Giáo trình điện tử cơ bản - chipkool

 Các loại cảm biến thông dụng  Dụng cụ thực hành: đồng hồ điện tử, đồng hồ kim, board trắng…  Thực hành: Đọc giá trị điện trở, đo kiểm tra chân linh kiện, kiểm tra chất lượng linh kiệ

8 Các loại cảm biến thông dụng

9 Dụng cụ thực hành: đồng hồ điện tử, đồng hồ kim, board trắng…

10 Thực hành: Đọc giá trị điện trở, đo kiểm tra chân linh kiện, kiểm tra chất lượng linh kiện

Bài 2:Thực hành các mạch tương tự và số đơn giản, đọc dịch datasheet tiếng anh

1 Giới thiệu qua nguyên lý một số IC thường dùng

2 Phân tích thiết kế mạch tương tự và số

2 Thực hành cắm một số mạch điện tử cơ bản tương tự và số

3 Hướng dẫn sử dụng Osciloscope đo và kiểm tra mạch

 Các loại cảm biến thông dụng

 Dụng cụ thực hành: đồng hồ điện tử, đồng hồ kim, board trắng…

 Thực hành: Đọc giá trị điện trở, đo kiểm tra chân linh kiện, kiểm tra chất lượng linh kiện

Hình ảnh của 1 số loại trở

1.2.Cách đọc giá trị của điện trở:

Giá trị của điện trở được vẽ trên thân điện trở Đối với điện trở 4 vạch màu thì 3 vạch đầu tiên biểu thị giá trị của điện trở, vạch thứ 4 là sai số của điện trở Màu biểu thị giá trị của điện trở và sai số của điện trở thể hiện trong bảng sau:

+ Đối với điện trở dán(chip-resistor): Giá trị của điện trở bằng: 2 số đầu 10 mũ

số thứ 3

Ví dụ:

+ Đối với điện trở nhỏ hơn 10 Ôm(Ohm):

Giá trị của điện trở bằng : vạch 1+ vạch 2 chia cho 10 mũ vạch 3

Vạch 3: đen =0 ;vàng = 1; bạc 2;

Ví dụ:

1.3 Biến trở:

Ngoài các điện trở có giá trị không thay đổi như trên còn có một số loại điện trở có giá trị có thể thay đổi được theo một điều kiện nào đó

+ Quang trở là điện trở có giá trị thay đổi theo cường độ sáng chiếu vào điện trở

+ Biến trở nhiệt: có giá trị thay đổi theo nhiệt độ

+ Loại biến trở chúng ta hay gặp nhất là loại biến trở chúng ta có thể thay đổi bằng cách xoay vít

1 2.Tụ điện:

Tụ điện là linh kiện cũng được dùng phổ biến như điện trở Sự

khác nhau giữa tụ điện và điện trở đó là sự cản trở của tụ điện phụ thuộc vào tần số điện áp Đặc trưng cho tính cản trở của tụ là dung kháng Tính theo

công thức sau:

f: tần số điện áp- Hz

C: giá trị của tụ điện- Fara

Ký hiệu của tụ điện:

Tụ điện phân cực Tụ điện không phân cực

Sự khác nhau giữa tụ phân cực và không phân cực: Tụ không phân cực thì 2 cực của tụ có vai trò như nhau, giá trị của tụ không phân cực thường nhỏ(

picro Fara Tụ phân cực thì có 2 cực tính dương và âm không thể dùng lẫn

lộn Giá trị của tụ phân cực thường lớn 1 đến hàng ngàn uF(Micro Fara)

3.1.Phân loại:

Tụ điện trong thực tế được phân ra làm nhiều loại và theo nhiều cách khác nhau nhưng có thể kể ra là: tụ thường, tụ hóa, tụ xoay, vv

Theo chất liệu có tụ giấy, tụ gốm, tụ sứ, vv

Bản chất tụ điện là một kho điện nó có khả năng nạp điện và cho tới khi đã bão hòa thì nó sẽ lại phóng điện

3.2.Tụ hóa :

3.3.Cách đoc giá trị tụ điện:

Tụ không phân cực, phổ biến là tụ gốm( tụ đất), đọc giống đọc trở

Nó được dùng như van 1 chiều trong mạch điện

3.2.Phân loại:

Theo chức năng có một số loại diode ngoài diode chuẩn Một số loại diode thường gặp:

+ Diode chuẩn phổ biến: 4001,4002,…4007

+ Led: Diode có khả năng phát sáng Có : led đơn 1 màu , 2 màu , nhiều mầu Led 7 thanh để hiển thị số, led ma trận để hiển thị kí tự bất kì

+ Diode zener: dùng để ổn định điện áp Hoạt động ở chế độ phân cực ngược(KA)

+ Photo diode: diode thông khi có đủ cường độ ánh sáng chiếu vào

* Khi diode thông thì UAK=1,4V

5-Transistor

Kí hiệu transistor

Gồm 3 miền bán dẫn khác loại(P-N) xếp xen kẽ nhau

Và có tran thuận npn, tran ngược pnp

Sử dụng các tran ta quan tâm tới tên và các thông số của transistor

Trong thực tế tran thuận thường là các tran C vd như : C828

Và các tran ngược bắt đầu với chữ cái A như: A564, A1015, vvv…

5.1 Tác dụng của transitor:

Trong các mạch điện tử transistor được sử dụng rất nhiều với nhiều chức năng khác nhau cụ thể người ta sử dụng tran như một bộ đệm với chức năng khuếch đại, và đặc biệt trong điện tử số và các IC số transistor được sử dụng trong chế

độ khóa.Trong chế độ khóa các tran làm việc như những công tắc hay thường gọi là các Van điện tử để van này hoạt động ta cần đặt vào B một điện áp > Ube trong chế độ bão hòa

Transistor có hai dòng là dòng TTL và dòng CMOS

Các tran CMOS là các bóng hoạt động sử dụng nguyên lý điện từ , nên công suất tổn hao nhỏ, được sử dụng như các van có tần số đóng cắt lớn

Điều lưu ý khi sử dụng các tran CMOS khi lắp các tran này vào mạch và vận hành với nguồn đầy đủ thì không được hở cực GATE Vì khi đó bóng sẽ sèo luôn Đó cũng là lý do mà tại sao làm mạch và hàn mạch cần thật tốt không để hở các chân linh kiện nếu không để hở G thi tran sẽ cháy ngay

6.LED 7 thanh (7_seg )

Là một linh kiện được sử dụng rộng rãi trong các mạch, các modul, các thiết bị… Led 7 thanh dùng để hiện thị các thông tin dạng số liệu, và trên thực tế để vừa có thể hiển thj số liệu và các thông tin khác dạng kí tự thì người ta sử dụng một loại linh kiện tương tự là led 12 thanh, hay nhiều thanh trên

Phân loại: có nhiều cách phân loại chúng nhưng phổ biến là theo 2 loại là: LED

7 thanh Anot chung và LED 7 thanh katot chung

Và trong các loại đó lại phân ra thành các loại như: LED đơn, LED kép, LED gồm 4 led đơn,…

Tùy theo sự tiện ích và mục tiêu các thiết kế mà ta có thể lựa chọn chúng

Nguyên lý chung của các loại led trên như hình vẽ:

Như vậy led 7 thanh là các led phát quang ở các thanh Việc phối hợp các led ở mỗi thanh sáng sẽ tạo ra các chữ số

Dưới đây là hình vẽ của các loại led 7 thanh và sơ đồ chân của chúng:

Trong đó 1,2,3,4 là các chân Anot hoặc Katot chung của 4 led đơn trong bộ led

3 5.Cách li quang:

5.1 Mô tả:

Là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm 1 led và 1 photo diode hoặc

transitor Được sử dụng để tách(về điện) giữa các khối chênh lệch nhau về công suất như khối số( dòng nhỏ, điện áp 0-5V) với khối công suất( dòng lớn vài

7.2.Nguyên lý cấu tạo chung của các bộ cách ly:

Bao gồm một bên phát ánh sáng ( thường là LED ) và một bên thu ( thường là photodiot, phototransistor, phototiristor, )

7.3.Phân loại:

Bộ cách ly được phân loại theo nhiều cách khác nhau, như: bộ cách ly đơn, kép,…

Có nhiều bộ cách ly có thể ghép cùng nhau tạo thành các IC nhiều chân

Và cách phân biệt tuyệt nhất là theo dòng điện đóng cắt: Cách ly một chiều, Cách ly xoay chiều

7.4.Hình vẽ nguyên lý:

VD:

Cách ly một chiều như:

4N35, PS205-1, PS205-2, PS205-3,…

Cách ly xoay chiều như:

MOC3020, MOC3021, MOC3022, vv…

Các bộ cách ly một chiều thường sử dụng với các ứng dụng đóng mở dòng điện một chiều, còn các bộ cách ly xoay chiều thường sử dụng đóng mở dòng xoay chiều có phối kết hợp sử dụng các van công suất hay rơle

Ta sẽ đi xem xét sơ lược một vài bộ cách ly thường được sử dụng trong thự tế

Đây là bộ cách ly xoay chiều được dùng khá phổ biến, trong các mạch điều khiển phối kết hợp với các rơle và đặc biệt là với các van công suất như: Tiristor, Triac,…

Bên phát của nó vẫn là một LED thường và bên thu là một Phototriac

8-Relay ( Rơ Le )

Cấu tạo của rơle như hình vẽ dưới

Về nguyên lý cấu tạo và hoạt động của rơle là dựa trên lực hút điện từ của nam châm điện kết hợp với hệ thống các tiếp điểm

8.1.Phân loại:

Rơle được phân loại theo rất nhiều cách khác nhau

- Theo dòng điện thì phần thành rơle 1 chiều, rơle xoay chiều

- Theo số điểm cực thì có rơle đơn cực hoặc rơ le nhiều tiếp điểm

8.2.Điều khiển đóng mở rơle:

Khi ta cấp một điện áp vào hai đầu cuộn hút thì rơle sẽ hoạt động đóng các tiếp diểm lại với nhau

Tùy theo loại rơle được đk bằng điện áp là bao nhiêu như rơle: +5V, +12V…DC hay AC…

4 6 Rơ le:

6.1.Mô tả: Rơ le cũng là 1 thiết bị điện dùng để đóng cắt như một công tắc

6.2.Cấu tạo và kí hiệu của rơle:

6.3.Phân loại:

Có 1 số loại rơ le như sau:

+ Rơ le điện: đóng cắt bằng điện

+ Rơ le từ : đóng cắt bằng từ

+ Rơ le nhiệt: đóng cắt bằng nhiệt

+ Rơ le thời gian: sau 1 thời gian thì rơle đóng ,cắt

6.4.Đóng mở Rơ le:

Đóng rơ le bằng cách cho điện vào hai cực của nam châm điện Tùy loại rơ le 5V , 12V, hay 24V mà ta đưa áp vào 2 cực nam châm điện

7.Hướng dẫn sử dụng đồng hồ Digital

7.1 Giới thiệu về đồng hồ số DIGITAL

Đồng hồ số Digital có một số ưu điểm so với đồng hồ cơ khí, đó là độ chính xác cao hơn, trở kháng của đồng hồ cao hơn do đó không gây sụt áp khi đo vào dòng điện yếu, đo được tần số điện xoay chiều, tuy nhiên đồng hồ này có một số nhược điểm là chạy bằng mạch điện tử lên hay hỏng, khó nhìn kết quả trong trường hợp cần đo nhanh, không đo được độ phóng nạp của tụ

Đồng hồ vạn năng số Digital

Hướng dẫn sử dụng :

7.2 - Đo điện áp một chiều ( hoặc xoay chiều )

Đặt đồng hồ vào thang đo điện áp DC hoặc AC

* Để que đỏ đồng hồ vào lỗ cắm ” VΩ mA” que đen vào lỗ cắm “COM”

* Bấm nút DC/AC để chọn thang đo là DC nếu đo áp một chiều hoặc AC nếu đo

áp xoay chiều

* Xoay chuyển mạch về vị trí “V” hãy để thang đo cao nhất nếu chưa biết rõ điện

áp, nếu giá trị báo dạng thập phân thì ta giảm thang đo sau

* Đặt thang đo vào điện áp cần đo và đọc giá trị trên màn hình LCD của đồng hồ

* Nếu đặt ngược que đo(với điện một chiều) đồng hồ sẽ báo giá trị âm (-)

7.3 - Đo dòng điện DC (AC)

* Chuyển que đổ đồng hồ về thang mA nếu đo dòng nhỏ, hoặc 20A nếu đo dòng lớn

* Xoay chuyển mạch về vị trí “A”

* Bấm nút DC/AC để chọn đo dòng một chiều DC hay xoay chiều AC

* Đặt que đo nối tiếp với mạch cần đo

* Đọc giá trị hiển thị trên màn hình

7.4 - Đo điện trở

* Trả lại vị trí dây cắm như khi đo điện áp

* Xoay chuyển mạch về vị trí đo ” Ω “, nếu chưa biết giá trị điện trở thì chọn

thang đo cao nhất , nếu kết quả là số thập phân thì ta giảm xuống

* Đặt que đo vào hai đầu điện trở

* Chức năng đo điện trở còn có thể đo sự thông mạch, giả sử đo một đoạn dây dẫn bằng thang đo trở, nếu thông mạch thì đồng hồ phát ra tiến kêu

7.5 - Đo tần số

* Xoay chuyển mạch về vị trí “FREQ” hoặc ” Hz”

* Để thang đo như khi đo điện áp

* Đặt que đo vào các điểm cần đo

* Đọc trị số trên màn hình

7.6 - Đo Logic

* Đo Logic là đo vào các mạch số ( Digital) hoặc đo các chân lện của vi xử lý, đo Logic thực chất là đo trạng thái có điện - Ký hiệu “1″ hay không có điện “0″, cách

đo như sau:

* Xoay chuyển mạch về vị trí “LOGIC”

* Đặt que đỏ vào vị trí cần đo que đen vào mass

* Màn hình chỉ “▲” là báo mức logic ở mức cao, chỉ “▼” là báo logic ở mức thấp

7.7 - Đo các chức năng khác

* Đồng hồ vạn năng số Digital còn một số chức năng đo khác như Đo đi ốt, Đo tụ điện, Đo Transistor nhưng nếu ta đo các linh kiện trên, ta lên dùng đồng hồ cơ khí sẽ cho kết quả tốt hơn và đo nhanh hơn

8 Giới thiệu về đồng hồ vạn năng ( VOM)

Đồng hồ vạn năng ( VOM ) là thiết bị đo không thể thiếu được với bất kỳ một kỹ thuật viên điện tử nào, đồng hồ vạn năng có 4 chức năng chính là Đo điện trở,

đo điện áp DC, đo điện áp AC và đo dòng điện

Ưu điểm của đồng hồ là đo nhanh, kiểm tra được nhiều loại linh kiện, thấy được

sự phóng nạp của tụ điện , tuy nhiên đồng hồ này có hạn chế về độ chính xác và

có trở kháng thấp khoảng 20K/Vol do vây khi đo vào các mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp

Để nhầm thang đo điện trở, đo vào nguồn AC

=> sẽ hỏng các điện trở trong đồng hồ

* Nếu để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC thì kim đồng hồ không báo , nhưng đồng hồ không ảnh hưởng

Để thang DC đo áp AC đồng hồ không lên kim

tuy nhiên đồng hồ không hỏng

II- Hướng dẫn sử dụng panel để lắp mạch test

Trong công việc học tập cũng như trong các thiết kế thì việc tạo ra một mạch điện thì ta cần phải cho mạch đó chạy test thông thường người ta sử dụng các tấm panel Chúng ta muốn có một tấm panel để test mạch lớn thì ta có thể ghép nhiều panel lại với nhau

Bên dưới là hình vẽ một panel dùng để cắm các linh kiện và chạy test mạch

Trong panel thì có 4 hàng ngang độc lập về điện với nhau và trong mỗi hàng ngang thì lại chia thành 2 nửa cũng độc lập về điện với nhau Panel còn có rất nhiều các cột và chúng cũng độc lập về điện với nhau Mỗi một cột bao gồm nhiều ô nhỏ theo hàng dọc có liên hệ về điện với nhau Và mỗi hàng ngang gồm nhiều ô nhỏ có liên hệ về điện với nhau và mỗi Panel thì các hàng và các cột được bố trí đối xứng nhau như hình vẽ

Ví dụ 1: Lắp mạch điều khiển bật tắt một LED sử dụng transistor

Mục đích thí nghiệm:

Thông qua việc thực hành lắp mạch trên, thông qua việc quan sát hiện tượng ta thấy được chế độ hoạt động ON/ OFF ( khóa ) của transistor, hiểu được việc sử dụng tran thuận npn hay tran ngược pnp, thu được thực tế lắp mạch quan sát kết quả so với mụch đích của thiết kế Từ mạch trên ta có thể phát triển thành nhiều mạch có ứng dụng cụ thể hơn

