Luận văn: Mạch và thiết bị điện-điện tử

Chia sẻ: PHAMVAN TUYEN | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

193
lượt xem 48
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay,cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành điện tử,rất nhiều ứng dụng của điện tử đã giúp ích cho con người rất nhiều đời sống cũng như trong sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động và giảm thiểu tối đa sức lao động của con người.Một trong những ngành ứng dụng nhiều điện-điện tử nhất là ngành giao thông vân tải.Ứng dụng được mọi người biết đến nhiều nhất là hệ thống tự đóng ngắt đèn đường không cần sự tác động của con người.Xuất phát từ thực tiễn trên kết hợp với những kiến thức chúng em có được trong...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Mạch và thiết bị điện-điện tử

Luận văn Mạch và thiết bị điện-điện tử
Mục lục LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................................................... 4 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...................................................................................................... 6 II - Phương pháp thực hiện đề tài. ........................................................................................................ 6 CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÍ THUYẾT....................................................................................................... 7 I. LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG. ................................................................................................. 7 1.1. ĐIỆN TRỞ ....................................................................................................................................... 7 1.1.1. Khái niệm. ...................................................................................................................................... 7 1.1.2. Các loại điện trở. ............................................................................................................................ 7 Hình 1.1a - Trở thường ............................................................................................................................. 7 Hình 1.1b - Trở sứ .................................................................................................................................... 7 1.1.3. Ký hiệu điện trở .............................................................................................................................. 8 1.1.4. Đơn vị điện trở ,Cách kiểm tra điện trở ........................................................................................ 8 Hình 1.1e – Thứ tự vòng màu của điệntrở ................................................................................................. 8 Vòng d chỉ sai số ...................................................................................................................................... 9 Hình 1.1g - Cầu phân áp ......................................................................................................................... 10 1.2. BIẾN TRỞ...................................................................................................................................... 10 Hình 1.2c – các loại kí hiệu của biến trở ................................................................................................. 11 1.3. TỤ ĐIỆN......................................................................................................................................... 11 Hình 1.3b – Kí hiệu của tụ điện ............................................................................................................... 12 I – IC 7805 và IC 7812. ......................................................................................................................... 13 Hình 1.1 - IC ổn áp 7805 ........................................................................................................................ 13 1.2. Một số thông số kĩ thuật ................................................................................................................. 13 2.1- IC 74LS192 đếm thập phân ............................................................................................................ 15 Thì chúng ta có thể sử cổng AND để tạo ra cổng đệm ................................................................................. 20 III -TRANSISTOR C828. ..................................................................................................................... 23 3.2 ...................................................................................................................................................... 23 3.3. ..................................................................................................................................................... 23 3.4 ...................................................................................................................................................... 24 Vì nối phát nền phân cực thuận nền vùng hiếm hẹp lại,nối thu nền .......................................................... 24 3.5. Cách lắp Transistor và độ lợi dòng điện. ...................................................................................... 25 3.6. ..................................................................................................................................................... 26 IE = IB + IC............................................................................................................................................ 27
3.7. Đặc tuyến V-I của transistor ......................................................................................................... 28 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠCH ...................................................................................................... 33 I – Phần thiết kế. ................................................................................................................................... 33 1.2.1. Khối nguồn .................................................................................................................................. 33 1.2.2. Khối xử lý nhiễu .......................................................................................................................... 34 1.2.4. Khối xử lý .................................................................................................................................... 34 II. Sơ đồ mạch board ............................................................................................................................. 36 LỜI KẾT ............................................................................................................................................... 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................................... 38
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay,cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành điện tử,rất nhiều ứng dụng của điện tử đã giúp ích cho con người rất nhiều đời sống cũng như trong sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động và giảm thiểu tối đa sức lao động của con người.Một trong những ngành ứng dụng nhiều điện-điện tử nhất là ngành giao thông vân tải.Ứng dụng được mọi người biết đến nhiều nhất là hệ thống tự đóng ngắt đèn đường không cần sự tác động của con người.Xuất phát từ thực tiễn trên kết hợp với những kiến thức chúng em có được trong quá trình học tập tại Trường Đại Học S ư Phạm Kĩ Thuật Hưng Yên , chúng em đã chọn đề tài “thiết kế chế tạo mạch khởi động 3 động cơ ” với ứng dụng “khởi động 3 băng truyền “ làm đồ án môn học “Mạch và thiết bị điện-điện tử”. Cùng với sự nỗ lực của bản thân nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn nhiều hạn chế nên sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót, vậy nên chúng em rất mong nhận được sự giúp đỡ và ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn nhằm phát triển và mở rộng đề tài . Hưng Yên, tháng 12 năm 2010 Nhóm sinh viên thực hiện
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN Tuần 1 - Nhận đồ án môn học. - Tìm hiểu chung về mạch khởi động băng tải. - Tham khảo ý kiến các sinh viên khóa trên. Tuần 2,3 - Tham khảo một số mạch. - Nghiên cứu các thiết bi, linh kiện có lien quan. Tuần 4,5 - Thiết kế, lựa chọn mạch điện hợp lý. - Tìm kiếm các linh kiện sử dung trong mạch. - Vẽ mạch in và làm bo mạch. Tuần 6,7 - Hoàn thành mạch và chạy thử. - Hoàn thành bản thuyết trình,giới thiệu nguyên lý và ứng dụng cuẩ mạch. - Xin ý kiến GVHD về tiến trình làm việc và những chỉ dẫn thêm. Tuần 8 - Hoàn thành sản phẩm và bảo vệ đồ án.
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI I - Đề tài của chúng em là “Thiết kế chế tạo khởi động 3 băng truyền” với yêu cầu là:  Nhấn nút ON lần 1 thì động cơ 1 chạy.  Nhấn nút ON lần 2 thì động cơ 1 và 2 chạy.  Nhấn nút ON lần 3 thì động cơ 1, 2 và 3 chạy.  Và ngược lại nhấn nút OFF lần 1 tắt động cơ 3  Nhấn lần 2 tắt động cơ 3 và 2  Nhấn lần 3 thì tắt hết cả 3 động cơ  Đảm bảo tính kĩ thuật, mỹ thuật, hoàn thành đúng thời gian quy định.. II - Phương pháp thực hiện đề tài. Dựa vào yêu cầu của đề tài chúng em đã sử dụng các linh kiện : IC 74LS192, IC7805, 74LS08, 74LS00, 74LS32, 74LS14 và một số kinh kiện khác. - Hệ thống này được thực hiện bằng cách:  Sử dụng nút nhấn  Sử dụng IC 7805để tạo ra điện áp ổn định để cấp cho mạch hoạt động.  Sử dụng IC 74LS192, 74LS08, 74LS00, 74LS32, 74LS14
CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÍ THUYẾT I. LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG. 1.1. ĐIỆN TRỞ 1.1.1. Khái niệm. -Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thi điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn 1.1.2. Các loại điện trở. - Điện trở thường : Điện trở thường là các điện trở có công xuất nhỏ từ 0,125W đến 0.5W - Điện trở công xuất : Là các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W. Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác của các điện trở công xuất , điện trở này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng toả nhiệt. Hình 1.1a - Trở thường Hình 1.1b - Trở sứ
1.1.3. Ký hiệu điện trở R1 R21 R 22R Hình 1.1c) Hình 1.1d) 1.1.4. Đơn vị điện trở ,Cách kiểm tra điện trở  Đơn vị: Ohm () 1k = 103 1M = 103k  Cách đọc trị số điện trở Hình 1.1e – Thứ tự vòng màu của điệntrở Điện trở 4 vòng màu : Vòng a, b chỉ trị số tương ứng với màu. Vòng c chỉ hệ số nhân.
Vòng d chỉ sai số Màu thân điện trở Vòng a Vòng b Vòng c Vòng d Không màu - - - +20% 10-2 - - Bạc nhũ + 10% -1 - - 10 Vàng nhũ + 5% - 0 1 - Đen 101 1 1 + 1% Nâu 2 2 2 10 + 2% Đỏ - 103 3 3 CamVàng 104 - 4 4 Lục + 0.5% 105 5 5 Lam 106 + 0.25% 6 6 + 0.1% 107 Tím 7 7 - 108 Xám 8 8 109 - 9 9 Trắng  Kiểm tra bằng mắt thường : nhìn vào màu trên thân điện trở.  Kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng. 1.1.5. Ứng dụng của điện trở Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiệnquan trọng không thể thiếu được trong mạch điện,điện trở có những tác dụng sau: Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp. Ví dụ có một bóng đèn 8V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 4V trên điện trở.
Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước. Hình 1.1g - Cầu phân áp Ngoài ra điện trở còn có nhiều ứng dụng khác trong các mạch điện hằng ngày. 1.2. BIẾN TRỞ Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện. Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài của dây dẫn điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt độ thay đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từ, ... Hình dạng của biến trở :
Hình 1.2a – Cấu tạo biến trở Hình 1.2b – Biến trở thực tế Ký hiệu của biến trở trong sơ đồ mạch điện có thể ở các dạng như sau: Hình 1.2c – các loại kí hiệu của biến trở 1.3. TỤ ĐIỆN. 1.3.1.Định nghĩa , Cấu tạo -Định nghĩa: Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động. - Hình dạng tụ điện: – T ụ thực tế 1 .3a - Ký hiệu tụ điện: C4 C5 CAP NP CAP
Hình 1.3b – Kí hiệu của tụ điện -Cấu tạo của tụ điện : Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như: tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá. 1.3.2.Ý nghĩa của giá trị điện áp ghi trên thân tụ. Một tính chất quan trọng của tụ điện là tính chất phóng nạp của tụ, nhờ tính chất này mà tụ có khả năng dẫn điện xoay chiều. Tụ điện sẽ phóng điện từ dương cực sang âm cực, nó phóng điện qua tải sau đó về cực âm của tụ điện. Điện dung của tụ càng lớn thì thời gian tích điện càng lâu Ta thấy rằng bất kể tụ điện nào cũng được ghi trị số điện áp ngay sau giá trị điện dung, đây chính là giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, quá điện áp này tụ sẽ bị nổ. Khi lắp tụ vào trong một mạch điện có điện áp là U thì bao giờ người ta cũng lắp tụ điện có giá trị điện áp Max cao gấp khoảng 1,4 lần. VD: mạch 12V phải lắp tụ 16V, mạch 24V phải lắp tụ 40V. vv.... .1.3.4. Ứng dụng của tụ điện. Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong các thiết bị điện tử, tụ điện là một linh kiện không thể thiếu đươc, mỗi mạch điện tụ đều có một công dụng nhất định như truyền dẫn tín hiệu,lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động .vv... Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện áp một chiều. Loc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu ( loại bỏ pha âm ) thành điện áp một chiều bằng phẳng,đó là nguyên lý của các tụ lọc nguồn . Với điện AC ( xoay chiều ) thì tụ dẫn điện còn với điện DC( một chiều ) thì tụ lại trở thành tụ lọc .
Tụ giấy và tụ gốm (trị số nhỏ) thường lắp trong các mạch cao tần còn tụ hoá (trị số lớn) thường lắp trong các mạch âm tần hoăc lọc nguồn điện có tần số thấp CHƯƠNG III - TÌM HIỂU VỀ CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH, VAI TRÒ VÀ TÁC DỤNG CỦA CHÚNG. I – IC 7805 và IC 7812. 1.1.Hinh dạng và cấu tạo. Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp. VD: 7805 ổn áp 5V,7812 ổn áp 12V. Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau. Hình 1.1 - IC ổn áp 7805 Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân :  Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)  Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)  Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên) 1.2. Một số thông số kĩ thuật cực đại có thể duy trì - Dòng 1A. đỉnh 2.2A. - Dòng - Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W. - Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W + ) Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy. +) Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán =1/2 giá trị trên. Các giá trị cũng không nên dùng gần giá trị max của các thông số trên. Tốt nhất nên dùng ≤ 2/3 max. Hơn
nữa các thống số trên áp dụng cho điều kiện chuẩn nhiệt độ 25 độ C. +) Ta nên hạn chế áp lối vào 7805 để giảm công suất tiêu tán trên tản nhiệt. phụ thuộc vào áp rơi trên nó. IC 7805 còn *Một ý khác: số điểm lưu +) Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 4.8--5.2 V. Nên nếu đo được áp là 4.85V thì ta không vội kết luận là IC bị hỏng. +) Độ trôi nhiệt của 7805 xấp xỉ: 1mv/1 độ C. Nó có hệ số trôi nhiệt âm, nên nhiệt độ tăng, điện áp ra sẽ giảm. VD: Nếu ở 25 độ C, điện áp lối ra là 4.98V, thì rất có thể tại 65 độ, ta đo được thế lỗi ra cỡ: 4.94 độ C. +) IC 7805 có bảo vệ chập tải.
II – IC họ 74LS. 2.1- IC 74LS192 đếm thập phân * sơ đồ
2.2- IC 74LS32 (cổng OR) Là cổng thực hiện chức năng của phép toán cộng logic, cổng OR có 2 đầu vào và 1 đầu ra có ký hiệu như hình vẽ : Phương trình logic mô tả hoạt động của cổng OR :
Bảng trạng thái mô tả hoạt động của cổng OR : Xét trường hợp tổng quát với cổng OR có n đầu vào. Phương trình logic : Đặc điểm của cổng OR là : tín hiệu đầu ra chỉ bằng 0 khi và chỉ khi tất cả các đầu vào đều bằng 0, ngược lại tính iệu đầu ra bằng 1 khi chỉ cần có ít nhất một đầu vào bằng 1. Sử dụng cổng OR để đóng mở tín hiệu: Xét cổng OR có hai đầu vào x1, x2. Nếu chọn x1 là đầu vào điều khiển, x2 đầu vào dữ liệu, ta có trường hợp cụ thể sau đây :  Ta nói cổng OR khoá không cho dữ liệu đi qua - Khi :  Cổng OR mở cho dữ liệu vào đầu vào x2
Sử dụng cổng OR để thực hiện chức năng cổng logic khác : Ta sử dụng hai tổ hợp giá trị đầu và cuối của bảng trạng thái của cổng OR và nối mạhc cổng OR như sau : Cổng OR dóng vai trò cổng đệm. Sơ đồ mạch thực hiện trên hình 3.10 : Đây là cổng thực hiện phép toán nhân đảo, về sơ đồ logic cổng AND gồm 1 cổng AND mắc nối tầng với 1 cổng NOT, ký hiệu và bảng trạng thái cổng NAND được cho như sau: 2.3- IC 74LS08 (cổng AND) Cổng AND là cổng logic thực hiện chức năng của phép toán nhân logic với 2 đầu vào và một đầu ra ký hiệu như hình vẽ: Phương trình logic mô tả hoạt động của cổng AND: Bảng trạng thái hoạt động của cổng AND 2 đầu vào:
Từ bảng trạng thái này ta có nhận xét: đầu ra y chỉ bằng 1 (mức logic 1) khi cả hai đầu vào đều bằng 1, đầu ra y bằng 0 (mức logic 0) khi có một đầu vào bất kỳ ( hoặc ) ở mức logic 0. Xét trường hợp tổng quát cho cổng AND có n đầu vào x1, x2…xn: Vậy đặc điểm của cổng AND là: đầu ra y chỉ bằng 1 khi tất cả các đầu vào đều bằng 1, đầu ra y bằng 0 khi có ít nhất một đầu vào bằng 0. Sử dụng cổng AND để đóng mở tín hiệu: Xét cổng AND có hai đầu vào x1 và x2. Ta chọn:  x1: đầu vào điều khiển  x2: đầu vào dữ liệu Xét các trường hợp cụ thể sau: : bất chấp trạng thái của x2, ta nói cổng AND khoá - lại không cho dữ liệu đưa vào đầu vào x2 qua cổng AND đến đầu ra.
Ta nói cổng AND mở cho dữ liệu đưa vào đầu vào x2 qua cổng AND đến đầu ra. Sử dụng cổng AND để tạo ra cổng logic khác: Nếu ta sử dụng hai tổ hợp đầu và cuối trong bảng giá trị của cổng AND và nối cổng AND theo sơ đồ sau: Thì chúng ta có thể sử cổng AND để tạo ra cổng đệm Trong thực tế, có thể tận dụng hết các cổng chưa dùng trong IC để thực hiện chức năng của các cổng logic khác. 2.4- IC 74LS00 (cổng NAND) Đây là cổng thực hiện phép toán nhân đảo, về sơ đồ logic cổng AND gồm 1 cổng AND mắc nối tầng với 1 cổng NOT, ký hiệu và bảng trạng thái cổng NAND được cho như sau: Phương trình logic mô tả hoạt động của cổng NAND 2 đầu vào: