Tải bản đầy đủ

Đóng ngắt đèn dùng quang trở

MỤC LỤC

Page 1


LỜI MỞ ĐẦU
Sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, tìm tòi, tính toán dưới sự chỉ dẫn của cô
Đàm Thị Hường, chúng em đã hoàn thành đề tài “ Đóng cắt đèn tự động dùng quang
trở”.
Trong quá trình thiết kế và chế tạo, chúng em đã học hỏi được rất nhiều điều lý thú
và bổ ích:
- Giúp chúng em có khả năng tìm tòi, sáng tạo, tự lập phương pháp tìm kiếm tài liệu từ
các nguồn khác nhau.
- Qua việc thực hiện đề tài này, chúng em đã có thêm nhiều kinh nghiệm cho các lần
sau. Đặc biệt là phương pháp trình bày ý tưởng của chính mình.
Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn cùng với sự
lỗ lực cố gắng của cả nhóm, sự tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, đến nay đồ án của chúng
em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện dù đã rất cố gắng nhưng
do trình độ còn hạn chế kinh nghiệm còn ít nên không thể tránh khỏi sai sót. Chúng
em mong nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong
khoa,để đồ án của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn. Trong quá trình làm đồ án em

đã được sự hướng dẫn tận tình của cô Đàm ThịHường. Mặc dù đã cố gắng hết sức
nhưng là một lĩnh vực mới đối với em, nên không tránh khỏi những thiếu sót về nội
dung và phương pháp trình bày. Em rất mong được sự chỉ bảo hướng dẫn của thầy cô
và ý kiến đóng góp của các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện
LÊ VIẾT HOÀ
NGUYỄN NGỌC HOÀNG

Page 2


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Hưng Yên,Ngày 30 Tháng 10 Năm 2014
Ký tên

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VÀ GIỚI THIỆU LINH KIỆN
1.Lý do chọn đề tài

Page 3


a) Đóng ngắt điện không cần dùng tay
b) Sử dụng ở đèn chiếu sáng ở đường làng
c) Dễ dàng sử dụng thuận tiện cho người sử dụng
2.Các linh kiện điện tử thụ động
2.1.Điện trở
2.1.1.Khái niệm về điện trở.
Điện trở là gì ? Ta hiểu một cách đơn giản - 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 thì điện
trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.
Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. được tính
theo công thức sau:
R = ρ.L / S
-Trong đó :
ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu
L là chiều dài dây dẫn
S là tiết diện dây dẫn
R là điện trở đơn vị là Ohm
2.1.2.Hình dáng và ký hiệu
Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp
chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện
trở có trị số khác nhau.

a) Hình dạng thực tế của điện trở trong thiết bị điện tử.

Hình 1.1. Điện trở công suất,đện trở thường

Page 4


Hình 1.2.Biến trở

b) Ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý :

Hình 1.3. Ký hiệu điện trở

Hình 1.4. Ký hiệu biến trở
2.1.3.Phân Loại :
Có 2 cách phân loại điện trở.Đó là: phân loại theo vật liệu chế tạo và theo công
dụng.

a) Phân loại theo vật liệu chế tạo.
Điện trở than , điện trở màng kim loại, điện trở dây quấn, điện trở xi măng , điện trở
oxit kim loại

b) phân loại theo công dụng.
Biến trở , điện trở nhiệt, quang trở, điện trở thay đổi theo điện áp(VDR, điện trở cầu
chì, mạng điện trở.
2.1.4. Các kiểu ghép điện trở

Page 5


Trong thực tế , khi ta cần một điện trở có trị số bất kỳ ta không thể có được , vì
điện trở chỉ được sản xuất khoảng trên 100 loại có các giá trị thông dụng, do đó để có
một điện trở bất kỳ ta phải đấu điện trở song song hoặc nối tiếp

Hình 1.5.Điện trở mắc nối tiếp
Ta có: Rtd=R1+R2+R3

Hình 1.6.Điện trở mắc song song
Ta có: (1/Rtd)=(1/R1)+(1/R2)+(1/R3)

Hình 1.7.Điên trở mắc hỗn hợp
Ta có:

Rtđ=(R1.R2)/(R1+R2)+R3

2.2.Tụ điện
2.2.1.Định nghĩa :

Page 6


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.
2.2.2. 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.
2.2.3.Điện dung - Đơn vị - Kí hiệu của Tụ điện
a) Điện dung : Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên 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:
C=ξ.S/d
Trong đó C : là điện dung tụ điện
ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện.
d : là chiều dày của lớp cách điện.
S : là diện tích bản cực của tụ điện.
b) Đơn vị điện dung của tụ : Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế
thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF).
c) Ký hiệu : Tụ điện có ký hiệu là C (Capacitor)

Hình 1.8.Kí hiệu trên bản mạch vẽ điện
d) Sự phóng nạp của tụ điện:

Page 7


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. Điện dung của tụ càng lớn thì
thời gian tích điện càng lâu.
2.2.4.Phân loại tụ điện.
a) Tụ giấy , tụ gốm : Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu
.

Hình 1.9.Tụ gốm không phân cực
b)Tụ hoá ( Tụ có phân cực )
Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương , tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47µF
đến
khoảng 4.700 µF , tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc
dùng
đểlọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ..

Hình 1.10.Tụ hoá
c) Tụ xoay
Tụ xoay là tụ có thể xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được
lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài.
- Cách ghép tụ điện.

Page 8


Hình 1.11.Tụ ghép nối tiếp
song

Hình 1.12.Tụ ghép song

Ta có :Ctd=C1+C2+C3

Ta có: 1/Ctd=1/C1+1/C2

d) Ứng dụng
- 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
Ngoài ra tụ còn được ứng dụng nhiều trong thực tế
2.3. Biến áp
2.3.1.Cấu tạo của biến áp.
Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp
( đưa điện áp vào ) và một hay nhiều cuộn thứ cấp ( lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn
trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit .

Hình 1.13. Ký hiệu máy biến áp
2.3.2. Tỷ số vòng / vol của biến áp .
Gọi n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp.
U1 và I1 là điện áp và dòng điện đi vào cuộn sơ cấp
U2 và I2 là điện áp và dòng điện đi ra từ cuộn thứ cấp.
Ta có các hệ thức như sau :
U1 / U2 = n1 / n2 Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số

Page 9


vòng dây quấn.
U1 / U2 = I2 / I1 Dòng điện ở trên hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa là
nếu ta lấy ra điện áp càng cao thì cho dòng càng nhỏ.

a) Công xuất của biến áp .
Công xuất của biến áp phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng
điện xoay chiều, biến áp hoạt động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn.

b) Phân loại biến áp .

Hình 1.14..Biến áp nguồn và biến áp âm tần:

Hình 1.15. Biến áp xung & Cao áp .
2.4. Rơle
2.4.1.Khái niệm
Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín
hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch
điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.
Các bộ phận (các khối) chính của rơle
+ Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu)
+ Cơ cấu trung gian( khối trung gian)

Page 10


+ Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành)
Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.

Hình 1.16.Ký hiệu và từng khối trong rơle
2.4.2.Phân loại rơle
-Phân loại theo nguyên lí làm việc gồm các nhóm
Rơle điện cơ , rơle nhiệt, rơle từ, rơle điện tử -bán dẫn, vi mạch, rơle số.
-Phân theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành
Rơle có tiếp điểm, rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh).
-Phân loại theo đặc tính tham số vào
Rơle dòng điện, rơle điện áp, rơle công suất, rơle tổng trở,...
-Phân loại theo cách mắc cơ cấu
Rơle sơ cấp, rơle thứ cấp
-Phân theo giá trị và chiều các đại lượng đi vào rơle

Hình 1.17.Chiều và các đại lượng đi vào rơle
Quan hệ giữa đại lượng vào và ra của rơle như hình minh họa.
Khi x biến thiên từ 0 đến x2 thì y = y1 đến khi x= x2 thì y tăng từ y = y1 đến y = y2
(nhảy bậc). Nếu x tăng tiếp thì y không đổi y = y2 . Khi x giảm từ x2 về lại x1 thì y =
y2 đến x = x1 thì y giảm từ y2 về y = y1.
Nếu gọi:

Page 11


+ X = X2= Xtđ là giá trị tác động rơle.
+ X = X1 = Xnh là giá trị nhả của rơle.
Thì hệ số nhả:
K nh=X1 /X2 = X nh / X tđ
Các thông số của rơle
Hệ số điều khiển rơle
K đk = P đk / P tđ
Với :

+Pđk là công suất điều khiển định mức của rơle
+Ptđ là công suất tác động

Thời gian tác động
Là thời gian kể từ thời điểm cung cấp tín hiệu cho đầu vào, đến lúc cơ cấu chấp
hành làm việc.

