(NB) Giáo trình Điện tử ứng dụng trong điều khiển tự động với mục tiêu là giúp các bạn Nắm bắt được kiến thức về điện tử để ứng dụng điều khiển các thiết bị dân dụng. Nắm bắt được đặc tính và bản chất các mạch điều khiển dùng quang trở. Nắm bắt được nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển tự động mở đèn đường. Phân tích được các mạch điều khiển bằng ánh sáng. Xác định được các chân của linh kiện điều khiển mạch tự mở đèn đường. Lắp được các mạch điều khiển tự động đóng mở đèn bằng quang trở.
1 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chủ biên: NGUYỄN ANH TÚ -*** - GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ( Lưu hành nội bộ) HÀ NỘI 2012 LỜI NÓI ĐẦU Trong chương trình đào tạo trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề Điện tử dân dụng thực hành nghề giữ vị trí quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần giáo trình nội bộ, mang tính khoa học đáp ứng với yêu cầu thực tế Nội dung giáo trình “ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG” xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập nội dung bản, cốt yếu để tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận tham gia đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp chuyên gia kỹ thuật đầu ngành Xin trân trọng cảm ơn! Tuyên bố quyền Tài liệu loại giáo trình nội dùng nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên học sinh, sinh viên nên nguồn thông tin tham khảo Tài liệu phải trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội in ấn phát hành Việc sử dụng tài liệu với mục đích thương mại khác với mục đích bị nghiêm cấm bị coi vi phạm quyền Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn thông tin giúp cho nhà trường bảo vệ quyền MỤC LỤC TRANG Bài 1: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG ÁNH SÁNG 14 1.1 Giới thiệu 14 1.1.1 Giới thiệu loại thiết bị cảm nhận ánh sáng 14 1.1.2 Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển ánh sáng 15 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 16 1.2.1 Khảo sát linh kiện thụ động 16 1.2.2 Khảo sát linh kiện quang 17 1.2.3 Khảo sát sơ đồ chân IC 18 1.3 Phân tích hoạt động mạch 26 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 26 1.3.2 Mạch cảm nhận ánh sáng 26 1.3.3 Mạch điều khiển thiết bị 27 1.4 Chức linh kiện 27 1.4.1 Linh kiện thụ động 27 1.4.2 Linh kiện bán dẫn 28 1.5 Nguyên lý hoạt động mạch 28 1.5.1 Mạch cảm nhận ánh sáng 28 1.5.2 Mạch điều khiển đèn 29 1.6 Các bước thực mạch tự động mở đèn đường 29 1.6.1 Hướng dẫn ban đầu 29 1.6.2 Các bước thực 31 1.6.3 Cân chỉnh sửa mạch 33 1.6.4 Đánh giá kết 33 1.7 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 34 1.7.1 Đèn không sáng 34 1.7.2 Đèn đường nhấp nháy 34 1.7.3 Mạch không hoạt động 34 1.8 Câu hỏi tập thảo luận 34 Bài 2: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG NHIỆT ĐỘ 36 1.1 Giới thiệu 36 1.1.1 Giới thiệu loại thiết bị cảm biết nhiệt độ 36 1.1.2 Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển nhiệt độ 36 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 37 1.2.1 Khảo sát cảm biến nhiệt 37 1.3 Phân tích hoạt động mạch 40 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 41 1.3.2 Chức linh kiện 42 1.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch 43 1.4 Các bước thực mạch khống chế nhiệt độ 44 1.5 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 49 1.5.1 Mạch hoạt động không nhiệt độ khống chế 49 1.5.2 Mạch hoạt động ngược trạng thái 49 1.5.3 Mạch không hoạt động 50 1.6 Câu hỏi tập thảo luận 50 Bài 3: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG ÂM THANH 51 1.1 Giới thiệu 51 1.1.1 Tín hiệu âm mạch khuếch đại 51 1.1.2 Các mạch điều khiển âm 52 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 52 1.2.1 Khảo sát linh kiện thụ động 52 1.2.2 Khảo sát linh kiện bán dẫn 53 1.3 Phân tích hoạt động mạch 58 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 58 1.3.2 Hoạt động mạch 59 1.3.3 Chức linh kiện 60 1.3.4 Nguyên lý hoạt động mạch 60 1.4 Các bước thực mạch điều khiển đèn âm 61 1.4.1 Hướng dẫn ban đầu 61 1.4.2 Các bước thực 64 1.4.3 Đo kiểm tra mạch 65 1.4.4 Cân chỉnh sửa mạch 65 1.4.5 Đánh giá kết 66 1.4.6 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 66 1.5 Gia công mạch 67 1.5.1 Hướng dẫn ban đầu 67 1.5.2 Kiến thức kỹ thực 68 1.5.3 Các lỗi thường gặp 69 1.6 Câu hỏi tập thảo luận 69 Bài 4: MẠCH ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG 71 1.1 Giới thiệu 71 1.1.1 Các linh kiện cảm quang dùng điều khiển đóng mở cửa tự động 71 1.1.2 Các mạch điều khiển đóng mở cửa tự động 73 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 73 1.2.1 Khảo sát cảm biến quang 73 1.3 Phân tích hoạt động mạch 79 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 79 1.3.2 Chức linh kiện 80 1.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch 88 1.4 Các bước thực mạch 89 1.4.1 Hướng dẫn ban đầu 89 1.4.2 Các bước thực 91 1.4.3 Đo kiểm tra mạch 93 1.4.4 Cân chỉnh sửa mạch 93 1.4.5 Đánh giá kết 94 1.5 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 94 1.5.1 Phần cửa không chạy tốt 94 1.5.2 Mạch điều khiển khơng trình tự 94 1.5.3 Mạch không đóng mở cửa có người qua 94 1.6 Câu hỏi tập thảo luận 95 Bài 5: MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG .96 1.1 Giới thiệu 96 1.1.1 Các loại cảm biến cảm nhận mực nước 96 1.1.2 Các dạng mạch điều khiển bơm nước tự động 97 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 97 1.2.1 Khảo sát linh kiện thụ động 97 1.3 Phân tích hoạt động mạch 102 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 102 1.3.2 Chức linh kiện 103 1.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch 104 1.4 Các bước thực mạch bơm nước tự động 105 1.4.1 Hướng dẫn ban đầu 105 1.4.2 Kiểm tra mạch 106 1.4.3 Cách đo mạch 107 1.4.4 Các bước thực 107 1.4.5 Đo kiểm tra mạch 109 1.4.6 Cân chỉnh sửa mạch 109 1.4.7 Đánh giá kết 110 1.5 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 110 1.5.1 Động hoạt động không dừng bồn đầy nước 110 1.5.2 Bồn động không bơm 110 1.5.3 Mạch không hoạt động 110 1.6 Câu hỏi tập thảo luận 111 Bài 6: MẠCH ĐẾM NGƯỜI RA VÀO CỬA .112 1.1 Giới thiệu 112 1.1.1 Mạch đếm lên xuống ứng dụng đếm người vào cửa 112 1.1.2 Các mạch điều khiển giám sát người vào cửa 113 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 113 1.3 Phân tích hoạt động mạch 118 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 118 1.3.2 Chức linh kiện 119 1.