kiện nhỏ công nghệ lấp bề mặt (SMT) Đây công nghệ cao, thực tay Đối với mạch điện sách phải sử dụng linh kiện tương đối lớn lắp ráp mạch Các linh kiện đưa vào mạch điện cách nối kết đầu dây hàn với Nối kết linh kiện Phương pháp đơn giản không đòi hỏi dụng cụ đặc biệt Ớ mức độ cao bạm sử dụng mạch in Bạn sử dụng ốc vít để nối kết đầu dây Sử dụng phương pháp hàn cần cẩn thận đế nối kết chắn Các chân linh kiện đưa vào lỗ mạch khừng hàn, mạch điện hoàn tất với dây dẫn phía Bản mạch không hàn Bản mạch in chê tạo vật liệu cách nhiệt với vệt Cu (đồng) hai mạch đế dẫn điện Các vệt đồng dẫn điện xác định theo chức mạch điện Các linh kiện nhỏ hàn mạch với chân linh kiện tiếp xúc với vệt đồng Chì hàn hợp kim phần thiếc phần chì, lõi có nhựa thông Mỏ hàn có công suất - 40W, công suất lớn dùng để tẩy mối hàn cũ, công suất nhỏ dùng để hàn Linh kiên Ạ Bản mạch in Bản mạch in Linh kiện lấp bề mặt dược hàn trực tiếp với vệt dồng Chì hàn lo ' ■ ol Hiàn nối chân linh kiện mạch in Mỏ hàn chì Stf đổ điện kí hiệu mạch điện Sơ đồ điện dùng đế biếu diễn mạch điện, linh kiện nối kết Bạn cần biết ý nghĩa cua kí hiệu linh kiện điện Nghiên cứu mạch điện bạn biết nguyên lí vận hành mạch điện Hàn linh kiện lẽn đê kim loại Hàn chì phương pháp tương đối đơn giản thông dụng Khi thực cần kiên nhẫn khéo tay Các bước hàn linh kiện điện tử (tháo bỏ lắp linh kiện điện tử lên mạch in): Với kiến thức sơ nêu trên, bạn hoàn toàn bắt tay thực mạch điện lần lược trình bày theo thứ tự từ dễ đến khó, phần Cắm đầu dây mỏ hàn vào ổ điện, chờ phút đê đầu mỏ hàn nóng lên Đưa đầu mỏ hàn vào linh kiện cần hàn, sau đưa chì hàn vào vị trí nối kết Chì hàn sè nóng chảy thấm vào vị trí hàn MV Mạch điện đơn giản Đưa đầu mỏ hàn xa, không chạm vào mối nối mối hàn nguội hẳn Mối hàn có chất lượng cao phải bóng, đều, phải có hình nón, đường kính không 1,5 mm Các dụng cụ cầm tay bao gồm kèm cắt, kèm mỏ nhọn, kèm tuốt dây, vặn vít kiểu vít dẹp kiễu chữ thập Trong trình làm việc bạn mua dần dụng cụ 10 Điện áp điểm mạch điện M ^cV i & \ç n XE ĐUA Giới thiệu Mạch điện Mạch điện hướng dẫn cho học sinh độ tuổi 11 đến 14 chế tạo xe đua làm đồ chơi Xe có cấu tạo đơn gián, làm vật liệu dề tìm bìa các-tông, phận đồ chơi khác xe điều khiển ánh sáng Bạn dùng đèn pin đê điều khiển động chiều công suất bé, động nguồn động lực làm cho xe chuyên động Chúng ta chế tạo xe đua theo hai dạng: dạng cánh quạt (Hình 1-1) dạng bánh (Hình 1-2) đế truyền công suất từ động điện đến bánh xe Chọn dạng để thực tùy vào vật tư có sẵn dạng cánh quạt, quạt làm từ đĩa compact (CD), cắt nung nóng uốn cong Đây Có thế’ tổ chức đua