Giáo Trình Điện Tử Cơ Bản

DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center THIẾT KẾ MẠCH BẰNG PROTEL DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -1- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center MỤC LỤC Bài 1.Linh kiện điện tử 1.Điện trở 2.Biến trở 3.Tụ điện 3.1.Phân loại 3.2.Tụ hoá 4.Diode 7 4.1.Mơ tả 4.2.Kí hiệu loại diode 5.Transistor 5.1.Tác dụng 6.Led 7.Bộ cách ly quang 11 7.1.Ứng dụng 11 7.2.Nguyên lý cấu tạo chung cách ly 11 7.3.Phân loại 11 7.4.Hình vẽ nguyên lý 11 8.Relay 13 8.1.Phân loại 13 8.2.Điều khiển đóng mở relay 13 B Bài thực hành số 14 1.Công cụ 14 2.Hướng dẫn sử dụng panel 14 Bài 2:Các IC tích hợp chuyên dụng 16 2.1.Mạch nguồn 16 2.2.Các mạch số logic 19 2.3.IC lập trình 19 Bài 3:Thiết kế mạch nguyên lý PROTEL 24 3.1.Tổng quan DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com 25 -2- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center 3.2.Thiết kế mạch nguyên lý protel Bài 4.Vẽ mạch in sử dụng phần mềm PROTEL 25 38 38 38 69 4.1.Tổng quát vẽ mạch in 4.2.Các kĩ thuật vẽ mạch in Bài 5.Phương pháp làm mạch in 1.Điện trở Tác dụng: Dùng để hạn chế dòng điện.Chính xác tạo dòng điện có giá trị xác định nhờ định luật Ơm tính Phân loại: Trên thị trường có nhiều loại điện trở khác Tuỳ nhiệm vụ bạn mà dùng loại trở khác Kí hiệu điện trở sơ đồ mạch: Hình ảnh số loại trở DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -3- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Cách đọc giá trị trở: Đối với trở dán: Đọc theo giá trị ghi trở Ví dụ: 104 = 10x104 =105 Ohm = 100Kohm Đối với trở có vạch màu đọc sau: Hai vạch trị số, vạch thứ số mũ, vạch sai số Trị số qui định theo mầu sau: Đen 0, Nâu 1, Đỏ 2, Cam 3, Vàng(yellow) 4, Xanh 5, Lục 6, Tím , Xám , Trắng Ví dụ : Điện trở sau : đỏ tím xanh tức là: X105=2 700 000 Ohm = 2,7 Mohm 1Mohm = 1000 Kohm = 1000 000 Ohm Đối với điện trở giá trị nhỏ 10 Ohm.Nếu vạch thứ mầu bạc trị số vạch cuối phải chia cho 100, mầu vàng(gold) chia cho 10 Ví dụ : trở có vạch giá trị đỏ tím vàng(gold) = 2+7/10=2,7 Ohm Vạch sai số sau: Nâu 1%, Đỏ 2%, Vàng(Gold) 5%, Bạc 10% DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -4- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center 2-Biến trở: Là điện trở mà giá trị thay đổi theo điều kiện Loại biến trở phổ biến xoay vit biến trở giá trị thay đổi Biến trở thay đổi theo nhiệt độ gọi biến trở nhiệt, biến trở thay đổi theo cường độ ánh sáng rọi vào gọi quang trở Trong loại biến trở loại biến trở dây loại biến trở mà có độ tinh chỉnh cao nhất, sử dụng mạch cần có tinh chỉnh điện áp Ngồi có loại điện trở gọi quang điện trở điện trở mà điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu vào Hình ảnh chúng thực tế hình vẽ : 3-Tụ điện DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -5- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Tụ điện linh kiện dùng phổ biến điện trở Sự khác tụ điện điện trở cản trở tụ điện phụ thuộc vào tần số điện áp Đặc trưng cho tính cản trở tụ dung kháng Tính theo cơng thức sau: f: tần số điện áp- Hz C: giá trị tụ điện- Fara Ký hiệu tụ điện: Tụ điện phân cực Tụ điện không phân cực Sự khác tụ phân cực khơng phân cực: Tụ khơng phân cực cực tụ có vai trò nhau, giá trị tụ không phân cực thường nhỏ( picro Fara Tụ phân cực có cực tính dương âm dùng lẫn lộn Giá trị tụ phân cực thường lớn đến hàng ngàn uF(Micro Fara) 3.1.Phân loại: Tụ điện thực tế phân làm nhiều loại theo nhiều cách khác kể là: tụ thường, tụ hóa, tụ xoay, vv Theo chất liệu có tụ giấy, tụ gốm, tụ sứ, vv Bản chất tụ điện kho điện có khả nạp điện bão hòa lại phóng điện Sơ đồ nạp – phóng tụ : Do mà