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch 120 1.4 Các bước thực mạch tự động đếm người vào cửa 121 1.4.1 Hướng dẫn ban đầu 121 1.4.2 Các bước thực 123 1.4.3 Đo kiểm tra mạch 125 1.4.4 Cân chỉnh sửa mạch 125 1.4.5 Đánh giá kết 126 1.4.6 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 126 1.5 Gia công mạch 127 1.5.1 Trình tự thực 127 1.5.2 Tiêu chuẩn thực mạch in 127 1.5.3 Kiến thức kỹ thực 128 1.6 Câu hỏi tập thảo luận 129 Bài 7: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MÁY GIẶT 130 1.1 Giới thiệu 130 1.1.1 Phương pháp điều khiển động máy giặt 130 1.1.2 Các dạng mạch điều khiển động máy giặt 130 1.2 Phân tích hoạt động mạch 131 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý 131 1.2.2 Chức linh kiện 132 1.2.3 Nguyên lý hoạt động mạch 133 1.3 Các bước thực mạch điều khiển động máy giặt 133 1.3.1 Hướng dẫn ban đầu 134 1.3.2 Các bước thực 136 1.3.3 Đo kiểm tra mạch 137 1.3.4 Cân chỉnh sửa mạch 138 1.3.5 Đánh giá kết 138 1.4 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 139 1.4.1 Động không đảo chiều 139 1.4.2 Động không dừng trước đảo chiều 139 1.4.3 Mạch không hoạt động 139 1.5 Câu hỏi tập thảo luận 139 Bài 8: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG 141 1.1 Giới thiệu 141 1.1.1 Phương pháp điều khiển mạch đèn giao thông 141 1.1.2 Các mạch điều khiển đèn giao thông 141 1.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 142 1.3 Phân tích hoạt động mạch 145 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 145 1.3.2 Chức linh kiện 149 1.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch 150 1.4 Các bước thực mạch điều khiển đèn giao thông ngã tư 155 1.4.1 Hướng dẫn ban đầu 155 1.4.2 Các bước thực 157 1.4.3 Đo kiểm tra mạch 158 1.4.4 Cân chỉnh sửa mạch 158 1.4.5 Đánh giá kết 159 1.5 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 159 1.5.1 Mạch không chạy thứ tự đèn 159 1.5.2 Mạch chạy phần 160 1.5.3 Mạch sáng đèn 160 1.6 Gia công mạch 160 1.6.1 Trình tự thực 160 1.6.2 Tiêu chuẩn thực mạch in 160 1.6.3 Kiến thức kỹ thực 161 1.6.4 Các lỗi thường gặp 162 1.7 Câu hỏi tập thảo luận 162 Bài 9: MẠCH ĐÈN QUẢNG CÁO 164 10 9.1 Giới thiệu 164 9.1.1 Phương pháp thực mạch đèn quảng cáo IC số 164 9.1.2 Các mạch đèn quảng cáo 164 9.2 Khảo sát sơ đồ chân linh kiện 165 9.2.1 IC 74LS164 165 9.3 Phân tích hoạt động mạch 169 9.3.1 Sơ đồ nguyên lý 169 9.3.2 Chức linh kiện 170 9.