xe, đội có đến xe Đường đua thẳng có cự ly từ 10 đến 20 m Qua mạch điện này, học sinh học nhiều điều lĩnh vực vật lý, k>’ thuật lĩnh vực khoa học khác chế tạo xe Mục tiêu Có nhiều mục tiêu chê tạo xe đua: • Học cách thực mạch điện đơn giản Hình 1-1 Xe sử dụng cánh quạt • Tìm hiếu tế bào quang điện quang điện trở • Thiết kế hệ thống phản lực dùng cánh quạt • Học ma sát cách làm giảm ma sát • Tìm hiểu tranzito vai trò công tắc đóng/ ngắt Hình 1-2 Xe có bánh II cách chê tạo đơn giản nhất, nhung CD dễ vỡ nên có nhiều cánh quạt bị gãy đua bạn cắt uốn đế định dạng Nếu chọn dạng bạn nên làm sẵn số cánh quạt đê thay thê tham dự đua Bộ phận cảm biến quang điện trở (LDR) điều khiến dòng cực gốc (I|ị) tranzito Một tranzito Darlington, tranzito có hệ số khuếch đại lớn, dùng công tắc tự động đế điều khiển dòng chạy qua động điện Bạn dùng quạt nhựa gỗ để thay Bạn dùng quạt thích họp để xe chạy nhanh chiến thắng đua Các yếu tô bạn cần xem xét chọn quạt là: diện tích, đường kính, khối lượng, tốc độ động Khi LDR tiếp nhận ánh sáng, điện trở giảm xuống làm tranzito chuyển từ trạng thái ngắt sang trạng thái dẫn dòng điện chạy qua động D C M l , tranzito đóng vai trò công tắc tự động, chuyển mạch đóng/ngắt phụ thuộc vào ánh sáng Thông thường, xe đua dùng bánh chạy nhanh hơn, có hiệu cao Tuy nhiên, việc tìm bánh ăn khớp với tương đối khó Tốt bạn chọn bánh từ đồ chơi hay thiết bị điện không sử dụng gia đình Cần lưu ý tranzito dẫn trạng thái bão hòa tương ứng với mức cường độ sáng mà LDR tiếp nhận, điều minh họa đường khử Hình 1-3 Mạch điện chia thành hai phần: • Mạch điện tử • Các phận (phần xe) Nếu chưa có kinh nghiệm việc chế tạo đồ chơi, bạn phải đế thực phần nêu Đế công việc nhanh chóng bạn nên chuẩn bị đầy đủ vật liệu dụng cụ cần thiết trước bắt đầu thực Mạch điện tử Mạch điện tử hai dạng xe giống nhau, vậy, phần không nói riêng cho dạng mà nói chung cho hai dạng xe 12 Một điều quan trọng cần làm rõ cường độ ánh sáng rọi vào LDR không ảnh hưởng lớn đến tốc độ xe yếu tố học khác Trong trường hợp này, ánh sáng rọi vào LDR có tác dụng đóng/ngắt mạch Nó có chức điều khiển từ xa nguồn động lực (công suất) Đê LDR nhận điều khiển ánh sáng đèn pin, bạn cần đặt LDR bên ống các-tông nhỏ Có thể dùng dạng nắp điện gia dụng có hai nguyên lý vận hành Mạch không tự khóa, vậy, nam châm di chuyển xa công tắc lư ỡ i gà, SCR tự động ngắt SCR phải lắp tản nhiệt công tắc đèn giới hạn tới 300 w Các định đơn giản sử dụng lo xo xoắn, giống đồng hồ dây thiều (loại cổ xưa) Khi lên dây thiều (làm cho lò xo xoắn lại), lò xo tích trữ lượng để làm cấu liên quan chuyển động Loại