THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ I. CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 1. Khái quát về điện Các thiết bị điện được sử dụng trong nhiều hệ thống của ô tô và có các chức năng khác nhau. 1.1 Các chức năng của điện Hình 1. Các thiết bị điện Chức năng phát nhiệt Nhiệt được tạo ra khi điện đi qua một điện trở, như cái châm thuốc lá, cầu chì. Chức năng phát sáng Ánh sáng được phát ra khi điện đi qua một điện trở, như một bóng đèn phát sáng. Chức năng từ tính Một lực từ được tạo ra khi điện đi qua một dây dẫn hoặc cuộn dây, như cuộn dây đánh lửa, máy phát điện, kim phun. Mọi chất đều có các nguyên tử, các nguyên tử gồm có hạt nhân và các điện tử. Một nguyên tử kim loại có các điện tử tự do. Các điện tử tự do là các điện tử có thể chuyển động tự do từ các nguyên tử. Việc truyền các nguyên tử tự do này trong các nguyên tử kim loại sẽ tạo ra điện. Do đó điện chạy qua một mạch điện là sự di chuyển của các điện tử trong một dây dẫn. Khi đặt một điện áp vào cả 2 đầu của một dây dẫn kim loại, các điện tử chạy từ cực âm đến cực dương. Chiều chuyển động của dòng điện tử ngược chiều với chiều của dòng điện. 1.2 Ba yếu tố của điện U R I Điện bao gồm ba yếu tố cơ bản: Dòng điện Đây là dòng chảy qua một mạch điện. Đơn vị : A (Ampe) Điện áp Đây là lực điện động làm dòng điện chạy qua một mạch điện. Điện áp càng cao thì lượng dòng điện càng lớn sẽ chảy qua mạch điện này. Đơn vị : V (Vôn) Điện trở Đây là phần đối lập với dòng điệ
Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ TP Hồ Chí Minh, 04 năm 2009 Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô I CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN Khái quát điện Các thiết bị điện sử dụng nhiều hệ thống tơ có chức khác 1.1 Các chức điện Hình Các thiết bị điện - Chức phát nhiệt Nhiệt tạo điện qua điện trở, châm thuốc lá, cầu chì - Chức phát sáng Ánh sáng phát điện qua điện trở, bóng đèn phát sáng - Chức từ tính Một lực từ tạo điện qua dây dẫn cuộn dây, cuộn dây đánh lửa, máy phát điện, kim phun Mọi chất có nguyên tử, nguyên tử gồm có hạt nhân điện tử Một nguyên tử kim loại có điện tử tự Các điện tử tự điện tử chuyển động tự từ nguyên tử Việc truyền nguyên tử tự nguyên tử kim loại tạo điện Do điện chạy qua mạch điện di chuyển điện tử dây dẫn Khi đặt điện áp vào đầu dây dẫn kim loại, điện tử chạy từ cực âm đến cực dương Chiều chuyển động dòng điện tử ngược chiều với chiều dòng điện 1.2 Ba yếu tố điện I U R Điện bao gồm ba yếu tố bản: - Dòng điện Đây dòng chảy qua mạch điện Đơn vị : A (Ampe) - Điện áp Đây lực điện động làm dòng điện chạy qua mạch điện Điện áp cao lượng dòng điện lớn chảy qua mạch điện Đơn vị : V (Vôn) - Điện trở Đây phần đối lập với dòng điện, thể cản trở dòng điện mạch Đơn vị : Ω (Ohm) Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ Mối quan hệ dòng điện, điện áp điện trở biểu diễn định luật Ohm Hình Dòng điện dây dẫn 1.3 Công suất Công suất điện thể lượng công thiết bị điện thực giây Công suất đo Watt (W), 1W lượng công nhận điện áp V đặt vào điện trở phụ tải tạo dòng điện 1A giây Cơng suất tính theo cơng thức sau: P = U.I - P: Công suất, đơn vị : W - I: Dòng điện, đơn