Giáo trình thực hành mạch điện cơ bản (nghề công nghệ ô tô) trường cđ cộng đồng lào cai

BÀI 1 HÀN NỐI LINH KIỆ ĐIỆN TỬ BẰNG MỎ HÀN XUNG, MỎ HÀN ĐIỆN TRỞ Mục tiêu: - Trình bày được phương pháp hàn nối các linh kiện điện, điện tử - Hàn nối linh kiện điện-điện tử đúng qui tr

TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

GIÁO TRÌNH

( Lưu hành nội bộ )

Ngành: CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Mô đun: THỰC HÀNH MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN

Năm 2017

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, công nghiệp ôtô ở Việt Nam có bước phát triển mạnh

mẽ Trên thị trường hiện nay có rất nhiều xe ôtô hiện đại, được ứng dụng công nghệ cao Trước sự phát triển mạnh mẽ đó, đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ kỹ thuật nắm vững kiến thức và kỹ năng về bảo dưỡng, sửa chữa và đào tạo đội ngũ công nhân kỹ thuật lành nghề đáp ứng nhu cầu của xã hội

“Thực hành mạch điện cơ bản” là môn học tự chọn ngành “Công nghệ Ôtô” Đây

là môn học quan trọng được nhiều trường Đại học, Cao đẳng kỹ thuật trong nước giảng dạy cho sinh viên ngành “Công nghệ ôtô”

Giáo trình nội bộ “Thực hành mạch điện cơ bản”, được biên soạn theo chương trình môn học “Thực hành mạch điện cơ bản” của trường Cao đẳng Lào Cai nhằm mục đích giúp sinh viên chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô có tài liệu học tập và thực hành

kỹ năng nghề Tài liệu này cũng có thể sử dụng cho các đối tượng khác có liên quan đến ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Giáo trình nội bộ “Thực hành mạch điện cơ bản” không đi sâu vào những nội dung

lý thuyết mà chỉ ra những kiến thức cơ bản cần thiết nhất để ôn tập lại kiến thức để hỗ trợ cho việc thực hành, đồng thời hướng dẫn các kỹ năng thực hành trong công việc sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống điện động cơ của tô giúp cho sinh viên có thể tự học và ứng dụng hiệu quả trong thực hành nghề

Ban biên soạn đã mạnh dạn bỏ các nội dung quá cũ, lạc hậu không còn phù hợp với thực tiễn và đưa vào những nội dung mới phù hợp với thực tế xã hội Việt Nam cũng như xu hướng phát triển của ngành Công nghệ ôtô trên thế giới

Ban biên soạn chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy trong bộ môn Cơ khí Động lực đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp chúng tôi hoàn thành tài liệu này Tuy nhiên, đây là tài liệu biên soạn lần đầu, quá trình biên soạn không thể tránh được các thiếu sót nhất định, chúng tôi chân thành đón nhận những ý kiến đóng góp của quý bạn đọc để chỉnh sửa tài liệu ngày một hoàn thiện hơn

Nhóm tác giả

BÀI 1 HÀN NỐI LINH KIỆ ĐIỆN TỬ BẰNG MỎ HÀN XUNG, MỎ HÀN ĐIỆN TRỞ

Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp hàn nối các linh kiện điện, điện tử

- Hàn nối linh kiện điện-điện tử đúng qui trình, mối hàn đạt chất lượng kỹ thuật đáp ứng yêu cầu của công tác sửa chữa mạch điện thuộc phạm vi nghề nghiệp

- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên

Nội dung:

1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động mỏ hàn xung

1.1 Cấu tạo mỏ hàn xung

Mỏ hàn xung

- Mỏ hàn xung thường được sử dụng ở mạng điện lưới 110 V hay 220 V

- Mỏ hàn xung được chế tạo gồm nhiều loại công suất khác nhau 45W, 60W, 75W, 100W Tuỳ theo đối tượng hàn mà ta chọn loại mỏ hàn xung nào cho phù hợp