Ví dụ 2: Lắp mạch điều khiển bật tắt một LED sử dụng Bộ cách ly quang và Rơle

Mục đích thí nghiệm:

Thông qua việc thực hành lắp mạch trên ta đã phối kết hợp bộ cách lý, tran npn, và Rơle

Trong giới hạn của bài thực hành chỉ điều khiển bật tắt một LED và trong

thực tế mạch này có thể phát triển thành các mạch điều khiển đèn hay các thiết

bị dân dụng, vv sử dụng dòng một chiều hay cả dòng xoay chiều

Mô tả hoạt động của mạch:

Rơle ta sử dụng là một rơle đk bằng nguồn áp +12v

Và có sử dụng bộ cách ly quang, lý do sử dụng bộ cách lý trong hầu hết

các ứng dụng điều khiển là hệ thống đk sẽ rất an toàn, tránh được ảnh hưởng

của nhiễu, và các htượng quá áp, quá dòng

Khi ta cấp nguồn Vđk vào chân của bộ cách ly thì làm thông

phototransistor và cấp nguồn đóng tran thuận C828 và khi C828 thông thì cấp áp

12v cho rơle làm rơle đóng và cấp nguồn cho led, led sáng

Lắp mạch theo sơ đồ sau:

+ Tính toán:

* Khi tran thông

Dòng điện đi qua trở 100K : IB= (5 - 0.6) / 10 000 = 0.00034 A

= 34 mA

Dòng điện đi qua led = qua trở 200 : IC= (3.6 - 0.2) / 200 = 0.017 A = 17 mA

* Khi tran không thông:

IB=0 IC=0 + Lắp mạch:

Cấu tạo board trắng:

Các phần tô vàng (trong tài liệu in đen trắng thì là phần màu xám) thông với nhau, tương đương dây nối trong mạch điện

Bước 1:

Nối dây điện để các phần trên 4 đường dọc thông nhau:

Bước 2:

Lắp mạch như sau:

,

Nội dung chính:

 Giới thiệu qua nguyên lý một số IC thường dùng

 Phân tích thiết kế mạch tương tự và số

 Thực hành cắm một số mạch điện tử cơ bản tương tự và số

 Hướng dẫn sử dụng Osciloscope đo và kiểm tra mạch

VÀ SỐ ĐƠN GIẢN, ĐỌC DỊCH DATASHEET TIẾNG ANH

+ IC logic: thực hiện các phép toán logic

Khi nói đến IC logic điều quan tâm đó là bảng sự thật(bảng biểu diễn quan hệ giữa đầu vào và đầu ra)

Cổng NAND: 7400

Cổng NOR : 7402

Cổng NOT: 7404

Cổng AND: 7408

Cổng OR:

+ IC nguồn: LM 7805, LM7809, LM7812, LM317

Dùng để tạo ra 1 điện áp ổn định

VĐK 8051: AT89C2051 ; AT89C51/52 ; P89C51RD PIC: 16F84 ; 16F628 ; 16F87x

AVR: AT8515; ATMEGA16 2.1.Mạch nguồn

Trong chuyên mục này chúng ta sẽ tìm hiểu và thực hành để tạo ra các nguồn điện áp với các mức điện áp như ý muốn thông qua việc sử dụng các ic chuyên dụng

Trong thực tế để tạo ra các mạch nguồn phức tạp thì cần phải tính toán rất nhiều yếu tố khác như: chế độ tải , công suất mạch cần cung ứng

Trên đây ta sẽ thực hành với những mạch nguồn đơn giản và cực kỳ dễ làm đáp ứng đầy đủ các ứng dụng vừa và nhỏ

Với việc sử dụng các ic chuyên dụng ta có thể tạo ra các nguồn chuẩn như +/- 5

V, +/- 9 V, +/- 12 V Hay bất kỳ điện áp nào

Ta sẽ đI tìm hiểu lần lượt

Để có thể tạo ra các nguồn cộng trừ 5,9,12 V thì ta sẽ có các ic sau

Tạo ra nguồn điện áp (+) ta sử dụng các IC 78XX ( 7805, 7809, 7812 )

Tạo ra nguồn điện áp (-) ta sử dụng các IC 79XX (7905, 7909, 7912 )

Dưới đây là hình ảnh và sơ đồ tạo ra nguồn chuẩn +5V từ nguồn xoay chiêu 220V