Bộ môn: Hệ thống nhúng

Khoa CNTT – ĐHBK Đà Nẵng

Linh kiện điện tử cơ bản� Điện trở� Điện trở thanh� Tụ điện� Quang trở� Biến trở� Diode� BJT� Opto� Fet� IC ổn áp

� IC chọn kênh

� IC so sánh

� IC khuếchđại dòng

� Rơ le

� Thạch anh

� Vi điều khiển

Điện trở� Là linh kiện thụ động trong mạchđiện

� Đơn vị là Ohm

� Có 2 loại chính� Bình thường (công suất <=1 W)

� Công suất ( công suất >1W)

� 2 giá trị quan tâm� Trị số

� Công suất : P=UI=U2/R= R*I2 Rpwm6

560

� Cáchđọc trị số với trở thường

Điện trở thanh� Có 1 chân chung và thường có dấu chấm để nhận biết

� Cáchđọc trị số trở thanh� Lấy 2 số đầu nhân với 10^ số thứ 3

� Vd: 472=4700 Ohm

Rbt

4k7

123456789

Tụ điện� Là linh kiện thụ động, dùngđể nạp và phóngđiện

� Đơn vị là Fara

� Nhưng thông thường chỉ dùngở đơn vị� Pico Fara (10-12Fara) : pF

� Nano Fara (10-9 Fara) :nF

� Micro Fara (10-6 Fara) : uF

� Chia làm2 loại chính� Có cực tính

� Không có cực tính

C4470uF

Tụ điện� Tụ không cực tính� Thông thường là tụ gốm, giấy� Cáchđọc trị số với tụ gốm� Lấy 2 số đầu * 10^ số thứ 3 ; đơn vị là pico Fara� Vd: 104 = 100000 pico F= 100 nano F

� Tụ có cực tính� Các thông số cần quan tâm� Trị số� Điện áp chịu đựng tối đa� Chân dương� Chân âm( có một vạchđen chỉ thị trên thân)

Tụ điện� Công dụng trong mạch robocon� Tụ không cực tính: dập nhiểu sinh ra từ động cơ hoặc các

thiết bị khác.

� Tụ có cực tính: � Ổn địnhđiện áp cho Vi điều khiển hoặc cho các linh kiện khác

cần ổn định nguồn khi hoạt động.

� Tụ có trị số càng lớn thì thời gian nạp điện càng lâu và giữ điệncũng tốt hơn.

Quang trở� Là loại điện trở mà trị số của nó thayđổi khi cườngđộ ánh

sáng chiếu vào.

� Không có cực tính

Biến trở� Là loại điện trở có thể thayđổi trị số bằng cách vặn númđiều chỉnh

� Chia làm2 loại chính� Thường� Biến trở thường: đơn, kép

� Biến trở vi chỉnh (vi trở)

� Công suất (>0.5W)Rv 1

10k

DIODE� Cấu tạo từ lớp tiếp giáp P-N của vật liệu bán dẫn

� Đặc điểm:� Chỉ dẫn điện một chiều từ P sang N ( từAnod sang Katod);

khi điện áp từ cực A sang K >= 0.7V

� Khi dẫn điện thì sẻ cóđiện áp rơi trên thân khoảng 0.7V

� Có dòng chịu được nhất định

� Cóđiện áp ngược nhất định

� Diod nhựa: chân có vòng màu xámlà chân Katod

� Diod 1A:1N4007

DIODE� Cầu diode là mạch tích hợp 4 diod mắc theo sơ đồ

DIODE� Dạng sóng cho ra bởi mạch cầu

DIODE� Led ( Light emiting Diode): là diode phát quang.

� Đặc điểm:� Khi phân cực thuận thì sẻ phát sáng (VAK>0.7V)

� Đối với diode 5mm ( đường kính), dòngđiện qua diode đểhoạt độngổn định là 20-25mA

BJT( Transistor lưỡng cực)� Là linh kiện điện tử tích cực trong mạchđiện, có 2 lớp

tiếp giáp p-n.

