Thiết kế chế tạo mạch điều khiển đóng mở cửa tự động

LỜI NÓI ĐẦU
ùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường
công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Ngành điện tử nói chung đã có
những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể. Để thúc đẩy nề
kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho 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 ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong
giảng đường, trường học có như vậy thì trình độ của con người ngày càng cao mới
đáp ứng được nhu của xã hội. Trường ĐHSPKT Hưng Yên là một trong số những
trường đã rất trú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả
trong giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao.
C
Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế,
chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện đồ án: “Thiết kế chế tạo mạch điều
khiển đóng mở cửa tự động” nhằm củng cố về mặt kiến thức trong quá trình thực
tế.
Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy Trần Xuân Tiến
cùng với sự cố gắng lỗ lực của cả nhóm, 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 rất
cố gắng nhưng do trình độ còn hạn chế, kinh nghiệm còn ít nên không thể tránh
khỏi sai sót. Chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ và đóng góp ý kiến
của các thầy cô giáo trong khoa để đề tài của chúng em ngày càn hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Xuân Tiến cùng các thầy cô
giáo trong khoa đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI VÀ GIỚI THIỆU LINH KIỆN
1.1: Tổng quan về đè tài
• Trong thời đại công nghiệp hoá và hiện đại hoá ngày nay thì nhu cầu sinh
hoạt của con người được nâng cao, việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào đời
sống cũng được cải thiện đáng kể.
• Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật nhất là trong các lĩnh vực
thiết kế các máy móc, thiết bị thông minh để thay thế những công việc được

lặp đi lặp lại nhiều lần để thay thế cho con người ngày càng nhiều và đa
dạng.
• Trong cuộc sống hiện nay, nhiều lĩnh vực được áp dụng các hệ thống thông
minh như việc tự động đóng mở cửa, việc đóng cửa ở các gara ô tô và thang
máy cũng không còn là vấn đề khó. Nắm bắt nhu cầu thực tế và điều kiện
khách quan đó chúng em đã mạnh dạn đưa đề tài “ thiết kế mạch điều khiển
đóng mở cửa tự động ” vào đồ án 1 của nhóm. Đề tài này cũng sẽ là một cơ
hội chúng em hoàn thiện các kiến thức một cách logic đồng thời cũng sẽ là
trải nghiệm cho chúng em về các đồ án lớn hơn kế tiếp.
Mục Lục
Phần 1 lý thuyết……………………………………………………………… …… 5
I Điện Trở……………………………………………………………………… … 5
II Tụ Điện …………………………………………………………………… ………9
III LED ……………………………………………………………………… …… . 10
IV Máy Biến Áp ………………………………………………………………… … 11
V Cảm Biến ………………………………………………………………………… 12
V Giới Thiệu Chung Về Ic Dùng Trong Đồ Án ……………………………… ……13
1 LM328……………………………………………………………………………… 13
2 7805A ………………………………………………………………………….…….20
Phần 2 Thiết Kế Và Thi Công ………………………………………………….… 22
A : Phần Thiết Kế …………………………………………………………………….22
I Sơ Đồ khối và Giải thích sơ đồ khối…………….………………………… …… 22
II Sơ Đồ Nguyên Lý ………………………………………………………… … … 24
B : Phần Thi Công ……………………………………………………………………26
1.Hình ảnh boara mạch …………………………………………………………………26
Phần 3 Hướng Phát Triển ………………………………………………… ….… 28
Kết Luận ………………………………………………………………………….…. 30
1.2: Giới thiệu các linh kiện
1.2.1: Điện trở
** Khái niệm, ký hiệu điện trở:

- Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động, có khả năng cản trở dòng điện,
tạo sự sụt áp.
- Ký hiệu điện trở: R (Resistor)
+ Điện trở được xá định bằng biểu thức:

