Tài liệu NGHỀ ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM HỘI THI TAY NGHỀ DẦU KHÍ LẦN THỨ V - NĂM 2017 NGHỀ ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Thời gian: 360 Phút Vũng Tàu, 2017 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 MÔ-ĐUN 1 LẮP RÁP MẠCH IN VÀ LẬP TRÌNH “THIẾT BỊ TIẾT KIỆM ĐIỆN (ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ THEO GIỜ)” Thời gian: 180 phút Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 1 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 I. Nội dung: Thí sinh dùng board mạch in được Ban tổ chức cung cấp kèm theo sơ đồ nguyên lý, sơ đồ lớp TOP, sơ đồ lớp BOTTOM, sơ đồ linh kiện để lắp ráp hoàn chỉnh board mạch sau đó kiểm tra, cấp nguồn và lập trình theo yêu cầu. Những kỹ năng đạt được cho mô-đun 1 là: 1.1. Lắp ráp và hàn được linh kiện trên board mạch 1.2. Đo, kiểm tra và lập trình thực hiện chức năng theo yêu cầu Sơ đồ khối của board mạch: Hiển thị LCD 16x2 Nguồn 12VDC Arduino Nano Thời gian thực DS1307 II. Chuông cảnh báo Mô-đun relay Thiết bị cần điều khiển Bàn phím ma trận 4x4 Hướng dẫn đối với thí sinh: 2.1. Thời gian: Thực hiện nội dung thi này tối đa trong 180 phút. Gồm cả phần lắp ráp và lập trình. 2.2. Dụng cụ, vật tư linh kiện: - Thí sinh nhận đề thi mô-đun 1 gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ lớp BOTTOM, TOP, sơ đồ bố trí linh kiện “phụ lục 1”; Thí sinh nhận được một board mạch in (PCB); Công cụ, dụng cụ, vật tư và linh kiện “phụ lục 2”; Phần mềm lập trình: Arduino 1.0.6. 2.3. Nhiệm vụ: - Thí sinh kiểm tra túi linh kiện được phát, được phép đề nghị xin cấp linh kiện thiếu trong 15 phút kể từ khi bắt đầu phần thi; - Thí sinh tiến hành sắp xếp và lắp linh kiện trên board sau đó đo kiểm, cấp nguồn cho mạch và viết chương trình theo yêu cầu sau: 2.3.1. Hiển thị tiêu đề trên LCD: Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 2 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 - Cấp nguồn và điều chỉnh độ sáng LCD cho hiển thị ký tự rõ nét. Viết chương trình hiển thị như sau: Cấp nguồn board mạch hiển thị chuỗi ký tự theo hình sau: Sau 3 giây xóa LCD và hiển thị: Tên đơn vị: Hiển thị hàng 1 cột 1, viết tắt tên đơn vị chữ in TS (tên thí sinh): Hiển thị hàng 2 cột 2, viết tắt họ với họ và tên 3 chữ. Nếu 4 chữ trở lên viết tắt họ và chữ lót. Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 3 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 Sau 3 giây tiếp theo xóa LCD và hiển thị: Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 4 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 2.3.2. Hiển thị thời gian trên LCD: - Sau khi hiển thị nội dung cuối cùng thì sau 3 giây xóa LCD và hiển thị thời gian trên LCD như hình sau: 2.3.3. Cài đặt thời gian và điều khiển thiết bị: a. Cài đặt chỉnh giờ và ngày tháng: Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 5 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 - Nhấn phím “A” vào chế độ cài đặt giờ và ngày tháng, hiển thị thông tin LCD như sau: Và sau 1 giây hiển thị giao diện cài đặt: Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 6 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 - Nhấn phím “C” chọn chế độ cài đặt: nhấn phím “C” số hiển thị cài đặt tăng 0 đến 7 và 7 về 0. 0. Không cài đặt, các phím số nhấn không có tác dụng 1. Cài đặt giờ 2. Cài đặt phút 3. Cài đặt giây 4. Cài đặt ngày 5. Cài đặt tháng 6. Cài đặt năm 7. Cài đặt thứ Sau khi chọn chế độ cài đặt, bấm các phím số để cài đặt đúng giờ hiện tại. Nhấn phím “#” để lưu các giá trị đã cài đặt và trở về giao diện hiển thị ngày giờ. - Nhấn phím “D” nếu không cần lưu giá trị và trở về giao diện hiển thị ngày giờ. b. Cài đặt giờ điều khiển mở hệ thống, thiết bị: - Thiết bị đang ở chế độ hiển thị ngày giờ. Nhấn phím “B” hiển thị: - Một giây sau hiển thị: Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 7 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 - Nhấn phím “A” tăng số lần, nhấn phím “B” giảm số lần. Nhấn phím “C” chọn chế độ cài đặt: 1. Cài đặt giờ 2. Cài đặt phút - Nhấn các phím số cài đặt. - Nhấn phím “#” hiển thị chữ “OK” xác nhận và lưu giá trị cài đặt của một lần. - Nhấn phím “*” xem lại thời gian của các lần cài đặt. - Nhấn “D” thoát chế độ cài đặt giờ mở thiết bị và trở về giao diện hiển thị ngày giờ. c. Cài đặt giờ tắt hệ thống, thiết bị: - Thiết bị đang ở chế độ hiển thị ngày giờ. Nhấn phím “C” hiển thị: Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 8 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 - Một giây sau hiển thị: - Nhấn phím “A” tăng số lần, nhấn phím “B” giảm số lần. Nhấn phím “C” chọn chế độ cài đặt: 1. Cài đặt giờ 2. Cài đặt phút - Nhấn các phím số cài đặt. - Nhấn phím “#” hiển thị chữ “OK” xác nhận và lưu giá trị cài đặt của một lần. - Nhấn phím “*” xem lại thời gian của các lần cài đặt. - Nhấn “D” thoát chế độ cài đặt giờ tắt thiết bị và trở về giao diện hiển thị ngày giờ. d. Điều khiển cảnh báo và đóng mở thiết bị ngoại vi: Sau khi đã cài đặt và lưu giờ mở/tắt thiết bị ngoại vi thì thiết bị điều khiển đang ở trạng thái hiển thị ngày giờ sẽ điều khiển relay như sau: - Khi thời gian thực bằng giá trị cài đặt mở thiết bị ngoại vi thì thiết bị điều khiển sẽ điều khiển kích hoạt relay. - Khi thời gian thực bằng giá trị cài đặt tắt thiết bị ngoại vi thì thiết bị điều khiển sẽ điều khiển ngắt relay. Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 9 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 III. Tiêu chí lắp ráp mạch và thang điểm TT 1 TIÊU CHÍ Lắp ráp và hàn linh kiện trên board mạch in 1.1 Khối LCD: LCD, VR1, VR2, U9, U10 1.2 Khối nguồn và vi điều khiển Arduino: Đô mi nô U8, U12, U13, U14, U11, R4, LED1, Arduino nano 1.3 Khối thời gian thực, bàn phím: U2, U6 1.4 2 4.2 4.3 4.4 4.5 5 10 5 Độ chắc chắn linh kiện và chất lượng mối hàn 10 Lập trình thực hiện chức năng mạch Hiển thị được các tiêu đề trên LCD đúng theo yêu cầu Hiển thị được thời gian thực trên LCD: giờ, phút, giây, ngày, tháng, năm, thứ Lập trình được chức năng hiển thị và cài đặt được thời gian thực Lập trình được chức năng hiển thị và cài đặt được thời gian mở thiết bị ngoại vi Lập trình được chức năng hiển thị và cài đặt được thời gian tắt thiết bị ngoại vi 4.6 Điều khiển được relay 4 Ghi chú 10 Linh kiện không bị lệch, đúng chiều, vị trí (lỗi 1 linh kiện trừ 0,5 điểm) Mạch sạch sẽ, mối hàn đủ chì, sáng bóng 2.2 (lỗi 1 linh kiện trừ 0,5 điểm) Cấp nguồn không ngắn mạch, điều chỉnh được 3 điện áp nguồn 5VDC (lắp ráp hoàn thiện, đầy đủ các linh kiện) 4.1 Điểm thực hiện 30 Khối relay, chuông cảnh báo: U3, U4, U5, R1, OP1, R2, R3, Q1, RL1, U7 2.1 4 Điểm tối đa An toàn, vệ sinh công nghiệp TỔNG CỘNG Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp 5 5 5 50 5 10 10 10 10 5 5 100 Trang 10 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 PHỤ LỤC 1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 5V_OUT U1 A5 A4 A3 A2 A1 SCL SDA DS1307 5V_OUT GND