Tài liệu hướng dẫn về cách sử dụng và đo led trong mạch điện, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tính toán dòng, áp và công suất tiêu thụ. Nó bao gồm các thực hành thực tiễn với pspice, việc kiểm tra led với ohm kế, và các lý thuyết cơ bản về transistor như npn và pnp cùng với cách kiểm tra chúng. Cuối cùng, tài liệu cũng đề cập đến nguyên lý hoạt động của tụ điện và mạch RC.

1. Một chút tính toán để biết cách dùng
Led.
Đặc tính của môn điện tử là "tính tính toán toán". Khi đã nghĩ ra một
mạch điện rồi thì phải biết:
* Biết tính toán dòng, áp, công suất tiêu thụ, tính an toàn, độ bền...
* Biết tìm linh kiện, làm bo mạch in.
* và phải biết ráp mạch
* và nếu giỏi nữa thì phải biết dùng kiến thức của mình tạo ra kinh tế
cho bản thân.
Ở đây tôi trình bày các mạch điện kinh điển dùng Led và một số tính
toán có liên quan (để việc tính toán nhanh và dễ làm tôi dùng phần
mềm PSpice của OrCAD).
Do có ý là chỉ dùng các linh kiện dễ tìm, tôi chọn kiểu mạch điều khiển
kích sáng chủ yếu dùng transistor và chỉ dùng thêm một vài loại ic logic
thông dụng.
Trước hết là vấn đề kiểm tra các Led mà Bạn có:
Khi dùng Ohm kế để kiểm tra Led Bạn nhớ các điểm sau:

2. (1) Lấy thang đo Rx1 để có dòng chảy ra trên dây đo lớn, lúc này dòng
ngắn mạch (chập 2 dây đo lại) , dòng chảy trên dây đo sẽ lớn nhật và
thường ở thang Rx1 là 150mA (con số này có ghi trên máy đo).
(2) Do dây đo màu đỏ nối vào cực âm của pin (pin 3V trong máy đo),
nên dòng điện tử chảy ra từ dây đen và do dây màu đỏ nối vào cực
dương của pin nên dòng điện tử sẽ bị hút vào ở dây đỏ.
(3) Khi đo Led (hay nói chung là khi Bạn đo các linh kiện có tính phi
tuyến như diode, transistor, IC) Bạn nên xem kết quả trên vạch chia LV,
vạch LV cho Bạn biết mức volt hiện có trên vật đo và khi đọc kết quả
trên vạch chia LI, vạch LI cho Bạn biết cường độ dòng điện đang chảy
qua vật đo.
Vậy với Led, khi dây đen đặt trên chân Cathode và dây đỏ trên chân
Anode, Led sẽ sáng. Đọc kết quả trên vạch chia LV Bạn biết điện áp có
trên 2 chân của Led và đọc trên vạch chia LI, Bạn biết cường độ dòng
điện đang chảy qua Led.
Đảo chiều 2 dây đo Led sẽ không sáng, vì nó bị phân cực ngược, khi
mối nối bán dẫn PN bị phân cực ngược nó sẽ không cho dòng chảy qua.
Tóm tắt cách đo Led bằng hình động sau:

3. Bạn thấy gì: Khi dây đen đặt trên chân cathode của led và dây đỏ trên
anode thì Led sáng (vì Led được cho phân cực thuận) và khi đảo dây lại
thì Led tắt (vì Led bị phân cực nghịch).
Lúc đo theo phân cực thuận, Bạn hãy nhìn kim dừng trên vạch chia LV
sẽ biết mức ghim áp của Led. Các Led chiếu sáng thông thường thường
có mức ghim áp khoảng 2V, với loại Led siêu sáng có mức ghim áp
khoảng 3V.
Ghi nhận: Với các VOM kế có lỗ cắm dùng đo hệ số khuếch đại dòng
của các transistor, Bạn có thể cắm Led vào các lỗi này để kiểm tra Led,
làm như vậy sẽ nhanh hơn.

4. Tiếp theo chúng ta sẽ dùng trình PSpice của
OrCAD để khảo sát các mạch điện kinh điển dùng Led.
Thực hành 1: Dùng luật Ohm để tính trị của điện trở hạn dòng R
(Xem sơ đồ mạch thực hành 1).
Trong mạch này dùng 3 chủng loại linh kiện, đó là: Led chiếu sáng, điện
trở và nguồn điện năng của pin.

5. Trong mạch Bạn luôn phải nhớ dùng điện trở hạn dòng hay còn gọi là
điện trở định dòng làm việc cho Led. Các Led chiếu sáng thường có
mức ghim áp là 2V (loại Led siêu sáng có mức ghim áp là 3V) và dòng
làm việc lấy 10mA là đủ sáng. Vậy chúng ta có thể dùng luật Ohm để
tính được trị của điện trở R.
Dùng trình PSpice để tính nhanh, từ các trị in ra trong hình, chúng ta
thấy với Led có tính ghim áp là 1.18V và trong mạch dùng điện trở hạn
dòng R1 là 1K thì dòng chảy qua led sẽ là 10.82mA, lúc này công suất
tiệu thụ trên Led là 12.76mW, rất nhỏ so với công suất làm nóng điện

6. trở R1 là 117.1mW. Vậy nếu muốn giảm dòng chảy qua Led Bạn cho
tăng trị của điện trở R1.
Điều tối kỵ: Không bao giờ, không bao giờ cho Led nối thẳng vào
nguồn pin, không có điện trở hạn dòng, dòng qua Led quá lớn, Led sẽ
bị cháy và hư tức khắc (nếu không tin, Bạn có thể làm thử để lấy kinh
nghiệm).
Thực hành 2: Khảo sát các Led mắc nối tiếp.

7. Chúng ta tạo ra 4 nhánh với số Led tăng dần, và dùng PSpice để tìm
kết quả về dòng và áp trên mạch, chúng ta nhận thấy:
* Điện áp của các Led được cho cộng vào nhau.
* Do điện trở hạn dòng không thay đổi trị số, nên dòng ở các nhành có
nhiều Led sẽ giảm.
* Dòng cung cấp của nguồn pin bằng tổng các dòng qua các nhánh
cộng lại.
Vậy khi mắc nhiều Led nối tiếp chúng ta phải nhớ điều chỉnh lại trị của
điện trở hạn dòng để dòng qua Led đủ lớn để cho Led sáng mạnh
(dòng làm việc của các Led chiếu sáng thường lấy trong khoảng từ 5mA
đến 10mA là đủ).
Thực hành 3: Khảo sát các Led vừa mắc nối tiếp vừa mắc song song.
Bạn mô tả mạch điện muốn ráp trong trình PSpice, và kết quả phân tích
của PSpice cho chúng ta số liệu như hình sau:

8. Qua các số liệu chúng ta thấy: Dòng qua nhánh 2 Led là 4.87mA, và
dòng tồng cộng là 9.74mA. Nhánh 3 Led không có dòng.
* Các nhánh có Led cùng loại, có số Led bằng nhau mắc song song thì
có dòng làm sáng Led.
* Nhánh có số Led nhiều hơn, như nhánh 3 Led, nó cần mức áp cao
hơn mức ghim áp của nó, do đó nhánh này thiếu áp và sẽ không được
cấp dòng, nên các Led không sáng.
Tóm lại, Bạn cần nhớ chỉ dùng cùng loại Led cho mắc nối tiếp và rồi
mắc song song, số Led trên các nhánh phải bằng nhau, lúc đó các
nhánh này mới có dòng và Led sẽ sáng .

