Công nghệ 12 Bài 14: Mạch điều khiển tí hiệu

- Mạch điện tử dùng để điều khiển sự thay đổi trạng thái của các tín hiệu, trạng thái hoạt động, chế độ làm việc của máy móc thiết bị,... mạch đó gọi là mạch điều khiển tín hiệu.    

+ Ví dụ : Sự thay đổi tắt, sáng của đèn giao thông, , hệ thống báo cháy, màn hình làm việc của máy giặt, nồi cơm điện...

- Thông báo về tình trạng của thiết bị khi gặp sự cố. Ví dụ như điện áp cao, điện áp thấp, quá nhiệt độ, cháy nổ,…

- Thông báo về những thông tin cần thiết cho con người thực hiện theo hiệu lệnh. Ví dụ như đèn xanh, đèn đỏ tín hiệu giao thông,...

- Làm các thiết bị trang trí bằng điện tử. Ví dụ như bảng quảng cáo, biển hiệu,...

- Thông báo về tình trạng hoạt động của máy móc. Chẳng hạn, tín hiệu thông báo nguồn, âm lượng của âm thanh,...

- Khi thiết kế, chế tạo mạch điều khiển tín hiệu, người ta có thể thiết kế mạch phục vụ cho nhiều chức năng khác nhau, do đó có nhiều cách thiết kế khác nhau. Những mạch điều khiển tín hiệu đơn giản có các nguyên lí sau:

- Sau khi nhận lệnh báo hiệu từ một cảm biến, mạch điều khiển xử lí tín hiệu đã nhận, điều chế tín hiệu theo một nguyên tắc nào đó. Tín iệu được khuếch đại lên đến công suất cần thiết đưa sang khối chấp hành. Khối chấp hành: phát lệnh báo hiệu cảnh báo (chuông, đèn, hàng chữ nổi,...và chấp hành lệnh.)

- Mạch báo hiệu và bảo vệ trên hình 14.3 có nhiệm vụ thông báo và cắt điện khi điện áp vượt quá ngưỡng nguy hiểm. Nguyên lý chung hoạt động của mạch như sau:

- Bình thường, điện áp bằng 220V rơle K không hút , tiếp điểm thường đóng K1 đóng điện cho tải mạch làm việc bình thường. Khi điện áp tăng cao biến trở VR nhận tín hiệu điện áp vượt ngưỡng làm việc của Đo → Đo cho I chạy qua. T1,T2) điều khiển rơ le hoạt động (phải có T1T2). Vì T1T2 nhận tín hiệu dòng điện chạy từ Đo → KĐ dòng điện lên → cấp điện cho cuộn dây rơle K → K tác động làm mở tiếp điểm K1 → cắt điện tải bảo vệ mạch; đóng tiếp điểm thường mở K2 → đèn hiệu sáng → chuông kêu báo hiệu điện áp cao nên bị cắt điện.

- Chức năng các linh kiện:

• BA - biến áp hạ điện áp từ 220V xuống 15V để nuôi mạch điều khiển.
• Đ1 , C - điôt và tụ điện biến đổi từ điện xoay chiều thành điện một chiều nuôi mạch điều khiển
• VR, R1 - chỉnh ngưỡng tác động khi quá áp.
• Đ0, R2 - điôt ổn áp, đặt ngưỡng tác động cho T1, T2.
• R3 - bảo vệ các tranzitor.
• T1, T2 - tranzito điều khiển rơ le hoạt động.
• K - rơ le chuyển mạch (K: cuộn dây hút, K1: Tiếp điểm thường mở , K2 : tiếp điểm thường đóng) đóng, cắt nguồn.

Trường hợp làm việc binh thường:

+ Bình thường, điện áp bằng 220V rơle K không hút , tiếp điểm thường đóng K1 đóng điện cho tải mạch làm việc bình thường.

Trường hợp khi quá điện áp:

+ Khi điện áp tăng cao biến trở VR nhận tín hiệu điện áp vượt ngưỡng làm việc của Đo → Đo cho I chạy qua.

+ T1,T2 điều khiển rơ le hoạt động (phải có T1T2).  Vì T1T2 nhận tín hiệu dòng điện chạy từ Đo → KĐ dòng điện lên → cấp điện cho cuộn dây rơle K  → K tác động làm mở tiếp điểm K1 → cắt điện tải bảo vệ mạch; đóng tiếp điểm thường mở K2 → đèn hiệu sáng → chuông kêu báo hiệu điện áp cao nên bị cắt điện

Bài 1: Chọn câu sai

A. Mạch khuếch đại, mạch chỉnh lưu, mạch tạo xung, mạch chiếu sáng dân dụng, mạch điều khiển tín hiệu đều là mạch điện tử. 
B. Mạch điều khiển tín hiệu gồm có các khối khuếch đại, nhận lệnh, chấp hành lệnh điều khiển và xử lí tín hiệu 
C. Trong mạch điều khiển tín hiệu, để nhận lệnh điều khiển cần phải có các cảm biến (ví dụ cảm biến về nhiệt độ, điện áp, ...) 
D. Mạch điều khiển tín hiệu là mạch điều khiển sự thay đổi trạng thái của các tín hiệu. 

