ĐỒ án điện tử CÔNG NGHIỆP đề tài THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH tạo TRỄ

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
---o0o---

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG
NGHIỆP
Đề tài:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH TẠO TRỄ
GVHD: KS. Huỳnh Trọng Nhân
SVTH: Nhâm Thành Tuyên
MSSV: 0467201129
SVTH: Hồ Giang Trường
LỚP: CĐN ĐTCN 20B

MSSV: 0467201128

Tp. HCM, tháng …. năm 20…
PHỤ LỤC
Trang


LỜI CẢM ƠN

LỜI CẢM ƠN............................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN......................................................................5
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN....................................................6
2.1 Diode..................................................................................................6
2.1.1 Giới thiệu Diode..........................................................................6
2.1.2 Diode 1N4007.............................................................................7
2.1.3 Thông số Diode...........................................................................7

2.1.4 Ứng dụng....................................................................................7
2.2 Tụ điện (Tụ Hóa 1000uF 16V)...........................................................8
2.2.1 Giới thiệu tụ điện........................................................................8
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của tụ điện.................................................9
2.2.3 Thơng số lỹ thuật tụ Hóa 1000uF 16V........................................10
2.3 Biến trở...............................................................................................10
2.3.1 Biến trở là gì...............................................................................10
2.3.2 Cấu tạo của biến trở....................................................................11
2.3.3 Nguyên lý hoạt động...................................................................12
2.3.4 Ứng dụng....................................................................................13
2.4 Relay (5 chân 5V)..............................................................................13
2.4.1 Giới thiệu Relay..........................................................................13
2.4.2 Chức năng...................................................................................13
2.4.3 Nguyên lý hoạt động...................................................................13
2.4.4 Thông số kỹ thuật........................................................................14
2.4.5 Ứng dụng của Relay....................................................................15
2.5 Transistor (NPN C1815, PNP A1015)................................................15
2.5.1 Giới thiệu Transistor...................................................................15
2.5.2 Nguyên lý hoạt động
15
2.5.3 Phân loại.....................................................................................16

Trang 2


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
2.5.4 Ứng dụng....................................................................................18
2.6 Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK....................................18
2.6.1 Giới thiệu về cảm biến hồng ngoại..............................................18
2.6.2 Nguyên tắc hoạt động.................................................................18

2.6.3 Ứng dụng....................................................................................19
2.6.4 Thông số kỹ thuật E18-D80NK...................................................20
2.7 Diode Zener 1W 4 3V DIP 1N4731A.................................................20
2.7.1 Giới thiệu về Diode Zener...........................................................20
2.7.2 Thông số kỹ thuật........................................................................21
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG..................................................22
3.1 Sơ đồ ngun lí..................................................................................22
3.2 Sơ đồ mạch in.....................................................................................22
3.3 Hình ảnh thi cơng...............................................................................23
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN..........................................................................24
4.1 Kết quả đạt được................................................................................24
4.2 Hướng phát triển đề tài.......................................................................24
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH..............................................................................25
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................26

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà khơng gắn liền với những hỗ trợ, sự
giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của mọi người xung quanh. Trong
suốt thời gian từ khi học tập ở giảng đường Cao Thắng tới nay, nhóm đồ án đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm cũng như giúp đỡ của các thầy cô cùng bạn bè.

Trang 3


LỜI CẢM ƠN

Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô của khoa Điện –
Điện Tử thuộc trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã cũng với tri thức và tâm
huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho nhóm suốt thời gian học tập
tại trường. Nhóm được tham gia nghiên cứu nhiều đề tài hay ứng dụng rất nhiều vào

