đề tài thiết kế, chế tạo, lắp ráp mạch bơm nước tự động dùng ic số''''''''''''''''

Đề tài:
Thiết kế, chế tạo, lắp ráp mạch bơm
nước tự động dùng IC số"
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
LỜI NÓI ĐẦU 6
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 7
KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN 7
PHẦN MỘT : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9
1.1. Điện trở 10
1.1.1Khái niệm 10
1.1.2 Phân loại 10
1.1.3. Đặc điểm của điện trở 10
1.1.4. Cấu tạo cơ bản và quy ước giá trị 11
1.2 tụ điện 13
1.2.1 Khái niệm 13
1.2.2 Phân loại tụ điện 13
1.2.3 Đặc điểm tụ điện 13
1.2.4.Cấu tạo và kí hiệu quy ước giá trị 14
1.2.5 Quy tắc xác định giá trị : 14
1.3 . Máy biến áp nguồn 16
1.4. Diode 19
1.4.1 Diode chỉnh lưu,cấu tạo và nguyên tắc làm việc 19
1.4.2:Các mạch ứng dụng cơ bản của diode 21
1.4.3.Diode phát quang (Led) 22
1.5.IC nguồn ổn áp 25
1.5.1.Kí hiệu 25
1.6– Giới thiệu về Transistor 26
1.6.1 Kí hiệu và cấu tạo của transistor. 27
1.6.2. Phân cực cho transistor 29
1.6.3. Nguyên lí làm việc 29

1.6.5– Các thông số kỹ thuật của Transistor 31
1.6.6. Ứng dụng của transistor 31
1.7 Rơ-le và các loại Rơ-le 32
1.7.1 khái niệm 32
1.7.2 Các bU hận 36
1.7.3 Phân
loại 32
1.7.4 thông số kĩ thuat của rơle 33
1.8. Các cổng logic cơ bản 33
1.8.1. Giới thiệu chung về các cổng logic cơ bản 33
1.8.2. Các cổng Logic 35
1.9.Bảng thông số kỹ thuật của mUt số loại ic số 40
1.10 đUng cơ bơm nước 42
PHẦN HAI : THIẾT KẾ MẠCH VÀ THỰC NGHIỆM 44
2.1Thiết kế theo sơ đồ khối 44
2.2 thiết kế mạch nguyên lý 45
2.2.1Thiêt kế khối nguồn 45
2.2.2 Thiêt kế khối cảm biến 46
2.2.3 Thiết kế mạch logic 46
2.2.4Thiêt kế khối chấp hành 53
2.3 Sơ đồ toàn mạch 55
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 56
PHẦN BA :KẾT LUẬN 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1.1.8: Bảng quy ước giá trị điện trở chẩn quốc tế 11
Hình 1.1.9 : Phương pháp xác định điện trở dựa trên các quy ước 11
Hình 1.2.4: Kí hiệu của các loại tụ hóa 14
Hinh1.3.5hình ảnh thực tế của máy biến áp nguồn 17
Hình 1.3.6:Sơ đồ nguyên lý của máy biến áp 18

Hình1.4.1.1 Đặc tuyến Vol-Ampe của diode 20
Hình 1.4.1: Một số loại diode phát quang thường gặp 22
Hình 1.4.2: Cấu tạo bên trong của diode phát quang 23
Hình 1.4.3. led phát và thu hồng ngoại 24
Hình 1.5.1 .1:IC ổn áp 7812 25
Hình 1.5.1.2Kí hiệu IC 78XX 25
Hinh 1.6.0: hình dạng transistor thực tế 26
Hình 1.6.1: Kí hiệu của transistor 27
Hình 1.6.2: Cấu tạo của transistor 28
Hình 1.6.3: Nguyên lý làm việc của transistor 29
Hình 1.7.0 hình ảnh role thực tế 30
Hình 1.8.1.1: Dạng tín hiệu logic dương 32
Hình 1.8.1.2: Dạng tín hiệu logic âm 33
Hình 1.8.1.3: Mã hóa xung 33
Hình 1.8.2.1: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng AND 34
Hình 1.8.2.2: IC 4073 và IC 74LS08 34
Hình 1.8.2.3: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NOT 34
Hình 1.8.2.4: IC 7414 35
Hình 1.8.2.5: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NAND 35
Hình 1.8.2.6: IC 4011 và IC 74HC20 35
Hình 1.8.2.7: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng OR 36
Hình 1.8.2.8: IC 74HC32 36
Hình 1.8.2.9: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NOR 36
Hình 1.8.2.10: IC 7402 37
Hình 1.8.2.11: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng EX-OR 37
Hình 1.8.2.12: 74HC86 38
Hình 1.9.Bảng thông số kỹ thuật của một số loại ic số 39
Hinh 1.10.1: Mô hình cấu tạo máy bơm nước 39
Hình 1.10.2: dạng stato 40
Hình 1.10.3: hình ảnh lõi thép 40

Hình1.10.4: ảnh roto lồng sóc 41
Hình2.1.1: sơ đồ khối toàn mạch 41
Hình2.2.1: sơ đồ khối nguồn 42
Hình 2.2.2 sơ đồ nguyên lý mạch thu phát hồng ngoại 44
Hinh 2.2.3.1các trạng thái xảy ra 46
Hình 2.2.3 .2cơ đồ mạch tạo mức cho các bể 47
hình 2.2.3.4 sơ đồ nguyên lý mạch logic của bể B 49
Hình 2.2.3.5 sơ đồ nguyên lý mạch logic bể chứa C 50
Hình 2.2.3.6 mạch logic chuyển từ chế độ tự động sang bằng tay 50
Hình 2.2.4 sơ đồ khối chấp hành 51
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công cuộc công
nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang phát triển mạnh mẽ. Trước tình hình đó đã có khá
nhiều yêu cầu cấp bách và cũng là những thách thức được đặt ra cho giới trí thức.
Để tiếp tục dẫn dắt sự phát triển của đất nước ngày càng giàu mạnh, thì phải đầu
tư cho giáo dục, đào tạo thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo, thì phải đưa các phương tiện dạy học
hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ con người ngày càng
cao đáp ứng được yêu cầu của xã hội. Để làm quen với công việc thiết kế, chế tạo
và tìm hiểu các về các loại linh kiện điện tử, chúng em đã được các thầy cô trong
khoa Điện - Điện tử giao cho đồ án môn học “Nghiên cứu, thiết kế , lắp ráp máy
bơm nước tự động dùng ic số ” nhằm củng cố về kiến thức trong quá trình thực tế
.Sau khi nhận được đề tài, với sự hướng dẫn của thầy Đỗ Công Thắngvới sự nỗ lực
của bản thân, 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 có gắng nhưng do thời gian
cũng như trình độ vẫn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót. Vậy em kính
mong sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy để đồ án của em được
hoàn thiện hơn .
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Mắn
Vũ Quốc Tự
PhạmThị Thủy
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay ngành kỹ thuật điện tử có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của
con người. Các hệ thống điện tử ngày nay rất đa dạng và đang thay thế các công việc
hàng ngày của con người từ những công việc từ đơn giản đến phức tạp như điều
khiển tín hiệu đèn giao thông, đo tốc độ động cơ hay các đồng hồ số. Các hệ thống
này có thể thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số. Tuy nhiên trong các hệ
thống điện tử thông minh hiện nay người ta thường sử dụng hệ thống số hơn là các hệ
thống tương tự bởi một số các ưu điểm vượt trội mà hệ thống số mang lại đó là: độ
tin cậy cao, giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt và vận hành…Chính vì thấy
được những ưu điển của hệ thống mạch số nên trong thực tế mạch số đã được lắp ráp
và sử dụng rất nhiều thấy được tầm quan trong đó của mạch số công với kiến thức về
môn điện tử cơ bản và đặc biệt sau một thời gian học tập và tìm hiểu các tài liệu về
kỹ thuật số, cũng như tham khảo ở ngoài thực tế củng như trên internet chúng em đã
chọn đề tài: ” Thiết kế,chế tạo,lắp ráp mạch bơm nước tự động dùng IC số’’
Về đề tài: ” Thiết kế mạch bơm nước tự động dùng IC số’’ Không chỉ có ý
nghĩa về mặt lý thuyết gúp sinh viên có thể vận dụng linh hoat giữa lý thuyết và thực
tế .mà nó còn giúp sinh viên có thể làm quyen vói việc nghiên cứu khoa học ngay từ
lúc còn ngồi trên ghế nhà trường,và nó cũng là cơ sở để nghiên cứu các đề tài lớn
hơn . không chỉ vậy đề tài này còn được ứng dụng rất rông dãi trong cuộc sống đó
chính là lý do mà chúng em chọn đề tài này.
KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN
STT Tuần Công việc thực hiện Người thực hiện
11 Tuần 1
- Sắp xếp công việc cho từng tuần (phân chia
công việc cho từng thành viên).
Cả nhóm
Tìm hiểu đề tài.

- Tìm kiếm tài liệu liên quan: Linh kiện điện
tử, điện tử căn bản, điện tử công suất…
Cả nhóm
- Tìm hiểu nguyên lý các mạch có liên quan
đến đề tài. Chẳng hạn như các mạch thu phát
hồng ngoại, mạch động lực điều khiển động
cơ và các linh kiện liên quan đến mạch.
Mắn
- Tham khảo ý kiến của những người có
chuyên môn.
Tự
22
Tuần
2+3
- Sau khi đã tìm hiểu đề tài sẽ đưa ra cơ sở lý
thuyết chung của đề tài.
- Từ đó xây dựng được sơ đồ khối.
- Đưa ra nguyên tắc hoạt động của các khối
và các linh kiện sẽ sử dụng để thiết kế mạch
phù hợp với yêu cầu từng khối.
Cả nhóm
23 Tuần
4+5
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn mạch.
- Tính toán thông số rồi tiến hành chạy mô
phỏng.
Thủy
- Ráp mạch và khảo sát trên bo mạch (nếu
gặp lỗi chỉnh sửa lại).
Tự

4 Tuần 6
- Đo đạc kiểm tra xem trên board chạy có đạt
yêu cầu hay không?
Cả nhóm
- Tiến hành làm sản phẩm (câu dây).
Thủy
- Lắp ráp hoàn tất sản phẩm. Thủy

5
Tuần 7
- Chuẩn hóa nội dung, làm cuốn thuyết minh.
Mắn
- Chuẩn bị các dụng cụ để bảo vệ đề tài
(tìm chiếu, bản vẽ).
Cả nhóm
- Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại toàn bộ
nội dung.
Cả nhóm
PHẦN MỘT : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Điện trở
1.1.1Khái niệm
Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử, chúng
có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp để thực hiện chức năng tuỳ theo vị trí của
điện trở trong mạch.Ta có thể hiểu một cách đơn giản điện trở là một sự cản trở dòng
điện của một vật dẫn điện,nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ,dẫn điện kém thì điện
trở lớn và cách điện thì điện trở bằng vô cùng.
Ký hiệu: R
Biểu thức xác định: (1.1.1)
Đơn vị tính:Ω(Ohm)
1.1.2 Phân loại

Các điện trở được chia làm hai loại chính là điện trở cố định và điện trở biến đổi
Có 3 loại điện trở thường được chế tạo và sử dụng:
• Điện trở màng than (Carbon-Film)
• Điện trở màng kim loại (Metal-Film)
• Điện trở dây quấn.
1.1.3. Đặc điểm của điện trở
- Đặc tính cần thiết của điện trở là khả năng chịu tải và hệ số nhiệt độ.
- Điện trở làm việc phụ thuộc vào nhiệt độ của nó, do đó trị số thay đổi khi có dòng chảy
qua do có hiện tượng biến đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt trên thân điện trở.
- Giá trị điện trở còn thay đổi theo thời gian hay trong những điều kiện đặc biệt theo tần
số tín hiệu xoay chiều tác động lên nó.
- Giá trị giới hạn :Công suất cực đại cho phép (Pmax )
Điện áp làm việc cực đại cho phép (Umax )
Nhiệt độ cực đại cho phép.
- Khi có hai hay nhiều điện trở R
1
, R
2
, , Rn mắc nối tiếp nhau thì giá trị điện trở tổng
cộng bằng tổng các điện trở riêng rẽ:
R=++ + (1.1.2)
I=== = (1.1.3)
U=++ + (1.1.4)

• Khi mắc hai hay nhiều điện trở R
1
,R
2
, , Rn song song thì điện trở tương đương của
chúng được tính bởi:

(1.1.5)
U=++ + (1.1.6)
I=== =
(1.1.7)
1.1.4. Cấu tạo cơ bản và quy ước giá trị
• Cấu tạo cơ bản của điện trở:
• Điện trở màng than: Than được ép thành một lớp rất mỏng bên ngoài thân gốm hình trụ
hoặc bản phẳng.
• Điện trở màng kim loại: Một lớp vỏ mỏng kim loại được bay hơi và kết tụ trên thân gốm
như vật liệu có điện trở.
• Điện trở dây quấn: Dây kim loại hoặc hợp kim được uốn quanh một ống sứ và nối vào
mũ bịt đầu ống sứ,chân nối cũng được hàn vào mũ bịt đầu này.
• Quy ước giá trị điện trở
Hình 1.1.8: Bảng quy ước giá trị điện trở chẩn quốc tế
Hình 1.1.9 : Phương pháp xác định điện trở dựa trên các quy ước
1.2 tụ điện
1.2.1 Khái niệm
Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động dùng để làm phần tử tích trữ và giải
phóng năng lượng trong mạch điện.Thông thường đối với dòng điện một chiều thì tụ điện
có trở kháng rất lớn còn với dòng xoay chiều thì trở kháng tụ điện thay đổi tùy theo tần
số dòng điện.
Kí hiệu là C
Biểu thức xác định: Z
c
= = (1.2.1)
Đơn vị tính: Fara (F).
1.2.2 Phân loại tụ điện
• Có rất nhiều phương pháp phân loại,nếu phân loại theo tính chất thì có hai loại :
• Tụ không phân cực :Gồm các lá kim loại ghép xen kẽ với lớp cách điện mỏng.
• Tụ phân cực :Có cấu tạo gồm 2 điện cực cách ly nhau nhờ một lớp chất điện phân mỏng

làm điện môi.
• Nếu phân loại theo cấu tạo thì sẽ có 7 loại chính :
• Tụ gốm :Điện môi bằng gốm có kích thước nhỏ
• Tụ mi ca :Điện môi bằng mi ca tráng bạc
• Tụ Polycacbonat : Có dạng tấm chữ nhật,kích thước nhỏ gọn,điện dung lớn.
• Tụ giấy polyste : Chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polyste có dạng hình trụ.
• Tụ hóa :Có cấu tạo là lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân cuộn lại đặt trong vỏ
nhôm,điện áp làm việc thấp,kích thước và sai số lớn.
• Tụ tan tan : Dạng hình trụ có đầu ra dọc theo trục và dạng hình viên tan tan
• Tụ biến đổi : Chính là tụ xoay trong radio hoặc tụ tinh chỉnh.
1.2.3 Đặc điểm tụ điện
• Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua, ngăn dòng một chiều.
• Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ.
• Đơn vị đo điện dung của tụ ở mạch: pF(picro Fara),nF(nano Fara),uF (micro Fara).
• Khi sử dụng tụ phải quan tâm đến hai thông số :
• Điện dung: Cho biết khả năng chứa điên của tụ.
• Điện áp: cho biết khả năng chịu đựng của tụ.
• Ghép nối tiếp: Các tụ C
1
, C
2
, , Cn ghép nối tiếp thì điện dung tương đương C của bộ tụ
có giá trị xác định bởi :
(1.2.2)
• Ghép tụ song song: Các tụ C
1
, C
2
, , Cn ghép song song thì điện dung tương đương C
của bộ tụ được xác định bởi:

(1.2.3)
• Ghép tụ hóa nối tiếp thì dương tụ này vào âm tụ kia, song song thì nối cùng cực.
1.2.4. Cấu tạo và kí hiệu quy ước giá trị
• Tụ không phân cực : Gồm các lá kim loại xen kẽ với các lá làm bằng chất cách điện gọi
là chất điện môi.Tên của tụ được đặt theo tên chất điện môi như tụ gốm,tụ mica…Giá trị
của tụ có điện dung từ 1,8pF-1mF.
• Tụ điện phân : Tụ điện phân có cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ một màng
mỏng chất điện phân,khi có một đện áp tác động lên hai điện cực sẽ xuất hiện một màng
oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như lớp điện môi. Lớp điện môi càng mỏng
kích thước của tụ càng nhỏ mà điện dung lại lớn.
1.2.5 Quy tắc xác định giá trị :

