Giáo trình điện tử công nghiệp

Giáo trình điện tử công nghiệp Lời nói đầu Theo xu hướng phát triển của nền khoa học kỹ thuật hiện đại, nhiều thành tựu mới trong kỹ thuật điện tử, điện tử số… đã được ứng dụng rộng khắp trong các lĩnh vực công nghiệp. Nước ta đã và sẽ nhập nhiều các máy móc, thiết bị rất hiện đại nên đòi hỏi người kỹ sư phải có các kiến thức tiên tiến, không ngừng nâng cao trình độ … mới có thể nắm bắt, xử lý được các công nghệ hiện đại trên. Do vậy, nếu trước đây môn học Điện tử công nghiệp chỉ là một môn học trong chương trình học của khối kỹ thuật thì nay đã phát triển rất nhanh và trở thành một chuyên ngành trong các trường đại học và trung học chuyên nghiệp. Cụ thể tại trường Đại học sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, môn học này đã trở nên một trong nhiều chuyên ngành mà sinh viên ngành điện tử phải chọn khi thi vào trường. Các môn học tiên quyết của môn học này là: Kỹ thuật điện đại cương, Kỹ thuật điện tử … nói chung là các môn cơ bản của chuyên ngành điện – điện tử. Do đây là bài giảng về Điện tử công nghiệp dành riêng cho sinh viên đại học các ngành không chuyên điện nên nội dung biên soạn trong giáo trình chủ yếu mang tính định tính, ít định lượng. Mong muốn sao cho các sinh viên không chuyên điện hiểu được các vấn đề cơ bản về Điện tử công nghiệp để sau này ứng dụng vào công việc thực tiễn tại các nhà máy xí nghiệp. Nếu muốn tìm hiểu sâu hơn về chuyên ngành này, có thể tham khảo giáo trình Điện tử công nghiệp dành cho sinh viên chuyên ngành Điện tử sẽ ra mắt bạn đọc sau giáo trình này trong một khoảng thời gian không xa. Mặc dù vậy nhưng nội dung vẫn khá đầy đủ các ý chính của môn học Điện tử công nghiệp như với sinh viên chuyên điện (chỉ thiếu phần AVR máy phát điện đồng bộ). Điểm khác cơ bản là nội dung được trình bày trong giáo trình này chỉ mang tính giới thiệu nguyên lý hoạt động, cơ sở lý luận và các ứng dụng thực tiễn không đi vào các thiết kế chuyên sâu. Cụ thể bài giảng được phân thành các chương như sau: - Chương 1: Cảm biến / Công tắc không tiếp điểm. - Chương 2: Gia nhiệt trong công nghiệp, máy hàn điện trở. - Chương 3: Điều khiển theo chương trình - PLC. - Chương 4: Điều khiển tốc độ động cơ điện. Mỗi chương trong tài liệu đều được trình bày từ dễ đến khó, từ thấp đến cao, luôn coi trọng các khái niệm, định nghĩa cùng các ứng dụng thực tiễn, giúp người đọc dễ dàng tiếp cận với các công nghệ mới ứng dụng điện tử công nghiệp. Sau mỗi chương Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - tài liệu có các câu hỏi và bài tập củng cố kiến thức giúp sinh viên ôn tập lại các kiến thức cốt lõi trong chương. Để nâng cao tính tích cực vận động trong sinh viên, trong bài giảng này người viết đã đưa thêm vào chương 4 việc dạy và học ứng dụng truyền thông đa phương tiện (Multimedia) qua