 Cấu tạo

Hình 1.1 cấu tạo mỏ hàn xung

- Bộ phận tạo nhiệt cho mỏ hàn xung chính là phần dây dẫn làm mỏ hàn,dòng điện làm nóng mỏ hàn được lấy từ cuộn thứ cấp có hai cuộn: cuộn chính cấp dòng cho mỏ hàn, cuộn phụ cấp dòng cho đèn báo của biến áp hàn Biến áp hàn có cuộn sơ cấp nối tiếp

với nút ấn (công tắc nguồn) và dây dẫn điện cùng phích cắm để lấy dòng điện xoay chiều vào

- Khi sử dụng mỏ hàn xung để hàn thì dùng ngón tay ấn vào công tắc để nối dòng điện vào cấp cho mỏ hàn, khi hàn xong thì trả lại trạng thái bình thường, dòng điện sẽ bị ngắt

1.2 Nguyên lý làm việc

Hình 1.2 Nguyên lý sinh nhiệt

Khi cấp nguồn cho mỏ hàn, trong cuộn dây sơ cấp W1 của biến áp (2) có dòng điện chạy qua làm xuất hiện từ trường biến thiên Từ trường biến đổi này sẽ móc vòng sang cuộn thứ cấp W2 của biến áp (2) Lúc này trên cuộn W2 xuất hiện sức điện động cảm ứng từ cuộn sơ cấp W1 Khi đầu mỏ hàn nối chập hai cuộn dây W2 làm xuất hiện dòng điện chạy qua mỏ hàn Hơn nữa, khi chế tạongười ta đã tính toán và sử dụng cuộn dây W2 có đường kính to, ngược lại khi đầu mỏ hàn có đường kính nhỏ hơn nhiều lần do

đó dòng điện rất lớn chạy từ cuộn W2 qua đầu mỏ hàn sẽ làm nóng mỏ hàn

1.3 Ưu điểm, nhược điểm

- Ưu điểm: Thời gian nhiệt rất nhanh và ít tổn hao điện năng

- Nhược điểm: Kết cấu phức tạp giá thành cao hơn so với mỏ hàn thường

2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động mỏ hàn điện trở

Dụng cụ hàn thường có tên gọi là mỏ hàn Trong thực tế có nhiều loại mỏ hàn khác nhau nhưng thông dụng hơn cả là mỏ hàn nung nóng bằng điện trở (mỏ hàn thường)

2.1 Cấu tạo mỏ hàn bằng điện trở

Hình 2.1 cấu tạo mỏ hàn bằng điện trở

Phần chính của mỏ hàn thường là bộ phận gia nhiệt Trên một ống sứ hình trụ rỗng, mặt ngoài tạo thành rãnh theo hình xoắn ốc, trên rãnh người ta đặt dây điện trở nhiệt, giữa ruột của một ống sứ là mà hàn bằng đồng đỏ Đầu dây ra của điện trở nhiệt được bao phủ bởi các vòng (khoen) sứ nhỏ (chịu nhiệt và cách điện tốt) xuyên qua cần hàn rồi đấu và0 dây dẫn điện để dẫn điện vào mỏ hàn

2.2 Nguyên lý làm việc mỏ hàn bằng điện trở

Hình 2.2 Nguyên lý làm việc

Khi mỏ hàn được cấp nguồn sẽ xuất hiện dòng điện chạy qua cuộn dây điện trở nhiệt (1) cuốn trên ống sứ (3), làm cho cuộn dây (4) nóng dần sinh nhiệt Nhiệt lượng này truyền qua ống sứ cách điện sang đầu mỏ hàn (5) (đầu mò hàn nằm trong ống sứ và cuộn dây) Đầu mỏ hàn được làm bằng đồng đỏ nên hấp thụ nhiệt Nhiệt lương do mỏ hàn toả

ra nógn hơn nhiệt độ nóng chảy của thiếc nên khi ta đưa đầu mỏ hàn vào thiếc sẽ làm cho thiếc bị nóng chảy Vậy mỏ hàn sinh nhiệt

2.3 Ưu điểm, nhược điểm của mỏ hàn điện trở

Ưu điểm

Cấu tạo đơn giản Giá thành thấp Công suất từ 25 W tới 100 W(tuỳ theo nhu cầu sử dụng) nên được dùng rất phổ biến

