Tập bài giảng Thực hành đo lường điện

................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: ... 152 PHIẾU LUYỆN TẬP 4.6 Tên kỹ năng: Đo, kiểm tra Thyristor Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Bước kiểm tra số 1: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 2: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 3: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: ... 153 PHIẾU LUYỆN TẬP 4.7 Tên kỹ năng: Đo, kiểm tra TRIAC Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Bước kiểm tra số 1: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 2: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 3: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: ... 154 PHIẾU LUYỆN TẬP 4.8 Tên kỹ năng: Đo, kiểm tra DIAC Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Bước kiểm tra số 1: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 2: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 3: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: ... 155 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Kiểm tra đánh giá kết quả thực hành được tiến hành theo phiếu đánh giá sau đây: PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH Tên bài: Đo kiểm tra linh kiện tích cực Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp..................... Ngày..........tháng........năm...................... Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... TT Tiêu chí đánh giá Điểm chuẩn Yêu cầu Điểm đánh giá Thời gian thực hiện (phút) Ghi chú 1 Chọn đại lượng đo - Cặp chân của linh kiện cần đo - Thông số cần đo 10 5 5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 2 Phương pháp đo - Phương pháp - Sơ đồ 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 3 Chọn thiết bị, dụng cụ - Đúng chủng loại - Phù hợp yêu cầu 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 4 Đặt dụng cụ - Hướng đặt - Phương đặt 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 5 Hiệu chỉnh dụng cụ - Hiệu chỉnh kim - Hiệu chỉnh que đo 10 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 6 Chọn thang đo 5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 7 Chọn ngõ vào - Ngõ vào - Cực tính 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 8 Chọn thang đọc - Vị trí thang đọc - Cách đọc 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 9 Đọc kết quả - Đọc số chỉ 40 5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm Sai số 6 156 - Tính kết quả - Xác định đơn vị - Xác định cực tính, sơ đồ chân - Xác định tình trạng hoạt động của linh kiện 5 5 15 10 quá 3% trừ 1 điểm 10 Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp 15 Mỗi lỗi trừ 5 điểm 3 Tổng cộng 100 15 Chú ý: Mỗi tiêu chí bị quá thời gian sẽ bị trừ một nửa số điểm, thời gian thực hiện bài kiểm tra lớn hơn tổng thời gian quy định sẽ không được tính điểm Giáo viên ký tên Bài tập: 1. Đo kiểm tra các loại diode. 2. Đo kiểm tra các loại Transistor. 3. Đo kiểm tra SCR 4. Đo kiểm tra TRIAC, DIAC. 5. Đo kiểm tra PUT, SCS, SUS. 6. Tra cứu thông số kỹ thuật của các diode: 1N4007; 1N4148; 1N5408 7. Tra cứu thông số kỹ thuật của các BJT: A564; A671; A1013; A1015; B562; B633; C828; C1815; C2383; C3055; D468; D869; D1427; D1428; D1499; DTA114A, DTC114; E1001; E1003; H1061; S9014; S9018 8. Tra cứu thông số kỹ thuật của các FET: K30A; K1073; K3522; IRFZ44; IRF250; IRF540; IRF630; IRF640; IRF740; IRF9630; IRF9640; J301; J306; J309; 2N3819; 6N60; 70N60. 9. Tra cứu thông số kỹ thuật của các SCR: 2P4M; BT148; BT151; Ky202; MCR100 10. Tra cứu thông số kỹ thuật của các TRIAC: BT137; BT139; BTA12; BT26; BTA40; BTA41. 157 BÀI 5. ĐO, KIỂM TRA CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN CẢM BIẾN VÀ IC I. MỤC TIÊU BÀI HỌC Sau khi học xong bài học sinh viên có khả năng: Kiến thức: Mô tả phương pháp kiểm tra các linh kiện quang, cảm biến và IC Kỹ năng: - Đo, kiểm tra xác định cực tính và tình trạng hoạt động của các linh kiện quang, các cảm biến. - Tra cứu các thông số kỹ thuật, thay thế tương tương các linh kiện quang, cảm biến và IC. Thái độ: - Tích cực trong quá trình luyện tập. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình thực tập. II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1. Linh kiện quang điện a. Led đơn (Diode phát quang) * Một số dạng Led Hình 5.1. Một số dạng LED a. Led thường; b. Led hồng ngoại; c. Led Laser; d. Led siêu sáng công suất lớn Led có cấu tạo từ một tiếp giáp P – N tương tự như diode Hình 5.2. Cấu tạo của LED a. b. c. d. LED LED A K  P   Anode Katot - + - + 158  Nếu được phân cực thuận led sẽ phát sáng (+) ở A, (-) ở K  Khi phát sáng điện áp ghim trên led phụ thuộc vào màu sắc của led.  