nỘi dung ĐỒ Án

Đồ án môn học GVHD: TRẦN VĂN HÙNG

PHẦN I . PHẦN LÍ THUYẾT LIÊN QUAN

Có rất nhiều linh kiện điện tử, nhưng mạch nhóm em có những linh kiện dưới đây.

I. ĐIỆN TRỞ

Điện trở gồm có: R = 100K, R = 4.7K, R = 2.2K, R = 33K, R

=1K, R = 10K, quang trở, biến trở 10k.

1. Hình dạng, ký hiệu và đơn vị

1.1. Hình dạng điện trở

1.2. Ký hiệu điện trở

R 2 1R

R1

22R

1.3. Đơn vị điện trở

Đơn vị: Ohm ()

1K = 103

1M = 103K

SVTH:TRƯƠNG VĂN NGUYÊN TRẦN THIỆN THANH

Trang 1


2. Cách đọc trị số điện trở

- 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 Vòng A, B Vòng C Vòng D

Đen

Nâu

Đỏ

Cam

Vàng

Lục

Lam

Tím

Xám

Trắng

Vàng nhũ

Bạc

Màu thân

điện trở

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

..................

.................

..................

.................

…………

……....

x100 = x1

x101 = x10

x102 = x100

x103 = x1000

x104 = x10000

x105 = x100000

x106 = x1000000

x107 = x10000000

x108 = x100000000

x109 =

x1.000000000

x10-1= x0,1

x10-2= x0, 01

……………………

...............................

………

+ 1%

+ 2%

+ 3%

...........

………

………

………

………

………

+ 5%

+ 10%

+ 20%

Trang 2


3. Chức năng

Điện trở là một linh kiện có tính cản trở dòng điện, hạn dòng cho

led và làm một số chức năng khác tuỳ vào vị trí của điện trở trong mạch điện

4. Biến trở

Biến trở là một loại điện trở được sử dụng khi thường xuyên thay

đổi trị số

- hình dạng của biến trở

5. Quang trở

Quang trở là một loại điện trở mà trị số của nó phụ thuộc vào ánh

sáng chiếu vào nó, khi ánh sáng chiếu với cường độ càng lớn thì giá trị điện trở

của nó càng nhỏ, ngược lại khi ánh không chiếu vào nó thì điện trở của nó ở

lớn.


Trang 3


- Hình dạng quang trở

II. TỤ ĐIỆN

Tụ điện gồm có: tụ 33F 25V, tụ 10 50V.

1. Cấu tạo

Tụ điện được cấu tạo gồm hai bản phẳng bằng chất dẫn điện gọi

là hai bản cực đặt song song với nhau. Ở giữa là chất điện môi cách điện

2. Hình dạng, ký hiệu và đơn vị

2.1. Hình dạng tụ điện


Trang 4


2.2. Ký hiệu tụ điện

C 4C A P N P

C 5C A P

2.3. Đơn vị tụ điện

- Thường dùng các ước số của Farad:

Microfarad: 1F = 10-6F

Nanofarad: 1nF =10-9F

Picofarad: 1pF =10-12F

Femptofarad: 1fF =10-15F

3. Sự dẫn điện của tụ

Xét mạch điện như hình vẽ, khi đóng khoá K ta thấy đèn sáng lên

rồi tắt


Trang 5


Khi mới vừa đóng khoá K tức thời điện tử từ cực âm của nguồn

điện đến bản cực bên phải, đồng thời điện tử từ bản cực bên trái đến cực dương

nguồn. Như vậy sự di chuyển điện tử trên tạo ra dòng điện qua đèn làm đèn

sáng. Sau đó xảy ra sự cân bằng điện tử giữa nguồn và tụ điện, nghĩa là không

có sự duy chuyển điện tử làm đèn tắt, lúc này hiệu điện thế giữa hai đầu bản

cực tụ điện bằng điện thế nguồn.