giáo trình điện tử: “Thực hành lập trình vi điều khiển / vi xử lý ứng dụng truyền thông đa phương tiện” của cùng tác giả. Có thể nói việc “thầy dạy bằng đa phương tiện, trò học bằng đa giác quan” sẽ làm tăng khối lượng kiến thức truyền đạt trong khi số giờ lên lớp không thay đổi. Nghĩa là ngoài bài giảng truyền thống còn có tài liệu điện tử dạng truyền thông đa phương tiện đi kèm giúp sinh viên dễ dàng tiếp thu kiến thức theo đúng qui luật nhận thức: “từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng”. Sắp tới đây chúng tôi sẽ giới thiệu một tài liệu về Điện tử Công nghiệp dạng truyền thông đa phương tiện dành riêng cho sinh viên chuyên ngành Điện – Điện tử (nội dung sẽ kết hợp với các ví dụ mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng). Với tài liệu tham khảo này, các chuyên đề trong lĩnh vực Điện tử công nghiệp sẽ được trình bày một cách chi tiết hơn. Mặc dù đã làm việc với một tinh thần khẩn trương và trách nhiệm, song do thời gian và trình độ có hạn chắc chắn tập bài giảng điện tử không thể tránh khỏi những sai sót nhất định, rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ độc giả để có thể hoàn chỉnh tập bài giảng trong lần tái bản sau. Mọi đóng góp xin gửi về Bộ môn Điện tử công nghiệp, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh. T.p Hồ Chí Minh, tháng 10/2010 Tác giả Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baøi giaûng Ñieän töû coâng nghieäp Gvth: GVC. ThS Nguyeãn Phöông Quang MUÏC LUÏC Chöông 1: CAÛM BIEÁN / COÂNG TAÉC KHOÂNG TIEÁP ÑIEÅM. 1.1 Khaùi nieäm cô baûn 1.2 Caûm bieán quang………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1.2.1 Hieäu öùng quang ñieän 1.2.2 Caùc linh kieän quang ñieän thoâng duïng 1.2.2.1 Ñieän trôû quang 1.2.2.2 Diode quang 1.2.2.3 Transistor quang 1.2.2.4 Diode phaùt quang 1.2.2.5 Gheùp quang 1.2.2.6 Pin maët trôøi 1.2.2.7 Caùp quang (tô quang daãn) 1.2.3 Maïch ñieän ñieån hình 1.3 Caûm bieán nhieät……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 1.3.1 Caùc linh kieän nhieät thoâng duïng 1.3.1.1 Ñieän trôû nhieät Nickel, Platin 1.3.1.2 Ñieän trôû nhieät PTR vaø NTR 1.3.1.3 Caëp nhieät ñieän 1.3.1.4 Vi maïch caûm bieán nhieät (LM 35) 1.3.2 Maïch ñieän ñieån hình 1.4 Caûm bieán töø…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1.4.1 Khaùi nieäm cô baûn 1.4.2 Caûm bieán HALL 1.4.2.1 Hieäu öùng Hall 1.4.2.2 Caáu truùc cuûa caûm bieán Hall 1.4.2.3 ÖÙng duïng cuûa caûm bieán Hall 1.5 Moät soá daïng caûm bieán thoâng duïng…………………………………………………………………………………… 1.5.1 Maïch nhaän bieát söï dòch chuyeån 1.5.2 Maïch ñeám 1.5.3 Maïch doø khuyeát taät trong kim loaïi 1.5.4 Heä thoáng daây chuyeàn saûn xuaát töï ñoäng Trang 1 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baøi giaûng Ñieän töû coâng nghieäp Gvth: GVC. ThS Nguyeãn Phöông Quang 1.6 Moät soá maïch ñieän caûm bieán thoâng duïng………………………………………………………………….. 1.6.1 Caûm bieán töø 1.6.2 Caûm bieán möïc nöôùc 1.6.3 Caûm bieán thu – phaùt hoàng ngoaïi 1.6.4 Coâng ngheä RFID (Radio Frequency Identification) Chöông 2: GIA NHIEÄT TRONG COÂNG NGHIEÄP, MAÙY HAØN ÑIEÄN TRÔÛ 2.1 Loø ñieän trôû 2.1.1 Khaùi nieäm cô baûn 2.1.2 Sô ñoà khoáng cheá loø 2.2 Loø hoà quang……………………………………………………………………………………………..……………………………………………………… 2.2.1 Khaùi nieäm cô baûn 2.2.2 Sô ñoà khoáng cheá loø 2.3 Loø caûm öùng………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2.3.1 Khaùi nieäm cô baûn 2.3.2 Sô ñoà khoáng cheá loø 2.4 Giôùi thieäu maùy haøn tieáp xuùc……………………………………………………………………………………………………… 2.4.1 Giôùi thieäu – nguyeân lyù laøm vieäc 2.4.2 Chu kyø laøm vieäc cuûa maùy haøn ñieåm 2.4.3 Maïch ñieän maùy haøn tieáp xuùc ñieån hình Chöông 3: ÑIEÀU KHIEÅN THEO CHÖÔNG TRÌNH / PLC 3.1 Khaùi nieäm cô baûn 3.1.1 Ñieàu khieån vaø ñieàu khieån töï ñoäng 3.1.2 Giôùi thieäu caùc heä thoáng ñieàu khieån 3.1.2.1 Heä thoáng ñieàu khieån duøng rô-le, thieát bò cô khí 3.1.2.2 Heä thoáng ñieàu khieån duøng maïch ñieän töû 3.1.2.3 Heä thoáng ñieàu khieån duøng kyõ thuaät vi xöû lyù / vi ñieàu khieån 3.1.2.4 Heä thoáng ñieàu khieån duøng maùy tính 3.1.3 Giôùi thieäu thieát bò ñieàu khieån theo chöông trình-PLC Trang 2 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baøi giaûng Ñieän töû coâng nghieäp Gvth: GVC. ThS Nguyeãn Phöông Quang 3.2 Caáu truùc phaàn cöùng cuûa PLC……………………………………………………………………………………………………. 3.2.1 Boä xöû lyù trung taâm 3.2.2 Boä nhôù 3.2.3 Khoái vaøo / ra 3.2.4 Thieát bò laäp trình 3.3 Cô cheá hoaït ñoäng PLC……………………………………………………………………………………………………………………… 3.4 Laäp trình treân PLC…………………………………………………………………………………………………………………………………. 3.4.1 Giôùi thieäu ngoân ngöõ laäp trình 3.4.1.1 Caùc leänh cô baûn 3.4.1.2 Caùc ví duï minh hoaï 3.4.2 Caùc baøi toaùn ñieån hình 3.4.2.1 Ñieàu khieån ñoäng cô coù baûo veä ñieåm khoâng 3.4.2.2 Ñieàu khieån ñaûo chieàu quay ñoäng cô 3.5 Nhöõng öùng duïng cuûa PLC trong coâng nghieäp…………………………………………………… 3.5.1 Ñieàu khieån robot 3.5.2 Heä thoáng saûn xuaát linh hoaït (Flexible Manufaturing System-FMS) 3.5.3 Ñieàu khieån quaù trình 3.5.4 Truyeàn daãn tín hieäu giöõa caùc thieát bò töï ñoäng Chöông 4: ÑIEÀU KHIEÅN TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN 4.1 Khaùi nieäm cô baûn 4.2 Giôùi thieäu caùc ñoäng cô ñieän thoâng duïng…………………………………………………………………. 