Tài liệu Thực tập công nhân Điện - Điện tử

hiết bị, các điện trở của đèn, các đầu nối dây của mạch điện. • Đọc bản vẽ điện phân tích hoạt động của mạch và chức năng của từng khí cụ điện trong bản vẽ • Hiểu đƣợc sơ đồ nguyên lý, lắp đặt ,đơn tuyến của bản vẽ 1.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 4.1.Các kí hiệu khí cụ điện ( xem tài liệu lắp đặt điện IEC) 2 BÀI 1: LẮP ĐẶT CÁC MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG NỔI VÀ ÂM 4.1.1.Vẽ các ký hiệu phòng ốc và mặt bằng xây dựng Trên sơ đồ mặt bằng cho ta biết vị trí lắp đặt các thiết bị điện cũng nhƣ các thiết bị khác. Ví dụ ta có sơ đồ mặt bằng của một căn hộ nhƣ sau: Hình 4.1.1: Sơ đồ mặt bằng một căn hộ Các ký hiệu cơ bản trên sơ đồ mặt bằng: STT TÊN GỌI KÝ HIỆU 1 Cửa ra vào 1 cánh 2'-6" 2 Cửa ra vào 2 cánh 5'-0" 3 Thang máy 4 Cửa sổ 2'-6" 5 Cầu thang Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 3 6 Bồn tắm 7 Nƣớc 4.1.2.Vẽ các ký hiệu điện trong sơ đồ điện chiếu sáng  Nguồn điện STT TÊN GỌI KÝ HIỆU 1 Dòng điện 1 chiều 2 Điện áp một chiều 3 Dòng điện xoay chiều hình sin 4 Dây trung tính N 5 Điểm trung tính O 6 Các pha của mạng điện A, B, C 7 Dòng điện xoay chiều 3 pha 4 dây 50Hz, 380V 3+N 50Hz, 380V 8 Dòng điện 1 chiều 2 đƣờng dây 2 110V  Các loại đèn điện và thiết bị dùng điện STT TÊN GỌI KÝ HIỆU 1 Đèn huỳnh quang 4 BÀI 1: LẮP ĐẶT CÁC MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG NỔI VÀ ÂM 2 Đèn nung sáng 3 Đèn đƣờng 4 Đèn ốp trần 5 Đèn pha bóng solium 150W treo trên tƣờng. 150 la chỉ số công suât, ngoài ra còn có 35, 70W 6 Đèn cổng ra vào 7 Đèn trang trí sân vƣờn 8 Đèn chiếu sáng khẩn cấp 9 Đèn thoát hiểm 1 10 Đèn chùm 1 11 Quạt thông gió EX IT Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 5 1 12 Điều hòa nhiệt độ 1 13 Bình nƣớc nóng 1 14 Ô cắm đơn, ổ cắm đôi  Các loại thiết bị đóng cắt bảo vệ 1 Cầu chì 2 MCB, MCCB 3 Tủ phân phối 4 Cầu dao một pha 5 Đảo điện một pha 6 Công tắc đơn, đôi, ba, bốn 7 Cầu dao ba pha 8 Đảo điện ba pha 9 Nút nhấn thƣờng hở 10 Nút nhấn thƣờng đóng 6 BÀI 1: LẮP ĐẶT CÁC MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG NỔI VÀ ÂM 11 Nút nhấn kép  Các loại thiết bị đo lƣờng 1 Ampemet 2 Vônmet 3 Đồng hồ kiliwatt 4.1.3. Các mạch điện chiếu sang  Mạch đèn cầu thang CC K1 K2 L N Ñ1  Mạch đèn huỳnh quang quang CC K CL L N Staécte  Mạch chuông điện CC K L N CÑ Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 7 Mạch đèn nhà kho L N CC K K1 K2 K3 Ñ1 Ñ2 Ñ3 Ñ4  Mạch đèn điều khiển 3 vị trí L N CC Ñ2 K K1 K2 Ñ1  Mạch đèn điều khiển 4 vị trí L N CC K Ñ1 Ñ2 K1 K2  Mạch đèn cao áp Chaán Löu CC K L N Black Blue White 4.1.4.Lắp mạch điện nổi và điện âm 8 BÀI 1: LẮP ĐẶT CÁC MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG NỔI VÀ ÂM  Sơ đồ nguyên lý  Sơ đồ lắp đặt  Sơ đồ đơn tuyến 4.1.5. Bài tập: Lắp mạch đèn gồm một công tắc, một ổ cắm và một đèn sợi đốt.  Sơ đồ nguyên lý  Sơ đồ nối dây Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 9  Sơ đồ đơn tuyến 4.1.6.Bài tập: Mạch một đèn hai công tắc điều khiển hai nơi (mạch đèn cầu thang)  Sơ đồ nguyên lý  Sơ đồ nối dây  Sơ đồ đơn tuyến 10 BÀI 1: LẮP ĐẶT CÁC MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG NỔI VÀ ÂM 4.1.7.Bài tập: Từ sơ đồ mặt bằng bản vẽ hãy thiết trí điện cho tầng trệt của ngôi nhà để hoàn chỉnh phần điện gồm công tắc, ổ cắm, đèn và đi dây nối công tắc với các thiết bị điện. Đèn huỳnh quang Công tắc Ổ cắm Dây dẫn Sơ đồ nối dây trình bày chi tiết mạch điện, mạng điện dùng trong thi công. Nó đƣợc căn cứ theo sơ đồ đơn tuyến, tất cả các đƣờng dây đƣợc trình bày đầy đủ giữa các phụ tải, khí cụ điện và nguồn điện trên sơ đồ mặt bằng. Các đƣờng dây đƣợc thể Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 11 hiện theo từng tuyến hoặc từng lộ dây. Ký hiệu điện dùng trong sơ đồ điện là ký hiệu điện dùng theo tiêu chuẩn lắp đặt điện IEC. 4.1.8. Phƣơng án thi công Phƣơng án thi công hợp lý là phƣơng án đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, an toàn, thẩm mỹ cho công trình và thuận lợi trong quá trình thi công. Để lắp đặt một hệ thống điện nào đó ta cần lập các sơ đồ sau đây. Sơ đồ lắp đặt iệc phân tích bản vẽ là cơ sở để vạch ra phƣơng án thi công hợp lý, dự trù khối lƣợng vật tƣ cần thiết phục vụ quá trình thi công theo đúng yêu cầu thiết kế. Cần xác định cho đúng vị trí các thiết bị cần lắp đặt cũng nhƣ dây dẫn. Ví dụ trong một căn phòng cần lắp đặt 1 bóng đèn, 1 công tắc và một ổ cắm có dây bảo vệ nhƣ hình vẽ dƣới. Hình a: Sơ đồ lắp đặt Sơ đồ tổng quát Hình b: Sơ đồ đơn tuyến 12 BÀI 1: LẮP ĐẶT CÁC MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG NỔI VÀ ÂM Sơ đồ tổng quát biểu diễn một cách đơn giản các thiết bị điện cùng tất cả các phụ kiện cùng liên quan đến mạch điện. Đƣờng dây vẽ trên sơ đồ chỉ có một đƣờng dây nhƣng có kí hiệu về số lƣợng lõi dây và cả tiết diện dây dẫn. Với sơ đồ này cần các loại thiết bị và phụ kiện sau: Một công tắc lắp trên tƣờng Một ổ cắm lắp trên tƣờng Một đèn tròn treo trên trần Ống dẫn có ký hiệu NYM-J 1,5 mm2 đặt nổi trên tƣờng Giữa đèn và hộp đấu dây có ba lõi Giữa các ổ cắm và hộp đấu dây có ba lõi  Sơ đồ chi tiết Hình c: Sơ đồ chi tiết (sơ đồ nối dây)  Hoạt động của mạch: Khi bật công tắc Q1 dòng điện đi từ L1 , X1:1 , Q1:1 , X1:4 , E1:1 , E1:2 , X1:3 , N và đèn sáng. Ổ cắm đƣợc nối vào nguồn điện sau: L1 , X1:1 , X2:2 , X2:1 , X1:3 , N Đƣờng đi của dây bảo vệ: PE , X1:2 , X2:PE 50Hz, DC 5V và quan sát để phân biệt hai chế độ ghép AC, DC. Ở chế độ AC, sẽ quan sát đƣợc tín hiệu nào? Ở chế độ DC, sẽ quan sát đƣợc tín hiệu nào? Vẽ tín hiệu quan sát đƣợc. Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 13 1.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: 1. Hãy quan sát và ghi lại các ký hiệu trên bản vẽ. Giải thích các ký hiệu đó. 2. Chức năng của CB, MCB, MCCB, ECB? 3. Đọc bản vẽ điện đánh dấu số dây trong sơ đồ mạch. 4. Nêu Cách kiểm tra mạch điện trƣớc khi cấp nguồn? 5. Đo điện áp và dòng điện? So sánh dòng thiết bị và dòng thực tế có sai số không? 