Hình 9.4 là một mạch điện sử dụng mạch op-amp – relay để thực hiện chức năng bật sáng đèn tự động khi trời tối. Hãy tìm hiểu nguyên lí hoạt động và tiến hành lắp mạch nếu có điều kiện.
Mạch op-amp – relay với chức năng đóng ngắt mạch có sơ đồ khối như Hình 9.2: Khi giá trị của một đại lượng vật lí ghi nhận bởi cảm biến thay đổi thì mạch op-amp hoạt động, hiệu điện thế giữa đầu ra của op-amp và đất được đặt vào hai tiếp điểm cấp nguồn relay (lúc này có giá trị khác không) nên làm relay hoạt động đóng mạch điện thứ hai và relay chỉ đóng mạch khi hiệu điện thế đầu ra có giá trị dương thì mắc thêm một diode giữa op-amp và relay.
Các bài tập cùng chuyên đề
Ngày nay, chất lượng cuộc sống được nâng cao nhờ sự phát triển của khoa học công nghệ. Trong đó, sự phát triển của ngành kĩ thuật điện tử vừa góp phần giải phóng sức lao động, vừa giảm sự phụ thuộc vào quá trình điều khiển của con người, mạch đóng ngắt đèn đường tự động là một ví dụ. Các mạch điện ứng dụng này sử dụng những thiết bị điện tử gì và hoạt động theo nguyên tắc nào?
Tìm hiểu tài liệu và trình bày ngắn gọn nguyên tắc hoạt động của một số thiết bị đầu ra.
Hãy kể tên các linh kiện điện tử được sử dụng trong mạch đóng ngắt tự động.
Tìm các linh kiện điện tử trong sơ đồ ở Hình 9.4 tương ứng với các khối trong sơ đồ ở Hình 9.2.
Tìm các linh kiện điện tử trong sơ đồ ở Hình 9.8 tương ứng với các khối trong sơ đồ ở Hình 9.6.
Hình 9.8 bên dưới là các mạch bật dèn LED khi trời sáng và khi trời tối. Hãy tìm hiểu nguyên lí hoạt động, tiến hành lắp mạch điện tự động bật đèn sáng khi trời tối.
Tìm hiểu và nêu một số ứng dụng của mạch op-amp - LED trong thực tế.
Dựa vào Hình 9.10, trình bày cách xác định giá trị của nhiệt độ t khi biết giá trị của hiệu điện thế U tương ứng.
Tìm các linh kiện điện tử trong sơ đồ Hình 9.11 tương ứng với các khối trong sơ đồ ở Hình 9.9.
Hình 9.11 là một mạch điện op-amp - CM dùng để đo nhiệt độ. Hãy tìm hiều nguyên lí hoạt động, tiến hành lập mạch điện và sử dụng do nhiệt độ tại một khu vực mà em chọn.
Dựa vào các tài liệu đa phương tiện để viết một bài luận ngắn hoặc dùng một video trình bày một số ứng dụng của các thiết bị đầu ra đã được học.
Thiết kế mạch điện ứng dụng mạch op-amp – relay và op-amp – LED đáp ứng yêu cầu sau: Một căn phòng có sử dụng lò sưởi, khi nhiệt độ trong phòng giám đến giá trị T1, cho trước đèn LED 1 báo hiệu bật sáng, lò sưởi được khởi động. Khi nhiệt đó trong phòng tăng đến giá trị T2 cho trước thì đèn LED 1 tắt, đèn LED 2 sáng, đồng thời là sưởi được cho ngừng hoạt động.
Chúng ta đã biết, tín hiệu từ cảm biến được bộ xử lí sử dụng để tạo ra một hiệu điện thế. Hiệu điện thế này có thể được dùng để điều khiển nhiều thiết bị như hiển thị độ nóng, lạnh, bật tắt một mạch điện hay đo một đại lượng vật lí,... Các thiết bị như vậy là thiết bị đầu ra. Các thiết bị đầu ra hoạt động như thế nào?
Trong hình 2.5, đầu vào V+ có ghép với cảm biến nhiệt độ và đầu vào V− của op-amp có mạch chia điện thế. Sự sáng, tối của LED có cho ta biết được vùng nhiệt độ của môi trường tác động lên cảm biến nhiệt độ hay không?
Vì sao không thể mắc trực tiếp phụ tải với đầu ra của op-amp?
Trong Hình 2.6, khi cuộn dây của relay chưa có dòng điện, tiếp điểm A1, A2 tiếp xúc với nhau hay không tiếp xúc với nhau?
Thảo luận để nêu được hai tác dụng của diode D2 trong sơ đồ Hình 2.7.
Đặt cảm biến nhiệt độ ở mạch op-amp - vôn kế và một nhiệt kế vào bình nước có nhiệt độ thay đổi để làm gi?
Thiết kế hệ thống dùng LED làm tín hiệu cảnh báo nhiệt độ vượt ngưỡng
Dụng cụ
- Nguồn điện 5 V.
- Phần tử cảm biến nhiệt độ có điện thế ở đầu ra được tính theo biểu thức Vcb = 0,01t, với t là nhiệt độ nơi đặt nó.
- Op-amp.
- Các điện trở R1 và R2.
- Điện thế đầu ra Vcb của cảm biến được đưa trực tiếp vào cổng (+).
- Điện thế V− được trích từ nguồn 5V qua mạch chia thể gồm điện trở R1 và R2
Yêu cầu
- Vẽ sơ đồ mạch điện.
- Tính điện thế ra Vcb của cảm biến khi nhiệt độ môi trường bằng 30°C.
- Giả sử R1 =470Ω, R2=6,8kΩ
LED sáng hay tối khi nhiệt độ là:
a) 25°C
b) 70°C
- Cho R1 = 1 kΩ, tìm R2 để LED sáng khi nhiệt độ vượt ngưỡng 60°C.
Dự án tìm hiểu các thiết bị đầu ra.
1. Thảo luận các câu hỏi định hướng:
Khi mặc relay ở đầu ra của op-amp, chúng ta cần quan tâm đến những yếu tố kỉ thuật nào?
2. Thảo luận, thống nhất nội dung cần tìm hiểu
3. Lập kế hoạch, thực hiện dự án của nhóm
Xác định các nhiệm vụ cần thực hiện để hoàn thành dự án tìm hiểu, phân chia nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm xác định thời hạn hoàn thành, phương tiện khảo sát, thu thập, xử lí thông tin và sản phẩm dự kiến.
4. Thực hiện dự án, báo cáo và thảo luận
Tiến hành tìm hiểu, thu thập, xử lí thông tin theo kế hoạch và trình bày ở lớp.
Thảo luận, nhận xét để thấy được vai trò của từng thiết bị đầu ra.
Báo cáo về quá trình thực hiện và kết quả dự án tìm hiểu.
