Cùng Bạn làm thực hành: Lắp ráp các mạch điện thực dụng dễ ráp
Dẫn nhập
Học môn điện tử, nói cho cùng là học biết cách lắp ráp các kiểu mạch
điện, do vậy trong chuyên ngành này, người ta nghĩ ra và đưa ra vô số
các dạng mạch điện thực dụng nhầm kích thích các Bạn thích chơi môn
điện tử luyện tập tay nghề, nâng cao trình độ lý luận và rồi sẽ tự trở
thành tay chuyên nghiệp lấy điện tử làm nghề mưu sinh. Ngồi nhớ lại
mấy chục năm về trước, khoảng năm 1964, lúc tôi còn nhỏ, tôi cũng
bắt đầu vào nghề với các bước đi chập chững như vậy.
...lúc đó, chú tôi một ông thợ ngày ngày làm bánh ngọt cho nhà tôi lại
rất mê điện tử, ông đã lắp ráp cho tôi cái radio 1 transistor không cần
pin mà vẫn nghe được đài phát thanh, làm cho tôi những chiếc xe nhỏ
chạy pin, chỉ cho tôi cách gắn các dây đèn màu, nói cho tôi biết công
dụng của các dây anten căn ngoài trời...Từ các kích thích nhỏ đã làm
cháy lên ngọn lữa tò mò trong lòng tôi, tôi không những theo ông học
làm bánh mà còn dần trở thành tay chơi điện tử chuyên nghiệp,... rồi
khi ông về già, chiều chiều ông đi bộ mấy cây số ra nhà tôi, lúc đó tôi
đang ở Quận 8, ngồi cả buổi bên chiếc bàn thợ, mãi mê xem tôi nghiên
cứu, xem tôi làm máy, xem tôi dạy học trò và cũng có lúc đặt ra cho tôi
các câu hỏi rất chuyên môn, hấp dẫn,... bây giờ nhìn chung quanh, nhìn
các món đồ vật dụng quen dùng trên bàn thợ, tôi luôn thấy hình ảnh
của ông chú tôi, một người thợ bánh đã "khai tâm" cho tôi bước vào
nghề điện tử, một nghề mà tôi đã cùng nó đi qua mấy chục năm trong
cõi đời người và bây giờ cũng còn đang tiếp tục...
Các mạch điện thực dụng dễ ráp
Tôi sẽ chọn ra các mạch điện tử dễ ráp để hướng dẫn các Bạn làm thực
hành, sắp xếp các mạch điện này từ đơn giản dần đến mức phức tạp
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
hơn. Mỗi mạch sẽ trình bày ngắn gọn nguyên lý vận hành của mạch, và
cho gợi ý tính mở rộng ứng dụng của mạch. Nếu Bạn thích và chịu bỏ
công ra làm thực hành và lắp ráp các mạch điện này, tôi tin là tay nghề
của Bạn sẽ có nhiều tiến bộ, Bạn sẽ ít bở ngỡ hơn với công việc phải
làm hàng ngày của người chuyên viên điện tử. Và nhất là đối với các
Bạn sinh viên ngành điện và điện tử sẽ không phải cứ than là "học lý
thuyết thì nhiều mà làm thì chẳng bao nhiêu", nên đến khi nhận đề tài
học kỳ hay đề tài tốt nghiệp thì không biết phải bắt đầu công việc từ
đâu và làm như thế nào?
1. Cái Bạn cần có trước tiên trên bàn thợ là hộp
nguồn DC.
Để có thể cho chạy thử các kiểu mạch điện mà Bạn đã ráp trên bàn
thợ, việc trước tiên là Bạn phải cấp nguồn nuôi thích hợp cho mạch. Do
đó, mạch điện dễ ráp đầu tiên mà chúng ta sẽ nói đến là hộp nguồn
DC.
(1) Mạch nguồn ổn áp dùng transistor.
Trên bàn thợ của Bạn luôn phải có hộp nguồn DC, nếu thích Bạn có thể
tự ráp mạch nguồn DC theo sơ đồ mạch điện trên. Ở ngả vào, Bạn có
biến áp T1, công dụng của biến áp này là giảm áp AC và tạo tính cách
ly board mạch với đường nguồn AC, nhờ vậy giữ an toàn cho người sử
dụng. Cầu chì F1 dùng ngắt dòng khi trong mạch bị quá dòng. Điện áp
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
12V lấy ra trên cuộn thứ cấp cho qua cầu 4 diode D1...D4 để nắn dòng
toàn kỳ, dòng điện xoay chiều dạng Sin được đổi ra dòng điện một pha
dạng xung. Dòng này cho nạp vào một tụ hóa lớn C1, công dụng của tụ
là làm giảm độ dợn sóng, nâng cao mức nguồn DC và ổn định dòng
điện cấp cho tải. Chúng ta dùng Led đỏ D5 làm Led chỉ thị và lấy mức
áp 2V trên Led dùng làm mức áp mẫu cấp cho cầu đo. Điện trở R1 có
công dụng hạn dòng. Transistor Q1, Q2 là 2 transistor ghép dạng phức
hợp để có công suất đủ lớn và có độ nhậy đủ cao. Q3 là transistor
khuếch đại tín hiệu của cầu đo. Câu đo dùng theo dõi mức áp biến
động trên tải, cầu đo gồm có điện trở R3, chiết áp R5, và R4, đây là cầu
chia volt lấy một phần mức volt trên tải để cấp cho chân B của Q3,
trong khi đó chân E của Q3 cho lấy mức áp mẫu không đổi. Tụ hóa C2
tạo ổn áp ngả ra và trên ngả ra chúng ta dùng Led xanh D6 với điện trở
định dòng R6 để báo có nguồn ra.
Nguyên lý ổn áp của mạch như sau:
* Khi tải nặng, mức áp trên tải có chiều hướng giảm xuống, điều này sẽ
làm cho mức áp trên chân B của Q3 giảm theo, trong khi đó mức áp
trên chân E không thay đổi, vậy transistor Q3 sẽ dẫn yếu, mức volt trên
chân C của Q3 sẽ tăng lên, vậy mức áp trên chân B của Q2 bị đẩy lên,
điều này sẽ không cho mức áp trên tải giảm xuống, chúng ta biết mức
áp trên tải cũng là mức áp trên chân E của Q1, mức áp này luôn tăng
giảm theo mức áp của chân B của Q2.
* Lý luận ngược lại, khi tải nhẹ, mức áp trên tải có chiều hướng tăng
cao, điều này làm tăng mức áp trên chân B của Q3, transistor Q3 sẽ
dẫn điện mạnh hơn, mức áp trên chân C của Q3 sẽ giảm xuống, nó kéo
mức áp trên chân B của Q2 xuống và như vậy sẽ không cho mức áp
trên tải tăng lên.
Khi Bạn chỉnh chiết áp R5, Bạn đã làm thay đổi mức volt trên chân B
của Q3, như vậy sẽ làm thay đổi mức volt trên chân C của Q3 hay thay
đổi mức volt trên chân B của Q2, và điều này sẽ làm thay đổi mức áp
trên chân E của Q1, và đã làm thay đổi mức áp DC trên ngả ra. Trong
vận hành, không để transistor Q1 quá nóng, Bạn nên gắn Q1 trên
miếng nhôm làm nguôi.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
(2) Nguồn 5V có mức ổn định tốt với ic 7805 rất thông dụng với
các mạch số.
Chúng ta biết trên thị trường luôn có bán các ic ổn áp 3 chân họ 78xx,
họ 79xx. Vậy nếu muốn có mức áp DC ngả ra ổn định, Bạn tìm và dùng
các ic ổn áp này. Với ic ổn áp 7805, mức áp ra là 5V, với ic ổn áp 7809,
mức áp ra sẽ là 9V, với ic ổn áp 7812, mức áp ra sẽ là 12V...IC ổn áp
họ 79xx dùng tạo ổn áp trên đường nguồn volt âm.
Trong mạch, chúng ta dùng tụ hóa lớn C1 tạo ổn áp trên đường nguồn
DC, đây là dạng ổn áp thụ động, chúng ta dùng ic ổn áp 7805 để có
mức áp ra 5V có độ ổn định rất tốt, đây là dạng ổn áp tích cực. Khi
dùng ic ổn áp họ 78xx, họ 79xx, trên ngả ra Bạn nhớ gắn thêm tụ hóa
dùng để tránh hiện tượng phát sinh dao động tự kích, khi mạch ổn áp
trong ic bị dao động, Bạn sẽ thấy mức áp DC trên ngả ra chập chờn lúc
lên lúc xuống. Trường hợp đường nguồn 5V này dùng cấp điện cho các
mạch điện làm việc ở vùng tần số cao, lúc đó Bạn phải gắn thêm tụ nhỏ
C3, công dụng của các tụ nhỏ là lọc bỏ các tín hiệu tần số cao rất tốt,
trong khi đó do cấu trúc bên trong của các tụ hóa lớn có tiềm ẩn tính
ống dây, cuộn cảm nên không lọc tốt các dòng điện tín hiệu tần số cao
nhiễm trên đường nguồn. Trong mạch chúng ta cũng dùng Led đỏ, Led
xanh để làm Led chỉ thị.
(3) Có thể ráp nguồn có tính ổn áp và mức áp ra chỉnh được với
ic LM317.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Khác với ic ổn áp họ 78xx, ic ổn áp LM317 có chân Adjusment, điều này
tạo ra tinh điều chỉnh mức áp ngả ra. Trong mạch, C1 là tụ hóa lớn
dùng để ổn định mức áp sơ khởi, kế đó dùng mạch ổn áp tích cực với ic
LM317. IC này có 3 chân, chân 2 cho lấy nguồn DC trên tụ C1, Chân 3
là ngả ra, trên ngả ra lập cầu chia áp với điện trở R2 và biến trở R5,
mức áp lấy ra cho điều chỉnh mức áp trên chân 1 để định mức áp ngả
ra. C2 là tụ giữ cho mạch ổn áp không phát sinh dao động tự kích.
Dùng các led chỉ thị để theo dõi hoạt động của mạch nguồn. Chúng ta
có hệ thức cho thấy mức áp ra phụ thuộc vào trị các điện trở R2, R5.
Bạn dùng tư liệu sau để hiểu rõ hơn về cách dùng ic LM317
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.