tụ điện sử dụng đặc biệt mạch tạo dao động, tạo xung, mạch lọc vv… DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -6- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Chú ý sử dụng tụ hóa đặc thù có chân + chân – nên đấu vào mạch ta cần ý chiều 3.2.Tụ hóa : 3.3.Cách đoc giá trị tụ điện: Tụ không phân cực, phổ biến tụ gốm( tụ đất), đọc giống đọc trở dán Đơn vị pF Tụ phân cực( tụ hóa) giá trị cực tính ghi tụ Tụ xoay: Ngồi loại tụ có giá trị thay đổi cách vặn vít biến trở 4-Diode 4.1.Mơ tả: Diode cấu tạo từ lớp bán dẫn tiếp xúc với Diode có cực Anốt Katốt Nó cho dòng điện theo chiều từ Anốt sang Katốt(Chính xác khả cản trở dòng điện theo chiều AK nhỏ, Còn KA lớn) Nó dùng van chiều mạch điện 4.2.Kí hiệu loại diode: DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -7- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center 4.3.Phân loại: Theo chức có số loại diode ngồi diode chuẩn Một số loại diode thường gặp: Diode chuẩn phổ biến: 4007,4004,… + Led: Diode có khả phát sáng + Diode zener: dùng để ổn định điện áp Hoạt động chế độ phân cực ngược(KA) + Photo diode: Khi khơng có ánh sáng hoạt động diode thường có ánh sáng dẫn theo hướng (KA,AK) Có loại diode có tác dụng đặc biệt diode zener dùng để ổn áp Led(Light Emitting Diode) : Là diode có khả phát sáng bảng điện tử mà bạn nhìn thấy phố tập hợp nhiều led Tác dụng led làm đèn báo Diode phát laze loại led Điều cần ghi nhớ hiệu điện đầu diode khoảng 0,6V 5-Transistor Kí hiệu transistor DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -8- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Gồm miền bán dẫn khác loại(P-N) xếp xen kẽ Và có tran thuận npn, tran ngược pnp Sử dụng tran ta quan tâm tới tên thông số transistor Trong thực tế tran thuận thường tran C vd : C828 Và tran ngược bắt đầu với chữ A như: A564, A1015, vvv… 5.1 Tác dụng transitor: Trong mạch điện tử transistor sử dụng nhiều với nhiều chức khác cụ thể người ta sử dụng tran đệm với chức khuếch đại, đặc biệt điện tử số IC số transistor sử dụng chế độ khóa.Trong chế độ khóa tran làm việc công tắc hay thường gọi Van điện tử để van hoạt động ta cần đặt vào B điện áp > Ube chế độ bão hòa Transistor có hai dòng dòng TTL dòng CMOS Các tran CMOS bóng hoạt động sử dụng nguyên lý điện từ , nên công suất tổn hao nhỏ, sử dụng van có tần số đóng cắt lớn Điều lưu ý sử dụng tran CMOS lắp tran vào mạch vận hành với nguồn đầy đủ khơng hở cực GATE Vì bóng sèo ln Đó lý mà làm mạch hàn mạch cần thật tốt không để hở chân linh kiện không để hở G thi tran cháy 6.LED (7_seg ) Là linh kiện sử dụng rộng rãi mạch, modul, thiết bị… Led dùng để thị thông tin dạng số liệu, thực tế để vừa hiển thj số liệu thơng tin khác dạng kí tự người ta sử dụng loại linh kiện tương tự led 12 thanh, hay nhiều Phân loại: có nhiều cách phân loại chúng phổ biến theo loại là: LED Anot chung LED katot chung Và loại lại phân thành loại như: LED đơn, LED kép, LED gồm led đơn,… Tùy theo tiện ích mục tiêu thiết kế mà ta lựa chọn chúng DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com -9- www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Nguyên lý chung loại led hình vẽ: Như led led phát quang Việc phối hợp led sáng tạo chữ số Dưới hình vẽ loại led sơ đồ chân chúng: DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 10 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Và ta nên xếp lại linh kiện theo trật tự ta thuận tiện Sau tiến hành xếp lại linh kiện mạch in ta nối dây linh kiện lại với công cụ vẽ dây công cụ Khi vẽ dây ta thực vẽ lớp Bottom layer Và để vẽ dây xác ta quan sát lại mạch nguyên lý DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 