THIẾT KẾ MẠCH CHỈNH LƯU DÙNG SCR

100 MB Bao gồm tất cả file,.lưu đồ giải thuật... thuyết minh, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, FILE lập trình, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN tử THIẾT KẾ MẠCH CHỈNH LƯU DÙNG SCR

MỤC LỤC

*****

PHẦN I: GIỚI THIỆU

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn..........................................................................................

Nhận xét của giáo viên phản biện............................................................................................

Nhận xét của hội đồng chấm thi...........................................................................................

Lời mở đầu..........................................................................................................................

Lời cảm ơn .........................................................................................................................

Mục lục...............................................................................................................................

PHẦN II:NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP

1. Đặt vấn đề...........................................................................................................

1.2 Tầm quang trọng của đề tài..................................................................................

1.3 Giới hạn của đề tài................................................................................................

1.4 Ứng dụng của đề tài..............................................................................................

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 Đối tượng nghiên cứu...........................................................................................

2.2 Dàn ý nghiên cứu.....................................................................................................

2.3 Phương pháp nghiên cứu........................................................................................

2.4 Lập kế hoạch nghiên cứu.......................................................................................

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ KHỐI ,TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC  MẠCH

             3.1 Sơ đồ khối toàn mạch ...........................................................................................

          3.2 Phân tích các khối ..................................................................................................

                   3.2.1 Khối mạch kích ......................................................................................

                   3.2.2 Khối mạch hiển thị..................................................................................

          3.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch.....................................................................................

                   3.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch kích ......................................................................

               3.3.2 Sơ đồ nguyên lý  mạch hiển thị.................................................................

                   3.3.3 Tính toán và lựa chọn linh kiện.................................................................

                   3.3.4  Nguyên lý hoạt động toàn mạch................................................................

CHƯƠNG 4: LÝ THUYẾT CƠ SỞ

          4.1 Giới thiệu về SCR...............................................................................................

                   4.1.1 Cấu tạo ký hiệu ,đặc trưng.......................................................................

                   4.1.2 kích khởi SCR ........................................................................................

                   4.1.3 Các phương pháp kích SCR.......................................................................

                   4.1.4 Tắt SCR ..................................................................................................

          4.2 Giới thiệu về bộ chuyển đổi ADC 0809.............................................................

                   4.2.1 Đại cương về ADC 0809........................................................................

                   4.2.2 Sơ đồ khối ..............................................................................................

                   4.2.3 Sơ đồ chân.................................................................................................

                   4.2.4 Giãn đồ thời gian .....................................................................................

          4.3 Giới thiệu họ vi điều khiển 8051........................................................................

                   4.3.1 Đại cương về họ vi điều khiển MSC-51................................................

                   4.3.2 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân ...............................................

                   4.3.3 Cấu trúc bean tron gvi điều khiển ...........................................................

                   4.3.4 Tóm tắt tập lệnh 8051..............................................................................

                   4.3.5 Các tập lệnh..............................................................................................

          4.4 Giới thiệu về IC  LM7805,LM7812,74LS247...................................................

                   4.4.1 Giới thiệu về IC LM7805,LM7812.......................................................

                   4.4.2 Giới thiệu về IC giải mã led 7 đoạn (74LS247)......................................

          4.5 Giới thiệu về LED 7đoạn ,Transistor và các linh kiên khác liên quan trong mạch...

                   4.5.1 Giới thiệu về led 7 đoạn ........................................................................

          4.5.2 Giới thiệu về transistor ...................................................................................

          4.5.3 Giới thiệu về điện trở ......................................................................................

          4.5.4 Giới thiệu về tụ điện .......................................................................................

          4.5.5 Giới thiệu về thạch anh ...................................................................................

          4.5.6 Giới thiệu về diode .........................................................................................

          4.5.7 Giới thiệu về diode Zener...............................................................................

CHƯƠNG 5: CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM CHO 89C51

CHƯƠNG 6: CHƯƠNG KẾT LUẬN

TÀI  LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP

 

1. ĐẶT VẤN ĐỀ:

Từ khi nghành công nghiệp điện năng ra đời con người đã biết cách biến đổi từ điện xoay chiều thành điện một chiều như : dùng diode … Đến khi kỹ thuật điện tử phát triển cao thì việc chuyển từ điện xoay chiều thành điện DC  trở nên dễ dàng hơn trước rất nhiều và còn đạt  độ chính xác cao hơn ,cùng với các tiện ích khác như : an toàn khi sử dụng ,điều chỉnh điện áp ở ngõ ra của chỉnh lưu một cách đơn giãn …v.v.

            Xuất phát từ nhu cầu phục vụ  cho đời sống  con người và trong sản xuất công nghiệp ngày càng  tốt hơn ,nhóm sinh viên làm đồ án tốt nghiệp  quyết định chọn đề tài thiết kế và thi công “MẠCH CHỈNH LƯU DÙNG SCR” làm đề tài tốt nghiệp cho mình

 

1. TẦM QUANG TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI :

Chỉnh lưu điện áp dùng SCR hiện nay không còn là vấn đề mới mẽ với mọi người  nhưng với mạch chỉnh lưu dùng SCR thì nó có những vấn đề quan trọng sau :

Mạch chỉnh lưu dùng SCR giúp người sử dụng thay đổi điện áp ngõ ra chỉnh lưu một cách dễ dàng ,quan sát được điện áp DC  trên led 7 đoạn …vv ..

Là cơ sở để những người nghiên cứu khác vận dụng và phát triển thành một sản phẩm hoàn thiện có giá trị sử dụng trong thực tế

Đề tài cũng là cơ sỡ để những người thực hiện đồ án tốt nghiệp các khoá sau tham khảo

Việc thực hiện đề tài giúp người nghiên cứu nắm vững  lý thuyết và rèn luyện kỹ năng thi công mạch

1. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI :

Trong quá trình thực hiện đề tài này ,nhóm sinh viên thực hiện chỉ tập trunggiải quyết  những vấn đề sau :

                  + Khảo sát SCR và ứng dụng của nó trong chỉnh lưu có điều khiển

                  + Khảo sát vi điều khiển AT89C51

                  + Khảo sát bộ chuyển đổi ADC 0809

                  + Ứng dụng của SCR để thiết kế mạch chỉnh lưu

                  + Ứng dụng vi điều khiển và bộ chuyển đổi để thiết kế mạch hiển thị áp chỉnh lưu trên led 7 đoạn

     Mạch chỉnh lưu dùng SCR  đạt được những tính năng sau :

                  + Thay đổi được điện áp ỡ ngõ ra chỉnh lưu

                  + Hiển thị nó trên led 7 đoạn

      Do còn hạn chế về thời gian thực hiện đề tài cũng như các khó khăn trong việc thiết kế mạch kích cho SCR và vấn đề lập trình cho AT89C51 nên chắc chắn đề tài còn nhiều hạn chế  về cách hiển thị điện áp DC  ra led 7 đoạn

      Đề tài này nhóm sinh viên thực hiện không giải quyết  được những vấn đề sau

                  + Góc kích SCR còn hạn chế

                  + Không hiển thị được số thập phân trên led 7 đoạn

                  + Không ứng dụng hết các chức năng của ADC0809

1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :

Đề tài :”THIẾT KẾ MẠCH CHỈNH LƯU DÙNG SCR “ nhằm giúp những người thực hiện đề tài nắm bắt được những vấn đề sau :

Thôn g qua việc  thực hiện đề tài giúp cho những người thực hiện đồ án tốt nghiệp ôn lại những kiến thức đã học và lĩnh hội thêm được nhưng kiến thức mới từ giáo viên hướng dẫn ,tư các bạn sinh viên và cũng là khoảng thời gian rèn luyện tay nghề ,từ đó hiểu rõ hơn các linh kiện như :SCR,ADC0809,AT89C51 và các linh kiện  khác có liên quang

Qua quá trình thực hiện đề tài đã  tạo điều kiện cho nhưng người thực hiện đồ án tốt nghiệp có những ý tưởng mới và giải quyết các vấn đề phát sinh một cách co hiệu quả

Giúp những người thực hiện đề tài biết vận  dụng việc tính toán mạch điện giữa lý thuyết và thực tế ,sau cho mạch hoat động ổn định ,kết cấu đơn giãn và chi phí thấp

Do những điều kiện khách quan cũng như chủ quan của nhưng người làm đồ án sản phẩm làm ra có thể chưa có tính thực tiễn cao nhưng nếu được nghiên cứu sâu hơn thì nó có thể ứng dụng vào trong thực tế.

 

CHƯƠNG 2: CƠ SƠ LÝ LUẬN

            2.1 Đối tượng  nghiên cứu

• Vi điều khiển AT89C51
• Bộ chuyển đổi ADC0809
• IC giải mã led 7 đoạn 74LS247
• Mạch kích SCR
• Sử dụng các chủng SCR công suất BT151,BT128

2.2 Dàn ý nghiên cứu :

• Nghiên cứu mạch kích SCR
• Nghiên cứu SCR
• Nghiên cứu bộ chuyển đổi ADC0809
• Nghiên cứu vi điều khiển AT89C51
• Nghiên cứu giao tiếp giữa ADC0809 và vi điều khiển AT89C51
• Nghiên cứu giao tiếp giữa AT89C51 với LED 7 đoạn qua IC giãi mã 74LS247
• Lập trình phần mềm cho vi điều khiển

2.3 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu :

          a. Phương pháp nghiên cứu

                   Tham khảo tài liệu liên quan đến mạch kích SCR trong giáo trình điện tử công suất của bộ giáo dục và đào tạo ,các tài liệu  về kỷ thuật của vi điều khiển AT89XX của TỐNG VĂN ON, Data sheet các IC (ADC 0809,SCR ,74HC14………..) trên các trang wed :

www.chipcatalog.com

                        thực nghiệm :viết chương trình phần mềm cho vi điều khiển

            b. Phương tiện nghiên cứu

• Máy tính
• Bộ thí nghiệm vi điều khiển (board nạp VĐK và board hiển thị)
• Các linh kiện điện tử có liên quan trong đề tài

2.4 Lập kế hoạch nghiên cứu

          Nhóm nghiên cứu chúng em đã thực hiện đề tài từ ngay đăng ký (18/9/2006-14/10/2006) công việc được phân bố cho 4 tuần như sau

• Tuần 1:gặp GVHD, nhận đề tài ,lập đại cương tổng quát và thu thập đề tài
• Tuần 2:lập đại cương chi tiết và thiết kế phần cứng
• Tuần 3: thi công  mạch ,triển khai đề cương ,đánh máy, viết chương trình
• Tuần 4: sửa chửa và định dạng ,in ấn và hoàn thiện  mạch

 

 

CHƯƠNG 3 :
SƠ ĐỒ KHỐI ,TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC MẠCH

 

3.1 SƠ ĐỒ KHỐI TOÀN MẠCH:

 

