THIẾT KẾ MẠCH BIẾN ĐỔI AD CHO CẢM BIẾN ÁP SUẤT ĐƯỜNG ỐNG NẠP

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đề tài : THIẾT KẾ MẠCH BIẾN ĐỔI A/D
CHO CẢM BIẾN ÁP SUẤT ĐƯỜNG ỐNG
NẠP

Giáo viên hướng dẫn :
Lớp

:

Sinh viên thực hiện

:

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

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

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.............................................................................................
Hưng Yên ngày......tháng.....năm........
Giảng viên hướng dẫn

2


Lời nói đầu
Cùng 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 cơ điện tử ô tô 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 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 chú
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.
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 MẠCH CHUYỂN
ĐỔI A/D CHO CẢM BIẾN ÁP SUẤT ĐƯỜNG ỐNG NẠP”nhằm củng cố về mặt
kiến thức thực tế, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên nghành.
Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn cùng với
sự nỗ lực cố gắng, tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, đến nay đồ án của 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 mong nhận được
sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo trong khoa để đồ án của
chúng em ngày càng hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo cùng
với các thầy cô giáo trong khoa đã giúp chúng em hoàn thành đồ án.

3


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH CHUYỂN ĐỔI A/D
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Chương này nêu lên nguyên tắc chung chuyển đổi tín hiệu tương tự (Analog)
thành tín hiệu số (Digital) A/D và chuyển đổi tín hiệu số (Digital) thành tín hiệu
tương tự (Analog) D/A. Nêu một số mạch điện để thực hiện các quá trình đó. Các vấn
đề của chương gồm:
- Cơ sở lý luận: Khái niệm chung về chuyển đổi A/D, D/A, các tham số cơ bản,
giải biến đổi của điện áp tín hiệu tương tự đầu vào, độ chính xác của qúa trình chuyển
đổi A/D, tốc độ chuyển đổi.
- Các bước chuyển đổi A/D: lấy mẫu và giữ mẫu, lượng tử hoá, mã hoá.
- Các phương pháp chuyển đổi A/D.
+ Chuyển đổi A/D theo phương pháp song song.
+ Chuyển đổi A/D theo phương pháp đếm đơn giản.
+ Chuyển đổi A/D theo phương pháp hai sườn dốc.
So sánh các phương pháp chuyển đổi A/D.
- Chuyển đổi A/D phi tuyến: đặc tính của chuyển đổi A/D phi tuyến, đặc tính của

bộ chuyển đổi D/A phi tuyến. Đặc tính của bộ chuyển đổi A/D, D/A phi tuyến thực tế.
- Các phương pháp chuyển đổi D/A.
+ Các bước chyuển đổi D/A.
+ Chuyển đổi D/A bằng phương pháp thang điện trở.
+ Chuyển đổi D/A bằng phương pháp mạng điện trở.

4


1.2. NỘI DUNG
1.2.1. Cơ sở lý luận
1.2.1.1. Khái niệm chung
Để ghép nối giữa nguồn tín hiệu tương tự với các hệ thống xử lý số người ta
dùng các mạch chuyển đổi tương tự - số (viết tắt là A/D) nhằm biến đổi tín hiệu tương
tự sang dạng số. Hoặc dùng mạch chuyển đổi số - tương tự (viết tắt là D/A) trong
trường hợp cần biến đổi số sang dạng tương tự.
1.2.2.1. Các tham số cơ bản
1.2.2.1.1. Giải biến đổi của điện áp tín hiệu tương tự ở đầu vào
Là khoảng điện áp mà bộ chuyển đổi A/D thực hiện được. Khoảng điện áp đó có
thể lấy trị số từ 0 đến giá trị dương hoặc âm nào đó hoặc cũng có thể là điện áp hai cực
tính từ -UAm đến +UAm
1.2.2.1.2. Độ chính xác của bộ chuyển đổi A/D.
Tham số đầu tiên đặc trưng cho độ chính xác của bộ A/D là độ phân biệt. Ta biết
rằng đầu ra của bộ A/D là các giá trị số sắp xếp theo quy luật của một loại mã nào đó. Số
các số hạng của mã số đầu ra tương ứng với dải biến đổi của điện áp vào, cho biết mức
chính xác của phép biến đổi.
1.2.2.1.3. Tốc độ chuyển đổi:
Tốc độ chuyển đổi cho biết kết quả chuyển đổi trong một giây được gọi là tần số
chuyển đổi fC. Cũng có thể dùng tham số thời gian chuyển đổi T C để đặc trưng cho
tốc độ chuyển đổi. TC là thời gian cần thiết cho một kết quả chuyển đổi. Chú ý rằng

f C 1.
Khi bộ chuyển A/D có tốc độ cao thì độ chính xác giảm hoặc ngược lại, nghĩa là
tộc độ chuyển đổi và độ chính xác mâu thuẫn với nhau. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà
dung hoà giữa các yêu cầu đó một cách hợp lí.