I
U
R
=
+ Đơn vị tính: ohm (Ω).
( 1Ω = 10
-3
KΩ = 10
-6
MΩ)
+ Điện trở được chia làm 2 loại đó là điện trở cố định và điện trở biến đổi
R
A, General resistor B, Variable resistor C, Preset resistor
Hình 1.1: Ký hiệu điện trở
A, điện trở thông dụng B, biến trở (chiết áp) C, biến trở (hiệu chỉnh)
** Các thông số cơ bản của điện trở.
- Giá trị của điện trở phụ thuộc vào vật liệu, kích thước, và độ dài của điện
trở.
- Bên cạnh giá trị của điện trở và sự sai lệch cho phép với các giá trị tiêu
chuẩn, là đặc tính cần thiết bao gồm khả năng chịu tải và hệ số nhiệt độ.
** Giá trị giới hạn
- Các giá trị giới hạn đưa ra bởi các nhà sản xuất là các giá trị, nếu vượt
quá có thể làm thay đổi tham số của linh kiện hoặc thậm chí phá hỏng
linh kiện. Các giá trị giới hạn này không được vượt quá. Các giá trị giới
hạn này gồm có:

+ công suất cực đại cho phép P
max
+ điện áp làm việc cực đại cho phép U
max
+ nhiệt độ cực đại cho phép.
** Phân loại điện trở
- Phân loại theo cấu tạo có 3 loại:
+ Than ép: loại này có công suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp
+ Màng than: loại này có công suất >3W và họt động ở tần số cao
+ dây quấn: loại này có công suất >5W và hoạt động ở tần số thấp.
- Phân loại theo công suất
+ Công suất nhỏ: kích thước nhỏ
+ Công suất trung bình: kích thước lớn hơn
+ Công suất lớn: kích thước lớn
** Xác định chất lượng của điện trở
- Để xác định chất lượng của điện trở, chúng ta có những phương pháp sau:
+ Quan sát bằng mắt: kiểm tra xem màu sắc trên than điện trở có chỗ nào bị
đổi màu hay không. Nếu có thì giá trị của điện trở có thể bị thay đổi khi làm
việc
+ Dùng đồng hồ vạn năng kết hợp với chỉ số ghi trên thân của điện trở để xác
định chất lượng của điện trở.
-Những hư hỏng thường gặp ở điện trở:
+ Đứt: Đo không lên
+ Cháy: Do làm việc quá công suất chịu đựng
+ Tăng trị số: Thường xảy ra ở các điện trở bột than, do lâu ngày hoạt tính
của lớp bột than bị biến chất làm tăng trị số của điện trở.
+ Giảm trị số: Thường xảy ra ở các điện trở dây quấn là do bị chạm 1 số
vòng dây.
** Biến trở ( Variable resistor)
- Công dụng: dùng để biến đổi ( thay đổi giá trị điện trở, qua đó làm thay đổi

điện áp hoặc dòng điện ra trên biến trở
Biến trở vi chỉnh Biến trở vi chỉnh
Hình 1.2: Ký hiệu biến trở
+ Biến trở thường: đòi hỏi sự điều chỉnh với độ chính xác không cao
+ Biến trở vi chỉnh: để điều chỉnh độ chính xác của mạch điện.
-Biến trở có 2 loại cơ bản là loại than và loại dây quấn.
+ Biến trở dạng dây quấn với công suất cao, thường chỉ được sử dụng trong
trường hợp đòi hỏi khả năng chịu tải lớn. Các biến trở loại màng mỏng thì ngược
lại được sử dụng với số lượng lớn. Chúng là các “chiết áp” (potention metter)
được điều chỉnh bằng tay, không dùng dụng cụ.
+ Đối với biến trở loại than: thực tế có 2 loại A và B.
• Loại A: chỉnh thay đổichậm đều được sử dụng để thay đổi âm lượng lớn,
nhỏ trong amply, cassette, radio, tv… hoặc chỉnh độ tương phản (contrass),
chỉnh độ sáng (brightness) ở tivi… biến trở loại A còn có tên gọi là biến
trở tuyến tính.
• Loại B: chỉnh thay đổi đột biến nhanh, sử dụng chỉnh âm sắc trầm, bổng ở
amply, biến trở loại B còn có tên gọi là biến trở phi tuyến hay trở loga.
• Cách đo biến trở để xá định giá trị hoặc cá định loại A,B:
 Vặn đồng hồ vạn năng về thang đo ohm (Ω)
 Đo cặp chân 1,3 rồi chiếu với giá trị trên than biến trở
 Đo tiếp cặp chân 1,2 rồi dùng tay vặn thử biến trở xem giá trị hiển thị trên
đồng hồ có thay đổi hay không.
 Nếu thay đổi chậm: ta xác định VR là loại A
 Nếu thay đổi nhanh: ta xác định VR là loại B
 Chú ý:
- Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi lại chuyển về vị trí ∞ là biến trở bị đứt
- Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi chuyển về vị trí ∞, sau đó lại trở lại vị trí
gần đó là biến trở bị bẩn, rỗ mặt than.
 Ứng dụng của điện trở:
Điện trở có mặt ở khắp mọi nơi trong các mạch điện, điên tử và như vậy

điện trở là 1 linh kiện quan trọng không thể thiếu trong các mạch điện và
điện tử. Trong mạch điện, điện trở còn có tác dụng như trở hạn dòng, phân
áp……
Ngoài ra điện trở còn rất nhiều ứng dụng khác trong mạch điện hàng ngày.
1.2.2: Tụ điên
** Khái niệm, ký hiệu của tụ điện
- Khái niệm: tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích
trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện.
- Ký hiệu của tụ điện: C
Được xác định bằng biểu thức: C (Xc )
Đơn vị tính: Fara (F)

+ Ký hiệu của tụ trong mạch điện:

Tụ không
phân cực
Tụ hóa có
phân cực
Tụ hóa có
phân cực
Tụ hóa không
phân cực
Tụ biến dung hay
tụ biến đổi
Hình 1.3: Ký hiệu một số loại tụ điện
- Đối với tụ không phân cực, khi mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý
đến cực. Nhưng đối với tụ phân cực thì ta phải chú ý cực dương (+) phải
nối vào điểm có điện áp cao hơn, cực âm (-) nối với điểm có điện áp thấp
hơn.
** Cấu tạo và phân loại tụ điện:

*cấu tạo:
Bản cực

-
-
-
-
+
+
+
+
Điện môi
+ -
Hình 1.4: Cấu tạo tụ không phân cực
- Về cấu tạo, 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 giấy, tụ gốm, tụ mica, tụ dầu…
- Giá trị của tụ thường có điện dung từ 1,8pF tới 1µF. khi giá trị điện dung
lớn hơn thì kích thước của tụ khá lớn nên khi đó chế tạo loại phân cực
tính sẽ giảm kích thước 1 cách đáng kể.
- Tụ điện phân: màng oxide nhôm
+ -
Hình 1.5: Cấu tạo tụ điện phân
- Tụ điện phân có cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ 1 màng mỏng
chất điện phân, khi có một điện áp tác động lên 2 điện cực sẽ suất hiện 1
màng oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như chất điện môi. Lớp
điện môi càng mỏng, kích thước của tụ càng nhỏ mà điện dung càng lớn.
Đây là loại tụ có cực tính được xác định và đánh dấu trên thân tụ, nếu nối
gược cực tính, lớp điện môi có thể phá hủy và làm hỏng tụ ( nổ tụ). Loại
này dễ bị dò điện do lượng điện phân còn dư.

** Phân loại tụ điện
- Phân loại theo tính chất: ( tính chất phân cực) : gồm có:
+ Tụ không phân cực: gồm các lá kim loại xen kẽ với lớp cách điện
mỏng, giá trị của nó thường từ 1,8pF ÷ 1µF.
+ Tụ phân cực : có cấu tạo gồm 2 điện cực cách li nhau nhờ 1 lớp chất
điện phân mỏng làm điện môi. Lớp điện môi càng mỏng thì trị số điện
dung càng cao. Loại tụ này có sự phân cực và ký hiệu các cực được ghi
trên thân của tụ.
Điện
Cực
nhôm
*
*
*
*
Chất điện
phân
Điện
Cực
nhôm
- Phân loại theo cấu tạo:
+ Tụ gốm : Điện môi làm bằng gốm, thường có kích thước nhỏ, dạng ống
hoặc dạng đĩa có tráng lk lên bề mặt, trị số từ 1pF ÷ 1µF và có điện áp
làm việc tương đối cao.
+ Tụ mica: Điện môi làm bằng mica có trngs bạc, trị số từ 2,2pF đến
10nF. Thường làm việc ở tần số cao. Tụ này có chất lượng cao, sai số
nhỏ, đắt tiền.
+ Tụ polycacbonat: có dạng tấm chữ nhật, kích thước nhỏ gọn phù hợp
với các Board mạch in, điện dung lớn( tới 1µF)
+ Tụ giấy polysie: chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polysie có dạng

hình trụ, có trị số từ 1nF÷ 1µF
+ Tụ hóa ( tụ điện phân): có cấu tạo là các lá nhôm cùng bột dung dịch
điện phân cuộn lại đặt trong vỏ nhôm, loại này có điện áp làm việc thấp,
kích thước và sai số lớp. Trị số điện dung khoảng 0,1µF÷470µF.
+ Tụ tantan: loại này được chế tạo ở 2 dạng hình trụ có đầu ra dọc theo
trục và dạng hình viên tantan. Tụ này có kích thước nhỏ. Nhưng trị số
điện dung khá lớn khoảng 0,1µF÷ 100µF.
+ Tụ biến đổi: chính là tụ xoay trong radio hay tụ tinh chỉnh.
** Xác định chất lượng của tụ điện.
- Dùng thang đo Ohm ( của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim.
+ Khi đo tụ >100µF chọn thang đo X1
+ Khi đo tụ từ 10µF đến 100µF chọn thang đo X10
+ Khi đo tụ từ 0,1µF đến 10µF chọn thang đo X 1k
+ Khi đo tụ từ 0,001µF đến 0,1µF chọn thang đo X10
+ Khi đo tụ từ 100pF đến 0.001µF chọn thang đo X 1M
+ Khi đo tụ < 100pF chọn thang đo X10M.
- Đo 2 lần, có đảo chiều que đo
+ Nếu kim vọt lên rồi trả về hết thì khả năng nạp, xả của tụ còn tốt.
+ Nếu kim vọt lên 0Ω: tụ bị nối tắt( bị đánh thủng, chạm, chập…).
+ Nếu kim vọt lên nhưng trả về không hết: tụ bị rò rỉ
+ Nếu kim vọt lên rồi trả về lờ đờ: tụ bị khô
+ Nếu kim không lên: tụ bị đứt.
** Ứng dụng của tụ điện
- Đối với tụ phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để san phằng
điện áp 1 chiều, lọc tín hiệu xoay chiều.
- Tụ không phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để lọt các tín hiệu
tần số cao.
- Tụ còn được ứng dụng trong các mạch dao động.
1.2.3: Cuộn cảm
** Khái niệm, kí hiệu của cuộn cảm.

- Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động, có tính chọn lọc với tần số
tín hiệu tác động lên nó. Cuộn cảm là một phần tử tích trữ và biến đổi
năng lượng điện thành năng lượng từ trường. Đối với tín hiệu có tần số
cao, tổng trở của cuộn cảm tăng lên rất lớn và dòng qua cuộn cảm rất nhỏ
còn đối với dòng 1 chiều thì cuộn cảm có tác dụng như 1 điện trở thuần.
Đối với dòng điện xoay chiều, thì tổng trở của cuộn cảm bao gồm điện
trở thuần R
L
và trở kháng X
L
Từ đó ta có: Z
L
=R
L
+j.X
L
= R
L
+ j2 fL
- Đơn vị đo: henry ( H)
- Kí hiệu cuộn cảm
Cuộn dây không có lõi ( lõi không khí) loại này
làm việc ở tần số cao >10MHz
Cuộn dây có lõi sắt bụi, loại này làm việc ở tần số
trung bình từ 50kHz đến 10MHz
Cuộn dây có lõi sắt cứng tôn silic, loại này hoạt
động ở tần số thấp( 50kHz )
Cuộn dây có 1 lõi điều chỉnh được
Cuộn dây có 2 lõi điều chỉnh được
Hình 1.6: Ký hiệu và đặc điểm của các loại cuộn cảm

** Phân loại cuộn cảm
- Phân loại theo vật liệu làm lõi gồm có:
+ Cuộn cảm lõi không khí.
+ Cuộn cảm lõi bụi sắt (lõi sắt bụi )
+ Cuộn cảm lõi sắt lá.
-Phân loại theo tính chất cuộn cảm
+ Cuộn cảm có trị số cố định.
+ Cuộn cảm có trị số thay đổi.
1.2.4: Máy biến áp
** Khái niệm:
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,
biến đổi 1 hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành 1 hệ thống dòng
điện ở điện áp khác với tần số không thay đổi.
Do vậy máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng
chứ không biến đổi năng lượng.
Nếu 1 cuộn dây được đặt vào 1 nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây sơ
cấp), thì sẽ có 1 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 mắc vào các cuộn dây quấn khác: (cuộn dây thứ cấp) và cảm
ứng trong cuộn dây thứ cấp có 1 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 tỉ
lệ tương ứng giứa điện áp sơ cấp và thứ cấp.
**Cấu tạo máy biến áp
- Máy biến áp có những bộ phận chính sau:
+ Lõi thép (mạch từ), dây quấn và vỏ máy.
Lõi máy biến áp dùng làm mạch từ, để dẫn từ thông, đồng thời làm khung để
đặt dây quấn. Thông thường để giảm tổn haodo dòng điện xoáy sinh ra, lõi
thép cấu tạo gồm các lá thép kỹ thuật điện (tole silic) dày 0.35mm ghép lại
đối với máy biến áp hoạt động ở tần số đến vài trăm H

Z
.
Hình 1.7: Cấu tạo máy biến áp
**Phân loại máy biến áp:
Máy biến áp có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào:
+ Cấu tạo: như máy biến áp 1 pha, 3 pha, tự ngẫu…
+ Chức năng: biến đổi điện áp, cách ly, ghép…
+ Cách thức cách điện
+ Công suất hay hiệu điện thế
+ Tần số: âm tần, trung tần hay cao tần
**Ứng dụng của máy biến áp:
+ Truyền tải điện năng: dùng các máy biến áp (biến thế) tăng áp và giảm áp để
truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ.
+ nấu chảy kim loại: như mỏ hàn là dụng cụ tiêu biểu cho ứng dụng này, phục vụ
hữu ích cho ngành điện.
1.2.5: Rơle
** Khái niệm và cấu tạo của rơ le
- Khái niệm:
Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín
hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt
mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.
- Cấu tạo của rơ le:
Gồm 3 khối chính
+ Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu)
Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần
thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian.
+ Cơ cấu trung gian( khối trung gian)
Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó
thành đại lượng cần thiết cho rơle tác động.
+ Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành)

Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.
Ví dụ các khối trong cơ cấu rơle điện từ hình 6-1.
-Cơ cấu tiếp thu ở đây là cuộn dây.
-Cơ cấu trung gian là mạch từ nam châm điện.
-Cơ cấu chấp hành là hệ thống tiếp điểm
Hình 1.8: Sơ đồ khối của rơ le
** Phân loại rơ le
Có nhiều loại rơle với nguyên lí và chức năng làm việc rất khác nhau. Do vậy có
nhiều cách để phân loại rơle:
a) Phân loại theo nguyên lí làm việc gồm các nhóm
+ Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm ứng, ).
+ Rơle nhiệt.
+ Rơle từ.
+ Rơle số.
b) Phân theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành
+ Rơle có tiếp điểm: loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm.
+ Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): loại này tác động bằng cách thay đổi đột ngột
các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như: điện cảm, điện
dung, điện trở,
** Ứng dụng của rơ le
Rơ le được ứng dụng rất rộng trong thực tế. Nó dùng 1 dòng điện nhỏ để điều
khiển đóng cắt 1 dòng điện lớn.
1.2.6: Diode
** Tiếp giáp P-N và cấu tạo của diode bán dẫn
- khi đã có 2 chất bán dẫn P và N. nếu ghép 2 chất bán dẫn theo 1 tiếp giáp P-N ta
được 1 diode. Tiếp giáp P-N có đặc điểm: tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa
trong bán đẫn N khuếch đại sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống do đó sẽ
tạo thành 1 lớp ion trung hòa về điện, lớp ion này tạo thành mkieenf cách điện giữa
2 chất bán dẫn.
Hình 1.9: Cấu tạo của diode bán dẫn

Mối tiếp xúc P-N cho ta cấu tạo của diode.
-Ký hiệu của diode:
** Phân cực cho diode
- khi ta cấp điện áp (+) vào anot và điện áp (-) vào katot, khi đó dưới tác dụng
tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp 2 cực đạt 0.6V (Si)
hoặc 0.2V (Ge) thì điện tích miền cách điện giảm xuống bằng 0 và điode bắt đầu
dẫn điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua diode tăng nhanh nhưng
chênh lệch điện áp giữa 2 cực của diode không tăng.
** Phân cực ngược cho diode
- khi phân cực ngược cho diode tức là cấp nguồn (+) vào katot, nguồn (-) vào anot,
dưới sự tương tác của điện áp ngược miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản
dòng điện đi qau mối tiếp giáp, diode có thể chịu được điện áp ngược rất lớn
khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng.
** Ứng dụng của diode
- Diode có tính dẫn điện 1 chiều nên diode thường được sử dụng trong các mạch
chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành 1 chiều, các mạch tách sóng, mạch ghim áp
phân cực cho transistor hoạt động, trong các mạch chỉnh lưu diodecos thiir được
tích hợp thành diode cầu. ( Diode cầu chỉnh lưu).
1.2.7: Transistor
** Tổng quan về transistor
Transistor gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành 2 mối tiếp giáp P-N. nếu
ghép theo thứ tự PNP ta được transistor PNP, nếu ghép theo thứ tự NPN ta được
transistor NPN.
Về phương diện cấu tạo, transistor tương ứng với 2 diode đấu ngược chiều nhau.
Hình 1.10: Cấu tạo và ký hiệu của transistor lưỡng cực
Trong transistor lưỡng cực, có 3 lớp bán dẫn và đưa ra 3 điện cực là Emitter (E),
Base (B) và Collectơ (C). miền (E) gọi là miền phát, miền (B) là miền gốc, đồng
thời làm miền điều khiển
Hình1.11: Sơ đồ phân loại transistor
** Cấu tạo về transistor

Transistor lưỡng cực
Transistor loại Silicon
Transistor loại

Germanium
Transistor Silicon
Tín hiệu nhỏ
Phân loại như
Silicon
Transistor
Silicon
Loại
transistor
NPN và PNP
chuyển
mạch
Loại
transistor
NPN và PNP
tần số thấp
Loại
transistor
NPN và PNP
cao tần
Loại
transitor
NPN và PNP
tần số thấp
Loại
transistor

NPN và PNP
cao tần
Loại
transistor
NPN và PNP
chuyển
mạch
Hình 1.12: Cấu tạo của transistor NPN
- Transistor lưỡng cực (BJT) gồm các miền bán dẫn P vaf N ghép xen kẽ nhau.
Tùy thuộc vào vị trí của các miền bán dẫn P và N mà người ta đưa ra 2 cấu trúc
cơ bản của transistor là NPN và PNP. Đặc điểm:
+ Miền bán dẫn Emitter gọi là miền phát. Đặc điểm của miền này là có nồng độ
pha tạp lớn nhất, điện cực nối với miền này gọi là cực Emitter, được ký hiệu bởi
chữ (E).
+ Miền bán dẫn Base gọi là miền gốc. Đặc điểm của miền mày là có nồng độ pha
tạp ít nhất, độ rộng không gian của miền này cũng nhỏ nhất chỉ cỡ vài trăm m,
điện cực được nối với miền này gọi là Base và ký hiệu là chữ (B).
+ Miền bans dẫn Collecter được gọi là miền góp. Đặc điểm của miền này là có
nồng độ pha tạp trung bình, điện cực được nối với miền này được gọi là cực
Collecter, ký hiệu bởi chữ (C).
+ Tiếp giáp giữa miền Base và miền Emitter gọi là tiếp giáp Base-Collecter (B-E)
được ký hiệu là J
E
. trong quá trình hoạt động của transistor như 1 phần tử khuếch
đại thì J
E
luôn được phân cực thuận.
+ Tiếp giáp giữa miền Base và miền Collecter gọi là tiếp giáp Base-Collecter (B-
C) ký hiệu là J
C

. trong quá trình hoạt động của transistor như 1 phần tử khếch đại
thì J
C
luôn được phân cực ngược.
 Cách xác định chân (cực) của transistor
- Với các loại transistor công suất nhỏ thì thứ tự chân B,C phải tùy theo xem
nước nào sản xuất. Nhưng đa phần thì chân E luôn ở bên trái nếu ta để
transistor sao cho mặt chữ ngửa lên trên.
+ Nếu transitor do nhật sản xuất như C828, A564 thì chân C ở giữa, chân B ở bên
phải.
+ Nếu là transistor do trung quốc sản xuất thì chân B ở giữa, chân C ở bên phải.
- Để biết chính xác các chân tránh sự nhầm lẫn, chúng ta nên sử dụng đồng hồ
vạn năng kim chỉ thị để phân biệt các cực .
+ Để đồng hồ ở thang đo X10,
Transistor loại NPN
+ Đưa 2 que đen và đỏ vào 2 cực bất
kỳ của transistor, nếu kim đồng hồ lên,
giữ nguyên que đen, đưa que đỏ vào 2
chân còn lại, nếu kim đồng hồ vẫn lên
thì tại vị trí que đen là cực B. (nếu ta
đo thấy kim đồng hồ 1 lần lên và 1 lần
không lên thì ta đảo vị trí đo sao cho
que đen ở 1 chân, que đỏ ở 2 chân còn
lại mà kim đồng hồ vẫn lên).
Còn lại 2 cực C và E. đưa 2 que vào 2
cực còn lại, dùng lưỡi nếm vào cực B
nếu thấy kim đồng hồ lên thì tại vị trí
que đen là cực C. còn lại là cực E. (nếu
không thấy kim đồng hồ lên thì ta đảo
vị trí đo rồi xác định).