Nhược điểm

Thời gian hạ nhiệt lâu từ 7 đến 15 phút nên phải cung cấp điện suốt trong thời gian sử dụng

3 Trình tự các bước hàn thiếc

3.1 chuẩn bị

- Vật liệu hàn

 Thiếc hàn được sử dụng để tạo liên kết có tính bền vững giữa các linh kiện điện tử trong mạch, yêu cầu thiếc phải sạch sẽ, ít tạp chất

 Thiếc hàn được chế tạo nhiều dạng khác nhau Thiếc nguyên chất theo dạng thanh

Thiếc hợp chất được chế tạo theo kiểu dây uốn tròn, lõi rỗng, chứa nhựa thông bên trong dây

- Mỏ hàn xung Mỏ hàn điện trở

- Nhựa thông

 Nhựa thông được sử dụng trong quá trình thực hiện hàn nối để tẩy rửa sạch, làm tinh khiết cho các chân linh kiện yêu cầu nhựa thông phải sạch sẽ ít tạp chất

3.2 Quy trình hàn thiếc

Bước 1: Xử lý sạch tại điểm cần hàn:

Dùng dao hoặc giấy ráp cạo sạch lớp ôxit trên bề mặt tại hai điểm cần hàn Ngoài ra có thể dùng axit hàn để nhanh chóng tẩy sạch lớp ôxit này

Bước 2: Tráng thiếc:

Dùng mỏ hàn gia nhiệt tại điểm vừa xử lý ở bước 1, rồi tráng phủ một lớp thiếc mỏng

Chú ý: nếu bước 1 làm chưa tốt( chưa tẩy được lớp ô xit trên bề mặt) thì tráng thiếc sẽ không dính

Bước 3: Hàn nối:

Đặt hai điểm cần hàn tiếp xúc với nhau, ấn đầu mỏ hàn sát vào cả hai vật cần hàn để gia nhiệt, rồi đưa thiếc hàn vào điểm cần hàn Thiếc hàn nóng chảy và bao phủ kín điểm hàn sau đó nhấc mỏ hàn và thiếc hàn ra hai hướng khác nhau

3.3 Một số điểm cần lưu ý khi thao tác hàn

- Nếu điển hàn chưa đủ nóng, thiếc chưa nóng chảy lỏng hoàn toàn thì mối hàn

sẽ không tròn láng (không nhẵn bóng), không đảm bảo tiếp xúc về điện và độ bền chắc về cơ

- Để sửa một mối hàn, ta có thể dùng nhựa thông bằng cách ấn đầu mỏ hàn vào nhựa thông rồi ấn sát vào mối hàn cần sửa cho đêế khi thiếc đã hàn nóng chảy lỏng hoàn toàn ta nhấc mỏ hàn ra

- Khi hàn các linh kiện bán dẫn như Điốt, tranzitor… nên dùng kẹp kim loại kẹp

và chân linh kiện để tản nhiệt, tránh làm hỏng linh kiện điện tử Tuỳ từng điều kiện, từng vị trí điểm hàn nên cách thân kinh kiện ít nhất 1 cm và sử dụng mỏ hàn có công suất nhỏ

- Trong quá trình hàn, việc định vị trí các chân linh kiện sao cho chắc chắn là rất quan trọng Thông thường với những linh kiện điện tử có từ hai chân trở lên, ban đầu ta không nhất thiết phải hàn ngay được bất cứ một chân nào trước mà nên gá sơ bộ một chân nào đó trước để định vị Sau đó hàn các chân khác cho được, cuối cùng hàn lại chân đã gá ban đầu

- Không được để mỏ hàn tiếp xúc quá lâu vào điểm hàn và chân linh kiện vì nếu

để quá lâu dễ làm hỏng, bong mạch in và hỏng linh kiện

- Trong khi thao tác hàn tuyệt đối không được vảy mỏ hàn làm thiếc bắn ra gây nguy hiểm cho người và thiết bị