4.2.1 Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp / song song 4.2.2 Ñoäng cô ñieän vaïn naêng 4.2.3 Ñoäng cô ñieän moät chieàu khoâng choåi than 4.2.4 Ñoäng cô ñieän xoay chieàu khoâng ñoàng boä 3 pha 4.2.5 Ñoäng cô böôùc 4.3 Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp…………… 4.3.1 Nguyeân taéc ñieàu khieån 4.3.2 Maïch ñieän ñieån hình 4.4 Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô ñieän vaïn naêng…………………………………………………………… 4.4.1 Nguyeân taéc ñieàu khieån Trang 3 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baøi giaûng Ñieän töû coâng nghieäp Gvth: GVC. ThS Nguyeãn Phöông Quang 4.4.2 Maïch ñieän ñieån hình 4.5 Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô ñieän moät chieàu khoâng choåi than 4.5.1 Nguyeân taéc ñieàu khieån 4.5.2 Maïch ñieän ñieån hình 4.6 Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô ñieän xoay chieàu khoâng ñoàng boä 3 pha 4.6.1 Nguyeân taéc ñieàu khieån 4.6.2 Phöông phaùp ñieàu cheá theo beà roäng xung 4.6.3 Phöông phaùp ñieàu khieån saùu böôùc 4.6.4 Phöông phaùp ñieàu cheá vector khoâng gian 4.7 Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô böôùc…………………………………………………………………………………………. 4.7.1 Nguyeân taéc ñieàu khieån 4.7.2 Maïch ñieän ñieån hình 4.8 ÖÙng duïng vi xöû lyù/vi ñieàu khieån trong ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô 4.8.1 Kieán thöùc cô baûn 4.8.2 Giôùi thieäu caùch söû duïng taøi lieäu ñieän töû 4.8.3 Caùc baøi toaùn minh hoaï 4.8.4 Caùc baøi taäp cuûng coá Trang 4 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chöông 1: Caûm bieán - coâng -taéc khoâng tieáp ñieåm Gv: Nguyeãn Phöông Quang ________________________________________________________________________________Chöông 1 CAÛM BIEÁN / COÂNG-TAÉC KHOÂNG TIEÁP ÑIEÅM Chöông naøy giôùi thieäu veà caùc heä thoáng caûm bieán söû duïng roäng raõi trong coâng nghieäp. Ta seõ khaûo saùt baèng caùch naøo heä thoáng maùy moùc thieát bò trong coâng nghieäp coù theå hieåu vaø xöû lyù ñöôïc caùc tín hieäu töï nhieân, ña phaàn laø caùc tín hieäu khoâng ñieän. 1.1 KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN Caûm bieán – sensor: xuaát phaùt töø chöõ “sense” nghóa laø giaùc quan – do ñoù noù nhö caùc giaùc quan trong cô theå con ngöôøi. Nhôø caûm bieán maø maïch ñieän, heä thoáng ñieän coù theå thu nhaän thoâng tin töø beân ngoaøi. Töø ñoù, heä thoáng maùy moùc, ñieän töû töï ñoäng môùi coù theå hieån thò thoâng tin veà ñaïi löôïng ñang caûm nhaän hay ñieàu khieån quaù trình hoaït ñoäng theo moät chöông trình ñònh tröôùc coù khaû naêng thay ñoåi moät caùch uyeån chuyeån theo moâi tröôøng hoaït ñoäng. Ñeå deã hieåu coù theå so saùnh caûm nhaän cuûa caûm bieán qua 5 giaùc quan cuûa ngöôøi nhö baûng 1.1 sau: Baûng 1.1: Caûm bieán vaø 5 giaùc quan con ngöôøi 5 giaùc quan Thay ñoåi moâi tröôøng Thieát bò caûm bieán Thò giaùc Xuùc giaùc Vò giaùc Thính giaùc Khöùu giaùc AÙnh saùng/ hình daïng/ kích thöôùc/ vò trí/xa gaàn/maøu saéc AÙp suaát/ nhieät ñoä/ côn ñau/ tieáp xuùc/ tieäm caän/ aåm/ khoâ Ngoït/ noùng/ chua/ cay/ maën/ beùo Aâm traàm/ aâm boång/ soùng aâm/ aâm löôïng Muøi cuûa caùc chaát khí/ chaát loûng Camera