5


1.2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI A/D
Có nhiều phương pháp chuyển đổi A/D, người ta phân ra bốn phương pháp biến đổi
sau:
- Biến đổi song song. Trong phương pháp chuyển đổi song song, tín hiệu được so
sánh cùng một lúc với nhiều giá trị chuẩn. Do đó tất cả các bit được xác định đồng thời
và đưa đến đầu ra.
- Biến đổi nối tiếp theo mã đếm: Ở đây quá trình so sánh được thực hiện lần lượt
từng bước theo quy luật của mã đếm. Kết quả chuyển đổi được xác định bằng cách đếm
số lượng giá trị chuẩn có thể chứa được trong giá trị tín hiệu tương tự cần chuyển đổi.
- Biến đổi nối tiếp theo mã nhị phân. Quá trình so sánh được thực hiện lần lượt
từng bước theo quy luật mã nhị phân. Các đơn vị chuẩn dùng để so sánh lấy các giá trị
giảm dần theo quy luật mã nhị phân, do đó các bit được xác định lần lượt từ bit có nghĩa
lớn nhất (MSB) đến bit có nghĩa nhỏ nhất (LSB).
- Biến đổi song song - nối tiếp kết hợp. Trong phương pháp này, qua mỗi bước so
sánh có thể xác định được tối thiểu là 2 bit đồng thời.

Hình 1.1: Đặc tuyến truyền đạt lý tưởng và thực của mạch chuyển đổi A/D

6


***Cảm biến áp suất đường ống nạp (Cảm biến chân không)

Cảm biến áp suất đường ống nạp được dùng cho hệ thống EFI kiểu D để cảm nhận
áp suất đường ống nạp. Đây là một trong những cảm biến quan trọng nhất trong EFI
kiểu D.
Bằng cách gắn một IC vào cảm biến này, cảm biến áp suất đường ống nạp cảm nhận
được áp suất đường ống nạp như một tín hiệu PIM. Sau đó ECU động cơ xác định
được thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản trên cơ sở của tín hiệu PIM
này.
Như trình bày ở hình minh họa, một chíp silic kết hợp với một buồng chân không được
duy trì ở độ chân không định trước, được gắn vào bộ cảm biến này. Một phía của chip
này được lộ ra với áp suất của đường ống nạp và phía bên kia thông với buồng chân
không bên trong. Vì vậy, không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn vì áp suất
của đường ống nạp có thể đo được chính xác ngay cả khi độ cao này thay đổi.

Hình 1.2: Cảm biến áp suất đường ống nạp ( Cảm biến chân không)

7


Hình 1.3: Cấu tạo cảm biến áp suất đường ống nạp

Hình 1.4: Đường đặc tính

Hình 1.5: Sơ đồ mạch điện

8


CHNG II: GII THIU CHUNG V MT S LOI LINH KIN Cể
TRONG MCH
2.1. ADC 0804

Hình 2.1cung cấp sơ đồ chân của IC ADC0804, là IC CMOS 20 chân, thực hiện
phép chuyển đổi A/D bằng phơng pháp liên tiếp xấp xỉ. Dới đây là vài đặc
điểm quan trọng của IC này:
Có hai đầu tơng tự, VIN (+) và VIN(-), chấp nhận đầu vào vi sai. Nói cách khác,
đầu ra tơng tự thực tế VIN, là khoảng chênh lệch ở cấc mức điện thế áp vào
những chân này [VIN tơng tự = VIN(+)- VIN(-)]. ở số đo một đầu, tín hiệu tơng
tự ở đầu vào đợc áp đến chân VIN(+), con VIN(-) nối đất(tơng tự). Trong suốt
hoạt động bình thờng, bộ chuyển đổi dùng Vcc= +5V làm nguồn điện thế quy
chiếu, còn đầu vào tơng tự có thể biến thiên từ 0V đến 5V.
ADC0804 biến đổi điện thế vào tơng tự thành đầu ra số 8 bit. Đầu ra số đợc
đệm ở 3 trạng thái để có thể dễ dang kết nối theo cấu hình bus dữ liệu. Với 8
bit, đ phân giải là 5V/255=19,6mV.
Có mạch tạo xung nhịp cài trong, tạo tần số f=1/(1.1RC), với R và C là giá trị của
các linh kiện mắc ngoài. tần số xung nhịp tiêu biểu là 606KHz, với R=10K và
C=150pF. Có thể sử dụng tần số xung nhịp bên ngoài, nếu muốn, bằng cách nối
nó với chân CLK IN.

9


HèNH 2.1

Với tần số xung nhịp 600KHz, thời gian chuyển đổi xấp xỉ 10 s.
Có chân nối đất riêng biệt cho điện thế số và điện thế tơng tự. Chân số 8 là
chân nối đất tơng tự, nối với điểm quy chiếu chung của mạch tơng tự đang
sinh điện thế tơng tự. Chân số 10 nối đất số, là chân đợc mọi thiết bị số
trong hệ thống sử dụng.(Lu ý, chân nối đất khác nhau đợc gán kí hiệu khác
nhau). Chân nối đất số vốn hay thu hút nhiễu do những thay đổi xảy ra rất
nhanh ở dòng lúc thiết bị số thay đổi trạng thái. mặc dù không nhất thiết phải

sử dụng chân nối đất tơng tự riêng biệt, nhng làm thế giúp đảm bảo nhiễu
xâm nhập vào từ chân nối đất số không thể lầm tín hiệu đầu ra của bộ so
sánh chuyển trạng thái trớc thời điểm quy định bên trong ADC.
IC ACD0804 đợc thiết kế để dễ dàng dao diện với bus dữ liệu của bộ vi xử lý.
Vì thế, một số đầu vào / ra của ADC 0804 đợc đặt tên căn cứ vào các chc
năng chung ở những hệ thống cài bộ vi xử lý. Chức năng số của đầu vào / ra này
đợc định nghĩa nh sau:

CS (chọn chíp). Đầu vào này phải tích cực ở mức thấp thì đầu vào RD hoặc
WR mới có hiệu lực. Với CS lên cao, đầu ra số ở trạng thái Hi-Z(trở kháng cao), và
không hoạt động chuyển đổi nào xảy ra.

RD (đọc) là đầu vào đùng để cho phép các bộ đệm đâu ra dạng số. Với CS =

RD = thấp, chân ra sẽ có mức logic biểu thị kết quả của chu kỳ chuyển đổi
A/D cuối cùng. Bộ vi xử lý sau đó có thể đọc(tìm nạp) giá trị tín hiệu số này
qua bus dữ liệu của hệ thống.

WR (ghi) xung thấp đợc áp đến đầu vào nay nhằm báo tín hiệu bắt đầu chu
kỳ chuyển đổi mới. đây thực ta là đâu vào bắt đầu chuyển đổi. Sở dĩ gọi
là đầu vào GHI vì lẽ trong 1 ứng dụng tiêu biểu, bộ vi xử lý phát 1 xung GHI(tơng tự xung ghi vào bộ nhớ) kích thích đầu vào nay.

10


INTR (ngắt) là tín hiệu ra sẽ lên cao lúc bắt đầu chu kỳ chuyển đổi, xuống
thấp để báo hiệu kết thúc chu kỳ chuyển đổi. Đây thực ra là tín hiệu kết thúc
chuyển đổi, nhng sở dĩ gọi là ngắt vì trong một tình huống tiêu biểu, nó đợc
gởi đến đầu vào ngắt của bộ vi xử lý nhằm tranh thủ sự chú ý của bộ vi xử lý
nhằm thông báo dữ liệu của ADC đã sẵn sàng cho phép đọc. V ref/2 là đầu vào

không bắt buộc, giúp giảm mức điện thế quy chiếu nội bộ, do đó thay đổi
luôn khoảng giá trị của đầu ra tơng tự mà bộ chuyển đổi có thể xử lý. Khi
ngắt nối kết đầu vào này, nó duy trì mức 2.5V(V cc/2, với Vcc là nguồn điện thế
quy chiếu. Nối một điện thế ngoài với chân Vref/2, vơi nguồn quy chiếu nội bộ
tăng gấp đôi mức điện thế, và khoảng giá trị đầu vào tơng tự cũng thay đổi
theo cho phù hợp nh bảng dới.

11


2.2. Biến trở vi chỉnh
Là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn

Hình 2.2: biến trở vi chỉnh
2.3 IC NE555
Sơ đồ chân

Hình 2.3: Sơ đồ chân IC NE555
-Ic NE555 gồm có 8 chân.
-Chân số 1(GND): cho nối mát để cấp dòng cho IC
-Chân số 2 (trigger): ngõ vào của một tần số áp .mức áp chuẩn là 2/3*vcc
-Chân số 3(outpt): ngõ ra trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức áp cao (gần bằng mức áp
chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân số 1 ).
-Chân số 4(reset):dùng làm định mức trạng thái ra .khi chân số 4 nối mát thì ngõ ra ở mức
thấp .khi chân 4 ở mức cao thì trạng thái ngõ ra theo điện áp chân số 2 và 6 .

12


-Chân số 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay

dùng điện trở ngoài cho nối mass.Tuy nhiên hầu hết các mạch điện chân số 5 nối qua 1 tụ
không phân cực 0.01uf-0,1uf, các tụ có tác dụng lọc bỏ
-Chân số 6: là ngõ và cưa 1 tầng so áp khác .mức áp chuẩn là Vcc/3.
-Chân số 7: có thể xem như là một khóa điện và chịu điều khiển bởi tầng logic .khi chân số 3
ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại ,ngược lại thì nó mở ra .chân số 7 tự nạp xả điện cho
mach R –C như 1 tầng dao động
-Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp nguồn nuôi IC .nguồn nuôi cho IC555 trong
khoảng từ +5v+15v.
2.4: Tụ điện
** 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)
+ Ky hiêu cua tu trong mach điên:

Tụ không phân Tụ hóa
cực
phân cực

có Tụ hóa có Tụ hóa không Tụ biến dung hay tụ
phân cực
phân cực
biến đổi

Hình 2.4: 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

+

-

+

-

+
+

Điên môi

13


+

-

Hình 2.4: 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

14


*
Điên
Cực
nhôm

Chât điên
phân

*

Điên

*

Cực

*

nhôm

+

-

Hình 2.4: Cấu tạo tụ điện phân cực
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.
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)

15

+ 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

16


2.5. Điện trở
2.5.1. Khái 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.
2.5.2. Đơn vị
Ohm (kí hiệu: Ω) là đơn vị trong hệ SI của điện trở, được đặt theo tên Georg
Simon Ohm. Một ohm tương đương với vôn/ampere. Các điện trở có nhiều giá trị khác
nhau gồm milliohm (1 mΩ = 10−3 Ω), kilohm (1 kΩ = 103 Ω), và megohm (1 MΩ =
106 Ω).
2.5.3. Kí hiệu và quy ước
Kí hiệu của điện trở trong một sơ đồ mạch thay đổi tùy theo tiêu chuẩn của mỗi
quốc gia. Có hai loại phổ biến như sau:

Kí hiệu kiểu mỹ

Kí hiệu điện trở theo kiểu (IEC)

- a: Điện trở
- b: Biến trở
- c: Máy đo điện thế
2.5.4. Định luật ohm

Định luật Ohm cho rằng hiệu điện thế (U) qua một thiết bị điện trở tỉ lệ với
cường độ dòng điện (I) qua nó và tỉ số giữa chúng là điện trở (R).
2.5.5 Điện trở mắc song song và nối tiếp

 Điện trở mắc song song

17


 Điện trở mắc nối tiếp

 Điện trở mắc hỗn hợp

2.5.6. Năng lượng hao phí

Giải tích:

2.5.7. Mã màu điện trở

18


Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở thì ngoài việc nhà sản xuất in
trị số của nó lên linh kiện thì người ta còn dùng một qui ước chung để đọc trị số điện
trở và các tham số cần thiết khác. Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm (sau đó có thể
viết lại thành kí lô hay mêga cho tiện).

