Tải bản đầy đủ

THIẾT kế và THI CÔNG XE dò ĐƯỜNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM
KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
:

Đề tài

“ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
XE DÒ ĐƯỜNG”
Giảng viên hướng dẫn : ĐẶNG ĐỨC MINH
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Văn Bảng
Trần Quốc Hiền
Trần Văn Huynh
Phan Ngọc Luân

Lớp: 11CĐ-ĐT2



LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cám ơn thầy nguyễn
đức minh và thầy võ cường, đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong
quá trình thực hiện đồ án “ thiết kế và thi công xe dò đường” này!
Đồ án môn học này là đồ án đầu tiên mà chúng em làm, nên đây
cũng chính là đồ án được xem là rất quan trọng giúp chúng em làm
những đồ án sau này.
Trong quá trình thực hiện đồ án, dược sự giúp đỡ tận tình của thầy
nguyễn đước minh và thầy võ cường, chúng em đã thu được nhiều
khiến thức quý bấu giúp chúng em trong quá trình học tập,và nhiều
hứa hẹn trong tương lai.
Được tiếp xúc với vi điều khiển họ avr() biết thiết kế mạch in bằng
phần mềm orcadr, thi công mạch in …..
Trong quá trình thi công đồ án do chúng em chưa có nhiều kiến
thức, kinh nghiệm nên không tránh khỏi thiếu sót trong quá trinh
thi công. Mong được sự góp ý của quý thầy cô , để nhóm chúng
em làm những đồ án về sau được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cám ơn sự quan tâm giúp đỡ
của quý thầy cô trong quá trinh thực hiện đồ án này. Và mong
được sự giúp đỡ của quý thầy cô trong những đồ án sau.
Nhóm thực hiện đề tài:
Nguyễn văn bảng
Trần quốc hiền
Trần văn huynh
Phan ngoc luân

Trang 2


LỜI NÓI ĐẦU
******O()O******
Ngày nay,với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ,robot
đã trở thành một trong những ứng dụng quan trọng trong cuộc sống.
Robot đã dần thay thế con người làm những việc từ đơn giản đến những
việc đòi hỏi sự chính xác cao. Tầm quan trọng robot đối với con người
và khả năng chinh phục thiên nhiên đã dẫn tới sự phát triển vượt bậc của
ngành công nghệ này.
Chính bởi những ứng dụng rộng rãi đó và sự phát triển đồng thời để tiếp
cận với những kiến thức về robot nên nhóm đã lựa chọn đề tài “thiết kế
robot dò đường”

Kết quả mà nhóm đạt được là một robot tự động có khả năng di chuyển
theo một đường đã định sẵn. Việc di chuyển của robot sẽ được lập trình
dựa sẵn trên vi điều khiển. Đề tài robot dò đường chủ yếu giúp sinh viên
làm quen với vi điều khiển, kĩ năng lập trình, phương pháp thu thập dữ
liệu từ cảm biến sensor,điều khiển động cơ, các mạch phụ trợ khác…

Trang 3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Chữ ký của giáo viên hướng dẫn:

Trang 4


MỤC LỤC

Trang 5


ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU
Tên Đề Tài: Thiết Kế Và Thi Công Robot Dò Đường
Mô tả sản phẩm dự kiến: với đồ án xe dò đườngcủa nhóm thiết kế gồm những thiết
bị như: bánh xe , khung xe, mortor, led, role ,tụ điện ,bo mạch, ic AT89C51…sau khi hoàng
thanh xe dò đường . sản phẩm này được sử dụng cho việc tìm kiếm và Làm việc những nơi
khắc nghiệt, có thể giúp ích cho con người trong lao động và sản xuất.

Trang 6


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ, thì
robort đã trở thành một trong những ứng dụng quan trọng trong cuộc
sống. Robort đã dần dần thay thế con người làm từ những công việc
đơn giản đến những việc đòi hỏi sự chín sác cao. Tầm quan trọng của
robot la thay thế con người chinh phục thiên nhiên và đưa con người
bước lên bậc thềm của ngành công nghệ mới.
Chính sự ướng dụng rộng rãi va phát triển không ngừng của ngành
công nghệ ,khoa học ,kỹ thuật ngày nay, và được tiếp cận với những
kiến thức ban đàu về robot nên nhóm chúng em chọn đề tài “ thiết kế
và thi công xe dò đường” sử dụng led hồng ngoại thu phát sóng.