14 BÀI 2: LẮP MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA BÀI 2: LẮP MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA 2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: - Rèn luyện các kỹ năng sử dụng đồng hồ VOM, Ampere kìm, để thực hiện các phép đo điện áp và dòng điện xoay chiều trong các mạch điện cụ thể, cách thức lắp đặt, các thông số kỹ thuật, các đọc chính xác kết quả đo. - Dùng VOM đo các tiếp điểm nút nhấn reset, nút nhấn ON – OFF, tiếp điểm công tắc tơ, cuộn dây, tiếp điểm Relay.... - Tìm hiểu, nhận dạng và nguyên lý hoạt động của các khí cụ điện trong công nghiệp: Contactor, Relay, CB, CT, Timer - Sử dụng các linh kiện điện công nghiệp. - Sử dụng thiết bị đo. - Kỹ thuật an toàn điện cho ngƣời và thiết bị. 2.2 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM: - Đồng hồ VOM chỉ thị kim - Ampere kìm Kyoritsu 2107 - Tủ thực hành trang bị điện - Nguồn 3 pha, 1 pha - Động cơ điện KĐB ba pha - Dây nối và các thiết bị khác - Relay các loại (trung gian ,thời gian) Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 15 2.3 TÓM TẮT LÝ THUYẾT: Trình bày nguyên lý đảo chiều quay động cơ ba pha? Ứng dụng thực tiển. . 2.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 2.4.1. Khí cụ điện: 2.4.1.1. CB Trong mang điện hạ áp, CB là một loại khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho mạng điện. So với cầu dao có gắn chì thì CB làm việc an toàn hơn, tin cậy hơn và có khả năng tự động hóa cao nên đƣợc sử dụng rộng rải trong lƣới điện hạ áp công nghiệp, sinh hoạt, dịch vụ.  Hình dáng CB bảo vệ ngắn mạch  Kí hiệu a. Một cực; b. Hai cực; c. Ba cực; d. Bốn cực 2.4.1.2. ELCB (CB chống dòng rò) Áptômát chống rò dòng điện, chống trƣờng hợp khi chạm vào vỏ thiết bị, đƣờng dây bị rò điện, sử dụng áptômát chống rò điện để bảo vệ con ngƣời cũng nhƣ sự cố hỏa hoạn, thực tế áptômát chống rò điện là một áptômát ngoài nhiệm vụ đóng cắt mạch 16 BÀI 2: LẮP MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA điện, bảo vệ mạch điện khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp còn bảo vệ đƣợc hiện tƣợng rò dòng điện.  Hình dáng CB bảo vệ dòng rò  Kí hiệu 2.4.1.3. Cầu chì  Hình dáng cầu chì  Kí hiệu 2.4.1 .4. Nút nhấn Nút nhấn hay là nút điều khiển là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau nhƣ chuông điện, các dụng cụ báo hiệu và các mạch điều khiển Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 17 tín hiệu, liên động, bảo vệ Nút nhấn dùng trong mạch điện một chiều điện áp đến 440V và trong mạch điện xoay chiều điện áp đến 500V. Nút nhấn thƣờng đặt trên các bảng điện điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút nhấn có độ bền tới 100.000 lần đóng cắt không tải và 200.000 đóng cắt có tải. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nút nhấn . Khi nhấn nút nhấn thƣờng hở thì tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh (đóng mạch), nút nhấn thƣờng đóng thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh (hở mạch). Khi thả nút nhấn, nút nhấn trở về trạng thái ban đầu. Hình dạng các loại nút nhấn . Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút nhấn, có các loại: Nút nhấn đơn: Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON, OFF hoặc ON-OFF).  Kí hiệu 2.4.1.5. Rơ le trung gian 18 BÀI 2: LẮP MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA Rơ le trung gian thông thƣờng đƣợc dùng để cắt đóng cuộn dây điều khiển của máy cắt điện, aptômat và công tắc tơ, hoặc làm chức năng trung gian khác. Do đó, những rơ le trung gian thƣờng có nhiều tiếp điểm, bao gồm tiếp điểm thƣờng mở và thƣờng đóng.  Hình dáng rơ le trung gian  Kí hiệu R Cuộn dây Tiếp điểm thường hở Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường đóng 1 3 4 8 5 6 Tiếp điểm thường hở 2 7 2.4.1.6. Công tắc tơ (Contactor) Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 19 Công tắc tơ là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm mạch điện động lực bằng tay (thông qua bộ nút ấn) hoặc tự động. 1. Tiếp điểm chính; 2. Tay đòn; 3. Tiếp điểm phụ; 4. lõi thép động; 5. Lò xo; 6. Vòng chóng rung; 7. Lõi thép tĩnh; 8. Cuộn dây điện từ.  Kí hiệu a. Cuộn dây điện từ; b. Tiếp điểm chính; c. Tiếp điểm phụ thƣờng đóng và thƣờng hở 20 BÀI 2: LẮP MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA 2.4.1.7. Rơle nhiệt (Overload) Rơle nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng, cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại 1. Đòn bẩy; 2. Các tiếp điểm thƣờng đóng; 3. Tiếp điểm thƣờng mở 4. Vít điều chỉnh; 5. Thanh lƣỡng kim; 6. Cầu nối; 7. Dây đốt nóng; 8. Cần gạt  Kí hiệu Tiếp điểm động lực Tiếp điểm điều khiển Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường hở 2.4.2 . Mạch đảo chiều quay động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc. - Lắp mạch điện điều khiển và động lực động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc bằng phƣơng pháp đảo chiều quay. Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 21 2.4.2.1. Mô tả kỹ thuật - Mạch động lực và mạch điều khiển bao gồm: Một động cơ điện KĐB 3 pha đƣợc điều khiển bằng 2 bộ công tắc tơ CTT KT: Cấp nguồn cho mạch động cơ chạy ở chế độ thuận CTT KN: Cấp nguồn cho mạch động cơ chạy ở chế độ nghịch và nút ấn đơn D, MT, MN. Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơle nhiệt (RN) - Mạch có hệ thống đèn báo nguồn và báo chế độ làm việc của động cơ. Đồng hồ Ampekế đo dòng điện làm việc của động cơ. Đồng hồ vônkế để kiểm tra điện áp dây và điện áp pha qua công tắc chuyển mạch CMV. * Sơ đồ nguyên lý đƣợc mô tả trên bản vẽ 1. * Sơ đồ bố trí thiết bị đƣợc mô tả trên bản vẽ 2. * Sơ đồ bố trí thiết bị và lắp ráp mạch điện đƣợc mô tả trên bản vẽ 3. * Sơ đồ bố trí thiết bị trên mặt tủ đƣợc mô tả trên bản vẽ 4.  2.4.2.2. Yêu cầu kỹ thuật - Toàn bộ các điện thiết bị điện đƣợc cố định trên các thanh cài lắp trên panel đặt trong tủ có kích thƣớc thực tế, tủ đã đƣợc gắn thiết bị sẳn. - Đèn tín hiệu, V, A, CMV, nút ấn đơn D, MT, MN đƣợc lắp đặt trên cánh tủ. - Thiết bị phải đƣợc lắp đặt đúng vị trí theo yêu cầu bản vẽ. - Dây dẫn đƣợc sử dụng đúng kích thƣớc. - Dây dẫn trên panel đƣợc đặt trong các ống và máng nhựa theo yêu cầu của bản vẽ. - Dây dẫn trong tủ phải gọn và đẹp.  2.4.2.3. Yêu cầu kỹ thuật 22 BÀI 2: LẮP MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA - Đọc sơ đồ và lắp ráp mạch. - Vận hành, quan sát và ghi nhận hiện tƣợng.  2.4.3.4. Các bản vẽ kỹ thuật Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 23 24 BÀI 2: LẮP MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA 2.