Cường độ sáng của led giảm đi theo nhiệt độ tăng  Khi sử dụng led luôn luôn nối cùng 1 điện trở mắc nối tiếp - Các tham số kỹ thuật:  U ghim trên led  Dòng điện thuận qua led  Công suất của Led b. Led đôi (DUO - Led) Hình 5.3. Cấu tạo và hình dạng của LED đôi a. Loại katot chung; b. Loại anode chung; c. Hình dạng * Tham số kỹ thuật: - U ghim - Dòng điện thuận Ith - Màu sắc các led c. Led 7 thanh Led 7 thanh có 2 loại: Katốt chung và anốt chung, gồm 7 led dạng thanh (từ a đến g) xếp hình số 8 có thể hiển thị số bất kỳ từ 0  9 và một con led (h) là dạng chấm tròn hoặc vuông để để hiển thị dấu chấm thập phân. Mỗi led đơn cần dòng điện phân cực It = 20mA và điện áp phân cực Ut = 2V Rt = Ucc - Ut I t 1 2 3 1 2 3 1 2 3 a. b. c. 159 Hình 5.4. Cấu tạo và hình dạng của LED 7 thanh d. Led ma trận (Matrix led) Led ma trận được cấu tạo từ nhiều led đơn (led ma trận đơn sắc) hoặc nhiều led đôi (led ma trận đa sắc) theo trật tự hàng cột của một ma trận. Kích thước thường thấy là ma trận 5x7 (5 cột, 7 hàng) hoặc ma trận 8x8 (8 cột, 8 hàng). Các led của một hàng thường nối chung Anode, các led của một cột thường nối chung Katot. Trên hình 5.5 minh họa về ma trận led 8x8. Hình 5.5. Cấu tạo và hình dạng của LED ma trận 2. Linh kiện cảm biến a. Quang trở (LDR-Light Dependent Resistor) Hình 5.6. Cấu tạo và hình dạng LDR Anode chung a b c d e f g h Katot chung a b c d e f g h a b c d e f g h WT- D50688A0 Chân Cột Hàng LDR LDR Điện cực kim loại Vât liệu bán dẫn a. b. 160 -Điện trở quang là loại linh kiện bán dẫn thụ động, không có lớp chuyển tiếp PN. Vật liệu thường dung CdS (Cadimium Sulfid), CdTe -Giá trị điện trở phụ thuộc cường độ ánh sáng: Cường độ ánh sáng chiếu vào quang trở lớn  R nhỏ, cường độ ánh sáng chiếu vào quang trở nhỏ  R lớn. -Ứng dụng Quang trở được sử dụng trong các mạch: Tắt mở đèn đường, đo ánh sáng với các máy chụp hình bỏ túi, điều chỉnh contrast của tivi, dò đường hoặc phát hiện vật cho robot, báo động chống trộm, báo cháy b. Diode quang (photo diode) -Với hiệu ứng quang điện, ta có sự phát sinh 1 điện áp ở lớp chuyển tiếp PN khi nó được chiếu sáng. -Tuỳ theo chức năng và cấu trúc ta có loại: Diode quang PN và diode quang PiN. -Photo diode không nhạy sáng bằng quang trở nhưng nó làm việc nhanh gấp nhiều lần (làm việc với tần số cao. Ký hiệu và hình dạng: (Diode quang ) Hình 5.7. Ký hiệu và hình dạng của diode quang (photo diode) c. Photo transistor (transistor quang) Hình 5.8. Ký hiệu và hình dạng của Trasistor quang (phototransistor) a. Ký hiệu; b. Hình dạng thực tế b. a. C E B 161  Khi có ánh sáng dòng chảy từ C  E, chân B để tự do.  Ứng dụng: Sử dụng trong các cảm biến quang, mạch báo động, thiết bị đọc các thẻ đục lỗ, hay băng giấy đục lỗ, mạch dò đường của Robocon. 3. Các bộ ghép quang (OPTOCOUPLERS) - Trong các hệ thống điều khiển, phần công suất thường có điện áp cao (220V, 380V). Trong khi đó các mạch điều khiển thường lại có điện áp thấp như mạch logic, máy tính hay hệ thống tiếp xúc với con người. Để cách ly giữa mạch điều khiển và mạch công suất ta sử dụng bộ ghép quang. - Bộ ghép quang gồm 2 phần: sơ cấp và thứ cấp Phần sơ cấp: Là diode phát ra tia hồng ngoại (GaAs, AlGaAs...). Phần thứ cấp: Là TZT quang loại Silic. - Khi được phân cực thuận diode phát ra bức xạ hồng ngoại chiếu lên trên bề mặt của quang TZT. - Nguyên lý của bộ ghép quang là biến đổi tín hiệu điện thành quang. Sau đó bên thứ cấp thực hiện biến đổi quang thành điện. - Ứng dụng của bộ ghép quang là dùng để cách điện giữa 2 mạch điện có điện thế cách biệt lớn ví dụ phần điều khiển điện áp thấp và phần động lực điện áp cao, ghép quang để chống nhiễu ví dụ đầu vào ra của PLC, robocon * Ghép quang Transistor (Transistor optocoupler) Hình 5.9. Cấu tạo và hình dạng của Transistor optocoupler - Thứ cấp bộ ghép quang là photo TZT loại silic - Đối với loại 4 chân thì TZT không có cực B. Nó có hệ số truyền đạt lớn nhưng không có ổn định được nhiệt. * Ghép quang TRIAC ( TRIAC optocoupler) Tương tự như Transistor optocoupler, bộ TRIAC optocoupler bên phía sơ cấp cũng được cấu tạo từ diode hồng ngoại, nhưng bên thứ cấp một photo TRIAC