Tài liệu kỹ thuật tự động điều khiển bằng điện tử

T R Ì N H Đ Ộ Đ À O T Ạ O
cc

BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TỔNG CỤC DẠY NGHỀ
Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP)
GIÁO TRÌNH
a)
b)
c)
Hà Nội - 2004
Mô đun/môn học : KỸ THUẬT TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN
BẰNG ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ HAR 02 07
NGHỀ :(ĐIỀN TÊN NGHỀ)
Trình độ( lành nghề)
(Chèn một hình minh hoạ biểu tượng cho mô đun/ môn học )
Logo
(Mặt sau trang bìa)
Mã tàI liệu:……….
Mã quốc tế ISBN :……..
2
Tuyên bố bản quyền :
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình
Cho nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho
các mục đích về đào tạo và tham khảo .
Mọi mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc
sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành
mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Tổng Cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách để bảo

vệ bản quyền của mình.
Tổng Cục Dạy Nghề cám ơn và hoan nghênh
các thông tin giúp cho việc tu sửa
và hoàn thiện tốt hơn tàI liệu này.
Địa chỉ liên hệ:
Dự án giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp
Tiểu Ban Phát triển Chương trình Học liệu
………………………………………………
................................................................
LỜI TỰA
(Vài nét giới thiệu xuất xứ của chương trình và tài liệu)
Tài liệu này là một trong các kết quả của Dự án GDKT-DN …..

(Tóm tắt nội dung của Dự án)
(Vài nét giới thiệu quá trình hình thành tài liệu và các thành phần tham gia)
(Lời cảm ơn các cơ quan liên quan, các đơn vị và cá nhân đã tham gia … )
(Giới thiệu tài liệu và thực trạng)
TàI liệu này được thiết kế theo từng mô đun/ môn học thuộc hệ thống mô đun/môn học của một
chương trình, để đào tạo hoàn chỉnh
nghề …………… ………………………ở cấp trình độ ……..
và được dùng làm Giáo trình cho học viên trong các khoá đào tạo, cũng có thể được sử dụng cho đào tạo
ngắn hạn hoặc cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo.
Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ được hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức trong hệ thống
dạy nghề.
Hà nội, ngày …. tháng…. năm….
Giám đốc Dự án quốc gia
MỤC LỤC
ĐỀ MỤC TRANG
3
Lời tựa .....................................................................................................................2

Mục ..........................................................................................................................3
Bài 1: sơ đồ khối và các chu trình hoạt động của mạch tự động điều khiển....7
Bài 2: Cảm biến. ................................................................................................... 10
Bài 3 : Mạch điều khiển trạng thái cửa xe............................................................20
Bài 4: mạch tự động điều khiển thời điểm đánh lửa ..........................................29
Bài 5: Mạch điện kiểm soát và khai báo mức nhiên liệu...................................34
Bài 6 :Mạch điều khiển hổn hợp nhiên liệu - không khí ...................................38
Bài 7 :mạch tự động đếm tốc độ...........................................................................44
Bài 8 : mạch tự động điều khiển chuyển mạch đa chức năng...........................60
GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN/MÔN HỌC
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun/môn học :
Mô đun /môn học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức vê các hệ thống mạch tự động
điều khiển ứng dụng trong ngành sửa chữa Ôtô, giúp cho học sinh phân tích đúng mạch điện và lắp
đặt, sửa chữa được các hệ thống mạch điện đó.
4
Mục tiêu của mô đun/môn học:

Nhằm đào tạo cho học viên có đày đủ kiến thức:
- Trình bày đúng sơ đồ, chức năng của các khối trong một mạch điện tự động điều khiển
- Phân tích đúng các chu trình hoạt động cơ bản của một mạch tự đồng điều khiển.
- Trình bày đúng sơ đồ khối và chu trình làm việc của mạch điện (tự động điều khiển trạng
thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không khí, khai báo nhiên
liệu, đo tốc độ và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong ôtô .
- Kiểm tra và thay thế được các khối bị hư hỏng trong các mạch điện (tự động điều khiển
trạng thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không khí, khai báo
nhiên liệu, đo tốc độ và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong ôtô .

Mục tiêu thực hiện của mô đun/môn học:
Học xong mô đun này học viên thực hiện được:
- Trình bày đúng sơ đồ khối và chu trình làm việc của mạch điện (tự động điều khiển trạng

thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không khí, khai báo nhiên liệu, đo tốc
độ và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong ôtô .
- Kiểm tra và thay thế được các khối bị hư hỏng trong các mạch điện (tự động điều khiển trạng
thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không khí, khai báo nhiên liệu, đo tốc độ
và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong ôtô .
Nội dung chính của mô đun/môn học
1. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch điện tự động điều khiển.
2. Chức năng và nguyên lý hoạt đông của các khối trong mạch điện tự động điều khiển.
3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử cảm biến.
4. Phân tích chu trình hoạt động của một số mạch điện tự động điều khiển thông dụng trong
ôtô.
5. Kiểm tra và thay thế các khối bị hư hỏng trong các mạch điều khiển chức năng dùng trong
ôtô.
6. Bảo quản tốt thiết bị trong quá trình thực hiện công việc.
Danh sách các bài học :
BÀI 1: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CÁC CHU TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH TỰ ĐỘNG ĐIỀU
KHIỂN .
BÀI 2: CẢM BIẾN.
BÀI 3 : MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRẠNG THÁI CỬA XE
BÀI 4: MẠCH TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN THỜI ĐIỂM ĐÁNH LỬA
BÀI 5: MẠCH ĐIỆN KIỂM SOÁT VÀ KHAI BÁO MỨC NHIÊN LIỆU
BÀI 6 :MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỔN HỢP NHIÊN LIỆU - KHÔNG KHÍ
BÀI 7 :MẠCH TỰ ĐỘNG ĐẾM TỐC ĐỘ
BÀI 8 : MẠCH TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN MẠCH ĐA CHỨC NĂNG.
5
26. .S.C PAN ĐỘNG CƠ
XĂNG
Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề ( sơ đồ này sẽ được thay bằng sơ đồ của nghề cụ thể)
( In đậm tên mô đun hoặc môn học được đề cập tới trong tài liệu này. Dưới đây là ví dụ minh hoạ)