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: 1. Hãy quan sát và ghi lại các ký hiệu trên đồng hồ Vôn và Ampe trên mặt tủ và nguyên lý hoạt động mạch. Giải thích các ký hiệu đó. 2. Vẽ sơ đồ mạch đảo chiều quay tác động timer. 3. Vẽ sơ đồ mạch đảo chiều quay tác động nút nhấn liên động( đảo chiều quay trực tiếp). 4. Vẽ sơ đồ mạch đảo chiều quay tác động nút nhấn thuận ( MT) khi động cơ quay thuận thì chạm hành trình thuận (HTT) động cơ quay nghịch, khi tác động nút nhấn nghịch ( MN) khi động cơ quay nghịch thì chạm hành trình nghịch (HTN) động cơ quay thuận. Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 25 BÀI 3: LẮP MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA 3.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Giúp sinh viên nắm đƣợc phƣơng pháp khởi động động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sốc bằng phƣơng pháp đổi nối Y/∆. Kỹ năng sử dụng các đồng hồ đo VOM và thao tác lắp mạch mạch. 3.2 YÊU CẦU THIẾT BỊ : - Đồng hồ VOM chỉ thị kim - Ampere kìm Kyoritsu 2107 - Tủ thực hành trang bị điện - Nguồn 3 pha, 1 pha - Động cơ điện KĐB ba pha 6 đầu dây 380/660V - Dây nối và các thiết bị khác 3.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT : - Công suất 1 chiều: 2. . ( )DC DC DC DCP U I R I W  . - Công suất xoay chiều 1 pha: + Công suất thực: . . ( )pha phaP U I Cos W + Công suất ảo: . . ( )pha phaQ U I Sin Var + Công suất toàn phần: 2 2 ( )S P Q VA  - Công suất xoay chiều 3 pha: + Công suất thực: 3 . . ( )pha phaP U I Cos W 26 BÀI 3: LẮP MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA + Công suất ảo: 3 . . ( )pha phaQ U I Sin Var + Công suất toàn phần: 2 2 ( )S P Q VA  3.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 2.4.1. Khí cụ điện: 2.4.1.1. CB Trong mang điện hạ áp, CB là một loại khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho mạng điện. So với cầu dao có gắn chì thì CB làm việc an toàn hơn, tin cậy hơn và có khả năng tự động hóa cao nên đƣợc sử dụng rộng rải trong lƣới điện hạ áp công nghiệp, sinh hoạt, dịch vụ.  Hình dáng CB bảo vệ ngắn mạch  Kí hiệu a. Một cực; b. Hai cực; c. Ba cực; d. Bốn cực 2.4.1.2. ELCB (CB chống dòng rò) Áptômát chống rò dòng điện, chống trƣờng hợp khi chạm vào vỏ thiết bị, đƣờng dây bị rò điện, sử dụng áptômát chống rò điện để bảo vệ con ngƣời cũng nhƣ sự cố hỏa hoạn, thực tế áptômát chống rò điện là một áptômát ngoài nhiệm vụ đóng cắt mạch điện, bảo vệ mạch điện khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp còn bảo vệ đƣợc hiện tƣợng rò dòng điện.  Hình dáng CB bảo vệ dòng rò Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 27  Kí hiệu 2.4.1.3. Cầu chì  Hình dáng cầu chì  Kí hiệu 3.4.1 .4. Nút nhấn Nút nhấn hay là nút điều khiển là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau nhƣ chuông điện, các dụng cụ báo hiệu và các mạch điều khiển tín hiệu, liên động, bảo vệ Nút nhấn dùng trong mạch điện một chiều điện áp đến 440V và trong mạch điện xoay chiều điện áp đến 500V. 28 BÀI 3: LẮP MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA Nút nhấn thƣờng đặt trên các bảng điện điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút nhấn có độ bền tới 100.000 lần đóng cắt không tải và 200.000 đóng cắt có tải. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nút nhấn . Khi nhấn nút nhấn thƣờng hở thì tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh (đóng mạch), nút nhấn thƣờng đóng thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh (hở mạch). Khi thả nút nhấn, nút nhấn trở về trạng thái ban đầu. Hình dạng các loại nút nhấn . Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút nhấn, có các loại: Nút nhấn đơn: Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON, OFF hoặc ON-OFF).  Kí hiệu 2.4.1.5. Rơ le trung gian Rơ le trung gian thông thƣờng đƣợc dùng để cắt đóng cuộn dây điều khiển của máy cắt điện, aptômat và công tắc tơ, hoặc làm chức năng trung gian khác. Do đó, Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 29 những rơ le trung gian thƣờng có nhiều tiếp điểm, bao gồm tiếp điểm thƣờng mở và thƣờng đóng.  Hình dáng rơ le trung gian  Kí hiệu R Cuộn dây Tiếp điểm thường hở Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường đóng 1 3 4 8 5 6 Tiếp điểm thường hở 2 7 2.4.1.6. Công tắc tơ (Contactor) Công tắc tơ là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm mạch điện động lực bằng tay (thông qua bộ nút ấn) hoặc tự động. 30 BÀI 3: LẮP MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA 1. Tiếp điểm chính; 2. Tay đòn; 3. Tiếp điểm phụ; 4. lõi thép động; 5. Lò xo; 6. Vòng chóng rung; 7. Lõi thép tĩnh; 8. Cuộn dây điện từ.  Kí hiệu a. Cuộn dây điện từ; b. Tiếp điểm chính; c. Tiếp điểm phụ thƣờng đóng và thƣờng hở 2.4.1.7. Rơle nhiệt (Overload) Rơle nhiệt là loại khí cụ điện tự động đóng, cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 31 1. Đòn bẩy; 2. Các tiếp điểm thƣờng đóng; 3. Tiếp điểm thƣờng mở 4. Vít điều chỉnh; 5. Thanh lƣỡng kim; 6. Cầu nối; 7. Dây đốt nóng; 8. Cần gạt  Kí hiệu Tiếp điểm động lực Tiếp điểm điều khiển Tiếp điểm thường đóng Tiếp điểm thường hở 3.4.2 . Mạch đảo chiều quay động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc. - Lắp mạch điện điều khiển và động lực động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc bằng phƣơng pháp đảo chiều quay. 2.4.2.1. Mô tả kỹ thuật - Mạch động lực và mạch điều khiển bao gồm: Một động cơ điện KĐB 3 pha đƣợc 32 BÀI 3: LẮP MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA điều khiển bằng 2 bộ công tắc tơ CTT KT: Cấp nguồn cho mạch động cơ chạy ở chế độ thuận CTT KN: Cấp nguồn cho mạch động cơ chạy ở chế độ nghịch và nút ấn đơn D, MT, MN. Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơle nhiệt (RN) - Mạch có hệ thống đèn báo nguồn và báo chế độ làm việc của động cơ. Đồng hồ Ampekế đo dòng điện làm việc của động cơ. Đồng hồ vônkế để kiểm tra điện áp dây và điện áp pha qua công tắc chuyển mạch CMV. * Sơ đồ nguyên lý đƣợc mô tả trên bản vẽ 1. * Sơ đồ bố trí thiết bị đƣợc mô tả trên bản vẽ 2. * Sơ đồ bố trí thiết bị và lắp ráp mạch điện đƣợc mô tả trên bản vẽ 3. * Sơ đồ bố trí thiết bị trên mặt tủ đƣợc mô tả trên bản vẽ 4.  