Giáo trình Thực hành Kỹ thuật Điện tử: Đo lường, hàn, lắp mạch ĐHCNHN

Giáo trình thực hành kỹ thuật điện tử của ĐHCNHN hướng dẫn đo lường, kiểm tra linh kiện, làm mạch in, hàn và thiết kế mạch điện cơ bản. Tài liệu cần thiết cho

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Anh
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử
• Đề tài: Thực hành kỹ thuật điện tử
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình thực hành kỹ thuật điện tử ĐH Công nghiệp Hà Nội

Giáo trình thực hành kỹ thuật điện tử là tài liệu đào tạo chính quy do Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội biên soạn năm 2016. Giáo trình phục vụ ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử trình độ đại học. Nhóm tác giả gồm ThS. Nguyễn Ngọc Anh (chủ biên), ThS. Lê Anh Tuấn và ThS. Phạm Xuân Thành đảm nhận biên soạn. Nội dung giáo trình được xây dựng theo hướng thực hành, giúp sinh viên nắm vững kiến thức cơ bản về kỹ thuật điện tử. Tài liệu bao gồm năm bài thực hành cốt lõi. Mỗi bài cung cấp kiến thức và kỹ năng thiết yếu cho người học. Giáo trình không chỉ phục vụ sinh viên ngành Điện tử mà còn mở rộng cho các ngành liên quan như Tự động hóa, Cơ điện tử, Viễn thông. Văn phong cô đọng, dễ hiểu là ưu điểm nổi bật của tài liệu này. Giáo trình đóng vai trò then chốt trong việc chuẩn hóa nội dung giảng dạy thực hành kỹ thuật điện tử tại trường.

1.1. Mục đích và đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình hướng đến việc cung cấp kiến thức thực hành cơ bản về kỹ thuật điện tử cho sinh viên đại học. Đối tượng chính là sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử. Ngoài ra, tài liệu còn phục vụ kỹ thuật viên và sinh viên các ngành Tự động hóa, Cơ điện tử, Viễn thông, Công nghệ phần cứng máy tính. Mục tiêu giúp người học tiếp cận công nghệ điện tử một cách hệ thống. Giáo trình thống nhất nội dung chương trình giảng dạy thực hành trong toàn trường.

1.2. Cấu trúc tổng thể của giáo trình

Giáo trình gồm năm bài thực hành được sắp xếp theo trình tự logic. Bài 1 tập trung đo kiểm tra linh kiện điện tử bằng đồng hồ vạn năng. Bài 2 hướng dẫn kỹ thuật làm mạch in. Bài 3 trình bày kỹ thuật hàn linh kiện điện tử. Bài 4 và bài 5 lần lượt thiết kế mạch nguồn một chiều và mạch khuếch đại cơ bản. Phần đầu giáo trình giới thiệu mục đích, yêu cầu và hướng dẫn sử dụng. Phần cuối gồm tài liệu tham khảo để sinh viên mở rộng kiến thức.

II. Phân tích nội dung các bài thực hành kỹ thuật điện tử

Nội dung giáo trình thực hành kỹ thuật điện tử ĐH Công nghiệp Hà Nội được chia thành năm bài thực hành cụ thể. Bài 1 hướng dẫn sử dụng đồng hồ vạn năng để đo và kiểm tra linh kiện. Sinh viên học cách đọc trị số điện trở, tụ điện, diode và transistor. Bài 2 tập trung kỹ thuật làm mạch in, bao gồm quy trình thiết kế và chế tạo bản mạch. Bài 3 trình bày kỹ thuật hàn linh kiện điện tử với hai phương pháp hàn xuyên lỗ và hàn dán. Bài 4 hướng dẫn thiết kế, lắp ráp và khảo sát mạch nguồn một chiều sử dụng IC ổn áp và transistor. Bài 5 là bài phức tạp nhất, yêu cầu sinh viên thiết kế mạch khuếch đại EC, SC và mạch khuếch đại thuật toán. Mỗi bài đều có phần phân phát thiết bị, vật tư, linh kiện cụ thể. Cách sắp xếp nội dung từ đơn giản đến phức tạp giúp sinh viên tiếp thu kiến thức theo từng bước.