Ghi chú:
(Giải thích sơ đồ, đưa ra phương sách thực hiện mô đun/môn học tuỳ thuộc các đối tượng học: công nhân đã qua sản xuất, chỉ dạy phần lý thuyết ...)
Kỹ thuật An toàn và bảo hộ lao động là mô đun cơ bản và bắt buộc. Mọi học viên phải học và đạt kết quả chấp nhận được đối với các bài kiểm tra đánh giá và thi kết
thúc như đã đặt ra trong chương trình đào tạo.
Những học viên qua kiểm tra và thi mà không đạt phải thu xếp cho học lại những phần chưa đạt ngay và phải đạt điểm chuẩn mới được phép học tiếp các mô đun/
môn học tiếp theo.
Học viên, khi chuyển trường, chuyển ngành.nếu đã học ở một cơ sở đào tạo khác rồi thì phải xuất trình giấy chứng nhận; Trong một số trường hợp có thể vẫn phải
qua sát hạch lại.
6
1.HỘI NHẬP NGHỀ SỬA CHỮA
MÁY TÀU THỦY
CHÍNH TRỊ
PHÁP LUẬT
GIÁO DỤC THỂ CHẤT
GIÁO DỤC
QUỐC PHÒNG
TIN HỌC
NGOẠI NGỮ
2. ĐIỆN KỸ THUẬT
3. CƠ KỸ THUẬT
4. NGUỘI CƠ BẢN
TRONG SỬA CHỮ A
5. HÀN CƠ BẢN TRONG
SỬA CHỮ A
6. VẬT LIỆU TRONG
NGÀNH CƠ KHÍ
28. CẤU TẠO ĐỘNG
CƠ ĐỐT TRONG
29. NGUYÊN LÝ

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
30.TRANG BỊ ĐIỆN
MÁY TÀU
31. KỸ THUẬT MÁY
TÀU THỦY
32. CÔNG NGHỆ
SỬA CHỮA
8.S.C HỆ THỐNG
CUNG CẤP ĐIỆN
11. .S.C HỆ THỐNG
KHỞI ĐỘNG KHÍ NÉN
12.S.C. CƠ CẤU CHÍNH
VÀ THÂN ĐỘNG CƠ
18. .S.C HỆ THỐNG
NHIÊN LIỆU DIESEL
BƠM CAO ÁP ĐƠN
21. .S.C HỆ THỐNG
TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ
24. .S.C HỆ THỐNG
NHIÊN LIỆU XĂNG
DÙNG BỘ CHẾ HÒA
KHÍ
9. .S.C HỆ THỐNG
ĐÁNH LỬA
13. .S.C HỆ THỐNG
LÀM MÁT
14. .S.C HỆ THỐNG
BÔI TRƠN
16. .S.C CƠ CẤU PHÂN
PHỐI KHÍ

19. .S.C HỆ THỐNG
NHIÊN LIỆU DIESEL
BƠM CAO ÁP THẲNG
HÀNG
22. .S.C HỆ THỐNG
TRUYỀN LỰC THỦY
LỰC
10. .S.C HỆ THỐNG
KHỞI ĐỘNG BẰNG
ĐIỆN
15. .S.C HỆ THỐNG
TÍN HIỆU ĐỘNG CƠ
17. .S.C HỆ THỐNG
TĂNG ÁP
20. .S.C HỆ THỐNG
NHIÊN LIỆU DIESEL
BƠM CAO ÁP PHÂN
PHỐI
23. .S.C HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN TÀU
25. CHẠY RÀ VÀ ĐIỀU
CHỈNH ĐỘNG CƠ
27. .S.C PAN ĐỘNG CƠ
DIESEL
7. DUNG SAI VÀ VẼ
KỸ THUẬT
KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ
BẢO HỘ LAO ĐỘNG
CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN/MÔN HỌC
• Học trên lớp về :

- Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch điện tự động điều khiển.
- Chức năng và nguyên lý hoạt đông của các khối trong mạch điện tự động điều khiển.
- Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử cảm biến.
- Phân tích chu trình hoạt động của một số mạch điện tự động điều khiển thông dụng trong ôtô.
• Học tại phòng học chuyên môn hoá về :
• Thực tập tại xưởng trường về :
- Kiểm tra và thay thế các khối bị hư hỏng trong các mạch điều khiển chức năng dùng trong ôtô.
- Bảo quản tốt thiết bị trong quá trình thực hiện công việc.
• Tham quan thực tế về :
• Tự nghiên cứu và làm bài tập về :
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN/MÔN HỌC
Kiến thức:
- Trình bày được đầy đủ các yêu cầu, nhiệm vụ và cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của các bộ
phận hệ thống khởi động ôtô.
- Giải thích đúng những hiện tượng, nguyên hư hỏng và phương pháp bảo dưỡng, kiểm tra và
sữa chữa các bộ phận hệ thống điều khiển bằng điện tử
Phương pháp đánh giá:
- Qua các bài kiểm tra viết và trắc nghiệm điền khuyết đạt yêu cầu 60%
Cơ sở đánh giá:
- Qua sự đánh giá của giáo viên và tập thể giáo viên
kỹ năng:
- Tháo lắp, kiểm tra và bảo dương, sửa chữa được các hư hỏng chi tiết, bộ phận đúng quy trình,
quy phạm và đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong sửa chữa.
- Sử dụng đúng, hợp lý các dụng cụ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đảm bảo chính xác và an
toàn.
- Chuẩn bị, bố trí và sắp xếp nơi làm việc vệ sinh,an toàn và hợp lý.
- Qua các bài kiểm tra viết và trắc nghiệm điền khuyết đạt yêu cầu 60%
Cơ sở đánh giá:
- Qua sự nhận xét, tự đánh giá của học viên, của khách hàng và của tập thể giáo viên.
- Kết quả bài thực hành đạt yêu cầu 70% .

Thái độ:
- Chấp hành nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an toàn và tiết kiệm trong bảo dưỡng, sửa
chữa.
- Có tinh thần trách nhiệm hoàn thành công việc đảm bảo chất lượng và đúng thời gian .
- Cẩn thận, chu đáo trong công việc luôn quan tâm đúng, đủ không để xảy ra sai sót.
Phương pháp đánh giá:
- Qua sự quan sát trực tiếp trong qúa trình học tập của học viên.
Cơ sở đánh giá:
- Qua nhận xét của giáo viên, tự đánh giá của học viên, tập thể giáo viên và của khách hàng
Bài 1
SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CÁC CHU TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH TỰ ĐỘNG
ĐIỀU KHIỂN MÃ BÀI : HAR 02 07 01
Giới thiệu :
7
Bài học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức vê các hệ thống mạch tự động điều khiển
ứng dụng trong ngành sửa chữa Ôtô, giúp cho học sinh phân tích đúng mạch điện và lắp đặt, sửa chữa
được các hệ thống mạch điện đó.
Mục tiêu thực hiện:
- Trình bày đúng sơ đồ khối tổng thể của một mạch tự động điều khiển.
- Trình bày đúng chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch tự động điều khiển
- Trình bày đúng nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của các chu trình tự động điều khiển
cơ bản.
Nội dung chính:
I. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động tổng thể của một mạch điện tự động điều khiển.
II Chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch điện tự động điều khiển.
1. Khối giao diện thông tin điều khiển
2. Khối đệm và phối hợp trở kháng ngõ vào
3. Khối xử lý thông tin điều khiển .
4. Khối xử lý tín hiệu điều khiển.
5. Cơ cấu chấp hành.

III. Các chu trình hoạt động cơ bản của mạch tự động điều khiển.
1. Chu trình đường thẳng.
2. Chu trình theo vòng kính.
3. Chu trình rẻ nhánh.
HỌC TẠI PHÒNG HỌC LÝ THUYẾT THEO PHƠNG PHÁP THUYẾT
TRÌNH CÓ THẢO LUẬN
I. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động tổng thể của một mạch điện tự động điều khiển.
Thông thường một mạch điều khiển tự động có sơ đồ khối tổng thể như sau :
II. Chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch điện tự động điều khiển.
1. Khối giao diện thông tin điều khiển
- Tiép nhận thông tin điều khiển ở các dạng vật lý như ánh sáng, độ ẩm ,nhiệt độ ,áp suất ,âm
thanh..vv.
- Cảm biến những thông tin đièu khiển ở các trạng tháI vật lý thánh tín hiệu điện tương ứng .Tín
hiệu này có quy luật biến đổi phản ánh đúng trạng tháI của thông tin điều khiển tác động vào.
2. Khối đệm và phối hợp trở kháng ngõ vào
- Sau khi thông tin điều khiển được cảm biến thành tín hiệu điện, tín hiệu này có biên độ rất nhỏ.
Bởi vậy,khối đệm và phối hợp trở kháng ngõ vào có nhiệm vụ phối hợp trở kháng giữ khối giao diện điều
Khối giao
tiếp thông
tin điều
khiển
Khối đệm
và phối
hợp trở
kháng ngõ
vào
Khối xử
lý thông
tin điều
khiển

Khối xử lý
tín hiệu
điều khiển
Cơ cấu
chấp hành
Thông
tin điều
khiển
Đối
tượng
điều
khiển
8
khiển với khối xử lý thông tin điều khiển nhằm giảm nhỏ mức suy hao trên đường truyền đối với tín hiệu
đượccảm biến.
3. Khối xử lý thông tin điều khiển .
-Thông thường tín hiêu đưa đến cho khối này gồm tín hiệu cảm biến thông tin điều khiển, tín hiệu
đặt chuẩn và tín hiệu phản hồi từ đối tượng điều khiển. Khối xử lý thông tin điều khiển có nhiệm vụ :
- Lọc loại bỏ nhiễu và sửa dạng tín hiệu để được hình dáng theo yêu cầu kỹ thuật.
- So sánh các tín hiệu cảm biến và tín hiệu phản hồi từ đối tượng điều khiển với mức đặt chuẩn đề
tạo tín hiệu điều khiển.
4. Khối xử lý tín hiệu điều khiển.
- Trong các mạch tự động điều khiển khối xử lý tín hiệu điều khiển có tảI là các cơ cấu chấp hành,
các tảI này thường có công suất tương đối lớn .Do đó tín hiệu điều khiển có đủ công suất để động tác các
cơ cấu chấp hành thì nó phảI có biên độ khá lớn . Bởi vậy, khối xử lý tín hiệu điều khiển có tác dụng
khuếch đại tuyến tính tín hiệu điều khiển .
5. Cơ cấu chấp hành.
III Các chu trình hoạt động cơ bản của mạch tự động điều khiển.
1. Chu trình đường thẳng.
- Chu trình đường thẳng hay có thể gọi là (chu trình hở) . Loại chu trình này mô tả đường đI của

thông tin điều khiển trong các mạch điện không cần có khai báo của đại lường phản hồi từ phía đối tượng
điều khiển.
- Quá trình chuyển vận của thông tin điều khiển trong mạch điện theo chu trình đường thẳng được
mô tả trong sơ đồ khối sau:
2. Chu trình theo vòng kính.
- Chu trình đường vòng hay có thể gọi là (chu trình kính) . Loại chu trình này mô tả đường đI của
thông tin điều khiển trong các mạch điện cần có khai báo của đại lường phản hồi từ phía đối tượng điều
khiển.
- Quá trình chuyển vận của thông tin điều khiển trong mạch điện theo chu trình đường vòng được
mô tả trong sơ đồ khối sau:
Khối giao
tiếp thông
tin điều
khiển
Khối đệm
và phối
hợp trở
kháng ngõ
vào
Khối xử
lý thông
tin điều
khiển
Khối xử lý
tín hiệu
điều khiển
Cơ cấu
chấp hành
Thông
tin điều

khiển
Đối
tượng
điều
khiển
9
Trong sơ đồ trên (-M)là đại lượng khai báo trạng tháI đầu ra của đối tượng điều khiển
3. Chu trình rẻ nhánh.
- Chu trình rẻ nhánh hay có thể gọi là (chu trình điều kiện) . Loại chu trình này mô tả đường đI
của thông tin điều khiển trong các mạch điện cần có điều kiện rẻ nhánh.
- Quá trình chuyển vận của thông tin điều khiển trong mạch điện theo chu trình rẻ nhánh được mô
tả trong sơ đồ khối sau:
Trong sơ đồ khối ta thấy rằng, tạikhối xử lý thông tin điều khiển
Nếu thông tin điều khiển trùng với điều kiện đặt ra thì tín hiệu điều khiển sẽ được truyền theo
đường y
1
đến đối tượng .
Nếu thông tin điều khiển khác với điều kiện đặt ra thì tín hiệu điều khiển sẽ được truyền theo đường y
2
.
TỰ NGHIÊN CỨU VÀ LÀM BÀI TẬP
- Trình bày sơ đồ khối tổng thể của một mạch tự động điều khiển.
- Trình bày chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch tự động điều khiển
- Trình bày nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của các chu trình tự động điều khiển cơ bản.
Bài 2

TÊN BÀI : CẢM BIẾN. MÃ BÀI : HAR 02 0702
Giới thiệu :
Khối giao
tiếp thông

tin điều
khiển
Khối đệm
và phối
hợp trở
kháng ngõ
vào
Khối xử
lý thông
tin điều
khiển
Khối xử lý
tín hiệu
điều khiển
Cơ cấu
chấp hành
Thông
tin điều
khiển
Đối
tượng
điều
khiển
-M
Khối giao
tiếp thông
tin điều
khiển
Khối đệm
và phối

hợp trở
kháng ngõ
vào
Khối xử
lý thông
tin điều
khiển
Khối xử lý
tín hiệu
điều khiển
Cơ cấu
chấp hành
Thông
tin điều
khiển
Đối
tượng
điều
khiển
Y
2
Y
1
10
Cảm biến trông hệ thống điều khiển tự động,tự động hoá sản xuất công nghiệp cũng như các hệ
thống thông tin đo lường,bộ cảm biến làm nhiệm vụ cảm biến thông tin , xác định đối tượng ,vị trí đối
tượng các thống số của đối tượng và biến đổi thông tin cảm nhận được đó thành tín hiệu điện các bộ cảm
biến đó có thể tiếp xúc trực tếp hoặc gián tiếp với đối tượng cần cảm nhận. Các bộ cảm biến tiếp xúc ngày
càng được áp dụng rộng rải để thay thế cho các cảm biến tiếp xúc
Mục tiêu thực hiện:

Học xong bài này học viên sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các phần tử cảm biến thường dùng trong mạch
điện ôtô.
- Kiểm tra được chất lượng, cực tính của các phần tử cảm biến bằng VOM
Nội dung chính:
I- Cấu tạo ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vựic sử dụng của các phần tử cảm biến thường dùng trong mạch
điện ôtô.
1. Cảm biến quang - điện
2. Cảm biến nhiệt - điện .
3. Cảm biến cơ - điện
4. Cảm biến từ trường - điện
II- Kiểm tra chất lượng, cực tính và cân chỉnh các phần tử cảm biến
1. Cảm biến quang - điện.
2. Cảm biến nhiệt - điện .
3. Cảm biến cơ - điện
4. Cảm biến từ trường - điện
HỌC TẠI PHÒNG HỌC LÝ THUYẾT THEO PHƠNG PHÁP THUYẾT
TRÌNH CÓ THẢO LUẬN
I- Cấu tạo ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vựic sử dụng của các phần tử cảm biến thường dùng trong
mạch điện ôtô.
1. Cảm biến quang - điện
Trong kỹ thuật người ta có thể dùng nhiều cấu trúc để cảm biến quang điện như :
Cảm biến vị trí kiểu quang học hay cảm biến lân cận kiểu quang học bao gồm 2 phần .
- Nguồn phát sáng E (hay bộ phát);
- Bộ nhận sáng R.
Bộ phát sáng sẽ phát ra ánh sáng hướng tới bộ nhận .Phần tử chủ yếu của bộ phát là một bóng đèn
nhỏ hay một LED. ánh sáng phát ra có thể là ánh sáng trong thấy hay ánh sáng hồng ngoại không trông
thấy .ánh sáng thường được tập trung và định hướng qua một hệ thấu kính hay ở ngay đầu LED rồi hướng
tới bộ nhận .
Phần tử chủ yếu của bộ nhận là điôt quang,điện trở quang,tranzito quang hoặc thyritsto quang.

Khi các phần tử này bị ánh sáng chiếu vào ,điện trở của chúng thay đổi hoặc chúng làm thông mạch và từ
đó tác động vào mạch điều khiển .
Bộ phát E và bộ nhận R trong cảm biến quang học có thể tách rời nhau (hình 3 - 4a)hoặc ghép
trong cùng một khối (hình 3- 4b,c,d).
11

Có 4 cách bố trí bộ phát và bộ nhận thường dùng :
- Kiểu bố trí ánh sáng xuyên (hình 3- 4a) :Bộ nhận luôn nhận được ánh sáng .Khi đối tượng cần
nhận biết lướt qua ,ánh sáng sẽ bị chặn và lượng ánh sáng tới bộ nhân bị thay đổi sẽ làm bộ nhân phản ứng
và tác động vào mạch .
- Kiểu bố trí ánh sáng phản xạ ngược ( hình 3- 4b):cách làm việt tương tự kiểu ánh sáng xuyên.
- Kiểu bồ trí ánh sáng phản xạ (hình 3 - 4c): Bình thường ,bộ nhận không nhận được ánh sáng .
Khi có đối tượng cần nhận biết ,ánh sáng bị phản xạ từ đối tượng
và bộ nhận nhận được ánh sáng và mạch bị thay đổi trạng thái .
- kiểu bố trí ánh sáng phản xạ khuếch tán (hình 3 - 4d):bộ nhận sẻ tác động khi có ánh sáng phản
xạ khuếch tán từ đối tượng cần nhận biết hắt lại.
Các cảm biến quang học được sử dụng phổ biến trong các trong các công tắc quang học vì chúng
có thể phát hiện được cả vật thể phi kim loại mà không cần tiếp xúc với vật , có tuổi thọ cao ,không rung
động và tắc động nhanh .Nhược điểm của cảm biến loại này là độ chính xác của tắc đông sẻ bị hạn chế khi
môi trường làm việc gây ảnh hưởng đến luồng ánh sáng như bụi khói hoặc khi vật nhận biết là trong suốt
với mọi ánh sáng (trong cách bố trí ở hình (8.5.a,b)
Hoạc khi vật cần nhận biết là màu tối(trong cách bố trí ở hình 3 - 4,c,d)
xảy ra khi gốc tới lớn hơn gốc phản xạ toàn phần (hình 3 - 5).
Gần đây, trong kỹ thuật đã sử dụng nhiều cảm biến quang học có sợi quang .Sợi quang ứng dụng hiện
tượng phản xạ toàn phần khi ánh sánh chiếu từ môi trường trong suốt có hệ số chiết quang
1
n
lớn qua mặt
phân cách sang một môi trường khác có môi trường chiết suất n
2

nhỏ hơn .Hiện tượng phản xạ toàn phần
(hình 3 - 5)
E
R
E R E R E
a)
R
b)
ĐT
c)
ĐT ĐT ĐT
d)
Hình 3- 4 :Các cách bố trí bộ phát E và bộ nhận R
12
Sợi quang thông thường có dạng trụ với lõi bằng vật liệu thạch anh hoạc thuỷ tin đa thành phần
hoặc bằng nhựa tổng hợp trông suốt với chiết suất lớn hơn rất nhiều so với không khí .Bên ngoài lõi là
một màng vỏ lam fbằng chất có chiết suất nhỏ hơn .Như trên hình (3 - 6),ánh sáng đi vào sợi quang qua
mặt đầu của sợi quang và phẩn xạ toàn phần liên tục giữa mặt phân cách và màng vỏ rồi ra ngôẳi mặt đầu
kia của sợi .
Những tia sáng không phản xạ toàn phần được thì xuyên ra ngoài sợi quang và gây ra hiện tượng
tổn hao năng lượng ánh sáng truyền.
Các sợi quang được chế tạo để sợi có uốn thì phần lớn ánh sáng vẫn xuyên được dọc sợi
Ưu điểm của loại này là có thể nhận biết được những vật có kích thước nhỏ,chịu đựng được
trong các môi trường rung động mạnh .Do sơi quang có đường kính nhỏ nên có thể luồn lách và đặt ở
những nơi rất hẹp
2. Cảm biến nhiệt - điện .
Cảm biến nhiệt độ dựa vào hiện tượng các phần tử tham gia cảm biến có điện trở thay đổi hay
xuất điện động khác nhau khi nhiệt độ của chúng thay đổi.
- Cảm biến nhiệt điện trở.
Cảm biến nhiệt điên trở là cảm biến mà khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở của nó thay đổi theo một

quy luật (đã biết).
Cảm biến nhiệt điện trở có thể được chế tạo từ kim loại (thường là pt,Ni,CU)hay từ chất bán dẫn
(MgO ,Mn
2
O
3
,MgAl
2
O
4
,NiO)
Khúc xạ
Phản xạ toàn phần
Hình 3 - 5
Hình 3 - 6 : Truyền ánh sáng trong sợi quang
13
Hệ số nhiệt độ của cảm biến nhiệt điện tở có thể dương (khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng) hoặc
âm (khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm ).
Cảm biến nhiệt điện trở bán dẩn có độ nhạy nhiệt cao ,gấp hàn chục lần nhiệt điện trở kim loại.
Dải nhiệt độ cảm biến của các loại cảm biến nhiệt độ rông (từ -200
Ο
C
÷
+300
Ο
C).Với cảm biến
nhiệt điện trở kim loại pt có thể lên tới 1000
Ο
C .Hình 2- 3 là kết cấu một số loại cảm biến nhiệt điện trở .

- Cảm biến nhiệt ngẫu
Cặp nhiệt ngẫu hay cặp nhiệt điện là hai thanh (dây) kim loại khác nhau được hàn lại với nhau
như hình 2- 4a.

Khi nhiệt độ hai mối hàn giống nhau thì mạch tạo bởi hai thanh kim loại không có dòng điện .Khi
nhiệt độ hai mối hàn khác nhau thì mạch có dòng điện ,gọi là dòng nhiệt điện .Nguyên nhân là ở mối hàn
2 kim loại có sự khuếch tán điện tử từ kim loại có mật độ điện tử lớn sang kim loại có mật độ điện tử nhỏ
và làm xuất hiện một hiệu điện thế tiếp xúc .Hiệu điện thế tiếp xúc này phụ thuộc vào bản chất 2 kim loại
14
và vào nhiệt độ tiếp xúc .Nhiệt độ càng cao ,hiệu điện thế tiếp xúc này càng lớn .khi nhiệt độ 2 mối hàn
khác nhau thì các hiệu điện thế tiếp xúc khác nhau và trong toàn mạch kín sẽ có tổng các hiệu điện thế tiếp
xúc khác không và hình thành dòng điện trong mạch kín (hình 2- 5).


Sức điện động tổng trong toàn mạch có thể đo bằng milivôn kế như hình 2- 4b.
Nếu giữa nhiệt độ t
0
0
không đổi và t
0
là nhiệt độ môi trường cần xác định thì:
E= At
ο
- At
0
0
= At
0
- B=C(t
0

)
Trong đó :A, B, C là các hằng số.
Vậy,khi biết sức điện đông E (bằng milivôn kế) và nhiệt độ t
0
0
,có thể xác định được t
0
1
.Đây là
nguyên lí của cảm biến nhiệt ngẫu thường được ứng dụng để xác định nhiệt độ đối tượng .
Thực tế ,cặp nhiệt điện (nhiệt ngẫu ) bán dẫn thường được sử dụng nhiều hơn vì sức nhiệt điện
động lớn hơn của kim loại .Để có sức nhiệt điện động lớn ,người ta thường ghép nối tiếp nhiều cặp nhiệt
điện lại thành bộ .Cặp nhiệt điện được lồng vào ống sứ cách điện và bảo vệ bởi vỏ thép không rỉ ,chịu
nhiệt độ cao .Đầu dây nối ra mạch ngoài đươc nối vào hộp dây nối (hình 2- 6)
15
.

Nhiệt độ đầu tự do t
0
0
được duy trì ổn định ở 0
0
C (nước đá đang tan).Thực tế ,nhiệt độ t
0
0
là nhiệt
độ môi trường nên để khử sai số của cảm biến nhiệt độ ,người ta dùng phương pháp bù .Hình 2- 7 là một
phương pháp bù thường dùng .Điện áp nhiệt điện cần đo (tỉ lệ với nhiệt độ đo )đươc mắc xung đối với một
điện áp trên R cấp từ nguồn E sao cho điện kế G chỉ 0.Độ chính xác phép đo phụ thuộc độ chính xác của
điện trở R và độ ổn định của nguồn E.

3. Cảm biến cơ - điện
- Chứcnăng , tác dụng của cảm biến áp suất và lực :Cảm biến áp suất và lưc được sử dụng rất phổ
biến trong đo lường và trong các hệ thống kiểm soát tự động .Cảm biến áp suất và lực có nhiều kiểu ,loại
khác nhau.
- Cảm biến áp suất : Dưới tác dụng của áp suất ,một vật có thể bị biến dạng hoặc chuyển động
.Để cảm nhận áp suất ,người ta thường dùng các cảm biến như ống ,tấm .
Hình 5-3 biểu thị một số cảm biến áp suất cơ bản thường được sử dụng .Hình 5-3a là ống Buốc -
đông(bourdon)kim loại hình chử C.Khi áp suất khí trong ống tăng lên thì đầu tự do chử C duỗi ra .Hình
5-3b là ống Buốc - đông lò xo .
Khi áp suất khí trong ống lò xo tăng lên thì đầu tự do của lò xo xoay chuyển một góc.
Hình 5- 3b là cảm biến áp suất loại màng . Màng sẽ căng phồng ra khi áp suất khí trong buồn tăng
lên. Hình 5 - 3d là cảm biến áp suất dùng màng nhăn (lượn sóng).
16


- Cảm biến lực:Cảm biến lực dạng cơ - điện là các phần tử mà dưới tác dụng của lực ngoài sẽ
thay đổi tính chất điện của chúng .
Cảm biến điện trở ten- xơ (điện trở lực căng)
Đây là loại cảm biến mà dưới tác dụng của lực gây biến dạng thì điện trở của nó thay đổi .Vật liệu
làm cảm biến điện trở ten xơ là một số kim loại ,hợp kim (thường là constantan,no crôm)hoặc bán dẩn
( như silic đơn tinh thể pha tạp chất ).
∆
R=KR
l
l∆
trong đó :k-hệ số phụ thuộc và biến dạng .
Vật liệu bán dẩn có hệ số k lớn hơn nhiều của kim loại .Dưới tác dụng của lực (ngoài ) điện trở ten
xơ bị biến dạng và điện trở của nó thay đổi ,từ đó làm thay đổi mạch mà nó tham gia vào ..
- Cảm biến áp điện