9. Thực hành 4: Hãy làm quen với tụ điện và mạch RC.
Trong mạch điện tụ điện là kho chứa điện, do vậy khi có một tụ điện
Bạn phải biết:
* Điện dung của tụ, đơn vị tính là Faraday, thường dùng ở cấp uF
(micro Farad), hay nF (nano Farad) hay pF (pico Farad).
* Sức chịu áp của tụ, trên tụ thường ghi mức áp làm việc (WV, Working
Volt), đừng cho tụ nạp ở mức áp quá cao, tụ sẽ bị nổ.
Hình vẽ cho thấy hình dạng các loại tụ điện: Thường có 3 nhóm:

10. (1) Nhóm tụ hóa, loại tụ có dung lượng lớn (chứa được nhiều điện tích),
loại tụ này có cực tính, khi mắc vào mạch dấu dường ghi trên tụ phải
cho bên có mức áp cao.
(2) Nhóm tụ thường, loại tụ này có điện dung nhỏ, nhưng sức chịu áp
cao. Loại tụ thường không có cực tính.
(3) Nhóm tụ xoay, loại tụ này có điện dung thay đổi được, nó thường
dùng trong các mạch cộng hưởng dùng làm bẩy sóng.
Để hiểu nguyên lý làm việc của tụ trong mạch, tôi trình bày bằng hình
động, trong hình cho thấy 2 quá trình: Quá trình nạp điện và quá trình
xả điện.
* Khi S1 đóng và S2 hở, lúc này tụ C1 ở quá trình cho nạp điện, dòng
điện tích từ nguồn pin cho bơm vào tụ, dòng chảy qua điện trở R1 và
mức volt trên tụ tăng dần lên cho đến lúc đầy, tụ đầy được hiểu là mức
áp trên tụ đã lên rất gần bằng 12V của nguồn.
* Khi S2 đóng và S1 hở, lúc này tụ C1 ở quá trình xả điện, dòng điện sẽ
chảy qua điện trở R2 và mức áp trên tụ sẽ giảm dần xuống. Khi mức áp
trong tụ bằng 0V, chúng ta nói tụ đã xả hết điện.
Vậy xuất hiện câu hỏi: Khi nào và bao lâu thì tụ C1 mới nạp đầy? Và
phải bao lâu thì tụ C1 mới xả hết điện?

11. Nhìn vào mạch Bạn cũng thấy, nếu dùng tụ C1 có dung lượng lớn và
điện trở R1 làm ống dẫn có sức cản dòng quá lớn thì thời gian để tụ
nạp đầy mức áp của nguồn sẽ rất lâu. Cũng vậy, tụ lớn, điện trở R2 có
trị lớn thời gian để tụ xả hết điện cũng sẽ rất lâu. Người ta đưa ra một
định nghĩa về thời hằng:
Thời hằng của mạch nạp xả của tụ C qua R là thời gian t = RxC. Với
thời gian này tụ sẽ nạp được 63% mức điện của nguồn nuôi hay đã xả
được 63% lượng điện mà tụ có. Và mội người đều cho là sau 5t (tức
5xRxC) thì xem như tụ đã nạp đầy hay tụ đã xả hết điện.
Thực hành 5: Bây giờ nói đến linh kiện có tính tích cực đây, đó là
transistor.
Transistor là một linh kiện rất quan trọng, nó tạo ra cuộc cách mạng
lông trời lỡ đất của ngành điện tử. Transistor được xếp vào loại linh
kiện tích cực vì nó có tính khuếch đại. Ở đây chúng ta chỉ dùng
transistor như những khóa điện bán dẫn đóng mở mạch theo mức áp
cao hay thấp. Có 2 loại transistor, loại NPN và loại PNP.

12. Mô hình bán dẫn cho thấy người ta sắp xếp các chân bán dẫn loại N,
loại P để tạo ra các mối nối EB cà CB và tạo ra các transistor nhị cực
NPN hay PNP.
Trong hình N là chất bán dẫn Silicon pha Phospho (Phospho với 5 điện
tử hóa trị tạo nối), nên khi gắn vào tinh thể Silicon sẽ để dư ra một
điện tử tự do, và chính điện tử dư ra này là phần tử dẫn điện trong
chất bán dẫn loại N, khi cho N pha đậm, người ta sẽ ghi là n+ và pha
nhạt hơn thì ghi là n-. Tương tự chất P là chất bán dẫn Silicon cho pha
Indium ( Indium có 3 điện tử nối hóa trị nên khi gắn vào tinh thể
Silicon sẽ có một nối trống vì thiếu điện tử), chính các lỗ trống này tạo
ra điều kiện dẫn điện trong chất bán dẫn loại P.
Bạn thấy chân E có kích thước thu nhỏ, vì sao?. Vì nó là chân dùng cho
phun ra các hạt tải điện, chân C có kích thước rộng là vì nó là chân
được dùng để thu gốp các hạt điện phun ra từ chân E.

13. Trên đây là hình vẽ cấu trúc bán dẫn của một transistor NPN. Trong
chất bán dẫn loại N phần tử làm công việc dẫn điện là các hạt điện tử
(dư ra do phospho cho) và trong chất bán dẫn loại P phần tử dẫn điện
là các lỗ trống trên các nối (do Indium tạo ra), các lỗ được cho đồng
nghĩa là các hạt tải điện dương (nên ghi bằng dấu +). Vậy nếu chân E
phun ra dòng, dòng này sẽ chảy vượt qua vùng B và sẽ được thu gốp
lại trên chân C.

14. Nhìn các hình chụp trên Bạn thấy transistor có 3 chân:
* Chân E được pha đậm để có tính dẫn điện tốt, nó là chân phun ra các
hạt tải điện. Với chất bán dẫn loại N thì phun ra các hạt điện tử dư (do
chất pha phospho cung cấp) với chất bán dẫn loại P thì phun ra các lỗ
(các nối trống do Indium tạo ra). E là Emitter, nghĩa là chân phát, chân
phun ra các hạt tải điện.
* Chân C được pha vừa, nó có tính dẫn điện khá, nó là chân thu gôm
các hạt tải điện phun ra từ chân E, nghĩa la các hạt tải điện phun ra từ
chân E đều được "hút vào" chân C và chảy ra trên chân C. C là
Collector, nghĩa là chân gốp, thu gốp các hạt điện phun ra từ chân E.
* Chân B được làm rất mỏng, nó là chân nền kẹp giữa chân E và chân
C, người ta thêm chân B ở giữa để "control" dòng điện chảy từ E vào C.