được thay thế cho vị trí của photo TZT, như hình 5.10 1 2 4 3 A K B C E NC 1 2 3 6 5 4 162 Hình 5.10. Cấu tạo và hình dạng của TRIAC optocoupler 4. IC Vi mạch (IC - Intergated-Circuit) là một mạch điện tử thực hiện một chức năng nào đó (function device) mà các thành phần tích cực và thụ động đều được chế tạo tích hợp trên một đế, đế này có thể là một phiến bán dẫn (hầu hết là Si) hoặc một phiến cách điện. Những vi mạch đầu tiên được sản xuất ngay từ năm 1959 theo công nghệ lưỡng cực “bipolar” và đến năm 1962 bắt đầu theo công nghệ MOS. Cho đến nay, mật độ tích hợp không ngừng được nâng cao. Bảng 5.1. sau đây cho thấy mức độ phức tạp trong từng loại vi mạch. Loại IC Số lượng chức năng Số lượng transistor Diện tích bề mặt của mỗi vi mạch SSI 2 đến 20 100 3 mm2 MSI 20 đến 100 500 8 mm2 LSI 100 đến 50 000 100 000 20 mm2 VLSI 50 000 đến 100 000 250 000 40 mm2 ULSI 100 000 đến 4 000 000 1triệu đến 4 triệu 70 mm2 đến 150 mm2 SSI: Small scale integration: Tích hợp qui mô nhỏ MSI: Medium scale integration: Tích hợp qui mô trung bình LSI: Large scale integration: Tích hợp qui mô lớn VLSI: Verry large scale integration: Tích hợp qui mô rất lớn ULSI: Ultra large scale integration: Tích hợp qui mô khổng lồ * Ưu, nhược điểm của vi mạch So với các linh kiện rời, vi mạch có rất nhiều ưu điểm. Đó là: - Giá thành rất rẻ do sản xuất hàng loạt. - Sự tiến bộ của công nghệ vi mạch cho phép rút gọn số lượng các vi mạch cho cùng một chức năng. 163 - Độ tin cậy tốt: tỉ lệ hư hỏng dưới 0,15/106 giờ/mạch. - Tiêu thụ năng lượng càng ngày càng được giảm bớt. - Thoả mãn độ ổn định ở nhiệt độ cao. - Tuổi thọ cao. * Phân loại vi mạch - Dựa trên qui trình sản xuất, có thể chia IC ra làm 3 loại:  IC màng (film IC)  IC đơn tinh thể (Monolithic IC)  IC lai (hybrid IC) - Phân loại theo chức năng xử lý tín hiệu  IC Digital  RTL: Resistor – Transistor logic  DTL: Diode - Transistor logic  TTL: Transistor - Transistor logic  MOS: Metal – Oxyde Semiconductor  CMOS: Complementary MOS  IC analog - Phân loại theo số hàng chân: một hàng chân, hai hàng chân, bốn hàng chân, nhiều hàng chân. Hình 5.11. Các dạng IC a. Loại một hàng chân; b. Loại hai hàng chân; c. Loại hai hàng chân dạng Zip; d. loại bốn hàng chân; e. Loại nhiều hàng chân a. b. d. c. e. 164 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH Thiết bị, vật tư cho một nhóm thực tập (4 sinh viên) TT Tên thiết bị, vật tư Số lượng Đv tính Ghi chú Thiết bị 1 Board thực tập vạn năng, board MTS-41 01 Bộ 2 Máy phát xung SGU, SG-8150 01 Bộ 3 Máy hiện sóng tương tự 20  100Mhz 01 Cái 4 Đồng hồ vạn năng tương tự Sunwa YX-960TR 01 Cái 5 Đồng hồ vạn năng số Wellink HL -1240 01 Cái Vật tư 6 Điện trở màu các loại 5 Con 7 Biến trở các loại 5 Con 8 Led đơn các loại (xanh, đỏ, vàng) 20 Con 9 Led đôi 4 Con 10 Led 7 thanh CC; CA 8 Con 11 Led hồng ngoại 4 Con 12 Led ma trận (5x7; 8x8) 8 Con 13 Quang trở 4 Con 14 Photo diode 4 Con 15 Photo transistor 10 Con 16 LM34; LM35; LM335 3 Con 17 IC nguồn các loại 7805; 7905; 7809; 7909; 7812; 7912; 7824; 7924...) 10 Con 18 IC OPAM các loại (741; LM324; TL082...) 5 Con 19 IC khuếch đại công suất LA4440; TDA3020 2 Con 20 IC vi điều khiển (89C51; 89C52; 89S52; 89V52; PIC16F84; PIC16F877A; 18F2550; 18F4550; 18F4443; 30F4011) 10 Con IV. THỰC HÀNH 1. Đo, kiểm tra linh kiện quang a. Đo, kiểm tra Led đơn 165 Cách đo kiểm tra led đơn thực hiện tương tự như kiểm tra diode thông thường, tuy nhiên kiểm tra led có phần dễ hơn bởi vì nếu ta phân cực thuận cho nó bằng đồng hồ vạn năng để thang điện trở x10 thì led sẽ phát sáng và ta có thể xác định chính xác cực tính cũng như tình trạng làm việc của chúng (có khi chỉ cần một phép đo duy nhất). Cách nhận biết nhanh: Katot thường là chân ngắn Phía vỏ bị cắt xén Soi dưới ánh sáng, điện cực katot lớn hơn Chú ý: Khi đo Led hồng ngoại ta không nhìn thấy nó phát sáng vì ánh sáng hồng ngoại ngoài dải nhìn thấy của mắt người. Muốn nhìn thấy nó phát sáng ta có thể phân cực thuận cho chúng và đặt trước ống kính của một camera (ví dụ như camera của điện thoại di động) thì sẽ nhìn thấy nó phát sáng. Đối với Led laser ta phải cẩn thận với ánh sáng nó phát ra vì có thể nguy hiểm cho mắt người (tùy thuộc vào bước sóng và cường độ bức xạ). b. Đo, kiểm tra Led đôi Tương tự như kiểm tra led đơn nhưng cần xác định xem chân chung là Anode hay Katot để đấu cho đúng. c. Đo, kiểm tra Led 7 thanh Tương tự như kiểm tra led đơn nhưng cần xác định xem chân chung là Anode hay Katot để đấu cho đúng. Thông thường chân chung của led 7 thanh thường nằm ở vị trí trung tâm. Hình 5.12. Sơ đồ chân led 7 thanh d. Đo, kiểm tra Led ma trận Kiêm tra tương tự như led đơn nhưng chúng ta cần phải xác định vị trí hàng, cột của ma trận. Chân chung 1 Anode Katot - + - + 166 Hình 5.13. Sơ đồ chân led 7 thanh Bắt đầu từ chân số 1 (chân tận cùng bên trái của hàng thứ nhất tính từ mặt có tên của led) sau đó ta đọc theo ngược chiều kim đồng hồ (theo chiều mũi tên trên hình 5.13). 2. Đo kiểm tra các linh kiện cảm biến a. Đo kiểm tra quang trở Tương tự như đo kiểm tra điện trở. Dùng đồng hồ vạn năng đặt thang điện trở x1k hoặc x10k, đặt 2 que đo của đồng hồ với 2 cực của quang trở, thay đổi cường độ ánh sáng chiếu vào quang trở (dùng tay che sáng), quan sát sự thay đổi vị trí của kim đồng hồ. Nếu điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng thì quang trở hoạt động tốt. b. Đo kiểm tra diode quang Diode quang hoạt động ở chế độ phân cực ngược, dòng phân điện ngược (Ing) thay đổi khi có sự chiếu sáng:  Cường độ ánh sáng chiếu vào PD tăng thì dòng Ing tăng (Rng giảm).  Cường độ ánh sáng chiếu vào PD giảm thì dòng Ing giảm (Rng tăng). Hình 5.14. Đo kiểm tra diode quang c. Đo kiểm tra transistor quang Chuyển đồng hồ vạn năng về thang đo điện trở x10k. Đặt que đen vào cực C của transistor quang, que đỏ vào cực E của transistor quang. Dùng tay thay đổi cường độ WT- D50688A0 Chân Cột Hàng 1 Chân số + Que đen Que đỏ Che sáng PD X10k 167 ánh sáng chiếu vào transistor quang và quan sát sự dịch chuyển của kim đồng hồ. Nếu điện trở thay đổi khi cường độ ánh sáng thay đổi thì transistor quang còn hoạt động tốt, ngược lại nếu kết quả điện trở cố định (không thay đổi theo ánh sáng) hoặc điện trở xấp xỉ 0 hoặc vô cùng thì transistor quang đã bị hỏng. 3. Đo kiểm tra các bộ ghép quang Sử dụng 2 đồng hồ vạn năng, đồng hồ vạn năng thứ nhất để thang đo điện trở x1 hoặc x10 đo ở bên sơ cấp, que đen đặt ở Anode của diode phát, que đỏ đặt ở Katot của diode phát. Nếu kim của đồng hồ chỉ một giá trị điện trở cỡ vài chục điến vài trăm ôm thì phía sơ cấp hoạt động tốt. Đồng hồ thứ hai để ở thang điện trở x10k, đặt que đen vào C của transistor thu, que đỏ vào E của transistor thu (cả hai đồng hồ đều phải đồng thời đặt vào các chân của opto như hình 5.15). Nếu kim của đồng hồ thứ hai cũng chỉ một giá trị vài chục kilo ôm và khi ta rời que đo hoặc gắn que đo ở đồng hồ thứ nhất thì kim của đồng hồ thứ 2 cũng thay đổi điện trở theo, tức là tín hiệu từ bên sơ cấp đã ghép được sang bên thứ cấp hay nói các khác opto đã hoạt động tốt. Hình 5.15. Đo kiểm tra bộ ghép quang * Tra cứu thông số kỹ thuật của opto: Tương tự như tra cứu IC 4. IC a. Đo kiểm tra IC Như chúng ta biết IC có rất nhiều loại và có cấu tạo rất phức tạp. Vì vậy chúng ta không thể đưa ra một trình tự cụ thể để đo kiểm tra và xác định tình trạng hoạt động cho tất cả các IC. Ở đây xin đưa ra một số biện pháp đo kiểm tra mang tính chất tham khảo. + Đo nguội (IC ở ngoài và không được cấp nguồn) - Dùng đồng hồ vạn năng đặt thang điện trở, que đen (dương nguồn pin) nối cố định vào chân VCC của IC, que đỏ (âm nguồn pin) đo lần lượt vào các chân còn lại. Lập bảng ghi kết quả của các phép đo đó. Đồng hồ thứ nhất Que đen Que đỏ opto X10k 1 2 4 3 x10 Que đỏ Que đen Đồng hồ thứ hai 168 - Tiếp theo, que đỏ (âm nguồn pin) nối cố định vào chân mass (GND) của IC, que đen (dương nguồn pin) đo lần lượt vào các chân còn lại. Lập bảng ghi kết quả của các phép đo đó. - So sánh bảng kết quả đo của IC cần kiểm tra với IC chuẩn. Nếu chúng có cùng giá trị thì ta có thể kết luận rằng IC cần kiểm tra còn tốt. + Đo nóng (IC đang ở trong mạch và được cấp nguồn) - Đo điện áp các chân tương ứng khi biết cấu trúc của IC. - Kiểm tra các tín hiệu vào và tín hiệu ràng buộc (xung clock, tín hiệu cho phép, tín hiệu điện áp tham chiếu, điện áp mẫu, điện áp phản hồi...) - Thay thế tương đương. b. Tra cứu IC Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ bán dẫn trong chế tạo IC thì việc tra cứu các thông số của IC như: Sơ đồ chân, bảng trạng thái, tập lệnh, đặc tính điện... của IC là một nhu cầu rất cần thiết đối với các kỹ sư điện, điện tử trong việc thiết kế mạch cũng như vận hành, sửa chữa và thay thế các thiết bị điện, điện tử có sử dụng IC. Sau đây chúng ta sẽ đi vào thực hành cách đọc sơ đồ chân và tra cứu IC. * Cách đọc thứ tự chân của IC Dựa vào chấm đen hoặc điểm khuyết hoặc một vạch dấu đặc biệt nào đó thì chân ngay cạnh đó sẽ là chân 1. Các chân tiếp theo sẽ được đọc theo chiều từ trái qua phải với loại một hàng chân hoặc theo ngược chiều kiêm đồng hồ với loại nhiều hàng chân (theo chiều mũi tên) - Loại 1 hàng chân (dạng SIP-Single In-line Package hoặc SIL-Single In-Line): Hình 5.16. Thứ tự chân của IC kiểu một hàng chân Tương tự chúng ta có thể đọc thứ tự của IC có kiểu đóng gói hai hàng chân dạng ZIP (Zig-zag In-line Package) 1 14 LA 4440 169 Hình 5.17. Thứ tự chân của IC kiểu hai hàng chân dạng ZIP - Loại 2 hàng chân Loại hai hàng chân dạng DIP (Dual In-line Package) là loại phổ biến nhất với những IC cỡ vài chục chân. Hình 5.18. Thứ tự chân của IC kiểu hai hàng chân dạng DIP - Loại 4 hàng chân Loại 4 hàng chân phổ biến gồm hai dạng PLCC (Plasic Leaded Chip Carrier) và dạng QFP (Quad Flat Package) Hình 5.19. Thứ tự chân của IC kiểu bốn hàng chân 1 170 - Loại nhiều hàng chân Loại này thường dùng cho các IC có rất nhiều chân ví dụ như CPU của máy tính, kiểu đóng gói này được gọi là PGA (Pin Grid Array) Hình 5.20. Thứ tự chân của IC kiểu nhiều hàng chân * Cách đọc tên IC + Các chữ đầu là chỉ tên hãng sản xuất (MN, LM, HA, AT....) + Các số chỉ: Mã sản xuất đặc trưng cho chức năng do hãng quy định * Cách tra cứu IC + Tra cứu bằng cẩm nang tra cứu ECG, Sổ tay sơ đồ chân linh kiện điện tử. Ví dụ: Cần tra cứu IC có tên 74LS164 Bước 1: Xác định mã ECG của IC có tên 74LS164 Bước 2: Tìm vị trí mã ECG của IC Bước 3: Đọc các thông số mô tả tóm tắt của IC Sau khi định vị được linh kiện tra cứu, thay thế. Ta tra cứu theo sản phẩm bắt đầu từ trang 1-5 đến 1-32 ta được thông tin tóm tắt (Số trang, số hình, mô tả ứng dụng) về linh kiện cần tra cứu. 171 74LS164 1-345 D6 IC-TTL Lo Pwr Schottky 8-bit Shift Register serial In- parallel out 1-345: Thông số linh kiện được trình bày trong phần 1 trang 345 D6: Hình số D6 IC-TTL Lo Pwr Schottky...: IC thuộc họ TTL, là thanh ghi dịch có đầu vào nối tiếp, đầu ra song song 8 bit. Bước 4: Tra cứu các thông số kỹ thuật kiểu dáng về hình dạng, sơ đồ chân, bảng trạng thái Để biết các thông số cụ thể ta tiếp tục tìm tới phần 1 trang 345 hình số D6 ta tìm được sơ đồ chân của IC. + Tra cứu IC trên mạng Internet (hiện nay dùng khá phổ biến) Có thể sử dụng các trang Web sẵn có .... để tra cứu trực tiếp IC cần tìm - Vào trang: http/www.alldatasheet.com 172 Sau khi xuất hiện giao diện trang web alldatasheet trên màn hình ta thấy ngay ở đầu dòng trên cùng có một ô trống dùng để viết tên IC cần tìm (ở gần cửa sổ Part name), sau khi đã đánh tên IC cần tìm xong ta sẽ bấm vào nút Search ngay bên cạnh để vào trang web có IC cần tìm. Nếu muốn xem cụ thể sơ đồ chân IC, cấu trúc bên trong IC và các thông số của IC hãy bấm vào nút liên kết động có tên IC 7400 Click to view để tải về máy. Chú ý: File datasheet có đuôi .PDF nên cần sử dụng phần mềm Acrobat để hỗ trợ cho việc download và mở thành công. Nhập tên IC vào đây Nhấp chuột vào đây Nhấp chuột vào đây 173 Ví dụ tra cứu IC 7400 trên alldatasheet. NO Part no Electronics Description View Electronic Manufacturer 3 7400 Quad 2-Input NAND Gate 2 7400 Quad 2-Input NAND Gate 1 7400 Quad 2-Input NAND Gate 7400 - Quad 2-Input NAND Gate - ON Semiconductor 174 - Vào trang: http/www.Google.com.vn Trang này có thể phục vụ cho nhiều mục đích trong đó ta cũng có thể tra cứu các loại IC cần tìm Sau khi xuất hiện giao diện trang web Google trên màn hình, sẽ đánh tên IC và bấm vào nút Search ngay bên cạnh để vào trang web có IC cần tìm. Tuy nhiên ở đây có thể có rất nhiều trang Web có trùng tên với loại IC cần tìm vì vậy phải chọn một lần nữa cho đúng tên IC mà ta mong muốn (thủ thuật để thu hẹp số lượng kết quả tìm kiếm được chính xác hơn ta đánh vào tên IC kèm theo đuôi .pdf vì các file datasheet của nhà sản xuất cung cấp thường để dưới dạng pdf. Khi muốn download IC thì làm giống như phần trên đã giới thiệu. Kết quả chúng ta được giao diện tương tự như cách tra bằng trang Alldatasheet.com Nhấp chuột vào đây Nhấp chuột vào đây 175 PHIẾU LUYỆN TẬP 5.1 Tên kỹ năng: Đo, kiểm tra linh kiện quang Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Bước kiểm tra số 1: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 2: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 3: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: ... 