thu hình Caûm bieán quang Nhieät trôû, caûm bieán tieäm caän, caûm bieán ñoä rung ñoäng Ño löôïng ñöôøng trong maùu Mi-croâ, caûm bieán soùng sieâu aâm Ño ñoä coàn/ thieát bò caûm nhaän khí gas Do caûm bieán raát ña daïng neân coù theå phaân loaïi caûm bieán theo nhieàu caùch khaùc nhau nhö: daïng tín hieäu ngoõ vaøo caûm bieán; nguyeân lyù caûm bieán: caûm bieán tích cöïc, caûm bieán thuï ñoäng; tính chaát caûm bieán: caûm bieán cô, caûm bieán ñieän … Thoâng thöôøng ngöôøi ta phaân chia caûm bieán theo daïng tín hieäu ngoõ vaøo maø boä caûm bieán seõ chuyeån ñoåi. Vôùi caùch phaân chia naøy, coù theå phaân chia caûm bieán theo caùc daïng nhö sau: caûm bieán quang; caûm bieán nhieät; caûm bieán töø (töø tröôøng); caûm bieán aâm thanh; caûm bieán ñoä aåm, caûm bieán cô, caûm bieán toác ñoä, caûm bieán löu löôïng doøng chaûy … Minh hoaï treân hình 1.1. ________________________________________________________________________________________________________ Trang 7 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baøi giaûng Ñieän töû coâng nghieäp Tín hieäu/ Döõ lieäu ngoõ ra Doø tìm/ Chuyeån ñoåi Thay ñoåi cuûa moâi tröôøng Hình 1.1: Minh hoaï chöùc naêng cuûa caûm bieán CAÛM BIEÁN Khoái löôïng Vò trí AÙnh saùng Nhieät -Ñieàu khieån thieát bò -Hieån thò döõ lieäu Döïa vaøo caûm bieán, ngöôøi ta cheá taïo neân caùc boä coâng taéc khoâng tieáp ñieåm. Caùc boä coâng taéc naøy chòu ñöôïc caùc yeâu caàu laøm vieäc khaéc nghieät nhö laøm vieäc trong moâi tröôøng coù chaát aên moøn, rung ñoäng lieân tuïc, deã chaùy noå, yeâu caàu veà toác ñoä vaø taàn soá chuyeån maïch lôùn … Caáu taïo moät coâng taéc khoâng tieáp ñieåm bao goàm moät boä caûm bieán vaø khoái khueách ñaïi, xöû lyù tín hieäu giuùp vieäc chuyeån ñoåi tín hieäu töø khoâng ñieän sang tín hieäu ñieän ñöôïc chính xaùc vaø oån ñònh. Chính söï chuyeån maïch khoâng tieáp xuùc naøy ñaõ thoaû maõn caùc yeâu caàu maø heä thoáng ñoøi hoûi trong khi chuyeån maïch coù tieáp xuùc khoâng theå ñaùp öùng ñöôïc. Nhiệt ngẫu Điện trở gia nhiệt đây rồi! À! Cảm biến Phần tử đóng cắt Mạch điều khiển Hình 1.2: Caáu taïo moät loø saáy söû duïng maïch ñieàu khieån nhieät ño Coù theå minh hoaï hình aûnh cuûa moät boä coâng taéc khoâng tieáp ñieåm duøng trong moät loø saáy nhö hình 1.2. Trong loø coù ñieän trôû gia nhieät nhaèm caáp nhieät cho loø, giuùp loø luoân coù nhieät ñoä oån ñònh trong möùc ñaët tröôùc. Taàn suaát ñoùng caét cuûa ñieän trôû naøy tuyø thuoäc vaøo boä ñieàu khieån nhieät ñoä ñieàu tieát phaàn töû ñoùng caét ñieän cho ñieän trôû. Tín hieäu ngoõ vaøo cuûa boä ñieàu khieån nhieät ñoä ñöôïc laáy ngay treân nhieät ñoä loø thoâng qua nhieät ngaãu. Roõ raøng taïi nhieät ngaãu khoâng heà coù moät tieáp ñieåm cô khí naøo nhöng ñieän trôû vaãn ñöôïc ñoùng caét nguoàn ñieän cung caáp