vị : A - U: Điện áp, đơn vị : V Ví dụ: Nếu đặt 5A dòng điện thời gian giây, điện áp 12V, thiết bị điện thực công 60W (5 x 12 = 60) 1.4 Dòng điện chiều dòng điện xoay chiều Một dòng điện có chiều khơng thay đổi với biên độ khơng thay đổi gọi dòng điện chiều Mặt khác, dòng điện thay đổi chiều có biên độ thay đổi gọi dòng điện xoay chiều - Dòng điện chiều (DC) Đây loại dòng điện chạy theo chiều khơng thay đổi, từ cực dương đến cực âm, ắc quy tơ pin khơ - Dòng điện xoay chiều (AC) Đây loại dòng điện đổi chiều theo chu kỳ đặn Điện ổ cắm nhà nguồn điện pha công nghiệp sử dụng nhà máy số ví dụ Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ Hình Dòng điện chiều dòng điện xoay chiều Điện trở Điện trở sử dụng tơ có nhiều dạng khác Một điện trở thông dụng kỹ thuật điện tử ô tô điện trở than Điện trở than gồm hỗn hợp bột than chất khác pha trộn theo tỉ lệ khác nên có trị số điện trở khác Bên điện trở bọc lớp cách điện Trị số điện trở ký hiệu vòng màu Hình dáng điện trở than vòng màu Hình Trong trường hợp đặc biệt, khơng có vòng số (loại điện trở có vòng màu) sai số 20% Cách đọc: Đọc từ trái sang phải Vạch vạch thứ hai biểu thị giá trị thực điện trở, vạch thứ ba biểu thị thang nhân 10x (với x giá trị tương ứng với giá trị màu), vạch thứ tư dung sai điện trở Ví dụ: Điện trở có vạch màu từ trái sang là: Đỏ - tím - cam - bạc Thì giá trị điện trở là: Đỏ = 2, tím = 7, cam =103, bạc = 10% Vậy: R = 27 103 10% R = 27 K 10% Lưu ý mua điện trở: Người ta khơng thể chế tạo điện trở có đủ tất trị số từ nhỏ đến lớn mà chế tạo điện trở có trị số theo tiêu chuẩn với vòng màu số vòng màu số hai có giá trị sau: 10 12 15 18 22 27 33 39 43 47 51 56 68 75 82 91 Bảng Các giá trị điện trở Ví dụ: Có điện trở: ; 10 ; 100 ; 1K 1,5 ; 15 ; 150 ; 1,5K 4,7 ; 47 ; 470 ; 4,7K Bảng qui ước vạch màu điện trở: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Hình Vạch màu điện trở Màu Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Xanh Xanh dương Tím Xám Trắng Vàng kim Bạc kim Vòng số (số thứ nhất) Vòng số (số thứ hai) Vòng số (số bội) x 100 x 101 x 102 x 103 x 104 x 105 x 106 x 107 x 108 x 109 x 10-1 x 10-2 Bảng Giá trị vạch màu Vòng số (sai số) 1% 2% 5% 10% Đối với điện trở có vòng màu, cách đọc tương tự điện trở vòng màu, khác vòng màu số, vòng số bội, vòng sai số Điện trở nhiệt:(Thermistor) Là loại điện trở nhiệt có trị số thay đổi theo nhiệt độ Nhiệt trở thường dùng để ổn định nhiệt cho tầng khuyếch đại công suất hay làm linh kiện cảm biến hệ thống điều khiển tự động theo nhiệt độ Hình Nhiệt điện trở Có hai loại nhiệt trở: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô - Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở âm loại nhiệt điện trở nhận nhiệt độ cao trị số điện trở giảm xuống ngược lại - Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở dương loại nhiệt điện trở nhận nhiệt độ cao trị số điện trở tăng lên Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt âm loại bán dẫn có điện trở thay đổi theo biến đổi nhiệt độ Nói khác đi, nhiệt điện trở xác định nhiệt độ cách dò điện trở Hình Cảm biến nhiệt độ Ví dụ ứng dụng: Trong xe ô tô, nhiệt điện trở sử dụng cảm biến nhiệt độ nước cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp, v.v Phần tử áp điện: Điện trở phần tử áp điện thay đổi chịu áp suất lực căng Phần tử từ trở: Điện trở phần tử từ trở thay đổi từ trường đặt vào Vì thay đổi điện trở phần tử nhỏ, IC (các mạch tích hợp) khuyếch đại Sau điện trở biến đổi thành xung tín hiệu tương tự để sử dụng chúng tín hiệu cảm biến Hình Phần tử áp điện Tụ điện Một tụ điện có điện cực, gồm có kim loại màng kim loại đối diện với Chất cách điện (hoặc chất điện mơi), làm chất cách điện khác nhau, đặt điện cực Trong sơ đồ này, không khí có tác dụng chất cách điện Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Hình Tụ điện Khi đặt điện áp vào điện cực cách nối cực âm dương ắc quy, điện cực tích điện dương âm Khi điện cực tụ điện tích điện bị đoản mạch, có dòng điện tức thời chạy từ cực (+) đến cực (-) làm trung hòa tụ điện Vì tụ điện phóng điện Ngồi chức tích điện mơ tả đây, đặc điểm đáng kể tụ điện ngăn khơng cho dòng điện chiều chạy qua Một số mạch điện sử dụng chức tích điện tụ điện như: Mạch điều chỉnh nguồn điện, dòng điện dự phòng cho vi xử lí, mạch định thời sử dụng lượng thời gian cần thiết để nạp phóng điện cho tụ điện, mạch dùng tụ để ngăn dòng điện chiều, lọc để trích loại bỏ thành phần cụ thể tần số Bằng cách dùng đặc điểm này, tụ điện sử dụng mạch điện ô tơ cho nhiều mục đích, chẳng hạn để loại trừ nhiễu thay cho nguồn điện cơng tắc Các đặc điểm tích điện tụ điện Khi đặt điện áp dòng điện chiều vào tụ điện phóng điện hồn tồn, dòng điện bắt đầu chạy tốc độ nhanh Sau tụ điện bắt đầu tích điện, dòng điện giảm xuống Cuối cùng, dung lượng tĩnh điện (khả tích điện tụ điện) tụ điện đạt được, dòng điện dừng chạy Điện áp tụ điện thời điểm điện áp đặt Hình Hoạt động phóng nạp tụ điện Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tơ Cơng tắc, cầu chì relay 4.1 Cơng tắc Cơng tắc thiết bị đóng ngắt dòng điện người tác động Do yêu cầu thẩm mỹ khơng gian lắp đặt nên kích thước công tắc ngày nhỏ gọn Công tắc có nhiều loại khác tùy thuộc vào cơng dụng - Cơng tắc xoay Hình 10 Cơng tắc xoay - Công tắc ấn, công tắc bập bênh Hình Cơng tắc ấn - Cơng tắc cần, cơng tắc phát nhiệt độ Hình 11 Cơng tắc bập bênh Hình 12 Cơng tắc cần Hình 13 Cơng tắc phát nhiệt độ - Cơng tắc phát dòng điện, công tắc vận hành thay đổi mức dầu Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ Hình 14 Cơng tắc phát dòng điện Hình 14 Cơng tắc phát mức dầu 4.2 Cầu chì Một dải kim loại mỏng bị cháy dòng điện q lớn chạy qua nó, cách ngắt dòng điện bảo vệ mạch điện khỏi bị hư hỏng Hình 16 Các loại cầu chì Cầu chì dòng cao dây có chiều dày lớn đặt mạch điện cường độ dòng điện cao cháy tải, cách bảo vệ mạch điện 4.2 Relay Nếu mạch điện thiết bị đòi hỏi cường độ dòng điện cao gồm có nguồn điện, cơng tắc bóng đèn mắc nối tiếp, cơng tắc dây điện phải có cơng suất cao để chịu cường độ dòng điện cao Tuy nhiên, sử dụng relay để giảm dòng qua cơng tắc Cơng tắc điều khiển relay, relay điều khiển dòng lớn qua thiết bị điện Sơ đồ Hình 15 mơ tả chế làm việc relay Khi đóng cơng tắc, dòng điện chạy điểm 2, từ hóa cuộn dây Lực từ cuộn dây hút tiếp điểm di động điểm Do đó, điểm đóng lại để dòng điện chạy vào bóng đèn