Transistor loại PNP
+ Đưa 2 que đen và đỏ vào 2 cực bất
kỳ của transistor, nếu kim đồng hồ lên,
giữ nguyên que đỏ, đưa que đen vào 2
chân còn lại của transistor, nếu kim
đồng hồ vẫn lên thì tại vị trí que đỏ là
cực B. (nếu ta đo thấy kim đồng hồ 1
lần lên và 1 lần không lên thì ta đảo vị
trí đo sao cho que đỏ ở 1 chân, que đen
ở 2 chân còn lại mà kim đồng hồ vẫn
lên).
Còn lại 2 cực C và E. đưa 2 que vào 2
cực còn lại, dùng lưỡi nếm vào cực B
nếu thấy kim đồng hồ lên thì tại vị trí
que đỏ là cực C. còn lại là cực E. (nếu
không thấy kim đồng hồ lên thì ta đảo
vị trí đo rồi xác định).

Ký hiệu các loại transistor trong mạch điện

hình 1.13: Ký hiệu của một số loại transistor
** Phân cực cho transistor
Để phân cực cho transistor có thể hoạt động được thì các tiếp giáp trong
transistor phải được phân cực theo đúng yêu cầu về chế độ làm việc. Theo cấu
tạo, chúng ta có 2 loại đó là NPN và PNP. Mặc dù khác nhau nhưng chúng vẫn
tuân theo 1 quy luật nhất định là:
J
E
: phải luôn được phân cực thuận
J

C
: phải luôn được phân cực ngược.
Từ đó ta có các trường hợp sau:
+ Với transistor loại NPN: U
BE
>0, U
CE
>0, U
CE
>>U
BE
+ Với transistor loại PNP: U
BE
<0, U
CE
<0, U
CE
>>U
BE
Điện áp U
BE
0.2 đến 0.3V đối với transistor loại Germanium
Điện áp U
BE
0.6 đến 0.7V đối với transistor loại Silicon
- Trên cơ sở đó, ta có thể tạo ra các điện áp phân cực cho transistor bằng các
phương pháp:
+ Phân cực bằng dòng cố định
+ Phân cực bằng cầu chia điện áp (cầu phân áp)
+ Phân cực bằng dòng phản hồi (hồi tiếp âm điện áp)

1.2.8: IC
1.2.8.1: IC họ 78XX
- Cấu tạo và hình dạng của IC họ 78xx
Hình 1.14: Hình dạng IC 78xx
- Nhìn từ trái qua phải thì lần lượt là chân số 1,2,3 của IC.
+ Chân số 1: Input (chân vào)
+ Chân số 2: GND (nối mass)
+ Chân số 3: Output (chân ra)
- Kiểu đóng vỏ như hình vẽ trên là kiểu TO.220
- 78xx là họ IC ổn áp có chức năng tạo điện áp ở đầu ra cố định ở mức +xx.
+ 78 là họ IC lấy ra điện áp dương (+)
+ XX là 2 số của điện áp lấy ra.
Ví dụ: 7805 là IC ổn áp lấy ra điện áp +12V
7812 là IC ổn áp lấy ra điện áp +12V.
- Cách mắc 78xx trong mạch:
Hình 1.15: Sơ đồ mắc IC 78xx trong mạch
( Chú ý: Điện áp cấp cho chân số 1 của IC 78xx phải lớn hơn điện áp cần ổn định
từ 3 đến 5V. Ví dụ ta muốn ổn định điện áp ra là 9V thì ta phải cấp cho chân số 1
của IC 7809 là từ 12V đến 15V).
- Những dạng seri của 78xx:
+ LM 7805 IC ổn áp +5V
+ LM 7806 IC ổn áp +6V
+ LM 7808 IC ổn áp +8V
+ LM 7809 IC ổn áp +9V Dòng 1A
+ LM 7812 IC ổn áp +12V
+ LM 7815 IC ổn áp +15V
+ LM 7818 IC ổn áp +18V
+ LM 7824 IC ổn áp +24V.
- Cách xác định chân IC họ 78xx
+ Cầm / đặt IC sao cho mắt ra đối diện với mặt có ghi chữ của IC. Từ trái qua phải

theo thứ tự là các chân 1,2,3.
- IC 7805
+ IC LM7805 là IC ổn áp lấy ra điện áp +5V ổn định.
+ Xác định chân cho IC LM 7805: (như cách xác định đã giới thiệu trên)
+ Cách mắc IC 7805 trong mạch: (như đã giới thiệu trên).
1.2.8.2: IC LM358
+ LM 358 là IC gồm 2 vi mạch thuật toán được tích hợp trên cùng một chip. Vi
mạch thuật toán tiêu biểu là vi mạch đơn khối tích hợp lớn được chế tạo theo công
nghệ màng mỏng. Nhờ khả năng tích hợp lớn nên vi mạch này được ứng dụng rộng
rãi trong thực tế.
Ưu điểm nổi bật của IC lm358 là làm việc tốt ở mức điện áp thấp.
Nó có những đặc tính chung sau:
+ có độ lệch điểm trôi không nhỏ.
+ không cần bù tần số, tăng độ ổn định ở chế độ làm việc tuyến tính.
+ có bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá áp.
+ không bị khoá nếu tín hiệu đưa vào không thích hợp.
+ hệ số nén dòng pha lớn
+ tiêu hao công suất nhỏ.
a. Cấu trúc chân và cấu tạo của IC LM358
Hình 1.16: Hình dạng, cấu trúc IC LM358 và thứ tự chân
b. Quy ước chân:
IC LM358 ở 1 đầu có 1 vết khuyết hình bán nguyệt. Để lưng IC quay vào
người thì Chân số 1 của IC là chân đầu tiên, trên cùng của bên trái. Từ chân
số 1 của IC theo chiều ngược chiều kim đồng hồ rồi đến chân cuối cùng là
chân số 8.
c. Chức năng các chân của IC LM358:
Chân số Chức năng
1 Đầu ra 1
2 Đầu vào đảo 1
3 Đầu vào thuận 1

4 Nối đất (mass)
5 Đầu vào thuận 2
6 Đầu vào đảo 2
7 Đầu ra 2
8 Nguồn nuôi
Hình 1.38: Chức năng các chân IC LM358
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
2.1: Sơ đồ khối
Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch “ Bật tắt đèn tự động ”
- Chức năng các khối:
+ Khối Nguồn ổn áp: Biến đổi dòng diện xoay chiều 220V/50Hz thành dòng 1
chiều ổn định 12C DC.
+ Khối cảm biến: Nhận biết biết được tín hiệu khi có vật cản xung quanh.
+ Khối Điều khiển: Nhận tín hiệu từ khối cảm biến, so sánh tín hiệu vào với
tín hiệu đã được định sẵn, đư tín hiệu ra để điều khiển rơ le đóng hay cắt để
điều khiển khối hiển thị.
+ Khối Hiển thị: nhận tín hiệu điện và hiển thị kết quả.
2.2: Thiết kế chi tiết từng khối
2.2.1: Khối nguồn
Hình 2.2: Khối nguồn
**Nguyên lí hoạt động của khối nguồn
Điện áp 220V/50Hz qua máy biến áp,được hạ xuống còn 12V/50Hz cấp vào
cầu dio để chỉnh lưu thành dòng 1 chiều sẽ cho điện áp 1 chiều. Điện áp tiếp
tục được đưa đến chân 1 của IC 7805 chân 2 nối xuống mát để tạo điện áp
chuẩn Đây là một màn hình LED đơn giản để cho điện áp đầu ra từ 7805. Nếu
điện áp đầu vào là trên 6,5 volt, đèn LED hiển thị độ sáng đầy đủ. Khi điện áp
đầu vào giảm dưới 6,5 volt, độ sáng của LED giảm.
**Tính toán và chọn linh kiện
Do ta cần nguồn cung cấp cho khối điều khiền nên ta chọn IC 7805 để lấy ra điện
áp chuẩn 5v cho mạch.

2.2.2: Khối cảm biến hồng ngoại