3.2 PHÂN TÍCH CÁC KHỐI :

                                    3.2.1 Khối chỉnh lưu:

                                                a. Sơ đồ khối :

                        b. Nguyên lý hoạt động

                                    Tín hiệu từ khối kích SCR sẽ được đưa vào các chân G của SCR của khối chỉnh lưu. Các tín hiệu này(hay gọi là xung kích ) sẽ làm cho các SCR tắt hoặc dẫn tùy thuộc vào xung kích đưa vào chân G của SCR và khi các SCR dẫn  sẽ chỉnh lưu từ điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều  .Để áp DC này phẳng hơn se được đưa qua khối lọc .Trong khối lọc này chính là các tụ lọc với điện dung lớn và chịu được áp cao (220VDC ¸ 400VDC)

                        b. Nguyên lý hoạt động:

                                    Từ điện áp đã chỉnh lưu sẽ được đưa qua hai cầu phân áp : Với cầu phân áp Sẽ lấy điện áp từ 200VDC (Vmax) xuống còn 5VDC (Vi max) để đưa vào ADC 0809 .Với ADC 0809 sẽ chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số .Ở 8 ngõ ra của ADC sẽ được đưa vào vi xử lý AT89C51 .AT89C51 sẽ xử lý các tín hiệu này và sẽ hiển thị ra led 7đoạn .

            3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH:

                        3.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch kích SCR :

          

3.3.3  TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN

            * Điện áp tại chân .

      ........................

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

=> R₃ = 5 x 2.2

     R₃ = 11 (KW)

Chọn R₃= 10 (KW)

* Điện áp tại điểm D

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

(*) Û V_D =

            V_D =           

                  =  = 0,6 x 9,6  6 (V)

           

* Điện áp tại chân E

Chọn V_Emax = 4(V) , V_Emin = 0 ^V

Ta có

V_E =

Û 4 (R₈ + V_R + R₁₀) = 12 (V_R + R₁₀)

Û R₈ + V_R + R₁₀ = 3 (V_R + R₁₀)

Chọn V_R = 5 (KW)

=> R_8­ + R_{10_}- 3 R₁₀ = 3 V_R - V_R

Û R_8­ = 2 V_R + 2R₁₀

Û R₈ = 10R + 2R₁₀

 

Để V_E » 0^V, chọn R₁₀ = 100W

=> R₈ = 10 + 2 x 0,1

     R₈ = 10,2 (KW)

Chọn R₈ = 10 (KW)

* Tính toán và lựa chọn linh kiện :

- Đối với cầu phân áp cho ADC 0809

V_I = 5VDC : điện áp tối đa đặt vào ngõ vào INO của ADC

            Chọn 

                        chọn

            Mà    Chọn

            Chọn 

            Đặt

            Ta có:

            - Áp chỉnh lưu trung bình

            Với : góc kích SCR

            + Nếu

             Chỉnh lưu toàn kỳ dùng Diode   

+ Nếu =   cos

            + Nếu

             Chỉnh lưu bán kỳ dùng Diode

Vậy: với việc thay đổi góc kính  từ  ta có thể thay đổi điện áp ngõ ra tư của chỉnh lưu toàn kỳ hay từ

3.3.4. Nguyên lý hoạt động toàn mạch :

            a.Mạch kích SCR:

Với cầu phân thế R3 và R4 sẽ tạo mức điện áp 2.1V trên chân số 3 của TL082 ,cầu phân thế R1 và R2 được diode zener giử trên mức 5v trên chân số 2 của TL082 .Với phần U1A của TL082 sẻ tạo ra mức điện áp từ 0 đến 12 v trên chân số 1 của TL082 (tùy thuộc vào mức điện áp giửa hai chân 2 và 3 )

            + Khi áp đặt lên chân số 1 bằng 0v : Transistor Q1 dẫn , tụ C1 nạp đến áp đỉnh

                + Khi chân 1 là áp dương làm cho transistor Q2 dẫn,tụ C1 sẻ xả qua Q2

                  + Khi tụ C1 nạp và xả sẻ tạo ra mức điện  áp 5v

           Với biến trở VR (5K) ,R8 ,R10 sẻ tạo ra mức điện áp khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí của biến trở .điện áp này đặt vào chân số 6 sẻ so sánh với mức điện áp 5v đặt vào chân số 5 của TL082. làm  cho mức điện áp trên chân số 7 lên mức cao hoặc thấp từ đó sẻ reset LM555

           LM555 :với điện trở R13 ,diode D và tụ C3 sẻ được nạp .điện trở R14 ,diode làm cho C3 xả.Khi C3 nạp và xả sẽ tạo ra một dạng sóng xung vuông  trên chân số 3 . vì LM555 hoạt động với tần số 50 Hz  nên dạng xung ra trên  chân số  3 là một dải xung chùm sẽ kích vào cực G của SCR làm cho SCR dẫn hoặc tắt khi xung kích đủ mạnh

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

BJT được tạo thành do 3 lớp bán dẫn khác loại đặt tiếp xúc với nhau tạo thành hai mối nối P – N, lớp ở giữa cá bề dày rất nhỏ và khác loại với hai lớp bên cạnh. Chẳng hạn lớp ở giữa là bán dẫn loại P thì hai lớp bán dẫn bên cạnh là loại NPN. Còn nếu lớp ở giữa thuộc loại N hai lớp bên cạnh thuộc loại P, tạo nên transistor loại PNP.

