dc motor

1. Đồ án 1 được hoàn thành đúng nhiệm vụ đã giao
theo quy định của khoa. Việc đạt kết quả như
trên không chỉ là sự nổ lực của chúng em mà
còn là sự giúp đỡ chỉ bảo của thầy cô hướng
dẫn và sự đóng góp của các bạn sinh viên.
Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo và góp ý
tận tình của thầy hướng dẫn chúng em là thầy
NGUYỄN THANH ĐĂNG trong quá trình làm đồ
án 1 này.

2. MỤC LỤC
 Phần 1: Giới thiệu các linh kiện trong mạch.
 Phần 2: Sơ đồ khối và chức năng từng khối.
 Phần 3: Sơ đồ mạch (nguyên lí + mạch in) và nguyên lí hoạt
động mạch.
 Phần 4: Kết luận.

3. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC LINH
KIỆN TRONG MẠCH
Tụ điện:
Tụ điện là một linh kiện thụ động.
Cấu tạo của tụ điện là hai bản cực bằng kim
loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai
bản tụ là dung dịch hay chất điện môi cách
điện có điện dung C.

4. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Khi tụ nạp điện:
Tụ nạp điện tăng dần đến điện áp UDC theo
hàm số mũ.
Uc (t) = UDC(1-e-t/τ).
 Khi tụ xả điện:
sẽ giảm dần từ trị số VDC đến 0V
theo hàm số mũ.
Uc (t)= UDC.e-t/τ

5. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Điện trở:
Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản
trở cả dòng và áp.
Công thức tính:
R =ρℓ/S hoặc R=U/I
Điện trở có đơn vị tính là Ohm, viết tắt là Ω.

6. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Diode:
Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n
được ghép với nhau.
Diode thông dụng nhất là 1N4007

7. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Chức năng dùng để đổi điện xoay chiều
thường là điện thế 50Hz đến 60Hz sang điện
thế 1 chiều
Đặc tính kỹ thuật cơ bản của Diode chỉnh lưu
là dòng thuận tối đa và dòng ngược tối đa
(điện áp đánh thủng).

8. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Led đơn:
Led đơn là một dạng của Diode
khi có dòng điện đi qua thì có hiện tượng bức
xạ quang
Tùy theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có
màu khác nhau

9. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Led có điện áp phân cực thuận cao hơn diode
nắn điện nhưng điện áp phân cực ngược
cực đại thường không cao.
Led thường được dùng trong các mạch trạng
thái báo hiệu, chỉ thị trạng thái của mạch như
báo nguồn, trạng thái thuận hay ngược…

10. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Transistor:
Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–
n, trong đó miền giữa là bán dẫn loại p.
Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ là miền
phát (emitter).
Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi là
miền thu (collecter).
Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p, gọi
là miền gốc (base).

11. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng
với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C)
của transistor.

12. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Đặc tính kỹ thuật của transistor :
Điện áp giới hạn:
BVCEO : điện áp đánh thủng giữa C và E khi
CE
cực B hở.
BVCBO : điện áp đánh thủng giữa C và B khi
cực E hở.
BVEBO : điện áp đánh thủng giữa E và B khi
cực C hở.

13. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Dòng điện giới hạn :
Icmax là dòng điện tối đa ở cực C và Ibmax
là dòng điện tối đa ở cực b.
Dòng tối đa đưa vào cực B là : 10mA.
Dòng tối đa đưa vào cực C là : 100mA.
Chức năng của transistor chủ yếu là
khuyếch đại tín hiệu và đóng ngắt các
mạch điện.

14. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Công suất giới hạn :
Khi có dòng điện qua transisor sẽ sinh ra 1
công suất nhiệt làm nóng transistor, công
suất sinh ra được tính theo công thức :
PT=IC.VCE
Ký hiệu: transistor loại NPN

15. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Giới thiệu IC 4017:
Đây là một IC chia tần với hệ số chia tần từ 2
tới 10.
Hình dáng của IC 4017:

16. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
IC 4017 có tổng cộng số chân là 16.Chức năng của
từng chân như sau:
Chân số 16 là chân nguồn Vcc hoạt động với mức
điện áp cho phép là trong khoảng từ 3-15 V.
Chân số 8 là chân nối mass.
Chân 15 là chân Master Reset hoạt động tích cực mức
thấp có nhiệm vụ làm các ngõ ra sẽ đếm trở lại về vị trí
hoạt động ban đầu.
Chân 14 là chân xung clock hoạt động tích cực mức
cao. Chân này có chức năng đưa xung clock từ bên
ngoài vào để cấp cho IC hoạt động.

17. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Chân 13 cũng là chân xung clock nhưng hoạt động ở
mức thấp. Hai chân này có mối lien hệ tương quan như
sau: khi ở trạng thái bình thường: chân 14 ở mức cao,
chân 13 ở mức thấp thì IC sẽ hoạt động bình thường,
các ngõ ra sẽ tuần tự xuất giá trị. Trong quá trình các
ngõ ra đang hoạt động, ta kích mức cao cho chân 13
thì giá trị nào đang ở mức cao sẽ giữ nguyên trạng
thái, các ngõ ra còn lại sẽ ở trạng thái mức thấp hết.

18. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Các chân 3, 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11 lần lượt sẽ là thứ
tự của các giá trị xuất ra.
Chân 12 hoạt động mức thấp trong 5 giá trị xuất ra đầu
tiên. Nó sẽ hoạt động mức cao trong 5 giá trị xuất ra
sau đó.
Cấu tạo bên trong IC 4017:

19. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Biểu diễn dạng tín hiệu ngõ ra theo tín hiệu vào xung Clock:

20. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 IC 7408:
IC 7408 là 1 trong các IC số thông dụng trong
các mạch số.Hình dáng các chân của IC:

21. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Trong IC này có tổng cộng 4 bộ cổng AND. Thứ tự các chân như sau:
Chân 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13 lần lượt là các ngõ vào của 4 bộ
cổng AND theo từng cặp.
Chân 3, 6, 8, 11 thì lần lượt là tất cả ngõ ra của 4 bộ cổng AND
đó.
Chân 14 nối nguồn VCC với mức điện áp hoạt động giới hạn cho
phép là từ 4,5 V đến 5,5 V. Thường thì điện áp trung bình
khoảng 5V thì hoạt động tốt nhất. Chân 7 nối mass.

22. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
Bảng sự thật của IC 7408:
Ở đây khi 2 tín hiệu cùng vào ở mức cao thì ngõ ra sẽ
tích cực ở mức cao. Còn 1 trong các tín hiệu vào là
mức thấp thì ngõ ra sẽ tích cực mức thấp bất chấp ngõ
còn lại là mức cao hay thấp.

23. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
IC 7805:
IC 7805 là IC ổn áp dương. Đối với IC này
người ta dung tụ thoát 0,33F khi không cần
thiết cho ổn định, có thể dùng tụ 0,1F ở ngõ ra
để cải thiện đáp ứng quá dộ của ổn áp. Các tụ
này phải đặt trên hay càng gần các IC ổn áp
càng tốt.

24. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Relay:
Đặc điểm:
- Dòng chịu được 10 A.
- Áp chịu được 250 VAC.
- Độ nhạy cao.
- Điện áp đánh thủng cao.
- Hình dạng nhỏ gọn.
- Được dùng làm công tắc đóng mở.

25. PHẦN 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC
LINH KIỆN TRONG MẠCH
 Encoder:
Là 1 thiết bị dùng để đếm số vòng quay của động cơ
tạo xung ra làm tín hiệu xung cấp vào IC 4017.
Cấu tạo của Encoder gồm 1 bộ thu phát hồng ngoại
và 1 đĩa được xẻ thành các rãnh nhỏ (tùy thuộc vào từng
Encoder sẽ có số rãnh chia khác nhau; chẳng hạn như 16
rãnh, 50 rãnh hay 100 rãnh). đủ để bộ thu phát hồng ngoại
nhận được.
Sau mỗi lần động cơ quay qua 1 rãnh nhỏ đó thì bộ
thu nhận tín hiệu từ bộ phát, tạo ra 1 xung. Cứ đủ số rãnh
đó thì động cơ sẽ quay đúng 1 vòng.
Ở mạch này, nhóm em chỉ dùng 1 rãnh nhỏ để tăng
số vòng quay cũng như để dễ sử dụng hơn.

26. PHẦN 2
SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG
TỪNG KHỐI TRONG MẠCH
 Sơ đồ khối:
KHỐI NGUỒN
KHỐI NGUỒN
KHỐI XỬ LÝ CÁC GIÁ TRỊ CẤN
KHỐI XỬ LÝ CÁC GIÁ TRỊ CẤN KHỐI ĐIẾU CHỈNH TỐC ĐỘ
KHỐI ĐIẾU CHỈNH TỐC ĐỘ
NẠP CHO ĐỘNG CƠ
NẠP CHO ĐỘNG CƠ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ
QUAY CỦA ĐỘNG CƠ
CHỐT TÍN HIỆU ĐƯA ENCODER ĐẾM VÒNG
VÀO QUAY ĐỘNG CƠ

27. PHẦN 2
SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG
TỪNG KHỐI TRONG MẠCH
Chức năng từng khối:
1.Khối nguồn:
Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn hoạt động cho
các khối trong mạch. Cụ thể trong mạch này, ta sử dụng 2 nguồn
riêng biệt.
Thứ nhất là nguồn 5VDC dùng để nuôi các IC hoạt động
tạo ra các tín hiệu xuất ra chuẩn tránh trường hợp nhiễu khi điện
thế không đúng với mức hoạt động của IC.
Thứ hai là nguồn dùng để nuôi động cơ hoạt động. Ở đây
ta dùng động cơ DC 12V nên sử dụng nguồn 12V riêng cho động
cơ này.