Vì qua việc sử dụng relay, công tắc dây dẫn đến cơng tắc có cơng suất thấp Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tơ 10 Hình 17 Mạch điện điều khiển Các loại relay Các relay phân loại thành loại Hình 16 tùy theo cách mở đóng chúng: - Loại thường mở: Loại thường mở, đóng cuộn dây cấp điện (A) (B) sơ đồ - Loại thường đóng: Loại thường đóng, mở cuộn dây cấp điện (C) sơ đồ - Loại tiếp điểm: Loại chuyển mạch hai tiếp điểm, tùy theo trạng thái cuộn dây (D) sơ đồ (B) (D) Hình 18 Các loại relay Ngun lí phát điện 5.1 Cảm ứng điện từ Một dây dẫn chuyển động tự đặt cực N S nam châm thể Hình 17 Sau đó, mắc điện kế vào dây dẫn để thành mạch kín Khi dịch chuyển dây dẫn cực từ thể sơ đồ, kim điện kế xoay Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 15 6.4 Đo điện trở Mục đích: Để đo điện trở biến trở, thông mạch mạch điện, đoản mạch (0 ), mạch hở () Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào vị trí đo điện trở/thơng mạch (Nếu hình thể “ “ vào thời điểm này, đồng hồ đo chế độ thử thông mạch Do bấm cơng tắc chọn chế độ để chuyển đồng hồ đo vào chế độ kiểm tra điện trở) Sau đặt đầu thử vào đầu điện trở cuộn dây để đo điện trở Phải bảo đảm không đặt điện áp vào điện trở thời điểm Không thể đo diode phạm vi này, điện áp sử dụng diode thấp Hình 27 Đo điện trở Hình 28 Đo diode 6.5 Kiểm tra thơng mạch Mục đích: Để kiểm tra thông mạch mạch điện Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào phạm vi đo thơng mạch (Bảo đảm hình “ ” vào thời điểm Nếu không vậy, bấm công tắc chọn chế độ để chuyển đồng hồ sang chế độ đo thông mạch) Nối đầu thử vào mạch điện cần thử Chuông báo kêu lên mạch điện thơng mạch 6.6 Thử diode Mục đích: Để thử diode Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào chế độ thử diode Kiểm tra thơng mạch chiều Nếu diode có thơng mạch chiều khơng có thơng mạch tráo đổi đầu thử, diode xác định bình thường Nếu diode có thơng mạch chiều, bị đoản mạch Nếu khơng thơng mạch chiều, bị hở mạch 6.7 Đo cường độ dòng điện chiều Mục đích: Để đo mức tiêu thụ cường độ thiết bị làm việc với dòng điện chiều Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào phạm vi đo cường độ dòng điện Để đo cường độ dòng điện, phải mắc ampe kế nối tiếp với mạch điện Do đó, tách khu vực mạch điện để nối đầu thử Nối đầu thử dương vào phía có điện cao đầu thử âm vào phía có điện thấp hơn, đọc giá trị đo Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 16 II CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ Các điện tử nhỏ, hạt tích điện âm chuyển động quanh hạt nhân Các proton hạt nhân tích điện dương Điện tử học khoa học công nghệ đề cập đến chức điện tử, việc phát triển ứng dụng phận, mạch, thiết bị liên quan đến công nghệ (Các transistor, diode, IC (các mạch tích hợp) vi xử lý số ví dụ ứng dụng) Các IC vi xử lý gồm transistor diode Các thiết bị điện tử thay nhiều thiết bị khí khứ Các thiết bị điện tử thiết kế có nhiều chức nhỏ gọn thiết bị khí Hình 29 Các thiết bị điện tử Hình 30 Điện trở vật liệu Chất bán dẫn Chất bán dẫn loại vật liệu có điện trở cao điện trở dây dẫn tốt đồng sắt, thấp điện trở chất cách điện cao su thuỷ tinh Hai loại vật liệu bán dẫn sử dụng