định phổ biến khác sử dụng động điện nhỏ để truyền động cấu định Loại có hệ thống giảm tốc xác kiểu bánh để đóng công tắc sau thời gian định trước Danh mục linh kiện Ý tưởng mở rộng mạch diện SCR Sau số ý tưởng mà bạn dựa vào để cải tiến định ứng dụng vào mạch điện khác Thyristor TIC106B, MCR106-4, tương đương D1 Điôt chỉnh lưu 1N4004 R1.R2, R3 Điện trở 47 kQx 1/8 w X1 Công tắc lưỡi gà Trạm nối, tên tản nhiệt, dây nối ứng dụng kỹ thuật đại Mặc dù nhiều định (timer) khí dùng thiết bị điện gia dụng, độ xác thấp định điện tử Các định điện tử sử dụng nhiều thiết bị 154 • Bổ sung định vào thiết bị tự động sử dụng công tắc lưữi gà nam châm • Thực thí nghiệm tác dụng nam châm học vật lý • Chế tạo mạch báo động cách thay bóng đèn còi báo động; công tắc lưỡi gà lắp cửa vào cửa sổ M ạcVi ồiện 22 # # THÍ NGHIỆM VỚI PLC Giới thiệu ■ Các điều khiểnlogic lập (PLC) thành phần hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp, ưu điểm PLC vận hành thiết bị theo nhiéu quy trình công nghệ khác nhau, tùy theo chương trình cài đặt vào PLC Khi muốn thay đối hoạt động thiết bị, bạn cần cài đặt lại chương trình Do robot thiết bị điện tử gắn liền với hoạt động lập trình, nên điều khiển PLC Tất nhiên, muốn lập trình cho PLC bạn phải học ngôn ngữ lập trình PLC PLC thường đắt tiền Mục tiêu • Tìm hiểu nguvên lý hoạt động PLC • Dùng PLC đế điều khiển công việc đơn giản • Tạo quy trình công nghệ tự động điều khiển PLC Nguyên lý hoạt động PLC có hình dạng giống hộp nhỏ (Hình 22-1), bên vi điều khiển với ngõ vào ngõ Các ngõ vào nối với Hình 22-1 cảm biến bàn phím để nhận tín hiệu điều khiển Tùy theo chương trình cài đặt tín hiệu nhận ngõ vào, PLC xuất tín hiệu ngõ để điều khiển hoạt động thiết bị nối với ngõ PLC (động cơ, rơ-le, ) Chương trình viết ngôn ngữ đặc biệt lưu nhớ PLC Ngôn ngữ lập trình PLC hãng sản xuất thường có nhiều điềm khác Nhưng ngôn ngữ lập trình chuẩn dùng cho nhiều loại PLC Đặc tính quan trọng PLC điều khiến nhiều quy trình Vì thế, dùng PLC để điều khiến thiết bị tự động nhỏ sử dụng nhà thiết bị phức tạp công nghiệp Mạch điện trình bày phần PLC sử dụng thực tế, chúng hoạt động theo nguyên lý Hình 22-2 sơ đồ khối PLC mạch điện Khối nhập điều khiển dao 155 Bộ Bộ dao dông —► lập (tần số chuỗi thấp) Bộ nhớ chương trình _TL Bộ lập chuỗi íi Bộ nguồn Bộ dao động điều khiển cảm biến bên có ngõ vào phụ cho lệnh: Ma trận " diode 1 i í động đơn giản, lập trình để xác định tốc độ xử lý Khối dùng IC 555, tụ (Cl) xác định dãy tốc độ PLC Các giá trị khoảng 10-1000 pF thích hợp Nếu dùng tụ 1000 pF, P1 vị trí mà giá trị điện trở cực đại, thời gian thực