H.5 H.6
H.7
C = 100 F
U = 50V
C = 10F
U = 16V
C = 1000 F
U = 25V



Hình 1.2.4: Kí hiệu của các loại tụ hóa
• Các loại tụ có dùng mã
• Mã số thường được dùng cho các loại tụ có giá trị nhỏ trong đó các giá trị được định
nghĩa lần lượt như sau:
- Giá trị thứ 1 là số hàng chục
- Giá trị thứ 2 là số hàng đơn vị
- Giá trị thứ 3 là số số không nối tiếp theo giá trị của số đã tạo từ giá trị 1 và 2.Giá trị của

tụ được đọc theo chuẩn là giá trị picro Fara (pF)
- Chữ số đi kèm sau cùng đó là chỉ giá trị sai số của tụ.
Ví dụ: tụ ghi giá trị 102 thì có nghĩa là 10 và thêm 2 số 0 đằng sau =1000pF = 1nF chứ
không phải 102pF
Hoặc ví dụ tụ 272J thì có nghĩa là 2700pF=2,7nF và sai số là 5%
• Tụ dùng mã màu
• Sử dụng chủ yếu trên các tụ loại polyester trong rất nhiều năm. Hiện nay các loại tụ này
đã không còn bán trên thị trường nữa nhưng chúng vẫn tồn tại trong khá nhiều các mạch
điện tử cũ. Màu được định nghĩa cũng tương tự như đối với màu trên điện trở. 3 màu trên
cùng lần lượt chỉ giá trị tụ tính theo pF, màu thứ 4 là chỉ dung sai và màu thứ 5 chỉ ra giá
trị điện áp.
Ví dụ tụ có màu nâu/đen/cam có nghĩa là 10000pF= 10nF= 0.01µF.
Chú ý rằng ko có khoảng trống nào giữa các màu nên thực tế khi có 2 màu cạnh nhau
giống nhau thì nó tạo ra một mảng màu rộng. Ví dụ Dải đỏ rộng/vàng= 220nF=0.22µF
1.3 Máy biến áp nguồn
Hinh1.3.5 Hình ảnh thực tế của máy biến áp nguồn
Máy biến áp là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện
từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống
dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đổi.
- Do đó máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ
không biến đổi năng lượng.
- Nếu một cuộn dây được đặt vào một nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây
sơ cấp), thì sẽ có một từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và
số vòng dây quấn sơ cấp.
Từ thông này sẽ móc vòng các cuộn dây quấn khác (dây quấn thứ cấp) và cảm
ứng trong dây quấn thứ cấp có một sức điện động mới, có giá trị phụ thuộc vào số
vòng dây quấn thứ cấp.
- Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp chúng ta sẽ có tỷ lệ
tương ứng giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp.
• Cấu tạo máy biến áp: Máy biến áp có các bộ phận chính như sau: Lõi thép,dây

quấn và vỏ máy.
Lõi thép dùng làm mạch từ để dẫn từ thông,đồng thời làm khung để đặt dây
quấn.Thông thường để giảm tổn hao do dòng điện xoáy sinh ra,lõi thép cấu tạo gồm các
lá thép kỹ thuật (tole silic) dày 0,35mm ghép lại đối với máy biến áp hoạt động ở tần số
vài trăm H
Z
.
Đối với các máy biến áp dùng trong lĩnh vực thông tin tần số cao thường được tạo bởi
các lá thép permalloy ghép lại.
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp: Hoạt động dựa trên ý niệm về cảm ứng điện
từ.Để tăng hiệu quả thì mạch từ được cấu tạo bởi vật liệu dẫn từ tốt
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1.3.6:
Sơ đồ nguyên lý của máy biến áp
- Dây quấn 1 có N1 vòng dây và dây quấn 2 có N2 vòng dây được quấn trên lõi
thép 3
- Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn 1 (dây quấn sơ cấp), sẽ có dòng
điện i1 chạy trong dây quấn 1
- Trong lõi sinh ra từ thôngΦ móc vòng với cả hai dây quấn 1 và 2, cảm ứng ra
các sức điện động e1 và e2.
- Dây quấn 2 (dây quấn thứ cấp) có sức điện động e2, sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa
ra tải với điện áp xoay chiều u2.
- Như vậy năng lượng của dòng điện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn 1
sang dây quấn 2.
- Nếu N
2
> N
1
thì U
2