ñeå duy trì nhieät ñoä loø luoân ôû moät möùc ñònh tröôùc. Do vaäy, ngöôøi ta coøn goïi heä naøy laø coâng taéc khoâng tieáp ñieåm. Trang 8 Simpo PDF Merge and Split U re istered Version - Chöông 1: Caûm bieán - coâng -taéc khoâng tieáp ñieåm Gv: Nguyeãn Phöông Quang Neáu nhö vaøi thaäp nieân tröôùc ñaây, thuaät ngöõ “ngoâi nhaø thoâng minh” chæ coù trong phim vieãn töôûng hay trí töôûng töôïng cuûa con ngöôøi thì nay nhöõng ñieàu töôûng töôïng ñoù ñaõ trôû thaønh hieän thöïc! Ñoùng goùp raát lôùn trong vieäc kieán taïo neân caùc ngoâi nhaø thoâng minh ñoù phaûi keå ñeán vai troø cuûa caùc caûm bieán. Maëc duø chi phí ñaàu tö cho thieát keá vaø cheá taïo caûm bieán raát cao nhöng do taàm quan troïng cuûa caûm bieán trong thöïc tieãn sinh hoaït, saûn xuaát … ngöôøi ta vaãn tieáp tuïc khoâng ngöøng ñaàu tö cho lónh vöïc naøy. Do vaäy maø chuûng loaïi cuõng nhö chaát löôïng cuûa caûm bieán lieân tuïc phaùt trieån. Sau ñaây seõ giôùi thieäu laø moät soá caûm bieán thoâng duïng. 1.2 CAÛM BIEÁN QUANG Ñaây laø thieát bò caûm nhaän tín hieäu aùnh saùng, bieán chuùng thaønh tín hieäu ñieän giuùp maïch ñieän xöû lyù toát caùc tình huoáng trong thöïc teá. AÙnh saùng ôû ñaây phaûi ñöôïc hieåu laø aùnh saùng vôùi moät daõy taàn soá raát roäng maø trong ñoù aùnh saùng thaáy ñöôïc chæ naèm trong moät daõy taàn soá khaù heïp. Minh hoaï qua hình 1.3. Phoå aùnh saùng thaáy ñöôïc coù böôùc soùng töø 400nm ñeán 700nm. Böôùc soùng ngaén hôn coù tia cöïc tím (ultra-violet) vaø tia X, böôùc soùng daøi hôn coù hoàng ngoaïi (infra-red). Trong hình naøy cuõng trình baøy chi tieát caùc phoå maøu cuûa caùc LED ñang söû duïng phoå bieán. ________________________________________________________________________________________________________ Trang 9 Hình 1.3: Phoå aùnh saùng X-RAY ULTRA-VIOLET VISIBLE NEAR-INFRARED MID-INFRARED FAR-INFRARED 1nm 400 nm 3 μm 30μm Visible Blue LEDs Visible Red LEDs InfraRed LEDs Visible Green LEDs 500nm 700nm 600 nm 300 nm 100 nm 900 nm 800 nm 1μm Linh kieän söû duïng trong caûm bieán quang raát phong phuù veà chuûng loaïi cuõng nhö hình daïng. ÔÛ ñaây chæ giôùi thieäu veà caùc linh kieän quang ñieän töû. Caùc linh kieän ñieän töû söû duïng trong caûm bieán naøy chuû yeáu laøm vieäc theo hieäu öùng quang ñieän. 1.2.1 Hieäu öùng quang ñieän ÔÛ ñaây chæ trình baøy caùc yù chính trong hieäu öùng quang ñieän giuùp sinh vieân deã daøng naém baét noäi dung caùc phaàn sau. Hieäu öùng quang ñieän coù theå chia thaønh hai loaïi: hieäu öùng quang daãn vaø hieäu öùng quang noái. 1.2.1.1 Hieäu öùng quang daãn Khi vaät daãn ñieän ñöôïc aùnh saùng roïi vaøo thì ñoä daãn ñieän cuûa noù seõ thay ñoåi. Höôùng thay ñoåi tuyø thuoäc vaøo tính chaát cuûa vaät lieäu caáu thaønh. Ví duï: khi roïi saùng chaát baùn daãn seõ laøm gia taêng caùc haït taûi