Hướng dẫn giải:

• Chọn đáp án A
• Mạch khuếch đại, mạch chỉnh lưu, mạch tạo xung, mạch chiếu sáng dân dụng, mạch điều khiển tín hiệu đều là mạch điện tử. 

Bài 2: Chọn câu sai 

Trong mạch báo hiệu và bảo vệ điện áp
A. Tác dụng của Đ1 là chỉnh lưu, cấp dòng một chiều nuôi mạch điều khiển
B. Tác dụng của tụ C là lọc nguồn sau chỉnh lưu
C. K2 là tiếp điểm thường mở, K1 là tiếp điểm thường đóng
D. Con chạy của VR càng cao (càng xa R1) thì ngưỡng bảo vệ điện áp càng cao. 

Hướng dẫn giải:

• Chọn đáp án D

Bài 3: Vẽ sơ đồ và giải thích nguyên lí mạch điều khiển tín hiệu.

Hướng dẫn giải:

- Sơ đồ khối mạch điều khiển tín hiệu:

- Giải thích nguyên lí mạch điều khiển tín hiệu: Sau khi nhận lệnh báo hiệu từ một cảm biến, mạch điều khiển xử lí tín hiệu đã nhận, điều chế theo một nguyên tắc nào đó. Sau đó tín hiệu được khuếch đại đến công suất cần thiết và đưa tới khối chấp hành. Khối chấp hành sẽ phát lệnh báo hiệu bằng chuông, đèn, hàng chữ nổi và chấp hành lệnh.

Câu 1: Mạch điều khiển tín hiệu là gì?

Câu 2: Điền từ đúng (Đ) hoặc sai (S) cho những nội dung sau để được câu trả lời đúng nhất.

1. Mạch điện tử điều khiển sự thay đổi trạng thái, chế độ làm việc của các tín hiệu được gọi là mạch điều khiển tín hiệu.

2. Sơ đồ khối nguyên lý chung của mạch điều khiển tín hiệu gồm bốn khối.

3. Mạch điều khiển tín hiệu không phải là mạch điện tử điều khiển.

4. Nguyên lý làm việc của mạch báo hiệu và bảo vệ quá điện áp xét trong hai trường hợp làm việc.

5. Linh kiện Tranzito T1, T2 dùng để điều chỉnh ngữơng tác động khi quá điện áp trong mạch báo hiệu và bảo vệ quá điện áp.

Câu 3: Trong sơ đồ mạch hình 14 – 3, khi cần thay đổi ngưỡng báo hiệu và bảo vệ từ 230V xuống 220V thì con quay biến trở VR cần nâng lên phía trên hay giảm xuống phía dưới? Tại sao?

Câu 1: Đối với mạch báo hiệu và bảo vệ quá điện áp cho gia đình, biến áp có nhiệm vụ:

A. Tăng điện áp từ 20V → 220V

B. Hạ điện áp từ 220V → 20V

C. Hạ điện áp từ 220V → 200V

D. Hạ điện áp từ 200V → 20V

Câu 2: Đối với mạch báo hiệu và bảo vệ quá điện áp cho gia đình, Đ1 và C có nhiệm vụ:

A. Đổi điện xoay chiều thành điện một chiều để nuôi mạch điều khiển.

B. Đổi điện một chiều thành điện xoay chiều để nuôi mạch điều khiển.

C. Cả 2 đáp án đều đúng.

D. Cả 2 đáp án đều sai.

Câu 3: Mạch điều khiển tín hiệu:

A. Điều khiển sự thay đổi tốc độ của tín hiệu

B. Điều khiển sự thay đổi công suất của mạch

C. Điều khiển sự thay đổi trạng thái của tín hiệu

D. Điều khiển sự thay đổi trạng thái và tốc độ của tín hiệu

Câu 4: Phát biểu nào sau đây sai:

A. Mạch điều khiển tín hiệu là mạch điện tử điều khiển sự thay đổi trạng thái của tín hiệu.

B. Mạch điều khiển tín hiệu giúp thông báo về tình trạng hoạt động của máy móc.

C. Đối với đèn tín hiệu giao thông, khối chấp hành phát lệnh báo hiệu bằng chuông.

D. Công dụng thông báo thông tin cần thiết cho con người thực hiện theo lệnh ở mạch điều khiển tín hiệu như: biển hiệu, hình ảnh quảng cáo.

Câu 5: Nhiệm vụ của các khối trong mạch điều khiển tín hiệu:

A. Khối nhận lệnh: nhận lệnh báo hiệu từ cảm biến

B. Khối khuếch đại: khuếch đại tín hiệu đến công suất cần thiết

C. Khối chấp hành: phát lệnh báo bằng chuông, đèn, chữ nổi,...

D. Cả 3 đáp án đều đúng

- Như tên tiêu đề của bài Mạch điều khiển tín hiệu, sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:

• Hiểu được khái niệm về mạch điều khiển tín hiệu.
• Biết được các khối cơ bản của mạch điều khiển tín hiệu.
• Vẽ được sơ đồ khối, sơ đồ mạch bảo vệ quá điện áp.