MÔ PHỎNG MẠCH bật QUẠT tự ĐỘNG BẰNG PHẦN mềm PROTEUS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
----------

HCMUTE
TIỂU LUẬN MƠN HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI:
MÔ PHỎNG MẠCH BẬT QUẠT TỰ ĐỘNG BẰNG PHẦN MỀM
PROTEUS
GVHD: ThS. Lê Tấn Cường
SVTH: Trần Văn Nhân MSSV: 17143226
T6 tiết 7,8,9
Mã học phần: EEEN230129

TP. HCM – 06/2021


MỤC LỤC
A. TỔNG HỢP LINH KIỆN .......................................................................................... 2
1. Mạch khuếch đại OP Amp ...................................................................................... 2
2. Transistor NPN........................................................................................................ 3
3. Diode ....................................................................................................................... 4
4. Điện trở nhiệt. ......................................................................................................... 4
5. Quạt DC .................................................................................................................. 5
6. Relay điện cơ........................................................................................................... 6
7. Biến trở .................................................................................................................... 6
8. Điện trở ................................................................................................................... 7
9. Tụ điện .................................................................................................................... 9
10. Công tắc ................................................................................................................ 9
B. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG ................................................................................... 11

1


A. TỔNG HỢP LINH KIỆN
1. Mạch khuếch đại OP Amp
- Op Amp là bộ khuếch đại thuật tốn, có hệ số khuếch đại rất lớn, được tạo thành từ
tổ hợp phần tử tích cực ( transistor) với các phần tử thụ động khác.
- Ví dụ sơ đồ nguyên lí của mạch Op Amp LM741

- Kí hiệu:

- Đầu cấp nguồn Vcc+ và Vcc-: cấp nguồn DC để Op Amp hoạt động.
- Ngõ đầu vào:
+ Vin+: ngõ vào không đảo
+ Vin-: ngõ vào đảo
- Ngõ đầu ra: Vo
- Ta so sánh 2 ngõ vào Vin+ và Vin- để xuất ra được Vo
- Chức năng:
+ Vin+ > Vin- thì Vout = Vcc, thì Op Amp sẽ truyền tín hiệu đến linh kiện
khác
- Vin+ < Vin- , Op Amp không hoạt động
2


2. Transistor NPN
- Transistor NPN gồn ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N,
hay cịn được gọi là transistor ngược.

- Hình ảnh thực tế:

- Nguyên lí hoạt động:
+ Do lớp bán dẫn P tại B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số
electron tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P(
cực B) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều.
+ Một phần nhỏ trong số các elctron đó đi xuyên qua cực B về dương nguồn
tạo thành dương nguồn Vbe và tạo thành dòng điện I qua cực B, còn phần lớn
số lượng electron bị hút về phía C dưới tác dụng của điện áp Vce tạo thành
dòng điện qua cực C chạy qua transistor.

3


3. Diode
- Diode gồm 2 lớp bán dẫn P và N nối với nhau

- Ký hiệu:

- Hình dạng thực tế:

- Chức năng cụ thể trong mạch bật quạt tự động là ngăn dòng điện chạy đánh thủng
transistor, bảo vệ mạch.
4. Điện trở nhiệt.
- Điện trở nhiệt là loại điện trở có trở kháng thay đổi một cách tường minh dưới tác
động của nhiệt độ, khác hẵn với điện trở bình thường.
- Điện trở nhiệt được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện như làm cảm biến nhiệt
cho các thiết bị máy móc như tủ lạnh, điều hịa,… hoặc hạn chế dịng xung kích.
- Ký hiệu:

4

- Hình ảnh thực tế:

5. Quạt DC
- Ký hiệu:

- Hình ảnh thực tế:

5


6. Relay điện cơ
- Relay có tính chất là một cơng tắc đổi mạch bằng dịng diện.
-Relay gồm nam châm điện (1), cần dẫn động (2) và các ngõ vào (3). Khi có dịng
điện chạy qua cuộn dây nam châm, cơ năng làm đổi mạch lói ra từ thường mở sang
thường đóng hoặc ngược lại.