> U
1
, I
2
< I
1
: máy tăng áp
- Nếu N
2
< N
1
thì U
2
< U
1
, I
2
> I
1
: máy giảm áp
• công dụng của máy biến áp
- Bộ điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp.
- Máy biến áp dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện đi xa,
và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp cho tải.
- Ngoài ra, chúng còn được dùng trong các lò nung, hàn điện, đo lường hoặc làm
nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử.
- Nghiên cứu chế độ hoạt động không tải của máy biến áp là rất cần thiết.
- Qua đó, chúng ta có thể xác định được các đại lượng chính của máy biến áp,
bằng phương pháp tính toán và phương pháp thực nghiệm như: tỷ số biến áp, dòng
điện không tải và tổn hao không tải.

- Hơn nữa, phối hợp giữa đặc tính không tải và đặc tính có tải, chúng ta có thể xác
định được hiệu suất của máy biến áp
1.4. Diode
1.4.1 Diode chỉnh lưu, cấu tạo và nguyên tắc làm việc
Một trong những ứng dụng quan trọng của tiếp giáp P-N là chế tạo ra diode bán
dẫn.Về cấu trúc của diode bán dẫn có cấu tạo từ một tiếp giáp P-N trong đó có hai điện
cực.Điện cực Anôt(A) nối với chất BDTC loại P,điện cực Catôt (K) nối với chất BDTC
loại N.Trong quá trình làm việc của diode để phân cực thuận điện cực A nối với nguồn
điện dương,điện cực K nối với nguồn điện âm.Để phân cực ngược chỉ cần đảo chiều
nguồn tác động nối tới hai cực.
Để thấy rõ mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp trên diode ta theo dõi đường đặc
tuyến Vol-Ampe như sau:
Hình1.4.1.1 Đặc tuyến Vol-Ampe của diode
Đường đặc tuyến Vol-Ampe của diode chia làm ba vùng rõ rệt:
• Vùng 1 gọi là vùng phân cực thuận, dòng điện phụ thuộc vào điện áp phân cực thuận
UAK.Giá trị dòng rất lớn đó chính là sự chuyển động của các hạt đa số qua chuyển tiếp
P-N.
Ứng dụng của vùng 1 để làm các diode chỉnh lưu điện áp, dòng điện…
• Vùng 2 gọi là vùng phân cực ngược.Giá trị của dòng tăng rất nhỏ cho dù tăng 1 lượng
khá lớn.Sở dĩ dòng tăng chậm như vậy là do sự chuyển động của các hạt thiểu số qua
chuyển tiếp P-N.
Ứng dụng vùng 2 để làm mạch chỉnh lưu điện áp, mạch ghim áp…
• Vùng 3 gọi là vùng đánh thủng tương ứng khi tăng điện áp phân cực ngược cho diode tới
một giá trị ngưỡng nào đó () mà ở đó diện tích không gian của tiếp P-N có thể chiếm toàn
bộ cả hai vùng bán dẫn P,N. Nếu tăng điện áp phân cực ngược vượt quá giá trị điện áp
ngưỡng thì tiếp giáp P-N bị đánh thủng hoàn toàn theo hiệu ứng thác lũ,cấu trúc một tiếp
giáp P-N của diode không còn tồn tại.
Ứng dụng của vùng 3 để làm các phần tử ổn áp (diode zener).
1.4.2 Các mạch ứng dụng cơ bản của diode
a.Mạch chỉnh lưu nửa sóng