176 PHIẾU LUYỆN TẬP 5.2 Tên kỹ năng: Đo, kiểm tra cảm biến Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Bước kiểm tra số 1: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 2: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: Bước kiểm tra số 3: ....................................... Đại lượng đo: ................................................. Chọn dụng cụ:................................................ Chọn thang đo: .............................................. Chọn thang đọc: ............................................. Chọn phương pháp đo: .................................. Kết quả: ......................................................... Xử lý kết quả đo: ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... ...................................................................... Kết quả trên VOM: Sơ đồ chân: ... 177 PHIẾU LUYỆN TẬP 5.3 Tên kỹ năng: Tra cứu linh kiện quang Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Tên linh kiện quang: ...................................... Đặc tính chung:.............................................. Đặc tính điện: Nguồn cấp: ................................................ Dòng điện tiêu thụ: .................................... Công suất tiêu tán: ..................................... Tần số làm việc: ........................................ Nhiệt độ làm việc: ......................................... Ứng dụng điển hình: ...................................... Sơ đồ test (nếu có): ........................................ Sơ đồ chân: Tên linh kiện quang: ...................................... Đặc tính chung:.............................................. Đặc tính điện: Nguồn cấp: ................................................ Dòng điện tiêu thụ: .................................... Công suất tiêu tán: ..................................... Tần số làm việc: ........................................ Nhiệt độ làm việc: ......................................... Ứng dụng điển hình: ...................................... Sơ đồ test (nếu có): ........................................ Sơ đồ chân: ... 178 PHIẾU LUYỆN TẬP 5.4 Tên kỹ năng: Tra cứu cảm biến Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Tên cảm biến: ................................................ Đặc tính chung:.............................................. Đặc tính điện: Nguồn cấp: ................................................ Dòng điện tiêu thụ: .................................... Công suất tiêu tán: ..................................... Điện áp mức cao vào/ra: ........................... Điện áp mức thấp vào/ra: .......................... Dòng điện mức cao vào/ra: ....................... Dòng điện mức thấp vào/ra: ...................... Tần số làm việc: ........................................ Nhiệt độ làm việc: ......................................... Ứng dụng điển hình: ...................................... Sơ đồ test (nếu có): ........................................ Sơ đồ chân: Tên cảm biến: ................................................ Đặc tính chung:.............................................. Đặc tính điện: Nguồn cấp: ................................................ Dòng điện tiêu thụ: .................................... Công suất tiêu tán: ..................................... Điện áp mức cao vào/ra: ........................... Điện áp mức thấp vào/ra: .......................... Dòng điện mức cao vào/ra: ....................... Dòng điện mức thấp vào/ra: ...................... Tần số làm việc: ........................................ Nhiệt độ làm việc: ......................................... Ứng dụng điển hình: ...................................... Sơ đồ test (nếu có): ........................................ Sơ đồ chân: ... 179 PHIẾU LUYỆN TẬP 5.5 Tên kỹ năng: Tra cứu IC Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp................Ngày..........tháng........năm............................ Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... Tên IC: ........................................................... Đặc tính chung:.............................................. Đặc tính điện: Nguồn cấp chính: ...................................... Nguồn tham chiếu: .................................... Điện áp mức cao vào/ra: ........................... Điện áp mức thấp vào/ra: .......................... Dòng điện mức cao vào/ra: ....................... Dòng điện mức thấp vào/ra: ...................... Công suất tiêu tán: ..................................... Tần số làm việc: ........................................ Nhiệt độ làm việc: ......................................... Ứng dụng điển hình: ...................................... Sơ đồ test (nếu có): ........................................ Sơ đồ chân: Bảng trạng thái: Tên IC: ........................................................... Đặc tính chung:.............................................. Đặc tính điện: Nguồn cấp chính: ...................................... Nguồn tham chiếu: .................................... Điện áp mức cao vào/ra: ........................... Điện áp mức thấp vào/ra: .......................... Dòng điện mức cao vào/ra: ....................... Dòng điện mức thấp vào/ra: ...................... Công suất tiêu tán: ..................................... Tần số làm việc: ........................................ Nhiệt độ làm việc: ......................................... Ứng dụng điển hình: ...................................... Sơ đồ test (nếu có): ........................................ Sơ đồ chân: Bảng trạng thái: ... 180 V. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Kiểm tra đánh giá kết quả thực hành được tiến hành theo phiếu đánh giá sau đây: PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH Tên bài: Đo kiểm tra linh kiện quang, cảm biến và IC Họ và tên sinh viên:..............MSSV:................................. NhómLớp..................... Ngày..........tháng........năm...................... Giáo viên hướng dẫn...................................Ca thực tập.................................................... TT Tiêu chí đánh giá Điểm chuẩn Yêu cầu Điểm đánh giá Thời gian thực hiện (phút) Ghi chú 1 Chọn đại lượng đo - Cặp chân của linh kiện cần đo - Thông số cần đo 10 5 5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 2 Phương pháp đo - Phương pháp - Sơ đồ 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 3 Chọn thiết bị, dụng cụ - Đúng chủng loại - Phù hợp yêu cầu 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 4 Đặt dụng cụ - Hướng đặt - Phương đặt 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 5 Hiệu chỉnh dụng cụ - Hiệu chỉnh kim - Hiệu chỉnh que đo 10 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 6 Chọn thang đo 5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 7 Chọn ngõ vào - Ngõ vào - Cực tính 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 0,5 8 Chọn thang đọc - Vị trí thang đọc - Cách đọc 5 2,5 2,5 Mỗi lỗi trừ 1 điểm 1 9 Đọc kết quả 40 Mỗi lỗi trừ 1 6 181 - Đọc số chỉ - Tính kết quả - Xác định đơn vị - Xác định cực tính, sơ đồ chân - Xác định tình trạng hoạt động của linh kiện 5 5 5 15 10 điểm Sai số quá 3% trừ 1 điểm 10 Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp 15 Mỗi lỗi trừ 5 điểm 3 Tổng cộng 100 15 Chú ý: Mỗi tiêu chí bị quá thời gian sẽ bị trừ một nửa số điểm, thời gian thực hiện bài kiểm tra lớn hơn tổng thời gian quy định sẽ không được tính điểm Giáo viên ký tên Bài tập: 1. Đo kiểm tra các loại Led đơn, Led đôi. 2. Đo kiểm tra các loại Led 7 thanh. 3. Đo kiểm tra các loại Led ma trận. 4. Đo kiểm tra quang trở. 5. Đo kiểm tra diode quang, transistor quang. 6. Đo kiểm tra transistor optocoupler, TRIAC optocoupler. 7. Tra cứu thông số kỹ thuật của opto: PC817, 4N36, 6N136, MOC3020, MOC3021. 8. Tra cứu thông số kỹ thuật của các IC: 4013, 4017, 4020, 4027, 4029, 4040, 4060, 4520, 555, 556, HA741, LM324, LM311, LM339, LM358, LM393, LA7805, LA7905, TCA785, TA7812, TA7912, LM317, LM337, PT2262, PT2272, AT24C04, AT2764, AT28C64, ULN2803, 93C66, AT89C2051, AT89C51, AT89C52, AT89S51, AT89S52, AT89V51RD2(RE2), PIC16F84, PIC16F877A, ATEMEGA16, XC9572, XC3S250E, EP2C20Q240C8N 182 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Hữu Công, Kỹ thuật đo lường, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2004 2. Vũ Quý Điềm, Cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, năm 2005. 3. Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý- Nhà xuất bản Giáo dục. 4. Nguyễn Văn Hoà - Giáo trình Đo lường các đại lượng điện và không điện - Nhà xuất bản Giáo dục, năm 2007. 5. Nguyễn Ngọc Tân, Kỹ thuật đo, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, năm 2004. 6. David A.Bell-Prentice Hall, Electronic Instrumentation and Measurements, Internatinal Edition. 7. HIOKI.E.E Corporation, Instruction manual 3286-20 Clamp on power hitester, năm 2010. 8. R P Blackwell, GM4PMK, The SMD Codebook, năm 2006. 9. SJ Electronics Limited Grundig, Operating Instructions RLC 200, năm 2010 183 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................. 1 BÀI 1. SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ, DỤNG CỤ ĐO ...................................................... 2 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ............................................................................................. 2 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ................................................................................... 2 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................... 30 IV. THỰC HÀNH ..................................................................................................... 31 V. KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ ..................................................................................... 40 BÀI 2. ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN .......................................................................... 42 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ........................................................................................... 42 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ................................................................................. 42 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................... 46 IV. THỰC HÀNH ...................................................................................................... 47 V. KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ ..................................................................................... 84 BÀI 3. ĐO KIỂM TRA LINH KIỆN R, L, C ............................................................... 90 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ........................................................................................... 90 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ................................................................................. 90 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................... 99 IV. THỰC HÀNH ..................................................................................................... 99 V. KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ ................................................................................... 112 BÀI 4. ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA CÁC LINH KIỆN TÍCH CỰC ............................ 119 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ......................................................................................... 119 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ............................................................................... 119 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................. 126 IV. THỰC HÀNH ................................................................................................... 126 V. KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ ................................................................................... 149 BÀI 5. ĐO, KIỂM TRA CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN CẢM BIẾN VÀ IC ..... 157 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC ......................................................................................... 157 II. LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ............................................................................... 157 III. DỰ TRÙ THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH ................................................. 164 IV. THỰC HÀNH ................................................................................................... 164 V. KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ ................................................................................... 174 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 182 MỤC LỤC ............................................................................................................... 183