Bài 14: Mạch điều khiển tín 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.

• Thông báo quá áp, quá nhiệt độ, cháy nổ,...

Thông báo về những thông tin cần thiết cho con người thực hiện theo hiệu lệnh.

• Đèn xanh, đèn đỏ tín hiệu giao thông,...

Làm các thiết bị trang trí bằng điện tử.

• Bảng quảng cáo, biển hiệu,...

Thông báo về tình trạng hoạt động của máy móc

• Tín hiệu thông báo nguồn, âm lượng của âm thanh,...

Sơ đồ khối nguyên lý chung của mạch điều khiển tín hiệu :

Khối 1: Nhận lệnh: Nhận tín hiệu từ các cảm biến rồi chuyển đến khối xử lí

Khối 2: Xử lý: Điều chế các tín hiệu theo một nguyên tắc nào đó rồi phát tín hiệu điều khiển (ra lệnh) → khối khuếch đại.

Khối 3: Khuếch đại: Khuếch đại tín hiệu này lên đến công suất cần thiết đưa sang khối chấp hành.

Khối 4: Chấp hành: Phát tín hiệu cảnh báo (chuông, đèn, hàng chữ nổi,...và chấp hành lệnh.)

Sau khi nhận lệnh báo hiệu từ một cảnh báo của một cảm biến, mạch điều khiển sẽ xử lý tín hiệu đã nhận, điều chế theo một nguyên tắc nào đó.

Sau khi xử lý xong tín hiệu được khuếch đại đến công suất hợp lý và đưa tới khối chấp hành.

Khối chấp hành sẽ phát lệnh báo hiệu bằng chuông, bằng đèn, hàng chữ …

Ví dụ : Mạch bảo vệ và điều khiển quá điện áp dùng trong gia đình.

Nhận lệnh:

• 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

Xử lí: 

• VR, R₁ - chỉnh ngưỡng tác động khi quá áp.

• Đ0, R₂ - điôt ổn áp,  đặt ngưỡng tác động cho T₁, T₂.

Khuếch đại:

• 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.

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

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

Con chạy của VR càng cao (càng xa R₁) thì ngưỡng bảo vệ điện áp càng cao. 

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.

• Thông báo quá áp, quá nhiệt độ, cháy nổ,...

Thông báo về những thông tin cần thiết cho con người thực hiện theo hiệu lệnh.

• Đèn xanh, đèn đỏ tín hiệu giao thông,...

Làm các thiết bị trang trí bằng điện tử.

• Bảng quảng cáo, biển hiệu,...

Thông báo về tình trạng hoạt động của máy móc

• Tín hiệu thông báo nguồn, âm lượng của âm thanh,...

Sơ đồ khối nguyên lý chung của mạch điều khiển tín hiệu :

Khối 1: Nhận lệnh: Nhận tín hiệu từ các cảm biến rồi chuyển đến khối xử lí

Khối 2: Xử lý: Điều chế các tín hiệu theo một nguyên tắc nào đó rồi phát tín hiệu điều khiển (ra lệnh) → khối khuếch đại.

Khối 3: Khuếch đại: Khuếch đại tín hiệu này lên đến công suất cần thiết đưa sang khối chấp hành.

Khối 4: Chấp hành: Phát tín hiệu cảnh báo (chuông, đèn, hàng chữ nổi,...và chấp hành lệnh.)

Sau khi nhận lệnh báo hiệu từ một cảnh báo của một cảm biến, mạch điều khiển sẽ xử lý tín hiệu đã nhận, điều chế theo một nguyên tắc nào đó.

Sau khi xử lý xong tín hiệu được khuếch đại đến công suất hợp lý và đưa tới khối chấp hành.

Khối chấp hành sẽ phát lệnh báo hiệu bằng chuông, bằng đèn, hàng chữ …

Ví dụ : Mạch bảo vệ và điều khiển quá điện áp dùng trong gia đình.

Nhận lệnh:

• 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

Xử lí: 

• VR, R₁ - chỉnh ngưỡng tác động khi quá áp.

• Đ0, R₂ - điôt ổn áp,  đặt ngưỡng tác động cho T₁, T₂.

Khuếch đại:

• 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.

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

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

Con chạy của VR càng cao (càng xa R₁) thì ngưỡng bảo vệ điện áp càng cao.