Cảm biến áp điện dựa vào hiệu ứng điện có ở một số vật liệu như thạch anh ,muối sê - nhét Đó là
hiện tượng xuất hiện các điện tích trái dấu trên bề mặt đối diên của vật liệu khi chịu tác động của lực (biến
thiên).Điện tích biến mmất khi lực ngừng tác động .
Cảm biến điện phổ biến là phiến thạch anh được căt ra từ tinh thể thạch anh ( hình 8.17) theo một
góc độ nhất định .
Hình 5 - 4:tinh thể thạch anh (a)và phần tử cảm biến áp điện được cắt ra (b)
Khi chịu lực nén theo trục x , điện tích xuất hiện như hình 5- 4b .Khi chịu lực nén theo truc Y ,
điện tích xuất hiện xẽ trái dấu .Khi chịu lực kéo , điện tích xuất hiện ngược dấu khi nén .
17
4. Cảm biến từ trường - điện
Cảm biến vị trí
Cảm ứng vị trí theo kiểu cảm ứng là một mạch từ hở có cuộn dây xoay chiều .Ki cuộn dây được
câp điện áp ,từ trường của nó được khép kính và phần không khí phía trên .vì mạch tư hở nên tư trở rất
lớn, độ từ cảm nhỏ và điện kháng nhỏ nên dòng điện qua cuộn dây lớn.
Khi miếng sắt gắn với vật chuyển động lướt qua mạch từ , mạch từ được khép kính. Lúc đó từ trở
giảm và từ thông tăng mạnh , điện kháng cuộn dây tăng và dòng điện qua cuộn dây giảm.
18
Nêú rơ le là loại rơ le một chiều thì người ta mắc nối tiếp rơ le một cầu điốt (hình 2-13).Từ đó,nếu
mắcnối tiếp với cuộn dây một rơle thì không có miếng sắt ,rơle sẽ hút. Khi có miếng sắt thì rơ le sẽ nhả
các tiếp điểm của rơ le sẽ điều khiển các mạch cần thiết
Để nâng cao tác động của rơle cuộn dây 2 được mắc song song với một tụ điện C sao cho tạo
mạch cộng hưỡng LC tạo ra mạch cộng hưởng dòng điện khi miếng sắt 3 khép kín mạch từ 2 (hình 2 -12)
Hình 2- 14a trình bày một cảm biến vị trí cảm ứng dạng khác .
Hình 2-14 a :Cảm biến vị trí dùng mạch từ hở
Bình thường ,mạch từ hở ,từ thông móc vòng từ cuộn dây 1 qua cuộn dây 4 yếu và sức điện động
cảm ứng trong cuộn dây 4 nhỏ ,rơle không tác động .Khi có miếng sắt động lướt qua ,khép kín mạch từ ,từ
thông tăng mạnh và do đó sức điện động cảm ứng ở cuộn 4 lớn .Rơle tác động .
Cảm biến vị trí kiểu điện từ chỉ có tác dụng đối vớ các vật liệu từ sắt
19
. Hình 2-14b là cảm biến dùng rơ le lưởi gà

Rơle có kích thướt rất nhỏ ,tần số thao tác lớn .Hai tiếp điểm bằng platin 1 gắn ở hai đầu thanh
dẫn bằng thép lò xo 2 kiểu lưởi gà đặt trong ống thuỷ tinh 3 đã hút hết không khí hoặc chứa một lượng
nhỏ khí trơ để dập tắt hồ quang .Khi có thanh nam châm NS lướt qua ,từ trường nam châm làm 2 thanh
dẩn nhiễm từ ,các tiếp điễm một hút nhau và nối kín mạch .Khi không có nam châm NS,lực đàn hồi của
hai thanh dẩn 2 sẻ mở tiếp điểm.
Đo khoảng cách 2 tiếp điểm nhỏ nên thời gian tác động nhanh (0.4 ÷ 2,0)ms và tần số thao tác lớn
(400 ÷ 2000) lần/s.
TỰ NGHIÊN CỨU VÀ LÀM BÀI TẬP
Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lĩnh vựic sử dụng của các phần tử cảm biến thường
dùng trong mạch điện ôtô.
- Cảm biến quang - điện
- Cảm biến nhiệt - điện .
- Cảm biến cơ - điện
- Cảm biến từ trường - điện
HỌC TẠI XƯỞNG THỰC HÀNH
II- Kiểm tra chất lượng, cực tính và cân chỉnh các phần tử cảm biến
• Cảm biến quang - điện.
• Cảm biến nhiệt - điện .
• Cảm biến cơ - điện
• Cảm biến từ trường - điện


Bài 3
20

MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRẠNG THÁI CỬA XE MÃ BÀI: HAR 02 07 03
Giới thiệu :
Bài học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức vê các hệ thống mạch điện tự động điều
khiển trạng thái cửa xe ứng dụng trong ngành sửa chữa Ôtô, giúp cho học sinh phân tích đúng mạch điện
và lắp đặt, sửa chữa được các hệ thống mạch điện đó.

Mục tiêu thực hiện:
Học xong bài này học viên sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng sơ đồ khối, chu trình và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển trạng thái
cửa xe .
- Trình bày đúng hình dạng , đặc điểm của tín hiệu tại ngõ vào và ra các khối
- Kiểm tra và thay thế được các khối bị hư hỏng trong mạch điều khiển trạng thái cửa xe
Nội dung chính:
I- Sơ đồ khối ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của mạch điều khiển trạng thái cửa xe
II- Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện các khối
1. Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối cảm biến tương tác.
2. Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối khuếch đại tín hiệu cảm biến
tương tác.
3. Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối chuyển mạch đống ngắt và
duy trì trạng thái cửa
III- Kiểm tra và thay thế các khối bị hỏng trong mạch điều khiển trạng thái cửa xe
1- Kiểm tra thay thế khối cảm biến tương tác.
2- Kiểm tra thay thế khối khuếch đại tín hiệu cảm biến tương tác.
3- Kiểm tra thay thế khối chuyển mạch đống ngắt và duy trì trạng thái cửa.
HỌC TẠI PHÒNG HỌC LÝ THUYẾT THEO PHƯƠNG PHÁP THUYẾT
TRÌNH CÓ THẢO LUẬN
I- Sơ đồ khối ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của mạch điều khiển trạng thái cửa xe
1. Sơ đồ khối :
Chức năng các khối
• Khối phát : tạo ra xung vuông có tần số cao đưa vào cấp cho Led phát hồng ngoại phát đi
Khối phát tia
hồng ngoại
Cảm biến và
KĐ tí hiệu
cảm biến
Khối định