2.4.2.2. Yêu cầu kỹ thuật - Toàn bộ các điện thiết bị điện đƣợc cố định trên các thanh cài lắp trên panel đặt trong tủ có kích thƣớc thực tế, tủ đã đƣợc gắn thiết bị sẳn. - Đèn tín hiệu, V, A, CMV, nút ấn đơn D, MT, MN đƣợc lắp đặt trên cánh tủ. - Thiết bị phải đƣợc lắp đặt đúng vị trí theo yêu cầu bản vẽ. - Dây dẫn đƣợc sử dụng đúng kích thƣớc. - Dây dẫn trên panel đƣợc đặt trong các ống và máng nhựa theo yêu cầu của bản vẽ. - Dây dẫn trong tủ phải gọn và đẹp.  2.4.2.3. Yêu cầu kỹ thuật - Đọc sơ đồ và lắp ráp mạch. - Vận hành, quan sát và ghi nhận hiện tƣợng. Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 33  2.4.3.4. Các bản vẽ kỹ thuật 34 BÀI 3: LẮP MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA Láp đặt mạch đảo chiều quay động cơ ba pha 35 36 BÀI 3: LẮP MẠCH KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA 3.5 CÂU HỎI KIỂM TRA: 1. Hãy quan sát và ghi lại các ký hiệu trên đồng hồ Vôn và Ampe trên mặt tủ và nguyên lý hoạt động mạch. Giải thích các ký hiệu đó. 2. Vẽ sơ đồ mạch khởi động Y/∆ tác động timer. 3. Vẽ mạch khởi động Y/∆ có đảo chiều quay II. PHẦN ĐIỆN TỬ BÀI 1: THIẾT KẾ BẢN VẼ LAYOUT VÀ THI CÔNG MẠCH NGUỒN ỔN ÁP TUYẾN TÍNH 7806 I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Bài thực hành này giúp sinh viên thực hiện dần ý tưởng mạch của mình để có được một sản phẩn hoàn chỉnh sau này. Từ sơ đồ nguyên lý trên giao diện máy tính sinh viên từng bước đi thiết kế mạch in, thi công mạch trên miếng bo đồng (miếng nhựa Bakelite tráng đồng), các kỹ năng này rồi sẽ được nâng dần lên mạch in nhiều lớp hay mạch in với chip dán SMD để rồi các bài tiếp sau sẽ lắp ráp linh kiện, hàn và cuối cùng là test thử mạch. - Giúp sinh viên từng bước sử dụng thành thạo phần mềm PROTEUS, một phần miền vừa có thể mô phỏng vừa thiết kế mạch in thân thiện, dễ dùng. II. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ - Trong bài này sinh viên chỉ cần chuẩn bị máy vi tính (Laptop) III. NỘI DUNG THỰC HIỆN 1. Giới thiệu linh kiện có trong mạch  Điện trở: hình dáng, trị số, công suất và cách đọc vòng màu.  Tụ phân cực (tụ hóa) và tụ không phân cực. Nhận diện và cách đọc giá trị.  Diode, Led và Diode cầu, đặc tính, nguyên tắc vận hành và hình dáng linh kiện.  Giới thiệu sơ lược về IC ổn áp họ 78xx và 79xx. 2. Phương pháp vẽ mạch in trên phần mềm vẽ mạch điện tử Sinh viên có thể tùy ý sử dụng một số phần mềm quen thuộc như Proteus, Orcad hoặc Altium Design để thực hiện việc vẽ mạch của mình. Tuy nhiên trong bài hướng dẫn này sử dụng phần mềm Proteus. Phần kiến thức vẽ mạch in bằng phần mềm Proteus được chia sẻ khá nhiều trên mạng, có cả video hướng dẫn cụ thể, sinh viên tự download về tham khảo thêm. 3. Phương pháp thực hiện mạch in trên phần mềm PROTEUS Sauk hi cài đặt phần mềm xong, ta tiến hành vẽ mạch. Đầu tiên sinh viên vẽ bản vẽ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ vào trong giao diện Schematic Capture của phần mềm bằng cách click vào biểu tượng ISIS màu xanh trên tollbar. Dưới đây là sơ đồ mạch nguồn ổn áp tuyến tính 6VDC dùng IC ổn áp 7806: Trước hết ta vẽ bản vẽ mô phỏng trước và thực hiện việc mô phỏng mạch để đánh giá khả năng vận hành của mạch và hiểu rõ hơn về nguyên lý vận hành của mạch. Hình 1.1: Mạch nguồn ổn áp 6VDC (nguyên lý_dùng mô phỏng) Bằng cách dùng các Led, đèn để hiển thị cho ta cái nhìn trực quan mạch đã vận hành hay chưa ta còn có thể dùng các công cụ đo để đọc được giá trị dòng/ áp trong mạch và hiển thị dạng sóng trên màn hình dao dộng ký được tích hợp trong phần mêm. Sau đó ta chỉ việc thêm bớt một vài cấu kiện trong mạch ta sẽ có sơ đồ mạch để có thể chuyển sang bản vẽ mạch in như sơ đồ sau đây: Hình 1.2: Mạch nguồn ổn áp 6VDC (nguyên lý_vẽ mạch in) Trong mạch này ta không còn thấy sự có mặt của biến thế nữa là vì kích thước biến thế lớn nên thông thường không thể gắn trên bo mạch in được. Các đầu nối (Connector) được thêm vào để sau này ta gắn dây cấp nguồn vào cho mạch. Bây giờ chúng sẽ tiến hành nhấp chuột vào biểu tượng ARES màu đỏ ở trên toolbar để mở ra giao diện PCB Layout và tiến hành vẽ mạch in. (lưu ý là ở sơ đồ ta tự tạo thì trình sẽ bắt chúng ta save lại rồi mới tiến hành vẽ). Hình 1.3: Component Mode Sau khi chuyển qua giao diên của ARES chúng ta sẽ thấy có thể có một số linh kiện không được hỗ trợ định dạng chân khi ta chọn vào biểu tượng kiểm tra linh kiện (Component Mode) ở góc cao bên trái màn hình. Bằng cách click chuột vào từng linh kiện trong danh mục này, hình dáng chân của nó sẽ được hiển thị ở ô cửa sổ bên trên, tuy nhiên với những linh kiện không có hỗ trợ định dạng chân sẽ hiển thị dòng chữ Not Packaged. Những linh kiện này có đánh dấu màu đỏ như trên hình minh họa, vì vậy ta phải chọn kiểu đóng vỏ và kích thước chân tương ứng cho chúng. Lưu ý khi chọn linh kiện ta phải chọn cho đúng dạng đóng vỏ của linh kiện cũng như kích thước chân của linh kiện mà ta sẽ lấy ra để vẽ mạch. Như vậy khi thi công mạch in và ráp linh kiện sẽ không bị sai kích thước: Quay trở lại với giao diện ISIS có hình vẽ mạch nguyên lý ta click chuột phải vào lần lượt những linh kiện chưa được hỗ trợ chân, một cửa sổ sẽ hiện ra. Ta chọn vào Packaging Tool. Khi cửa sổ mới mở ra ta chọn vào ADD rồi nhập vào ô keywords trong cửa sổ mở tiếp sau đó các từ gợi ý để tìm linh kiện mà ta cần. Hình 1.4: Packaging Tool Dưới đây là một số từ gợi ý cho linh kiện cần tìm có trong mạch:  Diode cầu: nhập từ khóa Bridge, rồi tùy chọn loại cầu tròn (1A) hay cầu dẹp/ vuông (2A trở lên)  Tụ: nhập từ khóa CAP, rồi tùy chọn. Đối với các loại tụ hóa có phân cực và tụ AC không phân cực, việc chọn đúng loại và kích thước tụ cũng cần phải quan tâm nếu không khi ráp linh kiện ta gặp phải khó khăn nếu kích thước không phù hợp.  IC ổn áp họ 78xx: thường có định dạng chân sẵn, nếu trong trường hợp không có ta có thể nhập từ khóa: 7805 sẽ hiển thị định dạng chân cho ta chọn.  Led: nhập từ khóa LED rồi chọn.  Điện trở: nhập từ khóa là RES để có thể tùy chọn kích thước chân (nếu là điện trở công suất), còn với điện trở thường với kích thước chân 0,4 inch thì hầu như luôn có hỗ trợ sẵn rồi. Một điểm cần chú ý (rất quan trọng trong việc hoàn thành bản vẽ mạch in nhanh hay chậm) là lúc vẽ mạch nguyên lý ta phải chú ý xem ISIS có hỗ trợ định dạng không nếu không thì nên tìm linh kiện tương đương nhưng có hỗ trợ định dạng bằng cách click chuột phải vào từng linh kiện và chọn Packaging Tool. Bây giờ chúng ta sẽ tiến hành vẽ đường bao của mạch in bằng cách nhấp chuột vào 2D graphics Box Mode trên toolbar và chọn lớp (Layer Selector) cho nó là board edge (có màu vàng) tiếp tục ta di chuyển chuột lên matrix, click giữ chuột và vẽ thành 1 khung. (thay đổi kích thước của khung ta click chuột phải vào vành khung sau đó kéo sửa tùy ý). Sau đó ta đặt toàn bộ linh kiện có trong mạch lên vùng bên trong ô màu vàng vừa vẽ bằng cách vào Tool -> chọn Auto-places. Hoặc ta cũng có thể đặt lần lượt từng linh kiện một vào trong khung vàng bằng cách chọn vào từng linh kiện và nhấp thả vào trong khung. Với cách làm này ta có thể tùy ý xoay chuyển từng linh kiện một và tìm vị trí thích hợp cho chúng theo thứ tự ưu tiên: linh kiện phức tạp trước đơn giản sau, thì khâu vẽ đường mạch sau này sẽ thuận lợi hơn nhiều. Hình 1.5: Bố trí linh kiện Bước kế tiếp là vẽ đường mạch in. Ta cũng có thể vẽ tự động bằng cách vào Tool - > chọn Auto-router, hoặc vẽ mạch bằng tay bằng cách chọn vào biểu tượng Track Mode bên bìa phải giao diện vẽ mạch và chọn kích thước đường mạch tùy ý để vẽ. (Chức năng này có thể sẽ bị mặc định một kích thước đường mạch duy nhất, ta có thể bỏ chức năng này bằng cách vào Tools -> bỏ chọn Auto Trace Style Selection. Đây là một bản vẽ tham khảo của mạch nguồn ổn 6VDC dùng IC ổn áp 7806: Hình 1.6: Mạch nguồn ổn áp 6VDC (phía mạch in và phía linh kiện) Hình vẽ dạng 3D của mạch nguồn: Hình 1.6: Mạch nguồn ổn áp 6VDC (hình vẽ 3D) IV. ĐÁNH GIÁ - Thiết kế đúng sơ đồ mạch nguyên lý. - Bố trí linh kiện hài hòa, diện tích mạch nhỏ gọn. - Đường mạch in không rối, không quá nhỏ. - Bố trí đường mạch đều, thẳng, vuông góc (có “bo” góc thì đường mạch sẽ thẫm mỹ hơn). - Khuyến khích sinh viên đưa tên của người thực hiện lên board mạch của mình. V. GIAO NHIỆM VỤ VỀ NHÀ 1. Sinh viên thực hiện các bước IN – ỦI – RỬA – BẢO VỆ MẠCH ở nhà để buổi sau mang đến lớp thực hiện các bước KHOAN, RÁP và HÀN linh kiện. 2. Dặn dò sinh viên mua bộ dụng cụ hàn mạch gồm: Mỏ hàn, Giá đỡ mỏ hàn, Chì hàn và các dụng cụ khác như Kềm cắt, Kềm nhọn, Cái hút chì và Đồng hồ VOM (kim). Thầy hướng dẫn kiểm tra, góp ý phê bình rút kinh nghiệm về kỹ năng tay nghề cho từng sinh viên trong lớp đang học. BÀI 2: KỸ THUẬT HÀN VÀ THI CÔNG MẠCH I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Bài thực hành này giúp sinh viên thực hiện việc ráp mạch của mình để có được một sản phẩn hoàn chỉnh. Từ khâu xây dựng sơ đồ nguyên lý, thiết kế mạch in ở bài trước và đây là bước hàn ráp linh kiện và cuối cùng là test thử mạch. - Sinh viên sẽ được học kỹ năng hàn - ráp mạch, một kỹ năng hết sức quan trọng trong nghề điện tử nói chung sẽ được thực hành cụ thể trong bài này. - Nội dung về kỹ thuật hàn sinh viên tham khảo ở phần Phụ lục ở cuối tài liệu. II. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ Trong bài này sinh viên cần chuẩn bị đầy đủ bộ dụng cụ đã được dặn dò ở bài 1 gồm: Mỏ hàn, Giá đỡ mỏ hàn, Chì hàn và các dụng cụ khác như Kềm cắt, Kềm nhọn, Cái hút chì và Đồng hồ VOM (kim). III. NỘI DUNG THỰC HIỆN A- Thực hành thi công mạch Đầu tiên sinh viên tiến hành khoan lỗ trên bo mạch 1. Một số lưu ý về việc chọn kích thước mũi khoan như sau: + Mũi khoan 0.3mm: lỗ khoan của via (phần này chỉ có trong board mạch 2 lớp); + Mũi khoan 0.6mm: lỗ khoan của via hoặc một số tụ, điện trở nhỏ; + Mũi khoan 0.8mm: tụ, điện trở thường (1/4W), diode 4148, zener, IC, Led, transistor loại nhỏ (đóng vỏ TO92) như C1815, C945, ... ; + Mũi khoan 1mm: tụ từ 220uF/50V trở lên, điện trở công suất 1/2W – 3W, diode 1A, ... ; + Mũi khoan 1.2mm: Tụ trên 1000uF/50V, điện trở công suất trên 3W, các linh kiện đóng vỏ TO220 như 78XX, LM2575, 2576, LM317, 337, và các loại zack cắm; + Mũi khoan 1.5mm: cho các Transistor công suất loại lớn (đóng vỏ TO3P, TO247) hay các loại tụ lớn; + 2mm; 2.5mm; 3mm; : dành cho chân các loại tản nhiệt, khoan lỗ bắt ốc 2. Một số lưu ý khi ráp mạch Mỗi sinh viên nhận một bộ kinh kiện cho mạch theo sơ đồ nguyên lý đã vẽ khi học phần thiết kế mạch in để tiến hành ráp và hàn mạch. + Giới thiệu hình ảnh thực tế một số linh kiện có thể có trong mạch Hình 2.1: Hình dáng thực tế một số linh kiện có thể có trong mạch + Phải đặt sơ đồ nguyên lý mạch trước mặt, bám theo sơ đồ mà ráp cho đúng vị trí linh kiện trên board, lưu ý cực tính các linh kiện có cực theo sơ đồ sau: Hình 2.2: Sơ đồ ráp mạch nguồn ổn áp 6VDC Sau khi sinh viên đã đọc qua phần phụ lục hướng dẫn kỹ thuật hàn sinh viên tiến hành ráp và hàn chân linh kiện. Ráp tới đâu hàn tới đó. + Trình tự ráp mạch như sau:  Linh kiện nào thấp ráp trước, cao ráp sau. Nếu có các jumper thì phải tiến hành ráp đầu tiên. Cắt một vài chân điện trở, đặc biệt là chân Led để bẻ như hình cái ghim bấm vở mà làm jumper.  Các linh kiện như điện trở, diode linh kiện phải được gắn sát vào bo mạch, riêng với điện trở công suất thì phải cách bề mặt tấm bakelit một khoảng vừa phải.  Với tụ hóa hay các đầu nối dây (connector) thì nhất định phải đẩy sát vào board mạch, không được để hở vì như vậy sẽ kém thẩm mỹ đồng thời linh kiện bị lay sẽ dễ gãy chân linh kiện. B- Test thử mạch nguồn Sinh viên tự cấp nguồn AC vào cho mạch, đo kiểm các giá trị điện áp trong mạch và nộp mạch cho giáo viên hướng dẫn. C- Thực hành mô phỏng mạch cảm biến ánh sáng dùng quang trở LDR 1. Giao nhiệm vụ mới cho sinh viên:  Mạch tiếp theo là mạch cảm biến ánh sáng dùng quang trở (LDR).  Hướng dẫn cho sinh viên cách lấy linh kiện và các bước mô phỏng.  Giáo viên hướng dẫn theo dõi để kịp thời hướng dẫn và đánh giá kết quả mô phỏng của sinh viên. Hình 2.3: Mạch cảm biến ánh sáng dùng LDR (nguyên lý_Mạch dùng để mô phỏng) 2. Một số lưu ý khi chọn linh kiện cho mạch mô phỏng:  Quang trở (LDR): nhập từ khóa LDR, rồi chọn LDR có tính năng Active.  Biến trở: nhập từ khóa POT, rồi chọn POT-HG, đây cũng là loại linh kiện phải chon có tính nặng active mới có thể thực hiện mô phỏng được.  