Lắp ráp mạch cảnh báo sụt áp nguồn một chiều

LỜI NĨI ĐẦU Tính tốn thiết kế mạch điện tử yêu cầu thiếu kỹ sư ngành điện tử, nhằm cung cấp kiến thức sở mạch điện tử Thông qua đồ án môn học Kĩ thuật điện tử, sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhằm tính tốn thiết kế mạch điện theo tiêu chủ yếu khả làm việc, thiết kế mạch điện, tính tốn thơng số linh kiện, Trong cung cấp nhiều số liệu phương pháp tính, dung sai số liệu tra cứu khác Trong học phần Kĩ thuật điện tử, nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, chúng em giao đề tài: “Lắp ráp mạch cảnh báo sụt áp nguồn chiều” với hướng dẫn tận tình giảng viên thầy Trần Ngọc Thái Nhiệm vụ chúng em thiết kế mạch cảnh báo sụt ap nguồn chiều Với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, có nhiều phần chúng em chưa nắm vững, dù tham khảo tài liệu song thực đồ án, tính tốn khơng thể tránh thiếu sót Chúng em mong góp ý giúp đỡ thầy cô giáo bạn bè Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa, đặc biệt thầy Trần Ngọc Thái hướng dẫn tận tình cho chúng em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học Hưng Yên, ngày tháng 07 năm 2021 Sinh viên Sinh viên NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Hưng Yên, Tháng 07 Năm 2021 Giảng viên hướng dẫn GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Mục Lục CHƯƠNG I : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN Sụt áp .4 Nguồn điện chiều DC CHƯƠNG II:THIẾT KẾ MẠCH Sơ đồ khối Khối nguồn Nguyên lý mạch nguyên lý linh kiện mạch cảnh báo sụt áp 3.1 Nguyên lý hoạt động mạch 3.2 Các linh kiện mạch .7 3.2.1 Điện trở: 3.2.2 Biến trở 3.2.3 Tụ điện .9 3.2.4 Diode .11 3.2.5 LED .13 3.2.6 Transistor .14 3.2.7 IC LM317T 16 Giải thích nguyên lí hoạt động tính chọn linh kiện 17 Đánh giá kết luận 18 5.1 Kết 18 5.2 Hạn chế 18 5.3 Hướng phát triển đề tài 18 GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHƯƠNG I : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN Sụt áp - Sụt áp Hình 1.1 Hình minh hoạ sụt áp Khi dòng điện di chuyển qua mạch điện, lượng nhỏ điện áp bị điện trở dẫn Khái niệm gọi sụt áp, dẫn đến tổn thất nhẹ từ dòng điện đến dòng điện khác Sụt áp nhiều khoảng cách xa Chạy dây dài có nhiều điện trở cho mạch, dẫn đến sụt áp lớn - Sụt áp xảy nào? Lý giải cho điều em xin giải thích sau: Việc sử dụng điện liên quan trực tiếp đến vấn đề Điện mà gia đình sử dụng điệp áp 220V Pha, máy công nghiệp nhà máy sử dụng điện pha 380V, 220V, 200V Nhưng việc truyền tải tiện có thơng số từ nhà máy sản xuất điện đến nơi tiêu thụ điện dài Đất nước Việt Nam hình chữ S nên việc truyền tải lại khó khăn gấp nhiều lần Máy biến áp hay biến thế, ổn áp Standa, Lioa có tác tác dụng làm tăng giảm HĐT đầu đường dây tải điện Khi truyền tải điện xa có phần điện bị hao phí tượng tỏa nhiệt đường dây GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nguồn điện chiều DC *Khái niệm Nguồn chiều DC thiết bị dùng phổ biến nhiều lĩnh vực, dùng để cung cấp nguồn điện chiều cho thiết bị hoạt động, nguồn ni cho thiết bị máy móc công nghiệp, sở sản xuất, vô quan trọng để kết nối thiết bị thông tin liên lạc, viễn thông *Ứng dụng Nguồn điện chiều DC thiết kế phục vụ cung cấp nguồn lượng hoạt động cho tất thiết bị điện tử Bộ nguồn chiều DC sử dụng với nhiều ứng dụng khác nhau: có làm sạc, cung cấp điện chiều cho thiết bị, làm nguồn quảng cáo, LED trang trí biến đổi nguồn điện áp xoay chiều thành nguồn điện chiều Hình2.1 Ứng dụng sạc điện thoại GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHƯƠNG II:THIẾT KẾ MẠCH Sơ đồ khối Khối nguồn a Mạch nguồn Hình 1:Mạch nguồn điều chình dùng IC LM317 b Nguyên lý mạch nguồn Điện áp đầu vào tối đa đặt vào mạch 40V DC với đến A Đầu điều chỉnh từ 1.2V đến 37V DC với dòng điện đầu tối đa 1.5A Điện áp đầu điều chỉnh với trợ giúp biến trở 10K Đầu vào 40V không bắt buộc, GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ em cung cấp điện áp từ 3V đến 40V DC, tùy thuộc vào yêu cầu điện áp đầu em Ví dụ: em muốn xây dựng nguồn điện điều chỉnh 1,2V đến 12V em cấp cao 3V so với điện áp đầu tối đa Với yêu cầu nguồn từ 1,2V đến 12V điện áp đầu vào khơng nhỏ 15V Nguyên lý mạch linh kiện mạch cảnh báo sụt áp Có nhiệm vụ cảnh báo nguồn chiều có tượng sụt áp Hình 3.1 Mạch cảnh báo sụt áp 3.1 Nguyên lý hoạt động mạch Khi lấy nguồn chiều, điện áp lớn 12 v làm zener D1 dẫn, kích thích cho Q1 dẫn, sau Q2 dẫn làm cho đèn tắt Do ta cho điện áp nhỏ 12v đèn bật 3.2 Các linh kiện mạch 3.2.1 Điện trở: a Khái niệm: Điện trở linh kiện thụ động thiếu mạch điện điện tử, chúng có tác dụng cản trở dịng điện, tạo sụt áp để thực chức theo ý muốn Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, tiết diện độ dài dây dẫn tính theo công thức: GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ s C  � d ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ (CT 2.1) R: điện trở Đơn vị Ω L: chiều dài dây dẫn S: tiết diện dây dẫn b Điện trở thực tế mạch điện tử Hình dáng ký hiệu: Trong thực tế điện trở loại linh kiện điện tử khơng phân cực, linh kiện quan trọng mạch điện tử, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loại pha theo tỷ lệ mà tạo điện trở có trị số khác Hình 3.2 Hình dạng điện trở Hình 3.3 Ký hiệu điện trở Đơn vị đo Ω, KΩ, MΩ 1MΩ = 1000 KΩ = 1000000Ω GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 3.2.2 Biến trở Biến trở thiết bị có điện trở biến đổi theo ý muốn Chúng sử dụng mạch điện để điều chỉnh hoạt động mạch điện Điện trở thiết bị thay đổi cách thay đổi chiều dài dây dẫn điện thiết bị, tác động khác nhiệt độ thay đổi, ánh sáng xạ điện từ, Cấu tạo biến trở gồm thành phần chạy cuộn dây làm hợp kim có điện trở suất lớn Biến trở thường ráp máy phục vụ cho trình sửa chữa, cân chỉnh kỹ thuật viên Ký hiệu biến trở sơ đồ mạch điện dạng sau:  Cơng dụng nguyên lý hoạt động: Đúng tên gọi làm thay đổi điện trở, nguyên lý hoạt động chủ yếu biến trở dây dẫn tách rời dài ngắn khác Trên thiết bị có vi mạch điều khiển hay núm vặn Khi thực điều khiển núm vặn mạch kín thay đổi chiều dài dây dẫn khiến điện trở mạch thay đổi Thực tế việc thiết kế mạch điện tử ln có khoảng sai số, nên thực điều chỉnh mạch điện người ta phải dùng biến trở, lúc biến trở có vai trị phân áp, phân dịng mạch Ví dụ: Biến trở sử dụng máy tăng âm để thay đổi âm lượng chiếu sáng biến trở dùng để thay đổi độ sáng đèn 3.2.3 Tụ điện a Khái niệm Tụ điện linh kiện thụ động sử dụng rộng rãi mạch điện tử, sử dụng mạch lọc nguồn, lọc nhiễu mạch truyền phát tín hiệu, mạch dao động… GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tụ điện linh kiện dùng để cản trở dịng điện xoay chiều ngăn khơng cho dịng điện chiều qua, tụ điện cịn có khả phóng nạp cần thiết b Các đại lượng đặc trưng : Điện dung đại lượng nói lên khả tích điện hai cực tụ điện, điện dung tụ điện phụ thuộc vào diện tích cực, vật liệu làm chất điện mơi khoảng cách giữ hai cực theo công thức S C  � d (CT 2.2) Trong đó: C: điện dung tụ điện, đơn vị Fara (F) ξ : Là số điện môi lớp cách điện d : chiều dày lớp cách điện S : diện tích cực tụ điện Dung kháng đại lượng đặc trưng cho khả cản trở dòng điện xoay chiều, đơn vị Ω Xc  2nfc (CT 2.3) Tụ không phân cực tụ có hai cực giá trị thường nhỏ (pF) Tụ phân cực tụ có hai cực tính âm dương dũng lẫn lộn Có giá trị lớn so với tụ khơng phân cực Cấu tạo tụ điện: gồm hai cực song song, có lớp cách điện gọi điện mơi tụ hóa, tụ gốm, tụ giấy… GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tụ Tụ xoay Hình 3.4 Hình dạnh tụ thực tế Để cho tụ làm việc ổn định em lựa chọn tụ có điện áp lớn điện áp điện áp đầu vào tụ 3.2.4 Diode a khái niệm Được cấu tạo từ hai lớp bán dẫn tiếp xúc Diode có hai cực Anot (A) Katot (K) Nó cho dịng chiều từ A sang K coi van chiều mạch điện ứng dụng rộng rãi máy thu thu hình, mạch chỉnh lưu, ổn định điện áp Hình 3.1: Cấu tạo diode Hình 3.2: Hình dạng diode thực tế GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Hình 3.3: Kí hiệu diode mạch nguyên lý b Phân cực cho diode Phân cực thuận cho diode: Anode(A) lối vào cực dương Katot nối vào cực âm nguồn (UAK>0) diode cho dịng điện chạy qua Hình 3.4: Phân cực thuận cho Diode Phân cực ngược: UAKChọn trở R=1k Dòng điện qua diode: Id=1A Đánh giá kết luận 5.1 Kết Sau thời gian thực đồ án môn học, với hướng dẫn tận tình thầy Trần Ngọc Thái chúng em hoàn thành đồ án theo quy định Để thực yêu cầu đề tài, chúng em không ngừng học hỏi, vấn đề linh kiện điện tử vấn đề khác liên quan Vì kiến thức điện tử, kinh nghiệm thực tế làm mạch có tiến Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô! GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 16 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 5.2 Hạn chế - Vì sản phẩm chúng em làm mang tính nghiên cứu nên mạch cịn nhiều sơ sài khơng sử dụng rộng rãi thực tế - Do thời gian điều kiện chúng em hạn chế nên sản phẩm chưa hoàn hảo 5.3 Hướng phát triển đề tài Mạch hoạt động tốt cơng suất cịn nhỏ, tăng cơng suất mạch lên cao Trên đồ án môn học em sau thời gian nguyên cứu tìm hiểu hồn thành Vì kiến thức cịn hạn chế với thời gian có hạn đồ án cịn nhiều thiếu sót bất cập mong ý kiến đóng góp để em sửa đổi hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: TRẦN NGỌC THÁI SVTH: NGUYỄN NGỌC TÚ-LÊ ANH TÚ LỚP 110185 17 ... điện áp đầu vào không nhỏ 15V Nguyên lý mạch linh kiện mạch cảnh báo sụt áp Có nhiệm vụ cảnh báo nguồn chiều có tượng sụt áp Hình 3.1 Mạch cảnh báo sụt áp 3.1 Nguyên lý hoạt động mạch Khi lấy nguồn. .. Sụt áp .4 Nguồn điện chiều DC CHƯƠNG II:THIẾT KẾ MẠCH Sơ đồ khối Khối nguồn Nguyên lý mạch nguyên lý linh kiện mạch cảnh báo sụt áp. .. ĐIỆN TỬ CHƯƠNG II:THIẾT KẾ MẠCH Sơ đồ khối Khối nguồn a Mạch nguồn Hình 1 :Mạch nguồn điều chình dùng IC LM317 b Nguyên lý mạch nguồn Điện áp đầu vào tối đa đặt vào mạch 40V DC với đến A Đầu điều