Nếu nguồn là xoay chiều, cực tính của nguồn biến thiên liên tục

làm đèn sáng liên tục.

III. DIODE

Sử dụng DIODE 1N4007.

1.Cấu tạo

DIODE là dụng cụ bán dẫn có một lớp tiếp xúc P-N. Bên ngoài

có bọc bởi lớp plastic. Hai đầu của mẫu bán dẫn có tráng kim loại nhôm để nối

dây ra

2. Hình dạng, ký hiệu DIODE

2.1. Hình dạng DIODE


Trang 6


2.2. ký hiệu DIODE

3. Nguyên lý hoạt động

3.1. Phân cực thuận

Phân cực thuận diode: Cực dương của nguồn nối với A, cực âm

của nguồn nối với K.

Điện tích âm của nguồn đẩy điện tử trong N về lớp tiếp xúc. Điện

tích dương của nguồn đẩy lổ trống trong P về lớp tiếp xúc, làm cho vùng

khiếm khuyết càng hẹp lại. Khi lực đẩy đủ lớn thì điện tử từ vùng N qua lớp

tiếp xúc, sang vùng P và đến cực dương của nguồn…Hình thành một dòng

điện có chiều từ P sang N.


Trang 7


3.2. Phân cực nghịch

Phân cực nghịch diode: Ta nối cực dương của nguồn với K, cực

âm nối với A.

Điện tích âm của nguồn sẽ hút lổ trống của vùng p, điện tích

dương của nguồn sẽ hút điện tử của vùng N, làm cho điện tử và lổ trống hai

bên mối nối càng xa nhau hơn, vùng khiếm khuyết càng rộng ra nên hiện

tượng tái hợp giữa điện tử và lổ trống càng khó khăn hơn. Như vậy sẽ không

có dòng điện qua diode. Tuy nhiên cũng có một số rất ít điện tử và lổ trống tái

hợp ở vùng tiếp giáp tao ra một dòng điện nhỏ đi từ N qua P gọi là dòng

nghịch (dòng rỉ). Dòng này rất nhỏ cở vài nA. Nhiều trường hợp qua như diode

không dẫn điện khi phân cực nghịch. Tăng điện áp phân cực nghịch lên thì

dòng xem như không đổi, tăng quá mức thì diode hư (bị đánh thủng).

IV. TRANSISTOR

TRANSISTOR gồm có: C1815, A1015

1. Cấu tạo


Trang 8


Transistor lưỡng nối là một linh kiện bán dẫn được tạo thành từ

hai mối nối P – N, nhưng có một vùng chung gọi là vùng nền.

Tuỳ theo sự sắp xếp các vùng bán dẫn mà ta có hai loại

BJT:NPN,PNP. Ba vùng bán dẫn được tiếp xúc kim loại nối dây ra thành ba

cực:

- Cực nền: B (Base)

- Cực thu: C (Collector)

- Cực phát: E (Emitter)

Trong thực tế, vùng nền rất hẹp so với hai vùng kia. Vùng thu C

và vùng phát F tuy có cùng chất bán dẫn nhưng khác nhau về kích thước và

nồng độ tạp chất nên chúng ta không thể hoán đổi vị trí cho nhau.

2. Hình dạng, ký hiệu TRANSISTOR

2.1 Hình dạng TRANSISTOR

(A1015) (C1815)

2.2. Ký hiệu TRANSISTOR

Q 2

A 1 0 1 5

Q 3

C 1 8 1 5


Trang 9


3.Nguyên lý hoạt động

Mối nối P-N giữa cực nền và cực phát được phân cực thuận bởi

nguồn Vee.

Mối nối P-N giữa nền và thu được phân cực nghịch bởi nguồn

Vcc

Điện tử từ cực âm của nguồn Vee di chuyển vào vùng phát qua

vùng nền, nên đáng lẻ trở về cực dương của nguồn Vee nhưng vì:

+ Vùng nền rất hẹp so với hai vùng kia

+ Nguồn Vcc >> Vee cho nên đa số điện tử bị hấp dẫn về nó.

Do đó, số lượng điện tử từ vùng nền vào vùng tới cực dương của

nguồn Vcc rất nhiều so với số lượng điện tử từ vùng nền tới cực dương của

nguồn Vee. Sự dịch chuyển của điện tử tạo thành dòng điện

Dòng đi vào cực B gọi là dòng IB

Dòng đi vào cực C gọi là dòng IC

Dòng từ cực E ra gọi là dòng IE

Ta có công thức : IE = IB + IC

IC = IE (hệ số gần bằng một)

Nên: IC IE

IC = IB

được gọi là hệ số khuếch đại dòng.

V. LED

LED gồm có led 3ly và 5ly.

1. cấu tạo

LED được làm từ một miếng tinh thể cực mỏng. vỏ bao bọc chất

bán dẫn được làm trong suốt. Hai chân bọc chì được kéo đưa ra khỏi lớp bao

bọc epoxy.

Chất bán dẫn có hai cực P và N được chia bởi một mối nối. Cực

P mang điện tích dương, cực N mang điện tích âm.

2. Hình dạng, ký hiệu


Trang 10


2.1 Hình dạng

2.2 ký hiệu

D 1 5

L E D

VI. SỐ ĐẾM VÀ MÃ NHỊ PHÂN

1. Số đếm

Có nhiều hệ thống số đếm như: hệ thống số nhị phân, bát phân,

thập phân, thập lục phân nhưng chủ yếu đều qui về số nhị phân.

1.1 Số nhị phân

Ký tự số: 0, 1

Cơ số : 2

ví dụ: 11,101[2] = 1.21 + 1.20 + 1.2-1 + 0.2-2 + 1.2-3 = 3,625[10]

Mỗi con số trong số nhị phân (0 hoăc 1) được gọi là một bít

1.2 Bát phân

Ký tự số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Cơ số : 8

ví dụ: vị trí


Trang 11


1 0

4 6[8] = 4.81 + 6.80 = 38[10]

2. Mã nhị phân

Mã nhị phân là một mã sử dụng hệ thống nhị phân và được sắp

xếp theo một cấu trúc nào đó. Trong các máy tính hoặc các mạch số luôn làm

việc ở hệ thống nhi phân, các thiết bị xuất hay nhập thường làm việc ở hệ

thống thập phân. vì thế các giá trị thập phân phải được mã hoá bằng các giá trị

nhị phân.

VII. ĐẠI SỐ BOOLE VÀ CỔNG LOGIC

1. Đại số boole

1.1 Định nghĩa:

Đại số boole là một cấu trúc đại số được xây dựng trên tập các

phần tử nhị phân cùng với hai phép toán cộng và nhân thỏa các điều kiện sau:

a) Kín với các phép toán cộng (+) và nhân (*) tức là A,B X

thì:A+B X và A.BX.

b) Đối với phép cộng sẽ có phần tử trung hoà 0: x + 0 = x

- Đối với phép toán nhân sẽ có phần tử trung hoà 1: x * 1 = x

c) Giao hoán:

x + y = x + y

x . y = x .y

d) Phân bố và kết hợp :

a . (b + c) = (a . b) + (a . c)

a + (b . c) = (a + b) . (a + c)

e) Luôn luôn tồn tại một phần tử nghịch sao cho :

x + = 1

1.2 Các công thức

0 . 0 = 0

1 + 1 = 1


Trang 12


x + x = x

x . x = x

2. Các cổng logic

2.1 Cổng EXNOR

Bảng giá trị:

2.2 Cổng OR

Bảng giá trị:


A B

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

A B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Trang 13



Trang 14

R4

DC7

Q3

GND

1VCC

8

TR2

TH6

CV5

U1

555

CLK14

E13

MR15

CO12

Q03

Q12

Q24

Q37

Q410

Q51

Q65

Q76

Q89

Q911

U2

4017


3. Sơ đồ chân của IC 555, 4017, 4017

3.1. Chân IC555

Chân 1 power (GND)

