DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 1 -
www.EmbestDKS.com
THIẾT KẾ MẠCH BẰNG PROTEL
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 2 -
www.EmbestDKS.comMỤC LỤC
13
8.1.Phân loại
13
8.2.Điều khiển đóng mở relay
13
B Bài thực hành số 1
14
1.Công cụ
14
2.Hướng dẫn sử dụng panel
14
Bài 2:Các IC tích hợp chuyên dụng
16
2.1.Mạch nguồn
16
2.2.Các mạch số logic
19
2.3.IC lập trình được
19
Bài 3:Thiết kế mạch nguyên lý bằng PROTEL
24
3.1.T
ổng quan
25
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 3 -
www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 4 -
www.EmbestDKS.com
Cách đọc giá trị trở:
Đối với trở dán: Đọc theo giá trị ghi trên trở. Ví dụ: 104 = 10x10
4
=10
5
Ohm
= 100Kohm
Đối với trở có vạch màu đọc như sau:
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 5 -
www.EmbestDKS.com
2-Biến trở:
Là điện trở mà giá trị của nó thay đổi theo 1 điều kiện nào đó. Loại biến trở phổ
biến nhất là khi xoay 1 con vit trên biến trở thì giá trị của nó thay đổi.
tần số điện áp. Đặc trưng cho tính cản trở của tụ là dung kháng. Tính theo
công thức sau:
f: tần số điện áp- Hz.
C: giá trị của tụ điện- Fara.
Ký hiệu của tụ điện:
Tụ điện phân cực Tụ điện không phân cực.
Sự khác nhau giữa tụ phân cực và không phân cực: Tụ không phân cực thì 2
cực của tụ có vai trò như nhau, giá trị của tụ không phân cực thường nhỏ(
picro Fara. Tụ phân cực thì có 2 cực tính dương và âm không thể dùng lẫn
lộn. Giá trị của tụ phân cực thường lớn 1 đến hàng ngàn uF(Micro Fara). 3.1.Phân loại:
Tụ điện trong thực tế được phân ra làm nhiều loại và theo nhiều cách khác nhau
nhưng có thể kể ra là: tụ thường, tụ hóa, tụ xoay, vv..
Theo chất liệu có tụ giấy, tụ gốm, tụ sứ, vv..
Bản chất tụ điện là một kho điện nó có khả năng nạp điện và cho tới khi đã bão
hòa thì nó sẽ lại phóng điện
Sơ đồ nạp – phóng của tụ :
Ngoài loại tụ có giá trị thay đổi bằng cách vặn vít như biến trở.
4-Diode
4.1.Mô tả: Diode được cấu tạo từ 2 lớp bán dẫn tiếp xúc với nhau. Diode có
2 cực Anốt và Katốt. Nó chỉ cho dòng điện đi theo 1 chiều từ Anốt sang
Katốt(Chính xác là khả năng cản trở dòng điện theo chiều AK là rất nhỏ,
Còn KA là rất lớn). Nó được dùng như van 1 chiều trong mạch điện.
4.2.Kí hiệu của các loại diode:
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 8 -
www.EmbestDKS.com
4.3.Phân loại:
Theo chức năng có một số loại diode ngoài diode chuẩn. Một số loại diode
thường gặp:
Diode chuẩn phổ biến: 4007,4004,…
+ Led: Diode có khả năng phát sáng
+ Diode zener: dùng để ổn định điện áp. Hoạt động ở chế độ phân cực
ngược(KA).
DKS_GROUP
- 9 -
www.EmbestDKS.com
Gồm 3 miền bán dẫn khác loại(P-N) xếp xen kẽ nhau.
Và có tran thuận npn, tran ngược pnp
Sử dụng các tran ta quan tâm tới tên và các thông số của transistor
Trong thực tế tran thuận thường là các tran C vd như : C828..
Và các tran ngược bắt đầu với chữ cái A như: A564, A1015, vvv…
5.1. Tác dụng của transitor:
Trong các mạch điện tử transistor được sử dụng rất nhiều với nhiều chức năng
khác nhau cụ thể người ta sử dụng tran như một bộ đệm với chức năng khuếch đại,
và đặc biệt trong điện tử số và các IC số transistor được sử dụng trong chế độ
khóa.Trong chế độ khóa các tran làm việc như những công tắc hay thường gọi là
các Van điện tử để van này hoạt động ta cần đặt vào B một điện áp > Ube trong
chế độ bão hòa.