Ba lớp bán dẫn được nối với 3 điện cực gọi là cực E, cực B và cực C. nếu tạo và ký hiệu quy ước của hai loại transistor PNP và NPN được trình bày trong hình 7. Mũi tên vẽ cực E cùng trùng với chiều dòng điện chạy qua nó.

Cực E (Emitter) còn gọi là cực phát : là nơi phát ra các hạt dẫn đa số.

Cực B (Base) còn gọi là cực nền hay cực khiển : bằng cách thay đổi điện thế đặt vào cực B ta có thể điều khiển được dòng điện chạy từ cực E đến cực C.

Cực C (Collector) còn gọi là cực thu hay cực góp : là nơi nhận những hạt dẫn đa số xuất phát từ cực E.

2. Nguyên lý hoạt động :

Ta xét nguyên lý hoạt động của loại NPN (transistor loại PNP có nguyên lý tương tự).

Đặt vào giữa cực C và cực E của transistor một điện thế V_CE khoảng vài Volt có chiều như hình 8, cực B để hở. Ta có thể xem mô hình của transistor giống như hai Diode mắc nối tiếp ngược chiều nhau, nên trong trường hợp này tiếp giáp P – N giữa cực C và cực B bị phân cực nghịch do đó không có dòng điện chạy trong transistor.

Bây giờ, ta để nguyên nguồn V_CB và đặt vào giữa cực B và cực E một điện thế V_BE khoảng 0,5V đến 1V sao cho mối nối P – N giữa cực B và cực E được phân cực thuận (hình 9). Dưới tác dụng của điện áp phân cực V_BE, các điện tử từ vùng bán dẫn N của cực E sẽ tràn qua vùng bán dẫn P của cực B (hiện tượng phun hạt dẫn) và các lỗ trống từ cực B sẽ tràn qua vùng bán dẫn N của cực E. trên đường khuếch tán. Các điện tử và lổ trống sẽ tái hợp với nhau. Nhưng do nồng độ hạt dẫn đa số trong hai vùng bán dẫn B và E chênh lệch nhau xa (nồng độ lỗ trống ở cực B ít hơn nhiều so với nồng độ điện tử ở cực E) và do vùng bán dẫn P của cực B được chế tạo rất mỏng cho nên trong số các điện tử phun từ miền N vào miền P, chỉ một bộ phận rất nhỏ bị tái hợp tạo thành dòng I_B, còn tuyệt đại đa số vẫn có thể khuếch tán xuyên qua vùng bán dẫn P của cực B để tới tiếp giáp P – N giữa cực B và cực C. Khi tới tiếp giáp P – N giữa cực B và cực C, các điện tử nói trên lập tức bị điện trường do nguồn V_CE tạo ra trên tiếp giáp hút về phía cực C tạo thành dòng I_C.

Ta thấy rằng dòng điện I_B và dòng điện I_C đều được tạo ra do các điện tử  chạy từ cực E tới, cho nên nếu gọi I_E là dòng điện chạy qua cực E thì I_E = I_B + I_C.

Vì I_B rất nhỏ nên trong nhiều trường hợp ta có thể xem như I_E = I_C

         Tóm lại : Điều kiện cần và đủ để một transistor hoạt động là phải có tiếp tế và phân cực (hinh 10)

•    Tiếp tế là đặt vào giữa cực C và cực E một điện áp khá lớn gọi là cao thế (thường gọi là V_CC ). Nguồn điện này có chiều sao cho tiếp giáp P – N giữa cực B và cực C bị phân cực nghịch. Điện áp này thường không quá 12V đối với transistor công suất nhỏ. Đối với transistor có công suất từ 1W trở lên thì điện áp này thường lớn hơn 12V.

Phân cực là đặt vào giữa cực B và cực E một điện áp có trị số nhỏ vừa đủ để  phân cực thuận cho mối nối P – N (thường gọi là V_BE hoặc V_BB) để tạo ra dòng I_B.
4.5.3 Giới thiệu về điện trở :

a. Điện trở của dây dẫn điện:

            Điện trở là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của vật dẫn.

            Điện trở của dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài của dây và tỷ lệ nghịch với điện tích tiết diện ngang của dây dẫn.

                        b. Các tham số cơ bản của điện trở

Điện trở được dùng rất phổ biến trong các mạch điện tử để tạo ra dòng điện hay điện áp thích hợp theo yêu cầu làm việc của mạch.

            Khi sử dụng điện trở ta cần lưu ý đến các đặc tính kỹ thuật sau:

                                    * Trị số định mức:

Trị số này có đơn vị là ôm (W) và được nhà chế tạo ghi trên thân điện trở bằng chữ số hoặc bằng ký hiệu màu sắc (nhưng vòng màu hoặc chấm màu).

            Trị số định mức của điện trở không phải là một dây liên tục mà chỉ được sản xuất theo một số nhất định sau:

10        11        12        13        15        16        18        20        22        24        27        30        36            39

43        47        51        56        62        68        75        82        91

            Như vậy trị số điện trở chỉ có các giá trị là bội số hoặc ước số cơ số 10 của các giá trị trong dây giá trị trên.

* Dung sai (sai số):

Dung sai là độ sai số của trị số định mức so với trị số thực của điện trở. Có ba cấp sai số thường gặp là 5%, 10% và 20%.

Công suất định mức:

Công suất định mức là công suất tối đa tiêu tán trên điện trở mà không làm hỏng điện trở. Công suất định mức của điện trở được xác định trong điều kiện nhiết độ ở 200 C. Điện trở được chế tạo có cỡ công suất định mức là: 1/ 20W, 1/ 16W, 1/ 10W, 1/ 8W...... Công suất định mức càng lớn thì điện trở có kích thước càng to.

                        c. ký hiệu –cách ghi đặc tính trên điện trở:

            * Ký hiệu trên sơ đồ mạch:

Trên sơ đồ mạch, bên cạnh ký hiệu của điện trở như hình 10, người ta ghi số thứ tự của điện trở như: R1; R2; R15....

Trị số của điện trở được ghi bằng các chữ số kèm với các chữ cái ký hiệu đơn vị điện trở. Thí dụ: 1KW ; 2KW; 4.7KW..... Một số trường hợp chỉ có chữ K ở sau các chữ số chỉ trị số thì  ta hiểu đơn vị là KW hay chữ M thì đơn vị là MW, không ghi chữ thì đơn vị là W.....

Trên sơ đồ, công suất danh định của điện trở thường chỉ được ghi với những điện trở có công suất lớn hơn 0,5W. Trong các sơ đồ mạch của châu Âu người ta ghi công suất danh định của điện trở ngay trên ký hiệu như hình 11

Cách ghi đặc tính trên thân điện trở :

5. Cách ghi trực tiếp :

Thường dùng với điện trở dây quấn. Các số liệu thường là trị số điện trở và dung sai, còn công suất định mức thì chỉ ghi trên các điện trở từ vài Walt trở lên ; điện trở công suất nhỏ như 2W, 1W, 1/2W, 1/4W, 1/8W, 1/16W thì dựa vào kích thước và loại điện trở cụ thể với trị số gần đúng như sau :

            Công suất 1/4 W có chiều dài » 0,7 cm

            Công suất 1/2 W có chiều dài » 1 cm

            Công suất 1W có chiều dài » 1,2 cm

            Công suất 2 W có chiều dài » 1,6 cm

            Công suất 4 W có chiều dài » 2,4 cm

            Có nhiều qui ước trị số điện trở khác nhau. Cách đơn giản nhất là không ghi đơn vị Ôm ; nếu sau trị số có ghi M thì đơn vị là MW, ghi chữ R thì đơn vị là KW, ghi chữ E hoặc không ghi chữ thì đơn vị là W.

5. Cách ghi trị số bằng các vòng màu (chấm màu) :

Các điện trở công suất thấp thường có kích thước rất nhỏ nên không ghi được trị số bằng chữ do đó người ta dùng các vòng màu để

chỉ thị các giá trị của nó. Loại điện trở có 4 vòng màu thì 3 vòng đầu chỉ trị số, vòng thứ tư chỉ dung sai. Để đọc được trị số điện trở cần chú ý là hai vòng đầu là số có nghĩa, vòng thứ ba là số chữ số 0 cần thêm vào (hình 12)

Sau đây là bảng quy ước trị số màu :

 

MÀU	SỐ CÓ NGHĨA THỨ NHẤT	SỐ CÓ NGHĨA THỨ HAI	BỘI SỐ	DUNG SAI (SAI SỐ)
ĐEN	0	0	100 = 1	20%
NÂU	1	1	101 =10	1%
ĐỎ	2	2	102 = 100	2%
CAM	3	3	103 = 1000
VÀNG	4	4	104 = 10000
XANH LÁ	5	5	105 = 100000
XANH LƠ	6	6	106 = 1 000 000
TÍM	7	7
XÁM	8	8
TRẮNG	9	9
VÀNG KIM			10-4 = 0,1 = 1/10	5%
BẠC KIM			10-2 = 0,01 = 1/100	10%

Trường hợp đặc biệt, vòng thứ tư không có màu (khi đó điện trở chỉ có 3 vòng màu) thì dung sai của điện trở là 20%.

            Thí dụ :

Nâu, đen, xanh lá, vàng kim,đỏ :100W ± 1%

Đỏ, tím, xanh lá, vàng kim, đỏ: 27,5W ± 2%

           

4.5.4 Giới thiệu về tụ điện :

a. Định nghĩa – Cấu tạo:

Tụ điện là một loại linh kiện dùng để tạo phần tử dung kháng ở trong mạch.

Cấu tạo:

Tụ có cấu tạo gồm 2 bản cực bằng kim loại đặt đối diện song song với nhau, ở giữa là chất cách điện gọi là điện môi. Chất cách điện thông dụng thường được dùng như: giấy, dầu cách điện , mica, gốm, không khí… Người ta thường lấy tên của chất điện môi để đặt tên cho tụ điện.

 

            b. Điện dung:

Điện dung ký hiệu là C, là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ năng lượng điện (dưới dạng đi/ện trường) của tụ điện.

Điện dung của tụ điện tỉ lệ thuận với diện tích của hai bản cực và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản cực.

Công thức:

Trong đó:

C: Điện dung của tụ điện, đơn vị là Farad (F)

e: Hằng só điện môi, e phụ thuộc vào tính chất của chất điện môi giữa hai bản cực của tụ.

S: Diện tích bản cực của tụ, đơn vị là mét vuông (m² )

D: khoảng cách giữa hai bản cực của tụ, đơn vị là mét (m)

        c. Các tham số cơ bản của tụ điện:

* Trị số định mức:

Trị số định mức có các đơn vị là mF, nF và PF. Tri số định mức được nhà chế tạo ghi trên thân tụ bằng chữ số hoặc màu sắc (những chấm màu).

* Điện áp làm việc (Working Voltage – WV):

Điện áp làm việc là một than số quan trọng của tụ điện, nó có thể biểu thị trị số điện áp lớn nhất cho phép đặt trên tụ mà không lam hư tụ. Điện áp làm việc phụ thuộc vào cấu tạo của tụ (bề dầy và tính chất của chất điện môi).

Trên vỏ tụ người ta thường ghi trị số giới hạn của điện áp làm việc, nếu ta đặt tên hai cực của tụ một điện áp lớn hơn mức giới hạn  tụ sẽ chóng hư hỏng hoặc bị đánh thủng.

Thông thường ta chọn tụ điện có điện áp làm việc lớn gấp 2 lần điện áp đặt lên hai bản cực của tụ.

* Dung sai:

Dung sai là độ sai số của trị số điện dung. Thường có ba cấp dung sai 5%, 10%, và 20%.

d. Phân loại tụ điện:

 * Tụ hoá học (tụ hoá):

Ký hiệu của tụ hóa.

Cấu tạo của tụ hóa gồm cực dương là một miếng nhôm thuần chất (bề dầy 100 mm), bằng cách điện giải dung dịch axit boric để được một lớp ôxít nhôm bắm phủ trên bề mặt miếng nhôm. Lớp ôxít nhôm có bề dầy phụ thuộc điện áp tạo ra nó (khoảng 0,5 mm dưới điện áp 200V).

Tụ hóa được phân cực thành đầu dương (+) và dấu âm (-) nên nó chỉ làm việc ở điện áp một chiều. Lớp điện môi của tụ là lớp ôxít nhôm, cực dương là miếng nhôm có bám lớp ôxít nhôm và cực âm là chất điện giải (glycoborat amônium) thấm vào một miếng giấy thấm đặt tiếp xúc với miếng nhôm.

Tụ được bảo vệ trong hộp kín. Do lớp điện môi rất mỏng nên tụ hóa có trị số điện dung rất lớn từ vài chục ngàn mF. Khi sử dụng ta phải chú ý mắc đúng cực tính của tụ: cực dương của tụ mắc vào nơi vó điên thế cao hơn, cực âm mắc vào nowi có điện thế thấp hơn.

* Tụ giấy

Tụ giấy là loại tụ điện không có cực tính, cấu tạo gồm 2 miếng nhôm rất mỏng làm bản cực của tụ, giữa hai bản cực là lớp giấy cách điện dùng làm điện môi. Tất cả được cuộn thành ống tròn. Sau khi sấy ÊP5ống thuỷ tinh. Bằng sứ hay nhựa tổng hợp.

Tụ giấy có kết cấu đơn giản, giá thành hạ, điện áp làm việc từ vài trăm V đến vài ngàn V. điện dung khá lớn (vài mF). Tuy nhiên tụ giấy có tổn hao điện môi lớn, nhất là ở tần số cao, nên nó được sử dụng ở mạch tần số thấp.

* Tụ gốm (tụ ceramic)

Tụ gốm được chế tạp từ lớp điện môi bằng gốm (sứ ) hình tròn dẹt,hai mặt được tráng bạc hay đồng để hình thành má tụ. Bên ngoài được phủ một lớp sơn hay verni cách điện

* Tụ mica:

Tụ gồm nhiều miếng mica mỏng, đã khử nước, trắng bạc đặt chồng lên nhau. Tụ được bảo vệ bằng tấm mica (hoặc bakêlít), sau đó được bao phủ một lớp chống ẩm bằng sáp, hoặc nhựa cứng. Tụ mica có dạng hình khối chữ nhật (nhìn giống viên kẹo nên có người gọi là tụ kẹo ) mỗi cạnh dài từ 1 cm đế 2cm.

Thường tụ mica có giá trị số điện dung thấp từ 1PF đến vài ngàn PF nhưng điện áp làm việc rất cao (trên 1000V). Tụ mica được sử dụng nhiều ở mạch tần số cao.

* Tụ tantal:

Tụ tantal có cấu tạo giống như tụ hoá, nhưng cực dương của tụ làm bằng chất tantalium và chất điện môi là ôxit tantalium (Ta205) do đó tụ có kích thước nhỏ hơn nhiều so với tụ hoá mà trị số vẫn khá lớn (4700PF đến 330mF). Tụ tantal là loại tụ có phân cực tính (giống tụ hoá) và điện áp làm việc thấp (vài chục V).

                    

             4.5.5 . Giới thiệu về thạch anh :

Thạch  anh  chính là dioxit  cilicum , chất làm cách điện ở MOSFET  . Tinh thể thạch  anh dùng trong dao động là lột lát mỏng được cắt ra từ tinh thể . Lát thạch  anh có diện tích khoảng 1 đến vài milimet  vuông , được mài mỏng sao cho 2 mặt thật phẳng và thật song song , 2 mặt này được mạ kim loại và hàn với 2 chân ra và thường được đóng trong hộp kín có 2 chân ló ra , bên trong có thể được hút hết không khí . Thạch  anh hoạt động dưới tác dụng của 1 hiệu điện thế thạch  anh sẽ rung ở tần số không đổi và như vậy tạo nên dòng điện ở tần số không đổi . Tần số rung của thạch  anh tuỳ thuộc vào kích thước của nó ( đặc biệt là chiều dài và mặt cắt ) .

Thạch  anh tạo ra tần số ổn định nên được dùng trong các mạch co tần số chuẩn .

4.5.6 Diode :

a.Chuyển tiếp P-N

Khi hai miếng bán dẫn loại N và P đặt tiếp giáp với nhau (hình 1) thì chỗ chuyển tiếp (tiếp xúc) giữa hai miếng bán dẫn sẽ xuất hiện một lớp mỏng gọi là chuyển tiếp P-N. chuyển tiếp P – N là phần tử cấu tạo chính của linh kiện bán dẫn.

Nồng độ điện tích lỗ ở miền P lớn hơn miền N. Còn nồng độ điện tử tự do ở miền N  lớn hơn ở miền P. Do đó ở chỗ chuyển tiếp giữa hai vùng sẽ có sự chênh lệch nồng độ các hạt dẫn điện trái dấu và gây nên dòng khuếch tán của các hạt dẫn. Khi có điện trường ngoài tác dụng, giữa hai miếng bán dẫn tồn tại một vùng trong đó có sự chênh lệch điện thế hay còn gọi là hàng rào điện thế mà ở đó chỉ chỉ có các Ion âm ở phía bán dẫn P và Ion dương ở phía bán dẫn N (điện thế này khoảng 0,2 đến 0,35V đối với chấn bán dẫn là Gennani và 0,6V đến 0,7V đối với chất bán dẫn là Silic).

b.Cấu tạo của Diode bán dẫn :

Thực tế cấu tạo của Diode bán dẫn là tiếp giáp P – N. Điện cực lấy ra từ miếng bán dẫn loại P gọi là Anốt (A), điện cực ra từ miếng bán dẫn loại N gọi là Kanốt (K). Diode có ký hiệu như hình 1

c. Nguyên lý hoạt động của Diode :

Do nồng độ hạt dẫn trong vùng chuyển tiếp ( vùng tiếp xúc) rất thấp (hầu như không có ) so với các vùng khác nên điện trở ở đó lớn nhất. Nếu đặt một điện áp ngoài lên hai điện cực của Diode thì hầu như toàn bộ điện áp sẽ rơi trên vùng chuyển tiếp. Tuỳ thuộc vào cực tính của điện áp nguồn U bên ngoài đặt tên hai cực của Diode bán dẫn mà ta có Diode phân cực thuận hay phân cực nghịch (còn gọi là phân cực ngược).

¯         Đặc tuyến Volt – Ampere (V – A) của Diode :

Đặc tuyến V – A là đường biểu diễn mối quan hệ giữa dòng điện chạy qua Diode và điện áp trên hai đầu của Diode.

Khi mối nối P – N của Diode được phân cực thuận : nếu điện áp phân cực nhỏ hơn điện áp tiếp xúc Vg thì Diode chưa dẫn điện, dòng điện qua Diode xem như bằng 0. khi điện áp phân cực lớn hơn điện áp tiếp xúc Vg (điện thế ngưỡng ) thì Diode dẫn điện, dòng điện qua Diode tăng vọt, nếu ta mắc nối tiếp với Diode một điện trở thì điện áp  trên điện trở VR là :          V_R = V _nguồn - Vg

Trên lý thuyết thì điện áp Vg trên hai đầu Diode không thay đổi khi Diode được phân cực thuận. Tuy nhiên, trên thực tế khi dòng điện qua Diode tăng lớn thì điện áp trên hai đầu Diode cũng tăng lên V_Dmax (V_Dmax có giá trị xấp xỉ 1V) và nếu dòng điện qua Diode quá lớn thì sẽ sinh ra nhiệt làm hỏng Diode (Diode bị đánh thủng vì nhiệt).
Khi Diode được phân cực ngược thì Diode ngưng dẫn, dù điện áp phân cực ngược tăng nhưng dòng điện ngược (dòng rỉ) qua Diode vẫn không tăng ( hầu như không đáng kể). Nếu tiếp tục tăng điện áp ngược đến trị số – V_B thì dòng điện ngược làm thủng Diode gọi là điện áp đánh thủng V_B (điện thế đánh thủng).

d. Phân loại Diode :

* Diode ổn áp (Zener) :

Hình dạng bên ngoài : kích thước nhỏ, có vỏ bằng  thuỷ tinh trong suốt. Trên vỏ có ghi mã số và trị số điện áp ổn áp.

Diode ổn áp (Dz) có cấu tạo giống như Diode nắn điện nhưng với nồng độ tạp chất cao hơn để tạo ra các mức điện áp xuyên thủng thấp khi phân cực nghịch.

            Hoạt động :

Diode Zener hoạt động dựa trên hiện tượng đánh thủng về điện của Diode khi điện áp phân cực ngược đặt vào Dz vượt quá điện áp đánh thủng V_B.

Khi được phân cực nghịch ( hinh 4 ) thì Diode Zener áp phân cực nghịch V_DC in lớn hơn điện áp đánh thủng V_B ( ghi trên thân Diode) thì tiếp xúc P – N bị đáng thủng nên Diode được giữ vững ở giá trị ổn định V_{DC out} = V_B. Khi điện áp  V_DC in tăng thì dòng điện I tăng nên sụt áp trên R tăng bằng lượng tăng của điện áp vào do đó điện áp trên hai cực của ó không tăng theo V_DC in mà giữ nguyên một trị số bằng với trị số điện áp ghi trên thân Diode.

Các loại Diode ổn áp được sản xuất với các cấp điện áp ổn áp từ 2,4V  đến 200V và công suất từ 250W đến 50W.

                      * Diode tách sóng :

Diode tách sóng là loại Diode tiếp điểm, làm việc với dòng điện xoay chiều tần số cao nên điện dung ký sinh phải nhỏ do đó mối nối P – N là một  mùi kim loại làm để làm cực P gắn vào một khối bán dẫn loại N ( thường là loại Ge). Diode tách sóng có dòng điện làm việc nhỏ (vài chục mA) và điện thế ngược

cực đại thấp (vài chục V). diode tách sóng co ký hiện giống Diode thường nhưng kích thước nhỏ. Có vỏ bằng thuỷ tinh trong suốt.

* Diode biến dung (varicap) :

Varicap là loại Diode có điện dung ký sinh của mặt tiếp xúc P – N có thể thay đổi được theo điện thế phân cực nghịch đặt lên nó. Ký hiệu của Varicap được trình bày trong hình5.

* Diode phát quang (Light Emiting Diode – Led)

Led là loại Diode có thể phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận (hình 6). Tuỳ theo chất bán dẫn chế tạo Led mà ánh sáng phát ra có màu sắc khác nhau.

Led có điện thế phân cực thuận (Vg) cao hơn Diode nắn điện nhưng điện thế phân cực ngược  cực đại (V_B) cho phép thường không cao.

Led có màu khác nhau thì điện thế phân cực thuận cũng khác nhau :

Led màu đỏ có điện thế phân cực thuận là : V_D = 1.6V ÷ 2V

Led màu cam có điện thế phân cực thuận là : V_D = 2,2V ÷ 3V

Led màu xanh lá có điện thế phân cực thuận là : V_D = 2,7V ÷ 3,2V

Led màu xanh da trời có điện thế phân cực thuận là : VD = 2,7V ÷ 3,2V

Led hồng ngoại có điện thế phân cực thuận là : V_D = 1,8V ÷ 5V

** Lưu ý :

Khi sử dụng Led với nguồn AC có điện áp cao ta cần gắn song song và ngược chiều với Led một Diode nắn điện ( hoặc gắn hai Led song song ngược chiều ) để tránh làm hư Led khi bị phân cực nghịch

CHƯƠNG 6: CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM CỦA 89C51

DOS 5.0 (038-N) MCS-51 MACRO ASSEMBLER, V2.2

OBJECT MODULE PLACED IN F:\doantotnghiep\chuongtring1.OBJ

ASSEMBLER INVOKED BY: ??? F:\doantotnghiep\chuongtring1.asm

                    

MCS-51 MACRO ASSEMBLER    TAM                                                                       10/09/:4   PAGE    2

SYMBOL TABLE LISTING

------ ----- -------

N A M E             T Y P E                V A L U E          A T T R I B U T E S

 

B. . . . .                D ADDR             00F0H                 A      

DELAY120 .      C ADDR             004CH                A      

DELAY2 . .        C ADDR             005FH                 A      

DOIBCD . .        C ADDR             0017H                 A      

MAIN . . .           C ADDR             0000H                 A      

P0 . . . .                D ADDR             0080H                 A      

P1 . . . .                D ADDR             0090H                 A      

P2 . . . .                D ADDR             00A0H                A      

P3 . . . .                D ADDR             00B0H                A      

TF0. . . .               B ADDR             0088H.5              A      

TF1. . . .               B ADDR             0088H.7              A      

TH0. . . .              D ADDR             008CH                A      

TH1. . . .              D ADDR             008DH                A      

TL0. . . .              D ADDR             008AH                A      

TL1. . . .              D ADDR             008BH                A      

TMOD . . .          D ADDR             0089H                 A      

TR0. . . .              B ADDR             0088H.4              A      

TR1. . . .              B ADDR             0088H.6              A      

XL . . . .               C ADDR             0010H                 A      

XUAT . . .           C ADDR             002AH                A      

REGISTER BANK(S) USED: 0

ASSEMBLY COMPLETE, NO ERRORS FOUND

       CHƯƠNG KẾT LUẬN

*****

I. ỨNG DỤNG:

Mô hình có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong các phân xưởng sản xuất. Nó có thể  chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều cung cấp cho các động cơ một chiều (làm việc với công  suất cao ).Nó có thể thay đổi tốc độ động cơ để cung cấp cho các mục đích khác nhau , đáp ứng nhu cầu công việc ……Tăng năng xuất lao động,giảm chi phí trong quá trình sản xuất. Do đó khả năng ứng dụng vào thực tế là rất lớn.

II. ƯU ĐIỂM :

•  Mạch có sơ đồ nguyên lý đơn giản , dễ hiểu , dễ thi công.
• Có thể  ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong sản xuất.
• Chương trình phần mềm đơn giản, dễ đọc, dễ hiểu.

III. NHƯỢC ĐIỂM :

• Chưa hiển thị được số  thập phân
• Chưa ứng dụng được tối đa các  chức năng của ADC 0809
• Động cơ DC được sử dụng chưa tương xứng với mục đích sử dụng của mạch

III. THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN TRONG THI CÔNG :

1. Thuận lợi :

• Các linh kiện đơn giản , dễ tìm .
• Việc thiết kế mạch tương đối đơn giản .

2. Khó khăn :

• Thời gian thi công ngắn , thiếu công cụ.
• Thiếu tài liệu tham khảo về ADC 0809
• Vì thời gian còn hạn chế nên nhóm em chưa thiết kế được mạch hiển thị hoàn chỉnh

TÀI LIỆU THAM KHẢO

***********

 

• Giáo trình LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VÀ ỨNG DỤNG của TS. Nguyễn Phước Nguyên

·    Họ vi điều khiển 8051 của Tống Văn On và Hoàng Đức Hải   

• Tài liệu tham khảo ADC 0809 trên các trang web WWW.ALLDATASHEET.COM