U6 8 7 6 5 4 3 2 1 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 LCD 16-2 U3 1 2 3 OUT A1 A2 A3 GND GND CHUONG BAO 5V_OUT 5V_OUT E 220VAC VO RS 1 2 VR2 10K GND GND GND 220VAC U4 1 2 A1 A2 220V_IN N N U5 A1 A2 220V_OUT GND K4K3K2K1 E D7D6D5D4 RS OUT GND 5V_OUT OP1 6 5 2 4 3 Relay 10A/12V ARDUINO NANO1 12V_IN1 2 4 1 RELAY 220VAC RL1 1 2 1 R1 330 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 A1 A2 A3 12V 5 D13 D12 3.3V D11 REF D10 A0 D9 A1 D8 A2 D7 A3 D6 A4 D5 A5 D4 A6 D3 A7 D2 5V GND RST RST GND RX VIN TX GND D7 D6 D5 D4 5V_OUT 12V U8 1 2 3 VR1 10K CHAN ADUINO NANO KEYPAD 4X4 12V A 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 U7 A1 A2 220V_IN N 2 5 4 3 2 1 K A DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 E R/W RS VO VDD VSS R2 10K 4N35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5V Q1 TIP122 1 R3 10K 3 U2 12V 5V_AD RELAY R4 1K 12V 2 GND 5V_EX U11 1 GND IN+ OUT+ IN- OUT- 5V_EX 4 5V 3 CHAN MACH NGUON DC-DC GND A1 A2 12V_IN Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp U15 1 A jum p U16 1 A jum p 1 2 3 5V_AD U12 A1 A2 A3 5V_OUT 5V_EX 5V-EX U14 1 2 GND GND GND GND U9 LED1 LED 12V K5K6K7K8 SCL SDA U17 1 A jum p 1 2 3 U13 A1 A2 A3 5V_ARDUINO A D7 GND D6 D5 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 HEADER 8 U10 1 2 3 4 5 6 7 8 E RS VO 5V_OUT GND GND A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 HEADER 8 U18 1 A jum p Trang 11 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 Sơ đồ lớp TOP Sơ đồ lớp BOTTOM Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 12 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 Sơ đồ bố trí linh kiện: Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 13 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 PHỤ LỤC 2: CÔNG CỤ, DỤNG CỤ, LINH KIỆN CHO 1 THÍ SINH TT I TÊN THIẾT BỊ, VẬT TƯ SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ GHI CHÚ CÔNG CỤ, DỤNG CỤ 1 Đèn để bàn 1 cái 2 Ổ cắm điện 1 cái 3 Đồng hồ VOM 1 cái 4 Hộp dụng cụ đa năng 1 hộp 5 Mỏ hàn thiết 40W 1 cái 6 Đế gắn mỏ hàn 1 cái 7 Hút chì 1 cái 8 Hộp đựng linh kiện 1 hộp 9 Kìm cắt linh kiện 1 cái 10 Nhựa thông 2 gam II VẬT TƯ, LINH KIỆN 1 Arduino nano 1 cái 2 LCD 16x2 1 cái 3 Mô-đun DS1307, 5 ngõ ra dạng header 1 cái 4 Bàn phím ma trận 4x4 loại mềm, dẻo 1 cái 5 Biến trở 10K 2 cái 6 Mô-đun nguồn giảm áp 2A 1 cái 7 Điện trở 1K 1 con 8 Led 5mm 1 con 9 Điện trở 330 1 con Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Kích thước theo board mạch thiết kế Kích thước theo board mạch thiết kế Trang 14 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 TT TÊN THIẾT BỊ, VẬT TƯ SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ 10 Điện trở 10K 2 con 11 Transistor H1061 1 con 12 Relay 12VDC, loại 6 chân, màu đen, 30A 1 cái 13 Mô- đun còi báo 5VDC, ngõ ra 3 chân dạng header 1 cái 14 Đô mi nô 2 chân loại lớn 4 cái 15 Cổng nguồn 3 chân, cắm jack adaptor 1 cái 16 Nguồn adaptor 12VDC, 2A 1 cái 17 Đèn led 220AC kèm theo chui lắp 1 cái 18 Dây điện 2 sợi, 220VAC 2 mét 19 Phích cắm 2 chân 1 cái 20 Mica trong 5mm, kích thước 30x30cm, có thiết kế theo yêu cầu 1 Tấm 21 Ốc vít 3mm 4 con 22 Đế gắn 4 góc board mạch 8 cái 23 Hàng rào loại thanh 40 chân/1 cây 4 cây 24 Hàng rào loại lỗ, loại cắm hàng rào thanh (40 chân/1 cây) 2 cây 25 Thiếc hàn loại 0.6mm 5 Cuộn 26 Băng keo 2 mặt loại tốt 0,5 GHI CHÚ m Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Kích thước theo board mạch thiết kế Kích thước theo board mạch thiết kế Loại tốt 1 cuộn 0,5kg Trang 15 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 MÔ-ĐUN 2 THIẾT KẾ VÀ VẼ MẠCH IN TRÊN MÁY TÍNH Thời gian: 180 phút Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 16 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 I. Nội dung: Thí sinh dùng máy tính đã cài đặt phần mềm Altium Designer Winter 09 để thiết kế và hoàn thiện sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in theo yêu cầu đề thi. Mô-đun “Thiết kế và vẽ mạch” kiểm tra kỹ năng của thí sinh về: 1. Kỹ năng thiết kế, xây dựng sơ đồ nguyên lý và thiết kế mạch trên máy tính. 2. Kỹ năng bố trí và thiết lập các thông số linh kiện hợp lý trên board mạch in. II. Hướng dẫn đối với thí sinh: 1. Thời gian: Thực hiện nội dung thi này tối đa trong 180 phút. 2. Thiết bị thực hiện: - Thí sinh nhận đề thi mô-đun 2 bao gồm: danh mục và linh kiện thiết kế cho các khối, sơ đồ nguyên lý chưa hoàn thiện, máy tính bàn. 3. Nhiệm vụ: - Thí sinh kiểm tra các thiết bị, sơ đồ nhận được từ ban tổ chức, thực hiện thiết kế và vẽ mạch trên máy tính sau đó chuyển qua sơ đồ mạch in 2 lớp. 3.1. Yêu cầu về sơ đồ nguyên lý:  Thiết kế các khối ẩn (KHỐI 1, KHỐI 2, KHỐI 3, KHỐI 4, KHỐI 5).  Tạo 1 project lưu vào máy tính theo đường dẫn: D:/tên thí sinh, đơn vị /tên file project  Thực hiện thiết kế sơ đồ mạch nguyên lý đầy đủ trên máy tính khổ giấy A3 (gồm có khung bao, sơ đồ nguyên lý mạch, khung tên). 3.2. Yêu cầu về board mạch in PCB:  Kích thước board mạch: Chiều dài x chiều rộng = 16x10 (cm).  Kích thước các đường mạch tín hiệu tối thiểu là 0,3 (mm), đường nguồn (+12VDC, +5VDC, GND) tối thiểu là 0,7 (mm), 220VAC tối thiểu 1mm.  Khoảng cách giữa 2 đối tượng trên board tối thiểu là 0,3 (mm).  Phủ đồng lớp BOTTOM và có liên kết với GND.  Kích thước lỗ khoan, PAD theo kích thước linh kiện thực tế được ban tổ chức cung cấp. Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 17 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 III. Thang điểm TT TIÊU CHÍ Điểm tối đa 1 Thiết kế và vẽ sơ đồ nguyên lý Thiết kế và vẽ được sơ đồ khối 1 10 1.2 Thiết kế và vẽ được sơ đồ khối 2 10 1.3 Thiết kế và vẽ được sơ đồ khối 3 10 1.4 Thiết kế và vẽ được sơ đồ khối 4 10 1.5 Thiết kế và vẽ được sơ đồ khối 5 10 Vẽ sơ đồ mạch in 2 lớp GHI CHÚ 50 1.1 Điểm thực hiện 50 2 2.1 2.2 Board mạch đúng kích thước 100 mm x 160 mm, có khung bao (Keepout), có phủ đồng Tiêu chuẩn linh kiện: thẫm mỹ, đúng kích thước, pad và lỗ khoan đúng theo tiêu chuẩn linh kiện 5 40 2.2.1. Khối 1 8 2.2.2. Khối 2 8 2.2.3. Khối 3 8 2.2.4. Khối 4 8 2.2.5. Khối 5 8 2.3 Sắp xếp tên và giá trị linh kiện một cách khoa học, rõ ràng, thẩm mỹ, board mạch đi dây hoàn thiện. TỔNG CỘNG Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp 5 100 Trang 18 Hội thi Tay nghề Dầu khí lần thứ V – Năm 2017 PHỤ LỤC 3: DANH MỤC VẬT TƯ LINH KIỆN TT TÊN THIẾT BỊ, VẬT TƯ SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ I CÔNG CỤ, DỤNG CỤ 1 Hộp đựng linh kiện 1 cái 2 Thước kẹp 1 cái 3 Máy tính bàn 1 cái 4 USB 16G 1 cái 5 Máy in 1 cái II VẬT TƯ, LINH KIỆN 1 Arduino nano 1 cái 2 Jack cắm DC 3 chân 1 cái 3 Điện trở 10K 23 con 4 Điện trở 4,7K 1 con 5 Transistor C1815 3 con 6 Điện trở 0.47/2W 1 con 7 Điện trở 470 2 con 8 Điện trở 1K 6 con 9 Điện trở 330 27 con 10 Tụ 10uF/25V 1 con 11 Tụ 4.7uF/25V 1 con 12 Tụ 104 1 con 13 Transistor H1061 1 con 14 Led đơn siêu sáng dẹt 5mm 1 con 15 IC74HC595 DIP 2 GHI CHÚ con Đề thi nghề: Điện tử công nghiệp Trang 19