- Phạm vi: Toàn HK1 – Bài 1–26 (sách Kĩ thuật điện).
Phần 1: Cơ bản
Bài 1. Diode có chức năng gì? Nêu 1 ứng dụng.
Bài 2. Transistor có chức năng gì? Nêu 1 ứng dụng.
Bài 3. Mạch tích hợp IC là gì? Nêu 1 ứng dụng.
Bài 4. Khuếch đại thuật toán (Op-amp) thường được dùng để làm gì?
Bài 5. Phân biệt tín hiệu tương tự và tín hiệu số. Nêu ví dụ cho mỗi loại.
Bài 6. Cổng logic AND, OR, NOT có bảng chân lí như thế nào? Viết bảng chân lí cho mỗi cổng (2 đầu vào đối với AND, OR).
Bài 7. Vi điều khiển là gì? Nêu 2 ứng dụng.
Bài 8. Bo mạch lập trình vi điều khiển được dùng để làm gì?
Bài 9. Trong mạch báo cháy, cảm biến có vai trò gì?
Bài 10. Trong mạch tự động điều chỉnh cường độ sáng của LED, cảm biến ánh sáng có vai trò gì?
Bài 11. Mạch khuếch đại đảo có đặc điểm gì? Nêu công thức tính hệ số khuếch đại.
Bài 12. Nêu các bước thiết kế, lắp ráp và kiểm tra mạch báo cháy đơn giản.
Bài 13. Nêu các bước thiết kế, lắp ráp và kiểm tra mạch tự động điều chỉnh cường độ sáng của LED.
Bài 14. Khi lắp ráp mạch điện tử, cần lưu ý những gì?
Bài 15. Nêu 2 biện pháp đảm bảo an toàn khi thực hành mạch điện tử.
Bài 16. Điện tử tương tự nghiên cứu về tín hiệu nào? Nêu 1 ví dụ mạch điện tử tương tự.
Bài 17. Điện tử số nghiên cứu về tín hiệu nào? Nêu 1 ví dụ mạch điện tử số.
Bài 18. Nêu vai trò của mạch xử lí tín hiệu trong điện tử số.
Phần 2: Nâng cao
Bài 19. Cho mạch khuếch đại đảo dùng Op-amp với R1 = 10 kΩ, Rf = 100 kΩ, điện áp vào Vin = 0,5 V. Tính điện áp ra và nhận xét về pha của tín hiệu ra so với tín hiệu vào.
Bài 20. Vẽ bảng chân lí và viết biểu thức logic cho mạch gồm cổng AND có 2 đầu vào A, B nối tiếp với cổng NOT ở đầu ra (mạch NAND). Nêu 1 ứng dụng của cổng NAND.
Bài 21. Một hệ thống báo cháy gồm cảm biến khói, cảm biến nhiệt và mạch logic. Hãy thiết kế mạch logic sao cho còi báo kêu khi có khói HOẶC nhiệt độ cao. Vẽ sơ đồ khối và giải thích.
Bài 22. Phân tích ưu điểm của vi điều khiển so với mạch logic rời rạc trong việc điều khiển thiết bị. Nêu 2 ví dụ minh họa.
Bài 23. Một nhóm học sinh muốn chế tạo mạch tự động bật đèn khi trời tối. Hãy nêu linh kiện cần dùng, nguyên lí hoạt động và các bước kiểm tra.
Bài 24. So sánh mạch khuếch đại đảo và mạch khuếch đại không đảo dùng Op-amp về pha tín hiệu ra và công thức hệ số khuếch đại.
Bài 25. Một mạch báo cháy bị báo giả liên tục. Hãy nêu các nguyên nhân có thể và cách khắc phục.
Bài 26. Trình bày quy trình lập trình cho vi điều khiển để điều khiển LED nhấp nháy: nêu các bước từ viết chương trình đến nạp và kiểm tra.
Bài 27. Giải thích vì sao mạch tự động điều chỉnh cường độ sáng của LED theo môi trường xung quanh giúp tiết kiệm điện năng và bảo vệ mắt.
Bài 28. Đề xuất 1 dự án ứng dụng vi điều khiển giải quyết vấn đề thực tế ở trường học hoặc gia đình. Nêu mục tiêu, linh kiện cần dùng và nguyên lí hoạt động.
Đáp án
Bài 1. Diode chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều. Ứng dụng: chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành một chiều, bảo vệ mạch.
Bài 2. Transistor khuếch đại tín hiệu, đóng cắt dòng điện. Ứng dụng: khuếch đại âm thanh, đóng cắt tải trong mạch điều khiển.
Bài 3. IC là mạch điện tử gồm nhiều linh kiện tích hợp trên một đế bán dẫn nhỏ. Ứng dụng: trong máy tính, điện thoại, thiết bị điều khiển.
Bài 4. Khuếch đại, so sánh, cộng, trừ tín hiệu điện.
Bài 5. Tín hiệu tương tự biến thiên liên tục (ví dụ: tín hiệu âm thanh từ micro). Tín hiệu số chỉ nhận giá trị rời rạc 0 và 1 (ví dụ: tín hiệu bật/tắt đèn).
Bài 6. AND: ra 1 khi tất cả vào bằng 1. OR: ra 1 khi có ít nhất một vào bằng 1. NOT: ra đảo ngược vào (vào 0 → ra 1; vào 1 → ra 0).
Bài 7. Vi điều khiển là mạch tích hợp chứa bộ xử lí, bộ nhớ, cổng vào/ra, lập trình được để điều khiển thiết bị. Ứng dụng: điều khiển đèn tự động; tưới cây tự động; robot mini.
Bài 8. Học lập trình, điều khiển thiết bị, chế tạo mạch điện tử ứng dụng, thử nghiệm nhanh ý tưởng.
Bài 9. Phát hiện khói, nhiệt, chuyển thành tín hiệu điện đưa vào mạch xử lí.
Bài 10. Cảm nhận mức độ ánh sáng môi trường, đưa tín hiệu về vi điều khiển để điều chỉnh độ sáng LED.
Bài 11. Tín hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào. Hệ số khuếch đại: A = −Rf / R1.
Bài 12. Xác định yêu cầu; chọn linh kiện (cảm biến, IC logic, còi, đèn); thiết kế sơ đồ; lắp ráp; kiểm tra bằng khói giả lập; hiệu chỉnh độ nhạy.
Bài 13. Xác định yêu cầu; chọn linh kiện (vi điều khiển, quang trở, LED); thiết kế sơ đồ; lập trình; lắp ráp; kiểm tra, hiệu chỉnh.
Bài 14. Hàn linh kiện đúng vị trí, đúng cực tính; kiểm tra mạch trước khi cấp nguồn; làm việc cẩn thận, gọn gàng; tuân thủ an toàn điện.
Bài 15. Ngắt nguồn trước khi sửa chữa; không chạm tay vào mạch khi đang có điện; dùng dụng cụ cách điện; kiểm tra kĩ trước khi cấp nguồn.
Bài 16. Điện tử tương tự nghiên cứu tín hiệu biến thiên liên tục. Ví dụ: mạch khuếch đại âm thanh.
Bài 17. Điện tử số nghiên cứu tín hiệu rời rạc 0 và 1. Ví dụ: mạch đếm, mạch báo cháy dùng cổng logic.
Bài 18. Mạch xử lí tín hiệu trong điện tử số tiếp nhận, biến đổi, kết hợp tín hiệu logic để ra quyết định điều khiển.
Bài 19. A = −Rf / R1 = −100 / 10 = −10. Vout = A × Vin = −10 × 0,5 = −5 V. Tín hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào.
Bài 20. Bảng chân lí NAND: A=0,B=0 → 1; A=0,B=1 → 1; A=1,B=0 → 1; A=1,B=1 → 0. Biểu thức: Y = NOT (A AND B). Ứng dụng: xây dựng các mạch logic khác, mạch báo động.
Bài 21. Dùng cổng OR: đầu vào là tín hiệu từ cảm biến khói và cảm biến nhiệt; đầu ra nối với còi báo. Khi một trong hai cảm biến phát hiện nguy hiểm, đầu ra OR bằng 1, còi kêu.
Bài 22. Vi điều khiển nhỏ gọn, linh hoạt, thay đổi chức năng bằng chương trình, tích hợp nhiều chức năng, giảm số linh kiện. Ví dụ: cùng một bo mạch có thể lập trình làm đèn tự động hoặc tưới cây tự động; mạch logic rời rạc phải thay đổi phần cứng.
Bài 23. Linh kiện: quang trở, transistor hoặc vi điều khiển, LED, điện trở, nguồn. Nguyên lí: khi trời tối, quang trở thay đổi, mạch kích LED sáng. Kiểm tra: che sáng quang trở, quan sát LED; kiểm tra độ nhạy.
Bài 24. Khuếch đại đảo: ra ngược pha, A = −Rf / R1. Khuếch đại không đảo: ra cùng pha, A = 1 + Rf / R1.
Bài 25. Nguyên nhân: cảm biến bẩn, hỏng; độ nhạy quá cao; nhiễu; lắp đặt sai vị trí. Khắc phục: vệ sinh, thay cảm biến; hiệu chỉnh độ nhạy; kiểm tra, chống nhiễu; lắp đặt đúng vị trí.
Bài 26. Các bước: xác định yêu cầu; viết chương trình (bật LED, chờ, tắt LED, lặp lại); biên dịch; nạp chương trình vào vi điều khiển; cấp nguồn, kiểm tra LED nhấp nháy; sửa lỗi nếu có.
Bài 27. Mạch tự động giảm độ sáng LED khi trời sáng và tăng khi trời tối, tránh lãng phí điện, ánh sáng phù hợp giúp mắt đỡ mỏi.
Bài 28. Ví dụ: hệ thống tưới cây tự động cho vườn trường. Mục tiêu: tưới đúng lúc, tiết kiệm nước. Linh kiện: vi điều khiển, cảm biến độ ẩm đất, máy bơm, van điện. Nguyên lí: cảm biến đo độ ẩm, vi điều khiển bật bơm khi đất khô, tắt khi đủ ẩm.