28. PHẦN 2
SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG
TỪNG KHỐI TRONG MẠCH
Chức năng từng khối:
2.Khối xử lý các giá trị cần nạp cho động cơ:
Là một khối gồm nhiều bộ đếm tín hiệu 4017 (ở trong mạch là 4
bộ) có nhiệm vụ đếm tín hiệu được phát ra từ Encoder khi
Encoder đếm vòng quay của động cơ để đưa vào khối chốt tín
hiệu.
3.Khối điều khiển tốc độ quay của động cơ:
Điện áp cấp từ nguồn sẽ qua C1815 được phân cực sao cho nó
đủ để kích Transistor D718 hoạt động. Sau khi kích cho D718 hoạt
động ở chế độ tuyến tính thì động cơ sẽ thay đổi được tốc độ do
sự thay đổi dòng điện từ D718 thông qua biến trở 100k

29. PHẦN 2
SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG
TỪNG KHỐI TRONG MẠCH
Chức năng từng khối:
4.Encoder:
Đếm số vòng quay của động cơ rồi xuất tín hiệu đã đếm
được đưa vào bộ đếm 4017.
5.Khối chốt tín hiệu:
Gồm 4 bộ cổng AND. Mỗi 1 bộ cổng AND sẽ chốt tín hiệu ở
1 bộ đếm tín hiệu 4017.

30. PHẦN 3
1.Sơ đồ nguyên lí:
SƠ ĐỒ MẠCH
5 V 9 V
5 V J 2
1 5V
C 3
2 C 1 C 2 U 6 5 V
GND 1 0 4 2 2 0 0 0 u 7 8 0 5
x u n g e n c o d e r D 5 7
1 2 V n g u o n 1 2 V D 1C 2 1 3
G N D
1 5 V IN O U T
2 U 1 1 0 4 S W 2 1 N 4 0 0 7
1 6
3
3 1 0 4 1 0 0 0 u F D 5 6
V C C
2
Q 0 2 S W 1 C 4 5 6 C 7 8 9
C O N 3 1 4 Q 1 4 1 1 0 0 0 u F L E D
C L K Q 2 7 2 C 1 2 3
Q 3 1 0 3
1 3 Q 4 1 R 1 1
E N A Q 5 5 4 K 7
1 5 Q 6 6 S W _ T_ S P D T R 2 8
R S T Q 7 9 5 V 3 3 0
Q 8 1 1
1 2 Q 9 C 4
G N D
C O
R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 8 R 9 R 1 0 S W D IP -1 0 /S M
1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k
4 0 1 7 1 0 4
8
U 2 A
1 4
D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 1 0 1
3 9 V
L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D 2
R 4 1 9 V
4 K 7 M G 1
5 V 7 4 0 8
7
1 2
A
C 5
+
-
1 3
S W 1 0
U 3 S W 4 5 V D 1 4
1 6
1 0 4 1 2 S W _ T_ S P D T
3 2
V C C
Q 0 2 S W 3
1 4 Q 1 4 1 1 N 4 0 0 7
C L K Q 2 7 2 R 4 2
Q 3 1 0 3 1 K
1 3 Q 4 1 U 2 B
1 4
E N A Q 5 5 R 1 2 L S 1
1 5 Q 6 6 S W _ T_ S P D T 4 K 7 4 R 2 6
R S T Q 7 9 6 Q 5 4
Q 8 1 1 5 C 1 8 1 5 3
1 2 Q 9 1 K 5
G N D
C O 8
R 1 4 R 1 5 R 1 6 R 1 7 R 1 8 R 1 9 R 2 0 R 2 1 R 2 2 R 2 3 S W D IP -1 0 /S M 7 4 0 8 6
7
1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k R 2 7 7
4 0 1 7 1 k 1
8
2
2
D 2 7
1 N 4 0 0 7
D 1 5 D 1 6 D 1 7 D 1 8 D 1 9 D 2 0 D 2 1 D 2 2 D 2 3 D 2 4 R E L A Y D P D T
L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D D 2 8
1
9 V
5 V C 8 L E D
9 V
5 V R 4 4 Q 6
U 4 1 0 4 S W 6 1 0 K D 7 1 8
1 6
3
V C C
Q 0 2 S W 5 Q 7
1 4 Q 1 4 1 D 7 1 8
C L K Q 2 7 2
Q 3 1 0 3 R 4 3 R 4 5
1 3 Q 4 1 R 1 3 1 0 K 1 0 K
E N A Q 5 5 4 K 7
1 5 Q 6 6 S W _ T_ S P D T
R S T Q 7 9
Q 8 1 1
1 2 Q 9
G N D
C O
R 3 1 R 3 2 R 3 3 R 3 4 R 3 5 R 3 6 R 3 7 R 3 8 R 3 9 R 4 0 S W D IP -1 0 /S M U 2 C R 4 7
1 4
1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 0 K
4 0 1 7 9
8
8
1 0
D 2 9 D 3 0 D 3 1 D 3 2 D 3 3 D 3 4 D 3 5 D 3 6 D 3 7 D 3 8 R 2 5
4 K 7
5 V L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D 7 4 0 8
7
C 1 0
U 5 1 0 4 S W 8 5 V
1 6
5 V 3
V C C
Q 0 2 S W 7
1 4 Q 1 4 1
C L K Q 2 7 2
R 4 6 Q 3 1 0 3
1 0 1 3 Q 4 1 R 2 4
E N A Q 5 5 4 K 7
1 5 Q 6 6 S W _ T_ S P D T
R S T Q 7 9
Q 8 1 1
1 2 Q 9
G N D
C O
S 1 S W D IP -1 0 /S M
R 4 9 R 5 0 R 5 1 R 5 2 R 5 3 R 5 4 R 5 5 R 5 6 R 5 7 R 5 8
R E S E T 4 0 1 7 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k 1 k
8
C 1 1
1 0 U D 4 2 D 4 3 D 4 4 D 4 5 D 4 6 D 4 7 D 4 8 D 4 9 D 5 0 D 5 1
L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D L E D
R 6 1
8 K 2
S W 9
1
2
3
S W _ T_ S P D T