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch 171 9.4 Các bước thực mạch đèn quảng cáo 172 9.4.1 Hướng dẫn ban đầu 172 9.5 Các bước thực 174 9.5.1 Sơ đồ bố trí mạch 174 9.5.2 Sơ đồ nối dây 175 9.5.3 Trình tự bước thực 175 9.5.4 Đo kiểm tra mạch 175 9.5.5 Cân chỉnh sửa mạch 176 9.5.6 Đánh giá kết 176 9.6 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 176 9.6.1 Mạch đèn chạy không yêu cầu 177 9.6.2 Mạch sáng chập chờn 177 9.6.3 Mạch không hoạt động 177 9.7 Gia công mạch 177 9.7.1 Trình tự thực 177 9.7.2 Tiêu chuẩn thực mạch in 178 9.7.3 Kiến thức kỹ thực 178 9.7.4 Các lỗi thường gặp 179 9.8 Câu hỏi tập thảo luận 179 Bài 10: MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ 181 10.1 Giới thiệu 181 221 Trong tổ hợp mã hệ thống khơng có tổ hợp C2 = C3 = Muốn tạo mức logic chân Code ta xem thí dụ hình 12.10 hình 12.11 hai mã code thu - phát 16 15 14 13 12 11 10 VDD TXOUT Test Code C3 C2 C1 K6 (S2) (S1) (H) TC9148 VSS XT XT K1 K2 K3 K4 K5 Hình 12.10 Ví dụ tạo mã code cho IC phát TC9148 Mã hệ thống phần phát: C1=C2=1, C3=0 16 15 14 13 12 11 10 VDD OSC Code2 SP1 SP2 SP3 SP4 Code3 TC9149 VSS RXIN HP1 HP2 HP3 HP4 HP5 SP5 Hình 12.11 Ví dụ tạo mã code cho IC thu TC9149 Mã hệ thống phần thu: C2=1, C3=0 c Bảng đổi tương ứng quan hệ phím/mã phần thu phát Bảng 12.2: Bảng mã liên hệ phần phát thu Số phím bên phát Mã liệu H Dạng xung Ngõ S1 S2 K1 K2 K3 K4 K5 K6 Liên tục HP1 1 0 0 0 Liên tục HP2 0 0 0 Liên tục HP3 0 0 0 Liên tục HP4 0 0 0 Liên tục HP5 0 0 0 Liên tục HP6 222 0 0 0 Liên tục SP1 1 0 0 Mã đơn SP2 0 0 0 Mã đơn SP3 0 0 Mã đơn SP4 10 0 0 0 Mã đơn SP5 12.2.3.3 IC 4013 Sơ đồ chân IC CD4013 vi mạch DFF IC có 14 chân bao gồm DFF bên trong, chân ký hiệu theo sơ đồ chân hình 12.12 14 13 12 11 10 VDD QB Q B CPB CDB DB SDB CD4013 QA Q A CPA CDA DA SDA VSS Hình 12.12 Sơ đồ chân IC 4013 Chức chân: CD4013 bên có hai FF tương ứng A B - Chân cấp nguồn nuôi chân VDD nối 3V đến 15V chân VSS nối GND - Chân Q Q hai ngõ bù - Chân CP ngõ vào xung nhịp - Chân CD xóa ngõ Q xuống nối chân lên - Chân SD đặt ngõ Q lên nối chân lên - Chân D ngõ vào đặt liệu Bảng thật - Chân điều khiển trực tiếp Khi cho SD = CD = Q = Q = Khi cho SD = CD = Q = Q = - Chân điều khiển đồng bảng 12.3 223 Bảng 12.3: Bảng thật DFF Ngõ vào Ngõ D CP Q Q 1 - Kiểm tra chân điều khiển trực tiếp, ráp mạch theo hình 12.13 KS R1 1K +5V R3 330 SD D Q R3 330 CD CP Q KC D1 LED D2 LED +5V R2 1K Hình 12.13 Mạch kiểm tra chân SD CD Lần lượt kiểm tra FF IC theo sơ đồ mạch ghi kết vào bảng 12.4, sau so sánh kết với bảng thật Bảng 12.4: Bảng kết kiểm tra chân điều khiển trực tiếp IC DFF Ngõ vào Ngõ KS KC D1 D2 Mở Đóng …… …… Đóng Mở …… …… Kiểm tra chân điều khiển đồng IC DFF, lắp mạch hình 12.14 kiểm tra FF theo sơ đồ mạch, ghi kết vào bảng 12.5 224 +5V KD D SD SW R3 330 Q R1 R3 330 CP CD 1K R1 Q D1 LED 1K D2 LED Hình 12.14 Mạch kiểm tra chân D CP Bảng 12.5: Bảng kết điều khiển chân đồng Ngõ vào Ngõ KD CP D1 D2 Mở Nhấn …… …… Đóng Nhấn …… …… So sánh kết bảng 12.5 với bảng thật bảng 12.3 12.3 Phân tích hoạt động mạch 12.3.1 Sơ đồ nguyên lý 12.3.1.1 Mạch thu Mạch thu kế để điều khiển 10 thiết bị, thiết bị nối qua chân relay LS, hình 12.15 225 102 J2 PHOTO-C1 VCC 10K 7805 390K 9VAC 470uF 333 47uF 104 10K 10K C1815 102 VSS VDD RXIN OSC HP1 CODE2 HP2 CODE3 HP3 HP4 SP1 U1 HP5 SP2 SP3 TC9149 SP5 SP4 16 15 LS2 14 102 102 VDD VCC 13 12 LS4 RELAY 11 10uF 10 11 10 1K 1K 1K LS5 LS1 14 D1 4013 VDD + VDD - CPAQA CPBQA RA DA RB GN DQB DB QB 10K C1815 D2 10K RELAY LS3 13 12 SA SB J1 10K LED D3 C1815 10K LED VDD LS8 VCC LS9 4013 13 12 10K C1815 D4 10uF R ELAY 10K LS10 10K LED D6 C1815 LS12 RELAY 10uF 10 11 10 7 SB SA 10K 11 QACPA QACPB DA RA RB QBGND DB QB 1K 1K 1K LS7 14 4 CPAQA CPBQA RA DA RB GNDQB DB QB SA SB LED VDD LS6 14 VDD VCC RELAY VDD 1K 1K 1K 4013 10K C1815 D5 10K 13 12 10K RELAY LS11 LED D7 C1815 10K LED LS14 LS15 VDD VCC RELAY 10K QACPA QACPB DA R A RB QBGND DB QB LS20 10K 13 12 10K VDD 10 1K 1K 1K CPAQA CPBQA RA DA RB GNDQB DB QB 10K C1815 D8 10K 10K RELAY LS17 LED D10 C1815 10K LED SB SA LED D11 C1815 11 11 10 SA SB D9 4013 13 12 1K 1K 1K 4013 10K C1815 VDD 10uF 14 LS16 LS18 RELAY LS13 14 10uF RELAY VDD LS19 VCC LED Hình 12.15 Sơ đồ mạch thu điều khiển thiết bị hồng ngoại 12.3.1.2 Mạch phát Phần phát thiết kế mạch sử dụng nguồn pin 3V để gọn nhẹ, mạch có 10 phín bấm phát 10 tín hiệu xung điều khiển khác để điều khiển 10 thiết bị tương ứng phần thu, sơ đồ hình 12.16 J1 + - C1 47uF A1015 Q1 C1815 Q2 3V LED HONG NGOAI R1 10 10 1N4148 D3 1N4148 K6 T1(H) 12 11 T2(S1) T3(S2) 14 15 13 CODE TEST U1 K4 K5 K2 K3 K1 XT VDD TXOUT XT VSS D2 TC9148 16 R2 10K SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 SW7 SW8 SW9 SW10 Y1 455KHz C2 47p C3 47p C4 103 C5 103 C6 103 C7 103 C8 103 Hình 12.16 Sơ đồ mạch phát điều khiển thiết bị hồng ngoại 226 12.3.2 Chức linh kiện 12.3.2.1 Chức linh kiện mạch thu - Các linh kiện R, C có nhiệm vụ chung giảm dịng, lọc ổn định mạch - Mạch thu có mạch nguồn ổn áp DC 5V nhằm cung cấp nguồn ổn áp cho mạch - IC thu hồng ngoại: có nhiệm vụ thu tín hiệu hồng ngoại từ led phát hồng ngoại - IC TC9149: có nhiện vụ thu tín hồng ngoại từ IC thu giải mã cho tín hiệu tương ứng tần số nhận - Các IC 4013: Nhận tín hiệu từ chân để kích đóng ngắt cho relay - LS có 10 bộ: để kết nối tải cần điều khiển nguồn cung cấp cho chúng - Các Led đơn: báo trạng thái vị trí tải điều khiển đóng 12.3.2.2 Chức linh kiện mạch phát - Q1 Q2: khuếch đại dòng cho led phát hồng ngoại - Diode D1 D2: tạo mã cho tần số led phát - IC TC9148: nhận tín hiệu từ nút nhấn theo mã hoá từ diode D1 D2 kích hoạt cho led phát tần số theo mã tương ứng - Các nút nhấn SW (10 nút) nhấn chọn thiết bị đóng ngắt bên mạch thu - Thạch anh 455Khz: thạch anh dao động cho IC TC9148 - Tụ C2 C3 tạo dao động cộng hưởng với thạch anh 12.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch 12.3.3.1 Nguyên lý hoạt động mạch thu Nguyên tắc hoạt động mạch thu - Mạch thiết kế sử dụng để điều khiển 10 thiết bị gia đình thu phát hồng ngoại 227 - Mạch thu: sử dụng IC thu TC9149, mạch sử dụng IC thu nhận tín hiệu từ mạch phát mã hố theo tần số để định cho ngõ ra, ngõ xác định mã tần số xuất ngõ dạng xung khoảng thời gian, ngõ làm xung kích cho chốt DFF, (mạch thu thiết kế tối đa 16 tải) 12.3.3.2 Nguyên lý hoạt động mạch phát Nguyên tắc hoạt động mạch phát: - Sử dụng IC phát TC9148, mạch phát sử dụng IC có chức phát theo tần số, mạch phát thiết kế 10 phím bấm từ đến 10, phím bấm bấm phát tần số riêng mà chia từ mạch