Transistor có hai dòng là dòng TTL và dòng CMOS
Các tran CMOS là các bóng hoạt động sử dụng nguyên lý điện từ , nên công suất
tổn hao nhỏ, được sử dụng như các van có tần số đóng cắt lớn
Điều lưu ý khi sử dụng các tran CMOS khi lắp các tran này vào mạch và vận
hành với nguồn đầy đủ thì không được hở cực GATE. Vì khi đó bóng sẽ sèo luôn .
Đó cũng là lý do mà tại sao làm mạch và hàn mạch cần thật tốt không để hở các
chân linh kiện nếu không để hở G thi tran sẽ cháy ngay.
6.LED 7 thanh (7_seg.... )
Là một linh kiện được sử dụng rộng rãi trong các mạch, các modul, các thiết bị…
Led 7 thanh dùng để hiện thị các thông tin dạng số liệu, và trên thực tế để vừa có
thể hiển thj số liệu và các thông tin khác dạng kí tự thì người ta sử dụng một loại
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 11 -
www.EmbestDKS.com
Ta sẽ đi xem xét sơ lược một vài bộ cách ly thường được sử dụng trong thự tế.
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 12 -
www.EmbestDKS.com
-- Bộ cách ly :
DKS_GROUP
- 13 -
www.EmbestDKS.com
Đây là bộ cách ly xoay chiều được dùng khá phổ biến, trong các mạch điều khiển
phối kết hợp với các rơle và đặc biệt là với các van công suất như: Tiristor,
Triac,…
Bên phát của nó vẫn là một LED thường và bên thu là một Phototriac.
8-Relay ( Rơ Le )
Cấu tạo của rơle như hình vẽ dưới Về nguyên lý cấu tạo và hoạt động của rơle là dựa trên lực hút điện từ của
nam châm điện kết hợp với hệ thống các tiếp điểm.
8.1.Phân loại:
Rơle được phân loại theo rất nhiều cách khác nhau.
- Theo dòng điện thì phần thành rơle 1 chiều, rơle xoay chiều
Trong công việc học tập cũng như trong các thiết kế thì việc tạo ra một mạch điện
thì ta cần phải cho mạch đó chạy test thông thường người ta sử dụng các tấm
panel. Chúng ta muốn có một tấm panel để test mạch lớn thì ta có thể ghép nhiều
panel lại với nhau.
Bên dưới là hình vẽ một panel dùng để cắm các linh kiện và chạy test mạch.
Trong panel thì có 4 hàng ngang độc lập về điện với nhau và trong mỗi hàng
ngang thì lại chia thành 2 nửa cũng độc lập về điện với nhau. Panel còn có rất
nhiều các cột và chúng cũng độc lập về điện với nhau. Mỗi một cột bao gồm nhiều
ô nhỏ theo hàng dọc có liên hệ về điện với nhau. Và mỗi hàng ngang gồm nhiều ô
nhỏ có liên hệ về điện với nhau và mỗi Panel thì các hàng và các cột được bố trí
đối xứng nhau như hình vẽ.
Mục đích thí nghiệm:
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 16 -
www.EmbestDKS.com
Thông qua việc thực hành lắp mạch trên ta đã phối kết hợp bộ cách lý, tran
npn, và Rơle.
Trong giới hạn của bài thực hành chỉ điều khiển bật tắt một LED và trong
thực tế mạch này có thể phát triển thành các mạch điều khiển đèn hay các thiết bị
Tạo ra nguồn điện áp (+) ta sử dụng các IC 78XX ( 7805, 7809, 7812 )
Tạo ra nguồn điện áp (-) ta sử dụng các IC 79XX (7905, 7909, 7912 )
Dưới đây là hình ảnh và sơ đồ tạo ra nguồn chuẩn +5V từ nguồn xoay chiêu 220V DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 17 -
www.EmbestDKS.com
Loại 3 chân phẳng:
Việc tạo ra các nguồn đã nêu trên sẽ được là tương tự .
Để tạo ra một nguồn điện áp có thể điều chỉnh để có được điện áp tương ứng với
việc sử dụng ic chuyên dụng LM 317
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
Các Vi mạch lập trình được tương tự là FPAA.
Các vi mạch này có khả năng tích hợp rất lớn , thông qua một phần mềm lập
trinh ngôn ngữ của các vi mạch do nhà thiết kế đưa ra chúng ta có thể thiết lập
FPAA thành rất nhiều khối tương tự làm được các chức năng như một mạch điện
hay một phần tử ic rời để làm những nhiệm vụ của một mạch điện tương tự .
Ví dụ như các mạch khuếch đại ( nhiều loại như đảo, không đảo, vi sai ,,,), các
mạch vi phân, tích phân, các mạch lọc thông ,…. Và cả các bộ biến đổi tín hiệu
như ADC,….
Quả là thật tiện lợi, sau khi đã thiết kế trên phần mềm ta hợp dịch ra các file
dạng hex hay bin và có thể nạp vào các bộ nhớ hay các dòng vi điều khiển để khi
ghép nối chúng với các vi mạch FPAA chúng sẽ nạp chương trình vào FPAA và
FPAA sẽ thực hiện chức năng định sẵn đó.
Các Vi mạch lập trình được số là FPGA.
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 21 -
www.EmbestDKS.com
Trước đây khi thực hiện một mạch điện tử số ta thường sử dụng các ic logic và
ghép chúng lại với nhau như các mạch AND , NOT, NOR, hay các mạch đếm
với các ic đếm, mạch giảI mã , tạo mã ,v….
Ngày nay tất cả các công việc đó đều có thể thực hiện một cách dễ dàng với các
chip FPGA, cũng như việc tiến hành với các chip FP
GA chúng ta cũng sẽ có được một mạch chuyên dụng có thể thực hiện được rất
nhiều nhiệm vụ và giảI quyết nhiều bài tóan.
Bài thực hành số 2:
1- Bài thực hành kết hợp kiến thức đã học từ bài trước là các LED phát và các
photodiot hay phototransistor, điện trở, biến trở dây, cùng bộ khuếch đại LM324
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 22 -
www.EmbestDKS.com
Trong thiết kế mạch sensor được chia ra thành 3 khối chính là: khối thu, khối phát,
khối khếch đại và chuẩn hoá tín hiệu.
Mạch thu và phát tín hiệu ( Optoicupler) .
- Khái niệm về Optoicupler: Là một bộ gồm có một mắt phát tín hiệu và
một mắt thu tín hiệu tạo tín hiệu đầu ra có thể tích cực mức 0 hay mức 1.
Giả sử bình thường tín hiệu tạo ra luôn là mức 1 khi có một vật cản chắn
giữa mắt thu và mắt phát thì tín hiệu tạo ra là mức 0. Và nguyên lý này đã
được vận dụng tạo ra rất nhiều sản phẩm ví dụ như các bộ mã hoá xung
dùng đo tốc độ động cơ, cách ic cách ly quang, và như trong đồ án em đã
vận dụng để tạo ra một mạch dùng để đếm vật ( sản phẩm).
Hình ảnh của một optoicupler dùng chế tạo nên bộ mã hoá xung Encoder:
Hinh ảnh thực tế của nó là:
Nguyên lý của mạch đếm vật đi qua là một module
gồm có một cặp thu phát ánh sáng thường như hình vẽ
led phát ánh sáng và một đầu thu ánh sáng phản xạ. khi
chưa có vật cản thì sẽ không có ánh sáng phản xạ về mắt
Trong đồ án ta chỉ sử dụng 1 bộ so sánh như hình vẽ dưới:
Nguyên lý của mạch cảm biến trên: Khi chưa có vật cản thì chưa có ánh sáng
phản xạ về mắt nhận nên tín hiệu ở chân 2( Vin-) là mức 0 theo lý thuyết và chân
số 3 ( Vin +) có một điện áp <>0V ( điện áp này do ta hiệu chỉnh). Khi này Vin+ >
Vin- do đó tín hiệu ra ở chân 1 là +5V làm cho led chỉ thị không sáng. Ngược lại
thì khi có vật cản qua, có ánh sáng phản xạ về mắt nhận làm thông mạch và làm
cho chân số 2 ( Vin-) có điện áp . trong t/h này
Vin(-) > Vin(+) do đó tín hiệu ra ở chân 1 là mức 0 v và làm cho led chỉ thị sáng.
Như vậy sử dụng bộ so LM324 ta đã chuẩn hoá tín hiệu về vi điều khiển và nó là
một dạng xung vuông khi có vật qua cảm biến thì tín hiệu về vi điều khiển báo
mức 0.
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center DKS_GROUP
- 25 -
www.EmbestDKS.com
dụng nó trong thiết kế mạch nguyên lý như thế nào ? ta sẽ lần lượt tìm hiểu.
Trước hết nơi lưu giữ các thư viện:
Khi ta cài đặt phần mềm thiết kế mạch song thì tại polder nơi mà phần mềm đã
được cài vào đó sẽ chứa các thư viện đã được mặc định sẵn hình vẽ dưới:
Copyright: Tài liệu đại học ©