thi chương trình đường truyền (line) 15 phút Hình 22.2 -TL -TL 0 Các ngõ Hình 22.3 thứ hai để đưa ngõ thứ thứ hai đến mức logic cao, bạn cần nối điôt (Hình 22-3) Số lượng điôt vị trí chúng xác định thời điểm ngõ kích hoạt line Các điôt lắp bảng mạch in nhỏ Tín hiệu kích hoạt rơ-le mạch điện khác (Hình 22-4) Nguồn điện cung cấp cho mạch e)để ngưng khoảng -12 V tùy theo tải Lưu ý, ngõ ma trận điôt • Ngõ vào RST {reset) cài đặt lại cấp dòng 0,88 mA với nguồn V; đếm Johnson giá trị 2,25 mA với nguồn 10 V 8,8 mA Khối cung cấp xung cho nguồn 15 V Các dòng khối thứ hai - đếm Johnson với xác định sô lượng line PLC 10 ngõ ra, kích hoạt theo 10 chế độ IC 4017 sử Chế tạo dụng linh kiện xác định dung lượng nhớ chương trình: Hình 22-5 sơ đồ mạch PLC 10 line 10 word Số lượng bit Hình 22-6 sơ đồ lắp ráp tương ứng tùy thuộc vào khối • Ngõ vào EN ( dao động, Khối nhớ chế tạo điôt Khối gồm line hàng ngang mắc nối với ngõ khối trình tự line hàng dọc tương ứng với ngõ Khi cần mức logic cao line 156 Mạch sử dụng điện từ pin AA từ nguồn điện khác có điện áp khoảng đến 12 V Hình 22-7 minh họa bảng mạch in (PCB) dùng cho rơ-le Khi lắp ráp mạch cần ý lắp cực tính linh kiện f\J Hình 22.4 Kích hoạt rơ-le từ tín hiệu Hình 22.5 Sơ đồ mạch PLC thí nghiệm 157 P1 Hình 22-6 S đ l ắ p r p m c h đ i ệ n P L C t h í n g h i ệ m t r ê n b ả n g m c h in LED đến LED4 A B ìV điều Bộ Thẻ nhớ c — — *khiển D -viy-®-' — w (§)~ — Các ngõ Hình 22-8 IC, điôt, tụ hóa, cực tính nguồn điện Thử nghiệm sử dụng Để thử nghiệm PLC, bạn lắp LED ngõ PLC để làm phụ tải (Hình 22-8) Sau cấp điện cho mạch, điều chỉnh P1 để có điện trở nhỏ Các LED phát sáng theo chương trình cài đặt Nếu PLC hoạt động tốt, bạn dùng PLC đế điều khiển thiết bị tự động dùng để minh họa 158 Danh mục lỉnh kiện IC-1 Bộ định 555 IC IC 4017, họ CMOS D1-Dn Các điồt 1N4148 P1 Biến trở M£2 R1, R2 Điện trở 2,2 kQ X 1/8 w R3 Điện trở 100 kQ X 1/8 w C1 Tụ hóa 10 - 1000 ịaF X 12V C2 Tụ hóa 470 X 16V B1 Nguổn V (4 pin AA) PCB, dây nối, Các mạch bể sung ỷ tưởng Hình 22-9 cho thấy cách bổ sung mạch dao động, lắp ngõ vào Hình 22-11 Ỹ - ' -Bộ cảm biến —■— công tắc — ứng dụng kỹ thuật đại Hình 22-9 đêm Mỗi cảm biến phát tín hiệu (cảm biến đóng) mạch dao động tạo xung đếm xuất tín hiệu vào nhớ Vì vậy, trình tự hoạt động lập trình nhớ điều khiến cảm biến Cảm biến công tắc lưỡi gà, nút nhấn, loại cảm biến khác có hai trạng thái ON/OFF Bổ sung cổng logic Hình 22-10 cho thấy cách bổ sung số cổng logic vào PLC Bốn cổng NAND (IC 4093) thêm vào mạch Lúc này, tín hiệu ngõ sè tùy thuộc vào mức logic ngõ A, B, c, D Các PLC thiết bị để điều khiển máy móc công nghiệp đại, từ máy đơn giản có vài chức đến máy phức tạp thực hàng trăm tác vụ khác Một số PLC có nhớ lưu trữ chương trình lớn để thực thi nhiệm vụ phức tạp Dung lượng nhớ tùy thuộc vào lượng thông tin gởi đến từ cảm biến nguồn liệu khác Ý tưởng mở rộng mạch diện PLC đơn giản, xem sở ban đầu cho mạch điện phức tạp Sau vài ý tưởng mở rộng • Dùng PLC có 16 line chương trình với đếm BCD (Binary Coded Decimal) • Sử dụng đếm IC 4020 (16 K), lúc bạn có 16.000 line chương trình • Dùng RAM thay cho ma trận điôt lập trình PLC máy tính Mở Cộng nhớ Có thể tạo 10 line nhớ PLC cách dùng hai IC 4017 nhiều (Hình 22-11) • Chê tạo thiết bị tự động điều khiển PLC Xem lại Mạch điện 17 nghiên cứu để bố sung PLC làm chức điều khiển cho thiết bị 159 M ^ c íl 2>iệr\23 CÁI ĐẦU Cơ ĐIỆN TỬ BIẾT “NÓI” Giới thiệu Bạn tưởng tượng đầu điện tử nối với mạch điện nói chuyện Tất nhiên, đầu không nói chuyện thực Dùng kỹ xảo điện tử kỹ chế tạo thiết bị điện tử, bạn làm điều gần thật Ý tưởng thiết kê mạch điện tạo cử động miệng đầu có phận thu sóng vô tuyến Âm phát từ miệng đầu khí tiếng nói bạn phát vào micro không dây Nếu không thấy bạn nói vào micro, người xem tin đầu khí nói chuyện Mục đích mạch điện chê tạo đầu điện tử mạch điện làm miệng chuyển động ăn khớp với âm nhận từ phận thu thanh, dạng bản, đầu đơn giản, tùy theo khả bạn, bạn dùng nhựa, cao su, hay vật liệu khác để chế tạo đầu giống đầu thật 160 Mục tiêu • Chế tạo đầu điện tử có khả “nói chuyện” • Lắp ráp mạch chuyển đối âm thành chuyển động ánh sáng • Thiết kê “con ma kinh dị” cho lễ hội Halloween • Tìm hiếu chuyển động âm Nguyên lý hoạt động Hình 23-1 sơ đồ khối đầu biết nói Âm từ micro truyền đến máy thu sóng FM gắn đầu điện tử Tín hiệu âm chuyển thành điện áp đưa vào cực SCR đế điều Micro FM (^)kh ôn g dây Dầu điện từ mỹ thu — ► _£Mj Hình 23-1 Táng cỏng suất cấu liên kết với miệng, điều chỉnh mức tín hiệu kích dẫn SCR Chế tạo -L U -L — ► o v Cấu tạo đầu điện tử chia thành phần: phần mạch điện tử phần khí b) Tín hiệu Mạch điện tử Hình 23-2 khiển SCR Nghĩa là, âm đưa vào micro không dây kích dẫn SCR (Hình 23-2) Cũng ghép bóng đèn với SCR, đó, đèn chớp sáng theo tín hiệu âm Nhưng thay dùng đèn, bạn thay solenoid để điều khiển cấu tạo cử động miệng Khi có tiếng nói micro, thay đổi âm lượng đẩy kéo cấu điều khiển miệng cử động đồng với tiếng nói micro, người xem có cảm giác tiếng nói phát từ miệng khí Tuy nhiên, cần lưu ý cử động miệng phụ thuộc vào vài yếu tố khác như: truyền động Hình 23-3 sơ đồ mạch điện tử “cái đầu biết nói” Hình 23-4 sơ đồ lắp ráp tương ứng Chú ý, mạch điện lấy lượng trực tiếp từ nguồn điện xoay chiều, không sử dụng máy biến áp giảm áp, vậy, bạn cần thực cách điện th ật tốt để tránh bị điện giật Bạn bố trí mạch điện hộp gỗ đầu đặt hộp Khi lắp ráp cần ý cực tính SCR, điôt Vì tải SCR không lớn nên không cần lắp tản nhiệt Loại đèn sử dụng có công suất thấp, khoảng w Biến áp solenoid có công suất không 20 w Nhưng Hình 23-3 161 dùng đèn có công suất lớn phải lắp SCR giải nhiệt Máy biến áp TI loại công suất nhỏ có điện áp thứ cấp định mức 5-12 V, cường độ dòng điện khoảng 150-500 mA Điện áp định mức sơ cấp tùy thuộc vào điện áp nguồn điện xoay chiều Máy biến áp có nhiệm vụ cách ly hai tầng truyền tín hiệu âm từ ngõ máy thu FM Tụ điện C1 xác định đáp ứng mạch với âm treble bass Điều chỉnh giá trị tụ khoảng 0,047 đến pF đe âm tốt Máy biến áp T2 có thứ cấp 12V X 800 mA, tùy thuộc vào loại solenoid sử dụng Solenoid XI có điện áp 6-24 V, cường độ dòng điện 150 - 500 mA Cũng thay solenoid động 162 22 11 JP1 giắc cắm mono, máy thu FM có ngõ stereo, bạn cần thay đổi cho tương thích Hình 23-5 Phẩn khí Phần khí tương đối đơn giản Dĩ nhiên, bạn cải tiến theo ý thích Chẳng hạn, dùng cao su nhựa để làm m ặt nạ giống với gương m ặt nhân vật tiếng mà bạn hâm mộ Hình 23-6 hình dáng bên đầu chế tạo bìa các-tông, gỗ, hay vật liệu khác Lõi solenoid điều khiển cử động hàm Bạn cần thử nghiệm để tìm kết nối tốt lõi solenoid hàm Cần phải dùng lò xo đế làm miệng khép lại solenoid ngưng tác động Cũng dùng dây cao su thay cho lò xo Nếu cần, điều chỉnh solenoid phận khí thay đổi tụ C1 bạn muốn đầu điện tử nói với tông âm trầm hay bổng Danh mục lỉnh kiện Thyristor TIC106B (nguón 117 Vac) T1C106B (nguồn 220/240 Vac) D1, D2 Điôt chỉnh lưu 1N4002 Máy biến áp (xem phán trên) T1 Máy biến ảp (xem phần trên) T2 p1 Biến trở 10 kQ RI Điện trỏ 2 kí ì x 1/8 w R2 Điện trở k Q x 1/8 w Tụ gốm 0,047 pF C1 Tụ hóa 100 pF X 16 V C2 Đèn, công suất w L1 X1 Soỉenoid 12 - 24 V SPKR Loa 8Q, đường kính 10 cm Trạm nối, dây nối, SCR Hình 23-6 Thửnghiệm sử dụng Hình 23-7 sơ đồ lắp ráp mạch để thử nghiệm Đầu tiên, điều chỉnh máy thu FM Điều chỉnh micro không dây để thu tín hiệu Chỉnh volume mức trung bình để âm nghe rõ Tiếp theo, nói vào micro điều chỉnh P1 để solenoid làm miệng cử động theo tiếng nói Nếu tấ t hoạt động tốt, mạch điện sẳn sàng để sử dụng Các mạch ý tưởng Mạch điện sửa đổi theo nhiều cách, không thiết bạn phải chế tạo thiết bị xác mô tả phẩn Sau sô mạch cải tiến Dùng mạch khuếch đại âm Thay gởi âm đến đầu điện tử thông qua sóng âm, dùng khuếch đại âm công suất nhỏ Hình 23-8 Các khuếch đại âm công suất 100 mW lớn dùng Hình 23-7 Bạn lắp thêm điện trở (Rx sơ đồ) giới hạn công suất 163 .Micro o Bộ khuếch đại o audio Hình 23-8 theo công suất ngõ khuếch đại Bảng cung cấp giá trị gần cho điện trở Các giá trị thay đổi nhiều khuếch đại không ghi định mức suất hiệu dụng (RMS) mà công suất đính (PMPO) C ô n g s u ấ t n g õ k h u ế c h đ ại 0- 1w 1- w 5-20 w 20 - 50 w 50 - 100 w Rx Không 10 x w 1w 47 Q X w 100 Q X w 2 Í Ì X Dùng solenoid quay động DC nhỏ Các solenoid quay động DC công suất nhỏ có hộp giảm tốc sử dụng đế’ làm 164 miệng đầu điện tử cử động (Hình 23-9) Hình minh họa cho thấy cách sử dụng trục động tạo chuyển động tuyến tính để mở khép miệng Chú ý, đế đạt hiệu tối ưu, chuyến động phải diễn tốc độ thấp Dùng máy tính Ngõ từ loa máy tính dùng để điều khiển mạch điện (Hình 23-10) Ghép ngõ loa máy tính với khuếch đại âm thanh, khuếch đại điều khiển đầu điện tử Bạn ghi âm vào máy tính đầu nói, hiệu ứng âm Sau điều khiến bàn phím chuột Máy phát FM công suất nhỏ Nếu máy phát FM công suất nhỏ để làm micro không dây, bạn tự chế tạo thiết bị Hình 23-11 sơ đồ máy phát FM tranzito, có thề gởi tín hiệu đến máy thu FM nhỏ cách xa 50 m Hình 23-12 báng mạch in dùng cho máy phát Cuộn dày LI có vòng dây cỡ 20-28 AWG, đường kính cuộn dây cm lõi Ăng-ten sợi dây dẫn trần, dài khoảng 15-30 cm Mạch điện đặt hộp nhựa nhỏ Việc sử dụng mạch phát sóng FM đơn giản Bạn điều Hình 23-12 chĩnh c v để chọn tần sô băng tần FM nói vào micro Nếu âm phát loa, dù loa cách xa vài mét, bạn chọn tần sô khác Bạn nhận âm không rõ, pha tạp âm, tinh chỉnh c v Nếu có tiếng rít nói, bạn cần đặt micro cách xa máy thu đổi hướng micro để tránh âm phản hồi lọt vào micro 165 D an h m ụ c lin h kiện Q1 Tranzito BF494 tương đương, loại NPN MIC Micro R1 Điện trở 4,7 kQx 1/8 w R2 Điện trở 10 kQx 1/8 w R3 Điện trở 5,6 kQx 1/8 w R4 Điện trở 47 kíì X 1/8 w C1 Tụ hỏa 10 |iF X 12V C2 Tụ gốm 4700 pF C3 Tụ gốm 4,7 pF C4 Tụ gốm 0,1 |iF cv Biến dung 15-40 pF B1 Nguổn Vdc (2 pin AA) L1 Cuộn dây A Ăng ten PCB, hộp nhựa, dây nối ứng dụng kỹ thuật dại Nhiều phòng thí nghiệm trung tâm nghiên cứu, trường đại học giới chế tạo "cái đầu biết nói" hiệu quả, không sử dụng 166 robot máy móc, mà dùng để nghiên cứu bệnh tật liên quan đến giọng nói Trong tương lai, với trợ giúp hệ thống nhận diện tiếng nói, tìm thấy nhiều đầu biết nói có khả hiếu nói với chúng Ý tưởng mở rộng mạch diện Cái đầu điện tử biết “nói” dùng nhiều hệ thống thú vị Bạn phát triển đầu điện tử theo hướng sau: • Lắp thêm máy phát sóng vào đầu phép người nói vào micro nghe mà đầu nói, dù xa • Chế tạo đầu kỳ dị nói để sử dụng lễ hội Halloween • Chê tạo robot có đầu biết nói điều