Tài liệu cơ điện tử – tự thiết kế và lắp ráp mạch điện thông minh

LỜI NÓI ĐẦU

Cơ điện tử ngày nay bao quát nhiều lĩnh vực, được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học, công nghệ, và đời sống hàng ngày. Cảm hứng nghiên cứu và ứng dụng cơ điện tử bắt nguồn từ nhu cầu cuộc sống.

Nội dung có ba bậc công nghệ được dùng để thiết kế và xây dựng thiết bị cơ điện tử.

• Công nghệ đơn giản nhất là tích hợp các bộ phận và linh kiện rời thành hệ thống thông minh.
• Công nghệ bậc trung là sử dụng các linh kiện bán dẫn, mạch tích hợp (IC), SCR, … nhưng không dùng bộ vi xử lý, vi mạch tích hợp cỡ lớn, và bộ xử lý kỹ thuật số,… Đây là loại công nghệ mà mọi người đều có thể tiếp cận, không đòi hỏi sử dụng các công cụ đặc biệt, chỉ cần sự khéo tay, tính kiên nhẫn, và sáng tạo.
• Công nghệ tiên tiến được áp dụng trong mọi trang thiết bị hiện đại, từ điện thoại cầm tay, máy tính, robot,…cho đến hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Điều khác biệt chính là số lượng chức năng của thiết bị, mức độ thông minh, và tính tự động hóa.

Bạn có thể xây dựng nhiều thứ, kể cả các trang thiết bị thường chỉ thấy trong phim phổ biến khoa học viễn tưởng. Sử dụng các linh kiện giá rẻ và công nghệ đơn giản, bạn hoàn toàn có đủ khả năng thiết kế và lắp ráp robot đơn giản, xe đua cơ điện tử, bộ điều khiển từ xa bằng chùm sáng, hệ thống điều khiển máy bơm nước Pentax Italy, máy bơm nước Ebara Italy,…

Bạn có thể biến các ý tưởng đó thành hiện thực, cuốn sách này nhằm cung cấp cho bạn các công cụ cần thiết, ý tưởng thiết kế, và kỹ thuật thông dụng, chỉ cần bạn ham thích cơ điện tử và có tính sáng tạo.

Cuốn sách còn cung cấp phương pháp tiếp cận khoa học cho những bạn muốn tìm hiểu sâu hơn các vấn đề cơ điện tử và tự động hóa.

Các mạch điện được nêu ở đây đều là mạch hoàn chỉnh, cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết để xây dựng mạch cơ bản, từ đó bạn có thể cải tiến, nâng cao hoặc chỉnh sửa tùy theo trí tưởng tượng phong phú của mình.

Mọi người đều có thể tìm được nhiều điều thú vị và bổ ích trong cuốn sách này.

GIỚI THIỆU

Cơ điện tử là gì

Trước khi bắt đầu với các mạch điện và thiết bị cơ học, bạn cần biết đôi điều về một ngành khoa học mới: cơ điện tử. Ngành này chỉ mới xuất hiện vào cuối thế kỷ 20, nhưng đã có những bước phát triển mạnh mẽ, kết hợp nhiều ngành khoa học – công nghệ khác nhau, tích hợp giữa cơ khí, điện tử, và mạch điều khiển điện tử. Hầu như mọi trang thiết bị hiện đại kể cả máy tính điện tử, tàu vũ trụ,… đều là sản phẩm của cơ điện tử. Thế kỷ 21 sẽ chứng kiến sự bùng nổ của công nghệ thông tin, công nghệ Nano, đó là kết quả từ sự phát triển của cơ điện tử.

Cơ điện tử không chỉ là ngành khoa học hiện đại, mà còn là lĩnh vực rất thú vị để mọi người có thể tìm hiểu, tự sáng chế, tự lắp ráp các mạch điện điều khiển mang tính giải trí nhưng có khả năng phục vụ cho các mục đích đơn giản hằng ngày.

Nguyên lý và công cụ của cơ điện tử

Nếu bạn muốn thực hiện các mạch điện được nêu trong cuốn sách này, bạn cần nắm vững một số nguyên lý và các công cụ thông dụng. Các linh kiện điện dễ tìm và có giá rẻ kể cả các bộ phận của những đồ chơi hoặc thiết bị điện tử gia dụng cũ đều có ích cho bạn, chỉ cần một chút khéo tay và tính sáng tạo. Các mạch điện dựa trên nguyên lý cơ điện tử được trình bày ở đây sẽ theo từng cấp độ từ dễ đến khó dần.

Một trong các lợi ích của các mạch điện trong cuốn sách này là sự phát triển tư duy sáng tạo, chỉ cần ứng dụng kiến thức cơ bản trong trường phổ thông. Do đó các em học sinh từ trung học cơ sở đến các trường dạy nghề đều hoàn toàn có thể ứng dụng kiến thức đã học để lắp ráp các mạch điện được trình bày ở đây, cải tiến và tạo ra các mạch điện mới. Công nghệ bắt đầu từ bóng đèn chiếu sáng đơn giản đến các thiết bị cơ điện tử gia dụng như TV, điện thoại, máy tính để bàn, cho tới các thiết bị công nghệ cao như robot, radar,… nhưng đều sử dụng các linh kiện đơn giản nối kết với nhau theo sơ đồ được gọi là mạch điện.

Cơ điện tử hoàn toàn không phải lĩnh vực cao siêu, đơn giản chỉ là các hệ thống cơ học được điều khiển bằng điện tử. Với phương pháp khoa học bạn hoàn toàn có thể nắm vững lĩnh vực này. Để thực hiện nghiên cứu thực nghiệm cần áp dụng các bước sau:

• Quan sát
• Thu thập thông tin
• Xác định mục đích
• Thiết kế quy trình thực nghiệm
• Chuẩn bị vật liệu và trang thiết bị
• Thực hiện thí nghiệm và ghi dữ liệu
• Phân tích kết quả
• Đề xuất các hướng cải tiến

Trong cơ điện tử, giữa lý thuyết và thực nghiệm có quan hệ rất chặt chẽ, tuy nhiên bạn có thể thực hiện các mạch điện mà không cần hiểu sâu về lý thuyết. Các mạch điện trong cuốn sách này có tính thực tiễn rất cao, hoàn toàn không khó thực hiện.

CƠ SỞ BAN ĐẦU

Hầu hết các mạch điện trong cuốn sách này đều có thể sử dụng một cách riêng rẽ. Tuy nhiên, mỗi khi có thể, các mạch được thiết kế theo từng nhóm, bằng cách thay một vài linh kiện, chúng có thể thay thế cho nhau hoặc thực hiện các chức năng mới.

Dưới đây là nội dung chi tiết để các bạn thực hành tự thiết kế – lắp ráp mạch điện thông minh.

Bộ tài liệu gồm có 2 phần

Phần 1:

Phần 2:

Bạn muốn tải file về máy tính, hãy để lại email bên dưới cmt, chúng tôi sẽ gửi email cho bạn.