31. PHẦN 3
SƠ ĐỒ MẠCH
2.Sơ đồ mạch in:

32. PHẦN 3
SƠ ĐỒ MẠCH
3.Nguyên lí hoạt động:
Ý nghiã của mạch này là kiểm soát động cơ DC
quay theo ý của người sử dụng. Tức là, ta có thể cho động
cơ quay bao nhiêu vòng tùy ý. Sau khi quay đúng số vòng
mà ta ấn định cho động cơ ban đầu thì nó sẽ ngừng quay
tức khắc.
Đầu tiên, ta chọn vòng quay cho động cơ bằng các
công tắc Switch 10. Các Switch tượng trưng cho các hàng
đơn vị, chục, trăm và nghìn. Đơn vị ở đây tính bằng xung vì
Encoder như ta giải thích ban đầu tức là sau khi động cơ
quay đúng 1 vòng thì sẽ có 1 xung từ Encoder được cấp
vào IC 4017 đầu tiên.

33. PHẦN 3
SƠ ĐỒ MẠCH
3.Nguyên lí hoạt động:
Ví dụ như ta chọn số vòng quay mà động cơ cần
quay là 20 vòng. Lúc này ta gạt Switch 1 ở múc 1, Switch 2
ở mứa 3. Sau đó, ta nhấn nút khởi động động cơ thì động
cơ sẽ quay, Encoder bắt đầu đếm xung, đủ số vòng thì tín
hiệu được chọn ban đầu sẽ được chốt bằng cổng AND.
Tín hiệu được chốt này sẽ kích cho Rơle đóng lại
làm động cơ ngưng ngưng hoạt động. Ngoài ra, để dễ dàng
kiểm tra,ta có thể điều chỉnh được tốc độ quay của động cơ
qua bộ khuyếch đại điện áp.

34. PHẦN 4
KẾT LUẬN
Đồ án 1 là một bài tập lớn, một thử thách lớn đối với
sinh viên, tuy nhiên với bài tập lớn này thì nó giúp cho
sinh viên vận dụng một cách cụ thể kiến thức mà mình
đã học trong suốt quá trình học tập. Đây là cũng là 1
cách học theo phương pháp tư nghiên cứu, tìm tòi, và
phong cách làm việc theo nhóm để quen dần với cách
làm đồ án tốt nghiệp sau này.

35. PHẦN 5
TÀI LIỆU THAM KHẢO
 www.alldatasheet.com
 www.dientuvietnam.net
 www.diendandientu.com.vn
 Linhkiện điện tử, Nguyễn Tấn Phước, NXB
Tổng hợp TP.HCM.