ñieän ña soá (loã vaø ñieän töû), do ñoù taêng tính daãn ñieän cho khoái baùn daãn naøy, trong khi ñoù cuõng laøm nhö treân cho kim loaïi hay hôïp kim thì laïi laøm giaûm ñoä daãn ñieän cuûa vaät daãn. 1.2.1.1 Hieäu öùng quang noái Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baøi giaûng Ñieän töû coâng nghieäp Moät moái noái P-N khi ñöôïc roïi saùng seõ phaùt ra moät söùc ñieän ñoäng. Söùc ñieän ñoäng naøy tæ leä vôùi cöôøng ñoä aùnh saùng roïi vaøo moái noái vaø coù giaù trò ngöôõng tuyø thuoäc vaøo vaät lieäu caáu thaønh neân moái noái (Silicium hay Germanium). 1.2.2 Caùc linh kieän quang ñieän thoâng duïng 1.2.2.1 Quang trôû (Photo Resistor) Quang trôû coøn ñöôïc goïi laø ñieän trôû coù giaù trò tuyø thuoäc vaøo aùnh saùng LDR (Light Dependent Resistor) laø linh kieän coù ñieän trôû thay ñoåi theo cöôøng ñoä aùnh saùng chieáu vaøo. Kyù hieäu nhö hình 1.4. Nguyeân taéc laøm vieäc döïa treân hieäu öùng quang daãn: ñoä daãn ñieän treân quang trôû tuyø thuoäc vaøo aùnh saùng roïi treân noù. Minh hoaï qua ñaëc tuyeán treân hình 1.4: Kyù hieäu Hình 1.4: Kyù hieäu vaø ñaëc tuyeán quang trôû. 1.2.2.2 Diode quang (Photo Diode) Diode quang laøm vieäc döïa treân hieäu öùng quang daãn. Caáu taïo töø moät lôùp tieáp giaùp P-N laøm vieäc ôû cheá ñoä phaân cöïc nghòch, do ñoù ôû ñieàu kieän bình thöôøng linh kieän gaàn nhö khoâng daãn ñieän. Khi aùnh saùng roïi vaøo kích thích caùc loã vaø ñieän töû böùt khoûi maïng lieân keát, gia taêng haït taûi ñieän ña soá daãn ñeán thay ñoåi ñaùng keå giaù trò doøng ñieän ngöôïc chaïy qua diode. Kyù hieäu vaø ñaëc tuyeán laøm vieäc treân hình 1.5. (KΩ) Ф 0 1500 10 20 1 (lm/m2) Ф1 Ф3 Ф2 Ф4 Ф1> Ф2 > Ф3 > Ф4 (volt) ID VAK 0 (mA) R Hình 1.5: Kyù hieäu vaø ñaëc tuyeán quang diode. 1.2.2.3 Transistor quang (Photo Transistor) Vaãn coù 3 lôùp baùn daãn nhö caùc BJT thoâng thöôøng nhöng cöïc B hôû maïch. Ngöôøi ta thay ñoåi doøng IC baèng caùch thay ñoåi cöôøng ñoä aùnh saùng chieáu vaøo (thay vì ñieàu khieån doøng IB ñeå khoáng cheá IC nhö caùc BJT bình thöôøng khaùc). Kyù hieäu vaø ñaëc tính volt-amper cuûa moät phototransistor ñieån hình nhö hình 1.6: Trang 10 Simpo PDF Merge and Split U re istered Version - Chöông 1: Caûm bieán - coâng -taéc khoâng tieáp ñieåm Gv: Nguyeãn Phöông Quang (mA) I C VCE (volt) 0 Ф1 Ф2 Ф3 Ф4 E Ф1> Ф2 > Ф3 > Ф4 C Hình 1.6: Kyù hieäu vaø ñaëc tuyeán quang transistor. Qua ñaëc tuyeán ta nhaän thaáy vai troø cuûa cöôøng ñoä aùnh saùng roïi vaøo töông töï nhö vai troø cuûa IB. Do ñoù ñoä daãn ñieän giöõa C vaø E tuyø thuoäc vaøo cöôøng ñoä roïi saùng treân mieàn B. Cöôøng ñoä roïi saùng caøng lôùn thì maät ñoä böùc xaï caùc haït ñieän töû vaø loã troáng caøng maïnh khieán cho doøng qua hai cöïc C vaø E caøng deã daøng hoaëc ngöôïc laïi. 1.2.2.4 Diode phaùt quang (Light Emitting Diode: