Thực tập công nhân đề tài “thiết kế thang máy ”

Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
LỜI NÓI ĐẦU
Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã
ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ
chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện
đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng
các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất
tiêu thụ nhỏ.
Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị,
sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người như máy giặt,
đồng hồ báo giờ… đã giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày càng hiện đại và tiện
nghi hơn.
Chúng em chân thành cảm ơn Thầy Lê Hồng Nam đã tận tình hướng dẫn nhóm
trong quá trình làm thực tập , đã tạo điều kiện cho chúng em được thực hiện đề tài
tốt nhất .
Đề tài “Thiết kế thang máy ” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hình điều
khiển. Do tài liệu tham khảo điều khiển bằng PIC còn hạn chế, trình độ có hạn và
kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót.
Vì vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các
thầy cô cũng như của các bạn sinh viên để giúp nhóm có thể làm tốt hơn những đề
tài sau này .
Đà Nẵng,tháng5 năm 2012
Tổ 3 Trang 1



 
!"#$
%&'()*+*
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI THIẾT KẾ THANG MÁY

1. Nhiệm vụ thiết kế:
Nhiệm vụ cần thực hiện là thiết kế một thang máy có 3 tầng. Vậy yêu cầu đặt ra là:
+Thiết kế khối nguồn
+Thiết kế bộ Encoder
+Thiết kế khối xử lý trung tâm
+Thiết kế khối bàn phím
+Thiết kế khối động cơ kéo thang
+Thiết kế khối đóng mở cửa
+Thiết kế khối hiển thị
+Thiết kế khối giao tiếp máy tính
+Viết thuật toán.
+Viết chương trình điều khiển.
+Làm mô hình.
2. Sơ đồ khối:
Tổ 3 Trang 2
,-'
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
3. Chức năng và linh kiện sử dụng trong các khối.
3.1Khối xử lý trung tâm:
 Nhiệm vụ: Dùng để xử lý các tín hiệu vào và xuất tín hiệu ra,điều khiển mọi hoạt
động của hệ thống.
 Chọn linh kiện sử dụng:Vi điều khiển PIC16F877A, thạch anh 4Mhz, switch ,điện
trở thanh, các Jump, điện trở thường và một số tụ điện.
 Sơ đồ nguyên lý
P V N 1
P I C 1 6 F 8 7 7 A
R A 0 / A N 0
2
R A 1 / A N 1
3

R A 2 / A N 2 / V R E F - / C V R E F
4
R A 3 / A N 3 / V R E F +
5
R A 4 / T 0 C K I / C 1 O U T
6
R A 5 / A N 4 / S S * / C 2 O U T
7
R B 0 / I N T
3 3
R B 1
3 4
R B 2
3 5
R B 3 / P G M
3 6
R B 4
3 7
R B 5
3 8
R B 6 / P G C
3 9
R B 7 / P G D
4 0
R C 0 / T 1 O S O / T 1 C K I
1 5
R C 1 / T 1 O S I / C C P 2
1 6
R C 2 / C C P 1
1 7

R C 3 / S C K / S C L
1 8
R C 4 / S D I / S D A
2 3
R C 5 / S D O
2 4
R C 6 / T X / C K
2 5
R C 7 / R X / D T
2 6
R D 0 / P S P 0
1 9
R D 1 / P S P 1
2 0
R D 2 / P S P 2
2 1
R D 3 / P S P 3
2 2
R D 4 / P S P 4
2 7
R D 5 / P S P 5
2 8
R D 6 / P S P 6
2 9
R D 7 / P S P 7
3 0
O S C 1 / C L K I N
1 3
O S C 2 / C L K O U T
1 4

V D D
3 2
V D D
1 1
V S S
3 1
V S S
1 2
M C L R * / V P P
1
R E 0 / R D * / A N 5
8
R E 1 / W R * / A N 6
9
R E 2 / C S * / A N 7
1 0
J 2
C O N 8
1
2
3
4
5
6
7
8
J 4
1
2
J 5

1
2
3
J 6
1
2
3
0
0
R C 4
4
5
3
6
2
7
1
8
1 0
9
R C 5
4
5
3
6
2
7
1
8
1 0

9
J 3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
R 1
8 . 2 k
S W 1
1 3
2 4
0
C 1
1 0 u F
0 0
Y 1
4 M H z
12
C 2
2 2 p
C 3
2 2 p
0
J 7
1

2
0
J 1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
 Nguyên lý làm việc:
Tổ 3 Trang 3
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
- Nhận dữ liệu điều khiển từ bàn phím qua RD0 – RD5 ,RB6 ,RB7
,RC7.
- Nhận dữ liệu từ công tắc hành trình qua RC0 – RC6.
- Giao tiếp với PC qua cổng Com dùng max232 bằng các chân
RD6 ,RD7.
- Giao tiếp với khốiEncoder qua RB0.
- Điều khiển động cơ kéo thang qua RE0 – RE2.
- Điều khiển đóng mở cửa qua RB1 ,RB2.
- Hiển thị qua RA0 – RA5 ,RB3 – RB5.
3.2Khối bàn phím và CTHT.
 Nhiệm vụ : Nhận dữ liệu.
 Chọn linh kiện sử dụng : Switch cỡ nhỏ để tiết kiệm diện tích mạch, Jump nối để
truyền dữ liệu lên vi điều khiển.
 Sơ đồ nguyên lý :

 Nguyên lý làm việc : Các nút SW tác động mức 0.Nhấn SW là nối các Port của vi
điều khiển tương ứng xuống mass.
3.3Khối hiển thị:
 Nhiệm vụ
Tổ 3 Trang 4
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
Hiển thị vị trí thang máy (tầng mấy) và chiều của động cơ
 Linh kiện
Ic phân đường
Led ma trận
Khóa bjt
Các điện trở
 Sơ đồ nghuyên lí
3.4Khối giao tiếp máy tính :
a. Nhiệm vụ : máy tính sẽ thực hiện việc gửi dữ liệu xuống VĐK (nếu
có) và sẽ giám sát hoạt động của thanh may thông qua cổng COM theo
chuẩn logic RS232.
b. Chọn linh kiện : MAX232 và cổng COM
c. Sơ đồ nguyên lý :
Tổ 3 Trang 5
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
U 9
M A X 2 3 2
1
3
4
5
1 61 5
2
6

1 2
9
1 1
1 0
1 3
8
1 4
7
C 1 +
C 1 -
C 2 +
C 2 -
V C CG N D
V +
V -
R 1 O U T
R 2 O U T
T 1 I N
T 2 I N
R 1 I N
R 2 I N
T 1 O U T
T 2 O U T
C 1 0
1 0 u
C 1 3
1 0 u
C 1 1
1 0 u
C 9

1 0 u
J 7
G I A O T I E P
1
2
3
4
0
P 1
D B 9
5
9
4
8
3
7
2
6
1
V C C
C 1 2
1 0 u
V C C
0

*Sơ đồ thực thực tếVi mạch này nhận mức RS232 đã được gởi tới từ máy tính và biến đổi tín hiệu
náy thànhtín hiệu TTL để cho tương thích với PIC16F877A và nó cũng thực hiện ngượclại là biến
đổitín hiệu TTL từ Vi điều khiển thành mức +12V, -12V để cho phù hợp hoạt động của máytính.
Giao tiếp theo cách này, khoảng cách từ máy tính đến thiết bị ngoại vi có thể đạt tới trên 3-5 mét.Đối
với đề tài chỉ yêu cầu truyền dữ liệu từ máy tính qua VDK và ngược lại với một mô hình thang máy

kích cỡ nhỏ vì vậy chúng em chọn vi mạch MAX232 để thựchiện biến đổi tương thích mức tín
hiệu.Ưu điểm của giao diện này là có khả năng thiết lập tốc độ Baud
khối điều khiển động cơ chính và động cơ đóng mở cửa
 nhiệm vụ
Tổ 3 Trang 6
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
điều khiển động cơ kéo cabin đi lên , đi xuống , dừng ,đóng mở cửa đúng với
yêu cầu của người dùng
 hoạt động
mạch điều khiển động cơ được điều khiển bằng tín hiệu lấy ra từ các chân
re0 đến re2 của port e .các tín hiệu điều khiển này sẻ tác động lên các rowle
đảo chiều ,cấp nguồn và thay đổi tóc độ qua các opto để cách li với pic
 linh kiện
opto pc817
bjt sc2383
relay kích 5v
relay kích 12v
bt126
các diode ,led ,điện trở
 sơ đồ nguyên lí
D 1
H T - 3 5
Q 1
Q 2 0 1 5 L 5 / T O
J 7
C O N 4
1
2
3
4

R 2
R
R 3
R
R 4
R
R 5
R
R 6
R
L S 1
R E L A Y D P D T
3
4
5
6
8
7
1
2
L S 2
R E L A Y S P D T
3
5
4
1
2
L S 3
R E L A Y S P D T
3

5
4
1
2
I S O 1
O P T O I S O L A T O R - A
12
34
I S O 2
O P T O I S O L A T O R - A
12
34
J 1
C O N 2
1
2
J 2
C O N 3
1
2
3
D 2
L E D
D 4
D I O D E
D 5
D I O D E
J 4
C O N 3
1

2
3
Q 2
2 S D 8 0 2
0
R 9
R
R 1 0
R
Q 6
2 S D 8 0 2
Q 7
2 S D 8 0 2
0
0
0
D 9
L E D
R 1 3
R
0
I S O 3
O P T O I S O L A T O R - A
12
34
R 7
R
R 8
R
0

D 6
D I O D E
R 1 4
R - T A P P E D
R 1 5
R - T A P P E D
D 8
L E D
C 1
C
0
3.5khối điều khiển động cơ đóng mở cửa
Tổ 3 Trang 7
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
 nhiệm vụ : khi đến tầng thì mở cửa cho người đi ra và đóng cửa khi người
vào xong
 linh kiện
opto pc817
relay kích 12 v
bjt sc2383
các led, diode, điện trở
 sơ đồ nguyên lí
3.7 Khối nguồn :
 Nhiệm vụ : cung cấp nguồn
 Linh kiện :
biến áp chỉnh lưu
ic ổn áp
bjt nâng dòng
các tụ lọc,điên trở ,led
 Sơ dồ nguyên lí

Tổ 3 Trang 8
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
+
C 2
1 0 0 u F
0
0
Q 1
2 S B 6 8 8
+
C 1
1 0 0 0 0 u F / 6 0 V
R 2
1 k
J 2
C O N 3
1
2
3
0
< D o c > < R e v C o d e >
< T i t l e >
A
1 1M o n d a y , M a y 1 4 , 2 0 1 2
T i t l e
S i z e D o c u m e n t N u m b e r R e v
D a t e : S h e e t o f
R 3
1 . 8 k
+

C 3
1 0 0 u F
0
R 7
0 . 2 2 R / 5 W
0
Q 2
2 S B 6 8 8
U 3
L M 7 8 0 5
1
2
3
V I
G N D
V O
0
D 4
L E D
C 7
1 0 4
0
0
0
0
R 5
3 . 3 R / 2 W
D 2
L E D
R 1

3 3 0
D 3
L E D
C 6
1 0 4
C 5
1 0 4
0
U 4
L M 7 8 1 2 C T
1 3
2
I N O U T
G N D
0
C 4
1 0 4
R 4
3 . 3 R / 2 W
J 1
C O N 2
1
2
0
- +
D 1
D I O D E B R I D G E
1
2
3

4
0
R 6
0 . 2 2 R / 5 W
3.8Encode
 Nhiệm vụ :
đếm xung từ đèn led quang để tính tốc độ động cơ
 Linh kiện
Led quang
Ic lm
 Mạnh nguyên lí
Tổ 3 Trang 9
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH
1 Giới thiệu vi điều khiển PIC16f877A :
1.1Sơ đồ khối của một bộ vi điều khiển PIC16f877A :
1.2Kiến trúc của vi điều khiển PIC16f877A :
Tổ 3 Trang 10
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
1.2.1 Giới thiệu :
Tổ 3 Trang 11
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
1.2.2 Cấu trúc bên trong của PIC16f877A :
BỘ NHỚ CHƯƠNG TRÌNH- BỘ NHỚ ROM
Bộ nhớ ROM dùng để lưu chương trình do người viết chương trình viết ra. Chương
trình là tập hợp các câu lệnh thể hiện các thuật toán để giải quyết các công việc cụ thể,
chương trình do người thiết kế viết trên máy vi tính, sau đó được đưa vào lưu trong ROM
của vi điều khiển, khi hoạt động, vi điều khiển truy xuất từng câu lệnh trong ROM để
thực hiện chương trình. ROM còn dùng để chứa số liệu các bảng, các tham số hệ thống,
các số liệu cố định của hệ thống.Trong quá trình hoạt động nội dung ROM là cố định,

không thể thay đổi, nội dung ROM chỉ thay đổi khi ROM ở chế độ xóa hoặc nạp chương
trình (do các mạch điện riêng biệt thực hiện).
Bộ nhớ ROM được tích hợp trong chip Vi điều khiển với dung lượng tùy vào chủng
loại cần dùng, chẳng hạn đối với 89S52 là 8KByte, với 89S53 là 12KByte.
Bộ nhớ bên trong Vi điều khiển 89Sxx là bộ nhớ Flash ROM cho phép xóa bộ nhớ
ROM bằng điện và nạp vào chương trình mới cũng bằng điện và có thể nạp xóa nhiều lần
Bộ nhớ ROM được định địa chỉ theo từng Byte, các byte được đánh địa chỉ theo số
hex-số thập lục phân, bắt đầu từ địa chỉ 0000H, khi viết chương trình cần chú ý đến địa
chỉ lớn nhất trên ROM, chương trình được lưu sẽ bị mất khi địa chỉ lưu vượt qua vùng
này. Ví dụ: AT89S52 có 8KByte bộ nhớ ROM nội, địa chỉ lớn nhất là 1FFFH, nếu
chương trình viết ra có dung lượng lớn hơn 8KByte các byte trong các địa chỉ lớn hơn
1FFFH sẽ bị mất.
Ngoài ra Vi điều khiển còn có khả năng mở rộng bộ nhớ ROM với việc giao tiếp với bộ
nhớ ROM bên ngoài lên đến 64KByte(địa chỉ từ 0000H đến FFFFH).
BỘ NHỚ DỮ LIỆU- BỘ NHỚ RAM
Bộ nhớ RAM dùng làm môi trường xử lý thông tin, lưu trữ các kết quả trung gian và
kết quả cuối cùng của các phép toán, xử lí thông tin. Nó cũng dùng để tổ chức các vùng
đệm dữ liệu, trong các thao tác thu phát, chuyển đổi dữ liệu.
RAM nội trong Vi điều khiển được tổ chức như sau:
Các vị trí trên RAM được định địa chỉ theo từng Byte bằng các số thập lục phân
(số Hex)
Các bank thanh ghi có địa chỉ 00H đến 1FH
210 vị trí được định địa chỉ bit
Tổ 3 Trang 12
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
các vị trí RAM bình thường
Các thanh ghi có chức năng đặc biệt có địa chỉ từ 80H đến FFH.
Các byte RAM 8 bit của vi điều khiển được gọi là "ô nhớ", nếu các ô nhớ có chức năng
đặc biệt thường được gọi là "thanh ghi", nếu là bit thì được gọi là "bit nhớ".
1. Các bank thanh ghi

Các bank thanh ghi có địa chỉ byte từ 00H đến 1FH, có 8 thanh ghi trong mỗi bank, các
thanh ghi được đặt tên từ R0-R7, các thanh ghi này được đặt mặc định trong bank 1. Có 4
bank thanh ghi và tại mỗi thời điểm chỉ có một bank thanh ghi được truy xuất với các
thanh ghi từ R0 đến R7, để thay đổi việc truy xuất các thanh ghi trên các bank thanh ghi,
người dùng phải thay đổi giá trị các bit chọn bank trong thanh ghi trạng thái PSW bằng
các câu lệnh trong chương trình.
Các lệnh dùng các thanh ghi từ R0 đến R7 mất khoảng không gian lưu trữ ít hơn và
thời gian thực hiện nhanh hơn so với các lệnh dùng các ô nhớ RAM khác, ngoài ra các
thanh ghi này còn có thêm một số chức năng đặc biệt khác, vì lí do này các dữ liệu sử
dụng thường thường được người viết chương trình đưa vào lưu trong các thanh ghi này.
Ngoài ra, có thể truy xuất thanh ghi trên các bank thanh ghi như với các ô nhớ bình
thường khác. Ví dụ: nguời dùng có thể truy xuất đến thanh ghi R7 bằng ô nhớ 07H.
2. Vùng RAM truy xuất từng bit
Trên RAM nội có 210 ô nhớ bit được định địa chỉ và có thể truy xuất đến từng bit, các bit
nhớ này cũng được định địa chỉ bằng các số thập lục phân- số Hex. Trong đó có 128 bit
nằm trong các ô nhớ có địa chỉ byte từ 20H đến 2FH, các bit nhớ còn lại chứa trong
nhóm thanh ghi có chức năng đặc biệt.
Mặc dù các bit nhớ và ô nhớ (byte) cùng được định bằng số Hex, tuy nhiên chúng sẽ
được nhận dạng là địa chỉ bit hay địa chỉ byte thông qua các câu lệnh tương ứng dành
cho các bit nhớ hoặc các ô nhớ này.
Ví dụ:
mov 05H,#10111111B ;>>> lệnh này thiết lập giá trị cho ô nhớ có địa chỉ là
05H
JB 05H,nhan01 ;>>> lệnh này liên quan đến trạng thái của bit nhớ có
địa chỉ 05H
3. Vùng RAM bình thường
Vùng RAM này có địa chỉ byte từ 30H đến 7FH, dùng để lưu trữ dữ liệu, được truy
xuất theo từng byte.
Tổ 3 Trang 13
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam

4. Các thanh ghi có chức năng đặc biệt
Các thanh ghi này được định địa chỉ byte, một số được định thêm địa chỉ bit, có địa
chỉ của các thanh ghi này nằm trong khoảng 80H đến FFH. Các thanh ghi đặc biệt này
này được dùng để xác lập trạng thái hoạt động cần thiết cho Vi điều khiển.

TÌM HIỂU MỘT SỐ Ô NHỚ CÓ CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT
6.Các thanh ghi có địa chỉ 80H, 90H, A0H, B0H:
Đây là các thanh ghi kiểm tra và điều khiển mức logic của các Port, có thể truy xuất
và xác lập các thanh ghi này với địa chỉ byte hoặc tên riêng lần lượt là P0, P1, P2, P3
tương ứng với các Port xuất. Chẳng hạn để tất cả các chân của Port 0 lên mức logic 1, cần
làm cho các bit của thanh ghi có địa chỉ 80H lên mức 1.
7.thanh ghi A
Thanh ghi A là thanh ghi quan trọng, dùng để lưu trữ các toán hạng và kết quả của
phép tính.
Thanh ghi A có độ dài 8 bits, có địa chỉ là E0H.
8. thanh ghi B
Thanh ghi B ở địa chỉ F0H, được dùng với thanh ghi A để thực hiện các phép toán số
học. Khi thực hiện lệnh chia với thanh ghi A, số dư được lưu trữ ở thanh ghi B. Ngoài ra
thanh ghi B còn được dùng như một thanh ghi đệm có nhiều chức năng.
9.Con trỏ ngăn xếp SP: địa chỉ 81H
Con trỏ ngăn xếp SP là một thanh ghi có địa chỉ 81H, giá trị của nó được tăng,giảm tự
động khi thực hiện các lệnh PUSH, CALL,POP con trỏ SP dùng quản lí và xử lí các
nhóm dữ liệu liên tục.Giá trị mặc định của SP là 07H.
10. Con trỏ dữ liệu DPTR.
Con trỏ dữ liệu DPTR là thanh ghi 16 bit duy nhất của Vi điều khiển được tạo thành
từ hai thanh ghi DPL (byte thấp-địa chỉ byte 82H) và DPH (byte cao-địa chỉ byte 83H).
Hai thanh ghi DPL và DPT có thể truy xuất độc lập bởi người sử dụng. Con trỏ dữ liệu
DPTR thường được sử dụng khi truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ từ bên
ngoài.
Tổ 3 Trang 14

Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
11.Thanh ghi trạng thái chương trình PSW (địa chỉ byte D0H)
Chức năng từng bit trong thanh trạng thái PSW
Cờ nhớ C:
Cờ được sử dụng trong các lệnh toán học:
C=1 nếu phép toán cộng xảy ra tràn hoặc phép trừ có mượn
C=0 nếu phép toán cộng không tràn hoặc phép trừ không có mượn.
Cờ nhớ phụ AC:
Cờ AC được dùng trong các phép toán cộng hai số BCD.
Khi cộng số BCD:
Nếu kết quả 4 bit lớn hơn 09H thì AC=1
Nếu kết quả 4 bit dưới 09H thì AC=0.
Cờ 0 hay cờ nhớ Z:
Cờ Z = 0 khi thanh ghi A có giá trị khác 0
Cờ Z =1 khi A thanh ghi A có giá trị là 0
Các bit chọn bank thanh ghi:
Hai bit RS1 và RS2 dùng để xác lập bank thanh ghi được sử dụng, mặc định RS1=0
và RS2=0
Cờ tràn OV
Được sử dụng trong các phép toán cộng có dấu, với các phép toán cộng không dấu cờ
tràn OV được bỏ qua, không cần quan tâm đến OV. Nếu:
Phép cộng hai số có dấu lớn hơn +127 thì OV=1
Hoặc phép trừ hai số có dấu nhỏ hơn -127 thì OV=1
Các trường hợp còn lại OV=0
Cờ chẵn lẻ
Cờ chẵn lẻ P tự động được đặt bằng 1 hoặc 0 sao cho tổng số bit mang giá trị 1 trên
thanh ghi A với cờ P luôn là một số chẵn. Cờ chẵn lẻ được dùng để xử lí dữ liệu trước khi
truyền đi theo kiểu nối tiếp hoặc xử lí dữ liệu trước khi nhận vào theo kiểu nối tiếp (hạn
chế lỗi phát sinh trong quá trình truyền).
1.2.3 Chức năng các chân của vi điều khiển PIC16f877A :

Tổ 3 Trang 15
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
Tổ 3 Trang 16
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
2
Điện trở
Điện trở
Điện trở là đại lượng vật lýđặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật
thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với
cường độ dòng điện đi qua nó
Tổ 3 Trang 17
R e s i s t o r
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
Trong đó: Hình II. 1.1: Hình dáng điện trở thục tế
U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằnga mpe (A).
R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
Ký hiệu
Ký hiệu
:
:
Ứng dụng:
Điện trở được dùng để chế tạo ra địch mức điện áp giữa hai điểm khác nhau của
mạch.
3 Tụ điện:
Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song và cách nhau
một khoảng d.
÷
Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số
E =

0
δ
ε ε
0
ε
= 8.86.10
-12
C
2
/ N.m
2
là hằng số điện môi của chân không.
ε
là hằng số điện môi tương đối của môi trường; đối với chân không
ε
= 1, giấy tẩm
dầu = 3,6; gốm = 5,5; mica = 4
÷
5.
Tổ 3 Trang 18
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
CHƯƠNG 3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, TÍNH TOÁN CHỌN
LINH KIỆN TRONG MẠCH.
1 . Mạch nguồn 5v,12v
1.1. Yêu cầu:
Thiết kế mạch nguồn gồm các thông số:
- Nguồn điện ổn áp một chiều 12V,5V
- Dòng điện tối đa qua mạch là 4.5A.
1.2. Sơ đồ mạch điện:
Tổ 3 Trang 19

Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
+
C 2
1 0 0 u F
0
0
Q 1
2 S B 6 8 8
+
C 1
1 0 0 0 0 u F / 6 0 V
R 2
1 k
J 2
C O N 3
1
2
3
0
< D o c > < R e v C o d e >
< T i t l e >
A
1 1M o n d a y , M a y 1 4 , 2 0 1 2
T i t l e
S i z e D o c u m e n t N u m b e r R e v
D a t e : S h e e t o f
R 3
1 . 8 k
+
C 3

1 0 0 u F
0
R 7
0 . 2 2 R / 5 W
0
Q 2
2 S B 6 8 8
U 3
L M 7 8 0 5
1
2
3
V I
G N D
V O
0
D 4
L E D
C 7
1 0 4
0
0
0
0
R 5
3 . 3 R / 2 W
D 2
L E D
R 1
3 3 0

D 3
L E D
C 6
1 0 4
C 5
1 0 4
0
U 4
L M 7 8 1 2 C T
1 3
2
I N O U T
G N D
0
C 4
1 0 4
R 4
3 . 3 R / 2 W
J 1
C O N 2
1
2
0
- +
D 1
D I O D E B R I D G E
1
2
3
4

0
R 6
0 . 2 2 R / 5 W
+ Nhiệm vụ các linh kiện:
-Biến áp: Thay đổi mức điện áp từ 220Vrms xuống 15Vrms .
- Cầu diode: Chỉnh lưu điện áp xoay chiều sang mức điện áp 1 chiều.
- Tụ điện C1, C2,C3: Tụ lọc gợn.
- D2, R3: Mạch báo nguồn cung cấp hoạt động( R3 là trở hạn dòng cho Led D2). .
- IC LM7812, IC LM7805: IC đóng vai trò ổn áp, để áp ra cố định mức tương ứng
12V và 5V
- (R5, Q1, R6); (R4,Q2,R7): Rẽ dòng, bảo đảm dòng ra lớn nhất là 4.5V.
- C4, C5, C6 ,C7: Lọc hài tần số cao.
Tổ 3 Trang 20
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
- D3, R1: Mạch báo hiệu mạch ổn áp 5V hoạt động( R1 trở hạn dòng cho Led D3).
- D4, R2: Mạch báo hiệu mạch ổn áp 12V hoạt động( R2 trở hạn dòng cho Led
D4).
1.3. Nguyên lý hoạt động của mạch:
- Mạch chỉnh lưu và mạch lọc:
0
+
C 1
1 0 0 0 0 u F / 6 0 V
R 3
1 . 8 k
0
D 2
L E D
0
J 1

C O N 2
1
2
- +
D 1
D I O D E B R I D G E
1
2
3
4
Tổ 3 Trang 21
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
- biến áp hạ điện áp từ nguồn xoay chiều 220Vrms thành 15Vrms từ đó tín hiệu
được đưa vào mạch cầu Diode chỉnh lưu sang điện áp 1 chiều có giá trị
VDC =15√2 -Vf , tín hiệu lúc này được biểu diển như hình trên. Tụ C1 ở ngỏ ra
mạch cầu có tác dụng lọc gợn, giảm sự biến thiên của tín hiệu
- Mạch ổn áp 12V:
Tổ 3 Trang 22
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
0
R 2
1 k
0
+
C 3
1 0 0 u F
R 7
0 . 2 2 R / 5 W
Q 2
2 S B 6 8 8

0
D 4
L E D
C 7
1 0 4
0
C 5
1 0 4
0
U 4
L M 7 8 1 2 C T
1 3
2
I N O U T
G N D
R 4
3 . 3 R / 2 W
-Mạch ổn áp được thiết kế để ổn định tín hiệu điện áp 1chiều ở ngỏ ra một cách
hiệu quả nhất, thấp nhất sự ảnh hƣởng tín hiệu ra thay đổi khi có sự hạn chế
thay đổi tín hiệu ở ngõ vào. Công việc này được thực hiện nhờ sử dụng IC
LM7812, sau khi đi qua mạch ổn áp, tín hiệu được giử ổn định ở 12VDC. Tuy
nhiên, khi dùng IC để ổn áp thì dòng điện lớn nhất qua nó bị giới hạn, đối với
IC7812 thì dòng lớn nhất là 0.5A, do đó mắc thêm BJT Q2 để rẽ dòng, đảm bảo
dòng ra đủ lớn. Khi dòng <=0.5A thì VR4 bé hơn VBE/Q1 nên Q1 tắt, toàn bộ
dòng qua IC7812 ra tải.
- Khi dòng đủ lớn để VR3 lớn hơn VBE/Q1 thì Q1 dẫn, dòng qua Q2
I2=IR3-0.5(A ), đảm bảo đủ dòng cung cấp cho tải.
1.4 tính chọn linh kiện
- Phần chỉnh lưu:
+ Chọn biến áp có ngõ ra 15Vrms, chịu được dòng 8A.

+ Cầu diode D1 là loại KBU808G có Imax=8A, Vf=1,1V.
+ Điện áp đỉnh sau chỉnh lưu:
Tổ 3 Trang 23
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
Vp= Vhd*√2 - Vf= 15*√2 - 1,1= 20,1 V
+ Cho Vrip=4,5Vpp khi Imax=4,5A.
VDC=Vp – ½.Vrip =20,1 – 4,5/2= 17,85V
+ Hệ số gợn: r= Vrip rms/ VDC= 4,5/(2√3* 17,85)= 7,27%
+ Tụ C1: Chọn điện áp gợn trên tụ C1 là Vr(p-p)= 4,5V
Ta có:
Với I0= 4,5A; f =50Hz → C1= I0 /(2*f* Vr(p-p)) = 4,5/(2*50*4,5)=10000 μF
Chọn C1=10.000 μF/ 60V
Tụ C1 phải có áp làm việc lớn hơn 1.2Vp= 25V để lọc gợn tốt nhất.
0
+
C 1
1 0 0 0 0 u F / 6 0 V
R 3
1 . 8 k
0
D 2
L E D
0
J 1
C O N 2
1
2
- +
D 1
D I O D E B R I D G E

1
2
3
4
+ LED D2: LED báo có áp ra. Chọn LED D2 có ID2 = 10mA,VD2 =2,5V
Suy ra R3= (Vp-VD2)/ ID2 = (20,1-2,5)/10mA = 1,76 kΩ =>Chọn R3=1,8k
- Mạch tạo áp ra cố định 12V:
Tổ 3 Trang 24
Thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam
0
R 2
1 k
0
+
C 3
1 0 0 u F
R 7
0 . 2 2 R / 5 W
Q 2
2 S B 6 8 8
0
D 4
L E D
C 7
1 0 4
0
C 5
1 0 4
0
U 4

L M 7 8 1 2 C T
1 3
2
I N O U T
G N D
R 4
3 . 3 R / 2 W
+ IC 7812 có Io max= 500mA.
+ Để cung cấp dòng ra tối đa là 4,5 A thì cần sử dụng thêm Q2 để rẽ dòng.
- Chọn Q2 là 2SB688
Vce0> 2(20,1−12)=12,6
Ic0> 2.Ic =8A
Ptt>2 . Pttmax = 2. 8,1. 4= 64,8
=>chọnQ2 là 2SB688
Tính chọn R4 để Io> 500mA thì Q2 dẫn.
Chọn : R4= 2,2Ω
Chọn VBE để Q2 dẫn khuếch đại (0,65V - 0,7V)
Chọn VCE thuộc khoảng 4V - 6V
Khi Io= 100mA : Q2 tắt: Io. R3 = 100mA. 2,2 Ω= 0,22V <0,65V
Khi Io=500mA Q2 dẫn: Io .R4= 500mA. 2,2 Ω= 1,1V >0,65V
VBE= 0,65V suy ra I2= VBE/R4 = 0,65V /2,2 Ω= 0,295A
Tra datasheet suy ra Ic= 0,35A
Tổ 3 Trang 25