Đồ án Khảo sát máy hàn – máy khò

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG -----[\ [\----- BÁO CÁO ĐỒ ÁN 1 ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT MÁY HÀN – MÁY KHÒ Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Lớp: NCDT2B TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 03 NĂM 2011 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay nhân loại đang trải qua những sự phát triển vượt bậc về mọi mặt. Trong đó ngành điện tử đóng một vai trò không nhỏ góp phần vào quá trình tự động hoá mọi thứ giúp con người hiện đại hoá cuộc sống. Vận dụng những kiến thức đã được học trong quá trình học tập ở trường nhóm chúng em đã thực hiện đồ án I. Đồ án này là khảo sát máy hàn và máy khò, tuy đây là một đề tài không khó nhưng nó củng là một sự thử thách lớn đối với chúng em trong vấn đề phân tích mạch, vì thế trong quá trình thực hiện vẫn còn xãy ra nhiều sai sót. Mong thầy, cô và các bạn góp ý bổ sung để chúng em được hiểu biết thêm trong quá trình học tập tiếp theo. Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM , Ngày 30 tháng 03 năm 2011 Sinh viên thực hiện Thạch Văn Cúp LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu trường đại học công nghiệp tp.hcm đã tạo điều kiện cho tốt nhất cho chúng em học tập và nghiên cứu. Khoa công nghệ điện tử, thư viện trường đã cung cấp giáo trình và nhiều tài liệu tham khảo cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu môn học. Sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Xuân Hiệp cùng một số thầy cô giáo khoa điện tử đã tận tình giảng giải và phân tích kĩ cho chúng em hiểu rõ về những vấn đề thắc mắc đặt ra trong quá trình nghiên cứu và thi công làm mạch. Cảm ơn tất cả các bạn và các anh chị khóa trước của khoa điện tử đã giúp đỡ. Mặc dù rất cố gắng trong quá trình tìm hiểu nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong được sự góp ý, nhận xét đánh giá về nội dung cũng như hình thức trình bày của các thầy cô về Đồ án của chúng em để chúng em biết để hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. TP.HCM , Ngày 30 tháng 03 năm 2011 Sinh viên thực hiện Thạch Văn Cúp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… TP.HCM ngày….tháng…năm 2011 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TP.HCM ngày….tháng…năm 2011 Giáo viên phản biện MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH 1. LM324…………………………………………………………….6 2. TL431………………………………………………………………7 3. TRIAC……………………………………………………………..7 4. DIAC………………………………………………………………10 5. RELAY…………………………………………………………….11 CHƯƠNG II: MẠCH NGUYÊN LÝ .................................................... 13 1. Máy hàn ......................................................................................... 13 • Sơ đồ nguyên lý .................................................................. 13 • Sơ đồ khối .......................................................................... 14 • Nguyên lí hoạt động ........................................................... 15 2. Máy khò ........................................................................................ 17 • Sơ đồ nguyên lý ............................................................. …17 • Sơ đồ khối ......................................................................... 18 • Nguyên lý hoạt động ........................................................ 18 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN .................................................................. 19 CHƯƠNG IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................... 20 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH 1. IC ỔN ÁP LM723. • Sơ đồ chân của IC ổn áp LM723 • Sơ đồ chân của IC ổn áp LM723 cho thấy: Chân 7 nối masse (V-) và chân 12 nối nguồn (V+). Chân 6 là ngỏ ra của mức áp chuẩn (VREF). Chân 4 và 5 là hai ngỏ vào của tầng khuếch đại so áp, chân 4 là ngỏ vào đảo và chân 5 là ngỏ vào không đảo. Chân 11 là ngỏ ra lấy trên chân C của transistor. Chân 10 là ngỏ ra lấy tên chân E của transistor. Chân 13 là ngỏ ra của tầng so áp và cũng là chân B của transistor, nó có tác dụng tạo hồi tiếp cho tầng so áp, và cũng được dùng làm mạch ngắt áp của mạch bảo vệ tránh quá dòng. Chân 2 và 3 là chân B và chân E của transistor, dùng làm mạch bảo vệ tránh hiện tượng quá dòng. Chân 9 (VZ) tạo chức năng ổn áp cho chân E của transistor ngả ra. Chân 1 và 8 bỏ trống. 