thời
Khối điều
khiển
Khối nguồn
nuôi
21
• Khối thu : lấy xung điều khiển cảm ứng qua Led thu hồng ngoại khếch đại lên đủ lớn đưa tới khối
định thời
• Khối định thời: lấy tín hiệu xung điều khiển từ khối thu và khuếch đại đưa đến làm trễ trong một
khoảng thời gian sau đó lấy tín hiệu này đưa đến khối điều khiển
• Khối nguồn nuôi: tạo ra các mức điện áp ổn định cấp cho các khối chức năng va Motor
2. Mạch điện nguyên lý.
Nguyên lý hoạt động của mạch của mạch điện như sau :
Khi không có người Led hồng ngoại nhận được tín hiệu hồng ngoại từ Led phát đến , nội trở của Led thu
hồng ngoại giảm thấp , dòng định thiện đầu vào chân 2 lớn  điện áp đầu vào chân 2 tăng cao hơn điện
áp đầu vào chân 3  do đó , điện áp đầu ra chân 1 IC LM324 ở mức thấp  không có dòng kích đưa đến
chân 8 của IC AN 6884  điện áp đầu ra chân 1 cao  điện áp đầu ra của chân E của T2 cao  UBE của
T2 dưới ngưỡng mở  T2 ngắt  không có dòng điện chạy qua cuộn L1 của Rơle1  Role 1 không tác
động đóng tiếp điểm  cửa đóng
Khi có người Led hồng ngoại không nhận được tín hiệu hồng ngoại từ Led phát đến, nội trở của
Led thu hồng ngoại tăng cao , dòng định thiện đầu vào chân 2 giảm thấp  điện áp đầu vào chân 2 bằng 0
thấp hơn điện áp đầu vào chân 3  do đó , điện áp đầu ra chân 1 IC LM324 ở mức cao  có dòng kích
đưa đến chân 8 của IC AN 6884 điện áp đầu ra chân 1 giảm điện áp đầu ra của chân E của T2 giảm
 UBE của T2 vượt qua ngưỡng mở T2 thông mạnh , có dòng điện chạy qua cuộn L1 của Rơle1 
Role 1 tác động đóng tiếp điểm cửa mở.
22
L6
VR
R13
-

+
+
101
3
2
C1
R49
R2
R7
R43
R1
D11
C3
R9
L4
R4
D17
D19
L5
R6
R3
R8 R12
T1A
2
C2
R5
23
II- Hình dạng, đặc điểm ,tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện các khối
1. Hình dạng, đặc điểm ,tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối cảm biến tương tác.
- Cấu tạo của IC NE 555

• Bộ phận áp : do ba điện trở 5k
Ω
nối nối tiếp tạo thành mạch phân áp cũng cấp điện áp chuẩn
cho hai bộ so sánh
• Bộ so sánh: do bộ khuếch đại thuật toán tạo thành, tác dụng chính của nó là thực hiện việc so sánh
giữa điện áp đầu vào và điện áp gốc chuẩn để đưa ra hai mức logic (0) (mức thấp), hoặc (1) (mức
cao) mà không biểu thị trị số điện áp cụ thể.
• Bộ Trigơ R-S : là bộ phận chính của IC 555 do hai cổng NAND kết hợp tạo thành
• Đầu ra lấy từ đầu Q của bộ Trigơ RS qua bộ đảo pha khuếch đại để naang áp cho phụ tảI IC 555
• Chuyển mạch phóng điện: là mạch dùng Tranzitor T, cực B nối với đầu Q của bộ Trigơ R-S. Cực
C nối với đầu phóng điện, cực E nối mass. Khi Tranzitor T thông ,tụ C phóng điện về đất
- Sơ đồ cấu tạo IC LM 324
T
Q
3
5K
R
Q
+
-
A
1
R
+
-
A
2
5
6
S

5K
5K
2
GND
Reset
4
+vcc
12
24
Cấu tạo của IC LM 324: gồm 4 bộ khuếch đại thuật toán riêng rẽ có một nguồn đơn chung
- Sơ đồ cấu tạo IC AN6884:
IC AN6884: là loại IC được sử dụng phổ biến trong các mạch đèn nháy, có chức năng làm trể tín hiệu
đầu vào trong một khoảng thời gian có thể điều chỉnh được thông qua một mach RC mắc ở chân 7.
Nguyên lý hoạt động của khối phát tia hồng ngoại :
Khi cấp nguồn, điện áp nguồn Vcc thông qua điện trở R
a
và R
b
nạp điện cho tụ C , còn phóng điện
sẽ thông qua R
b
và chân 7 đầu phóng điện để hoàn thành . Khi tụ điện C vừa bắt đầu nạp điện , đầu kích
chân 2 ở mức (0), và đầu ra vẫn ở mức cao ; khi nguồn điện qua R
a
, R
b
nạp điện Vcc lớn hơn hoạt bằng
2/3 Vcc , đầu ra từ mức cao trở thành mức thấp , Tranzitor T thông , tụ điện C qua Rb và chân số 7 phóng
điện cho tới khi Vcc lớn hơn hoặc bằng 1/3 Vcc , đầu ra từ mức thấp trở thanh mức cao , tụ điện C lại nạp
điện trở lại . Tụ C theo tuần hoàn như vậy trở về ban đầu và nạp phóng điện hình thành một mạch dao

động .Xung dao động ở đầu ra chân 3(xung dương) đưa đến chân B của Tranzitor Q làm Q dẫn mạnh có
+
-
8
OU
T
+
-
9
6
5
7 OUT
+
-
14 OUT
3
1 OUT
+
-
10
12
11
GN
D
13
4 2
AN
6884
1 OUT
2 Tải

3Tải
4Tảt
5 GND
6 Tải
7 Định thời
8 IN
9 VCC
25