Một mạch chỉnh lưu nửa sóng chỉ một trong nửa chu kỳ dương hoặc âm có thể dễ dàng đi
ngang qua điốt, trong khi nửa kia sẽ bị khóa, tùy thuộc vào chiều lắp đặt của điốt. Vì chỉ
có một nửa chu kỳ được chỉnh lưu, nên mạch chỉnh lưu nửa sóng có hiệu suất truyền
công suất rất thấp. Mạch hỉnh lưu nửa sóng có thể lắp bằng chỉ một đi ốt bán dẫn trong
các mạch nguồn một pha
b.Mạch chỉnh lưu cả sóng
Mạch chỉnh lưu toàn sóng biến đổi cả hai thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào
thành một chiều. Do đó nó có hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên trong mạch điện không có
điểm giữa của biến áp người ta sẽ cần đến 4 điốt thay vì một như trong mạch chỉnh lưu
nửa sóng. Điều này có nghĩa là đầu cực của điện áp ra sẽ cần đến 2 điốt để chỉnh lưu, thí
dụ như 1 cho trường hợp điểm X dương, và 1 cho trường hợp điểm X âm. Đầu ra còn lại
cũng cần chính xác như thế, kết quả là phải cần đến 4 điốt. Các điốt dùng cho kiểu nối
này gọi là cầu chỉnh lưu.
Bộ chỉnh lưu toàn sóng biến đổi cả 2 nửa chu kỳ thành một điện áp đầu ra có một chiều
duy nhất: dương (hoặc âm) vì nó chuyển hướng đi của dòng điện của nửa chu kỳ âm
(hoặc dương)của dạng sóng xoay chiều. Nửa còn lại sẽ kết hợp với nửa kia thành một
điện áp chỉnh lưu hoàn chỉnh để chỉnh điện áp xoay chiều sang điện áp một chiều.
Đối với nguồn xoay chiều một pha, nếu dùng biến áp có điểm giữa, chỉ cần 2 điốt nối đâu
lưng với nhau (nghĩa là anode-với-anode hoặc cathode-với-cathode)có thể thành một
mạch chỉnh lưu toàn sóng.
1.4.3.Diode phát quang (Led)
Hình 1.4.1: Một số loại diode phát quang thường gặp
Hình 1.4.2: Cấu tạo bên trong của diode phát quang
Terminal pins: Chân Led
Transparent plastic case: Vỏ bằng nhựa
• Khi một diode được phân cực thuận, các điện tử từ bán dẫn loại n sang lấp đầy lỗ trống
trong bán dẫn loại p tạo ra dòng điện thuận. Đối với diode bình thường chế tạo từ Ge và
Si thì sự tái hợp giữa điện tử và lỗ trống tạo ra năng lượng dưới dạng nhiệt.
• Diode phát quang (LED) là loại diode dùng các chất bán dẫn đặc biệt như Ga,As. Với các
chất này sự tái hợp điện tử và lỗ trống sẽ tạo ra ánh sáng.Cụ thể là khối bán dẫn loại p

chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (chứa
các điện tử tự do) thì các lõ trống này có su hướng chuyển động khuếch tán sang khối
n.Cùng lúc đó khối p lại nhận thêm các điện tử(diện tích âm) từ khối n chuyển sang.Kết
quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống).Ở biên giới hai bên mặt
tiếp giáp,một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau,chúng có xu
hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa.Quá trình này có thể giải
phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó.
• Tuỳ theo chất bán dẫn mà LED phát ra ánh sáng có màu khác nhau như vàng, xanh lá,
đỏ, Điện áp ngưỡng của LED: Vz=1,72,2V. Dòng điện: ID = 5mA20mA.
• LED dùng trong các mạch chỉ thị, cho biết trạng thái của mạch như báo nguồn, báo mức
logic, báo âm lượng…
• LED ánh sáng hồng ngoại
Hình 1.4.3. led phát và thu hồng ngoại
Led phát hồng ngoại : vật liệu dung để chế tạo các diode phát hồng ngoại là GaAs .
chúng cho phép phổ bức xạ đạt được trong dải từ xung quanh 900nm đến 1040nm .ánh
sang phát ra từ LED là ánh sang không nhìn thấy tia hồng ngoại được thu lại và sử lý
sang tín hiệu số bằng TSOP138 ,TSOP1738…các mắt nhận tín hiệu hồng ngoại biến đổi
năng lương quang thành năng lượng điện cấp tín hiệu cho mạch thu .
1.5. IC nguồn ổn áp
Hình 1.5.1 .1:IC ổn áp 7812