60 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Và ta hình vẽ sau vẽ dây DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 61 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Sau vẽ dây kích thước mặc định dây nhỏ có 0.254mm nên ta cần thay đổi lại kích thước dây cách tích chọn dây nhập kích thước dây mong muốn OK DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 62 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Để quan sát rõ mạch vào Design vào Option DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 63 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Ta bỏ lớp linh kiện Top Overlay ta có mạch in sau: Sau ta tiến hành vẽ đường bao phủ đất cho mạch in Để vẽ đường bao ta chọn lớp keepout layer vẽ dây bao quanh mạch in ( hd) DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 64 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Và để phủ đất ta vào place Microcontroller Tranning Center polygon plane hình vẽ Ta menu hình vẽ DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 65 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Ta quan sát mene thay đổi kích thước lưới (grid) để đất phủ mịn hay có hình dáng khác Sau chọn OK tiến hành phủ đất Bằng cách kéo knick chuột theo đường bao mạch DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 66 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Và ta có mạch in : DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 67 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Ta thấy đất phủ sát chân linh kiện ta chỉnh lại chút vào Design Rule sau ta tăng khoảng cách hình vẽ lên Sau thay đổi song tich Ok trở lại mạch in ta nháy kép vào mạch rebuil lại phủ đất ta có mạch sau DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 68 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Tiến hành có mạch in đơn giản mong muốn Việc thiết kế mạch in đòi hỏi phải có kinh nghiệm cần cù Tuy theo kinh nghiệm thẩm mĩ cách tính tốn người mà mạch in tạo Ví : hình ảnh linh kiện, xếp linh kiện, cách dây, uốn lượn, vv… Trên hướng dẫn bạn kiến thức cho việc thiết kế mạch in Chúc bạn thành công !!! DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 69 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center 5.1.Giới thiệu Thơng thường q trình học tập nghiên cứu thường bắt đầu cắm bo test, hay thiết kế mạch in song phảI đI đặt mạch mà mạch khơng q phức tạp đòi hỏi phảI q chuyên nghiệp Bài học hướng dẫn cách làm mạch in lý thú, chuyên dụng, tiện ích mà giá rẻ, tự làm nhà 5.2.Cơng tác chuẩn bị Dụng cụ Để làm lên mạch in cần phảI có yêu cầu sau: ta cần có mạch in thiết kế từ phần mềm thiết kế mạch in Dụng cụ cần : - Giấy thủ công màu giấy dêcan… - Một bàn - Tấm phíp đồng - Hóa chất gồm một lọ acid HCL, lọ H202, nước - Một khay nhỏ số dụng cụ khác Trên thực tế có nhiều người sử dụng hóa chất khác FeCL3 ,vvv Nhưng chúng bẩn khó làm Ngồi ta cần phảI có khoan mạch, mỏ hàn , vv… 5.3.Tiến trinh làm mạch in Bước1: Đầu tiên với mạch điện nguyên lý việc sử dụng phần mềm thiết kế mạch in chuyên dụng như: ORCAD, PROTEL,….để tạo mạch in ý muốn DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 70 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Hình vẽ dưới: Sau ta cần phải in file pcb sang giấy thủ cơng Bằng cách ta in trực tiếp từ máy in bỏ giấy thủ công kẹp vào tờ giấy để không bị kẹt máy in ấn lệnh in ta có in mong muốn tỉ lệ kích thước Trong trường hợp bạn khơng có máy in ta phảI di in qn bạn cần làm sau để có in xác khả thi Ta xuất file sang dạng file in cách ấn lệnh in báo nỗi vào control panel để cài máy in ảo máy trở lại phần mềm ta ấn vào biểu tượng máy in có dạng: DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 71 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Khi xuất cửa sổ hình vẽ ta ấn chuột phảI vào phần bôI đen loại bỏ lớp không cần thiết, chọn chế độ màu đen trắng, hiển thị lỗ Và vào phần copy in sang Word DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 72 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Để in kích thước từ word ta nháy doup vào đối tượng xuất hình vẽ sau ta vào phần SISE để chỉnh hình vẽ Ta chỉnh cho chiều cao chiều rộng 100% sau xếp lại cop vào usb cửa hàng in giấy thủ công màu Bước2: Sau có in giấy thủ công ta tiến hành làm mạch in sau: ta cắt phíp đồng theo khổgiấy đặt áp phần có mạch xuống phíp đồng Sau dùng bàn đủ độ nóng ( khơng q nóng không gây cháy giấy ) tay khắp phíp đồng Cơng đoạn đòi hỏi khéo kinh nghiệm Là phần mạch in mực in vào phíp đồng Cơng đoạn sau xong ta tiến hành loại bỏ lớp giấy khỏi phíp đồng cách để nguội cho ngâm vào nước lạnh sau thời gian dùng tay khéo léo bóc dần giấy lại mạch in phíp đồng Cơng đoạn đòi hỏi phảI thực tế trảI nghiệm xác sau lần làm sau Bước3: Khi có phíp đồng in mạch ta tiến hành loại bỏ phần đồng thừa giữ lại đường mạch cách sử dụng hóa chất Ta pha hóa chất: lấy khay nhỏ đựng nước sạch, sau ta cho lượng acid vào với lượng H202 vào để tạo nên dung dịch có khả oxi hóa cao ăn mòn đồng Pha chế dụng dịch đòi hỏi kinh nghiệm ta cho lượng nước nhiều chất tùy theo mạch in to hay nhỏ Sau thời gian quan sát thấy mạch in ăn mòn song ta lấy rửa chúng Và ta đI làm mực in để lại đồng DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 73 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center Có nhiều cách làm đường mực như: sử dụng loại giấy giáp mềm rửa nhẹ nhiên nhiều gây mỏng dây đồng Ta sử dụng xăng để tẩy thật dễ dàng Bước4: Sau có mạch in ta đI cơng việc cuối hồn thiện cách dùng khoan tay hay máy với mũi khoan khác tùy theo lỗ chân linh kiện thiết kế khoan lỗ Sau khoan song ta sử dụng hỗn hợp xăng nhựa thông pha chế sẵn quét lên mạch vừa tạo độ bóng vừa chống oxi hóa đồng mạch ta bảo quản lâu dài Khi quét song ta cần phơI hay sấy khô mạch cần cắm linh kiện lên hàn theo thiết kế ta có mạch in mong muôn test mạch chạy Chú ý ta cần kiểm tra xem mạch in co sai hay bị đứt đâu không chưa tốt có ta phảI hàn lại test mạch Cũng nhắc thêm bạn hỗn hợp xăng nhựa thông pha chế từ xăng nhưa thông tán nhỏ cho vào xăng Xắng hòa tan nhựa thơng với tỉ lệ thích hợp cho ta hỗn hợp tốt cho mạch in vừa chống oxi hóa mạch vừa làm bóng mạch lại làm cho mối hàn đều, cách điện tốt Trên tơI trình bày vắn tắt cách làm mạch in phục vụ cho bạn Làm mạch in đòi hỏi bạn phảI thực hành tích lũy thêm kinh nghiệm tốt mạch in mà bạn làm so sánh với mạch in bạn đặt lại tiện ích kinh tế Mọi thắc mắc xin liên lạc với Nguyễn Đức Huấn theo Email: nguyenduchuan1984@yahoo.com Hay Tel: 0983044936 Cảm ơn bạn ! DKS_GROUP CuuDuongThanCong.com - 74 - www.EmbestDKS.com https://fb.com/tailieudientucntt ... lập trình Trong thực tế với phát triển cơng nghệ đặc biệt việc tích hợp lên ic chuyên dụng Và có nhiều hệ ic mà có khả lập trình Trong điện tử tương tự cơng ic FPAA, Về điện tử số có IC số lập trình. .. Tụ điện linh kiện dùng phổ biến điện trở Sự khác tụ điện điện trở cản trở tụ điện phụ thuộc vào tần số điện áp Đặc trưng cho tính cản trở tụ dung kháng Tính theo công thức sau: f: tần số điện. .. ứng dụng cao thu kinh tế lớn • Các dòng vi mạch lập trình Có nhiều dòng vi mạch có khả lập trình điện tử tương tự lẫn điện tử số Các Vi mạch lập trình tương tự FPAA Các vi mạch có khả tích hợp lớn