Chân 2 input (TR)

Chân 3 output (Q)

Chân 4 input (R)

Chân 5 input (CV)

Chân 6 input (TH)

Chân 7 input (DC)

Chân 8 power (VCC)

3.2. Chân IC 4017

Chân 1: output (Q5)







Chân 8: power (GND)




Chân 12: output (CO)

Chân 13: input (E)

Chân 14: input (CLK)

Chân 15: input (MR)

Chân 16: power (VCC)


Trang 15

J6

Q1

CLK3

K5

Q2

S7

R4

U3:A

4027


3.3. Chân IC 4027

Chân 1 & 15: output (Q)

Chân 2 & 14: output ($Q$)

Chân 3 & 13: input (CLK)

Chân 4 & 12: input (R)

Chân 5 & 11: input (k)

Chân 6 & 10: input (J)

Chân 7 & 9: input (S)

Chân 8: power (GND)

Chân 16: power (VCC)

PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

I. PHẦN THIẾT KẾ

1. Sơ đồ khối


Trang 16

KHỐI ĐẾM 10S DELAY

KHỐI SO SÁNH

KHỐI ĐÈN 220V

KHỐI CHUẨN ĐIỀU CHẾ

KHỐI NHẬN ÁNH

SÁNG


2.Sơ đồ nguyên lý

R 6

1 K

D 1

L E D

R 7

1 K

D 5

L E D

U 1 6 A

4 0 7 7

8

91 0

R 1 7

2 . 2 K

R 1 1

1 K

D 8

L E D

Q 1C D S

R 2 4

1 0 K

-

+ A 1 0 1 5

L M 7 4 1

3

26

7 14 5

R 2

1 KD 4

L E D

V C C

R 8

1 K

R 1 31 0 0 K

D 1 0

L E D C 3

R 1 0

1 K

U 5 A

4 0 7 7

1

23

Q 2

U 2

4 0 1 7

1 4

1 31 5

3 2 4 7 10 1 5 6 9 11 12

16

8

C L K

E N AR S T

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

Q9

CO

VCC

GN

D

V C C

D 9

L E D

R 2 04 . 7 K

Q 4

C 1 8 1 5

D 1 2

L E D TA I

S W 2

O F F

D 7

L E D

D 3

L E D

R 1 41 0 0 K

D 1 1

L E D XU N G

V 1S I G N A L A C

Q 3

C 1 8 1 5

U 1 7 A

4 0 7 7

1 2

1 31 1

R 1 24 . 7 K K

R 2 3

1 0 K

D 2

L E D

U 3 A

6

3

51

2

7

8 4

16

J

C L K

KQ

Q

S

GN

D

R

VCC

R 9

1 K

D 1 4

D I O D E

S W 1

O N

L S 1

R E L A Y S P D T

35

412

U 1 5 A

4 0 7 7

5

64

R 4

1 K

R 5

1 K

R 3

1 K

R 1 5

1 0 K

C 11 0 4

R 2 64 . 7 K

R 1 8

1 K

R 11 0 K

R 1 9

3 . 3 K K

R 1 6

2 . 2 K

C 23 3 M F

R 2 24 . 7 K

U 1

N E 5 5 5

3

48

15

26

7O U T

RST

VCC

GN

D

CVTR G

TH R

D S C H G

D 6

L E D

C 3

3 3 M F

2. Giải thích sơ đồ khối

3.1 khối nhận ánh sáng:


Trang 17


Khi có ánh sáng chiếu vào quang trở làm điện trở của quang trở

giảm xuống, thì điện thế ở chân 3 của LM741 cao hơn chân 2 nên ngỏ ra của

ở mức cao làm cho transistor A1015 ngưng dẫn.

Khi trời tối điện trở của quang trở tăng nên điện thế ở chân 3 của

LM74 thấp hơn ở chân 2 nên mức ra thấp nên transistor A1015 dẫn.

3.2 Khối đếm delay

R 9

1 k

D 4

L E D

D 5

L E D

R 1 0

1 kD 1 0

L E D

U 1

4 0 1 7

141315

32471015691112

16

8

CLK

ENA

RST

Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9CO

VCCG N D

R 4

1 k

R 1 1

1 k

U 2 A

4 0 7 7

5

64

U 2 A

4 0 7 7

1

23

D 9

L E D

U 2 A

4 0 7 7

1 2

1 31 1

R 1

1 k

R 5

1 k

U 2 A

4 0 7 7

8

91 0

D 1

L E DD 8

L E D

R 1 2

1 k

R 3

1 k

D 6

L E D

V C C

D 1 1

L E D

D 3

L E D

R 2

1 kD 7

L E DR 8

1 k

Khối này gồm có IC 4077, IC4017 , BJT và led hiển thị. Sau khi

4017 đếm đủ 10 xung và bật relay đồng thời IC4077 kích cho transistor C1815

dẫn làm dừng xung.


Trang 18


3.3. khối chuẩn điều chế

Khối này gồm có IC555 dùng để tạo Xung ra cho IC4017 hoạt

động đếm.

3.4 Khối so sánh

Khối so sánh là IC 4027 khi kích xung thì IC này sẽ thay đổi

trạng thái. Giả sử ban đầu ở mức cao sau khi kích một thì nó suống mức thấp.


Trang 19


. 3.5 Khối đèn

Khối này gồm có relay, tải, nguồn. Relay đóng vai trò như môt

con tất dùng để bật nguồn cho tải.

Khi có dòng điện 12v chạy qua thì cuộn cảm trong relay hút chân

thường đóng về chân thường mở làm dòng điện 220v kín mạch nên đèn sáng.

3. Nguyên lý hoạt động

- Giả sử ban đầu trời sáng thì giá tri điện trở trên quang trở ở

mức thấp thì điện thế ở chân 3 của LM741 cao hơn chân 2 nên ngỏ ra ở mức

cao làm cho transistor A1015 ngưng dẫn thì chân 13 và 12 của IC 4077ở mức

0 thì ngỏ ra chân 11 ở mức 1, chân số 5 ở mức 1chân số 6 ở mức 0 nên ngỏ ra

chân số 4 ở mức 0, chân số 8 ở mức 0 chân số 9 ở mức 0 nên ngỏ ra chân số 10

ở mức 1 vì vậy kích cho transistor C1815 hoạt động, chân 4 (chân reset) của

IC555 nối mass nên IC555 không phát xung thì không kích cho IC4017 đếm,

thì sẽ không có xung ở IC4027 nên nó vẩn dữ nguyên trạng thái ở chân 2 nên

không làm cho transistor C1815 ở phía relay dẫn , relay không nối được mass

nên không có dòng qua cuộn cảm thì sẽ không hút được chân thường đóng về

chân thường mở lúc này hở mạch nên tải không sáng.

- Bây giờ đến trời tối thì điện thế ở chân 3 của LM741 nhỏ hơn

chân 2 nên ngỏ ra ở mức thấp nên transistor A1015 dẫn làm cho điện thế ở

chân 12 của IC4077 ở mức 1, chân 13 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 11 ở mức 0,

chân 5 ở mức 0 chân 6 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 4 ở mức 1, chân 8 ở mức 1


Trang 20


chân 9 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 10 ở mức 0, nên transistor C1815 không hoạt

động , vậy IC555 đếm xung . sau khi đếm đủ 10 xung thì kích xung cho chân 1

của IC4077 từ 0 lên 1 rồi lại về 0, vậy ngỏ ra chân 3 có một xung đưa vào chân

3 của IC4027 làm thay đổi trạng thái từ chân hai lên chân 1 lúc này chân 1ở

mức 1 làm cho transistor C1815 ở phía relay dẫn vậy relay nối được mass.

cuộn cảm trong relay hút chân thường đóng về chân thường mở thì đèn sáng.