1  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp 2. IC LẤY MẪU TL431. Hình dáng thực tế: 3. TRIAC  • Cấu tạo: Cấu tạo triac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp như hình vẽ và được nối ra ba chân, hai chân MT1, MT2 và chân điều khiển (G). Về nguyên lí cấu tạo, triac có thể coi như hai tiristor ghép song song nhưng ngược chiều nhau (ghép song song ngược) như hình vẽ P   N   N GM N M G P   M N N  P N P   2  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp • Các trường hợp điều khiển triac Theo nguyên lý hoạt động của triac đã nêu ở trên, triac sẽ được kích mở cho dòng điện chạy qua khi điện áp MT2 và G đồng dấu, nghĩa là: �MT 2 dương và G dương so với MT1. � MT2 âm và G âm so với MT1. Ngoài ra MT2 và G trái dấu triac cũng có thể kích mở được: ��MT2 dương và G âm so với MT1, có dòng điện ��MT2 âm và G dương so với MT1, không dòng điện. Loại này gọi là loại điều khiển trái dấu âm Một số nhà chế tạo cho xuất xưởng loại triac MT2 dương và G âm so với MT1, 3  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp không dòng điện. MT2 âm và G dương so với MT1 có dòng điện Loại này gọi là loại điều khiển trái dấu dương • Đặc tính và thông số Đặc tính Gồm hai đặc tính tiristor đối xứng nhau qua gốc toạ độ Thông số: như của tiristor 4. DIAC Diac có cấu tạo bán dẫn như triac nhưng không có cổng điều khiển. Người ta chế tạo linh kiện này có đỉnh đặc tính phi tuyến nhỏ. Linh kiện này giống diod Shockley là chúng cho dòng điện chạy qua khi điện áp vượt một ngưỡng nào đó. Diac cho dòng điện chạy qua cả hai chiều. G MG    P M Mb M • Ứng dụng điển hình của DIAC 4  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp 5. RELAY • Khái niệm: relay là thiết bị chuyển mạch (kiểu như công-tắc điện), cho phép đóng hoặc mở công-tắc dưới sự điều khiển của 1 mạch điện khác (thay vì bằng tay). Thông thường thì relay được điều khiển đóng mở bằng nam châm điện. • Cấu tạo: bao gồm tiếp điểm (Contact), nam châm điện để điều khiển đóng/mở tiếp điểm, nguồn cấp cho nam châm điện, và công-tắc điều khiển (Controlling Switch). Khi ta đóng công-tắc điều khiển, nguồn điện sẽ cấp cho nam châm điện, làm nam châm điện hút và đóng tiếp điểm. Khi ta tắt công-tắc điều khiển thì diễn ra ngược lại, cắt nguồn cấp cho nam châm điện, làm nam châm nhả và mở tiếp điểm. 5  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp Hình ảnh thực tế 6  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp CHƯƠNG II MẠCH NGUYÊN LÝ 1. Máy hàn 1.1 Sơ đồ nguyên lý 1.2 Sơ đồ khối 7  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp 1.3 Chức năng từng khối: 1.3.1 Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho từng khối, từ máy biến áp ra ta có nguốn 24VAC, 12VAC. Nguồn 24VAC được cung cấp cho khối công suất, còn nguồn 12VAC được đưa qua mạch chỉnh lưu để đưa ra điện áp Vcc cấp cho ba khối: điều chỉnh, so sánh, hồi tiếp. Hình 1.1: sơ đồ khối nguồn 1.3.2 Khối hồi tiếp: Hình 1.2: sơ đồ khối hồi tiếp Hồi tiếp là công cụ vô cùng hữu ích trong rất nhiều ứng dụng, đặc biệt trong hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển bao gồm tất cả các mạch 8  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp điện ở đó ngõ ra được sử dụng để điều khiển hoặc hiệu chỉnh ngõ vào, từ đó lại cung cấp 1 ngõ ra như mong muốn. Sử dụng khác của hồi tiếp là “cảm nhận” ngõ ra, sau đó so sánh nó với những tín hiệu khác, và cuối cùng là điều khiển ngõ vào (và như ngõ ra) cho phù hợp với sự khác nhau giữa tín hiệu ngõ vào và tín hiệu tham chiếu. Đặc biệt hồi tiếp âm trong sự khuyếch đại có thể được sử dụng để: Ổn định hệ số khuếch đại (điện áp hay dòng điện). Đạt được phép tuyến tính. Làm rộng băng thông. Giảm hoặc tăng trở kháng ngõ vào. Giảm hoặc tăng trở kháng ngõ ra. Giảm nhiễu trong bộ khuếch đại. Làm giảm các hiệu ứng nhiệt Ở trong mạch này mạch hồi tiếp cảm nhận sức nóng của mũi hàn rồi khuếch đại lên và đưa tới khối so sánh để sao sánh với điện áp điều khiển. 1.3.3 Khối điều khiển: Nhận điện áp Vcc sau đó khuếch đại lên và đưa về khối so sánh để so sánh điện áp với khối hồi tiếp. 9  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp Hình 1.3: sơ đồ khối điều khiển 1.3.4 Khối so sánh: So sánh điện áp giữa khối hồi tiếp và khối điều khiển. Hình 1.4: sơ đồ khối so sánh 1.3.5 Khối công suất: Nhận tín hiệu từ khối so sánh để làm nóng hay nguội mũi hàn. 10  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp Hình 1.5: sơ đồ khối công suất 1.4 Nguyên lý hoạt động của máy hàn. Ta cấp nguồn điện AC 220v vào biến thế, được chia hai đầu ra 12VAC và 24VAC. nguồn 24VAC được cung cấp cho khối công suất, nguồn 12VAC được đưa tới mạch chỉnh lưu để biến đổi thành nguồn DC 6V. Điện áp 12VAC được đưa qua Diode D1 để lấy bán kì dương, qua tụ C1 để lọc nhiễu, tới điện trở R3 (360 ohm) để hạn dòng,sau khi qua điện trở R3 dòng điện đi tới R8, R7, TL431, đây là mạch biến đổi điện thế với công thức: Với Ref = 2,49 V 11  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp - khi ta cấp nguồn Vcc qua điện trở R12 hạn dòng khi đó dòng và điện áp rất nhỏ lúc đó khối hồi tiếp chưa hoạt động.Điện áp vào khối điều chỉnh điện áp vào chân 12 của opamp có giá trị từ 1,36v Æ 3,5v với công thức : Khi biến trở VR1 (50k) ở giá trị = 0: Khi biến trở VR1(50k) ở giá trị = 50k: Điện áp qua Op Amp không làm khuếch đại mà chỉ làm ổn áp giá trị điện, vì Op Amp có Rf và Ri = ∞ nên hệ số khuếch đại của Op Amp khuếch đại không đảo bằng 1. Nên điện áp ngõ ra của opamp bằng điện áp ngõ vào từ 1,36V – 3,5V. Điện áp đi qua R10 (1k) vào mạch so sánh. Khối so sánh có nhiệm vụ so sánh điện áp của khối điều chỉnh và khối hồi tiếp. Lúc này khối so sánh nhận biết điện áp giữa khối điều chỉnh và khối hồi tiếp điện áp khối nào cao hơn thì sẽ lấy điện áp bên cao hơn. Như vậy điện áp khối điều chỉnh được đi qua và đi đến khối công suất qua Moc3023 làm con led trong Moc3023 phát sang và con diac thu quang trong Moc3023 sẽ dẫn và kích con Triac T1 dẫn và sẽ làm nóng Mũi hàn. Khi điện áp giữa khối điều chỉnh và khối hồi tiếp bằng nhau thì lúc này điện áp ở hai khối bằng 0 mũi hàn sẽ nguội dần, hai sơi dây cảm biến nhiệt đưa đến hai đầu dây sence lúc này điện áp khối hồi tiếp giảm dần khối so sánh nhận thấy điện áp của khối hồi tiếp nhỏ hơn điện áp trên khối điều chỉnh nên 12  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp điện áp của khối điều chỉnh đi qua và kích lại Triac ở khối công suất làm Triac dẫn điện và làm nóng mũi hàn. 2. Máy khò 2.1 Sơ đồ nguyên lý: 2.2 Sơ đồ khối: 13  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp 2.3 Chức năng từng khối: 2.3.1 Khối công suất quạt gió: có chức năng điều chỉnh tốc độ gió. 2.3.2 Khối công suất làm nóng: chức năng làm nóng và điểu chỉnh nhiệt độ của máy khò. 2.3.3 Khối tạo trễ : có chức năng tạo thời gian trễ cho khối tạo gió khi ngắt dòng. 2.3.4 Khối nguồn : cung cấp nguồn 24vAC cho các khối hoạt động. 2.4 Nguyên lý hoạt động Khi cắm điện AC 220v qua biến thế thì điện áp sẽ được điều chỉnh bằng 24Vac cấp cho máy khò thì dòng điện chạy tới công tắc SW1 và Relay nhưng công tắc SW1 còn hở nên không có dòng chạy qua SW1,đồng thời SCR chưa hoạt động nên Relay cũng chưa đóng nên không có dòng điện qua khối công suất tạo gió. Ta bật công tắc SW1 dòng điện chạy tới Triac Q3 nhưng Q3 vẫn chưa dẫn điện,lúc này dòng điện từ C7 Diac D14 tới Diode D15 tạo thành dòng kích cho Q3 dẫn điện đến máy tạo nóng.Biến trở VR2 dùng để tăng hoặc giảm nhiệt độ của máy tạo nóng. Khi tụ C14 được nạp đầy tụ có xu hướng xả điện áp,tạo dòng kích cho SCR Q2 dẫn điện,lúc này Relay dóng lại dẫn điện tới Triac Q1,Diac D3 được dùng làm dòng kích cho Q1 dẫn điện đến máy tạo gió.(công tắc SW2 hở,SW2 luôn ngược lại SW1) 14  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp CHƯƠNG III KẾT LUẬN Qua thời gian nghiêm cứu và khảo sát đồ án 1. Chúng em càng thu thập thêm kiến thức về chức năng, nguyên lý hoạt động của máy khò và máy hàn cũng như ứng dụng rộng rãi không thể thiếu trong ngành điện tử ngày nay. Trong quá trinh nghiêm cứu và khảo sát không tránh khỏi những sai sót. Chúng em rất mong nhận được những lời chỉ bảo từ thầy cô trong hội đồng để những lần khảo sát sau sẽ hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành biết ơn đến hội đồng. 15  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Hiệp CHƯƠNG IV TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trang web www.google.com.vn 2. Trang web www.dientuvienthong.net 3. Diễn đàn forum dientu.org 16  Sinh viên thực hiện: Thạch Văn Cúp