DO AN MON HOC: CƠ BẢN VỀ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

dfghjkl;'

Trêng §HSPKT – Hng Yªn- §å ¸n M«n häc - Khoa §iÖn - §iÖn tö ĐỀ TÀI 01:CƠ BẢN VỀ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nhóm sinh viên thưc hiện: 1.Nguyễn Duy Nhất 2.Phạm Văn Nhất 3.Trương Thị Nhiễu 4.Lý Thị Nụ Khóa :2007-2011 Nghành đào tạo :Điện-Điện tử Tên đề tài:Nghiên cứu,chế tạo thiêt bị tự động đóng mở,khóa vòi nước khi rửa tay Thời lượng: 2 tín chỉ Thời gian thưc hiện: 8 tuần Điều kiện tiên quyết: Đã học mô đun: “Điện tử căn bản” và “Lý thuyết mạch” Số liệu cho trước; -Xưởng gia công và các thiêt bị cho trước -Các tài liệu giáo trình chuyên môn Nội dung cần hoàn thành: 1.Lạp kế hoạch thực hiện và báo cáo theo dúng tiến độ(theo mẫu). 2.Nghiên cứu ứng dụng thực tế của thiết bị,đề ra phương án thiết kế,chế tạo. 3.Giới thiệu thông số,ứng dụng của các phần tử trong mạch. 4.Tính toán,lựa chọn các linh kiện. 5.Quy trình thưc hiện chế tạo hoàn thiện. 6.Quyển thuyết minh và các bản vẽ,Folie mô tả đầy đủ nội dung đề tài. Giáo viên hướng dẫn: 1.Nguyễn Ngọc Minh Gi¸o viªn Híng dÉn: NGUYỄN NGỌC MINH Sinh viªn Thùc hiÖn: 1.Nguyễn Duy Nhất 2.Phạm Văn Nhất 3.Trương Thị Nhiễu 4.Lý Thị Nụ 1 Trêng §HSPKT – Hng Yªn- §å ¸n M«n häc - Khoa §iÖn - §iÖn tö NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn: Giáo viên hướng dẫn:NGUYỄN NGỌC MINH Sinh viên thực hiện: 1.Nguyễn Duy Nhất 2.Phạm Văn Nhất 3.Trương Thị Nhiễu 4.Lý Thị Nụ -5- Hng yªn, Ngµy …Th¸ng .N¨m 2008 Trêng §HSPKT – Hng Yªn- §å ¸n M«n häc - Khoa §iÖn - §iÖn tö MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………….3 PHẦN 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỘT SỐ LOẠI LINH KIỆN………………………………………………………………………4 1.Điệntrở……………………………………………………………………… .5 2.Tụđiện……………………………………………………………………… 6 3.Phần tử một mặt ghép p-n (Điôt)……………………………………………. 4.Transistor lưỡng cực………………………………………………………… 5.Transistor BC548…………………………………………………………… 6. Transistor BD136……………………………………………………………. 7.IC NE 555…………………………………………………………………… 8.Mắt thu hồng ngoại HS0038A2……………………………………………… 9.LED hồng ngoại……………………………………………………………… 10.Rơle…………………………………………………………………………. PHẦN 2:SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MẠCH TỰ ĐỘNG ĐÓNG MỞ KHÓA VAN XẢ NƯỚC RỬA TAY 1.Sơ đồ nguyên lý………………………………………………………………. 2.Nguyên lý hoạt động…………………………………………………………. PHẦN 3:NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM……………………… 1.Tài liệu tham khảo…………………………………………………………… 2.Phương án thiết kế…………………………………………………………… 3.Lựa chọn linh kiện,tính toán thử nghiệm và hoàn chỉnh việc chế tạo……. KẾT LUẬN…………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn:NGUYỄN NGỌC MINH Sinh viên thực hiện: 1.Nguyễn Duy Nhất 2.Phạm Văn Nhất 3.Trương Thị Nhiễu 4.Lý Thị Nụ -5- Trờng ĐHSPKT Hng Yên- Đồ án Môn học - Khoa Điện - Điện tử Lời nói đầu Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, điện tử đang ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống và đã mang lại hiệu quả kinh tế cao. Đặc biệt từ khi ra đời các linh kiện bán dẫn với độ tích hợp cao thì điện tử ngày càng khẳng định đợc vị thế của mình trong đời sống. Trong một khoảng thời gian tơng đối ngắn(so với các nghành khoa học khác),từ khi ra đời transistor(1948),nghành điện tử đã có những tiến bộ nhảy vọt, mang lại nhiều biến đổi lớn va sâu sắc trong mọi lĩnh vực của đời sống,dần trở thành một trong những công cụ quan trọng nhất của cách mạng khoa học kỹ thuật cao.Trong những năm gần đây,công nghệ vi điện tử phát triển mạnh mẽ.Sự ra đời của các vi mạch với u điểm nhỏ gọn,dung lợng lớn đã mang lại những thay đổi sâu sắc cho nghành kỹ thuật điện tử. Vi chúng em những sinh viên năm đầu tiên bớc vào ngỡng cửa trờng ĐH - năm đầu tien làm quen với chuyên ngành điện tử . Vì vậy có lẽ đồn án này sẽ giúp chúng em : Làm quen với bộ môn điện tử - những thiết bị điện tử và những ứng dụng của nó trong cuộc sống. Thực hành những gì mình đã đợc học ,giúp chúng em có sự tìm tòi chuẩn bị cho những thứ chúng em sẽ đợc học. Rèn luyện cho chúng em những kỹ năng tìm tòi nghiên cứu theo nhóm Do vậy khi nhận đợc đề tài Nghiên cứu và chế tạo van xả nớc tự động chúng em rất vui vì đây là một thiết bị đợc ứng dung rất nhiều trong cuộc sống.Sau khi nhận đợc chúng em có sự tìm tòi và với sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Công Minh chúng em đã hoàn thành. Do đây là lần đầu tiên ,trình độ còn hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp và bổ xung của thầy cô và bạn bè. Giỏo viờn hng dn:NGUYN NGC MINH Sinh viờn thc hin: 1.Nguyn Duy Nht 2.Phm Vn Nht 3.Trng Th Nhiu 4.Lý Th N -5- Trờng ĐHSPKT Hng Yên- Đồ án Môn học - Khoa Điện - Điện tử Phần I: GII THIU CHUNG V MT S LOI LINH KIN 1. Điện trở: 1.1. Khỏi nim: Điện trở là vật dẫn gây ra sự cản trở dòng điện chảy trong vật dẫn. Điện trở có tác dụng giống nhau trong cả mạch 1 chiều và mạch xoay chiều. Tức là chế độ làm việc của điện trở không phụ thuộc vào tần số của tín hiệu tác động lên nó. Ký hiệu là: R Đợc xác định bằng biểu thức: I U R = Đơn vị tính: ( ) 1.2. Phân loại: Có 5 loại điện trở chính: - Điện trở than ép dạng thanh chế tạo từ bột than với chất liên kết nung nóng hóa thể rắn, đợc bảo vệ bằng một lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn, công suất cỡ 0,25W-3W. - Điện trở than: có độ ổn định cao, là loại phổ biến nhất, có công suất >3W. - Điện trở màng kim loại: chế tạo theo cách kết lắng Ni-Cr, thân gốm cỏ xẻ rãnh xoắn sau đó phủ một lớp sơn, loại này có độ ổn định cao hơn loại than. - Điện trở ôxit kim loại: kết lắng màng ỗit thiếc trên thanh SiO 2 , chống nhiệt độ và ẩm tốt, công suất định danh 1/2W. - Điện trở dây quấn thờng dùng khi yêu cầu giá trị điện trở rất thấp hay yêu cầu dòng điện rất cao, công suất lớn hơn 5W. Giỏo viờn hng dn:NGUYN NGC MINH Sinh viờn thc hin: 1.Nguyn Duy Nht 2.Phm Vn Nht 3.Trng Th Nhiu 4.Lý Th N -5- Trờng ĐHSPKT Hng Yên- Đồ án Môn học - Khoa Điện - Điện tử 1.3. Đặc điểm điện trở: - Điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc của nó, do đó trị số thay đổi khi có dòng chảy qua do hiện tợng biến đổi năng lợng điện thành năng lợng nhiệt trên thân điện trở. - Giá trị điện trở còn thay đổi theo thời gian hay trong những điều kiện đặc biệt theo tần số tín hiệu xoay chiều tác động lên nó. - Khi có hai hay nhiều điện trở R1, R2 . Rn mắc nối tiếp nhau thì điện trở tổng cộng bằng tổng các điện trở riêng rẽ: RnRRR +++= .21 I=I 1 =I 2 = .=I n U=U 1 +U 2 + .+U n - Khi mắc hai hay nhiều điện trở R1, R2 . Rn song song thì điện trở tơng đ- ơng của chúng đợc tính bởi: RnRRR 1 . 2 1 1 11 +++= U=U 1 =U 2 = .=U n I=I 1 +I 2 + .+I n 1.4.Hình dạng thực tế một số loại điện trở 1 0 5 W 6 , 8 1 0 W Điện trở thờng Điện trở công suất Điện trở công suất Biến trở Giỏo viờn hng dn:NGUYN NGC MINH Sinh viờn thc hin: 1.Nguyn Duy Nht 2.Phm Vn Nht 3.Trng Th Nhiu 4.Lý Th N -5- Trêng §HSPKT – Hng Yªn- §å ¸n M«n häc - Khoa §iÖn - §iÖn tö 2.Tô ®iÖn 2.1. Khái niệm : -Tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng từ trường. -Kí hiệu là C -Được xác định bằng công thức: Z c = Cfj .2. 1 Π = Xcj. 1 -Đơn vị tính: Fara (F). 2.2.Hình dạng của tụ điện : 2.3.Phân loại tụ điện : Có rất nhiều phương pháp phân loại,ở đây ta phân loại dua trên cơ sở chất chế tạo bên trong tụ diện thì có các laọi sau : Nhóm tụ mica, tụ sêlên,tụ cemamic nhóm này làm việc ở khu vực tần số cao tần. Nhóm tụ sứ,sành.giấy dầu :nhóm này hoạt động ở khu vực tần số trung bình. Tụ hóa làm viêc ở khu vực tần số thấp. 2.4.Công dụng Giáo viên hướng dẫn:NGUYỄN NGỌC MINH Sinh viên thực hiện: 1.Nguyễn Duy Nhất 2.Phạm Văn Nhất 3.Trương Thị Nhiễu 4.Lý Thị Nụ -5- 1 0 4 H.1 2 0 3 2 5 H.2 . 0 1 5 0 H.3 1 5 0 0 1 , 5 K V H.4 C = 10.10 4 pF = 0,1 µ F C = 20.10 3 pF = 20 nF U = 25V C = 0,01 µ F U = 50V C = 1500 pF U = 1,5KV 100µF 50V H.5 10µF 16V H.6 1 0 0 0 µ F 2 5 V H.7 C = 100 µ F U = 50V C = 10 µ F U = 16V C = 1000 µ F U = 25V Trờng ĐHSPKT Hng Yên- Đồ án Môn học - Khoa Điện - Điện tử -Dựng tớch in, v x in, ch cho tớn hiu xoay chiu i qua,ngn dũng mt chiu. -Kh nng np,x in nhiu hay ớt ph thuc vo in dung C ca t. -n v o in dung ca t mch in t gm : pF(picro Fara),nF(nano Fara), (micro Fara). -Khi s dng t phi quan tõm n hai thụng s : in dung :Cho bit kh nng cha iờn ca t. in ỏp : cho bit kh nng chu ng ca t. 2.5.Ghộp t -Ghộp ni tip lm gim tr s ca t,ghộp song song lm tng tr s ca t -Ghộp t húa ni tip thỡ dung t ny vo õm t kia,song songthỡ ni cựng cc. 3.Phần tử một mặt ghép p-n iụt : Căn cứ vào tính chất của loại bán dẫn P và N mà ngời ta cho hai đơn tinh thể này tiếp xúc công nghệ với nhau, và các hiện tợng vật lý xảy ra tại nơi tiếp xúc là cơ sở cho hầu hết các dụng cụ bán dẫn hiện đại. 3.1. Mt ghộp P-N khi cha cú in trung ngoi Do sự chênh lệch lớn về nồng độ ( n n >> n p và p p >> p n ), tại vùng tiếp xúc có anh hởng từ p sang n. Đồng thời xuất hiện một điện trờng nội bộ hớng từ n sang p, gọi là điện trờng tiếp xúc Etx. Điện trờng Etx cản trở chuyển động của dòng khuếch tán và gây ra chuyển động gia tốc (trôi) của các hạt thiẻu số qua miền tiếp xúc, có chiều ngợc với dòng khuếch tán. Quá trình này tiếp diễn sẽ dẫn tới một trạng thái cân bằng động: I kt =I tr và không có dòng điện qua tiếp xúc p-n. 3.2. Mặt ghép P- N khi có điện trờng ngoài. Trạng thái cân bằng động nói trên sẽ bị phá vỡ khi đặt vào tiếp xúc p-n một điện trờng ngoài. Có hai trờng hợp xảy ra. a. Trờng hợp 1: Giỏo viờn hng dn:NGUYN NGC MINH Sinh viờn thc hin: 1.Nguyn Duy Nht 2.Phm Vn Nht 3.Trng Th Nhiu 4.Lý Th N -5- Trờng ĐHSPKT Hng Yên- Đồ án Môn học - Khoa Điện - Điện tử Điện trờng ngoài (E ng ) ngợc chiều với E tx (tức là cực tính dơng đặt tới cực p, cực tính âm đặt tới cực n). Theo nguyên lý xếp chồng, cờng độ điện trờng tại vùng l o giảm đi, do đó làm tăng chuyển động khuếch tán I kt tăng, ngời ta gọi đó là hiện tợng phun hạt đa số qua tiếp giáp p-n khi nó đợc mở. Trờng hợp này gọi là trờng hợp phân cực thuận cho tiếp xúc p-n. b. Trờng hợp 2: Khi E ng cùng chiều với E tx (nguồn ngoài có cực dơng đặt vào cực n và cực âm đặt vào cực p). Khi đó do tác dụng xếp chồng điện trờng tại vùng nghèo, dòng I kt giảm tới không, dòng I tr có tăng một ít và nhanh đến một giá trị bão hoà gọi là dòng điện ngợc bão hoà của tiếp p-n. Ngời ta gọi đó là sự phân cực ngợc cho tiếp xuc p-n. c. Kết quả: Mặt ghép p-n khi đặt trong một điện trờng ngoài có tính chất van dẫn điện không đối xứng theo hai chiều. Ngời ta gọi đó là hiện tợng chỉnh lu của tiếp xúc p-n. 3.3. Đặc tuyến Von Ampe của diode bán dẫn. Diode bán dẫn có cấu tạo là một chuyển tiép p-n với hai điện cực nối ra, nối ra từ miền p gọi là Anôt (A), nối ra từ miền n gọi là katot (K). Kí hiệu : Nối tiếp diode bán dẫn với một nguồn điện áp ngoài qua một điện trở hạn dòng theo sơ đồ sau : ( Phân cực thuận ) Thay đổi điện áp ngoài và đo dòng điện qua diode ta thu đợc đặc tuyến Vol-Ampe của diode bán dẫn nh sau: Giỏo viờn hng dn:NGUYN NGC MINH Sinh viờn thc hin: 1.Nguyn Duy Nht 2.Phm Vn Nht 3.Trng Th Nhiu 4.Lý Th N -5- Trờng ĐHSPKT Hng Yên- Đồ án Môn học - Khoa Điện - Điện tử * Đặc tuyến Vol-Ampe của diode đ ợc chia làm 3 vùng: - Vùng 1: ứng với trờng hợp phân cực thuận, điện áp nhỏ, dòng điện lớn, điện trở nhỏ ( ). - Vùng 2: diode phân cực ngợc (khóa), điện áp vài chục đến vài trăm Vol dòng điện nhỏ và điện trở lớn (K ). - Vùng 3: vùng đánh thủng, dòng điện tăng đột ngột, điện áp hầu nh không tăng. Nguyên nhân do nhiệt độ quá cao hoặc điện áp ngợc quá lớn dẫn đến diode mất tính chất van dẫn điện theo hai chiều. * Các tham số giới hạn của diode là: + Điện áp ngợc cực đại để diode còn thể hiện tính chất van (cha bị đánh thủng): U ngcmax (thờng giá trị U ngcmax chọn khoảng 80% giá trị điện áp đánh thủng U đt ) + Dòng điện cho phép cực đại qua van lúc mở : I Acf + Công suất tiêu hao cực đại cho phép trên van để cha bị hỏng vì nhiệt: P Acf + Tần số giới hạn của điện áp (dòng điện) đặt lên van để nó còn có tính chất van : f max . 3.4. ng dụng của diode bán dẫn. Diode đợc ứng dụng rất nhiều trong các mạch điện tử - Dùng để chỉnh lu, ổn định điện áp - Dùng hạn biến tín hiệu tránh đợc nhiễu - Dùng để tách sóng tín hiệu ra khỏi sóng mang cao tần Giỏo viờn hng dn:NGUYN NGC MINH Sinh viờn thc hin: 1.Nguyn Duy Nht 2.Phm Vn Nht 3.Trng Th Nhiu 4.Lý Th N -5- . Trêng §HSPKT – Hng Yªn- §å ¸n M«n häc - Khoa §iÖn - §iÖn tö ĐỀ TÀI 01:CƠ BẢN VỀ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nhóm sinh viên thưc hiện: 1.Nguyễn. học - Khoa Điện - Điện tử 1.3. Đặc điểm điện trở: - Điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc của nó, do đó trị số thay đổi khi có dòng chảy qua do hiện tợng