Trả lời nhanh
Mạch điện tử điều khiển là mạch điện tử thực hiện chức năng điều khiển: nhận tín hiệu điều khiển, xử lí, khuếch đại rồi đưa lệnh tới đối tượng điều khiển. Mạch được dùng trong dân dụng, công nghiệp, quân sự, vũ trụ và có thể phân loại theo chức năng, công suất hoặc mức độ tự động hoá.
1. Khái niệm mạch điện tử điều khiển
Trong một thiết bị điện tử, luôn có một bộ phận “ra lệnh” và một bộ phận “làm việc”. Phần ra lệnh chính là mạch điện tử điều khiển (viết tắt MĐTĐK); phần làm việc là đối tượng điều khiển (ĐTĐK), ví dụ động cơ, bóng đèn, rơle, màn hình…
Mạch điện tử điều khiển là mạch điện tử thực hiện chức năng điều khiển. Khi có tín hiệu điều khiển đưa vào, mạch xử lí, khuếch đại tín hiệu rồi đưa lệnh điều khiển tới ĐTĐK, làm ĐTĐK thay đổi trạng thái hoặc chế độ hoạt động.
Sơ đồ khối tổng quát
Nhìn vào sơ đồ dưới đây, em thấy ba khối nối tiếp nhau và một đường hồi tiếp đi ngược từ ĐTĐK về mạch điều khiển.
- Tín hiệu điều khiển (đầu vào): lệnh do người dùng đặt (bàn phím, nút bấm, núm xoay) hoặc do cảm biến đo được (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…).
- Mạch điện tử điều khiển: xử lí, so sánh, khuếch đại tín hiệu và phát lệnh.
- Đối tượng điều khiển: thiết bị nhận lệnh và thực hiện công việc.
- Hồi tiếp (nếu có): thông tin về kết quả thực tế được đưa ngược về mạch để mạch tự hiệu chỉnh, giúp điều khiển chính xác hơn.
Mẹo nhớ: “Vào – Xử lí – Ra – Báo lại”. Chữ “báo lại” là đường hồi tiếp, có mũi tên đi từ ĐTĐK quay về MĐTĐK, không đi theo chiều ngược lại.
Ví dụ dễ hình dung: nồi cơm điện
Bạn đặt chế độ nấu (tín hiệu vào), cảm biến nhiệt đo nhiệt độ đáy nồi (hồi tiếp), bo mạch so sánh rồi quyết định đóng hay ngắt điện cho mâm nhiệt (ĐTĐK). Khi cơm chín, nhiệt độ vượt ngưỡng nên mạch chuyển sang chế độ giữ ấm. Nhờ có hồi tiếp mà nồi “tự biết” lúc nào cần dừng.
2. Công dụng của mạch điện tử điều khiển
Mạch điện tử điều khiển có mặt ở rất nhiều lĩnh vực:
- Thiết bị dân dụng: máy giặt, nồi cơm điện, điều hoà, tivi, quạt điều khiển từ xa…
- Công nghiệp: điều khiển dây chuyền, điều khiển từ máy tính (tín hiệu lệnh lấy từ bàn phím), rô-bốt, động cơ bước.
- Giao thông, thông tin, quân sự, vũ trụ: đèn tín hiệu giao thông, vệ tinh (như Vinasat-1), tàu vũ trụ con thoi, cơ cấu lái của máy bay.
- Giải trí, y tế: máy chơi game, thiết bị chẩn đoán, điều khiển thiết bị y tế.
Như vậy, hầu hết thiết bị hiện đại đều có “bộ não” là mạch điện tử điều khiển, nên khi gặp câu hỏi dạng “thiết bị nào KHÔNG dùng mạch điện tử điều khiển” trong đề, đáp án thường là loại thiết bị rất đơn giản, không có bo mạch.
3. Phân loại mạch điện tử điều khiển
Có nhiều tiêu chí để phân loại, tuỳ mục đích sử dụng. Ba cách phổ biến được tóm tắt ở sơ đồ sau.
| Tiêu chí | Các loại thường gặp | Ví dụ |
|---|---|---|
| Chức năng | Điều khiển tín hiệu, điều khiển tốc độ động cơ… | Đèn giao thông; quạt điều chỉnh tốc độ |
| Công suất | Công suất lớn, công suất nhỏ | Điều khiển động cơ nhà máy; điều khiển đèn báo |
| Mức độ tự động hoá | Điều khiển cứng (bằng mạch điện tử), điều khiển có lập trình | Mạch đèn nháy cố định; bộ điều khiển vi xử lí |
Lưu ý: cùng một mạch có thể xếp vào nhiều nhóm tuỳ tiêu chí. Mạch điều khiển tốc độ quạt, chẳng hạn, vừa là “điều khiển tốc độ” (theo chức năng) vừa có thể là “công suất nhỏ” (theo công suất). Hai bài tiếp theo sẽ đi sâu vào hai loại mạch cụ thể: xem bài mạch điều khiển tín hiệu tại Bài 14: Mạch điều khiển tín hiệu và Bài 15: Mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha.
4. Tóm tắt kiến thức cần nhớ
- MĐTĐK = mạch điện tử có chức năng điều khiển.
- Sơ đồ khối: tín hiệu điều khiển → MĐTĐK → ĐTĐK, có thể có hồi tiếp từ ĐTĐK về MĐTĐK.
- Công dụng: dân dụng, công nghiệp, giao thông, quân sự, vũ trụ, giải trí…
- Phân loại: theo chức năng, theo công suất, theo mức độ tự động hoá.
5. 10 câu trắc nghiệm có đáp án và giải thích
Câu 1. Đáp án nào sau đây không thuộc phân loại mạch điện tử điều khiển? A. Điều khiển tín hiệu; B. Điều khiển cứng bằng mạch điện tử; C. Điều khiển không có lập trình; D. Điều khiển tốc độ.
Đáp án: C. A và D là các loại phân theo chức năng, B là loại phân theo mức độ tự động hoá. Cách gọi chuẩn của nhóm còn lại là “điều khiển có lập trình”, còn “điều khiển không có lập trình” không phải tên một loại được dùng trong bài.
Câu 2. Phát biểu nào đúng? A. Chỉ có công suất lớn; B. Chỉ có công suất nhỏ; C. Chỉ có công suất vừa; D. Có loại công suất lớn và có loại công suất nhỏ.
Đáp án: D. Theo công suất, mạch điện tử điều khiển gồm loại công suất lớn và công suất nhỏ. Các phương án A, B, C dùng từ “chỉ” nên sai ngay.
Câu 3. Đâu là ứng dụng của mạch điện tử điều khiển? A. Vệ tinh Vinasat-1; B. Tàu vũ trụ con thoi; C. Động cơ bước; D. Cả 3 đáp án trên.
Đáp án: D. Cả ba thiết bị đều cần mạch điện tử điều khiển để hoạt động đúng yêu cầu.
Câu 4. Chọn đáp án sai: thiết bị nào sau đây không thuộc ứng dụng của mạch điện tử điều khiển? A. Máy giặt; B. Nồi cơm điện; C. Máy tính; D. Cả 3 đáp án đều sai.
Đáp án: D. Máy giặt, nồi cơm điện, máy tính đều có mạch điện tử điều khiển, nên cả A, B, C đều không phải thiết bị “không thuộc ứng dụng”. Tức là câu “cả 3 đều sai” chính là câu trả lời phù hợp với yêu cầu đề. Lỗi hay gặp: đọc lướt chữ “không” rồi chọn bừa một thiết bị.
Câu 5. Động cơ bước được ứng dụng ở: A. Trong rô-bốt; B. Trong cơ cấu lái của máy bay để xác định phương và chiều; C. Cả 2 đáp án đều đúng; D. Cả 2 đều sai.
Đáp án: C. Động cơ bước quay theo từng góc nhỏ chính xác, phù hợp với rô-bốt và cơ cấu lái cần định vị chính xác.
Câu 6. Phát biểu nào đúng? A. MĐTĐK là mạch điện tử thực hiện chức năng điều khiển; B. Mạch điều khiển tín hiệu là MĐTĐK; C. Mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha là MĐTĐK; D. Cả 3 đều đúng.
Đáp án: D. A là định nghĩa; B và C là hai ví dụ cụ thể thuộc nhóm mạch điều khiển.
Câu 7. Ở mô hình điều khiển trong công nghiệp từ máy tính, tín hiệu điều khiển được lấy từ: A. Màn hình; B. Bàn phím; C. Bộ điều khiển; D. Động cơ.
Đáp án: B. Người vận hành nhập lệnh bằng bàn phím. Màn hình chỉ hiển thị, bộ điều khiển xử lí lệnh, động cơ là ĐTĐK nhận lệnh.
Câu 8. Sơ đồ khối tổng quát của mạch điện tử điều khiển là sơ đồ nào?
Đáp án: sơ đồ có thứ tự tín hiệu vào → MĐTĐK → ĐTĐK và có đường hồi tiếp từ ĐTĐK quay về MĐTĐK (như hình 1). Loại trừ: sơ đồ thiếu đường hồi tiếp là chưa đầy đủ; sơ đồ có mũi tên hồi tiếp sai chiều là sai; sơ đồ đặt sai vị trí ĐTĐK (không nằm sau MĐTĐK) cũng sai.
Câu 9. Dựa vào đâu để phân loại mạch điện tử điều khiển? A. Công suất; B. Chức năng; C. Mức độ tự động hoá; D. Cả 3 đáp án đều đúng.
Đáp án: D. Đây chính là ba tiêu chí ở mục 3.
Câu 10. Công dụng của mạch điện tử điều khiển là: A. Điều khiển tín hiệu; B. Điều khiển thiết bị điện dân dụng; C. Điều khiển trò chơi, giải trí; D. Cả 3 đáp án đều đúng.
Đáp án: D. Mạch có thể dùng cho cả ba mục đích nêu trên.
6. Lỗi sai thường gặp
- Nhầm tín hiệu điều khiển với đối tượng điều khiển: tín hiệu là “lệnh”, ĐTĐK là “người thi hành”.
- Vẽ đường hồi tiếp đi từ MĐTĐK ra ĐTĐK (trùng với đường lệnh), trong khi hồi tiếp phải đi ngược về.
- Nghĩ rằng mạch điện tử điều khiển chỉ có ở thiết bị công nghiệp lớn; thực tế nồi cơm điện, quạt, tivi cũng có.
- Gộp lẫn các tiêu chí phân loại (chức năng, công suất, tự động hoá) làm một.
7. Bài luyện tập
Bài 1. Một chiếc điều hoà tự ngắt máy nén khi phòng đạt nhiệt độ đặt trước. Hãy chỉ ra tín hiệu điều khiển, MĐTĐK, ĐTĐK và đường hồi tiếp.
Đáp án: tín hiệu điều khiển là nhiệt độ cài đặt trên điều khiển từ xa; MĐTĐK là bo mạch điều khiển; ĐTĐK là máy nén (động cơ máy nén); hồi tiếp là tín hiệu nhiệt độ phòng thực tế do cảm biến nhiệt gửi về bo mạch.
Bài 2. Mạch điều khiển đèn tín hiệu ở ngã tư được xếp vào loại nào theo chức năng?
Đáp án: mạch điều khiển tín hiệu.
Bài 3. Đúng hay sai: “Mạch điện tử điều khiển nào cũng phải có đường hồi tiếp.” Giải thích.
Đáp án: Sai. Sơ đồ khối ghi hồi tiếp là “nếu có”; mạch đơn giản có thể không có hồi tiếp, còn mạch cần độ chính xác cao thì thường có.
Muốn luyện thêm câu hỏi, em xem bộ 10 câu trắc nghiệm Công nghệ 12 Bài 13 và phần Giải Công nghệ 12 Bài 13.
Câu hỏi thường gặp
Mạch điện tử điều khiển là gì?
Là mạch điện tử thực hiện chức năng điều khiển: nhận tín hiệu điều khiển, xử lí, khuếch đại rồi đưa lệnh tới đối tượng điều khiển.
Sơ đồ khối của mạch điện tử điều khiển gồm những khối nào?
Gồm tín hiệu điều khiển đầu vào, khối mạch điện tử điều khiển và đối tượng điều khiển; ngoài ra có thể có đường hồi tiếp đi từ đối tượng điều khiển về mạch điều khiển.
Mạch điện tử điều khiển được phân loại theo những tiêu chí nào?
Phân loại theo chức năng (điều khiển tín hiệu, điều khiển tốc độ động cơ...), theo công suất (lớn, nhỏ) và theo mức độ tự động hoá.
Hồi tiếp trong mạch điều khiển có tác dụng gì?
Đưa thông tin về kết quả thực tế của đối tượng điều khiển trở lại mạch để mạch tự hiệu chỉnh lệnh, giúp điều khiển chính xác hơn.