cơng việc sau này.
Nhóm xin cảm ơn chân thành thầy Huỳnh Trọng Nhân đã hướng dẫn hướng đi cho
nhóm qua từng buổi học trên lớp, cũng như những buổi nói chuyện thảo luận về đồ án.
Trong thời gian học tập và làm đồ án dưới sự hướng dẫn của thầy, nhóm khơng những
thu được rất nhiều kiến thức bổ ích, mà cịn được truyền dạy sự say mê thích thú liên
quan đến chuyên ngành Điện – Điện Tử. Nếu không có điều đó thì nhóm có lẽ đã
khơng thể hồn thành đồ án một cách suôn sẻ.
Mặc dù đã cố gắng hoàn thiện đồ án với tất cả sự nổ lực, tuy nhiên để nắm rõ và
hiểu hết đề tài: “thiết kế và lắp đặt mạch tạo trễ” chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi những
thiếu sót. Nhóm rất mong sự quan tâm thơng cảm và đóng góp q báu của thầy/cô và
các bạn để bài báo cáo này ngày càng hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn.
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................

Tp.HCM, ngày …..tháng….năm 2021
Giáo viên hướng dẫn
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỷ thuật làm cho cuộc sống
của con người ngày càng được nâng cao về mọi mặt trong cuộc sống, trong sinh hoạt
cũng như trong sản xuất. Với việc sử dụng khoa học kỹ thuật trong cuộc sống đã làm
cho chất lượng cuộc sống được nâng cao rõ rệt, đặc biệt trong các xí nghiệp đã làm
nâng cao nâng suất lao động. Đó là các mạch điện tử ứng dụng đã lần lượt ra đời thay

Trang 4

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
cho các công nhân đứng máy. Các mạch điện này cho độ chính xác cao và rất dễ sử
dụng. Trong tài liệu này chúng tôi xin giới thiệu một mạch ứng dụng mà nó đã được
ngồi thực tế đó là mạch tạo trễ.
Trong sinh hoạt hằng ngày của con những ứng dụng gần gũi với chúng ta cũng được
cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất. Mạch tạo trễ thời gian
đóng ngắt đã thâm nhập vào vấn đề này. Mạch tạo trễ thời gian là việc điều khiểu mơ
hình, thiết bị nhưng có một khoảng thời gian nhất định. Thường được ứng dụng trong
các thang máy, đèn phòng, reset các chip điện tử,…
Xuất phát từ những ý tưởng trên nên chúng em đã chọn đề tài mạch tạo trễ. Trong thời
gian ngắn và kiến thức còn hạn chế nên quyển đồ án chưa được hoàn thiện cho lắm và
cịn nhiều thiếu sót. Kính mong sự chỉ dẫn và góp ý của tất cả thầy cơ và các bạn.
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU LINH KIỆN
2.1 Diode
2.1.1 Giới thiệu Diode
Diode là một linh kiện điện tử chuyên dụng với hai điện cực gọi là cực dương và cực
âm. Hầu hết các diode được chế tạo với các vật lieu bán dẫn như silicon, fermanium,
hoặc selen. Diode có thể đươc sử dụng làm chỉnh lưu, bộ hạn chế tín hiệu, điều chỉnh
điện áp, cơng tắc, bộ điều biến tín hiêu, bơ trộn tín hiệu, bộ giải điều chế tín hiệu và bộ
dao động.
Đặc tính cơ bản của một diode là có xu hướng điều khiển dòng điện chỉ theo một
hướng. Khi cathode được tích điện âm so với anode, tại một điện áp lớn hơn mức tối
thiểu nhất định mà cho phép dòng điện chạy qua diode gọi là breakover ( điện áp thơng
dịng ). Nếu tại cathode có mức điện áp dương hơn hoặc bằng so với anode, hoặc lúc
này điện áp cấp cho diode thấp hơn mức điện áp breakover, thì diode khơng dẫn dịng
qua. Bằng cách này, diode hoạt động như là một chỉnh lưu, chuyển mạch và bộ hạn

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

chế. Các điện áp breakover là khoảng 7/10 của một volt ( 0,7 V ) cho các vật liệu
silicon 0,3 V cho vật liệu germanium, và 1 V cho vật liệu selen.
Hình 2.1 Ký hiệu và cấu tạo Diode

Điện áp Breakdown ( Điện áp đánh thủng )
Nếu một lượng lớn điện áp đủ âm được cấp cho diode, nó sẽ cho phép dịng điện đi
theo hướng ngược lại. Điện áp âm này được gọi là điện áp đánh thủng . Một số diode

được thiết kế để hoạt động trong khu vực điện áp đánh thủng nhưng đối với hầu hết các
diode bình thường thì khơng sẵn sàng hoạt động với điện áp âm lớn. Đối với diode
thông thường, điện áp đánh thủng là khoảng -50V đến -100V, hoặc thậm chí nhỏ (âm)
hơn nữa.
2.1.2 Diode 1N4007
Các diode này sử dung để chỉnh lưu nguồn xoay chiều đầu vào thành nguồn cung
cấp. Một diode chỉnh lưu hay diode nguồn là một diode tiêu chuẩn có thơng số dịng
điện tối đa cao hơn nhiều. Hệ số dòng điện cao hơn này thường dẫn tới phải cung cấp

Trang 6


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
một điện áp chuyển tiếp để dẫn lớn hơn. Ví dụ, Diode 1N4001, có thơng số dòng là
điện là 1A và điện áp thuận 1.1V.
2.1.3 Thơng số Diode
- Loại gói: DO-45 và SMD
- Loại diode: diode ứng dụng chung chỉnh lưu silicon
- Điện áp ngược lặp lại tối đa là : 1000 V

- Dòng Fwd trung bình: 1000mA
- Dịng Fwd tối đa khơng lặp lại: 30A
- Công suất tiêu thụ tối đa là: 3W
- Nhiệt độ lưu trữ và hoạt động phải là: -55 đến + 175 độ C
2.1.4 Ứng dụng
- Nguồn điện
- Bộc sac pin
- Chỉnh lưu
- Bảo vệ linh kiện
- Chặn điện áp đến khi khơng cần thiết

Hình 2.2 Hình ảnh thực tế diode

Trang 7


LỜI CẢM ƠN

2.2 Tụ điện (Tụ Hóa 1000uF 16V)
2.2.1 Giới thiệu tụ điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song được
ngăn cách bởi lớp 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. Tụ điện có tính chất cách điện 1
chiều nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp. Chúng được
sử dụng trong các mạch điện tử: mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay
chiều, mạch tạo dao động .vv…
- Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C viết tắt của Capacitior
- Đơn vị của tụ điện: là Fara (F), Trong đó: 1 Fara: 1F = 10-6MicroFara = 10-9
Nano Fara = 10-12 Pico Fara
- Tụ điện là một linh kiện có 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện. Hay tích tụ

điện tích bởi 2 bề mặt dẫn điện trong một điện trường.
- 2 bề mặt dẫn điện của tụ điện được ngăn cách bởi điện môi (dielectric) không dẫn
điện như: Giấy, giấy tẩm hố chất, gốm, mica…
- Khi 2 bề mặt có sự chênh lệch về điện thế, nó cho phép dịng điện xoay chiều đi
qua. Các bề mặt sẽ có điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Trang 8


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN

Hình 2.3 Các loại tụ điện

Hình 2.4 Ký hiệu tụ điện
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Trang 9


LỜI CẢM ƠN

Nguyên lý phóng nạp của tụ điện được hiểu là khả năng tích trữ năng lượng điện
như
một ắc qui nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường. Nó lưu trữ hiệu quả các electron và
phóng ra các điện tích này để tạo ra dòng điện. Nhưng điểm khác biệt lớn của tụ điện
với ắc qui là tụ điện không có khả năng sinh ra các điện tích electron.
Ngun lý nạp xả của tụ điện là tính chất đặc trưng và cũng là nguyên lý cơ bản
trong hoạt động của tụ điện. Nhờ tính chất này mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay
chiều.
2.2.3 Thông số lỹ thuật tụ Hóa 1000uF 16V

Tụ hóa 1000uF 16V là tụ phân cực, có dung mơi là một lớp hóa chất. ...
- Điện dung: 1000 uF.
- Điện áp: 16V.
- Nhiệt độ hoạt động: - 55°C -- 125°C.
- Loại: Tụ phân cực.
Ký hiệu: Tụ hóa có ký hiệu là C.

Hình 2.5 Hình ảnh thực tế tụ điện
2.3 Biến trở
2.3.1 Biến trở là gì.
Biến trở là các thiết bị có điện trở có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng có thể
được sử dụng để điều chỉnh hoạt động của mạch điện. Điện trở của thiết bị có thể được
thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài của dây dẫn điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác
động khác như nhiệt độ thay đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từ,...

Trang 10


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
Hình 2.6 Ký hiệu biến trở
2.3.2 Cấu tạo của biến trở
Nhìn từ bên ngồi, chúng ta dễ dàng nhận thấy biến trở có cấu tạo gồm 3 bộ phận
chính:
- Cuộn dây được làm bằng hợp kim có điện trở suất lớn
- Con chạy/chân chạy. Cho khả năng chạy dọc cuộn dây để làm thay đổi giá trị trở
kháng.
- Chân ngõ ra gồm có 3 chân (3 cực). Trong số ba cực này, có hai cực được cố định
ở đầu của điện trở. Các cực này được làm bằng kim loại. Cực còn lại là một cực di
chuyển và thường được gọi là cần gạt. Vị trí của cần gạt này trên dải điện trở sẽ quyết
định giá trị của biến trở.

Hình 2.7 Cấu tạo biến trở
Trang 11


LỜI CẢM ƠN

Các vật liệu có trở kháng là nguyên vật liệu chính được sử dụng để tạo ra những
chiếc biến trở, cụ thể như sau.
Carbon hay còn được gọi là biến trở than: Đây là vật liệu phổ biến nhất cấu thành từ
những hạt carbon. Chi phí rẻ nên được sản xuất với số lượng lớn tuy nhiên độ chính
xác khơng cao.
Dây cuốn: Loại dây này thường sử dụng dây Nichrome với độ cách điện cao. Do đó
mà chúng được sử dụng trong các ứng dụng công suất cao địi hỏi độ chính xác. Tuy
nhiên độ phân giải của nhiên liệu này chưa thực sự tốt.
Nhựa dẫn điện: Thường bắt gặp trong các ứng dụng âm thanh cao cấp. Tuy nhiên chi
phí cao khiến chúng bị hạn chế.
Cermet: Đây là loại vật liệu rất ổn định. Tuy nhiên tuổi thọ của chúng khơng cao và
giá thành lớn.

Hình 2.8 Hình ảnh thực tế biến trở
2.3.3 Nguyên lý hoạt động
Đúng như tên gọi của nó là làm thay đổi điện trở, nguyên lý hoạt động chủ yếu của
biến trở là các dây dẫn được tách rời dài ngắn khác nhau. Trên các thiết bị sẽ có vi
Trang 12


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
mạch điều khiển hay các núm vặn. Khi thực hiện điều khiển các núm vặn các mạch kín
sẽ thay đổi chiều dài dây dẫn khiến điện trở trong mạch thay đổi.

Thực tế việc thiết kế mạch điện tử ln có một khoảng sai số, nên khi thực hiện điều
chỉnh mạch điện người ta phải dùng biến trở, lúc này biến trở có vai trị phân áp, phân
dịng trong mạch. Ví dụ: Biến trở được sử dụng trong máy tăng âm để thay đổi âm
lượng hoặc trong chiếu sáng biến trở dùng để thay đổi độ sáng của đèn.
2.3.4 Ứng dụng
- Biến trở được dùng như một chiếc áp để tăng giảm độ sáng của đèn LED
- Để làm nhiệm vụ thay đổi trở kháng để tăng hoặc giảm âm thanh
- Dùng để điều chỉnh tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V.
2.4 Relay (5 chân 5V)
2.4.1 Giới thiệu Relay
Rơ-le là một loại linh kiện điện tử thụ động rất hay gặp trong các ứng dụng thực tế.
Khi bạn gặp các vấn đề liên quan đến công suất và cần sự ổn định cao, ngồi ra có thể
dễ dàng bảo trì, thì rơ-le chính là cái bạn cần tìm. Vì vậy, hơm nay, chúng ta sẽ cùng
nhau tìm hiểu về relay và các ứng dụng của nó trong cuộc sống!
2.4.2 Chức năng
- Chuyển mạch nhiều dòng điện hoặc điện áp sang các tải khác nhau sử dụng một tín
hiệu điều khiển.
- Cách ly các mạch điều khiển khỏi mạch tải hoặc mạch được cấp điện AC khỏi
mạch được cấp điện DC.
- Giám sát các hệ thống an tồn cơng nghiệp và ngắt điện cho máy móc nếu đảm bảo
độ an tồn.
2.4.3 Ngun lý hoạt động
Dịng điện chạy qua một Relay trung gian sẽ chạy qua cuộn dây bên trong. Nó sẽ tạo ra
một từ trường hút. Và từ trường hút này sẽ tác động lên một đòn bẩy bên trong. Hiện
tượng này làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện. Từ đó sẽ làm biến động trạng thái
Trang 13


LỜI CẢM ƠN

của relay. Số tiếp điểm điện bị sửa lại có thể là 1 hoặc nhiều, tùy thuộc vào cách hoạt
động.
Relay sẽ có 2 mạch độc lập nhau. Một mạch điều khiển cuộn dây của relay: Cho
dòng chạy qua cuộn dây hay không (hay đại diện cho điều khiển relay ở trạng thái ON
hay OFF). Một mạch điều khiển dịng điện ta cần kiểm sốt có qua được relay hay
không dựa vào trạng thái ON hay OFF của relay.
2.4.4 Thơng số kỹ thuật
- Điện áp điều khiển: 5V
- Dịng điện cực đại: 10A
- Thời gian tác động: 10ms
- Thời gian nhả hãm: 5ms
- Nhiệt độ hoạt động: -45oC ~ 75oC
Relay 5 chân SRD-12VDC là loại linh kiện đóng ngắt điện cơ đơn giản. Nó gồm 2
phần chính là cuộn hút và các tiếp điểm. Cấu tạo của relay được mơ tả trong hình.

Hình 2.9 Cách xác định các chân rơ le đơn

Trang 14


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
Chân 1 và chân 2 được nối vào cuộn hút, khi có điện vào cuộn hút sẽ hút tiếp điểm
chuyển từ vị trí 4 xuống tiếp điểm 5
Chân 3: đặt điện áp (nếu là loại Relay 12V thì đặt 12V DC vào đây)
Chân 4, chân 5: tiếp điểm.
2.4.5 Ứng dụng của Relay
Nhìn chung, cơng dụng của rờ-le là “dùng một năng lượng nhỏ để đóng cắt nguồn
năng lượng lớn hơn”.Rờ-le được dùng khá thông dụng trong các ứng dụng điều khiển
động cơ và chiếu sáng.Khi cần đóng cắt nguồn năng lượng lớn, rờ-le thường được ghép
nối tiếp. Nghĩa là một rờ-le nhỏ điều khiển một rờ-le lớn hơn, và rơ-le lớn sẽ điều

khiển nguồn công suất.
2.5 Transistor (NPN C1815, PNP A1015)
2.5.1 Giới thiệu Transistor
Transistor làm cho thế giới điện tử của chúng ta luôn thay đổi. Đây là một linh kiện
bán dẫn vô cùng quan trọng và có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật điện tử. Chúng được
phát minh vào năm 1947 bởi 2 nhà vật lý người Mỹ John Bardeen và Walter Brattain.
Transistor là chìa khóa cho hầu hết các hoạt động của các thiết bị điện tử hiện đại, từ
các bộ vi xử lý cao cấp với hàng tỉ transistor trên mỗi cm2 cho tới những cục sạc điện
thoại bạn vẫn dùng hàng này. Nhiều người coi nó là một trong những phát minh quan
trọng nhất thế kỉ XX, sánh ngang với mạng Internet.

Hình 2.10 Cấu tạo và ký hiệu Transistor

Trang 15


LỜI CẢM ƠN

2.5.2 Nguyên lý hoạt động
Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C và
(-) nguồn vào cực E.
Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E ,
trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.
Khi công tắc mở , ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn
khơng có dịng điện chạy qua mối CE ( lúc này dịng IC = 0 )
Khi cơng tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dịng điện chạy từ
(+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo thành
dòng IB
Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dịng IC chạy qua mối CE làm bóng
đèn phát sáng, và dịng IC mạnh gấp nhiều lần dịng IB

Như vậy rõ ràng dịng IC hồn tồn phụ thuộc vào dịng IB và phụ thuộc theo một
cơng thức.
IC = β.IB
Trong đó:
- IC là dịng chạy qua mối CE
- IB là dòng chạy qua mối BE
- β là hệ số khuyếch đại của Transistor
Giải thích : Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua
mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tại
cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử 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 điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn
số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE
chạy qua Transistor.
Trang 16


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
2.5.3 Phân loại

⁎ Loại NPN
Transistor NPN cho phép dẫn dịng từ C → E

Hình 2.11 Sơ đồ chân và ký hiệu Transistor NPN
Điều kiện dẫ của Transistor:
- VC > V E
- VB – V E ≥ V γ
Khi Transitor NPN dẫn thì IC = β.IB (β là hệ số khuếch đại), IE = IB + IC. Khi đó
dịng IB thì IC tang β lần. Nếu tiếp tục tang IB đến lúc nào đó mà IC khơng tang nữa
lúc đó Transistor NPN dẫn bão hịa.

Khi transistor dẫn bão hịa thì:
- Β.IB = K.IC ( Trong đó K là hệ số bảo hịa K = 2÷5 )
- VCE → 0

⁎ Loại PNP

Trang 17


LỜI CẢM ƠN

Hình 2.12 Sơ đồ chân và ký hiệu Transistor PNP
Transistor PNP cho phép dẫn dòng từ E → C
Điều kiện dẫn của Transistor
- VE > V C
- VE – V B ≥ V γ
Tương tự như Transistor NPN, ta có IC = IB, IE = β.IB + IC.
2.5.4 Ứng dụng
Một trong những ứng dụng cơ bản nhất của transistor là sử dụng nó để điều khiển
dịng cơng suất đến một phần khác của mạch – sử dụng nó như một cơng tắc điện.
Bằng cách điều khiển nó ở chế độ ngắt hoặc bão hịa, transistor có thể tạo ra trạng thái
đóng/mở như một cơng tắc thơng thường.
Cơng tắc transistor là các khối xây dựng mạch quan trọng; chúng được sử dụng để
tạo ra các cổng logic, từ đó tạo ra các bộ vi điều khiển, bộ vi xử lý và các mạch tích
hợp khác.
2.6 Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK
2.6.1 Giới thiệu về cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại (IR Sensor) là một thiết bị điện tử đo và phát hiện bức xạ hồng
ngoại trong môi trường xung quanh. Bức xạ hồng ngoại đã vơ tình được phát hiện bởi
một nhà thiên văn học tên là William Herchel vào năm 1800. Trong khi đo nhiệt độ của

từng màu ánh sáng (cách nhau bởi một lăng kính), ông nhận thấy rằng nhiệt độ vượt ra
ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. IR Sensor là vơ hình đối với mắt người, vì bước sóng
của nó dài hơn ánh sáng khả kiến (mặc dù nó vẫn nằm trên cùng một phổ điện từ). Bất
cứ thứ gì phát ra nhiệt (mọi thứ có nhiệt độ trên năm độ Kelvin ) đều phát ra bức xạ
hồng ngoại.
2.6.2 Nguyên tắc hoạt động
Bằng cách sử dụng đèn LED tạo ra ánh sáng có cùng bước sóng với cảm biến đang tìm
kiếm, bạn có thể xem cường độ của ánh sáng nhận được. Khi một vật ở gần cảm biến,

Trang 18


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
ánh sáng từ đèn LED bật ra khỏi vật thể và đi vào cảm biến ánh sáng. Điều này dẫn
đến một bước nhảy lớn về cường độ, mà chúng ta đã biết có thể được phát hiện bằng
cách sử dụng một ngưỡng.