2.1. Bài đo kiểm tra linh kiện bằng đồng hồ vạn năng

Bài 1 giới thiệu chi tiết đồng hồ vạn năng và các phương pháp đo cơ bản. Sinh viên học cách đo điện áp, dòng điện, điện trở trong mạch điện. Giáo trình hướng dẫn đọc trị số điện trở theo quy luật màu sắc và ký hiệu. Phần kiểm tra tụ điện trình bày cách xác định dung lượng và tình trạng tụ. Các hiện tượng thường gặp khi đo tụ được mô tả rõ ràng như tụ rò, tụ khô, tụ chập. Bài thực hành này đặt nền tảng cho toàn bộ khóa học.

2.2. Bài kỹ thuật hàn và làm mạch in

Bài 2 hướng dẫn quy trình làm mạch in từ thiết kế đến hoàn thiện. Sinh viên thực hành tạo bản mạch phù hợp với sơ đồ nguyên lý. Bài 3 trình bày hai loại mỏ hàn chính là mỏ hàn biến áp và mỏ hàn điều chỉnh nhiệt. Kỹ thuật hàn xuyên lỗ áp dụng cho linh kiện truyền thống. Kỹ thuật hàn dán dành cho linh kiện SMD hiện đại. Giáo trình nhấn mạnh tầm quan trọng của mối hàn chất lượng đối với hoạt động mạch điện tử.

III. Phương pháp và kỹ thuật thực hành điện tử hiệu quả

Giáo trình thực hành kỹ thuật điện tử ĐH Công nghiệp Hà Nội áp dụng phương pháp học qua thực hành trực tiếp. Sinh viên được tiếp cận thiết bị đo chuyên dụng ngay từ bài đầu tiên. Đồng hồ vạn năng là công cụ cơ bản nhất, được sử dụng xuyên suốt các bài tập. Máy hiện sóng được giới thiệu và hướng dẫn sử dụng trong bài 5. Kỹ thuật hàn được phân thành hai cấp độ rõ ràng. Hàn xuyên lỗ dành cho người mới bắt đầu. Hàn dán yêu cầu kỹ năng cao hơn. Giáo trình cũng giới thiệu phương pháp 5S trong phòng thí nghiệm. Quy tắc này giúp duy trì môi trường làm việc sạch sẽ, an toàn. Mỗi bài thực hành đều có hướng dẫn phân phát thiết bị cụ thể. Cách tiếp cận từng bước giúp sinh viên tránh sai sót và nâng cao hiệu quả học tập. Phương pháp thực hành gắn liền với lý thuyết tạo nền tảng vững chắc cho nghề nghiệp.

3.1. Kỹ thuật sử dụng đồng hồ vạn năng trong đo lường

Đồng hồ vạn năng được sử dụng để đo nhiều tham số mạch điện. Giáo trình hướng dẫn cách chọn thang đo phù hợp cho từng loại linh kiện. Đối với điện trở, sinh viên đọc giá trị theo quy luật màu sắc gồm bốn hoặc năm vạch. Tụ điện được đo bằng thang điện trở với các mức x1, x10, x1K, x10K. Diode và transistor được kiểm tra bằng cách đo điện trở thuận và nghịch. Kỹ thuật đo chính xác giúp phát hiện lỗi linh kiện kịp thời.