phổ biến Germani (Ge) Silic (Si).Tuy nhiên trạng thái tinh khiết chúng, chất khơng thích hợp với việc sử dụng thực tế chất bán dẫn.Vì lý chúng phải pha với chất phụ gia, lượng nhỏ tạp chất phải thêm vào để nâng cao cơng dụng thực tế chúng Các đặc tính chất bán dẫn: - Khi nhiệt độ tăng lên, điện trở giảm xuống - Tính dẫn điện tăng lên trộn với chất khác - Điện trở thay đổi có tác dụng ánh sáng, từ tính ứng suất học - Nó phát sáng đặt điện áp vào, v.v Có thể chia chất bán dẫn thành hai loại: Loại N loại P Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 17 Hình 31 Chất bán dẫn loại N loại P - Các chất bán dẫn loại N: Một chất bán dẫn loại N gồm có chất silic (Si) germani (Ge), pha trộn với lượng nhỏ asen (As) phốtpho (P) để cung cấp cho nhiều điện tử tự do, chuyển động dễ dàng qua silic germani để tạo dòng điện Chữ "n" chất bán dẫn loại n có nghĩa "âm" Hình 32 Hoạt động diode - Các chất bán dẫn loại P: Mặt khác, chất bán dẫn loại p gồm có chất silic (Si) germani (Ge) pha trộn với gali (Ga) Indi (In) để tạo "các lỗ", coi điện tử "khuyết" tích điện dương chạy theo chiều ngược với điện tử tự Chữ "p" chất bán dẫn loại P có nghĩa "dương" Diode Các diode bán dẫn bao gồm chất bán dẫn loại N loại P nối với Một số loại diode: - Diode chỉnh lưu thường - Diode Zener - LED (diode phát sáng) - Photo Diode Hình 23 cho thấy dòng điện chạy qua diode - Khi cực dương (+) ắc quy nối với phía P cực âm (-) nối với phía N, lỗ dương chất bán dẫn loại P cực dương ắc quy đẩy lẫn Và điện tử tự chất bán dẫn loại N cực âm ắcquy đẩy lẫn nhau, đẩy chúng khu vực nối p-n Do điện tử tự lỗ dương hút lẫn nhau, làm cho dòng điện chạy qua khu vực nối p-n Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 18 - Khi đảo ngược cực ắcquy, lỗ dương chất bán dẫn loại p cực âm ắcquy hút lẫn nhau, điện tử tự chất bán dẫn loại n cực dương ắc quy hút lẫn nhau, kéo xa khỏi khu vực nối p-n Kết là, lớp không chứa điện tử tự lỗ dương tạo nên khu vực nối p-n, ngăn chặn dòng điện chạy qua 2.1 Diode thường Diode thường làm cho dòng điện chạy theo chiều: từ phía p sang phía n Cần có điện áp tối thiểu để dòng điện chạy từ phía p sang phía n - Diode silic (A) : khoảng 0,7V - Diode germani (B) : khoảng 0,3V Hình 33 Diode thường Dòng điện khơng chạy điện áp đặt vào chiều ngược lại (từ phía N sang phía P) Mặc dù dòng điện cực nhỏ chạy thực tế, gọi dòng điện rò ngược chiều, xử lý khơng chạy không tác động đến hoạt động mạch thực Tuy nhiên điện áp rò ngược chiều tăng lên đầy đủ, cường độ dòng điện cho phép qua diode tăng lên đột ngột Hiện tượng gọi đánh thủng diode, điện áp gọi điện áp đánh thủng Chức chỉnh lưu: - Điện áp chỉnh lưu bán kỳ: Điện áp từ máy phát AC đặt vào diode Vì điện áp đoạn (a), (b) đặt vào diode theo chiều thuận, dòng điện chạy qua diode Tuy nhiên, điện áp đọan (b), (c) đặt vào diode theo chiều ngược, nên dòng điện khơng phép qua diode Vì có nửa dòng điện máy phát sinh phép qua diode Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 19 Hình 34 Hoạt động chỉnh lưu - Chỉnh lưu tồn kỳ: Khi cực A máy phát dương, cực B âm, dòng điện chạy thể sơ đồ hình minh họa (2) Khi phân cực đầu ngược lại, dòng điện chạy thể sơ đồ hình minh họa (2) Điều có nghĩa dòng điện luôn chạy chiều qua điện trở R Ví dụ ứng dụng: Các diode nắn dòng thường sử dụng nhcác chỉnh lu cho máy phát điện xoay chiều Hình 35 Ứng dụng diode 2.2 Diode Zener 2.2.1 Mô tả Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 20 Hình 36 Diode Zenner Diode Zenner cho phép dòng điện chạy qua theo chiều thuận giống diode thường Tuy nhiên, cho dòng điện ngược qua số trường hợp 2.2.2 Các đặc điểm Hình 37 Hoạt động diode Zenner Dòng điện chạy theo chiều thuận từ phía p sang phía n qua diode Zener diode thường Một dòng điện chạy theo chiều ngược lại điện áp đặt vào hai đầu Zenner lớn điện áp hoạt động Điều gọi điện áp Zener, giữ nguyên không thay đổi thực tế, cường độ dòng điện Một diode Zener ấn định với điện áp hoạt động khác tuỳ theo áp dụng mục đích 2.2.3 Ví dụ ứng dụng Các diode Zener sử dụng cho mục đích khác nhau, quan trọng sử dụng tiết chế cho máy phát điện xoay chiều Điện áp điều chỉnh thường xuyên, cách gắn diode Zener vào mạch điện Hình 38 Ứng dụng diode Zenner 2.3 LED (Diode phát sáng) 2.3.1 Mô tả LED diode liên kết p-n giống diode thường Nó phát sáng dòng điện qua theo chiều thuận, LED phát sáng với màu khác Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 21 màu đỏ, vàng xanh lục 2.3.2 Các đặc điểm Các LED có đặc điểm sau: - Phát nhiệt có tuổi thọ dài bóng điện thường - Phát ánh sáng tốt với mức tiêu thụ điện thấp - Phản ứng với điện áp thấp (tốc độ phản ứng nhanh) Hình 39 LED 2.3.3 Ví dụ ứng dụng Các LED sử dụng loại đèn phanh lắp cao đèn báo, v.v 2.4 Diode quang 2.4.1 Mô tả Diode quang diode liên kết p-n gồm có chất bán dẫn thấu kính Nếu đặt điện áp ngược chiều vào diode quang chiếu ánh sáng, dòng điện ngược chiều chạy qua Cường độ dòng điện thay đổi theo tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng rơi diode quang Nói khác đi, diode quang xác định cường độ ánh sáng cách phát cường độ dòng điện ngược đặt điện áp ngược Hình 40 Diode quang 2.4.2 Ví dụ ứng dụng Các diode quang sử dụng cảm biến ánh sáng mặt trời cho máy điều hòa khơng khí, v.v Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 22 Hình 41 Ứng dụng Diode quang Các transistor 3.1 Các transistor thường 3.1.1 Mơ tả Hình 42 Transistor Một transistor chứa ba lớp gồm có chất bán dẫn loại P kẹp hai bán dẫn loại N, bán dẫn loại N kẹp hai bán dẫn loại P Một điện cực gắn vào lớp nền: B (cực gốc), E (cực phát) C (cực góp) Các transistor thường chia làm hai loại, NPN PNP, tuỳ theo cách bố trí chất bán dẫn Một transistor thực chức sau đây: - Khuyếch đại - Chuyển mạch 3.1.2 Hoạt động Trong transistor NPN dòng điện IB chạy từ B tới E, dòng điện Ic chạy từ C đến E Trong transistor PNP dòng điện IB chạy từ E (cực phát) đến B (cực gốc), dòng điện Ic chạy từ E đến C Dòng điện IB gọi dòng cực gốc, dòng điện Ic gọi dòng cực góp Do đó, dòng điện Ic chạy có dòng điện IB 3.1.3 Các đặc tính Trong transistor thường dòng điện cực góp (Ic) dòng điện cực gốc (IB) có mối quan hệ thể sơ đồ Các transistor thường có hai chức theo cơng dụng bản: Như thể Hình 41, phần "A" sử dụng khuyếch đại tín hiệu phần "B" sử dụng cơng tắc 3.1.4 Khuyếch đại tín hiệu Trong phạm vi "A" đồ thị này, dòng