- Hình ảnh thực tế:

7. Biến trở
- Biến trở là thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng ta
thường dung trong có mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch.
- Kí hiệu:

6


- Hình ảnh thực tế:

- Chức năng cụ thể trong mạch là dung để hiệu chỉnh điện trở, để phù hợp với từng
nhiệt độ theo yêu cầu
8. Điện trở
- Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếo điểm kết nối nhau, thường
được dung để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín
hiệu, dung để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transitor, tiếp
điểm cuối trong đường truyền điện và có rất nhiều ứng dụng khác.
- Ký hiệu:

-Hình ảnh thực tế:

7


- Chức năng cụ thể:
+ Giảm áp cho đầu vào V+ hoặc V- của Op Apm với điện áp là một hằng số.
+ Có chức năng hàn dịng, làm ổn định điện áp truyền vào transistor NPN.

8


9. Tụ điện
- Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi
điện mơi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện
tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
- Ký hiệu:

- Hình ảnh thực tế:

- Chức năng:

+ Làm ổn định điện áp cho toàn mạch.
+Giảm hiện tượng nhiễu từ cuộn dây của relay và tránh hiện tượng phóng hồ quang.
10. Cơng tắc
- Trong mạch bật quạt tự động, cơng tắc đóng vai trò tắt hệ thống khi gặp các trường
hợp khẩn cấn hay nguy hiểm.
- Kí hiệu:

9


- Hình ảnh thực tế:

10


B. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG
- Sử dụng điện trở nhiệt để phát hiện sự thay đổi của nhiệt độ:

Trong mạch sử dụng Op Amp AD713SP
V+ là điện áp cấp vào vị trí 3 của Op Amp
V- là điện áp cấp vào vị trí 2 của Op Amp
Vout là điện ngõ ra ở vị trí 1 của Op Amp
- Ta có V-=

𝑉.𝑅2
𝑅1+𝑅2

=

12.10

10+10

= 6V với V- là một hằng số không đổi.

V+ sẽ tùy thuộc vào hiệu chỉnh biến trở RV và điện trở RT:
Chọn RV=50K và RT ở nhiệt độ tiêu chuẩn ( 25°C) thì RT=47K
I=

𝑉
𝑅1+𝑅𝑉+𝑅𝑇

=

12
10+47+50

= 0, 1 mV , V= 0,1x47= 4,7 V

- Trường hợp này V+ < V- nên Op Amp khơng truyền tín hiệu transistor NPN.
- Điện trở nhiệt RT tăng nhiệt độ, điện trở RT sẽ tăng, khiến V+ tăng cho đến khi
V+> V- thì Vout= Vcc truyền tín hiệu đến transitor Q1 NPN.
- Từ Q1 NPN, electron tức là dòng điện âm từ cực E của transistor sẽ chạy qua cực B
của Q1 NPN. Sau đó electron bị hút về cực bị hút về cực C của Q1 NPN và chạy qua
11


cuộn dây cảm ứng của relay RL1. Lúc này, relay RL1 sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng
hút cần gạt từ tiếp điểm thường mở thành tiếp điểm thường đóng.
- Từ đó mạch điện qua quạt DC sẽ là mạch kín và quạt DC sẽ hoạt động.
- Trong trường hợp khẩn cấp, ta ấn vào công tắc để hở mạch và ngắt điện toàn hệ thống,

quạt DC ngừng hoạt động.
- Chức năng của một số linh kiện còn lại:
+ Diot D2 dùng để tránh cho transistor Q1 NPN bị đánh thủng.
+ Đèn D1 LED- GREEN báo hiệu trạng thái làm việc của quạt. Khi quạt hoạt động thì
đèn sáng và ngược lại.
+ Tụ điện C1, khử nhiễu từ trường từ cuộn dây cảm ứng của relay và tránh hiện tượng
phóng hồ quang.
+ Điện trở R5 và R6 dùng để hàn dòng cho Q1 NPN, giúp ổn định điện áp cho NPN.
+ Một số Vol kế dung để đo V+ , V- , Vout
+ Điện trở R2, R3 dùng để giảm áp cho đầu vào V- của Op Amp.
+ Biến trở RV dung để thay đổi điện trở để phù hợp với từng nhiệt độ, môi trường khác
nhau.
+ Tụ điện C2 giúp ổn định điện áp cho toàn mạch điện

12