� Có 2 loại� Phân cực thuận (pnp)

� Phân cực ngược (npn)

BJT( Transistor lưỡng cực)

BJT( Transistor lưỡng cực)� Nguyên lý hoạt động:� Có 3 chế độ hoạt động:� Ngắt: các tiếp giáp pnđều phân cực nghịch

� Tích cực (khuếchđại):TE phân cực thuận, TC phân cực nghịch

� Dẫn bão hòa: các tiếp giáp pnđều phân cực thuận

BJT( Transistor lưỡng cực)� Mạch phân cực trong chế độ ngắt:

BJT( Transistor lưỡng cực)� Biểu thức điều khiển dòngđiện trong chế độ tích cực

IC =β*I B

IE=Ic+IB

Trongđó: β: hệ số khuếchđại; đôi khi trong datasheet còn gọi là hfe

Ic,IB là dòng qua Cực C và B

Thông thường VBE = 0.7 hoặc 0.3V tùy thuộc vật liệu tạo tiếp giáp pn

BJT( Transistor lưỡng cực)� IB= (Vpc – 0.7)/R2

� Ic = β*I B => UCE=Vcc-Ic*R1

� => Pce= Uce * Ic

BJT( Transistor lưỡng cực)� Chế độ bão hòa:� Biểu thức dòngđiện trong chế độ bão hòa

IC <=βmin*I B

� Mạch phân cực:

� Trongđó: UCE ~ 0.2V

BJT( Transistor lưỡng cực)� Trên thị trường thìđa phần ký hiệu theo kiểu Transistor

Nhật Bản: � 2SAxxxx, 2SBxxxx: pnp

� 2SCxxxx, 2SDxxxx: npn

� Lưu ý khi lựa chọn Transistor� Dòngđiện hoạt động không quá dòng cho phép (cực E,C,B)

� Điện áp hoạt động không quáđiện áp cho phép (cực E,C,B)

� Công suất hoạt động không quá công suất cho phép

� Tất cả thông số hoạt động nên chỉ bằng ½ đến 2/3 thông số tối đa

� Các BJT phổ thông: 2SA1015, 2SC1815, 2SB688, 2SD887, 2SC1061….

OPTO� Là IC ( có cấu tạo từ nhiều linh kiện)

� Nguyên lý hoạt động: khi cóđiện áp thuận kích vào chân1 và 2 thì chân 3 và 4 sẻ nối với nhau ( BJT dẫn)

� Loại hay dùng: PC817

12

43

FET(Transistor hiệu ứng trường)� Là linh kiện điện tử điểu khiển bằngđiện áp

� Thông thường chỉ sử dụng fet trong trường hợp dẫn bảohòa

� Có 2 loại JFET và MOSFET

FET(Transistor hiệu ứng trường)� Cấu tạo MOSFET kênh cảm ứng loại p: (không dẫn sẵn)

còn gọi gọi là chế độ giàu.

FET(Transistor hiệu ứng trường)� Cách sử dụng MOSFET IRF3205:� Vì thông thường, trong mạch ROBOCON thì Fet chỉ được

dùng trong chế độ bão hòa nên ta mắc theo sơ đồ sau:

Q3

IRF3205/TO

Load

R61k

Vcc

Q4NPN

R5

R

VpcR720k

IC ổn áp� Các mức điện ápổn ápđầu ra: 5V, 9V, 12V, 24V.

� Có ký hiệu 78XX

� Dòngđiện tối đa là 1A

� Điện áp vào tối đa là 36V

� Hình dạng và sơ đồ sử dụng:

IC chọn kênh(74151)

IC chọn kênh(74151)� Bảng Functiontable:

IC so sánh(LM324)� Sơ đồ chức năng

IC so sánh(LM324)� Cách sử dụng� Cấp nguồn: nguồn đối xứng(-12V và 12V) hoặc nguồnđơn(0V và 12V …)

� Khi Chân vào dương cóđiện áp lớn hơn chân vào âmthìđiện áp ngỏ ra sẻ bằng Vcc

� Khi Chân vào âmcóđiện áp lớn hơn chân vào dương thìđiện áp ngỏ ra sẻ bằng –Vcc( hoặc 0V)

IC khuếch đại dòng(ULN2803)� Dòng ra tối đa là 500mA

� Điện áp vào là 5V, ra tối đa là 50V

Role� Dùng trong RBC là loại DC12V- 2 cặp tiếp điểm

� Nghĩa là:� Điện áp kích cho role hoạt động là nguồn DC 12V

� Có 2 cặp tiếp điểm hoạt động song song

� Sơ đồ nguyên lý

K7

RELAY DPDT

34

5

68

712

Thạch anh� Dùngđể tạo daođộng cho Vi điều khiển hoạt động

� Mạch sử dụng:

Vi điều khiển� Là một mạch logic tổ hợp mật độ cao.� Có nhân gồm 2 phần:� Vi xử lý� Rom để chứa chương trình chạy.

� Các ngỏ ra chia làmcác Port� Cách xácđịnh chân:� Có một dấu chấm hoặc dấu mủi tên chỉ lên một chân. Đó là

chân số1.� Các chân khác tăng dần theo chiều ngược chiều kim đồng

hồ

Vi điều khiển� Có loại VĐK cho nạp chương trình trực tiếp mà không

cần tháo ra khỏi mạchđang chạy(PIC, 89 của Phillip…). Nhưng cũng có loại bắt buộc phải tháo ra khỏi mạch hoạtđộng, đưa vào mạch nạp riêng biệt để ghi chương trìnhvào ram(89C51, 89C52…).

� Mỗi chân có thể chỉ là một cổng vào ra. Nhưng cũng cóthể mang một chức năngđặc biệt( ngắt, giao tiếp, ….)

Vi điều khiển� Sơ đồ và hình dạng VĐK 89c51 U1

8051

PSEN29ALE30

VCC40

EA31

X119

X218

RST9

P0.0/AD039

P0.1/AD138

P0.2/AD237

P0.3/AD336

P0.4/AD435

P0.5/AD534

P0.6/AD633

P0.7/AD732

P1.01

P1.12

P1.23

P1.34

P1.45

P1.56

P1.67

P1.78

P2.0/A821

P2.1/A922

P2.2/A1023

P2.3/A1124

P2.4/A1225

P2.5/A1326

P2.6/A1427

P2.7/A1528

P3.0/RXD10

P3.1/TXD11

P3.2/INT012

P3.3/INT113

P3.4/T014

P3.5/T115

P3.6/WR16

P3.7/RD17

Vi điều khiển� Sơ đồ và hình dạng của VĐK PIC16F887

Uv dk

PIC16F887

RA0/AN0/ULPWU/C12IN0-2

RA1/AN1/C12IN1-3

RA2/AN2/VREF-/CVREF/C2IN+4

RA3/AN3/VREF+/C1IN+5

RA4/T0CKI/C1OUT6

RA5/AN4/SS/C2OUT7

RB0/AN12/INT33

RB1/AN10/C12IN-334

RB2/AN835

RB3/AN9/PGM/C12IN2-36

RB4/AN1137

RB5/AN13/T1G38

RB6/ICSPCLK39

RB7/ICSPDAT40

RC0/T1OSO/T1CKI15

RC1/T1OSI/CCP216

RC2/P1A/CCP117

RC3/SCK/SCL18

RC4/SDI/SDA23

RC5/SDO24

RC6/TX/CK25

RC7/RX/DT26

RD019

RD120

RD221

RD322

RD427

RD5/P1B28

RD6/P1C29

RD7/P1D30

RA7/OSC1/CLKIN13

RA6/OSC2/CLKOUT14

VDD32

VDD11

VSS31 VSS12

RE3/MCLR/VPP1

RE0/AN58

RE1/AN69

RE2/AN710

Vi điều khiển� Muốn mạch VĐK hoạt động thì cần tối thiểu 2 điều:� Phải tạo mạch daođộng

� Phải tạo mạch RESET

� Cũng là IC => muốn biết được cách sử dụng thì phảidownload datasheet về đọc.