3.2. Kỹ thuật hàn và lắp ráp mạch điện tử

Mỏ hàn biến áp hoạt động dựa trên nguyên lý ngắn mạch cuộn thứ cấp. Đầu mỏ hàn có điện trở lớn nên sinh nhiệt nhanh. Mỏ hàn điều chỉnh nhiệt cho phép kiểm soát nhiệt độ chính xác qua màn hình hiển thị. Kỹ thuật hàn đúng cách đảm bảo mối hàn bóng, đều, không lạnh. Hàn linh kiện dán yêu cầu sử dụng nhíp và kính lúp. Giáo trình hướng dẫn cách vệ sinh đầu mỏ hàn bằng bọt biển ẩm để duy trì chất lượng hàn.

IV. Ứng dụng và giá trị giáo trình thực hành kỹ thuật điện tử

Giáo trình thực hành kỹ thuật điện tử ĐH Công nghiệp Hà Nội có giá trị ứng dụng rộng rãi trong đào tạo kỹ thuật. Kiến thức từ giáo trình giúp sinh viên nắm vững quy trình thiết kế, lắp ráp và kiểm tra mạch điện tử cơ bản. Kỹ năng sử dụng đồng hồ vạn năng và máy hiện sóng là nền tảng cho mọi công việc kỹ thuật điện tử. Phương pháp làm mạch in được ứng dụng trong sản xuất bo mạch thực tế. Kỹ thuật hàn linh kiện là yêu cầu bắt buộc trong ngành công nghiệp điện tử. Giáo trình còn cung cấp kiến thức về mạch nguồn một chiều và mạch khuếch đại. Đây là những mạch cơ bản xuất hiện trong hầu hết thiết bị điện tử hiện đại. Sinh viên tốt nghiệp có khả năng làm việc ngay tại các doanh nghiệp điện tử. Giá trị giáo trình vượt ra ngoài phạm vi trường đại học, phục vụ đào tạo nghề và tự học.

4.1. Ứng dụng trong đào tạo và nghiên cứu

Giáo trình được sử dụng làm tài liệu chính thức cho môn Thực hành kỹ thuật điện tử. Nội dung phù hợp với chương trình đào tạo đại học ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử. Sinh viên các ngành liên quan như Tự động hóa, Cơ điện tử cũng có thể tham khảo. Giáo trình hỗ trợ nghiên cứu sinh thiết kế mạch thí nghiệm. Phương pháp thực hành từng bước giúp giảm thời gian đào tạo mà vẫn đảm bảo chất lượng.

4.2. Giá trị nghề nghiệp và phát triển kỹ năng

Kỹ năng đo lường, hàn và lắp ráp mạch điện tử là yêu cầu cơ bản trong ngành công nghiệp. Sinh viên sử dụng giáo trình có nền tảng vững chắc để làm việc tại nhà máy sản xuất điện tử. Kiến thức về mạch nguồn và mạch khuếch đại phục vụ thiết kế sản phẩm thực tế. Giáo trình còn phát triển tư duy kỹ thuật và khả năng xử lý sự cố. Đây là hành trang quan trọng cho kỹ thuật viên điện tử tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Trình độ đào tạo: Đại học Biên soạn: ThS. Nguyễn Ngọc Anh (Chủ biên) ThS. Lê Anh Tuấn ThS. Phạm Xuân Thành Hà Nội – 11/2016 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU . 3 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU . 4 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH . 5 YÊU CẦU VỀ THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, VẬT TƯ, LINH KIỆN . 6 THIẾT BỊ DÙNG TRONG THỰC HÀNH . 7 GIỚI THIỆU VỀ 5S . 9 Bài 1: Các phương pháp đo, kiểm tra linh kiện điện tử . 11 sử dụng đồng hồ vạn năng . Giới thiệu đồng hồ vạn năng. Phương pháp đo các tham số của mạch điện sử dụng đồng hồ vạn năng . Phương pháp đọc, đo, kiểm tra các linh kiện điện tử . Phân phát thiết bị, vật tư, linh kiện . Đo các thông số cơ bản của mạch điện . Đo, kiểm tra và xác định trị số của linh kiện . 33 Bài 2: Kỹ thuật làm mạch in . Phân phát thiết bị, vật tư, linh kiện . Làm mạch in . 45 Bài 3: Kỹ thuật hàn linh kiện điện tử . Giới thiệu mỏ hàn . Kỹ thuật hàn linh kiện . Phân phát thiết bị, vật tư, linh kiện . Thực hành hàn linh kiện xuyên lỗ . Thực hành hàn linh kiện dán. 72 Bài 4: Thiết kế, lắp ráp, khảo sát mạch nguồn một chiều . Phân phát thiết bị, vật tư, linh kiện . Mạch ổn áp dùng IC . Mạch ổn áp dùng Transistor .76 Bài 5: Thiết kế, lắp ráp, khảo sát các mạch khuếch đại cơ bản . 79 sử dụng máy hiện sóng . Giới thiệu máy hiện sóng. Hướng dẫn sử dụng máy hiện sóng . Phân phát thiết bi, vật tư, linh kiện . Mạch khuếch đại EC . Mạch khuếch đại SC. Mạch khuếch đại thuật toán . 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 98 2 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay Công nghệ kỹ thuật điên, điện tử đã và đang đóng vai trò then chốt trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật. Thực hành kỹ thuật điện tử là kiến thức cơ bản, quan trọng để tiếp cận với công nghệ điện tử. Để đáp ứng được nhu cầu tìm hiểu, thực hành về kỹ thuật điện tử và thống nhất nội dung chương trình trong giảng dạy, chúng tôi đã tiến hành biên soạn giáo trình “Thực hành kỹ thuật điện tử” dành cho sinh viên hệ Đại học ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử. Nội dung của giáo trình gồm 5 bài thực hành: Bài 1: Các phương pháp đo, kiểm tra linh kiện điện tử sử dụng đồng hồ vạn năng. Bài 2: Kỹ thuật làm mạch in. Bài 3: Kỹ thuật hàn linh kiện điện tử. Bài 4: Thiết kế, lắp ráp, khảo sát mạch nguồn một chiều. Bài 5: Thiết kế, lắp ráp, khảo sát các mạch khuếch đại cơ bản sử dụng máy hiện sóng. Với nội dung cô đọng, dễ hiểu, Mỗi bài thực hành đều cung cấp cho người học những kiến thức, kỹ năng cơ bản nhất về thực hành điện tử. Giáo trình sẽ là tài liệu học tập, nghiên cứu bổ ích không chỉ cho sinh viên, kỹ thuật viên ngành Công nghệ điện, điện tử mà còn cho các ngành khác như: Tự động hóa, Cơ điện tử, Viễn thông, Công nghệ phần cứng máy tính… Chúng tôi đã rất cố gắng khi biên soạn giáo trình này, tuy nhiên có thể còn những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của quý bạn đọc. Các ý kiến xin gửi về Bộ môn Kỹ thuật điện tử - Khoa Điện tử, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Xin chân thành cảm ơn! Các tác giả 3 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 1. Mục đích: Giáo trình Thực hành kỹ thuật điện tử nhằm mục đích hướng dẫn cho sinh viên nắm vững được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc điểm của một số linh kiện và một số mạch điện cơ bản sử dụng trong ngành điện tử. Hình thành được các kỹ năng cơ bản cho sinh viên trong quá trình thực hành. Giáo trình cũng cung cấp cho sinh viên các phương pháp phân tích, lắp ráp, khảo sát các mạch điện tử cơ bản, đồng thời cung cấp cho sinh viên phương pháp làm mạch in, hàn linh kiện điện tử. Đây cũng là cơ sở cho sinh viên tiếp tục nghiên cứu sâu hơn trong các môn học chuyên ngành tiếp theo. Thông qua các bài thực hành cơ bản nhằm hệ thống lại các kiến thức sinh viên đã được học ở phần lý thuyết, hình thành một số kỹ năng cần thiết cho sinh viên như: quy trình làm việc, phương pháp làm việc đồng thời rèn luyện tính tỷ mỉ, khéo léo, kiên trì trong thực hành Điện tử. Yêu cầu: Sau khi học xong học phần Thực hành kỹ thuật điện tử, sinh viên có thể: * Về kiến thức: - Trình bày được phương pháp sử dụng đồng hồ vạn năng, máy hiện sóng trong đo lường điện tử. - Phân loại, nêu được các phương pháp đọc, đo, kiểm tra được các linh kiện điện tử thông dụng. - Phân tích nguyên tắc hoạt động của một số mạch điện tử cơ bản. * Kỹ năng: - Sử dụng thành thạo đồng hồ vạn năng, máy hiện sóng trong đo lường điện tử. - Phân loại, đọc, đo, kiểm tra được các linh kiện điện tử thông dụng. - Biết cách làm mạch in. - Hàn, tháo được linh kiện điện tử trên các bo mạch. - Lắp ráp, khảo sát được các đặc tính của các mạch khuếch đại EC, SC, mạch khuếch đại thuật toán và mạch nguồn cung cấp. * Thái độ: - Hình thành được đức tính cẩn thận, trung thực, kiên trì, ý thức trách nhiệm trong công việc, nâng cao ý thức, đạo đức nghề nghiệp, yêu thích, hiểu được tầm quan trọng của việc nắm vững các kỹ năng thực hành, sáng tạo trong thiết kế, chế tạo, lắp ráp mạch điện tử. Có tác phong công nghiệp, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. 4 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là sinh viên cao đẳng, đại học. Thời lượng chương trình là 60h. * Yêu cầu giáo viên: Giáo viên cần phải có phương pháp giảng dạy phù hợp với mục đích và yêu cầu của học phần. Thường xuyên kiểm tra, đánh giá sinh viên sau khi kết thúc bài thực hành để đánh giá kết quả học tập. * Yêu cầu đối với sinh viên: - Phải chấp hành nghiêm chỉnh các nội quy của phòng thực hành và các yêu cầu của giáo viên hướng dẫn. - Mỗi sinh viên phải có một quyển tài liệu thực hành Kỹ thuật điện tử để chuẩn bị trước khi thực hành. Cuối mỗi buổi thực hành sinh viên phải báo cáo kết quả của buổi thực hành cho giáo viên hướng dẫn. * Yêu cầu trang thiết bị: Máy phát xung, nguồn một chiều, máy hiện sóng, đồng hồ vạn năng, kìm, kéo, panh, hút thiếc, mỏ hàn nhiệt, bo mạch cắm, bo mạch hàn, bo đồng, nước rửa mạch, hóa chất ăn mòn (FeCl3), linh kiện điện tử các loại… 5 YÊU CẦU VỀ THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, VẬT TƯ, LINH KIỆN (Số học viên: 30) Loại thiết bị, dụng Số TT Đơn vị Yêu cầu kỹ thuật cụ, vật tư linh kiện lượng 1 Nguồn DC 10 Chiếc Điện áp ra max 30VDC 2 Máy hiện sóng 10 Chiếc Dải tần làm việc 20MHz 3 (Oscilloscope) 4 Máy phát xung 10 Chiếc Dải tần làm việc 10MHz 5 Đồng hồ vạn năng 10 Chiếc Chỉ thị kim 6 Bo Breadboad 30 Chiếc 7 Kìm 10 Chiếc 8 Kéo 10 Chiếc 9 Panh 10 Chiếc 10 Biến áp nguồn 10 Chiếc 220V/12VAC, 220V/24VAC 11 Thiếc (cuộn) 3 Kg 12 Nhựa thông 0.5 Kg 13 Pin (1,5V) 20 Đôi 14 Tụ điện các loại 300 Chiếc 15 Điện trở các loại 300 Chiếc 16 Dây điện các loại 20 m Dây điện thoại (cắm bo Breadboad) 17 Diode 100 Chiếc 1N4007, 1N 4148 18 Diode Zenner 20 Chiếc 19 BJT 150 Chiếc C828, C1815, H1061, A671, A1015 20 FET 150 Chiếc BF256B, 2SK170, IRF940, IRF480 21 SCR 10 Chiếc KY202, KY203, 2P4M, 2P6M 22 TRIAC 10 Chiếc BT137, BTA16, BT139,MCA97A6 23 DIAC 10 Chiếc DB3, DB6, CZ, DB360 24 LED đơn 20 Chiếc 25 LED 7 thanh 20 Chiếc A chung, K chung 26 Khoan mạch in 01 Chiếc 27 IC 60 Chiếc LM317, 7805, 7905 28 Đế IC 30 Chiếc Đế 8 chân, đế 14 chân 29 Hút thiếc 30 Chiếc 30 Mỏ hàn 30 Chiếc Điều chỉnh nhiệt 31 Chậu nhựa 1 Chiếc Ø30 6 THIẾT BỊ DÙNG TRONG THỰC HÀNH Máy hiện sóng Đồng hồ vạn năng Máy phát tín hiệu 7 Nguồn một chiều Khoan mạch điện tử Mỏ hàn Kẹp: Kéo Kìm Hút thiếc Dây hút thiếc 8 GIỚI THIỆU VỀ 5S 5S là một công cụ thực hành quản lý đã được áp dụng tại một số tổ chức nhằm cải tiến năng suất và chất lượng. Khái niệm 5S có nguồn gốc từ Nhật Bản và xuất phát từ triết lý “Quản lý tốt nơi làm việc sẽ mang lại hiệu suất công việc cao hơn”. 5S là sự khởi đầu của một cuộc sống năng suất, tạo môi trường làm việc sạch sẽ, thoải mái và an toàn cho mọi người. Đồng thời, 5S sẽ giúp chúng ta tiết kiệm được nhiều không gian và thời gian lãng phí. Thực hành tốt 5S sẽ giúp các tổ chức xây dựng được nền văn hóa chất lượng thông qua một quá trình liên tục xác định, giảm thiểu và loại trừ các lãng phí trong hoạt động hành chính và xản suất. 5S là viết tắt của năm từ tiếng Nhật bắt đầu là chữ S sau khi phiên âm sang hệ chữ Latinh gồm: Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu và Shitsuke. Trong tiếng Việt, để dễ nhớ và giữ nguyên 5 chữ S đầu tiên, chúng ta có thể sử dụng các từ tương đương như: Sàng lọc, Sắp sếp, Sạch sẽ, Săn sóc và Sẵn sàng.  S1 - Sàng lọc - Phân loại những thứ cần thiết và không cần thiết. - Loại bỏ những thứ không cần thiết. - Xác định “đúng số lượng” đối với những thứ cần thiết.  S2 - Sắp xếp - Sắp xếp những thứ cần thiết theo thứ tự ngăn nắp và có đánh số ký hiệu để dễ tìm, dễ thấy. - Sắp xếp đúng vật, đúng chỗ. - Sắp xếp các vị trí dụng cụ, máy móc… sao cho tiến trình làm việc thuận lợi.  S3 - Sạch sẽ - Giữ gìn nơi làm việc, thiết bị, dụng cụ sạch sẽ. - Hạn chế nguồn gây dơ bẩn, bừa bãi. - Lau chùi có “Ý THỨC”.  S4 - Săn sóc - Duy trì thành quả đạt được. - Liên tục thực hiện 3S trên mọi lúc, mọi nơi. - Nguyên tắc 3 không: + Không có vật vô dụng. 9  S5 - Sẵn sàng - Tự giác, tự nguyện rèn luyện nề nếp tác phong trong việc thực hiện và duy trì 4S trên. Tại sao phải thực hiện 5S - Xây dựng một môi trường sạch sẽ, ngăn nắp. - Mọi người dễ dàng nhận thấy rõ kết quả.