Hình 2.13 Cách thức cảm biến hoạt động
2.6.3 Ứng dụng
Cảm biến hồng ngoại giúp bật tắt đèn tự động: với chức năng bật đèn tự động khi có
người bước vào thì cảm biến hồng ngoại tự động đèn sẽ sáng lên. Và khi người di
chuyển đến đâu thì đèn sẽ sáng đến đó. Vì thế mà ở các không gian lắp đặt thiết bị cảm
biến hồng ngoại ở những vị trí như hành lang dùng bật đèn chiếu sáng lối đi hoặc nhà
vệ sinh
Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm: so với các thiết bị chống trộm khác thì việc
sử dụng thiết bị cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm tốt nhất, bảo vệ được gia đình.
Bởi khi đêm đến nếu có trộm bước vào nhà hay đi qua sân vườn, ban công của nhà bạn,
khi chúng đi ngang qua mắt cảm ứng mà trộm khơng xác định được vị trí lắp đặt của

Trang 19

LỜI CẢM ƠN

cảm biến thì thiết bị hú cịi và ngay lúc đó thì chủ nhà biết có trộm để đề phịng và có
biện pháp xử lý kịp thời
Cảm biến hồng ngoại giúp mở cửa tự động: hiện nay có nhiều thiết bị cảm biến hồng
ngoại được lắp đặt kèm theo chế độ mở cửa tự động giúp cho người dùng có thể tiện
lợi và linh hoạt hơn khi sử dụng và lắp đặt các thiết bị.
2.6.4 Thông số kỹ thuật E18-D80NK
- Dạng đóng ngắt: Thường mở (NO - Normally Open)
- Số dây tín hiệu: 3 dây (2 dây cấp nguồn DC và 1 dây tín hiệu).
- Nguồn điện cung cấp: 5VDC.
- Khoảng cách phát hiện: 3 ~ 80cm.
- Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở.
- Dịng kích ngõ ra: 300mA.
- Chân tín hiệu ngõ ra: dạng Transistor NPN đã được kéo nội trở 10k lên VCC, khi
có vật cản sẽ xuất ra mức thấp (Low-GND), khi không có vật cản sẽ ở mức cao (HighVCC).
- Chất liệu sản phẩm: nhựa.
- Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ.
- Kích thước: 18 x 45mm

Hình 2.14 Sơ đồ cấu trúc cảm biến
2.7 Diode Zener 1W 4 3V DIP 1N4731A
2.7.1 Giới thiệu về Diode Zener
Trang 20


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
Diode zener là một trong những linh kiện bán dẫn silicon có thể cho phép dòng điện

chạy theo cả 2 chiều thuận và ngược. Điện áp đánh thủng của diode zener được xác
định rõ, tại thời điện đánh thủng nó bắt đầu dẫn điện ở chế độ phân cực ngược mà
khơng bị hỏng.
Ngồi ra, sự sụt giảm điện áp trên diode vẫn không đổi trong một phạm vi điện áp
rộng, một trong những tính làm giúp cho diode zener phù hợp để sử dụng trong quá
trình điều chỉnh điện áp.
Diode zener hoạt động giống với các diode thơng thường đều cho phép dịng điện đi
qua theo chiều thuận. Tuy nhiên, không giống với diode thông thường là chặn dịng
điện khi nó bị phân cực ngược mà đó là khi Cathode trở nên tích cực hơn Anode, ngay
khi điện áp ngược đạt đến giá trị xác định. Lúc này, diode zener bắt đầu tiến hành theo
hướng ngược lại.

Hình 2.15 Ký hiệu Zener
2.7.2 Thơng số kỹ thuật
- Điện áp Zener 4.3V
- Công suất max 1W
- Kiểu chân

Xuyên lỗ

- Kiểu đóng gói DO-41
- Dung sai điện áp
- Trở kháng

±5%

14 Ohms

- Nhiệt độ hoạt động

-65°C ~ 175°C

Trang 21


LỜI CẢM ƠN

Hình 2.16 hình ảnh thực tế
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG
3.1 Sơ đồ ngun lí

Hình 3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý
Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi cấp nguồn cho mạch, tụ điện sẽ được nạp thông qua một biến trở. Khi điện áp
trên tụ bằng ngưỡng của diode zenner cộng với điện áp rơi trên chân BE của transistor
npn. Thì zenner lúc này sẽ cho phép dịng điện đi qua và kích dẫn transistor npn và
relay sẽ được kích. Khi có vật cản cảm biến sẽ phát ra tín hiệu tích cực mức thấp kích
dẫn transistor pnp và lúc này tụ được xã, sau khi khơng cịn vật cản tụ bắt đầu nạp lại
theo thời gian trễ đã đặt.Khi chỉnh biến trở sẽ thay đổi được thời gian trễ.

Trang 22


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
3.2 Sơ đồ mạch in
Hình 3.2 Sơ đồ mạch in

3.3 Hình ảnh thi cơng

Hình 3.3 Hình ảnh thi cơng mặt trước

Trang 23


LỜI CẢM ƠN

Hình 3.4 Hình ảnh thi cơng mặt sau
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN
4.1 Kết quả đạt được
Sau 4 tháng miệt mài tìm hiểu và nghiên cứu thì nhóm đồ án đã hoàn thiện đề tài,
sản phẩm hoạt động ổn định tuy nhiên độ trễ thời gian thực tế có sai lệch so với lý
thuyết. Mặc dù vẫn còn những thiếu sót hạn chế nhưng đây đã là bước khởi đầu đáng
mong đợi đối với nhóm.
Hình 4.1 Chạy thử sản phẩm
4.2 Hướng phát triển đề tài
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 2.1 Ký hiệu và cấu tạo Diode.............................................................6

Hình 2.2 Hình ảnh thực tế diode...............................................................8
Hình 2.3 Các loại tụ điện............................................................................9
Hình 2.4 Ký hiệu tụ điện............................................................................9
Hình 2.5 Hình ảnh thực tế tụ điện...............................................................10
Hình 2.6 Ký hiệu biến trở...........................................................................10
Hình 2.7 Cấu tạo biến trở...........................................................................11

Trang 24

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
Hình 2.8 Hình ảnh thực tế biến trở.............................................................12
Hình 2.9 Cách xác định các chân rơ le đơn................................................14
Hình 2.10 Cấu tạo và ký hiệu Transistor....................................................15
Hình 2.11 Sơ đồ chân và ký hiệu Transistor NPN......................................17
Hình 2.12 Sơ đồ chân và ký hiệu Transistor PNP.......................................17
Hình 2.13 Cách thức cảm biến hoạt động...................................................19
Hình 2.14 Sơ đồ cấu trúc cảm biến.............................................................20
Hình 2.15 Ký hiệu Zener............................................................................21
Hình 2.16 hình ảnh thực tế.........................................................................21
Hình 3.1 Sơ đồ mạch nguyên lý.................................................................22
Hình 3.2 Sơ đồ mạch in..............................................................................22
Hình 3.3 Hình ảnh thi cơng mặt trước........................................................23
Hình 3.4 Hình ảnh thi cơng mặt sau...........................................................23
Hình 4.1 Chạy thử sản phẩm
24
- />%E1%BA%BFn%20h%E1%BB%93ng%20ngo%E1%BA%A1i%20(IR,trong%20m
%C3%B4i%20tr%C6%B0%E1%BB%9Dng%20xung%20quanh.&text=IR%20Sensor
%20l%C3%A0%20v%C3%B4%20h%C3%ACnh,c%C3%B9ng%20m%E1%BB%99t
%20ph%E1%BB%95%20%C4%91i%E1%BB%87n%20t%E1%BB%AB)
- />- />- />
Trang 25