2.5.8. Phân loại
Có 5 loại điện trở chính:
- Điện trở than ép.
- Điện trở than.
- Điện trở màng kim koại.
- Điện trở oxit kim loại.
- Điện trở dây quấn

2.5.9. Đặc điểm của điện trở.
- 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.
Hình dang thực tế một số loai điện trở

19


10

Điện trở thường

5W

Điện trở công suất

6 ,8

10W

Điện trở công suất

Biến trở

Điện trở băng
2.6. IC 7805
Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp

thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản.Các loại ổn áp thường
được sử
dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp.

Hình 2.8: ic 7805
Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân (IC 7812 tương tự)
Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)
Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)
Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên)
Một số thông số kỹ thuật
- Dòng cực đại có thể duy trì 1A.
- Dòng đỉnh2.2A.
- Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W.
- Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W
+ )Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy.
+) Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán =1/2 giá trị trên. Các giá trị cũng không
nên dùng gần giá trị max của các thông số trên. Tốt nhất nên dùng ≤ 2/3 max. Hơn nữa
các thống số trên áp dụng cho điều kiện chuẩn nhiệt độ 25 độ C.
+) Ta nên hạn chế áp lối vào 7805 để giảm công suất tiêu tán trên tản nhiệt.
IC 7805 còn phụ thuộc vào áp rơi trên nó.
*Một số điểm lưu ý khác:
20


+) Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 4.8--5.2 V. Nên nếu đo được
áp là 4.85V thì ta không vội kết luận là IC bị hỏng.
+) Độ trôi nhiệt của 7805 xấp xỉ: 1mv/1 độ C. Nó có hệ số trôi nhiệt âm, nên nhiệt độ
tăng, điện áp ra sẽ giảm.
VD:Nếu ở 25 độ C, điện áp lối ra là 4.98V, thì rất có thể tại 65 độ, ta đo được thế lỗi ra
cỡ: 4.94 độ C.

+) IC 7805 có bảo vệ chập tải.

2.7: 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 HZ.

21


Hình 2.7: 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.

22


CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
3.1. Sơ đồ khối:

Tín hiệu

giải mã

hiển thị

3.2. Nguyên lý làm việc

Sau khi sử dụng máy biến áp ta được nguồn 12V AC. Sau đó ta cho nguồn
qua chỉnh lưu cầu thì ta được nguồn DC và qua tụ được san phẳng điện áp, san
phẳng tần số và qua IC 7805 để có nguồn 5V để sử dụng cho toàn mạch.
Chế độ tạo xung vuông của NE555 để tạo xung cho bộ đếm, ngõ ra trạng
thái của chân 3 chỉ có mức cao và thấp.
CS (chân 1)có nhiệm vụ chọn chip kích hoạt ADC0804 hoạt động nó làm

việc ở mức tích cực thấp.
RD(chân 2) bắt đầu nhận chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân
tương đương được dữ trong một thanh ghi.
Chuyển đổi khi được cấp tín hiệu ở mức tích cực thấp vào WR(chân 3) để
báo cho ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi.
23


Chân CLK IN(chân 4) và CLK R(chân 19) nối với R= 10kΩ, C=150pf tần số
f=606kHz.Thời gian chuyển đổi sẽ mất 110µs

Công thức:

f=1÷1,1.R.C

Chân 5 và chân 9 nối với VCCcho phét ADC chuyển đổi 8 bit với độ phân
giải là 5V/ 255 =19,6mV.
Đầu ra tính theo công thức:
Dra=Vvào / kích thước bước
Nếu = 0 thì tạo ra xung cao – xuống - thấp và bộ ADC0804 bắt đầu
chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự V in về số nhị phân 8 bit được hiển thị ở các
chân dữ liệu D0 – D7 (chân đầu ra)
Lượng thời gian cần thiết để chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đưa
đến chân CLK IN và CLK R
Chân ngắt INT (kết thúc quá trình chuyển đổi) đây là chân đầu ra ở mức
tích cực thấp,bình thường nó ở trạng thái cao khi việc chuyể đổi hoàn tất thì nó
xuống thấp để báo cho CPU biết là dữ liệu đã được chuyển đổi . Sau khi INT
xuống thấp ,ta đặt CS = 0 và gửi một xung cao 0 xuống - thấp tới chân RD lấy
dữ liệu ra

3.3. Sơ đồ mạch.

24


Hình 2.7: Sơ đồ mạch

25