15. Nó điều khiển dòng điện đi từ E vào C. Người ta làm chân B thật mỏng
để tránh sự thất thoát của điện tử lúc vượt qua chân này. B là Base,
nghĩa là chân nền, kẹp giữa E và C, dùng kiểm soát cường độ dòng điện
chảy từ E vào C.
Nhìn vào cấu trúc bán dẫn của transistor, chúng ta thấy chỉ có thể có 2
loại sắp xếp, đó là NPN hay PNP. Như vậy dù với kiểu sắp xếp nào trong
transistor cũng có 2 mối nối PN, mối nối EB và mối nối CB, do đó người
ta gọi loại transistor này là transistor nhị cực hay transistor BJT (BJT,
Bipolar Junction Transistor).
Trên các sơ đồ mạch điện, chúng ta dùng ký hiệu của transistor để vẽ
mạch, với các ký hiệu của các linh kiện bán dẫn, Bạn nhớ chiều chỉ của
mũi tên, mũi tên chỉ vào chân nào chân đó được hiều là chân có chất
bán dẫn loại N.
Transistor là linh kiện thuộc nhóm tích cực (các linh kiện như điện trở,
tụ điện, biến áp...thuộc nhóm linh kiện thụ động), có thể dùng
transistor để khuếch đại tín hiệu, nghĩa là biến một tín hiệu có công
suất yếu ra một tín hiệu có công suất mạnh hơn, transistor còn có thể
dùng làm một khóa điện để đóng mở mạch theo mức áp. Tuy nhiên
muốn dùng transistor để khuếch đại hay làm khóa điện, trước hết Bạn
phải cho phân cực các mối nối trong transistor. Người ta phân ra 4 vùng
tùy theo tính phân cực của 2 mối nối bán dẫn EB và CB.
* Nếu cả 2 mối nối EB và CB đều cho phân cực ngược, người ta nói
transistor ở trong vùng ngưng dẫn (Cut-off), lúc này không có dòng
chảy trên các chân của transistor. Nếu xem nó như một khóa điện, thì
transistor ngưng dẫn giống như một khóa điện làm hở mạch.
* Nếu cả 2 mối nối EB và CB đều cho phân cực thuận, người ta nói
transistor ở trong vùng bão hòa (Saturation), lúc này dòng chảy ra ở
chân C đã đặt đến mức không thể tăng hơn được nữa. Nếu xem nó
như một khóa điện, thì transistor bão hòa xem như một khóa điện đóng
lại, cho dòng chảy qua.
* Nếu chân EB cho phân cực thuận và chân CB cho phân cực nghịch,
người ta nói transistor ở trong vùng khuếch đại (Action), lúc này chỉ với
một tác động điện áp nhỏ trên chân B cũng sẽ kiểm soát được dòng
chảy mạnh yếu ra trên chân C, trạng thái này của transistor được dùng
nhiều nhất.

16. * Nếu chân EB cho phân cực nghịch và chân CB cho phân cực thuận,
người ta nói transistor ở trong vùng khuếch đại ngược (Rev-Action), lúc
này chỉ với một tác động điện áp nhỏ trên chân B cũng sẽ kiểm soát
được dòng chảy mạnh yếu ra trên chân E, Bạn thấy người ta đã cho
đảo ngược, lấy chân C làm chân phun hạt tải điện và lấy chân E làm
chân gốp. Trạng thái khuếch đại này của transistor ít được dùng vì nó
cho độ lợi nhỏ.
Hãy tìm hiểu các đo các transistor NPN và PNP, loại công suất
nhỏ:
Đo transistor nhị cực (BJT transistor):
Transistor nhị cực bên trong có hai mối nối PN, quen gọi là transistor
bipolar (BJT). Nó có 2 loại, transistor NPN và transistor PNP. Bạn có
thể dùng một Ohm kế (kim) để kiểm tra các loại transistor bipolar. Trình
tự thường làm là:
(1) Trước hết hãy tìm ra chân B.

17. Bạn lấy thang đo Rx1, lần lượt tìm đo trên hai chân của transistor, đo
chiều này kim không lên, đảo dây đo, kim cũng không lên, vậy đó là hai
chân E (Emitter) và C (Collector) của transistor. Như vậy có thể nói
chân còn lại sẽ chính là chân B của transistor.
(2) Hãy kiểm tra 2 diode tạo bởi mối nối B-E và mối nối B-C.
Bạn có thể xem transistor tương tự như 2 diode (2 mối nối PN), nên
việc kiểm tra một transistor tốt/xấu trở thành kiểm tra 2 diode (diode B-E
và diode B-C). Với transistor NPN, nếu dây đen (chân hút dòng, vì bên
trong máy đo nó nối vào cực dương của pin) đặt trên chân B, dây đỏ
(nơi dòng điện tử chảy ra) đặt trên chân C, lúc này kim phải lên do
diode được cho phân cực thuận và dây đỏ dời qua chân E kim cũng
phải lên (vì cũng được phân cực thuận). Ngược lại, đặt dây đỏ trên
chân B, dây đen trên chân C rồi qua chân E, cả 2 lần đo này kim đều
không lên, vì cả 2 diode đều bị phân cực nghịch.
Chú ý: với các transistor loại PNP thì kết quả đo sẽ ngược lại. Nghĩa là
dây đỏ trên chân B, dây đen trên chân E, rồi trên chân C, kim sẽ lên là

18. do 2 diode phân cực thuận và dây đen trên chân B, dây đỏ trên chân C,
rồi trên chân E, kim không lên vì 2 diode bị phân cực nghịch.
Hình vẽ cho thấy, dây đen trên chân B (cho hút dòng điện tử ra trên
chân B), dây đỏ trên chân E (cho bơm dòng điện tử vào chân E), kim
phải lên là vì lúc này diode B-E đang phân cực thuận.
Nếu đặt dây đỏ trên chân B, lấy dây đen đặt lên chân E, diode phân cực
nghịch, kim không lên và dây đen trên chân C, kim cũng phải không lên.
(3) Hãy xác định chân E và chân C.
Chúng ta biết, mối nối bán dẫn B-C chịu volt nghịch cao (thường trên
60V), trong khi đó mối nối B-E chịu volt nghịch thấp (thường khoảng
9V).

19. Do đó, Bạn hãy đặt thang đo Ohm ở vị trí Rx10K, lúc này trên hai dây
đo sẽ có 12V (mức volt DC của nguồn pin trong máy đo), dùng mức áp
này đo nghịch trên mối nối B-C (kim sẽ không lên) và khi đo nghịch trên
mối nối B-E, kim sẽ lên, vì sao? vì mối nối B-E chịu áp nghịch có 9V và
nó đã bị đánh thủng với mức áp 12V của máy đo. Qua dấu hiệu này
Bạn dễ dàng xác định được chân C và chân E.
Đến đây Bạn đã biết được chân B, chân C và chân E của transistor rồi.
(4) Hãy xác định độ lợi dòng điện (gọi là hệ số beta) của transistor.
Bạn lấy thang đo Ohm Rx10, cho chập hai đầu dây đo lại, chỉnh kim về
vạch 0 Ohm.

20. Cắm transistor 2SC1815 vào đúng chân C, B, E của 3 lỗ cắm NPN trên
máy đo. Chờ kim lên, Bạn đọc kết quả trên vạch chia HEF. Kim chỉ vị trí
200, có nghĩa là độ lợi dòng điện (beta) của transistor 2SC1815 là 200
lần. Nnó có nghĩa là dòng điện IC (chảy ra trên chân C) lớn hơn dòng
điện IB (chảy ra trên chân B) là 200 lần. Tham số beta còn gọi là hệ số
HFE của transistor.
Với transistor PNP cũng làm tương tự, cắm transistor vào đúng 3 chân
C, B, E của bộ chân cắm PNP và đọc kết quả trên vạch chia HFE, Bạn
sẽ biết được độ lợi dòng điện (HFE) của transistor.
Hình chụp sau đây cho thấy cách đo hệ số khuếch đại dòng HFE trên
một VOM có chân cắm transistor.

21. Sau đây là hình vẽ cho thấy 4 vùng làm việc của một transistor
NPN.

22. Khi transistor làm việc qua lại nhanh giữa vùng ngưng dẫn và vùng bão
hòa, người ta nói lúc này transistor làm việc như một khóa điện bán
dẫn, ngưng dẫn tương tự như một khóa điện hở và bão hòa tương
đương với một khóa điện đóng kín.
Khi transistor làm việc trong vùng khuếch thuận người ta nói nó biến
một tín hiệu nhỏ yếu ra một tín hiệu lón mạnh.
Khi muốn có mạch khuếch đại ít bị ảnh hưởng của nhiệt, người ta cũng
có dùng đến kiểu khuếch đại nghịch (tuy nhiên kiểu khuếch đại này rất
ít thấy dùng đến).

23. Hình vẽ sau đây cho thấy cách phân cực mối nối EB và CB để transistor
loại PNP làm việc trong 4 vùng: Ngưng dẫn, bão hòa, khuếch đại thuận,
khuếch đại nghịch.
Bạn làm quen với các kiểu mạch khuếch đại dùng transistor
(phần thí dụ, dùng transistor NPN 2SC1815)
Muốn dùng 1 transistor làm tầng khuếch đại, Bạn chia nó ra làm 3 lớp
trong 3 bước:

24. Bước 1: Lớp phân cực DC, dùng các điện trở để cấp áp DC cho các mối
nối EB và CB để transistor làm việc trong vùng khuếch đại.
Bước 2: Lớp Khuếch đại, sau khi đã lấy đúng phân cực, chúng ta sẽ
cho tín hiệu vào và khảo sát tính khuếch đại của mạch, như tính độ lợi,
xem méo...
Bước 3: Lớp ổn định, chúng ta sẽ dùng kỹ thuật hồi tiếp để cải thiện
mạch khuếch đại, giữ cho nó ổn định hơn, khuếch đại tín hiệu ít bị méo
hơn.
Phần thực hành.
Bước 1: Bạn xem hình, các kiểu mạch phân cực DC kinh điển thường
dùng để transistor làm việc trong vùng khuếch đại:

25. Khi phân cực DC, Bạn dùng các điện trở để cấp mức áp DC trên các
chân B, chân E chân C, sao cho mối nối EB phân cực thuận để chân E
phun ra dòng hạt tải và sao cho mối nối CB phân cực nghịch để chân C
hút gần hết dòng phun ra từ chân E. Chúng ta dùng trình PSpice để
tính các mức áp phân cực cho mạch điện trên, với các mức áp như hình
vẽ, các transistor đã lấy đúng phân cực.
Chúng ta hãy xem dòng làm việc chảy qua các transistor (Bạn xem
hình).
Khi dùng các transistor cho làm việc với các tín hiệu nhỏ, dòng làm việc
của các transistor lấy trong khoảng 300uA đến 2mA là được. Dòng Ic
lấy càng nhỏ transistor khuếch đại ít ồn (ít tiếng sôi) nhưng cho độ lợi

26. nhỏ, nếu lấy dòng Ic lớn, độ lợi sẽ lớn, nhưng tiếng ồn cũng lớn theo
(tiếng ồn được hiểu là tiếng sôi phát ra từ dòng chảy). Muốn điều chỉnh
cường độ dòng điện Ic, Bạn thay đổi mức áp phân cực trên chân B hay
thay đổi trị của điện trở định dòng trên chân E.
Qua phần trình bày trên, Bạn thấy với tất cả các sơ đồ mạch điện, trình
PSpice sẽ tính ra mức áp trên các đường mạch và tính ra cường
độ dòng điện chảy vào chảy ra trên các chân của các linh kiện.
Như vậy khi kiểm tra trạng thái phân cực DC của một mạch điện, công
việc của Bạn là dùng VOM kế, đo áp trên các đường mạch và đo dòng
trên các chân của các linh kiện, từ kết quả đo được sẽ biết được mạch
bị hư hỏng ở phần nào, đó là công việc cơ bản của người chuyên viên
điện tử.
Bước 2: Khảo sát mạch khuếch đại với nguồn tín hiệu dạng sin.
Trước hết Bạn hãy gắn vào các tụ liên lạc và dùng một nguồn tín hiệu
dạng sin đặt tín hiệu qua tụ liên lạc C2 vào chân B, dùng tụ liên lạc C1
dẫn tín hiệu ra tải, với điện trở R3 (50K). Và trình PSpice cho chúng
ta kết quả phân tích như hình sau:

27. Kết quả tín hiệu ngả vào và ngả ra đều có dạng Sin, biên độ tín hiệu
ngả ra lớn hơn ngả vào, chúng ta có độ lợi và tín hiệu ngả vào ngả ra
có tính đảo pha.

28. Khi tăng biên độ tín hiệu ngả vào lên 200mV thì tín hiệu ngả ra không
còn dạng sin nữa, chúng ta nói mạch khuếch đại đã làm méo tín hiệu.
Có Bạn hỏi: Đến đây có Bạn dừng tôi lại và hỏi. Tín hiệu là gì? Trong
đời thường cứ nghe nói đến tín hiệu luôn, vậy tín hiệu là gì?
Trả lời: Tín hiệu có 2 mặt. Mặt vật lý và mặt thông tin. Chúng ta nhận
thấy:

29. Tín hiệu thường là các biến đổi vật lý, như trời có nhiều mây thì nghĩ
đến mưa, sờ trán thấy nóng thì nghĩ đến bệnh. Ông Bác sĩ cố tìm các
dấu hiệu vật lý trên người bệnh để nhận ra bệnh. Còn đối với dân điện
tử thì tín hiệu là các biến đổi của mức volt trên các đường mạch, hay sự
biến đổi của dòng điện trên các chân của linh kiện. Sự biến đổi này có 3
thành tố, đó là:
* Biên độ của tín hiệu, cho cho thấy sự biến đổi mạnh yếu, cao thấp và
thường đo theo Vp-p (hay Ip-p).
* Tần số của tín hiệu, cho thấy sự biến đổi nhanh hay chậm, thường đo
theo Hertz.
* Dạng sóng của tín hiệu, cho biết nét biến đổi lên xuống ra sao, theo
hình dạng gì.
Về mặt thông tin, một tin hiệu thường mang trong nó một lượng thông
tin. Thông tin là sự nhận biết của con người. Nhìn sự biến đổi trên
mạch, người thợ có thể biết đó là tín hiệu âm thanh, hay tín hiệu hình
ảnh.... Các tín hiệu mà hiện tại chúng ta không nhận biết thường qui
cho là ồn hay nhiễu.
Tóm lại có thể hiểu tín hiệu một cách đơn giản. Tín hiệu trước hết là sự
biến đổi vật lý và trong nó có mang theo thông tin. Trong ngành điện
người ta đặt tên tín hiệu theo dạng sóng, lúc đó chúng ta có tín hiệu
dạng sin, dạng răng cưa, dạng xung vuông, dạng xung nhọn...Nếu đặt
tên theo tần số, chúng ta có tín hiệu tần thấp, tần cao, tần siêu
cao...Nếu đặt tên theo tính năng, chúng ta có tính hiệu đồng bộ, tín
hiệu quét ngang quét dọc, tín hiệu hình, tín hiệu âm thanh...
Trong ngành điện tử, người ta chế tạo máy hiện sóng (OscilloScope) và
dùng nó để xem các tín hiệu trên một bo mạch. Có thể nói máy hiện
sóng chính là con mắt thứ ba của người thợ điện tử dùng để nhìn thấy
tín hiệu trên một mạch điện và làm nghề điện tử là nghề gia công tín
hiệu.
Bây giờ trở lại nói tiếp về mạch khuếch đại dùng
transistor...
* Nhìn vào dạng sóng làm sao biết là tầng khuếch đại này có tính đảo
pha, rất đơn giản, Bạn thấy khi mức volt trên chân B giảm xuống thì
lúc này mức volt trên chân C lại tăng lên và ngược lại, khi mức volt trên

30. chân B tăng lên thì mức volt trên chân C lại giảm xuống. Dạng sóng sin
ngả vào và ngả ra đã nói lên tầng khuếch đại này có tính làm đảo pha
tín hiệu.
* Nhìn vào dạng sóng làm sao biết tầng khuếch đại này có độ lợi điện
áp là bao nhiêu, rất đơn giản, Bạn lấy biên độ tín hiệu đo theo volt ở
ngả ra và chia cho biên độ tín hiệu ở ngả vào thì sẽ nói được độ lợi của
tầng khuếch đại này.
Bước 3: Vấn đề ổn định tầng khuếch đại và cải thiện các tính năng của
tầng khuếch đại..
Trước hết chúng ta sẽ khảo sát dãy tần làm việc của tầng khuếch đại
này. Ban xem hình. Trong hình chn1g ta cho một nguồn tín hiệu dạng
sin có biên độ không đổi và lần lượt cho thay đổi tần số và đo biên độ ở
ngả ra, tiếp tục làm với nhiều tần số khác nhau, chúng ta vẽ ra được
đường cong biên tần. Nhìn đường cong này, chúng ta có thể nói: Tầng
khuếch đại cho độ lợi 60 lần và có dãy tần làm việc rất rộng.

31. Một mạch khuếch đại làm việc được với dãy tần quá rộng và nếu mạch
khuếch đại lại có độ lợi lớn nữa sẽ dễ phát sinh dao động tự kích làm
cho mạch mất tính ổn định. Người ta sẽ tìm cách giảm dãy tần làm việc
của mạch khuếch đại (thu hẹp lại), chỉ cho nó tập trung khuếch đại dãy
tần tín hiệu hữu ích mà thôi. Muốn vậy sẽ phải sử dụng đến mạch tạo
tác dụng hồi tiếp nghịch. Trong mạch tụ C3 lấy tín hiệu ngược pha trên
chân C cho trả về chân B sẽ tạo tác dụng hồi tiếp nghịch, khi gắn thêm
tụ C3 vào mạch khuếch đại, chúng ta có đường cong biên tần như hình
sau (Bạn xem hình):

32. Nhìn vào đường cong biên tần, Bạn thấy dãy tần đã bị thu hẹp lại (ở
vùng tần số cao, biên độ đã bị ép xuống mức thấp). Tóm lại, tụ C3 làm
thu hẹp dãy tần làm việc và điện trở R4 có tác dụng định độ lợi cho
tầng khuếch đại này.
Đã đến lúc nói đến công dụng của transistor dùng
làm khóa điện đóng mở mạch.
Phần trên chúng ta đã biết, transistor có tính khuếch đại và nó còn
được dùng làm khóa điện đơn hướng để đóng mở các mạch điện làm
việc với dòng đơn hướng nữa.

33. Hình trên cho thấy:
* Khi chân B ở mức áp thấp thì các transistor ngưng dẫn và Led tắt,
đèn LP1 sáng (đèn LP2 tắt).
* Khi chân B ở mức volt cao thì các transistor bão hòa và Led sáng, đèn
LP2 sáng (đèn LP1 tắt).
Trong mạch:
+ Các điện trở R1 (10K), R3 (10K) dùng để định mức dòng cho chân B.
+ Điện trở R2 (1K) dùng để hạn dòng cho Led D1.
+ Diode D2 dùng dập xung nghịch, mỗi khi Q2 tắt, cuộn dây relay sẽ
phát ra điện áp ngịch, lúc này D2 dẫn điện và dập mức áp nghịch để
giữ an toàn cho transistor.
Tóm lại, Bạn có thể dùng transistor NPN như một khóa điện bán dẫn,
nó cấp dòng cho tải trên chân C mỗi khi chân B ở mức áp cao và nó sẽ
cắt dòng khi chân B ở mức áp thấp.

34. Hãy ráp mạch dao động đa hài với 2 transistor để làm
nguồn điều khiển nhấp nháy.
Chúng ta có thể dùng 2 transistor để ráp mạch dao động đa hài và
dùng nó để điều khiển sự nhấp nháy của các đèn Led. Bạn xem sơ đồ
mạch điện và phần giải thich nguyên lý hoạt động của mạch.
Trong mạch mỗi transistor lần lượt đóng mở, khi Q1 bão hòa là lúc Q2
ngưng dẫn và khi Q2 trở lại bão hòa thì đến lúc Q1 ngưng dẫn...Qui
trình này sẽ liên tục qua lại không ngưng, chúng ta đã có một mạch dao
động.

35. Muốn hiểu rõ nguyên lý làm việc của mạch này, chúng ta sẽ phải dài
dòng một tí. Chúng ta sẽ chia quá trình hoạt động của mạch ra thành
từng thời kỳ.
Hình động cho thấy: Khi Q2 bão hòa lúc này Q1 ngưng dẫn, Q1 ngưng
dẫn sẽ tạo điều kiện cho tụ C1 nạp lại điện, dòng nạp qua R1 và với R1
nhỏ (1K), tụ C1 rất mau nạp đầy mức áp của nguồn. Sau khi Q1 tự trở
lại bão hòa nó sẽ tạo điều kiện cho tụ C1 xả điện, dòng xả qua R2 (47K)
trả điện về nguồn, lúc này trên chân B của Q2 sẽ có áp âm (khởi đầu là
-12V và sẽ giảm dần) và Q2 sẽ bị tạm thời đẩy vào trạng thái ngưng
dẫn.
Chú ý trong hình động: Bạn thấy thời gian tụ C1 nạp điện qua R1 nhanh
hơn là thời gian nó xả điện qua R2, vì sao? Vì thời hằng C1 x R1 với R1
=1K sẽ nhỏ hơn thời hằng C1 x R2 với R2 = 47K. Người ta nói khi khi
Q1 ngưng dẫn lúc Q2 bão hòa, tụ C1 đã nhanh chóng nạp lại mức điện
nguồn, vi sau đó, Q1 sẽ tự trở lại bão hòa và mức áp trong tụ C1 sẽ đẩy
Q1 tạm vào trang thái ngưng dẫn. Để hiểu rõ hơn, chúng ta giải thích
mạch với 2 sơ đồ mạch điện sau:

36. Lúc Q1 ngưng dẫn và Q2 bão hòa thì mạch sẽ phản ứng ra sau:
Lúc Q2 ngưng dẫn và Q1 bão hòa thì mạch sẽ phản ứng ra sau:

37. Hướng dẫn Bạn ráp thực hành mạch dao động đa hài (Bạn xem
hình).

38. Bước 1: Gắn transistor Q1, Q2 và các Led D1, D2 vào bo mạch.
Bước 2: Gắn điện trở trên chân C của các transistor vào bo mạch, tức
gắn R1 (1K), R4 (1K) vào mạch.
Bước 3: Bạn đóng nguồn, các Led phải sáng, nghĩa là Led D1, D2 ắã lấy
được dòng qua R1, R4.
Bước 4: Bạn gắn R2 (47K) vào chân B của Q1, lúc này Q1 bão hòa, Led
D1 phải tắt, Led D2 vẫn sáng.
Bước 5: Bạn gắn R3 (47K) vào chân B của Q2, Q2 sẽ bão hòa và làm tắt
Led D2.
Bước 6: Bây giờ Bạn gắn tụ điện C1, C2 vào mạch. Mạch sẽ dao động
và 2 Led D1, D2 sẽ nhấp nháy.

39. Đến đây, tôi nghĩ Bạn phải hiểu rất rõ nguyên lý hoạt động của mạch
dao động đa hài ráp với 2 transistor. Với mạch này, Bạn luôn có 2 xung
vuông lệnh pha lấy ra trên chân C của Q1, Q2 và Bạn sẽ dùng xung này
để đóng mở các mạch điện bảng đèn và tạo ra được các bảng đèn Led
nhấp nháy rất đẹp mặt.
Hình chụp cho thấy cách làm thực hành tự ráp mạch trên bo cắm vạn
năng.
Hãy ráp mạch dao động đa hài với 3 transistor để làm
nguồn điều khiển nhấp nháy.

40. Để có 3 xung lệnh pha dùng điều khiển 3 dãy đèn Led, Bạn dùng mạch
dao động đa hài ráp với 3 transistor (Bạn xem sơ đồ mạch điện bên
trên), và khi dùng phần mềm PSpice để phân tích mạch, Bạn thấy dạng
xuông vuông lấy ra trên các chân C của Q1, Q2 và Q3 có pha lệch
nhau. Trong mạch, tần số xung nhịp nhanh chậm phụ thuộc vào tụ điện
và điện trở trên chân B. Vì thời hằng R x C của mạch này được dùng giữ
transistor ở trạng thái tạm ngưng dẫn. Tụ C4 (1uF), tạo điều kiện khởi
động dễ.

41. (...nhớ lại lúc trước khi hướng dẫn các em ráp đến mạch dao động đa
hài 3 transistor).
Có em hỏi: Vậy nếu ráp mạch dao động đa hài với 4 transistor thì sẽ
có 4 xung lệch pha để điều khiển 4 dãy Led phải không thầy?
Trả lời: Không nếu ráp dao động với 4 transistor chúng ta cũng chỉ có
2 dạng xung lệch pha mà thôi.
Nhiều em không muốn tin và bỏ công ráp thử và quả thật 4 Led không
thể chớp tuần tự mà chớp từng cặp. Tôi chứng minh điều này bằng
phân tích trên trình PSpice.

42. Kết quả phân tích cho thấy không có 4 xung lệch pha.
Đến đây tôi thấy nét mặt lộ vẽ thất vọng của các em. Tôi gợi ý: "Sao
không ráp thử mạch dao động đa hài với 5 transistor".
Các em lại phấn khởi và ráp thử. Kết quả ra sao? (Bạn xem sơ đồ
mạch điện mạch dao động đa hài ráp với 5 transistor)

43. Và kết quả cho thấy trên hình vẽ của trình PSpice, ứng với phần xung
biên cao là Led sẽ sáng.

44. Bạn nhận thấy gì? Hãy thử diễn đạt trình tự sáng của Led theo
kết quả trên.

45. Bản liệt kê 5 Led ở bên trái cho thấy mỗi lần sáng 2 Led và 2 Led này
sáng dời qua phải và có tính quay vòng, sau đó chu trình được lập lại,
đó là kết quả của mạch dao động đa hài ráp với 5 transistor. Vậy ráp
với 7 transistor thì ra sao?
Đến đây có thể tạm dừng phân tích các kiểu mạch dao động đa hài. Dĩ
nhiên nếu Bạn còn thích tiếp tục, Bạn vẫn có thể thử ráp các mạch dao
động đa hài với số transistor nhiều hơn. Với trình PSpice Bạn luôn nhìn
thấy kết quả một cách rõ ràng mà không phải mất thời gian và tiền bạc
để làm thực hành trên bo cắm vạn năng, kết quả trên trình PSpice luôn
phù hợp với thực tế, đó là một lợi thế của thực hành trong không gian
ảo.

46. Thôi, nói qua chuyện tạo hình từ các điểm sáng Led .
Bạn hình dung Led là điểm sáng đủ nhỏ và trong môn hình học thi hình
luôn được tạo ra từ điểm. Vậy để tạo ra một bảng hình theo điểm của
Led. Trước hết Bạn phải tìm hình rồi trên hình đã chọn vẽ ra đường bao
của hình và bố trí Led phân đều trên đường bao của hình, như vậy Bạn
đã có một bảng hình với Led.
Một thí dụ: Bạn vào Word, tìm các hình logo đơn giản và soạn chữ gắn
vào sau cho bảng đèn có được nội dung theo đúng ý của Bạn. Tôi tạo
nhanh và có một hình đơn giản như hình sau (Bảng đèn một quán
Nhậu).
Có hình rồi, bây giờ gắn Led theo đường bao của hình. Và chọn kiểu
nhấp nháy cho đúng nhịp, đúng hình, trước hết phân Led theo nhóm và
chọn định cách nhấp nháy theo mạch điều khiển. Ở đây để đơn giản
vấn đề chúng ta phân hình trên thành 4 nhóm và gắn các Led màu như
hình sau:

47. Và bây giờ dùng bo điều khiển cho 4 thanh phần Led trên bảng đèn này
nhấp nháy.

48. (Dĩ nhiên Bạn có thể gắn số Led nhiều hơn, và chọn Led nhiều màu
bảng đèn càng hấp dẫn)
Hãy làm quen với mạch tắt mở nhiều Led gắn theo đường bao
của hình.
Qua thí dụ trên, chúng ta thấy một thành phần của hình có khi phải
dùng rất nhiều Led, vậy các Led này sẽ mắc ra sao? Và đóng mở nó
như thế nào?

49. Để có đủa số Led cho một thành phần của hình, Bạn cho số Led mắc
nối tiếp, thí dụ với nguồn nuôi 12V, Bạn dùng Led thường có thể mắc 4
Led cho một nhánh, và nếu dùng Led siêu sáng thì mắc 3 Led cho một
nhánh. Vậy nếu một thành phần hình phải dùng 80 Led thường thì Bạn
sẽ mắc 20 nhánh với loại Led thường và mắc 27 nhánh cho loại Led
siêu sáng.
(Vấn đề này tôi đã có nói nhiều trong các bài liên quang đến bảng đèn
hào quang, Bạn hãy tìm đọc)
Bây giờ có thể đề cập đến một mạch điện dùng các ic
thông dụng để tạo xung điều khiển bảng đèn Led.
.

50. Loại mạch này có rất nhiều, nhưng mạch kinh điển đa năng, Bạn dùng
ic 555 và ic đếm hệ cơ 10, CD4017. Sơ đồ mạch tạo xung điều khiển
dùng ic 555 và 4017 như hình sau:
Trong mạch ic 555 dùng tạo ra xung nhịp, xung ra trên chân số 3. Khi
xuất hiện bờ sau của xung thì ic 4017 sẽ nhẩy lên một số. Bạn thấy cứ
mỗi lần xuất hiện xung bờ sau thì Led sáng dời qua một số, khi đếm đủ
10 xung thì qui trình sẽ tự động quay lại. Bạn có thễ thay đổi nhọp
xung nanh chậm bằng cách thay đổi trị số của điện trở R1, R2 và tụ C1.

51. (Vấn đề ic 555 tôi đã có nói trng một chuyên đề về ic 555. Bạn hãy tìm
đọc)
Bạn thử làm thực hành ráp ic 555 trên bo cắm đa năng.
Cách dùng 10 đường ra của ic 4017 để đóng mở các mạch điện
điều khiển bảng đèn Led.
Sau đây là một ý tưởng: Bạn có thể tạo ra bảng đèn Led với rất
nhiều rất nhiều thành phần, mỗi thành phần là một tập hợp nhiều Led,
kế đó Bạn chọn định kiểu nhấp nháy cho nó và điều khiển nó bằng
mạch dao động đa hài, tất cả các mạch dao động đa hài sẽ được đóng
mở nguồn bằng các ngả ra của ic 4017. Nếu phân phối kiểu nhấp nháy
một cách hài hòa, Bạn sẽ có một bảng đèn rất đẹp. Sau đây tôi vẽ ra
một sơ đồ mạch điện để Bạn tham khảo.

52. Trong mạch:
* IC 555 dùng ráp thành mạch tạo xung nhịp, xung nhịp có tần số rất
thấp dùng kích thích mạch đếm dùng ic 4017. Xung ra trên chân số 3
của ic 555 cho vào chân 14 của ic 4017. Bạn biết mỗi lần trên chân số 3
xuất hiện bờ sau của xung (tức mức áp từ cao xuống thấp) thì ic 4017
sẽ cho nhẩy lên một số. Ở đây, Bạn muốn điều chỉnh tần số xung nhịp
nhanh hay chậm, Bạn thay đổi trị của R1, R7 và C4.
* IC 4017 là ic đếm hệ cơ 10, nó có 10 đường ra (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4,
Q5, Q6, Q7, Q8, Q9), mỗi lần chân số 14 nhận được xung kích thích

53. ứng với bờ sau thì nó sẽ cho nhẩy lên một số, có nghĩa là, mức áp trên
một chân ra sẽ lên mức volt cao và Led ở chân này sẽ sáng (mỗi lần chỉ
có 1 Led sáng). Bạn dùng mức áp cao trên đường ra để mở nguồn cho
các mạch dao động đa hài. Các chân 13 (chân cấm đếm), chân 15
(chân reset), do không dùng cho nối masse, chân 12 (carry Out) dùng
báo tràn số (quá 10), do không dùng bỏ trống. Bạn nhớ trên một
đường ra của ic 4017 Bạn có thể cùng lúc đóng nguồn cho nhiều mạch
dao động đa hài.
* Mạch dao động đa hài được ráp với 2 transistor, dùng mức áp cao
thấp trên chân C của transistor để làm tắt mở các dãy Led trên bảng
đèn. Tần số nhấp nháy cho thay đổi theo trị của tụ điện và các điện trở
trên chân B. Mỗi tầng dao động đa hài có mạch đóng mở nguồn riêng,
do đó Bạn có thể cho đóng mở các mạch dao động theo mức volt cao
ra trên 10 chân của ic 4017. Trong mạch chúng ta dùng nhiều diode
4148 làm cổng OR để có thể dùng mức áp cao ra trên một chân của ic
4017 cùng lúc cho mở nhiều mạch dao động đa hài.
Nói chung nguyên lý hoạt động của mạch rất kinh điển và khá đơn giản,
nhưng số linh kiện dùng cho mạch nhiều, nên khi lắp ráp hay làm
thực hành, Bạn nên phân mạch ra từng đơn vị để ráp riêng rồi sau đó
mới ghép tổng hợp lại, như vậy ít lỗi và cơ hội thành công sẽ cao hơn.
Giới thiệu cách làm các ứng dụng đặc
sắc của Led.
Trước hết Bạn hãy tham khảo các ứng dụng của Led qua các hình chụp
sau:

54. Hình chụp cho thấy trên lê đường, hay trong công viên, người ta dùng
Led tạo ra các dạng đèn chiếu sáng nghệ thuật. Ưu điểm của loại đèn
Led là có nhiều màu, hiệu suất cao, có thể làm việc với mức volt thấp,
tuổi thọ dài, hư hỏng một vài Led không ảnh hưởng đến các Led còn tốt
khác nên việc chiếu sáng bảo đảm không bị gián đoạn, và nhất là rất
phù hợp với nguồn năng lượng mặt trời, rất phù hợp với các loại mạch
điều khiển tự động. Tương lai chúng ta sẽ còn thấy nhiều các loại đèn
đường có tính nghẹ thuật này.

55. Một ý tưởng là gắn các đèn Led chiếu sáng vào vù, khi đi trong đêm tối
dưới trời mưa, ánh đèn này cực kỳ cần thiết, nó vừa có tính nghệ thuật
lại rất hữu dụng, việc làm này không khó vì Led là loại đèn làm việc
được ở mức nguồn DC thấp, nó có thể làm việc cùng với loại pin charge
rẽ-gọn-nhỏ-nhẹ, khi hết pin sẽ cho nạp lại điện, hay nếu vù có pin mặt
trời thì khi dùng vù đi trong nắng pin sẽ tự nạp điện và khi cần thì Led
sẽ dùng nguồn pin này để chiếu sáng. Led trong vù còn có thể thay đổi
màu sắc, thay đổi mức sáng tùy theo môi trường, thật tiện dụng hết
biết.

56. Đeo trên người là cái ba lô có bảng Led, trên đó hiện ra các hình và
chữ có nội dung thông báo ý muốn của chủ nhận. Khi Bạn mang loại ba
lô này và đi xe đạp, Bạn có thể dùng bảng đèn Led này để báo dừng
(Stop), báo quẹo trái quẹo phải bằng mũi tên chỉ, báo giảm tốc, báo
sắp dừng...Với Led thì chuyện này quá đơn giản, có thể nói dân chơi
điện tử tài tử cũng có thể tự làm được. Bảng đèn này còn dùng để báo
điều gì nữa, chắc khi làm Bạn sẽ nghĩ ra thôi...

57. Đèn nghệ thuật trang trí trong các vật dụng gia đình, sao không? Với
Led có hiệu suất cao, có nhiều màu, có quán tính nhỏ, chạy nguồn DC
thấp, lại rẽ tiền dễ tìm, chuyện gì nghĩ ra cũng có thể làm được. Ở đây
cái quan trọng nhất là trí tưởng tượng và các ý tưởng vượt thời không
gian. Với Led, Bạn có thể làm tăng tính nghệ thuật, tính hữu dụng của
các vật dụng chung quanh Bạn. Bạn xem các hình ảnh gợi ý Bạn thấy
thích không? Hãy tự mình nghĩ ra và thực hiện. Đó là một trò chơi đơn
giản mà trí tuệ.

59. Nhìn mấy hình này, tôi nhớ lại thời gian còn ở bên nhà (Chợ Lớn Q5,
VN), tôi đã hướng dẫn rất nhiều bạn họa sĩ, thợ sửa xe Honda, sửa xe
hơi, thợ tạc tượng...những người không có kiến thức xâu về điện tử mà
vẫn làm ra được các bảng đèn quảng cáo với Led, đèn quang báo hiệu
câu chữ. Có anh thì muốn làm bảng đèn quảng cáo, có anh thì muốn
làm các đèn nháy gắn trên xe Honda, gắn trên xe hơi, có anh thì muốn
làm đèn hào quang gắn trên các bàn thợ Phật, có anh thì muốn gắn
đèn trên các hòn cảnh giả sơn. Bây giờ ra đường đâu đâu cũng có bảng
đèn quảng cáo dùng Led, thật đề tài này hiện vẫn còn rất có ăn. Tôi
nghĩ chắc nhiều Bạn cũng thích tự làm các bảng đèn hiện hình chữ
nhấp nháy theo ý mình, có phải không?

60. Hình chụp trên đây cho thấy cụ thể các sản phẩm dùng Led siêu sáng
để làm đèn chiếu sáng. Các sản phẩm này hiện đã đi vào cuộc sống
thật sự của nhiều người. Nhờ Led có hiệu suất cao, an toàn, ít hư hỏng,
dễ bảo trì và nhất là có thể làm việc với nguồn điện DC thấp nên rồi nó
sẽ thay thế các loại đèn chiếu sáng cổ điển, già lão. Một ngày gần đây
thôi, Bạn sẽ thấy hầu hết các đèn chiếu sáng trong nhà, ngoài ngỏ,
trên đường đều sẽ dùng Led.
Hình chụp cho thấy các loại Led, từ Led thường đến led siêu sáng, Led
công suất lớn. Nó có nhiều cách gắn, gắn bằng chân hàn, bằng kỹ thuật

61. chân dán, kỹ thuật kết nối cơ học...Nói chung có đủ thứ kiểu, chỉ cần
một câu nói là đủ, nó quá tiện dụng.
Có Bạn hỏi: Nói Led dễ tìm, rẽ tiền dễ mua, vậy muốn tìm các loại Led
này, tìm ở đâu?
Trả lời:
Bây giờ nói chuyện dùng Led làm các sản phẩm 2D.
2D là gì? D là chữ viết đầu của Dimention có nghĩa là chiều (hay duy,
维 ), 2D ý nói là thế giới 2 chiều, đó chính là thế giới phẳng, chỉ có 2
chiều, chiều x và chiều y. x là một chiều và y là một chiều khác, là vì
trong x không có phép biến đổi nào tạo ra y và y không thể chuyển ra
x, đó là 2 chiều. Nói cho dễ hiểu đó là các hình ảnh nằm trên mặt
phẳng. Dùng Led trang điểm cho các hình ảnh trong thế giới phẳng gọi
là ảnh 2D. Chúng ta thử làm bảng đèn hào quang với các linh kiện dễ
tìm dễ làm, xem như tạo ra loại sản phẩm 2D.
Đèn sẽ được làm với các Led màu đỏ loại thường, loại Led này có mức
ghim áp khoảng 2V, và mạch điều khiển các Led nhấp nháy sẽ dùng
mạch dao động đa hài 3 transistor. Cách làm theo trình tự sau:
Bước 1: Tạo hình đèn hào quang trên một đĩa tròn.

62. Bạn gắn các Led đỏ theo vòng tròn, ở đây gắn 6 vòng, mỗi vòng chia ra
8 phần đều nhau nên trên mỗi vòng Bạn gắn 8 Led, Bạn cho kích sáng
mỗi lần 2 vòng xen kẽ để tạo hiệu ứng hào quang.
* Lần thừ 1 kích sáng 8 Led của vòng 1 và 3.
* Lần thừ 2 kích sáng 8 Led của vòng 2 và 4.
* Lần thừ 3 kích sáng 8 Led của vòng 3 và 6.
Rồi cho quay lại và tiếp tục, Bạn sẽ thấy hiệu ứng các tia hào
quang. Như vậy với 2 vòng số Led sẽ là 8 x 2 = 16 Led. Bạn sẽ dùng 1
transistor để kích sáng 16 Led này. (Bạn xem sơ đồ mạch điện)
Bước 2: Ráp mạch điều khiển các Led tạo ra hiệu ứng ánh hào quang.

63. Trong mạch dùng Q1, Q2, Q3 để ráp thành mạch dao động đa hài 3Q,
tạo ra tín hiệu 3 nhịp. Tần số xung nhịp có thể thay đổi theo trị của tụ C
và điện trở trên chân B. Bạn lấy xung ra trên mỗi chân C của transistor
để kích sáng các vòng sáng hào quang.
Ghi nhận: Sau này khi dùng loại transistor nhỏ có kiểu chân TO92, với
loại transistor PNP Bạn có thể dùng transistor 8050 và với loại NPN Bạn
dùng transistor 8055, loại transistor này có dòng Ic lớn (khoảng
800mA) nên khả năng kích sáng được nhiều Led hơn.
Bước 3: Thử đèn và điều chỉnh.

64. Sau khi ráp xong mạch, cấp điện, nếu mạch ráp không sai thì đèn sẽ
nhấp nháy, tạo ra hiệu ứng hào quang. Bạn sẽ thay thử trị của các tụ
điện C và điện trở R trên chân B để có nhịp đủ nhanh. Nhanh quá thì
chóng mặt, chậm quá thì xem không giống tia hào quang.
3D là gì? Là các dạng hình khối dùng Led. Chúng ta bắt đầu làm quen
với một hình khối 3D kinh điển. Bạn xem cách làm dạng hình 3D được
trình bày như sau:
Với hình khối lập phương 3D, Bạn sẽ dùng 27 Led để gắn trên những
điểm như hình vẽ, vậy xem như Bạn có 3 mặt với mỗi mặt có 9 Led. Với
các chân anode Bạn cho nối thành 3 nhóm, trong hình ghi là nhóm A1,
A2, A3, vậy khi cấp volt dương cho dây A1 thì chỉ tạo điều kiện cho các
Led ở cạnh ngoài bên trái sáng thôi, khi cấp volt dương cho chân A2
thì chỉ tạo điều kiện cho có các Led ở giữa sáng và khi cấp volt dương
cho chân A3 thì chỉ tạo điều kiện cho có các Led ở cạnh bên phải sáng,

65. việc muốn Led nào sáng sẽ còn tùy thuộc việc cấp mức volt thấp cấp
cho các chân, ở nhóm 1 là các chân B1, B2, B3, ở nhóm 2 là các chân
B4, B5, B6, và ở nhóm 3 là các chân B7, B8, B9.
Sau khi ráp xong khối 3D với 27 Led, bây giờ Bạn có thể gắn các Led
trên các điểm của khối 3D và cho các Led này "nhẩy múa" tùy theo
điều kiện cấp điện của Bạn.
Các hình chụp sau đây, cho thấy cách làm thực hành, ráp 36 Led trên
một hình khối 3D (mỗi mặt 12 Led):
Thực hành trên bo cắm đa năng, ưu điểm của cách làm thực hành này
là Bạn ít phải hàn ráp, thời gian thay đổi kiểu ráp nhanh.

66. Hình chụp cho thấy cách làm thực hành, ráp khối 3D với các Led đỏ
trên bo cắm đa năng.

67. Sau khi đã định hình xong khối 3D, Bạn cho chuyển nó lên bản mạch in
để hàn cố định (Bạn xem hình)

68. Hình chụp khối 3D ráp với 36 Led trên bản mạch in. Bạn sẽ thử nghiệm
làm các hình khối khác, phức tạp hơn cũng với cách làm thực hành
tương tự như trên,
Bây giờ hãy nói đến cách ráp mạch điều khiển khối đèn 3D dùng 27 Led
đỏ này và lập bảng điều khiển từng Led một trên khối 3D.

70. Với bảng ma trận trên, Bạn có thể cho bất cứ Led nào trong 27 Led trên
khối 3D sáng cũng được phải không?
Điều kiện để cho một Led trong bảng ma trận này sáng là, chân A (A1,
A2, A3) phải cấp áp dương, như nối vào đường nguồn 12V và chân B
(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9) phải cho nối đất để lấy dòng. Vấn
đề rất đơn giản, chỉ có vậy.
Ở đây, trên một mặt chúng ta chỉ gắn có 9 Led (để làm thí nghiệm khởi
đầu), dĩ nhiên muốn dùng khối 3D hiện được các hình nổi đủ nét, trên
một mặt chúng ta sẽ phải cho gắn nhiều Led hơn, như 12 Led, 16 Led,
25 Led, 64 led... Nếu Bạn gắn số Led trên một mặt càng nhiều thì trên
khối 3D này Bạn sẽ có thể cho hiện ra được các hình chữ chuyển động
trong không gian 3 chiều xem rất lạ mắt.
Để Bạn dễ nìn thấy nguyên lý hoạt động của các Led gắn trên khối 3D,
tôi tạo ra một hình động sau đây (Bạn xem hình). Bạn thấy muốn một
Led hay nhiều Led trong khối 3D sáng, chân anode của nó phải có volt
dương (ở đây tôi cho cấp 12V) và chân cathode của nó phải thông
masse để lấy dòng qua điện trở hạn dòng R. Nếu Bạn dùng xung quét
trên 3 chân A, thì Bạn có thể điều khiển từng Led một trên khối 3D này.

71. Dĩ nhiên nếu Bạn không dùng xung quét trên nhóm chân A với A1, A2,
(
A3 thì việc điều khiển từng Led sáng tắt sẽ không thực hiện được)