5. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN
5.3 Bộ thu hồng ngoại
Bộ thu hồng ngoại là một quang transistor (led thu hồng ngoại). Quang transistor nhận được tín hiệu hồng ngoại kích thích đúng tần số thì quang transistor sẽ có dòng điện ra.
Hình 16. Sơ đồ khối bên trong led thu hồng ngoại.
Nguyên lý hoạt động: Trong quang transistor có quang diode làm nhiệm vụ cảm ứng quang điện. Khi quang đi nhận được tín hiệu từ led phát, xung tín hiệu sẽ được khuếch đại lên nhiều lần sau đó loại bỏ tín hiệu tín hiệu sóng mang, và giữ lại 12bit của tín hiệu. Tín hiệu đầu ra sẽ đưa vào cực nền của transistor làm cho transistor dẫn, có dòng điện ra ở chân số 1 của quang transistor.
Hình 17. Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của led thu hồng ngoại. Những loại quang transistor cho những tần số sóng mang khác nhau:
Type fo Type fo
TSOP1830 30KHz TSOP1833 33KHz
TSOP1836 36KHz TSOP1837 36.7KHz
TSOP1838 38KHz TSOP1840 40KHz
TSOP1856 56KHz
Bảng 4. Những loại led thu hồng ngoại thông dụng. Mạch điều khiển Tín hiệu vào Điều chỉnh tự động khuếch đại (AGC) Dãi thông qua Mạch tách sóng
5.4 IC HEF4013
Vi mạch 4013 chứa 2 flip-flop D, nó là vi mạch đa năng, chúng có các chân đặt trực tiếp (S), xóa trực tiếp (R), ngõ vào xung đồng hồ (CLK) và ngõ ra (Q).
Hình 18. Sơ đồ chân và hình dáng của IC HEF4013. HEF4013 có 14 chân trong đó:
- D (5, 9): dữ liệu vào.
- CLK (3, 11): xung đồng hồ vào. - S (6, 8): chân đặt trực tiếp. - R (4, 10): chân xóa trực tiếp. - Q (1, 13): ngõ ra chính. -
_
Q (2, 12): ngõ ra bổ sung.
- GND, VDD (7, 14): cấp nguồn âm và nguồn dương.
Tín hiệu vào Tín hiệu ra
S R CLK D Q Q_ H L X X H L L H X X L H H H X X H H Bảng 5.Bảng chân trị. H : cấp giá trị ở mức cao. L : cấp giá trị ở mức thấp. X: giá trị tùy định.
Hình 19. Sơ đồ 1 flip-flop của 4013.
Mạch chốt dữ liệu hay gọi là 1 flip-flop. Khi chưa có xung vào CLK ngõ ra Q = “0”, Q\ = “1”. Dữ liệu tại D là “1” vì ta nối D với Q\. Khi có xung vào CLK, dữ liệu tại D sẽ được nạp vào và ngõ ra Q = “1”, Q\ = “0”. Lúc này trạng thái ngõ ra được chốt lại và chỉ thay đổi khi có thêm một xung CLK.
5.5 Một số linh kiện khác: 5.5.1 IC KA7805
Đặc tính:
- Dòng cực đại có thể duy trì là 1A. - Dòng đỉnh 2.2A.
- Công suất tiêu thụ nếu không dùng tản nhiệt: 2W. - Công suất tiêu thụ nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W. - Bảo vệ ngắn mạch.
- Bảo vệ quá tải nhiệt.
Chính vì thế với những mạch không đòi hỏi tính ổn định của điện áp quá cao người ta hay sử dụng chúng để thiết kế những mạch điện đơn giản.
Chức năng từng chân : - Chân 1: ngõ vào.
- Chân 2: nối với cực âm của nguồn.
- Chân 3: ngõ ra. Ngõ ra luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi. Do đó nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ vẫn giữ được điện áp ngõ ra 5V không đổi.
5.5.2 Relay
Cấu tạo của relay điện từ gồm có: phần cố định, phần nắp chuyển động, cuộn dây kích thích, lò xo, tiếp điểm cố định, tiếp điểm động. Relay hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, khi có dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ sinh lực điện từ hút nắp về phía lõi, khi lực điện từ đủ lớn sẽ thắng được lực hút của lò xo, do đó làm tiếp điểm động của relay hoạt động khi không có dòng điện qua Relay thì tiếp điểm động sẽ không hoạt động.Từ đó người ta còn gọi relay là công tắc điện từ. Nhờ vào đặc tính này mà relay mới ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật.
Hình 21. Sơ đồ chân và hình ảnh thực tế Relay. 1, 2: Hai đầu của nam châm điện, sẽ được nối với nguồn. 3: Ngõ vào.
4: Tiếp điểm thường hở. 5: Tiếp điểm thường đóng.
5.5.3 Transistor
Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Transistor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác.
Transistor gồm 3 lớp bán dẫn được ghép với nhau thành 2 mối tiếp giáp P – N, nếu ghép theo thứ tự PNP được gọi là transistor thuận, nếu ghép theo thứ tự NPN được gọi là transistor nghịch. Về cấu tạo transistor tương đương với 2 diode đấu ngược chiều nhau.
Hình 22. Cấu tạo của transistor. Mỗi transistor đều có ba cực:
- Cực nền ký hiệu là B (Base). - Cực thu ký hiệu là C (Collector). - Cực phát ký hiệu là E (Emitter).
Lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp, vùng bán dẫn E và C có nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được.
Nguyên tắc hoạt động của transistor:
Loại NPN:
Cấp nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó cực dương (+) cấp vào C và cực âm (-) cấp vào E. Cấp nguồn một chiều UBE qua công tắc và điện trở vào 2 cực B và E trong đó cực (+) vào chân B và cực (-) vào chân E.
Khi công tắc hở, mặc dù hai cực C và E được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện qua mối CE (lúc này dòng IC = 0).
Khi công tắc đóng, mối P – N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ cực (+) của nguồn UBE qua công tắc => qua điện trở hạn dòng ở cực B => qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB.
Khi dòng IB xuất hiện, lập tức có dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng và dòng IC lớn hơn dòng IB nhiều lần.
Như vậy, dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo công thức:
B
c I
I
Trong đó IC là dòng chạy qua mối CE IB là dòng chạy qua mối BE
là hệ số khuếch đại của transistor C1815 là Transistor BJT loại NPN:
Hình 24. Kí hiệu và hình dáng của transistor.
Điện áp ngưỡng VCB0 60V
Điện áp ngưỡng VCE0 50V
Điện áp ngưỡng VEB0 5V
Dòng điện cực C 150mA
Dòng điện cực B 50mA
Điện áp bảo hòa VCE(sat) IC=100mA, IB=10mA
Điện áp bảo hòa VBE(sat) IC=100mA, IB=10mA
Loại PNP:
Sự hoạt động của transistor PNP hoàn toàn tương tự transistor NPN nhưng cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại. Dòng IC đi từ E sang C, còn dòng IB đi từ E sang B.
A1015 là loại transistor BJT loại PNP:
Hình 25. Ký hiệu và hình dáng của A1015.
Điện áp VCB0 -50V
Điện áp VCE0 -50V
Điện áp VEB0 -5V
Dòng điện cực C -150mA
Dòng điện cực B -200mA
Điện áp bảo hòa VCE(sat) IC=-100mA, IB=-10mA
Điện áp bảo hòa VBE(sat) IC=-100mA, IB=-10mA
Bảng 7. Mức cực đại tuyệt đối của A1015.
Ứng dụng: Đáp ứng nhanh và chính xác nên các transistor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng ngắt dòng, điều chỉnh điện áp,điều khiển tín hiệu, và tạo dao động... Transistor cũng thường được kết hợp thành mạch tích hợp (IC) trên một diện tích nhỏ.