2. Mục tiêu nghiên cứu

-Thiết kế và thi công xe dò đường nhàm khám phá và có thể góp phần vào
những ứng dụng trong ngành công nghiệp có môi trường làm việc khắc
nghiệt mà có thể thay thế cho con người, và hứa hẹn với sự chinh phục
thiên nhiên. Trong thế giới sống của chúng ta.

3. Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu:
Trang 7


Người sử dụng xe dò đường
Nhiệt độ, độ ẩm, của không khí, dòng điện điện áp nguồn.
Người quan sác,người giám sác, người đi đường…
- Đối tượng nghiên cứu:
Chính là quy trình thực hiện đề tài, nhằm tạo ra một sản phẩm như mong
đợi, tạo sự thích thú cho người sử dụng, mẫu mã đẹp,dễ sử dụng….
4. Nhiệm vụ nghiên cứu

-Giải thích tên đề tài
-Thiết kế và thi công mạch: có khả năng dò đường theo đúng lập trình ,xe
hoạt động tốt ,chạy đúng theo đường dò.
-Thiết kế và thi công hoàng thành xe dò đường .
-Viết chương trình nạp cho IC at89c51
5. Giới thiệu tổng quan về các chương

Tài liệu được chia thành 2: Phần mở đầu và phần nội dung được sắp xếp
như sau :
Phần Mở đầu: Trình bày tổng quan nội dung chính trong đề tài – những vấn

đề mà sẽ được đề cập đến trong toàn bộ bài viết.
Phần Nội Dung:

-Chương 1- Cơ Sở Lý Thuyết: Chương này sẽ đi sâu về lý thuyết vi điều
khiển, cũng như tìm -hiểu những linh kiện cần thiết làm cơ sở để thực hiện
mạch đồ án.
-Chương 2-Thiết Kế Phần Cứng: Cung cấp các thông tin các khối phần
cứng quang trọng trong sản phẩm nghiên cứu, chức năng các khối và
những tính toán cụ thể để thiết kế phần cứng cho mạch.
Trang 8


-Chương 3-Thiết Kế Phần Mềm: Sử dụng ngôn ngữ lập trình Assembly để
viết chương trình.
-Chương 4 Kết Luận Và Hướng Phát Triển: Bao gồm kết quả thực hiện, ưu
nhược điểm và hướng phát triển của đồ án.
6. Kế hoạch nghiên cứu (Phụ Lục)

PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CƠ SỞ

1. Những khái niệm có trong tên đề tài.

-Thiết kế: là những gì liên kết sự sáng tạo và đổi mới. Nó định hình
các ý tưởng để trở thành những đề xuất thực tiễn. Thiết kế có thể được mô
tả như sự triển khai sáng tạo đến một mục đích cụ thể nào đó.
Thi công: thiết kế, lắp ráp mô hình robot
Dò đường: dò vạch đen đã định sẵn
Xe dò đường: dò theo ý muốn của con người

Trang 9


2. Led
LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát
quang) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng
ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một
khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n. Hoạt động
của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.
Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích
dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì
các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối n.
Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n
chuyển sang. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và
dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử
và dư thừa lỗ trống).
Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút
và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau
tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng
năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước
sóng gần đó).
Hầu hết các vật liệu làm LED có chiết suất rất cao, tức là hầu hết
ánh sáng phát ra sẽ quay ngược vào bên trong thay vì phát ra ngoài
không khí. Do đó công nghệ trích xuất ánh sáng từ LED cũng rất
quan trọng, cần rất nhiều sự nghiên cứu và phát triển.

Một số hình ảnh về led
Trang 10


2.1 Tính chất:

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh
sáng phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng
lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng
của các nguyên tử chất bán dẫn.
Loại

LED

đục

siêu

sáng
Đỏ,Vàng

Điện thế phân cực
thuận
1,8-2V

Vàng

2 - 2,5V

Trắng

3-3,5V

LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn diode thông thường, trong
khoảng 1,5 đến 3V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao.
Do đó, LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra.
2.2 Ứng dụng:

Đèn chiếu sáng sử dụng các LED phát ánh sáng trắng.
LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các
thiết bị điện, điện tử, đènquảng cáo, trang trí, đèn
giao thông.
Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương
đương với bóng đèn bằng khí neon. Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là
có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền, tiết kiệm năng lượng.

