zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Nghiên cứu hoàn thiện các bài thực hành điện tử cơ bản trên cơ sở bộ đào tạo điện tử thông minh IoT tại phòng thực hành điện tử trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

5
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu hoàn thiện các bài thực hành Điện tử cơ bản tại Phòng thực hành Điện tử của trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, gồm có bài thực hành Đọc và đo giá trị điện trở bằng vạch màu; Kiểm tra định luật Kirchoff; Lắp đặt modul kết nối với điện trở, cuộn cảm, tụ điện; Kiểm tra định lý xếp chồng và Thevenin;...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu hoàn thiện các bài thực hành điện tử cơ bản trên cơ sở bộ đào tạo điện tử thông minh IoT tại phòng thực hành điện tử trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÁC BÀI THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TRÊN CƠ SỞ BỘ ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ THÔNG MINH IoT TẠI PHÒNG THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ Lý Ngô Mai*, Vũ Doãn Vượng, Lê Thị Mai Trang, Phạm Thị Tươi Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì * Email: maihoa74@gmail.com Tóm tắt: Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu hoàn thiện các bài thực hành Điện tử cơ bản tại Phòng thực hành Điện tử của trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, gồm có bài thực hành Đọc và đo giá trị điện trở bằng vạch màu; Kiểm tra định luật Kirchoff; Lắp đặt modul kết nối với điện trở, cuộn cảm, tụ điện; Kiểm tra định lý xếp chồng và Thevenin; Kiểm tra tham số của Đi- ốt; Lắp mạch nhân điện áp; Kiểm tra trạng thái hoạt động của Tranzito lưỡng cực; Mạch ổn áp dùng đi-ốt Zener; Mạch khuếch đại mắc Ba zơ chung; Mạch khuếch đại mắc Emi tơ chung; Lắp mạch khuếch đại âm thanh; Tranzito trường có cực cửa tiếp giáp; Tranzito trường có cực cửa cách ly; Lắp mạch tạo dao động. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành các bài thực hành hoàn chỉnh, vận hành đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn. Từ khóa: Định luật Kirchoff, điôt, tranzitor, nhân điện áp, khuếch đại, tạo dao động RESEARCH TO COMPLETE BASIC ELECTRONICS PRACTICES ON THE BASIS OF INTELLIGENT ELECTRONICS TRAINING SET IoT IN PRACTICE ROOM ELECTRONICS VIETTRI UNIVERSITY OF INDUSTRY Abstract: This paper presents the results of research to complete basic electronics practices at the electronics practice room of Viet Tri University of Industry, including the practice of Reading and measuring resistance values by colored lines; Check out Kirchoff's law; Install the connection module with resistors, inductors, and capacitors; Check the superposition theorem and Thevenin; Check Diode parameter; Install the voltage multiplier circuit; Check the operation status of the bipolar transistor; Voltage regulator circuit using Zener diodes; Common Base Amplifier Circuit; Common-emitter amplifier circuit; Install the audio amplifier circuit; Field transistors have contiguous gate poles; Field transistors have isolated gate poles; Install the oscillator circuit. The research team has built into complete exercises, operating to ensure correct and safe operation. Keywords: Kirchoff's law, Diode, Transistor, voltage multiplier, amplification, oscillator 1. GIỚI THIỆU thuyết vào giải quyết các bài toán thực tế của Để đáp ứng yêu cầu chuẩn đầu ra của sinh sinh viên trong lĩnh vực Điện, điện tử. Đề tài tập trung nghiên cứu, phân tích đặc viên ngành điện, hiện nay, Phòng thực hành Điện tử thuộc khoa Điện quản lý đã được Nhà điểm của các linh kiện R, L, C, định luật Kirchoff, nguyên lý hoạt động, đặc tuyến, tác trường đầu tư mua nhiều Moldule thực hành, thí nghiệm mới thuộc bộ đào tạo điện, điện dụng khuếch đại của các linh kiện Điốt, tử. Tuy nhiên các Moldule thực hành này chỉ Tranzito, các mạch tạo dao động dùng R, L, C. Từ đó đấu nối hoàn thiện các modul có sẵn có tài liệu hướng dẫn sử dụng theo từng khối riêng, chưa có sự kết hợp giữa các thành phần thành các bài thực hành đáp ứng nội dung của các học phần Lý thuyết mạch điện, điện tử trong một bài thực hành hoàn chỉnh. Do đó, tương tự, thực hành kỹ thuật điện tử trong việc xây dựng nội dung các bài thực hành chương trình đào tạo của ngành Điện. tổng thể dựa trên các Moldule đơn lẻ là việc 2. NỘI DUNG làm cần thiết nhằm nâng cao chất lượng giảng Đề tài đã hoàn thiện và biên soạn được tài dạy, nâng cao kỹ năng vận dụng kiến thức lý liệu hướng dẫn cho 14 bài thực hành. Trong ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 49
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ bài báo này sẽ chỉ trình bày nội dung của một số bài điển hình. 2.1. Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ Theo 1 , 2 mạch chỉnh lưu này sử dụng biến áp có điểm giữa có điện áp ra bằng nhau về biên độ nhưng ngược pha nhau đặt lên hai điôt chỉnh lưu. Điện áp sau chỉnh lưu, mặc dù không giống như mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ nhưng vẫn có đập mạch ở điểm 0. Do đó ít được sử dụng trong các thiết bị điện tử. Quan Hình 2: Điện áp ra của biến áp hệ giữa điện áp vào và ra khi không tải là: Vout = 0,9.Vin Vin là điện áp xoay chiều đầu vào, Vout là một chiều đầu ra của mạch. 2.1.1. Xây dựng bài thực hành Sơ đồ mạch chỉnh lưu cả chu kỳ như Hình 1. Hình 3: Điện áp trước và sau chỉnh lưu - Trên máy hiện sóng ta đọc được điện áp vào xoay chiều là 12,4V, điện áp ra một chiều là 11,9V. Từ đó tính điện áp ra một chiều: Vout = 0,9.Vin = 0,9.12,4 = 11,2V. Ta thấy các giá trị điện áp một chiều này gần bằng nhau. Có sự khác nhau chính là do hạn chế của điện trở tải RY. - Mạch hoạt động ổn định, an toàn. Hình 1: Sơ đồ chỉnh lưu cả chu kỳ dùng 2 điôt 2.2. Mạch chỉnh lưu nhân bốn điện áp Theo 1 , mạch chỉnh lưu nhân bốn điện Để tiến hành thí nghiệm, ta thực hiện các áp được kết hợp bởi hai mạch nhân đôi điện bước sau: áp; đầu vào của chúng được mắc nối tiếp và - Bước 1: Đấu nối mạch như sơ đồ Hình 1 và đầu ra được mắc song song. Một trong các cấp nguồn. mạch nhân đôi bao gồm các thành phần D1, - Bước 2: Quan sát tín hiệu vào ở SCOP1 và D2 và C1, C2; mạch còn lại bao gồm các tín hiệu ở SCOP2A. So sánh hai tín hiệu này thành phần D3, D4 và C3, C4. - Bước 3: Tắt công tắc nguồn. Đặt đầu dò 2.2.1. Xây dựng bài thực hành CH2 đến điểm SCOP2B. Lại cấp nguồn điện Sơ đồ mạch nhân bốn điện áp như Hình 4. cho mạch. Quan sát các tín hiệu ở SCOP2B trên máy hiện sóng. - Bước 4: Đọc giá trị điện áp đầu vào và đầu ra trên màn hình máy hiện sóng. 2.1.2. Kết quả thực nghiệm - Trên máy hiện sóng tín hiệu vào ở SCOP1 và tín hiệu ra ở SCOP2A ta thấy biên độ của hai tín hiệu bằng nhau, nhưng ngược pha nhau 1800 như trên Hình 2. - Điện áp trước và sau chỉnh lưu đo ở điểm SCOP2B có dạng như Hình 3. Hình 4: Sơ đồ mạch nhân bốn điện áp ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 50
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Khi cực trên của đầu vào là cực âm và cực dưới là cực dương, các điốt D2 và D4 dẫn dòng. Điốt D2 dẫn sẽ tích điện tụ C1. Dòng phóng điện của C2 và D4 tích điện tụ C1. Khi cực dưới của đầu vào là âm và cực trên là cực dương, điôt D1 dẫn nhờ phóng điện của C1 sẽ nạp cho C3 và diode D3 dẫn sẽ nạp điện cho C2. Vì vậy, điện áp đầu ra của C3 và C4 là gấp đôi điện áp đầu vào. Chúng có điện áp bằng nhau và được mắc nối tiếp đặt vào hai đầu tải RY. Vì vậy, điện áp đầu ra trên tải RY là gấp bốn lần điện áp đầu vào (4x1,41=5,64). Các mạch nhân điện áp này được sử dụng trong các thiết bị yêu cầu điện áp cao và dòng điện Hình 5: Sơ đồ JFET mắc cực nguồn chung thấp. Để tiến hành thí nghiệm, ta thực hiện các Để tiến hành thí nghiệm, ta thực hiện các bước sau: bước sau: - Bước 1: Đấu nối mạch như sơ đồ Hình 5 và - Bước 1: Đấu nối mạch như sơ đồ Hình 4, tiến hành bật công tắc nguồn. và tiến hành bật công tắc nguồn. - Bước 2: Ngắt kết nối bộ tạo chức năng khỏi - Bước 2: Đo điện áp xoay chiều đầu vào mạch. Đo điện áp UG, UGS, US, UDS, UD bằng (Vin), điện áp trên các đầu cực của tụ C1, C2, Vôn mét số và ghi lại số liệu. C3, C4 và điện áp đầu ra (Vout). Tính toán - Bước 3: Điều chỉnh đầu ra của bộ tạo chức điện áp đầu ra và nhận xét. năng thành dạng hình sin, tần số tới 1 KHZ 2.2.2. Kết quả thực nghiệm và biên độ lớn nhất tới Upp = 100 mV, và cung Dùng đồng hồ AVO meter ta đo được: cấp tới đầu vào FG. Xác định tín hiệu đầu ra - Điện áp xoay chiều đầu vào Vin = 12,6V của mạch bằng máy hiện sóng. - Điện áp một chiều trên tụ C1: VC1 = 16,2V 2.3.2. Kết quả thực nghiệm - Điện áp một chiều trên tụ C2: VC2 = 16,2V Dùng đồng hồ Vonmet số đo được: - Điện áp một chiều trên tụ C3: VC3 = 32,5V - Điện áp một chiều trên tụ C4: VC4 = 32,5V UG = 0V, UGS = -2,95V, US = 2,97V, - Điện áp một chiều đầu ra: Vout = 65,0V UDS = 3,62V, UD = 6,60V Như vậy điện áp đầu ra đã được nhân bốn so + Khi điều chỉnh đầu ra của bộ tạo chức năng với điện áp đầu vào. thành dạng hình sin, tần số tới 1 KHZ và biên - Mạch hoạt động ổn định, an toàn. độ lớn nhất tới Upp = 100 mV để cung cấp cho 2.3. Mạch mắc tranzito trường theo kiểu đầu vào FG thì tín hiệu đầu ra trên máy hiện cực nguồn chung sóng cũng là dạng hình sin, và lệch pha 1800 Trong cách mắc này, cực nguồn được nối đất so với tín hiệu đầu vào như trên Hình 6. bằng tụ điện CS. Tín hiệu vào được đặt giữa cực cổng G và cực nguồn S. Tín hiệu ra được lấy giữa cực máng D và cực nguồn S. Đặc điểm của cách mắc nguồn chung là: Trở kháng đầu vào cao, trở kháng đầu ra trung bình, tín hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào. 2.3.1. Xây dựng bài thực hành Sơ đồ mạch mắc kiểu nguồn chung như Hình 6: Tín hiệu vào, ra cách mắc nguồn chung Hình 5. dùng tranzito trường JFET ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 51
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Cách mắc kiểu nguồn chung của tranzito bộ cấp nguồn (tần số tới 1KZ, Vipp = 1V) và trường JFET giống như cách mắc emito chiết áp P để tín hiệu đầu ra có dạng hình sin chung của tranzito lưỡng cực. Cách mắc này hiển thị trên Scop 1. được sử dụng nhiều trong mạch khuếch đại. - Bước 3: Bật nguồn cấp điện cho loa. Đo 2.4. Mạch khuếch đại âm thanh dùng Tranzito dòng điện của bộ âm thanh. Nhận xét về dòng điện đo được Theo 1 , mạch khuếch đại âm thanh - Bước 4: Điều chỉnh chiết áp P để thu được dùng Transistor gồm có chiết áp P làm nhiệm tín hiệu với biên độ tối đa và không có biến vụ phân áp và điều chỉnh âm thanh của loa dạng ở scop2. Đo dòng điện do bộ khuếch đại bằng cách đưa tín hiệu cần điều chỉnh từ bộ âm thanh. Đánh giá về dòng điện này. tạo tín hiệu đến bộ khuếch đại. Tụ C1 là tụ - Bước 5: Đo biên độ tín hiệu đầu vào và đầu ghép. Transistor TR1 có nhiệm vụ của một ra khi tín hiệu đầu ra đạt biên độ cực đại bộ khuếch đại và điều khiển tín hiệu. Tín hiệu không có biến dạng. Đánh giá mức tăng điện tại cực Collector của TR1 được cấp cho Base áp của bộ khuếch đại âm thanh. của TR2 và TR3 bằng cách ghép trực tiếp. - Bước 6: Đánh giá công suất đầu ra của bộ Các Transistor TR2 và TR3 là loại NPN và khuếch đại âm thanh (P) PNP tương ứng. Kiểu ghép nối của hai 2.4.2. Kết quả thực nghiệm Transistor này được gọi là ghép nối "đẩy - kéo". - Khi không có tín hiệu vào, dùng Ampemet Trong ghép nối đẩy-kéo, tín hiệu tương tự đo được dòng điện của bộ khuếch đại âm được đưa đến các cực Base của Transistor. Ở thanh là I1 = 30mA. Đây là dòng điện quẩn nửa chu kỳ dương của tín hiệu đầu vào, độ trong mạch vì không có tín hiệu vào và dòng mở của Transistor loại NPN được tăng lên, điện này là quá lớn đối với một bộ khuếch trong đó độ mở của Transitor loại PNP giảm đại. và ở nửa chu kỳ âm thì ngược lại. - Khi có tín hiệu vào, đo được dòng điện do bộ khuếch đại âm thanh là I2 = 100mA. Đây 2.4.1. Xây dựng bài thực hành là dòng cung cấp cho tải khi có tín hiệu vào. Sơ đồ mạch khuếch đại âm thanh dùng Với giá trị này, dòng điện qua tải là bình Tranzito như Hình 7. thường. - Kết quả đo biên độ tín hiệu đầu vào và đầu ra trên máy hiện sóng như Hình 8. Biên độ tín hiệu vào Vin = 480 mV Biên độ tín hiệu ra Vo = 4,04 V Hệ số tăng điện áp A = 20lg.(Vo/Vi) A=20lg(4,04/0,48) = 20lg8 = 20.0,9 = 18dB Hình 7: Mạch khuếch đại âm thanh dùng Tranzitor lưỡng cực Để tiến hành thí nghiệm, ta thực hiện các Hình 8: Tín hiệu vào, ra trên máy hiện sóng bước sau: - Bước 1: Đấu nối mạch như sơ đồ Hình 7 và -Đánh giá công suất của bộ khuếch đại âm tiến hành lấy số liệu thí nghiệm. thanh: - Bước 2: Điều chỉnh chiết áp P về cực đại. Biên độ tín hiệu ra Vopp = 4,04V Cấp nguồn máy phát chức năng, điều chỉnh Điện áp đầu ra tối đa Emax = 2,24V ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 52
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Điện áp đầu ra hiệu dụng: - Bước 1: Đấu nối mạch như Hình 9. Điều E = 0,707. Emax = 1,4V chỉnh chiết áp P ngược chiều kim đồng hồ và Công suất đầu ra: tiến hành bật công tắc cung cấp năng lượng P = E2/z = 1,42/8 = 0,2W cho mạch. Trong đó: Z là trở kháng của loa, khi kể đến - Bước 2: Xác định tín hiệu đầu ra. điện trở tải RL trong mạch mà RL = 8. - Bước 3: Điều chỉnh tín hiệu đầu ra bằng - Mạch hoạt động ổn định và an toàn. tuốc-nơ-vít và đảm bảo cho tín hiệu được thông suốt. Nhận xét sự ảnh hưởng của chiết 2.5. Mạch tạo dao động dùng IC741 áp P đến biên độ tín hiệu ra. Xét mạch tạo dao động cầu Wien dùng 2.5.2. Kết quả thực nghiệm IC741. Theo 1 , mạch tạo dao động cầu Wien - Quan sát trên máy hiện sóng thấy được tín được tạo từ hai mạch điện trở và tụ điện R-C hiệu đầu ra là dạng giữa hình tam giác và hình để tạo ra sự dịch pha. Ta kết nối bộ khuếch sin như trên Hình 10. đại thuật toán với mạch RC thì đầu ra của bộ khuếch đại sẽ tạo ra sóng hình sin. 2.5.1. Xây dựng bài thực hành Sơ đồ mạch tạo dao động dùng IC741 như Hình 9. Hình 10: Dạng tín hiệu ra của mạch cầu Wien - Chiết áp P sẽ điều chỉnh biên độ tín hiệu ra bởi vì điện trở hạn chế hệ số khuếch đại RF và R1. Chiết áp P được mắc nối tiếp với R1 do đó hệ số khuếch đại của nó ảnh hưởng đến tín hiệu đầu ra. - Mạch hoạt động ổn định và an toàn. 3. KẾT LUẬN Hình 9: Mạch tạo dao động dùng IC741 Nhóm nghiên cứu đã thành công trong RF và R1 là điện trở hạn chế hệ số khuếch việc sử dụng các modul riêng lẻ được Nhà đại. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào trường trang bị cho phòng thực hành điện tử các điện trở RA-RB và các tụ CA-CB. Phản là bộ đào tạo điện, điện tử Y-0016 để hoàn hồi dương được duy trì bởi các linh kiện này. thiện nội dung 14 bài thực hành và biên soạn Tần số dao động của mạch: f0 = cuốn tài liệu hướng dẫn thực hành chi tiết √ . . . Nói chung, trong mạch dao động cầu Wien được dùng cho các học phần như Lý thuyết thì RA=RB và CA=CB, lúc này tần số dao mạch điện, Điện tử tương tự, thực hành kỹ thuật điện tử đáp ứng yêu cầu chuẩn đầu ra động được tính theo công thức: f0 = chương trình đào tạo của ngành Điện. Mạch tạo dao động cầu Wien được sử dụng Các bài thực hành bao gồm: Đọc và đo giá trong các mạch tần số âm thanh (20Hz- trị điện trở bằng vạch màu; Kiểm tra định luật 200KHZ). Nó thường được sử dụng vì tần số Kirchoff; Lắp đặt modul kết nối với điện trở, và biên độ của tín hiệu ra không bị ảnh hưởng cuộn cảm, tụ điện; Kiểm tra định lý xếp bởi nhiệt, nhưng nó cần có nguồn cung cấp chồng và Thevenin; Kiểm tra tham số của Đi- đối xứng. ốt; Lắp mạch nhân điện áp; Kiểm tra trạng Để tiến hành thí nghiệm, ta thực hiện các thái hoạt động của Tranzito lưỡng cực; Mạch bước sau: ổn áp dùng đi-ốt Zener; Mạch khuếch đại mắc Bazơ chung; Mạch khuếch đại mắc ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 53
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Emitơ chung; Lắp mạch khuếch đại âm Tài liệu tham khảo thanh; Tranzito trường có cực cửa tiếp giáp; 1. Zafer Karacan (2018), Basic Electronic Tranzito trường có cực cửa cách ly; Lắp mạch tạo dao động. Education Set Y-0016 Kết quả thực nghiệm cho thấy các sơ đồ 2. Lý Ngô Mai (2017), Bài giảng Linh kiện hoạt động chính xác, ổn định, an toàn làm cơ điện tử, Trường Đại học Công nghiệp Việt sở để phát triển, xây dựng mở rộng các bài thực hành nâng cao khả năng tư duy, sáng tạo Trì. cho sinh viên góp phần nâng cao chất lượng 3. http://www.yildirimelektronik.com trong giảng dạy và học tập. ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 54

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2397 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.