dao động thạch anh 455KHz (IC TC9148 tối đa thiết kế 16 phím bấm) - Nếu mạch phát bấm phím số tải thứ mạch thu lật ngược trạng thái trước đó, phím bấm ảnh hưởng cho tải mạch thu (ta không sử dụng Remote khác mã để điều khiển mạch) 12.4 Các bước thực mạch điều khiển 10 thiết bị gia đình 12.4.1 Hướng dẫn ban đầu 12.4.1.1 Vật liệu dụng cụ thiết bị a Vật liệu - Linh kiện: điện trở, biến trở, tụ, led đơn, diode, nút nhấn, relay có giá trị số lượng theo sơ đồ nguyên lý - IC: TC9148, TC9149, CD4013, Led phát hồng ngoại, IC thu hồng ngoại - Dây dẫn điện: dùng dây cắm test board - Các bóng đèn điện 220Vac b Dụng cụ: - Máy đo: VOM, máy sóng… - Bộ dụng cụ sửa chữa điện tử: kềm cắt, mỏ hàn, chì hàn, vít… c Thiết bị: - Mơ hình thực hành điện tử ứng dụng 228 - Các thiết bị hỗ trợ khác: máy khoan, máy hàn khò… 12.4.1.2 Cách bố trí mạch Mạch thực test board hình 12.17 Test boad Test boad Hình 12.17 Sơ đồ liên kết test board - Mạch bố trí test board theo liên kết, nơi cấp nguồn cấp mass theo dẫn đầu - IC bố trí trước, IC bố trí theo trình tự sơ đồ ngun lý gắn vào rãnh test board - Sau bố trí cảm biến, tụ, led… phía cho phù hợp việc nối dây - Các phần sử dụng tải nguồn AC phải tách riêng vùng, cảm biến biến trở đưa ngồi để dễ điều chỉnh - Tiêu chí đặt cho lắp mạch dây nhất, chồng chéo dây, đo kiểm tra dễ dàng, mạch hoạt động tốt 12.4.1.3 Cách kết nối mạch - Mạch kết nối theo sơ đồ nguyên lý sơ đồ bố trí mạch mạch - Đầu tiên ta kết nối dây nguồn cho IC: ý màu dây, chọn dây nguồn có màu sáng dây mass 229 - Kết nối dây điều khiển: nên thực theo trình tự phần giống hết để tránh nối nhầm - Không kết nối nguồn chưa chắn mạch hoạt động tốt - Kết nối dây nối lại 12.4.1.4 Kiểm tra mạch - Kiểm tra mạch kết nối theo sơ đồ nguyên lý - Kiểm tra chân điều khiển cho phép, chân RESET chân kích xung kết nối chưa - Kiểm tra chân relay đấu nối có tiếp điểm điều khiển tải hay không - Kiểm tra dây cấp nguồn cho mạch có cực tính chưa, phải đảm bảo tất IC cấp nguồn - Chú ý chân mắt thu phải cực tính mắt thu dễ hư hỏng ta mắc sai chân nguồn 12.4.1.5 Cách đo mạch - Đo theo sơ đồ nguyên lý loại tải linh kiện - Nếu đo áp phải chọn VOM sang giai đo vôn đồng hồ đo phải đặt song song với đoạn mạch cần đo - Nếu đo dịng chọn VOM sang giai đo dòng đồng hồ đo phải mắc nối tiếp với đoạn mạch cần đo - Ghi lại kết đo ngõ chân điều khiển theo sau: 12.4.2 Các bước thực 12.4.2.1 Sơ đồ bố trí mạch 230 Từ sơ đồ nguyên lý Thực bố trí linh kiện theo thứ tự cho thuận tiện việc nối dây, mạch gọn dễ kiểm tra sửa chữa Đây phần chấm điểm kỹ thực mạch học sinh nên phần không đưa cách thực cụ thể mà gợi ý bước tiêu chí để đánh giá - Bố trí mạch cho dây nối - Mạch gọn khơng chồng chéo dây - Các IC phải chiều để cấp nguồn không bị nhầm - Biến trở phải vị trí dễ thao tác điều chỉnh - Dễ kiểm tra đo kiểm mạch - Thay linh kiện dễ dàng có cố hay hư hỏng 12.4.2.2 Sơ đồ nối dây Nối dây cho mạch thực bố trí linh kiện hồn tất việc bố trí linh kiện cần thiết Nối dây cần theo trình tự bước để tránh sai thiếu dây, phải ý cẩn thận chân nguồn chân mass cho IC thiếu mass IC hỏng Các bước nối dây cần tuân theo trình tự sau: - Nối nguồn cho tất IC, ý dây nối cho thông nguồn test board chọn hai bên cấp nguồn - Nối dây cho mạch tạo xung có - Nối dây cho IC điều khiển với linh kiện liên quan - Nối dây cho mạch tổ hợp điều khiển tải - Nối dây cho tầng đệm ngõ có - Nối dây cho tải 12.4.2.3 Trình tự bước thực Trình tự thực mạch phát: - Bước 1: Chuẩn bị linh kiện thiết bị cần thiết cho mạch phát - Bước 2: Bố trí IC lên test board theo chuẩn bị - Bước 3: Bố trí linh kiện tụ điện trở thạch anh nút nhấn (sử dụng khoảng đến nút nhấn để kiểm tra) 231 - Bước 4: Nối dây kết nối mạch cho R, C, nút nhấn, thạch anh IC thu - Bước 5: Kiểm tra đo nguội mạch Trình tự thực mạch thu - Bước 1: Chuẩn bị linh kiện cho mạch thu - Bước 2: Bố trí IC mạch thu theo phần chuẩn bị - Bước 3: Bố trí linh kiện R, C, Diode, transistor, relay vào mạch - Bước 4: Nối dây liên kết chân IC với linh kiện R, C, Diode… - Bước 5: Kiểm tra đo nguội mạch - Bước 6: Đo kiểm tra mạch cấp nguồn - Bước 7: Đấu tải vào cho mạch hoạt động 12.4.3 Đo kiểm tra mạch - Đo kiểm tra linh kiện nguồn trước lắp mạch - Đo kiểm tra vị trí bị tác động led thu phát - Đo kiểm tra linh kiện có liên quan đến điều khiển thu phát, đo kiểm tra nhiễu mạch (nên sử dụng máy sóng để kiểm tra) - Đo kiểm tra thay đổi điện áp transistor kéo Relay - Đo nóng mức điện điều khiển transistor IC - Đo kiểm tra chân cấp nguồn cho IC 12.4.4 Cân chỉnh sửa mạch 12.4.4.1 Mạch phát - Dùng máy sóng đo xung chân tụ C2 C3 (chú ý tần số dao động 455kHz) - Dùng máy sóng đo xung chân 15 IC TC9148 nhấn trình tự nút nhấn SW1 đến SW10 12.4.4.2 Mạch thu - Dùng máy sóng đo xung chân mắt thu hồng ngoại nhấn nút nhấn bên mạch phát 232 - Dùng máy sóng đo xung chân IC TC9149 nhấn trình tự nút nhấn SW1 đến SW10 bên mạch phát - Dùng VOM đo điện áp ngõ tất IC CD4013, kiểm tra led sáng có tương ứng ấn nút nhấn bên phần phát không - Đo kiểm tra transistor có kích xung ấn nút nhấn bên phần phát không - Đo kiểm tra tiếp điểm relay có thay đổi trạng thái ấn nút nhấn bên phần phát không 12.4.5 Đánh giá kết Sinh viên thực xong mạch ghi lại kết đạt đánh giá khả mở rộng ứng dụng mạch 12.5 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 12.5.1 Mạch phát khơng phát tín hiệu Mạch kích hoạt mạch phát mạch không hoạt động: thường mạch phát không phát, mạch thu không thu Kiểm tra lại mạch theo sơ đồ, dùng máy sóng đo chân IC phát chân led phát 12.5.2 Mạch thu khơng thu tín hiệu - Mạch thu khơng thu tín hiệu: Kiểm tra lại diode tụ tạo mã hoạt động chưa, dùng máy sóng đo kiểm tra chân IC thu - Khi kích hoạt mạch phát tải không đổi trạng thái: kiểm tra lại mạch chốt - Mạch hoạt động có nhiều linh kiện bị nóng: IC bị nóng thường thiếu mass hay sử dụng nguồn mức qui định - Các transistor hay relay không hoạt động tốt 233 12.5.3 Mạch điều khiển sai thiết bị - Tải hoạt động bị chập chờn: mạch bị nhiễu, đo kiểm tra lại tụ chống nhiễu - Các chân FF điều khiển không thiết bị, kiểm tra lại chân nối lại cho thứ tự 12.6 Gia công mạch Gia công mạch in phần học nhằm trau