đồng thời chân 1 IC4027 nối với chân 13 của IC4077, vậy chân 13 và 12 của

IC4077 đều ở mức 1 nên chân 11 ở mức 1, chân 5 ở mức 1 và 6 ở mức 0 nên

ngỏ ra chân 4 ở mức 0, chân 8 và chân 9 đều ở mức 0, nên ngỏ ra chân 10 ở

mức 1 làm cho transistor C1815 dẫn , chân 4 của IC 555 nối mass nên IC555

ngừng đếm xung.

- Khi trời sáng thì điện trở của quang trở giảm thì transistor

A1015 ngưng dẫn thì chân 12 của IC 4077 trở về mức 0, chân 13 ở mức 1 nên

ngỏ ra chân 11 ở mức 0. Chân 5 ở mức 0, chân 6 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 4 ở

mức 1. chân 8 ở mức 1, chân 9 ở mức 0 ngỏ ra chân 10 của IC 4077 ở mức 0

nên transistor C1815 ngưng dẫn, lúc này IC555 phát xung cho IC4017 đếm đủ

10 xung kích cho chân 1 của IC4077 từ 0 lên 1 rồi lại về 0, vậy ngỏ ra chân 3

của 4077 đưa xung vào chân 3 của IC4027 làm thay đổi trạng thái từ chân 1

xuống chân 2, lúc này transistor C1815 phía relay ngưng dẫn. Thì cuộn cảm

trong relay không có điện nên không hút chân thường đống về chân thường mở

nửa nên tải tắt. đồng thời chân 13 của IC 4077 về lại mức 0, chân 12 ở mức 0

nên ngỏ ra chân 11 ở mức 1. Chân 5 ở mức 1, chân 6 ở mức 0 nên ngỏ ra chân

4 ở mức 0. Chân 8 ở mức 0, chân 9 ở mức 0 nên ngỏ ra chân 10 ở mức 1 làm

transistor C1815 dẫn. chân 4 (reset) của IC555 nối mass nên không phát xung,

IC 4017 ngưng đếm.

- Nút nhấn khi ta nhấn ON thì tải sáng đồng thời đếm 10 xung

sau đó kích cho relay ngưng dẫn. Do đếm đủ 10 xung nên 4027 thay đổi trạng

thái

- Khi đang đếm xung nhấn OFF thì nó sẽ tắt

- Nút ON và OFF được dùng khi quang trở bị hỏng.


Trang 21


II. PHẦN THI CÔNG

Sử dụng chương trình orcard để vẽ mạch in


Trang 22


- Hình ảnh thực tế:

Hinh 1: lúc chưa cấp nguồn


Trang 23


Hình 2: Lúc mới cấp nguồn


Trang 24


Hình 3: Lúc che quang trở

Hình 4: khi đếm đủ 10 xung


Trang 25


PHẦNIII: PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

I . KẾT LUẬN .

Trong quá trình làm đồ án với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy:

TRẦN VĂN HÙNG cùng với sự nổ lực của bản thân chúng em đã hoàn thành

đồ án môn học với những kiến thức đã được học ở lớp.

Mặc dù cố gắn hết mình của nhóm em nhưng đồ án vẫn còn

nhiều thiếu sót. Mong nhận sự góp ý cũa quý thầy cô, để lần sau làm đồ án sẽ

tốt hơn.

II. HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Nghành điện tử là một nghành có nhiều triển vọng phát triển do

nhu cầu ngày càng cao của con người và xã hội đòi hỏi phải phát minh ra

những vật dụng mới.

Mạch mở đèn đường của chúng em nếu sử dụng vi xử lý sẽ gọn

hơn dễ dàng kiểm tra lỗi khi có hư hỏng xảy ra và việc thay thế cũng dể dàng

hơn.


Trang 26

nỘi dung ĐỒ Án

Documents