Hình 1.18.Rơle công suất,rơle nhiệt
3.Các linh kiện điện tử bán dẫn
3.1.Diode bán dẫn
3.1.1.Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn.
Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp
giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các
điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ
trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách
điện giữa hai chất bán dẫn.

Page 12


Hình 1.19. Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode .
Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn.

Hình 1.20.Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn
3.1.2.Phân cực thuận cho Diode.
Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V

Hình 1.21. Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode
Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì
chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua

Page 13


Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị
0,6V .
3.1.3. Phân cực ngược cho Diode.
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn
(-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng
rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp
ngược rất lớn
khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng.

Hình 1.22.Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V
3.1.4.Các loại Diode và ứng dụng.
a) Diode cầu
Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch
chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch giảm áp phân
cực cho transistor hoạt động . trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành
Diode cầu có dạng .

Hình 1.23. Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

Page 14


b) Diode Zener
Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai lớp bán
dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược,
khi phân cực thuận Diode zener như diode thường
ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố

nhưng khi phân cực
định bằng giá

trị ghi trên diode.

Hình 1.24.Ký hiệu và ứng dụng của Diode zener trong mạch.
c) Diode thu quang ( Photo Diode )
Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có một miếng thuỷ
tinh để ánh sáng chiếu vào mối P - N , dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với
cường độ ánh sáng chiếu vào diode.

Hình 1.25.Ký hiệu của Photo Diode
d) Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )
Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm
việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA
Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện .
vv...

Page 15


Hình 1.26. Diode phát quang LED
3.2.Transistor
3.2.1.Cấu tạo của Transistor
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N , nếu
ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được
Transistor ngược. về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu
ngược
chiều
nhau
.

Hình 1.27.Ký hiệu và tiếp giáp của transistor
3.2.2.Cấu tạo Transistor
Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B
( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.
Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát ( Emitter ) viết tắt là E, và
cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán
dẫn (loại N hay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không
hoán vị cho nhau được.

a) Ký hiệu & hình dáng Transistor

Page 16


Transistor công suất nhỏ

Transistor công suất lớn

Hình 1.28. Ký hiệu của Transistor,hình ảnh thực tế

b) Các thông số kỹ thuật của Transistor
Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này
Transistor sẽ bị hỏng.
Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp
giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng.
Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số
này thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm .
Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE
Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = UCE . ICE
nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng .

c) Một số Transistor đặc biệt .
* Transistor số ( Digital Transistor ) : Transistor số có cấu tạo như Transistor thường
nhưng chân B được đấu thêm một điện trở vài chục KΩ

Page 17


Hình 1.29. Ký hiệu transistor số
* Transistor công xuất dòng ( công xuất ngang )
Transistor công xuất lớn thường được gọi là sò. Sò dòng, Sò nguồn vv..các sò này
được thiết kế để điều khiển bộ cao áp hoặc biến áp nguồn xung hoạt động . Sò công
xuất dòng trong Ti vi mầu

d) Ứng dụng của Transistor.
Thực ra một thiết bị không có Transistor thì chưa phải là thiết bị điện tử, vì vậy
Transistor có thể xem là một linh kiện quan trọng nhất trong các thiết bị điện tử.
Transistor được dùng để khuyếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái của mạch
Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ tạo dao động, ...

e) Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp )
Để sử dụng Transistor trong mạch ta cần phải cấp cho nó một nguồn điện, tuỳ theo
mục đích sử dụng mà nguồn điện được cấp trực tiếp vào Transistor hay đi qua điện trở,
cuộn dây v v... nguồn điện Vcc cho Transistor được quy ước là nguồn cấp cho cực CE

Page 18


Hình 1.30. Cấp nguồn Vcc cho Transistor ngược và thuận
Ta thấy rằng : Nếu Transistor là ngược NPN thì Vcc phải là nguồn dương (+), nếu
Transistor là thuận PNP thì Vcc là nguồn âm (-)
Phân cực cho Transistor
* Phân cực : là cấp một nguồn điện vào chân B ( qua trở định thiên) để đặt Transistor
vào trạng thái sẵn sàng hoạt động, sẵn sàng khuyếch đại các tín hiệu cho dù rất nhỏ.

Hình 1.31.Phân cực cho transistor

f) Cách mắc Transistor căn bản.
∗ Transistor mắc theo kiểu E chung.
Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass hoặc đấu qua tụ
xuống mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực
C, mạch có sơ đồ như sau :

Hình 1.32.Mạch khuyếch đại điện áp mắc kiểu E chung
Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực C

Page 19


∗ Transistor mắc theo kiểu C chung.
Mạch mắc theo kiểu C chung có chân C đấu vào mass hoặc dương nguồn ( Lưu ý :
về phương diện xoay chiều thì dương nguồn tương đương với mass ) , Tín hiệu được
đưa vào cực B và lấy ra trên cực E , mạch có sơ đồ như sau :

Hình 1.33.Mạch mắc kiểu C chung , tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E

∗ Transistor mắc theo kiểu B chung.
Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đưa vào chân E và lấy ra trên chân C ,
chân B được thoát mass thông qua tụ.
Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế.

Hình 1.34.Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch đại về điện áp và không khuyếch
đại về dòng điện.
3.3 IC khuếch đại thuật toán
3.3.1. Giới thiệu chung

Page 20


Từ khi mới ra đời, mạch khuếch đại thuật toán được thiết kế để thực hiện các phép
tính bằng cách sử dụng điện áp như một giá trị tương tự để mô phỏng các đại lượng
khác. Trong đó mạch khuếch đại thuật toán sẽ thực hiện các thuật toán như Cộng,
Trừ, Tích phân và Vi phân vv... Tuy nhiên, mạch khuếch đại thuật toán lại rất đa năng,
với rất nhiều ứng dụng khác ngoài các ứng dụng thuật toán.
Các mạch khuếch đại thuật toán có rất nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện tử; chỉ
cần một số ít linh kiện bên ngoài nó có thể thực hiện cả một dải rộng xử lý tín hiệu
tương tự.
3.3.2. IC LM 358
aDescription3.3.333. Mô tả
Loại LM358 bao gồm bốn giành được độc lập cao,nội bộ khuếch đại tần số hoạt
động đền bù mà đã được thiết kế đặc biệt để hoạt động từ một nguồn cung cấp năng
lượng duy nhất trong một loại các hiệu điện thế.
Application areas include transducer amplifiers, DC gain blocks and all the
conventional op amp circuits which now can be more easily implemented in single
power supply systems. Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm biến năng khuếch đại, khối
DC và đạt được tất cả các quy ước mạch op amp mà bây giờ có thể được thực hiện dễ
dàng hơn trong các hệ thống cung cấp điện duy nhất. For example, the LM124 series
can be directly operated off of the standard +5V power supply voltage which is used in
digital systems and will easily provide the required interface electronics without
requiring the additional ±15V power supplies. Ví dụ, loạt LM358 có thể được giảm giá
trực tiếp điều hành của 5 tiêu chuẩn V điện áp cung cấp năng lượng được sử dụng

Page 21


trong các hệ thống kỹ thuật số và dễ dàng sẽ cung cấp các thiết bị điện tử giao diện bắt
buộc mà không đòi hỏi các nguồn cung cấp điện ± 15 V bổ sung
b. Hình ảnh thực tế và cấu trúc LM358

1.
Hình 1.35. Hình ảnh thực tế và cấu
trúc bên trong của LM358
c.Features Những đặc tính
- Tần số nội bộ để đạt được sự thống nhất đền bù
- Lớn điện áp DC đạt 100 dB
- Băng thông rộng (đạt được sự thống nhất) 1 MHz (nhiệt độ đền bù)
- Phạm vi cấp điện rộng: cung cấp 3V đến 32V hoặc nguồn cung cấp kép ± 1.5V đến ±
16V
- Large output voltage swing 0V to V + - 1.5VLớn sản lượng điện áp swing 0V đến V + - 1.5V
d.Ưu điểm
Cần thiết phải loại bỏ nguồn cung cấp kép. Bốn nội bộ bù amps op trong một đơn
package gói
Cho phép trực tiếp cảm biến gần GND và V Đầu ra tới GND
Tương thích với tất cả các hình thức của logic
Cổng thích hợp cho hoạt động của pin .

Page 22


CHƯƠNG II
THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
2.1.Sơ đồ khối

Khối
nguồn

Khối cảm biến và xử lý tín
hiệu

Khối
chấp
hành

2.
- Ta có khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn nuôi cho khối cảm biến và xử lý tín
hiệu là 12v DC.Khối cảm biến và xử lý tín hiệu,quang trở giữ chức năng là cảm nhận
ánh sáng . Điện trở của các quang trở này rất lớn khi trời tối và điện trở thay đổi khá
nhanh,rất nhỏ khi được chiếu sáng.
-Khi trời tối thì giá trị của quang trở lớn nên điện áp cấp vào LM358 lớn. Kích vào
chân B của Transitor C1815, dẫn hoàn toàn. Transitor cấp điện cho Rơle từ chân C
làm Rơle đóng tiếp điểm thường mở làm đèn sáng.

Page 23


2.2. Thiết kế chi tiết từng khối
2.2.1.Khối nguồn:
Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn nuôi cho khối thu và khối điều khiển mà hai
khối này gồm chủ yếu là các IC hoạt động ở điện áp 12 V DC và cũng không cần dòng
quá lớn nhưng pin lại không cấp đủ dòng này và không đủ độ ổn định, khối nguồn II
cũng được kết nối trực tiếp với khối thu và khối phát .
Vậy nên em thiết kế khối nguồn dùng mạng điện lưới 220 V AC, tần số 50 Hz ổn áp
thành nguồn một chiều 12VDC với dòng tối đa 1 A .
Nguồn
220 V AC

Máy biến áp
220V/9V
AC

Chỉnh
lưu

Lọc nhiễu và
san phẳng

Hình 2.1.Sơ đồ khối nguồn

Hình 2.2.Sơ đồ chi tiết khối nguồn
Điện áp được giảm áp từ 220 V AC xuống 24 V AC thông qua một biến áp cách
li . Nhờ
Diode chỉnh lưu cầu tín hiệu xoay chiều sẽ nắn thành dạng một chiều. Điện một chiều
này sẽ dưới dạng sóng nhấp nhô.

Page 24

Ổn
áp


Hình 2.3.Dạng sóng điện áp trước và sau chình lưu cầu
Điện áp lưới có giá trị lớn nhất là : 12. = 16 V .
Dòng điện lớn nhất qua Diode chỉnh lưu cầu : 1A ( đây là dòng lớn nhất biến áp em sử
dụng tải được ) .
Hệ số gợn sóng (khi không lắp tụ lọc) : K = 0,49 .
Tần số điện áp ra của bộ chỉnh lưu : f = 2.f0 = 2.50 = 100 Hz .
Trong đề tài này em sử dụng Diode chỉnh lưu cầu KBP307 .
Để tín hiệu một chiều này được bằng phẳng hơn (không còn nhấp nhô) .Ta lắp thêm tụ
một chiều C1 để lọc tín hiệu nhấp nhô .
Giá trị tụ C1 được tính như sau :
Theo datasheet của diode cầu KBP307 thì sụt áp trên nó là 1,1 V . Vậy điện áp lớn
nhất đặt nên tụ lọc C1 là : 13-1,1 = 11,9 V .
Trong mạch chỉnh lưu cầu toàn phần :
Hệ số đập mạch : mđm = 2 .
Tần số góc : wt = 2πf = 2π.100 = 200 rad/s .
Điện trở của máy biến áp : Rt = = 16Ω .
Chọn hệ số gợn : K = 0,1 .
Ta có : C1 = = = 612.10-6 F .
Trong đề tài này em sử dụng tụ lọc chính C1 có giá trị 1000 uF, chịu được điện áp tối
đa 35V .
Tụ lọc cao tần C2 có giá trị 10000nF để lọc nhiễu và san phẳng những gai còn sót lại
sau tụ C1 . Do các IC dùng trong mạch điều khiển sử dụng nguồn 12V nên em sử dụng
IC 7812 để ổn áp, cho ra dòng một chiều 12V DC ổn định dùng cho mạch thu và mạch
điều khiển .
Công suất tiêu hao trên IC 7812 được tính bởi công thức :
Pth = (Uv – Ur).I .
Khi cho mạch hoạt động em đo được I ≈ 0,1 A .
Khi đó : Pth = (7,9 – 5).0,1 = 0,29 W .

Page 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×