khiển máy tính MỤC LỤC Giới thiiệu Mạch điện - Xe đ u a 11 Mạch diện - Robcom: Robot đấu s ĩ 20 Mạch diện - Các mạch điều khiến dùng mô-đun P W M 28 Mạch đtiện - Động i o n 34 Mạch đỉiện - Điện kế thí nghiệm 46 Mạch diện - Thí nghiệm với nam châm đ iệ n 53 Mạch diện - Chiết áp điện t 58 Mạch diện - Thí nghiệm với máy phát điện E O S 64 Mạch diện - Đại bác điện tử 72 Mạch diện 10 - Tạo hình LISSAJOUS l a s e r 80 Mạch diện 11 - Điều khiển động c 91 Mạch diện 12 - Thang m y 99 Mạch diện 13 - Điều khiển động b c 107 Mạch điện 14 - Máy phép t h u ậ t 115 Mạch diện 15 - Robot tự h n h 120 Mạch diện 16 - Cánh tay m y 126 Mạch điện 17 - Cảm biến vị t r í , 133 Mạch điện 18 - Điều khiển từ xa chùm tia s n g 138 Mạch d iện 19 - Ca-nô cánh q u t 143 Mạch d iệ n 20 - Máy tung đồng x u 148 Mạch đ iệ n 21 - Bộ định điện t .151 Mạch diện 22 - Thí nghiệm với P L C 155 Mạch đ iện 23 - Cái đầu điện tử biết “nói” 160 167 / THIẾT KẾ LẮP ĐẶT MẠNG ĐIỆN KHU DÂN c / THIẾT KẾ LẮP ĐẶT MẠNG ĐIỆN xí NGHIỆP - CÔNG NGHIỆP / THIẾT KỂ LẮP ĐẶT MẠNG ĐIỆN TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI / THIỂT KỂ LẮP ĐẶT ĐIỆN CÔNG NGHIỆP / THIẾT KỂ LẮP ĐẶT ĐIỆN NHÀ ó / KỸ THUẬT QUẤN DÂY / SỬA CHỮA NÂNG CẤP MẠNG ĐIỆN DÂN DỤNG / THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỸ THUẬT ỐNG LUỒN DÂY ĐIỆN / BÁCH KHOA MẠCH ĐIỆN TI + T2 10/MÁY ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIẾU KHIỂN 11/CẨM NANG XỬ LÍ c ố ĐIỆN - ĐIỆN TỬ 12/XỬ LÍ Sự CỐ ĐIỆN TỬ TỔNG Hộp CÁC HỎNG HÓC 13/THựC HÀNH KỸ THUẬT c ĐIỆN LẠNH 14/THựC HÀNH KỸ NGHỆ LẠNH 15/HƯỚNG DẪN Tự LẮP RÁP 100 MẠCH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ 16/HƯỚNG DẪN ĐỌC sơ Đồ MẠCH ĐIỆN 17/CƠ ĐIỆN TỬ LẮP RÁP 57 MẠCH ĐIỆN THÔNG MINH 18/CƠ ĐIỆN TỬ LẮP RÁP 25 MẠCH ĐIỆN THÔNG MINH 19/CƠ ĐIỆN TỬ LẮP RÁP 23 MẠCH ĐIỆN THÔNG MINH 20/CẢM BIẾN ĐIỆN TỬ LẮP RÁP 50 MẠCH ĐIỆN THÔNG MINH Nơi Phát Hãnh CTY TNHH VĂN HÓẠTRÍ DÂN HIỆU SÁCH NGUYỄN TRÃI 4A Ng Trãi - P3 - Q5 - Tp.HCM ĐT: 9901846 - 8383669 - Fax: 9971765 ...TRẦN THẾ SAN - CHÂU NGỌC THẠCH C Đ IỆ N TỬ Tự Thiết K - Lắp Ráp MạdtíỊi nia na CHUYÊN VỀ ĐIỀU KHIỂN Tự ĐỘNG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT Tự THIẾT KẼ LÁP RÁP 23 MẠCH BIỆN THÔNG MINH TRẦN... cần điều khiển (như trò chơi điện tử - video game) để điều khiển Robcom Mạch dùng relay điều khiển động điện Bốn công tắc cần điều khiển dùng đề đóng/ngắt nguồn điện đến động đảo 23 Động co phải'... rằng, điều khiến độ rộng xung điều khiến công suất trung bình đặt vào động vào phụ tai khác Sự điều khiển độ rộng xung gọi biến điệu dộ rộng xung (PWM) - • - ■] -1 - -1 - - - Ị - ầ