4 Hàn nối linh kiện điện- điện tử

4.1.Hàn các mắt lưới

Sử dụng dây đồng= 0,5 m, hàn mắt lưới 10 x 10 cm (kích cỡ mỗi mắt lưới là 1 x 1 cm)

Hình 4.1 Hàn các mắt lưới

Các bước thao tác như sau:

- Làm sạch dây đồng hàn

- Tráng thiếc dây đồng hàn (tráng thiếc suốt chiều dài của dây)

- Hàn nối: Sắp xếp các dây đồng đã đựơc tráng thiếc theo hình mắt lưới, mỗi ô có kích cỡ 1 x 1 cm Dùng mỏ hàn và thiếc hàn để hàn tất cả các giao điểm của mắt lưới Yêu cầu: Dây đồng phải đựơc hàn thiếc đều và bong

Mắt lưới sắp xếp theo đúng kích cỡ và mối hàn nhỏ gọn, nhẵn bóng, đảm bảo độ bền chắc về cơ và tiếp xúc tốt về điện

4.2 Hàn các linh kiện điện tử (R, C) nối tiếp, song song

Hình 4.2 Hàn các linh kiện điện tử nối tiếp và song song

Các bước thao tác như sau:

- Làm sạch chân linh kiện điện tử cần hàn

- Tráng thiếc chân linh kiện cần hàn (tráng thiếc suốt chiều dài của dây)

- Hàn nối: Tráng thiếc chân linh kiện cần hàn cho phù hợp sau đó dùng mỏ hàn và thiếc hàn để hàn nối

Yêu cầu: Khi hàn các linh kiện R,C theo kiểu nối tiếp hoặc song song phải đảm bảo độ bền chắc về cơ, tiếp xúc tốt về điện và có tính thẩm mỹ cao

4.3 Hút thiếc và hàn chân linh kiện vào panel, mạch in

Panel là bảng mạch đã được chế tạo sẵn theo một cấu hình nào đó, thường được sử dụng để thí nghiệm hoặc hàn nối, lắp rắp các linh kiện điện tử

Hình 4.3 Các linh kiện điện- điện tử

Mạch in là sơ đồ lắp ráp một mạch điện nào đó nhưng được thiết kế trên bảng mạch

Hình 4.4 Hút thiếc và hàn chân linh kiện vào panel, mạch in

4.4 Hàn tháo lắp các linh kiện bán dẫn phổ thông

- Các linh kiện bán dẫn phổ thông C, R, L

- Cách tháo lắp: hàn từ trong ra ngoài tháo lắp từ ngoài vào trong

4.5 Hàn – tháo lắp chác linh kiện đặc biệt

- Các linh kiện đặc biệt: Tr, IC…

- Với Transitor hàn đúng vào các chân B, C, E với đầu ra đầu vào trong mạch

- IC hàn đúng vị trí được đánh số chân 1, 2, 3, 4, 5 hàn đúng vị trí

5 kiểm tra chất lương mối hàn

- Khi hàn các linh kiện R,C theo kiểu nối tiếp hoặc song song phải đảm bảo độ bền chắc về cơ, tiếp xúc tốt về điện và có tính thẩm mỹ cao

- Mối hàn phải đựơc hàn thiếc đều và bóng

- Mắt lưới sắp xếp theo đúng kích cỡ và mối hàn nhỏ gọn, nhẵn bóng, đảm bảo độ bền chắc về cơ và tiếp xúc tốt về điện

- Mối hàn tuyệt đối không được vảy mỏ hàn làm thiếc bắn ra

- Điểm hàn và chân linh kiện không bị làm hỏng, bong mạch in và hỏng linh kiện khi tiến hành hàn

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Nêu cấu tạo và hoạt động của mỏ hàn điện trở?

2 Nêu cấu tạo và hoạt động của mỏ hàn xung?

3 Nêu trình tự các bước hàn thiếc?

4 Nêu một số điểm lưu ý khi thao tác hàn?

5 Nêu kiểm tra chất lượng mối hàn?

BÀI 2- HÀN THIẾC BẰNG MỎ HÀN ĐỐT VÀ ĐÈN KHÒ

Mục tiêu:

- Hàn được các mối hàn đạt độ tiếp xúc điện tốt, chắc và bóng đẹp đáp ứng yêu cầu của công tác sửa chữa mạch điện thuộc phạm vi nghề nghiệp

- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên

Nội dung:

1 Cấu tạo đèn khò

1- Bộ sinh nhiệt có nhiệm vụ tạo ra sức nóng phù hợp để làm chảy thiếc giúp tách

và gắn linh kiện trên main máy an toàn Nếu chỉ có bộ sinh nhiệt hoạt động thì chính nó sẽ nhanh chóng bị hỏng

2- Bộ sinh gió có nhiệm vụ cung cấp áp lực thích hợp để đẩy nhiệt vào gầm linh kiện để thời gian lấy linh kiện ra sẽ ngắn và thuận lợi

Nếu kết hợp tốt giữa nhiệt và gió sẽ đảm bảo cho việc gỡ và hàn linh kiện an toàn cho cả chính linh kiện và mạch in giảm thiểu tối đa sự cố và giá thành sửa chữa máy

2 Cách sử dụng đèn khò và những biện pháp an toàn khi sử dụng

2.1 Cách sử dụng đèn khò

 Giữa nhiệt và gió là mối quan hệ nghịch nhưng hữu cơ: Nếu cùng chỉ số nhiệt, khi gió tăng thì nhiệt giảm, và ngược lại khi gió giảm thì nhiệt tăng Để giảm thời gian IC ngậm nhiệt, người thợ còn dùng hỗn hợp nhựa thông lỏng như một chất xúc tác vừa làm sạch mối hàn vừa đẩy nhiệt “cộng hưởng” nhanh vào thiếc Như vậy muốn khò thành công một IC bạn phải có đủ 3 thứ : Gió;nhiệt;

và nhựa thông lỏng

 Việc chỉnh nhiệt và gió là tuỳ thuộc vào thể tích IC ( chú ý đến diện tích bề mặt) và thông thường linh kiên có diện tích bề mặt càng rộng thì lùa nhiệt vào sâu càng khó khăn-nhiệt nhiều thì dễ chết IC; gió nhiều thì tuy có thể lùa nhiệt sâu hơn nhưng phải bắt IC ngậm nhiệt lâu Nếu qúa nhiều gió sẽ làm “rung” linh kiện, chân linh kiện sẽ bị lệch định vị, thậm chí còn làm “bay” cả linh

kiện…

 Đường kính đầu khò quyết định lượng nhiệt và gió Tùy thuộc kích cỡ linh kiện lớn hay nhỏ mà ta chọn đường kính đầu khò cho thích hợp, tránh quá to hoặc quá nhỏ: Nếu cùng một lượng nhiệt và gió, đầu khò có đường kính nhỏ thì đẩy nhiệt sâu hơn, tập trung nhiệt gọn hơn, đỡ “loang” nhiệt hơn đầu to, nhưng lượng nhiệt ra ít hơn, thời gian khò lâu hơn Còn đầu to thì cho ra lượng nhiệt lớn nhưng lại đẩy nhiệt nông hơn, và đặc biệt nhiệt bị loang làm ảnh

hưởng sang các linh kiện lận cận nhiều hơn

2.2 Những biện pháp an toàn khi sử dụng

 Phải che chắn các linh kiện gần điểm khò kín sát tới mặt main để tránh lọt nhiệt vào chúng , tốt hơn là nên dùng “panh” đè lên vật chắn để chúng không bồng bềnh

 Nên cố gắng cách ly các chi tiết bằng nhựa ra khỏi main

 Nếu trên main có CAMERA thì phải bỏ chúng ra bảo quản riêng Nếu vô ý

để vật kính CAMERA tiếp cận với nhiệt và hoá chất thì nó sẽ bị biến tính

 Tuyệt đối không được tập trung nhiệt đột ngột và lâu ở một vùng, cũng không nên giải nhiệt quá nhanh sẽ xảy ra hiện tượng giãn nở đột ngột làm mạch in bị “rộp” Nếu nặng thì main còn bị cong, vênh dẫn đến “rạn” ngầm mạch in