cực góp lớn gấp 10 đến 1000 lần dòng cực gốc Do đó, sử dụng cực làm tín hiệu vào (IB) tín hiệu cực góp (IC) khuếch đại lên 3.1.5 Chức chuyển mạch Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 23 Trong transistor, dòng cực góp (Ic) chạy có dòng điện cực gốc (IB) Do dòng điện cực gốc bật mở “ON” ngắt “OFF” cách bật mở ngắt dòng điện cực gốc (IB) Đặc điểm transistor sử dụng cơng tắc Hình 43 Hoạt động Transistor 3.1.6 Ví dụ ứng dụng Các transistor sử dụng nhiều mạch Khơng có khác chức transistor NPN PNP Hình 44 Ứng dụng Transistor 3.2 Transistor quang 3.2.1 Các đặc điểm Khi transistor quang nhận ánh sáng điện (+) đặt vào cực góp cực phát nối mát, dòng điện chạy qua mạch Cường độ dòng chạy qua mạch thay đổi theo lượng ánh sáng chiếu transistor quang Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 24 Do đó, ánh sáng chiếu transistor có chức dòng điện cực gốc transistor thường Hình 45 Transistor quang 3.2.2 Ví dụ ứng dụng Trong ô tô, transistor quang sử dụng cảm biến giảm tốc, v.v Hình 46 Ứng dụng transistor quang IC (Mạch tích hợp) Một IC tổ hợp vài đến vài nghìn mạch điện chứa transistor, diode, tụ điện, điện trở, v.v chúng gắn lên vài mm2 chíp silic, đặt khối nhựa gốm Một IC đơn có số khả chức đặc biệt khả so sánh logic tín hiệu trị số, khả khuyếch đại điện áp đầu vào Các IC có ưu mạch khơng tích hợp: - Vì nhiều yếu tố gắn lên chíp silic đơn, đầu nối tiếp xúc giảm đáng kể, dẫn đến giảm hư hỏng - Chúng nhỏ nhẹ nhiều - Chi phí sản xuất thấp nhiều Một IC chứa nhiều phần tử, từ 1000 đến 100.000, gọi LSI (Tích hợp quy mơ lớn) Một IC chứa 100.000 phần tử gọi VLSI (Tích hợp quy mơ lớn) Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ Hình 47 Cấu tạo IC 25 Hình 48 Tín hiệu tương tự Các tín hiệu tương tự số hố Các tín hiệu điện chia thành loại: tương tự số 5.1 Tín hiệu tương tự Các tín hiệu tương tự thay đổi liên tục thơng suốt theo thời gian Vì vậy, đặc điểm chung tín hiệu tương tự chỗ đầu thay đổi theo tỷ lệ với đầu vào Hình 49 Tín hiệu số 5.2 Tín hiệu số Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ 26 Các tín hiệu số thay đổi (Mở “ON” Ngắt “OFF”) lúc theo thời gian Đặc tính chung mạch số chỗ đầu thay đổi đột ngột đầu vào tăng lên tới mức Chẳng hạn như, đầu vào tăng từ 0V đến 5V, đầu 0V đầu vào đạt tới 5V Tuy nhiên đầu đột ngột nhảy lên 5V đầu vào đạt tới 5V Mở Ngắt tín hiệu chuyển hay khơng Bình thường, Mở thể Ngắt Khi điện áp sử dụng tín hiệu đầu vào cần phải lấy điện áp làm chuẩn Sau đó, điện áp điện áp chuẩn tín hiệu 1, điện áp chuẩn tín hiệu Chẳng hạn như, đạt điện áp chuẩn 5V, máy tính xác định tín hiệu 9V, 7V 6V 1, tín hiệu thể tín hiệu đầu vào Mặt khác tín hiệu 2V 0V coi "0" khơng có tín hiệu đầu vào coi tồn Các mạch logic 6.1 Mô tả Các IC số chứa vài phần tử khác Các mạch IC số gọi mạch logic mạch số lập thành tổ hợp loại khác cổng NOT, OR, NOR, AND NAND Vì cổng có khả đặc biệt để xử lý logic hai nhiều tín hiệu, chúng gọi cổng logic Một mối quan hệ logic thiết lập đầu vào đầu tín hiệu số Một bảng thực trình bày mối quan hệ đầu vào đầu tín hiệu số Hình 50 IC số 6.2 Cổng NOT Hình 51 Cổng NOT Một cổng NOT có đầu tín hiệu ngược với tín hiệu đầu vào Khi điện áp đặt