dồi kỹ thực cân chỉnh mạch, học viên cần có kiến thức để thực mạch ứng dụng thực tế Do phần gia cơng mạch in cần cho học viên có tính tự học để phát huy lực cá nhân Mạch in thực trước nhà Giáo viên hướng dẫn cho học viên thực theo bước chung học viên phải chuẩn bị theo bước chi tiết theo gợi ý sau: 12.6.1 Trình tự thực - Nghiên cứu sơ đồ nguyên lý cách vẽ sơ đồ nguyên lý sơ đồ mạch in máy tính - In sơ đồ nguyên lý mạch in giấy - Lập dự trù vật tư thiết bị - Làm mạch in - Hoàn thiện 12.6.2 Tiêu chuẩn thực mạch in - Đọc kỹ sơ đồ nguyên lý - Cách sử dụng phần mềm vẽ mạch in - Cách chuyển từ sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ mạch in - Cách tạo chân linh kiện - Cách xếp linh kiện hợp lý, kỹ thuật - Cách in sơ đồ máy tính giấy - Kiểm soát lại từ sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ mạch in - Chỉnh sửa yếu tố chưa đạt - Chọn bảng đồng kích thước 234 - Dung dịch ăn mòn - Chất tẩy rửa - Chọn số lượng vừa đủ có tính dự phịng - Các vật dụng phụ trợ kèm theo - Vệ sinh lại board mạch - Ghi ký hiệu cần thiết 12.6.3 Kiến thức kỹ thực 12.6.3.1 Kiến thức - Các ký hiệu linh kiện điện – điện tử - Phân tích nguyên lý hoạt động - Kỹ thuật in - Vẽ kỹ thuật - Cách sử dụng bàn ủi - Cách sử dụng dung dịch ăn mịn - Cách làm bóng mạch in - Cách khoan mạch in 12.6.3.2 Kỹ - Kỹ phân tích - Sử dụng máy tính thành thạo - Kỹ trình bày trang in cách bố trí linh kiện - Xác định chất lượng vật tư, sử dụng thành thạo dụng cụ thiết bị - Sử dụng thành thạo bàn ủi Điều chỉnh nhiệt độ vừa phải - Cách ủi - Cách rửa mạch 12.6.4 Các lỗi thường gặp 235 Trong q trình thực gia cơng mạch in Thiếu tính cẩn thận gây nguy hiểm cho người thiết bị - Vẽ mạch in sai so với sơ đồ nguyên lý - Chân linh kiện khơng thứ tự vị trí - Các đường mạch bị đứt - Hàn không tiếp xúc tốt, bị dính chân linh kiện - Gắn sai linh kiện - Hàn thiếu dây nguồn mass cấp cho mạch 12.7 Câu hỏi tập thảo luận (có thể hỏi trực tiếp lớp thảo luận theo nhóm) Hãy cho biết cách phân cực cho led phát hồng ngoại? Hãy cho biết tần số sóng mang mạch phát dùng TC9148 bao nhiêu? Hãy cho biết mã code mạch phát sử dụng bao nhiêu? Hãy cho biết mã code mạch thu sử dụng bao nhiêu? Hãy cho biết vai trò IC CD4013 mạch thu? Thông thường để giảm nhiễu cho nút nhấn nhấn ta khắc phục nào? Hãy cho biết chân thường đóng thường mở relay? Kể tên mạch điều khiển thiết bị gia đình ứng dụng kỹ thuật điều khiển từ xa mà bạn biết? ... cần giáo trình nội bộ, mang tính khoa học đáp ứng với yêu cầu thực tế Nội dung giáo trình “ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG” xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội. .. hoạt động mạch điều khiển tự động mở đèn đường - Phân tích mạch điều khiển ánh sáng - Xác định chân linh kiện điều khiển mạch tự mở đèn đường - Lắp mạch điều khiển tự động đóng mở đèn quang trở -. .. mạch điện ứng dụng nhiệt trở mà bạn biết? 51 Bài 3: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG ÂM THANH Mã bài: MĐ2 1-0 3 Mục tiêu - Nắm bắt kiến thức điện tử tương tự ứng dụng điều khiển thiết bị dân dụng - Nắm