Trang 11


Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ
xacho đồ điện tử dân dụng.

2.

động cơ một chiều:

Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện
một chiều.
Động cơ điện 1 chiều có 2 phần chính: stator và roto
Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay
nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các
cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, 1 phần quan
trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có
nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của
rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp
và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp

Nguyên tắc hoạt độngcủa động cơ điện một chiều

Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra
chuyển động quay của rotor

Trang 12


Pha 2: Rotor tiếp tục quay

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator
và rotor cùng dấu, trở lại pha 1
Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực
ngoài, động cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và
tạo ra một sức điện động cảm ứng Electromotive force (EMF). Khi
vận hành bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện áp gọi là
sức phản điện động counter-EMF (CEMF) hoặc sức điện độngđối
kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức
điện động này tương tự như sức điện động phát ra khi động cơ
được sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một điện trở
tải vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực
bên ngoài). Như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành
phần: sức phản điện động, và điện áp giáng tạo ra do điện trở nội
của các cuộn dây phần ứng.


Dòng điện chạy qua động cơ được tính theo biều thức sau:



Công suất cơ mà động cơ đưa ra được, được tính bằng:
Trang 13




Cơ chế sinh lực quay của động cơ điện một chiều

Khi có một dòng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi
sắt non, cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực
hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực
hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming. Các lực này
gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để làm cho
rô to quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển
mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ có vấn đề là
khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường.
Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90 o so với
phương ban đầu của nó, khi đó Rô to sẽ quay theo quán tính.
Trong các máy điện một chiều lớn, người ta có nhiều cuộn dây nối
ra nhiều phiến góp khác nhau trên cổ góp. Nhờ vậy dòng điện và
lực quay được liên tục và hầu như không bị thay đổi theo các vị trí
khác nhau của Rô to.
3. Điện Trở

- Điện Trở Băng

trở băng hay trở thanh, thực chất nó cấu tạo gồm nhiều điện
trở ghép lại với nhau ( một đầu nối chung )

Cách đọc thông số của loại điện trở này tương tự như đọc thông
số trên các loại tụ gốm hay tụ mica, nhưng đơn vị đo ở đây là ôm.
Trang 14


Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện có biểu
tượng

Điện trở kháng là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản
trở dòng điện của Điện trở. Điện trở kháng được định nghĩa là tỉ số
của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi
qua nó:

trong đó:
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo
bằng ampe (A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
Thí dụ như có một đoạn dây dẫn có điện trở là 1Ω và có dòng điện
1A chạy qua thì điện áp giữa hai đầu dây là 1V.
Ohm là đơn vị đo điện trở trong SI. Đại lượng nghịch đảo của điện
trở là độ dẫn điện G được đo bằng siêmen. Giá trị điện trở càng lớn
thì độ dẫn điện càng kém. Khi vật dẫn cản trở dòng điện,năng
lượng dòng điện bị chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, ví
dụ như nhiệt năng.
Định nghĩa trên chính xác cho dòng điện một chiều. Đối với dòng
điện xoay chiều, trong mạch điện chỉ có điện trở, tại thời điểm cực
đại của điện áp thì dòng điện cũng cực đại. Khi điện áp bằng không
Trang 15