lên cực vào A, khơng có điện áp truyền cực Y Một mạch điện có chức cổng NOT: Khi cơng tắc A đóng lại (ON), mở (OFF) điểm tiếp xúc relay, làm cho đèn tắt Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 27 Hình 52 Sơ đồ hoạt động cổng NOT 6.3 Cổng OR Trong cổng OR, tín hiệu cần tín hiệu vào Khi đặt điện áp vào hai đầu vào A B, có điện áp đầu Y Hình 53 Cổng OR Một mạch điện có chức cổng OR: Khi hai cơng tắc A B đóng lại (ON), đèn sáng lên Hình 54 Hoạt động cổng OR 6.4 Cổng NOR Một cổng NOR tổ hợp cổng OR cổng NOT Tín hiệu đầu Y hai đầu vào A B Tín hiệu đầu Y hai đầu vào A B số Hình 55 Cổng NOR 6.5 Cổng AND Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 28 Trong cổng AND, đầu tín hiệu vào Sẽ có điện áp đầu Y điện áp đặt vào hai đầu vào A B Hình 56 Cổng AND Hình 57 Hoạt động cổng AND Một mạch điện có chức cổng AND: Đèn không sáng lên trừ hai công tắc A B đóng lại (ON) 6.6 Cổng NAND Cổng NAND tổ hợp cổng AND cổng NOT Tín hiệu đầu Y hai đầu vào A B Tín hiệu đầu Y hai đầu vào A B Hình 58 Cổng NAND 6.7 Bộ so Một so đối chiếu điện áp đầu vào dương (+) với đầu vào âm (-) Nếu điện áp đầu vào dương A cao điện áp đầu vào âm B, đầu Y Nếu điện áp đầu vào dương A thấp điện áp đầu vào âm B, đầu Y Hình 59 Bộ so Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 29 Máy vi tính Hình 62 Máy vi tính 7.1 Mơ tả cấu tạo Máy vi tính nhận tín hiệu từ thiết bị đầu vào, xử lý tín hiệu điều khiển thiết bị đầu Một máy vi tính gọi ECU (bộ điều khiển điện tử) Trong hệ thống chung xe, phận đầu vào cảm biến, phận đầu chấp hành 7.2 Cấu tạo Một máy vi tính gồm có CPU (bộ xử lý trung tâm), nhớ khác nhau, giao diện I/O (đầu vào/đầu ra) - Bộ nhớ : Bộ nhớ gồm có mạch điện để lưu giữ chương trình điều hành liệu trao đổi Có hai loại nhớ: ROM (bộ nhớ đọc), RAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) Bộ nhớ ROM khơng thể thay đổi xóa Vì vậy, liệu lưu giữ không dù nguồn điện bị ngắt Vì nhớ ROM sử dụng để lu giữ chương trình khơng cần phải thay đổi xóa Bộ nhớ RAM loại nhớ, liệu thay đổi xóa Bất liệu lưu giữ nguồn điện bị cắt Vì nhớ RAM sử dụng để lưu giữ liệu thay đổi xóa thơng qua phép tính CPU thực - CPU : Bộ CPU trung tâm chức máy tính, gồm có cấu điều khiển phận tính tốn Nó thực lệnh chương trình lệnh theo tín hiệu từ cấu đầu vào, điều khiển thiết bị đầu - Giao diện I/O: Một giao diện I/O biến đổi liệu từ thiết bị đầu vào thành tín hiệu CPU nhớ nhận dạng Ngồi ra, biến đổi liệu CPU xử lý thành tín hiệu thiết bị đầu nhận dạng Vì liệu truyền tốc độ thiết bị I/O, CPU, phận nhớ khác nhau, chức giao diện I/O dùng để điều chỉnh tốc độ ... (số thứ hai) Vòng số (số bội) x 10 0 x 10 1 x 10 2 x 10 3 x 10 4 x 10 5 x 10 6 x 10 7 x 10 8 x 10 9 x 10 -1 x 10 -2 Bảng Giá trị vạch màu Vòng số (sai số) 1% 2% 5% 10 % Đối với điện trở có vòng màu,... màu số hai có giá trị sau: 10 12 15 18 22 27 33 39 43 47 51 56 68 75 82 91 Bảng Các giá trị điện trở Ví dụ: Có điện trở: ; 10 ; 10 0 ; 1K 1, 5 ; 15 ; 15 0 ; 1, 5K 4,7 ; 47 ; 470... Cơng tắc xoay Hình 10 Cơng tắc xoay - Cơng tắc ấn, cơng tắc bập bênh Hình Công tắc ấn - Công tắc cần, công tắc phát nhiệt độ Hình 11 Cơng tắc bập bênh Hình 12 Cơng tắc cần Hình 13 Cơng tắc phát