 Khi định vị main bằng bộ gá, không được ép quá chặt, khi khò nhiệt độ sẽ làm cho main bị biến dạng

 Nếu thay cáp, chỉ khò vào cáp khi bề mặt cáp đã nằm đồng nhất trên mặt phẳng Nếu phải uốn trong khi khò thì không được để cáp cong quá 45 độ Chất phủ mạch dẫn sẽ bị dạn đứt khi cáp nguội

 Khi tiếp cận màn hình nhớ che chắn kỹ, và phải khò vát từ phía trong ra, tránh hướng đầu khò vào màn hình; nếu có thể bạn nên dùng mỏ hàn, tuy

có lâu nhưng an toàn

 Để giúp việc khò hiệu quả, người ta thường phải dùng dung môi hỗ trợ là nhựa thông lỏng Đây là hỗn hợp “Bu tin” và nhựa thông, nó có đặc tính vừa dẫn nhiệt rất nhanh vừa “cộng hưởng” nhiệt rất tốt Nếu ta khò mà không có nhựa thông thì thời gian khò dài hơn, linh kiện sẽ ngậm nhiệt lâu hơn dễ gây chết linh kiện nhiều hơn Nhưng nếu lạm dụng nó thì nhiều khi

nó lại là tác nhân gây hỏng linh kiện do ta để chúng loang sang các linh kiện khác, hoặc quét quá nhiều khi đạt nhiệt độ sôi, nó sẽ đội linh kiện lên làm sai định vị chân

3 Trình tự các bước hàn

3.1 Giai đoạn gắn linh kiện vào:

Bước 1:

Trước tiên làm vệ sinh thật sạch các mối chân trên main, quét vừa đủ một lớp nhựa thông mỏng lên đó.(Nhựa thông chỉ vừa đủ tạo một lớp màng mỏng trên mặt main Nếu quá nhiều , nhựa thông sôi sẽ “đội” linh kiện lên

làm sai định vị.)

Bước 2:

Chỉnh nhiệt và gió vừa đủ → khò ủ nhiệt tại vị trí gắn IC Sau đó ta chỉnh gió yếu hơn (để sức gió không đủ lực làm sai định vị)

Bước 3:

Nếu điều kiên cho phép, lật bụng IC khò ủ nhiệt tiếp vào các vị trí vừa làm chân cho nóng già→ đặt IC đúng vị trí (nếu có thể ta dùng dùi giữ định vị)

và quay dần đều mỏ khò từ cạnh ngoài vào giữa mặt linh kiện

Chú ý:

Nên nhớ là tất cả các chất bán dẫn hiện nay chỉ có thể chịu được nhiệt độ khuyến cáo (tối đa cho phép) trong thời gian ngắn (có tài liệu nói nếu để nhiệt cao hơn nhiệt độ khuyến cáo 10 % thì tuổi thọ và thông số của linh kiện giảm hơn 30%) Chính vì vậy cho dù nhiệt độ chưa tới hạn làm biến chất bán dẫn nhưng nếu ta khò nhiều lần và khò lâu thì linh kiện vẫn bị chết.Trong trường hợp bất khả kháng (do lệch định vị, nhầm chiều chân…)

ta nên khò lấy chúng ra ngay trước khi chúng kịp nguội

3.2 Giai đoạn lấy linh kiện ra:

Giai đoạn này ai cũng cố không để nhiệt ảnh hưởng nhiều đến IC, giữ IC không bị chết.Do vậy tạo tâm lý căng thẳng dẫn đến sai lầm là sợ khò lâu; sợ tăng nhiệt dẫn đến thiếc bị “sống” làm đứt chân IC và mạch in

Để tránh những sự cố đáng tiếc như trên, ta phải nhất quán các quy ước sau đây:

Bước 1:

- Điều chỉnh định đủ mức nhiệt và gió, khò phải đủ cảm nhận là thiếc đã

“chín” hết để giữ bằng được sự toàn vẹn của chân IC và mạch in bằng cách