thì dòng điện trong mạch cũng bằng không. Điện áp và dòng điện
cùng pha. Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều
có thể dùng cho mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở mà các trị số
dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng..
Đối với nhiều chất dẫn điện, trong điều kiện môi trường (ví dụ nhiệt
độ) ổn định, điện trở không phụ thuộc vào giá trị của cường độ
dòng điện hay hiệu điện thế. Hiệu điện thế luôn tỷ lệ thuận với
cường độ dòng điện và hằng số tỷ lệ chính là điện trở. Trường hợp
này được miêu tả theo định luật Ohm và các chất dẫn điện như thế
gọi là các thiết bị ohm. Các thiết bị này nhiều khi cũng được gọi là
các điện trở, như một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện,
được ký hiệu với chữ R (tương đương với từ resistor trong tiếng
Anh).
Nguyên nhân vật lý của điện trở
Tính chất dẫn điện, hay cản trở điện, của nhiều vật liệu có thể giải
thích bằng cơ học lượng tử. Mọi vật liệu đều được tạo nên từ mạng
lưới các nguyên tử. Các nguyên tử chứa các electron, cónăng
lượng gắn kết với hạt nhân nguyên tử nhận các giá trị rời rạc trên
các mức cố định. Các mức này có thể được nhóm thành 2
nhóm: vùng dẫn và vùng hóa trị thường có năng lượng thấp hơn
vùng dẫn. Các electron có năng lượng nằm trong vùng dẫn có thể
di chuyển dễ dàng giữa mạng lưới các nguyên tử.
Khi có hiệu điện thế giữa hai đầu miếng vật liệu, một điện
trường được thiết lập, kéo các electron ở vùng dẫn di chuyển
nhờ lực Coulomb, tạo ra dòng điện. Dòng điện mạnh hay yếu phụ
thuộc vào số lượng electron ở vùng dẫn.
Các electron nói chung sắp xếp trong nguyên tử từ mức năng
lượng thấp đến cao, do vậy hầu hết nằm ở vùng hóa trị. Số lượng
electron nằm ở vùng dẫn tùy thuộc vật liệu và điều kiện kích
thích năng lượng (nhiệt độ, bức xạ điện từ từ môi trường). Chia
theo tính chất các mức năng lượng của electron, có ba loại vật liệu
chính sau:
Trang 16


Vật liệu Điện trở suất, ρ (Ωm)
Kim loại
Bán dẫn

thay đổi mạnh

Cách điện
Lý thuyết vừa nêu không giải thích tính chất dẫn điện cho mọi vật
liệu. Vật liệu như siêu dẫn có cơ chế dẫn điện khác, nhưng không
nêu ở đây do vật liệu này không có điện trở.
Kim loại
Trong kim loại luôn có electron nằm ở vùng dẫn. Trên thực tế,
không có khoảng cách giữa vùng dẫn và vùng hóa trị, và có thể coi
hai vùng là một đối với kim loại.
Mạng lưới nguyên tử của kim loại, thực tế, không hoàn hảo: các
chỗ bị sứt mẻ trong mạng lưới tán xạ electron, gây nên sự cản trở
với sự di chuyển của electron (điện trở). Khi nhiệt độ tăng, các
nguyên tử dao động mạnh hơn và dễ va chạm vào các electron
hơn, khiến điện trở tăng theo.
Vật dẫn điện càng dài, số lượng va chạm của electron trên đường
đi càng tăng, khiến điện trở vật dẫn càng tăng.
Bán dẫn và cách điện
Trong chất bán dẫn và chất cách điện, các nguyên tử tương tác
với nhau khiến cho khoảng cách năng lượng giữa vùng dẫn và
vùng hóa trị lớn; hầu hết các electron không nằm ở vùng dẫn. Để có
đủ electron dẫn điện, cần cung cấp nhiều năng lượng cho electron
nhảy lên vùng dẫn, ví dụ nhiệt năng hay quang năng. Một hiệu điện
thế lớn chỉ tạo được dòng điện yếu do có ít điện tử dẫn điện; do đó
chất bán dẫn và chất cách điện có điện trở suất cao.
Trang 17


Trong chất bán dẫn, khi tăng nhiệt độ, các electron có thể
nhận nhiệt năng để nhảy lên vùng dẫn. Hiệu ứng nhiệt này mạnh
hơn hiệu ứng cản trở dòng do dao động mạng, khiến điện trở giảm
khi nhiệt độ tăng. Tương tự, có thể chiếu ánh sáng, hay bức xạ điện
từ nói chung, vào một số chất bán dẫn, để truyền năng lượng cho
các electron (sau khi hấp thụ các photon) nhảy lên vùng dẫn và
tăng tính dẫn điện, như trong CCD của camera hay pin Mặt Trời.
Có thể thay đổi khả năng dẫn điện của các chất bán dẫn bằng việc
pha thêm tạp chất lựa chọn đặc biệt để tạo ra các lỗi trong mạng
tinh thể có thừa electron tự do (bán dẫn loại n) hoặc thiếu electron
gọi là lỗ trống điện tử (bán dẫn loại p). Nồng độ tạp chất quyết định
số lỗ trống hay điện tử tự do trong vật liệu, do đó quyết định tính
dẫn điện của vật liệu.
Nhận Dạng Giá Trị Điện Trở
Trong việc chế biến điện trở, người ta dùng hệ thống mả vạch màu
để cho biết giá trị của điện trở kháng
Hệ 4 Vạch mã màu

