TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC
… …
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Đề tài:
KHÓA ĐIỆN TỬ, ĐK ĐỘNG CƠ ĐC
DÙNG IC 4017
GVHD: SVTH:
LƯU VĂN ĐẠI NGUYỄN HUYỀN TRỌNG
NGUYỄN KHẮC THANH LIÊM
NGUYỄN VĂN THO
VÕ MINH THIỆN
LỚP: CĐ ĐTTT 12B
NHÓM 4
Tp.HCM, ngày 6 tháng 11 năm 2013
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC
… …
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Đề tài:
KHÓA ĐIỆN TỬ, ĐK ĐỘNG CƠ ĐC
DÙNG IC 4017
GVHD: SVTH:
LƯU VĂN ĐẠI NGUYỄN HUYỀN TRỌNG
NGUYỄN KHẮC THANH LIÊM
NGUYỄN VĂN THO
VÕ MINH THIỆN
LỚP: CĐ ĐTTT 12B
NHÓM 4
Tp.HCM, ngày 6 tháng 11 năm 2013
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 3
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Quyển báo cáo ĐAMH được trình bày có đúng mẫu ?
2. Nội dung báo cáo có đáp ứng đủ các yêu cầu của đề tài ?
3. Các bản vẽ(A3,A4) có đúng mẫu ?
4. Phần cứng, phần mềm của ĐAMH có đáp ứng đủ các yêu cầu của đề tài ?
5. Các ý kiến khác
6. Điểm :
TP.HCM, Ngày … Tháng…Năm 20…
Giáo viên hướng dẫn
(GV ký tên và ghi rõ họ tên)
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 5
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỳ thuật, kỹ thuật
PHẦN A GIỚI THIỆU
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Những năm gần đây, kỹ thuật điện có sự phát triển với tốc độ nhanh chóng.
Chúng ta cảm nhận được điều đó ngay từ sự cải tiến ở những vật dụng trong gia
đình. Ngày nay đã có truyền hình màn ảnh rộng cới độ phân giải cao, máy xem hình
VCD, DVD, máy điện thoại di động… con người cũng đã phóng phi thuyền con
thoi lên vũ trụ, phóng vệ tinh với thiết bị định vị toàn cầu (GPS) giúp chúng ta với
chi phí thấp nhất xách định được vị trí trên trái đất của bất kì một đối tượng nào với
tốc độ chính xác đến một mét, đã nghiên cứu chế tạo các máy tính quy mô siêu
lớn… kỹ thuật điện tử rõ ràng đã có tác dụng rất rõ rệt trong việc thúc đẩy tiến bộ
khoa học kỹ thuật và nó cũng là một kỹ thuật rất hấp dẫn đối với đông đảo thanh
thiếu niên.
Dù có những tiến bộ diệu kì như vậy nhưng kỹ thuật điện tử cũng là một
môn kỷ thuật rất gần gũi với con người. chỉ với cái mỏ hàn, vài linh kiện, vài cuốn
sách đủ làm người ta say sưa thiết kế, lắp ráp các loại mạch điện tử đủ loại công
dụng. sự cần thiết, quan trọng cũng như tính khả thi và lợi ích của các mạch điện tử
chính là lý do để chọn và thực hiện đề tài “ Mạch khóa điện tử, điều khiển động
cơ ĐC dùng ic 4017” nhằm ứng dụng những kiến thức đã học về kỹ thuật vào đời
sống.
1.2 Giới hạn đề tài
Mạch phụ thuộc vào nhiều yếu tố, phải biết thiết kế từ đầu, phải hiểu lý
thuyết mạch, có bảng tra cứu linh kiện ( tính năng, kích thước, chỉ tiêu… ) rất phức
tạp.
1.3 Mục đích nghiên cứu
Thưc hiện đề tài “ Mạch khóa điện tử, điều khiển động cơ ĐC dùng ic
4017” là một công việc để người thực hiện nghiên cứu kĩ khái niệm về điện tử và
nguyên lý hoạt động của cách linh kiện, vững hơn về kiến thức…
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 9
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
Hình 2.1.4 xung ngõ ra 4017
IC 4017 có 10 ngõ ở mức cao liên tục như hình 2.4
Nguyên lý làm việc:
Chỉ có một ngõ ra được kích mức cao tại một thời điểm.
Có thể thấy ngõ ra ÷10 output sẽ mức cao cho lượt đếm 0->4 và ở mức thấp khi
đếm 5->9.
Khi xung đầu vào đang ở mức dương thì xung đầu tiên được đếm và khi
xung đầu vào ở mức âm thì chân 1 vẫn giữ ở mức 1. Khi xung đầu vào đấm sườn
dương thứ 2 thì ngay lập tức thì xung thứ 2 được đếm và xung đầu tiên bị mất trạng
thái và xuống mức âm. Và cứ thế nó đếm đến 10 là kết thúc 1 chu kì đếm và quay
trở lại 1 chu kỳ mới.
Chú ý: 4017 có thể đếm được 2 mức: đếm sườn âm và sườn dương:
• Nếu đếm sườn dương: clock chân 14 và chân 13 nối đất.
• Nếu đếm sườn âm: clock chân 14 và chân 13 nối Vcc.
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 12
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
Một số ứng dụng của 4017
• Điều khiển tự động.
• Công cụ âm nhạc.
