Điện tử và điều khiển

Mỗi linh kiện có một chức năng và đại lượng đặc trưng. Bảng sau giúp nhận biết vai trò chính của các linh kiện thường gặp trước khi đọc sơ đồ mạch. | Linh kiện | Vai trò, đại lượng đặc trưng | |---|---| | Điện trở | Hạn dòng, phân áp; R tính bằng Ω | | Tụ điện | Tích điện, tích năng lượng điện trường; điện dung C tính bằng F | | Cuộn cảm | Tích năng lượng từ trường, chống biến đổi nhanh dòng qua nó; L tính bằng H | | Diode | Trong mô hình lí tưởng dẫn thuận, chặn ngược | | Transistor | Có thể khuếch đại hoặc đóng cắt tùy mạch | | IC | Tích hợp nhiều phần tử để thực hiện chức năng | Linh kiện có giới hạn điện áp, dòng, công suất và có thể có phân cực. Diode thật không chặn mọi điện áp ngược vô hạn; LED cần dòng phù hợp. Mã tụ theo quy ước ba chữ số: hai số đầu là trị số, số cuối là số mũ của 10, đơn vị pF. Ví dụ 104 là 10 × 10⁴ pF = 100 nF = 0,1 µF. Nếu đề cho K là ±10%, dung sai áp dụng quanh giá trị danh định, không phải đổi đơn vị.

Tín hiệu số dùng các mức rời rạc, thường biểu diễn 0 và 1; không có nghĩa mọi mạch đều dùng đúng 0 V và 5 V. Bảng chân trị cho biết đầu ra theo từng tổ hợp đầu vào. | A, B | AND; OR; NAND | |---|---| | 0, 0 | 0; 0; 1 | | 0, 1 | 0; 1; 1 | | 1, 0 | 0; 1; 1 | | 1, 1 | 1; 1; 0 | AND cho 1 khi cả hai bằng 1; OR khi ít nhất một bằng 1; NAND là đảo kết quả AND. NOT có một đầu vào và đảo 0 thành 1, 1 thành 0. Ví dụ $Y=(A\lor B)\land C$ với A = 0, B = 1, C = 1: trong ngoặc OR cho 1, rồi AND với 1 cho Y = 1. Làm từng cổng theo ngoặc thay vì đoán theo một đầu vào. Mạch tổ hợp có đầu ra phụ thuộc đầu vào hiện tại; mạch có trạng thái nhớ, như bộ đếm, còn phụ thuộc trạng thái trước. Nhị phân dùng trọng số lũy thừa 2: $1101_2=1\times8+1\times4+0\times2+1=13_{10}$.

Vi điều khiển là một mạch tích hợp có thể lập trình để thực hiện nhiệm vụ tính toán và điều khiển. Ba thành phần cơ bản là bộ xử lí, bộ nhớ và các khối vào/ra. Bộ nhớ lưu chương trình, dữ liệu; bộ xử lí thực hiện lệnh; các khối vào/ra trao đổi tín hiệu với thiết bị bên ngoài. Một hệ thống điều khiển thường làm việc theo chuỗi: **cảm biến → xử lí → tầng công suất → cơ cấu chấp hành**. Cảm biến nhận thông tin từ môi trường. Nếu tín hiệu cảm biến là tín hiệu tương tự còn vi điều khiển xử lí dữ liệu số, bộ ADC sẽ chuyển tín hiệu tương tự thành số. Tầng công suất nhận lệnh điều khiển và cấp năng lượng phù hợp cho động cơ hoặc cơ cấu chấp hành. Nếu quy tắc là nhiệt độ ≥ 30 °C thì bật, tại đúng 30 °C phải bật. Nếu bật ở 30 °C, chỉ tắt khi xuống 28 °C, hai ngưỡng giúp tránh bật tắt liên tục gần một ngưỡng; trong khoảng giữa, trạng thái còn phụ thuộc trước đó. Đo độ ẩm sau tưới để quyết định dừng bơm là phản hồi: kết quả tác động được đưa trở lại khâu xử lí. Dữ liệu vượt dải hợp lệ cần được kiểm tra và xử lí lỗi, không đưa lệnh mù quáng. Trong truyền thông, điều chế đưa thông tin lên sóng mang; giải điều chế tách thông tin cần thu từ tín hiệu đã điều chế. Nghề điện tử có thiết kế, chế tạo, kiểm tra, sửa chữa, lập trình điều khiển; cần đọc mạch, đo kiểm và làm việc có quy trình.