Hệ Thống Vạch Màu giá trị của điện trở
Xanh Xanh
Đen
Đỏ Cam Vàng
Lá Dươn (Tím Xám Trắng
(Brow
(Blac
(Re (Orang (Yello Cây
g (Viole (Gre (Whit
n)
k)
d)
e)
w) (Gree (Blue
t)
y)
e)
n)
)
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Cách Tính Giá Trị Điện Trở
Vạch màu thứ nhất cho biết giá trị thứ nhứt của Điện Trở
Trang 18


Vạch màu thứ hai cho biết giá trị thứ hai của Điện Trở
Vạch màu thứ ba cho biết cấp số nhân của lủy thừa mười
Vạch màu cuối cho biết sự thay đổi giá trị của điện trở theo
nhiệt độ
Thí Dụ
Điện Trở có cá vạch màu Nâu, Đen, Đỏ, Vàng Kim . Giá
trị Kháng trở sẻ là: 1 0 X 102 10% = 1000 Ω + 10% = 1
kΩ + 10%
Hệ Trị Giá In trên Điện Trở
600 cho một giá trị là 600Ω
2003 cho một giá trị 200×103 = 200kΩ
2R5 cho một giá trị 2.5Ω
R01 cho một giá trị 0.01Ω
Là một linh kiện điện tử thụ động tạo từ một cộng dây dẩn điện
Linh
Kiện

Biểu Tượng



Đơn

Hiệu Vị

Cấu Tạo

Điện
Kháng

Trở Điện
Dẩn

Với Điện Trở tạo từ
một cộng dây dẩn điện
Điện
Trở

R

Ω

có kích thước Chiều
Dài, l , Diện Tích, A ,
và Độ Dẩn Điện, ρ có
Điện Dẩn G

Dẫn Điện

Bán Dẫn Điện

Điện Trở

Trang 19


Trong sản phẩm bảng quảng cáo của nhóm có sử dụng các loại điện trở
như: 220Ω, 1k Ω, 4,7k Ω, 10k Ω..
3. 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 độthay
đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từ
Ký hiệu của biến trở trong sơ đồ mạch điện có thể ở các dạng như sau:

Trang 20


4.Tụ điện:

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn
điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại
hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng cường độ,
nhưng trái dấu.
Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích
trữ năng lượng điện trường của tụ điện. Khi chênh lệch điện thế
trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm
pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện
xoay chiều.
Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui. Mặc
dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng
chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện. Ắc qui có 2 cực, bên trong
xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển
electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể
Trang 21


tạo ra electron - nó chỉ lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và
xả rất nhanh. Đây là một ưu thế của nó so với ắc qui.

a. Tính Chất Tụ Điện

Tính Chất Tụ Điện đuoc thể hiện qua điện dung, điện thế và nhiệt
độ trên Tụ điện
b. Điện dung, đơn vị và ký hiệu của tụ điện

Điện dung là đại lượng vật lý nói lên khả năng tích điện giữa hai
bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích
bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực
theo công thức:
ξ×ξ0
Trong đó,
C : là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara [F]
• ε : Là hằng số điện môi của lớp cách điện;
• ε0 : Là hằng số điện thẩm;
• d : là chiều dày của lớp cách điện;
• S : là diện tích bản cực của tụ điện.
Đơn vị của đại lượng điện dung là Fara [F]. Trong thực tế đơn vị
Fara là trị số rất lớn, do đó thường dùng các đơn vị đo nhỏ hơn như
micro Fara (1µF=10−6F), nano Fara (1nF=10−9F), pico Fara
(1pF=10−12F).


Điện Thế
Trang 22


Tụ điện trong các mạch thông thường có thông số điện áp: 5V, 10V,
12V, 16V, 24V, 25V, 35V, 42V, 47V, 56V, 100V, 110V, 160V, 180V,
250V, 280V, 300V, 400V...

Các loại Tụ điện
Tụ điện phân cực

c.

Tụ điện phân cực, tụ hóa

Tụ điện phân cực (có cực xác định) hoặc theo cấu tạo còn gọi là tụ hóa. Thường
trên tụ quy ước cực âm phân biệt bằng một vạch màu sáng dọc theo thân tụ, khi tụ
mới chưa cắt chân thì chân dài hơn sẽ là cực dương. Khi đấu nối phải đúng cực
âm - dương. Trị số của tụ phân cực vào khoảng 0,47μF - 4.700μF, thường dùng
trong các mạch tần số làm việc thấp, dùng lọc nguồn.
d.

Tụ điện không phân cực

Tụ không phân cực
Tụ điện không phân cực (không xác định cực dương âm); theo
cấu tạo có thể là tụ giấy, tụ gốm, hoặc tụ mica. Tụ xoay chiều
thường có trị số điện dung nhỏ hơn 0,47μF và thường được sử
dụng trong các mạch điện tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.
Trang 23


Tụ điện có trị số biến đổi
Tụ điện có trị số biến đổi, hay còn gọi tụ xoay (cách gọi theo cấu
tạo), là tụ có thể thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được
sử dụng trong kỹ thuậtRadio để thay đổi tần số cộng hưởng khi
ta dò đài (kênh tần số).
e.

5. Relay:
- Relay:

Là một thiết
lý điều khiển thiết bị điện,
nguồn điện áp thấp và
điều khiển đóng mở thiết
áp cao và công suất lớn

bị dùng để Bộ Xử
bằng cách cấp
công suất nhỏ
bị sử dụng điện

-Relay: Có đặc điểm:

+ Cách ly hoàn toàn giữa mạch xử lý có điện áp thấp và thiết bị
điện có điện áp cao và công suất tải lớn. An toàn cho bộ xử lý và
mạch điều khiển.
+ Trở kháng: giữa hai trạng thái On có trở kháng rất nhỏ, trạng thái
Off có trở kháng rất lớn và xem như lý tưởng. Ổn định vận hành cho
thiết bị cố công suất nhỏ, điện áp nhỏ, tần số vận hành tùy
+ Phát tia lửa điện khi chuyển trạng thái: khi làm việc với thiết bị
sử dụng công suất lớn, sẽ gây ra tia lửa điện trong thời gian chuyển
từ trạng thái điều này rất nguy hiểm nếu môi trường có khí dễ cháy
nổ: Ga, xăng...tuy Relay thường bọc rất kín nhưng không hẳn đã an
toàn. Đây cũng chính là nhược điểm của Relay sẽ bị mòn theo thời
gian ở mỗi tiếp điểm và tiếp xúc kém dần cho mỗi lần đón mở, cần
bảo trì và thay thế định kỳ.
+ Relay có cuộn cảm nên khi điều khiển đóng mở phải sử dụng
một diode chống điện áp ngược khi tắt nguồn cấp cho cuộn cảm.
Đặc điểm rất thú vị của cuộn cảm là dòng điện trong cuộn cảm
không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian, do đó khi ngắt
điện sẽ xuất hiện sự tăng áp rất lớn ngược chiều với điện áp nguồn
cấp, do đó để phần tử điều khiển không bị đánh thủng do điện áp
Trang 24


ngược này ta cần phải dùng diode để triệt tiêu điện áp ngược của
cuộn cảm.

6. Thạch anh:
Hình dáng và kí hiệu của thạch anh

Đặt tính

Thạch anh điện tử: là một linh kiện làm bằng tinh thể đá thạch anh
được mài phẳng và chính xác. Linh kiện thạch anh làm việc dựa trên hiệu
ứng áp điện. Hiệu ứng này có tính thuận nghịch. Khi áp một điện áp vào 2
mặt của thạch anh, nó sẽ bị biến dạng. Ngược lại, khi tạo sức ép vào 2 bề
mặt đó, nó sẽ phát ra điện áp.
Như vậy nếu ta đặt một điện áp xoay chiều vào thì nó sẽ biến dạng theo tần
số của điện áp đó. Khi thay đổi đến một tần số nào đó, thì nó sẽ cộng
hưởng.
Mạch tương đương của nó gồm một L và một C nối tiếp với nhau. Cả cụm
ấy song song với một C khác và một R cách điện.
Ứng dụng
Mạch lọc tích cực dùng Thạch anh: sử dụng nhiều trong các mạch
khuếch đại trung tần của các máy thu thông tin liên lạc, TV, Radio...
Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×