Op-Amp 741: đối với Op-amp 741 (làm chức năng so sánh trong mạch) ta có rất nhiều tùy chọn, vì có khá nhiều Op-Amp khác nhau đều có thể chọn cho chức năng so sánh này. Một IC chuyên dụng để so sánh trong thực tế là IC LM324, tuy nhiên IC này có đến 4 Op-Amp tích hợp trong một IC đóng vỏ 14 chân trong khi ta chỉ cần có 1 Op-Amp nên ta không nên chọn IC này. Một Op-Amp khác cũng khá thuận tiện khi chọn nó là IC LM393, IC này sử dụng nguồn đơn nên rất được ưa dùng trong thực tế, mặc khác nó chỉ có 2 Op-Amp tích hợp trong một IC đóng vỏ 8 chân đồng thời hình ảnh bộ Op-Amp trên hình vẽ nguyên lý của nó khá đơn giản, vì vậy ta chọn Op-Amp này bằng cách nhập vào từ khóa LM393 để chọn nó. Điều cần lưu ý là cấu trúc chân của nó khác với hình vẽ mẫu với hai ngõ vào là chân 2 và 3 nhưng ngõ ra là chân 1. Trong hình vẽ mẫu sử dụng IC 741, IC này chỉ có duy nhất một Op-Amp trong một IC đóng vỏ 8 chân. Để chọn IC này ta nhập từ khóa OP77 và chọn hình có cấu trúc chân đơn giản nhất để vẽ sẽ không có chân thừa vô ích. Hai ngõ vào của Op-Amp này vẫn là chân 2 và 3 nhưng ngõ ra là chân 6 đúng với sơ đồ nguyên lý dùng IC 741. Chân nguồn dương là chân 7 còn chân GND là chân 4, các chân còn lại không dùng đến.  LED: với led hiển thị, để khi mô phỏng ta thấy rõ ánh sáng của nó ta phải chọn Led có tính năng active, trong hình vẽ mẫu ta chọn Led Blue bằng cách nhập từ khóa LED và chọn.  Đèn chỉ thị: ta nhập từ khóa là LAMP và chon đèn có active.  Relay: nhập từ khóa RELAY rồi chọn relay có active.  Transistor NPN: ta nhập từ khóa transistor và chọn một con NPN xong ta đổi tên nó thành C1815 là được.  Các linh kiện khác như điện trở và tụ điện thì không ràng buộc.  Nhớ chọn nguồn và GND nối vào và tiến hành mô phỏng. Khi ta nhấn nút ► (RUN) và di chuyển nguồn sáng cho con quang trở thì đèn chỉ thị sẽ sáng khi relay đóng mạch. 3. Một số lưu ý khi chọn linh kiện để vẽ mạch in: Sau khi mô phỏng mạch xong, ghi nhận kết quả mạch mô phỏng đã vận hành hoàn chỉnh, ta thay đổi mạch cho phù hợp để vẽ mạch in. Cũng giống như trong bài 1, việc bớt đi các linh kiện chỉ thị như bóng đèn và thêm vào các đầu nối (Connector) để khi ráp mạch xong ta có thể cấp nguồn và cho mạch vận hành. Dưới đây là sơ đồ mạch cảm biến ánh sáng để vẽ mạch in: Hình 2.4: Mạch cảm biến ánh sáng dùng LDR (nguyên lý_dùng để vẽ mạch in) Do khi ta chọn các linh kiện phục vụ cho việc mô phỏng mạch, có thể sẽ có một số linh kiện không hỗ trợ hình dáng chân nên việc cần làm lúc này là phải cclick vào từng con linh kiện để xem xem đã có định dạng chân chưa hoặc đã có nhưng có phù hợp với kích thước thực tế hay chưa.  RELAY: với Relay active có thể chưa có hỗ trợ định dạng chân, ta click chuột phải vào Relay trong hình vẽ sơ đồ nguyên lý và chọn Packaging Tool sẽ xuất hiện cửa sổ Package Device với dòng thông báo là chưa có định dạng đóng vỏ và cấu trúc chân cho linh kiện này. Hình 2.5: Xem định dạng linh kiện Click chuột vào ADD thì cửa sổ Pick Packages hiện ra. Ta nhập từ khóa Relay vào cửa sổ Packagings và chọn relay có 5 chân với khoảng cách chân như trên hình mẫu (RLY-NTE-46): Hình 2.6: Chọn linh kiện có chân phù hợp Hình 2.7: Định dạng chân cho linh kiện Thực hiện thao tác định chân cho linh kiện bằng cách đặt con trỏ chuột lần luợt vào các dòng trong bảng trên cửa sổ từ trên xuống dưới như hình mẫu, khi trên cửa sổ hiện rõ dấu con trỏ chuột (màu xanh) thì ta kéo chuột qua phía hình của linh kiện và click vào chân tương ứng (vd: chân C1 ứng với dòng đầu tiên). Làm lần lược các chân còn lại cho đến hết sau đó click vào Assign Package(s) và chọn Save Package(s) sau đó chọn Yes. Như vậy là ta đã định dạng đóng vỏ và chân cho relay rồi đó. Hình 2.8: Kết quả và Save Package(s)  LED: cũng click chuột phải, chọn Packaging Tool và làm các bước tương tự như trên với led hiển thị (Led Active thường chưa có hỗ trợ dịnh dạng chân). Nhớ thực hiện bước định chân cho led nếu không chương trình sẽ báo lỗi khi ta click vào Assign Package(s).  Biến trở: biến trở POT-HG cũng không có hỗ trợ định dạng chân, sau khi ta nhập từ khóa POT vào ô Packagings trong cửa sổ Pick Packages rồi ta tùy chọn. Với biến trở dạng tinh chỉnh ta chọn PRE-SQ1, còn với biến trở dạng nút áo ta chọn PRE-SQ4.  Transistor (NPN): với transistor thì tùy vào loại NPN hay là PNP mà ta chọn từ lúc vẽ sơ đồ nguyên lý, tuy nhiên, có nhiều định dạng chân cho linh kiện loại này. Có ít nhất là 3 kiểu đóng vỏ thông dụng cho những con transistor BJT nếu xét theo công suất của chúng. Với transistor công suất nhỏ ta có đóng vỏ dạng TO-92; Với transistor công suất vừa ta có đóng vỏ dạng TO-220; Với transistor công suất lớn ta có đóng vỏ dạng TO-3P hoặc TO247. Trong phạm vi bài này, transistor C1815 là transistor công suất nhỏ nên ta chọn kiểu đóng vỏ là TO92. Mặt khác, với kiểu đóng vỏ TO92 lại có hai trường phái định chân khác nhau: Một dòng là chân B ở bên bìa phải: E(1) – C(2) – B(3) tức chân C ở giữa; Một dòng là chân B ở giữa: C(1) – B(2) – E(3); mà người vẽ mạch phải nắm rõ, nếu không sẽ xãy ra lỗi sai chân linh kiện, một lỗi mà sinh viên thường xuyên mắc phải. Do đó khi chọn định dạng vỏ cho transistor ta phải thực hiện thao tác định chân cho chính xác như các bước hướng dẫn trên phần relay trước khi tiến hành vẽ mạch. Dưới đây là một bản vẽ tham khảo của mạch cảm biến ánh sáng dùng quang trở (LDR): Hình 2.9: Mạch cảm biến ánh sáng dùng LDR (phía mạch in và phía linh kiện) Hình 2.10: Mạch cảm biến ánh sáng dùng LDR (hình vẽ 3D) IV. ĐÁNH GIÁ: - Ráp đúng sơ đồ nguyên lý mạch (Mạch nguồn ổn áp). - Bản thiết kế các linh kiện hợp lý, dễ nhìn, không vi phạm các quy định về bố trí, lắp ráp linh kiện. - Đường mạch rõ ràng sắc nét, có quét lớp bảo vệ và mạch có độ sáng bóng thẩm mỹ. - Phải đảm bảo ráp linh kiện đúng sơ đồ mạch. Mỗi lỗi sai của sinh viên như lộn chân transistor, gắn lộn cực các linh kiện có ràng buộc về cực tính như Tụ hóa, Diode hay Led thì sẽ bị trừ điểm kỹ thuật. - Phần mô phỏng mạch cảm biến ánh sáng phải đảm bảo mạch vận hành tốt. - Tôn trọng các quy định về vệ sinh, bảo dưỡng và an toàn lao động nơi thực hành. V. GIAO NHIỆM VỤ VỀ NHÀ 1. Yêu cầu sinh viên về nhà thực hiện bản vẽ mạch in từ sơ đồ mạch cảm biến ánh sáng đã cho theo như hướng dẫn trên đây. 2. Cung cấp sơ đồ nguyên lý MẠCH ĐẾM DÙNG IC 555 VÀ 4017 cho sinh viên về nhà thực hiện bản vẽ mạch in. Hình 4.1: Mạch đèn nháy 4 led ứng dụng từ mạch đếm (mô phỏng) 3. Sinh viên thực hiện các bước IN – ỦI – RỬA – BẢO VỆ MẠCH ở nhà cho cả hai mạch để buổi kế tiếp mang đến lớp thực hiện các bước KHOAN, RÁP và HÀN linh kiện. Thầy hướng dẫn kiểm tra, góp ý phê bình rút kinh nghiệm về kỹ năng tay nghề cho từng sinh viên trong lớp đang học. BÀI 3: THI CÔNG HOÀN CHỈNH MẠCH CẢM BIẾN ÁNH SÁNG và MẠCH ĐẾM DÙNG IC 555 VÀ 4017 I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Bài thực hành này giúp sinh viên hoàn thiện ý tưởng mạch cảm biến ánh sáng của mình để có được một sản phẩn hoàn chỉnh. Kết hợp với phần nguồn ở bài 1 sinh viên có thể ứng dụng mạch này để điều khiển đóng ngắt đèn theo ánh sáng hoặc làm mạch báo thức v.v - Với yêu cầu cao hơn trong việc thiết kế và thi công mạch, qua bài này sinh viên sẽ nắm được một vài cấu trúc cơ bản của một số mạch ứng dụng Transistor và Op-Amp như mạch so sánh, mạch điều khiển đóng ngắt dùng BJT chế độ khóa - Trước mắt bài học này phục vụ cho việc thực hiện các đồ án của sinh viên sau này từ việc thiết kế, lắp ráp đến cân chỉnh mạch. - Ngoài ra, bài thực hành mạch đếm giúp sinh viên thực hiện một mạch đếm dùng IC Số phổ biến từ mô phỏng cho đến thiết kế và thi công hoàn chỉnh. II. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ Trong bài này sinh viên cần chuẩn bị đầy đủ bộ dụng cụ đã gồm: Mỏ hàn, Giá đỡ mỏ hàn, Chì hàn và các dụng cụ khác như Kềm cắt, Kềm nhọn, Cái hút chì và Đồng hồ VOM (kim). III. NỘI DUNG THỰC HIỆN Trong bài này sinh viên sẽ thi công mạch cảm biến ánh sáng dùng quang trở (LDR) và mạch đếm dùng IC 555 và IC 4017 A- Thi công mạch cảm biến ánh sáng 1. Giới thiệu linh kiện có trong mạch cảm biến ánh sáng  Quang trở, Biến trở: hình dáng và cách kiểm tra nguội.  Transistor BJT: hình dáng, nhận diện, phân biệt chân, tìm hiểu đặc tính làm việc và cách đo kiểm.  Op-Amp: hình dáng, nhận diện, tìm hiểu đặc tính làm việc và cách thay thế linh kiện (Replacement).  Giới thiệu sơ lược về Relay và ứng dụng của nó. Hình 3.1: Hình dáng thực tế một số linh kiện có trong mạch cảm biến ánh sáng 2. Giới thiệu các cấu trúc mạch cơ bản  Giới thiêu cấu trúc mạch dùng quang trở (cảm biến ánh sáng).  Mạch so sánh dùng Op-Amp:  Giới thiệu mạch điều khiển Relay dùng transistor BJT chế độ đóng ngắt. Sơ đồ ráp mạch có trong bài 2 (Hình 2.4), sinh viên ráp mạch theo sơ đồ này. B- Thi công mạch đếm dùng IC 555 và IC 4017 1. Giới thiệu linh kiện có trong mạch đếm  IC thời gian 555: hình dáng và cấu trúc chân.  IC đếm 4017: hình dáng và cấu trúc chân. Hình 3.2: Hình dáng thực tế IC 555 và IC 4017 2. Phần thi công mạch đếm Dưới đây là sơ đồ nguyên lý mạch đếm dùng để vẽ mạch in: Hình 3.3: Mạch mạch đếm Mode 4 (mạch nguyên lý) Và đây là bản vẽ mẫu cho mạch đếm Mode 4: Hình 3.4: Mạch đếm Mode 4 (bản vẽ mạch in gợi ý) Hình 3.5: Mạch đếm Mode 4 (bản vẽ phía linh kiện) Hình 3.6: Mạch đếm Mode 4 (hình vẽ 3D) C- Test thử mạch 1. Test mạch cảm biến ánh sáng dùng quang trở (LDR) Sinh viên tự kết nối phần nguồn DC ổn áp đã thực hiện xong với phần mạch mới và tiến hành cân chỉnh các thông số điện áp cho hai ngõ vào Đảo và Không đảo của Op- Amp để mạch vận hành đúng chức năng của nó. Mạch hoàn chỉnh phải đảm bảo chạy tốt theo sự giả lập sáng – tối như yêu cầu. 2. Test mạch đếm Mode 4 Cũng dùng bộ nguồn 6VDC trong bài 1 để cấp nguồn cho mạch đếm. Khi mạch được cấp nguồn đèn led sẽ sáng nhấp nháy đuổi nhau từ Led 1 đến Led 4 rồi quay về lại Led 1, quy trình cứ thế lặp lại mãi cho đến khi cắt nguồn ra khỏi mạch. I V. ĐÁNH GIÁ Tương tự như đánh giá ở hai bài trước, để đánh giá một thiết kế hoàn chỉnh của một dự án nên dựa theo các tiêu chí sau đây: 1- Về kỹ thuật: mạch phải vận hành được. 2- Về thẩm mỹ:  Mạch phải thiết kế hài hòa, linh kiện ráp phải ngay ngắn, đúng yêu cầu kỹ thuật, không bị chồng lấn lên nhau.  Đường mạch in trên bản vẽ phải cân đối và điều chỉnh độ lớn phù hợp.  Thi công bo mạch phải sáng đẹp, đường mạch rõ ràng sắc nét, có quét lớp bảo vệ mạch đúng quy trình kỹ thuật. Thầy hướng dẫn kiểm tra, góp ý phê bình rút kinh nghiệm về kỹ năng tay nghề cho từng sinh viên trong lớp đang học. PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: PHƯƠNG PHÁP LÀM MẠCH IN THỦ CÔNG TẠI NHÀ Sau khi vẽ hoàn chỉnh sơ đồ mạch in trên trên phần mềm vẽ mạch, chúng ta tiến hành xuất bản vẽ dưới định dạng pdf để khi in sẽ không bị thay đổi kích thước. Bản vẽ sẽ được in bằng máy in lazer với chất lượng mực in tốt nhất trên một loại giấy chuyên dụng. Kế đến là giai đoạn thực hiện mạch in. Trình tự thực hiện tiến hành theo các bước sau: Bước 1: (Chuẩn bị bề mặt) Dùng giấy nhám mịn đánh sạch lớp oxy hóa đang bám trên tấm mạch in (phía có tráng lớp đồng), trước khi ủi cho các đường mạch trên bản vẽ layout dính vào board đồng. Bước 2: (Ủi mạch) Dùng bàn ủi là trên bề mặt giấy sau khi ta áp phần mực in vào phía có tráng lớp đồng và đinh vị ngay thẳng. Thời gian ủi không quá ngắn (sẽ không dính tốt) nhưng cũng không quá dài (sẽ làm cong, mo miếng board mạch). Thời gian phù hợp trong khoảng từ 10 đến 15 phút ủi tùy kích thước board. Sau khi ủi xong ta lột miếng giấy ra khỏi miếng board. Nếu thấy có chỗ nào mực in bị bong tróc thì ta có thể dùng cây bút lông dầu để tô lại cho hoàn chỉnh. Bước 3: (Rửa mạch) Sau khi vẽ hoàn chỉnh, sinh viên mang mạch in ngâm vào thuốc rửa mạch (FeCl). Hóa chất tẩy rửa sẽ ăn mòn lớp đồng tại các vị trí không bám mực và sẽ để nguyên lớp đồng tại các vị trí được che phủ bằng các đường mực in. Khi rửa mạch in trong thuốc rửa mạch, muốn phản ứng hóa học xảy ra nhanh, cần thực hiện các thao tác sau để tăng tốc độ phản ứng. - Lắc tấm mạch trong chậu thuốc rửa mạch. - Nếu thuốc rửa mạch được nung nóng khoảng 50°C thì thời gian rửa sẽ nhanh hơn khi thuốc rửa có nhiệt độ thấp (bằng nhiệt độ môi trường). Bước 4: (Làm sạch) Sau khi rửa xong các phần đồng không cần thiết, nên ngâm mạch vào trong nước lã và dùng giấy nhám thô chà sạch các đường mực in dưới vòi nước chảy. Sau đó dùng giấy nhám mịn đánh bóng bề mặt cho đến khi các đường mạch được đánh bóng loáng và sáng. Bước 5: (Bảo vệ) Sau khi làm cho bề mặt board hoàn toàn khô ráo ta dùng cọ sơn quét một lớp nhựa thông lỏng phủ toàn bộ bề mặt để bảo vệ lớp đồng, chống hiện tượng oxy hóa đồng thời lớp nhựa thông này còn làm nhiệm vụ trợ chảy cho chì hàn khi ta hàn chân linh kiện. Phải trải qua 5 bước theo đúng trình tự như trên rồi ta mới tiến hành khoan lỗ chân linh kiện thì mạch mới có thể đẹp và dễ dàng cho bước hàn chân linh kiện sau này. Trong một số trường hợp ta có thể tiến hành khoan lỗ chân linh kiện trước Bước thứ 4 thì kết quả vẫn đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật. PHỤ LỤC 2: KỸ THUẬT HÀN Nói đến hàn thì ai cũng có thể hàn được, tuy nhiên, để có được một board mạch hàn đúng kỹ thuật thì không hề đơn giản và người thợ có biết cách sử dụng và bảo quản máy hàn hay không lại là chuyện khác. Bài viết này không miêu tả cách hàn, cũng như sử dụng máy hàn như thế nào chỉ đưa ra một số chú ý khi hàn và sử dụng máy hàn sao cho hợp lý. 1. Thiếc hàn – Chì hàn (mà chúng ta thường gọi là chì hàn) Hình P.2.1: Chì hàn Gọi là chì hàn nhưng thực chất trong thứ kim loại mềm mềm, dẻo dẻo mà chúng ta sử dụng để hàn hằng ngày không chỉ có chì mà chúng là 1 hợp kim chứa chủ yếu là Thiếc (Sn) và một phần Chì (Pb). Thậm chí với một số loại chì hàn chất lượng cao thì thành phần chủ yếu là thiết và còn có thêm Bạc (Ag), Đồng (Cu). Chì hàn mà chúng ta sử dụng cũng có nhiều loại: Chì có Thiếc: (đúng hơn là thiết có chì)  Tỉ lệ 63(Sn)/37(Pb) là tối ưu, mối hàn bóng, dễ chảy. Tỉ lệ này khi hàn ngấu cho ra hợp kim Eutectic có nhiều tính năng đặc biệt.  Tỉ lệ 60(Sn)/40(Pb) có nhiệt độ nóng chảy cao hơn, lỏng hơn nhưng mối hàn kém bóng hơn. Thiếc không chì:  Chủ yếu là 96.5(Sn)/3(Ag)/0.5(Cu), loại này tốt hơn, tất nhiên là giá sẽ cao hơn. Chì để sử dụng khi hàn có nhiều dạng:  Chì thanh (Solder bar)  Chì dây (Solder wire)  Kem chì (Solder paste) Chất trợ hàn: Thường trong dây chì có lõi là chất trợ hàn (Flux Liquid) – tùy loại mà có 1 lõi hay nhiều lõi, kem chì cũng có đi kèm chất trợ hàn vì thế khi hàn chúng ta không cần có thêm chất trợ hàn. Chất trợ hàn có chứa 1 phần là axit giúp làm sạch mối hàn, khiến mối hàn bóng hơn. Chất trợ hàn có thể là nhựa thông hoặc 1 dung môi làm sạch. Để dùng bên ngoài thì có thêm loại mỡ hàn, là chất giúp làm sạch mối hàn và giảm sức căng bề mặt của chì hàn do đó giúp chì hàn bám vào mối hàn mịn hơn. Bạn có thể tự chế dung dịch phủ mạch cũng như trợ hàn bằng nhựa thông bằng cách đập vụn nhựa thông sau đó cho vào dung dịch aceton hoặc xăng thơm. Cho nhựa thông vụn vào và lắc đều đến khi nhựa thông tan hết, và ta có một dung dịch màu vàng sậm 1 chút là được. Dung dịch sau khi chế này bạn có thể quét lên vị trí chuẩn bị hàn hoặc quét lên bản mạch mà chúng ta ủi sẽ giúp mạch in không bị oxi hóa, đẹp và giúp hàn dễ hơn nữa. 2. Máy hàn – Mũi hàn a. Máy hàn Hiện có rất nhiều loại máy hàn trên thị trường, tuy nhiên trong giới sinh viên thì có 2 loại phổ biến nhất là máy hàn xung (súng) và máy hàn nung (bút). Hình P. 2.2: Máy hàn nung – Máy hàn xung Máy hàn xung là loại được gia nhiệt bằng xung điện xoay chiều có dòng lớn từ cuộn thứ cấp của máy hàn. Loại này thường có công suất lớn, nhiệt tạo ra nhanh. Máy hàn nung là loại gia nhiệt bằng may-so, thời gian từ lúc mở máy đến lúc hàn được khá lâu. Hai loại này có thể điều chỉnh được nhiệt độ hàn. Khi hàn những linh kiện nhạy cảm như IC, cảm biến thì nên dùng máy hàn nung để tránh xung điện từ máy hàn xung làm hỏng linh kiện. b. Mũi hàn Hình P. 2.3: Một số loại mũi hàn Có rất nhiều loại mũi hàn: mũi dao, mũi nhọn sử dụng cho nhiều mục đích. Thường mũi hàn đã được mạ trước, như Niken chẳng hạn giúp tăng tuổi thọ mũi hàn. Công việc đầu tiên khi ta khai trương một mũi hàn còn mới là việc tráng chì cho đầu mũi hàn. Nếu không thực hiện thao tác này, mũi hàn sẽ bị xỉn đen và việc truyền nhiệt đến mối hàn là cực kỳ kém. Do vậy trong suốt quá trình hàn ta phải thường xuyên để ý lượng chì bám trên đầu mũi hàn, nếu thấy không có chì dính nữa và việc truyền nhiệt có phần kém đi thì ta phải tráng chì trở lại ngay. Phụ kiện đi kèm: Hình P. 2.4: Dây hút chì – Mỡ hàn – Cây hút chì Kệ hàn giúp cố định tay hàn khi không sử dụng. Mỡ hàn và Bọt biển cũng như bùi nhùi là các vật dụng giúp làm sạch đầu mũi hàn. Hình P. 2.5: Kệ hàn – bọt biển – bùi nhùi 3. Nhiệt độ hàn Nhiệt độ hàn không được quá cao khiến bong board mạch, cháy mạch, không quá thấp khiến chì hàn không nóng chảy được hoặc vỡ vụn ra. Chì hàn có nhiệt độ nóng chảy khoảng 200-280 độ C, vì vậy nhiệt độ phải vừa phải, cỡ 240 – 350 độ C là đã có thể hàn tốt rồi. Với linh kiện dán hoặc IC để nhiệt độ 240 – 260 độ, linh kiện rời rạc để nhiệt độ 260 độ, với header – connector để nhiệt độ 280 độ. Tùy theo loại chì và diện tích bề mặt hàn mà tăng giảm nhiệt độ vừa phải đảm bảo linh kiện và board mạch không bị hỏng cũng như không gây khó khăn cho người hàn. Thời gian giữ mũi hàn tại chân linh kiện cũng không được lâu, chỉ khoảng 5 – 7s là nhiều. Trong quá trình hàn, với những mối hàn lớn, linh kiện nhạy cảm như IC, transistor thì bạn cần giúp linh kiện tản nhiệt bằng cách kẹp vào chân linh kiện hoặc áp vào linh kiện 1 thứ bằng kim loại để có thể giúp tản nhiệt cho linh kiện nhanh hơn. 4. Chú ý khi hàn Các bước để hàn một mối hàn đẹp và chắc chắn:  Chú ý để tránh bị bỏng khi hàn.  Cố định vật hàn hoặc bo mạch cần hàn.  Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp với nơi hàn.  Khi nhìn thấy khói bốc lên tức là nhiệt đã đủ, không cần làm nóng mỏ hàn thêm nữa, giữ nhiệt độ ổn định.  Thêm 1 chút chì lên đầu mũi hàn.  Bắt đầu đặt đầu mũi hàn vào chân linh kiện và pad trên board mạch.  Đưa chì hàn vào chân linh kiện bên cạnh mũi hàn vừa đủ để chì nóng chảy và dàn đều ra chân linh kiện và pad.  Mối hàn đẹp là mối hàn bóng, vừa đủ chì, không thừa vón cục, không thiếu để hở lỗ pad và trơ gốc chân linh kiện. Hình P. 2.6: Chú ý khi hàn Mạ lại đầu mũi hàn mỗi khi mũi hàn bị oxy hóa:  Việc mạ lại đầu mũi hàn trước và sau khi sử dụng giúp tăng tuổi thọ cho mũi hàn, chống oxy hóa và giúp bám thiếc tốt hơn. Việc này là cần thiết cho mọi loại máy hàn.  Trước khi tráng chì, mũi hàn có xỉ đen, cáu bẩn là do nhiệt cao làm cháy chất trợ hàn (Flux) hoặc do trong chất trợ hàn có thành phần axit khiến ăn mòn đầu mũi hàn. Cần làm sạch bằng cách cạo sạch mũi hàn bằng lưỡi dao nhỏ, sau đó gia nhiệt cho mũi hàn, nhúng mũi hàn vào chất trợ hàn, sau đó đưa chì vào làm sao cho chì được tráng đều trên mặt mũi hàn khoảng 5mm. PHỤ LỤC 3: MẠCH SO SÁNH DÙNG OP - AMP Hình P.3.1: So sánh vòng hở và so sánh có trễ Hình P.3.2: So sánh vòng kín hay so sánh có trễ (Schmitt Triger)