Xin chào những bạn ! Hôm nay mình sẽ ra mắt với những bạn một linh phụ kiện điện tử cũng khá quan trọng trong mạch arduino. Đó là thạch anh. Nhân tiện, nếu được thì một hôm nào đó mình sẽ hướng dẫn những bạn sử dụng thạch anh luôn nha. Giờ thì vào đề luôn .
Thạch anh là gì?
Thạch anh được gọi là băng tinh, không tan thành nước, trông trong suốt như pha lê, có một đặc tính đáng chú ý quan tâm : Nó khi nào cũng mát lạnh khi ta cầm lên tay. Bởi vậy từ xưa, để kiểm tra xem là đồ thật hay đồ giả, thợ kim hoàn thường áp nó vào má xem có lạnh không .
Vậy nó làm cái quái gì ở điện tử?
Câu trả lời là nó được sử dụng để làm thạch anh điện tử Thạch anh điện tử là một linh kiện làm bằng tinh thể đá thạch anh được mài phẳng và chính xác. Linh kiện thạch anh làm việc dựa trên hiệu ứng áp điện. Hiệu ứng này có tính thuận nghịch. Khi áp một điện áp vào 2 mặt của thạch anh, nó sẽ bị biến dạng. Ngược lại, khi tạo sức ép vào 2 bề mặt đó, nó sẽ phát ra điện áp.
Lịch sử của nó
Những tinh thể thạch anh tiên phong được sử dụng bởi chúng có đặc thù “ áp điện ”, có nghĩa là chúng chuyển những giao động cơ khí thành điện áp và ngược lại, chuyển những giao động cơ khí thành những xung điện áp. Tính chất áp điện này được Jacques Curie phát hiện năm 1880 và từ đó chúng được sử dụng vào trong những mạch điện tử do tích chất có ích này. Một đặc tính quan trọng của tinh thể thạch anh là nếu ảnh hưởng tác động bằng những dạng cơ học đến chúng ( âm thanh, sóng nước … ) vào tinh thể thạch anh thì chúng sẽ tạo ra một điện áp giao động có tần số tương tự với mức độ ảnh hưởng tác động vào chúng, do đó chúng được ứng dụng trong rất nhiều nghành. Chẳng hạn trấn áp những sự rung động trong những động cơ xe hơi để trấn áp sự hoạt động giải trí của chúng .
Lần đầu tiên Walter G. Cady ứng dụng thạch anh vào một bộ kiểm soát dao động điẹn tử vào năm 1921. Ông công bố kết quả vào năm 1922 và đến năm 1927 thì Warren A. Marrison đã ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển sự hoạt động của các đồng hồ.
Nguyên lí hoạt động
Như vậy nếu ta đặt một điện áp xoay chiều vào thì nó sẽ biến dạng theo tần số của điện áp đó. Khi biến hóa đến một tần số nào đó, thì nó sẽ cộng hưởng. Mạch tương tự của nó gồm một L và một C tiếp nối đuôi nhau với nhau. Cả cụm ấy song song với một C khác và một R cách điện. Tần số cộng hưởng của Thạch anh tùy thuộc vào hình dáng và kích cỡ của nó. Mỗi tinh thể thạch anh có 2 tần số cộng hưởng : tần số cộng hưởng tiếp nối đuôi nhau, và tần số cộng hưởng song song. Hai tần số này khá gần nhau và có trị số khá vững chắc, hầu hết rất ít bị ảnh hưởng tác động bởi những điều kiện kèm theo môi trường tự nhiên bên ngoài. Ngoài ra, thông số phẩm chất của mạch cộng hưởng rất lớn, nên tổn hao rất thấp .
Ứng dụng của thạch anh
Mạch Dao động Thạch anh
Cho ra tần số rất ổn định, sử dụng rất nhiều trong các đồng hồ điện tử (như đồng hồ đeo tay, đồng hồ để bàn…), trong các thiết bị đo lường điện tử (tạo xung chuẩn), trong mạch đồng bộ màu của TV, VCR, trong các thiết bị tin học (máy vi tính, các thiết bị nối với máy vi tính), trong các nhạc cụ điện tử như Piano điện, organ…
Mạch lọc tích cực dùng Thạch anh
Sử dụng nhiều trong những mạch khuếch đại trung tần của những máy thu thông tin liên lạc, TV, Radio … Ngày nay, mọi máy tính dù tân tiến nhất cũng vẫn sử dụng những bộ giao động tinh thể để trấn áp những bus, xung nhịp giải quyết và xử lý ( Trên những mạch arduino cũng có con thạch anh, chắc công dụng là đây ) .