• Điện tử y sinh
• Hệ thống cảnh báo
• Thiết bị đo từ xa…
2.2 SƠ LƯỢC VỀ TRANSISTOR
Giới thiệu BJT
Transistor có nhiều loại, ở đây chúng ta nói đến loại transistor 2 mối nối,
quen gọi là Bi-Junction Transistor, hay BJT. Trong transistor này có 2 mối nối
NP+PN hay PN+NP, hay NPN và PNP. Transistor có 3 chân:
* Chân E (Emitter) là chân dùng để phun ra các hạt mang điện. Với transistor NPN,
chân E phun ra dòng điện tử và với transistor PNP chân E phun ra dòng lỗ (dòng lỗ
là chuyển động biểu kiến của các hạt điện tử chuyển dời trên các nối trống).
Hình 2.2.2 transistor tương đương 2 điode
Ghép các transistor lại để đạt hiệu quả hơn
Hình 2.2.3 ghép BJT kiểu darlington
Chúng ta biết, trong chế tạo, một transistor cho độ lợi dòng lớn thì công suất
không lớn, một transistor công suất lớn thì hệ số khuếch đại dòng nhỏ. Vậy để có
các transistor vừa có công suất lớn, vừa có độ lợi dòng lớn, người ta dùng cách ghép
phức hợp còn gọi là cách ghép Darlington.Transistor
Transistor phức hợp sẽ cho hệ số khuếch đai dòng rất lớn và có công suất lớn.
2.3 SƠ LƯỢC VỀ ĐIODE
Giới thiệu điode
Điode là chất 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
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 15
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
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.
Hình 2.3.1 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 2.3.2 Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn.
Phân cực thuận cho điode
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-)
vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện
áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt
0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện
tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu
tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh
lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V )
Hình 2.3.4 Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn
điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V
áp phân cực cho transistor hoạt động . trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích
hợp thành Diode cầu có dạng .
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 18
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
Hình 2.3.7 Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều .
Các loại Diode
• Diode Zener
• Diode Thu quang. ( Photo Diode )
• Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )
• Diode Varicap ( Diode biến dung )
• Diode xung
• Diode tách sóng.
• Diode nắn điện.
2.4 SƠ LƯỢC VỀ TỤ ĐIỆN
Giới thiệu
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. Những định nghĩa thì thật là khó
hiểu, một cách đơn giản là linh kiện có khả năng giữa điện và phóng điện.
Tụ hóa Tụ gốm
Hình 3.4.1 Hình tụ thật
Phân loại
Theo tính chất lý hóa và ứng dụng:
• Tụ điện phân cực : là loại tụ điện có hai đầu (-) và (+) rõ ràng, không thể mắc
ngược đầu trong mạng điện DC. Chúng thường là tụ hóa học và tụ tantalium.
• Tụ điện không phân cực : Là tụ không qui định cực tính, đấu nối "thoải mái"
vào mạng AC lẫn DC.
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 19
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
• Tụ điện hạ (thấp) áp và cao áp : Do điện áp làm việc mà có phân biệt "tương
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
• Tụ hóa sinh là Siêu tụ điện thay thế cho pin trong việc lưu trữ điện năng
trong các thiết bị điện tử di động, dùng lginate trong tảo biển nâu làm nền
dung môi > lượng điện tích trữ siêu lớn và giảm chỉ 15% sau mỗi chu kỳ
10.000 lần sạc.
• Tụ tantalium : Tụ này có bản cực nhôm và dùng gel tantal làm dung môi, có
trị số rất lớn với thể tích nhỏ.
• Tụ vi chỉnh và tụ xoay : Có loại gốm, loại mica và loại kim loại.
2.4 SƠ LƯỢC VỀ ĐIỆN TRỞ
Giới thiệu
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 :
Điện trở của dây dẫn phụ thộc 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 xuất 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
Điện trở trong thiết bị điện tử
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
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 21
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
Hình 2.4.1 Hình ảnh điện trở
Hình 2.4.2 ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 23
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CƠ SỞ
Hình 2.4.4 Cách đọc trị số điện trở 5 vòng màu
Vòng số 5 là vòng cuối cùng , là vòng ghi sai số, trở 5 vòng mầu thì mầu sai
số có nhiều mầu, do đó gây khó khăn cho ta khi xác định đâu là vòng cuối cùng, tuy
nhiên vòng cuối luôn có khoảng cách xa hơn một chút. Đối diện vòng cuối là vòng
số 1.
Tương tự cách đọc trị số của trở 4 vòng mầu nhưng ở đây vòng số 4 là bội số của cơ
số 10, vòng số 1, số 2, số 3 lần lượt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị.
Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vòng 4)
Có thể tính vòng số 4 là số con số không "0" thêm vào
Hiện này các nhà sản xuất cho ra nhiều loại điện trở theo quy địn như : 100 - 300 -
1k - 2k2 - 3k3 - 3k9 ko phải là mua loại nào là có đâu. các giá trị này là các giá trị
chuẩn
GVHD: LƯU VĂN ĐẠI Trang 24
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
3.1 THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN
Hình 3.1 Mạch nguồn điện áp ra 12V
Linh kiện:
- Biến áp 18V, 3A
- Cầu điode
- Tụ C1 2200uf
- Tụ C2 220uf
Nguyên lý:
VacVsVacVp
Vp
Vs
Np
Ns