DỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

DỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀUDỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN

DỰ ÁN LIÊN MÔN

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG

ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

Giáo viên hướng dẫn: TS GIÁP QUANG HUY Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN HẬU

NGUYỄN TRUNG HIẾU

LÊ HỮU KHANG LƯƠNG THANH TRÀ NGUYỄN THÀNH TRUNG Nhóm HP: 20.32A

Lớp SH: 20TDH2 Ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hoá

Mục lục

CHƯƠNG 1: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI 3

1.1 Cơ cấu truyền động băng tải 3

1.2 Xác định các thành phần mô men tải, mô men quán tính của hệ 5

1.2.1 Momen quán tính 5

1.2.2 Công thức quy đổi moment quán tính về trục động cơ: 6

1.3 Công suất cơ yêu cầu của hệ 6

1.3.1 Momen cơ 6

1.3.2 Công suất cơ 7

1.4 Kiểm tra độ phù hợp của động cơ 10

1.5 Chọn thiết bị đo vận tốc 11

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 12

2.1 Đặc tính cơ, đặc tính cơ điện 12

2.2 Hãm của động cơ 13

2.3 Đảo chiều động cơ 14

2.4 Mạch động lực : 15

2.5 Tính chọn van chỉnh lưu 15

2.5.1 Nguyên lý 15

2.5.2 Điện áp ngược của van: 17

2.5.3 Dòng điện làm việc của van: 18

2.5.4 Kết luận: 18

2.6 Tính toán bộ lọc LC : 19

2.7 Mạch bảo vệ Thyristor 19

2.8 Tính chọn biến áp lực 19

2.8.1 Điện áp chỉnh lưu trên tải 19

2.8.2 Công suất tối đa của tải 20

2.8.3 Công suất biểu kiến máy biến áp 20

2.8.4 Tính toán sơ bộ mạch từ 20

2.8.5 Tính toán dây quấn, số vòng và kích thước dây 20

CHƯƠNG 1: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI 1.1 Cơ cấu truyền động băng tải

Hình 1.1 Mô phỏng truyền động cho băng tải

v (m/s)

-1

1

201812

10

84

1 Đồ thị tốc độ dự kiến của tải và động cơ

Tốc độ dự kiến của băng tải: v= 1 m/s

Bán kính của rulo: r= 0.05 m

Khối lượng vật nặng: m= 5 kg

Đồ thị dự kiến tốc độ động cơ

- Quá trình băng chuyền quay theo chiều kim đồng hồ, gồm ba giai đoạn:

+ Giai đoạn tăng tốc: kéo dài trong khoảng 2s Tốc độ tăng từ 0 đến giá trị ổn định là

20 cm/s

+ Giai đoạn ổn định: băng tải hoạt động với tốc độ ổn định là 20 cm/s trong khoảng thời gian là 6s

+ Giai đoạn giảm tốc: kéo dài trong 2s Tốc độ giảm từ 20 cm/s về 0

+ Quá trình băng tải đảo chiều cũng hoạt động tương tự

+ Mục đích của quá trình tăng tốc và giảm tốc là để hệ thống hoạt động trơn tru và mượt mà hơn, tránh giật nảy

ω= v r= 10.05≈ 20rad/ s

+ Số vòng quay được trong một phút: n=20∗60 2π ≈ 190(vòng/ phút)

- Chọn động cơ có tốc độ trên trục khoảng 4690 vòng/phút

+ Suy ra tỉ lệ truyền lực là: i= n ω

i= 1904620= 124

+ Chọn tỉ số của hộp giảm tốc gắn trên trục động cơ: i1= 112

+ Giả sử hiệu suất hộp giảm tốc 100%

+ Sau khi có được tỉ lệ truyền lực, nhóm thiết kế hệ truyền lực sử dụng 2 bánh răng Một bánh răng có đường kính 3 cm được gắn vào trục động cơ, cái còn lại có đường kính

6 cm được coi như là roller

1.2 Xác định các thành phần mô men tải, mô men quán tính của hệ

1.2.1 Momen quán tính

- Công thức tính momen quán tính của đĩa tròn:

J= 12m R2(kg.m2)Trong đó: m [kg] là khối lượng của bánh răng

- Phương trình đặc tính cơ của hệ truyền động:

+ Quy đổi lực quán tính trên tải thành momen quán tính trên trục động cơ và bỏ qua

ma sát nên momen cản trên tải M c=0

+ Phương trình momen điện từ quy về trục động cơ: M −M c =J dω dt = ¿M =J dω dt

- Từ 0s đến 2s: (tăng tốc) M1=J dω dt = 0.037∗202 =0.37(Nm)

- Từ 2s đến 8s: (chạy ổn định) M2=J dωz dt =0.037∗06 =0(Nm)

- Từ 8s đến 10s: (giảm tốc) M3=J dω dt = 0.037∗−202 =−0.37(Nm)

- Từ 10s đến 12s: (đảo chiều tăng tốc) M4=J dω dt = 0.037∗−202 =−0.37(Nm)

- Từ 12s đến 18s: (đảo chiều chạy ổn định) M5=J dω dt = 0.037∗06 =0(Nm)

84

Hình 1.3 Đồ thị momen theo thời gian

1.3.2 Công suất cơ

- P=M ω(t )

10 8 0

dt +∫

18

20(0.37∗(−242 t+4840))2

- Theo sự tham khảo từ các DC Motor để có momen định mức có tải M đ m >0.37 Nm (tránh

bị ì khi khởi động động cơ) thì động cơ ít nhất cần có công suất ≥ 200W

 Chọn động cơ DC RE 50 ∅50 mm, graphite brushes, 200 watt và hộp giảm tốc gắn trên trục động cơ Planetary Gearhead GP 52 C ∅52 mm, 4.0–30.0 Nm có

hệ số 12 :1

Datasheet động cơ

10 8 0

20

18

t(s)

Theo như đồ thị momen và công suất thì giá trị yêu cầu không vượt quá ngưỡng

an toàn nên động cơ phù hợp với tiêu chí đã chọn.

1.5 Chọn thiết bị đo vận tốc

Vì động cơ có chế độ đảo chiều nên ta chọn encoder 2 pha :

M(N.m)

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

2.1 Đặc tính cơ, đặc tính cơ điện

+ Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen củađộng cơ,có thể viết theo dạng thuận ω=F(M)hayngược F(M)=ω

+ Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ DC, người ta còn sử dụng đặc tính cơ điện biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ với dòng điện ω=F(i)hay F(i) =ω

Hình 1.5 Đồ thị đặc tính cơ khi thay đổi điện áp phần ứng V a

=> Khi điện áp phần ứng giảm thì tốc độ động cơ giảm

- Để thực hiện điều khiển điện áp phần ứng hoặc điện áp kích từ, cấu trúc của phầnlực hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ động cơ điện phải cần có một bộ biến đổi Đối

với hệ truyền động này là hệ truyền động chỉnh lưu Thyristor – Động cơ (T-D).

- Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn như máyphát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển v.v… Các thiết bị nguồnnày có chức năng biến năng lượng xoay chiều thành một chiều có sức điện động E b điềuchỉnh được nhờ tín hiệu điều khiển U đk

Họ đặc tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên

Δ

(1/s)

M (Nm)

- Ta có phương trình đặc tính cơ của hệ truyền động điện một chiều điều chỉnh điện

áp phần ứng khi từ thông giữ không đổi và bằng định mức: ω= E b

K e− R a +R b

K e K M❑ 2

- Kết luận: Khi điều chỉnh giá trị điện áp u điều khiển ta nhận được các giá trị E b

khác nhau và được họ đặc tính cơ song song với các giá trị ❑0(ứng với E b ) khác nhau Tanhận thấy khi điều chỉnh điện áp phần ứng công suất động cơ tăng tuyến tính với tốc độcòn khả năng sinh mô-men của động cơ không đổi

Hình 1.6 Đồ thị điều chỉnh điện áp phần ứng

- Ưu điểm của điều chỉnh điện áp phần ứng:

+ Tổn hao năng lượng thấp, phạm vị điều chỉnh rộng

+ Thay đổi được tốc độ không tải lý tưởng và dòng điện ngắn mạch

+ Độ cứng đặc tính cơ không đổi trong khi điều chỉnh

- Nhược điểm của điều chỉnh điều áp phần ứng:

+ Cần bộ nguồn có thể thay đổi trơn điện áp

2.2 Hãm của động cơ

- Băng tải tồn tại hãm tái sinh khi đồ thị tốc độ đảo chiều từ 8s tới 10s, lúc đó tốc độđộng cơ đảo chiều, dẫn đến điện áp phần ứng cũng đảo chiều

- Hãm tái sinh (hàm trả năng lượng về lưới): xảy ra khi tốc độ quay của động cơ lớnhơn tốc độ không tải lý tưởng và E a >U a

- Dòng điện hãm: I h =I a=V a ưE a

R =

K e ϕω0ưK e ϕω

- Momen hãm: M h =M e =K M ϕ I h<0 Trong đó: M e: momen điện từ [Nm]

- Có 2 loại hãm tái sinh:

+ Hãm tái sinh do thế năng: thường xuất hiện ở truyền động kéo tàu, cơ cấunâng hạ, trị số hãm lớn dần cho đến khi cân bằng với momen phụ tải của cơ cấu thì hệthống làm việc ổn định Dòng điện hãm đổi chiều và công suất được đưa trả về lưới cógiá trị P=(EưU)I Đây là phương pháp hãm kinh tế vì động cơ sinh ra điện năng hữu ích

+ Hãm tái sinh do động năng: Khi giảm đột ngột điện áp cấp cho động cơ, tốc

độ động cơ giảm đột ngột đến tốc độ ổn định Động năng dư được biến đổi thành điệnnăng cấp cho lưới điện W =1

2(ω

2ưω ổnđịnh2 )

- Khi giảm điện áp điều khiển của bộ chỉnh lưu I đến khi bé hơn E ư thì xảy ra hãmtái sinh Khi đó dòng năng lượng trả về chảy qua bộ chỉnh lưu II đang ở chế độ nghịchlưu chờ trở thành trạng thái nghịch lưu phụ thuộc và động cơ đảo chiều

2.3 Đảo chiều động cơ

- Có 2 cách đảo chiều động cơ:

+ Đảo chiều điện áp phần ứng

+ Đảo chiều từ thông kích từ

- Phương trình đặc tính cơ khi đảo chiều: ω= ưV a

* Khi đảo chiều điện áp phần ứng:

Dòng điện phần ứng: I a,đc=ưV a, đm ưK e ϕ đm ω

Momen đảo chiều: M=K M ϕ đm I a,đc<0

Hình 1.7 Đồ thị đảo chiềuTại B tốc độ động cơ vẫn không đổi mà chỉ đổi chiều điện áp phần ứng

Tại C là điểm làm việc ổn định ổn định sau khi đảo chiều vì M−M c=0 tại ω c

- Gồm 2 mạch cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn mắc song song ngược

- Xét ở những chu kỳ làm việc xác lập: Ta chia làm 2 giai đoạn

+ Giai đoạn 1 (0 - 𝜋), điện áp U1 > 0 , Giả sử van T2, T4 đang dẫn dòng phản kháng => I d =I T 2 =I T 4 =I pk>0; van T1, T3 đang khóa, Ud < 0 Tại thời điểm 𝜃1 ≡ 𝛼, U1 > 0,xuất hiện xung điều khiển => lúc này van T1, T3 mở => Id = IT1 = IT3 > 0, còn van T2, T4 khóa, Ud > 0

+ Giai đoạn 2 (𝜋 ÷ 2𝜋), lúc này điện áp U2 > 0 => van T1, T3 vẫn đang dẫn dòng phản kháng => Id = IT1 = IT3 =Ipk > 0, Ud < 0 Tại thời điểm 𝜃2 ≡ (𝜋 + 𝛼) => U2 > 0

và xuất hiện xung điều khiển => lúc này van T2, T4 mở => Id = IT2 = IT4 > 0; còn van T1,

T3 khóa, Ud > 0

- Tương tự như trên các chu kỳ sau sẽ cách nhau 1 góc 𝜋, ta sẽ đóng mở lần lượt từng cặp van T1-T3, T2-T4

2.5.2 Điện áp ngược của van:

Đối với chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn: U d(α)=2√2U2

Để điện áp ngược đạt giá trị tối đa thì cos α=1=¿α=0°

Khi đó: U ngmax=−√2U2=−√2∗54=76.4 V

Trong đó: U ngmax: điện áp ngược của van

U2: điện áp hiệu dụng thứ cấp máy biến áp

- Để chọn van hợp lý theo điện áp thì: U v =k Uv U ngmax

Trong đó: k Uv: hệ số dự trữ về điện áp cho van, thường lấy từ 1.7÷ 2.2

Chọn k Uv=2.0= ¿U v =k Uv ∗U ngmax =2.0∗76.4=152.8V

2.5.3 Dòng điện làm việc của van:

- Điều kiện về dòng điện: I v tb ≥ k Iv ∗I v tbmax

Trong đó: I v tb: dòng điện trung bình của van được chọn

I v tbmax: dòng điện trung bình lớn nhất chạy qua thyristor

k lv: hệ số dự trữ về dòng điện cho van thường lấy 1.5÷2: I v tb ≥ k Iv ∗I v tbmax ≥ 2.0∗P đm

U đm ∗η ≥ 2∗20048∗0.94=8.87 A

Trong đó: P đm: công suất định mức của động cơ

U đm: điện áp định mức của động cơ

η : hiệu suất của động cơ

2.5.4 Kết luận:

- Dựa trên điện áp ngược cực đại và dòng điện định mức qua van ta chọn van thyristor SCR BT152-600R có datasheet

2.8.1 Điện áp chỉnh lưu trên tải

- Điện áp chỉnh lưu trên tải: U d 0 =U d +2∆ U v +∆ U ba +∆U dn

Ta có:U d =48V ,∆ U v =1.75 V , ∆U dn =0V,∆ U ba =6%U d =2.88 V

¿>U d0 =48+1.75∗2+2.88=54.38V

2.8.2 Công suất tối đa của tải

- Công suất tối đa của tải: P d max =U d0 ∗I d =54.38∗4.43=241.05W

2.8.3 Công suất biểu kiến máy biến áp

- Công suất biểu kiến của máy biến áp:

Trong đó k q = 6: Hệ số làm mát MBA khô

S: Công suất biểu kiến

m =1: Số pha MBAf=50hz: Tần số

 Q Fe =k q∗√ S

m f =6∗√296.5

2 )

2.8.5 Tính toán dây quấn, số vòng và kích thước dây

- Điện áp cuộn dây sơ cấp bằng điện áp nguồn cấp: U1=U =220 V

- Điện áp cuộn dây thứ cấp: U2=U d 0

k U =54.380.9 =60.42 V

- Trong đó: k U=0.9: hệ số điện áp chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn

- Dòng điện của cuộn dây sơ cấp: I1=S U 1ba

1 =k s1 U P d max

1 =1.23∗241.05220 =1.35 A

Trong đó: S 1ba: công suất biểu kiến phía sơ cấp

k s 1=1.23: hệ số công suất phía sơ cấp của mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn

- Dòng điện của cuộn dây thứ cấp: I2=S 2ba

U2 =k s2 P d max

U2 =1.23∗241.0560.42 =4.9 A

Trong đó: S 2 ba: công suất biểu kiến phía thứ cấp

k s2=1.23: hệ số công suất phía thứ cấp của mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn

- Số vòng dây của dây quấn sơ cấp:

mm2 ) : Mật độ dòng điện trong máy biến áp ( 2÷ 2.75)

- Tiết diện dây quấn cuộn sơ cấp :

Bảo vệ quá điện áp cho quá trình đóng cắt Thyristor được

thực hiện bằng cách mắc R-C song song với Thyristor.Khi

có sự chuyển mạch ,các điện tích tích tụ trong lớp bán dẫn

phóng ra ngoài tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời

gian ngắn ,sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược

gây ra 61 R1 C1 suất điện động cảm ứng rất lớn trong các

điện cảm làm cho quá điện áp giữa Anot và Ktot của Thyristor.Khi có mạch mắc R-C song song vói Thyristor tạo ra mạch vòng phóng điện tích trong quá trình chuyển mạch nên Thyristor không bị quá điện áp.

Thông thường : R1 =(5÷30) ; C1 = (0,25÷4)F

Theo tài liệu : R1 =5.1 ; C1 = 0.25F

2.8.7 Mạch bảo vệ máy biến áp

Biên độ điện áp điện áp thứ cấp: U2m=1.41*U2=1.41*54.38=76.68(V)

Biên độ dòng từ hoá: I µ max=√2∗4 %∗I 2=√2∗4%∗4.9=0.28( A)

- Suất điện động cảm ứng trong rotor : e a(t) = K e .Φ.i a (t)

- Phương trình momen điện từ : M e(t)=K M .Φ.i a (t)

- Phương trình mô tả quan hệ điện - cơ : M e(t)−M c =J dω(t)

- Chuyển phương trình momen điện từ sang miền Laplace : M e(s) =K M .Φ.i a (s)

- Chuyển phương trình mô tả quan hệ điện - cơ sang miền Laplace :

CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN PHẦN ĐO LƯỜNG, BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ SƠ ĐỒ

MẠCH PHẦN CỨNG TOÀN HỆ THỐNG

4.1 Tính chọn linh kiện.

4.1.1 Cảm biến đo dòng điện ACS712.

4.1.1.1 Sơ đồ chân của cảm biến đo dòng điện ACS712.

Module cảm biến dòng điện hall ACS712 30A sử dụng ic ACS712ELC-30B dựa trên hiệu ứng Hall chuyển dòng điện cần đo thành giá trị điện thế Cảm biến hall ACS712 là

ic cảm biến dòng tuyến tính dựa trên hiệu ứng Hall Chân ACS712 sẽ xuất ra một tín hiệuanalog ở chân Vout biến đổi tuyến tính theo Ip (dòng điện cần đo) được lấy mẫu thứ cấp

DC (hoặc AC) trong phạm vi cho phép Tụ Cf dùng để chống nhiễu

4.1.1.2 Thông số kĩ thuật cảm biến đo dòng điện ACS712

 IC ACS712 5/20/30A

 Nguồn sử dụng: 5VDC

 Độ nhạy đầu ra từ 63~190mV/A

 Đường tín hiệu analog có độ nhiễu thấp

 Độ trễ đầu ra để đáp ứng với đầu vào là 5µs

 Điện trở dây dẫn trong là 1.2mΩ

 Điện áp ra cực kỳ ổn định

 ACS 712 30A (x30B):

 Ip: 30A đến – 30A

4.1.1.3 Cách sử dụng cảm biến đo dòng điện ACS712

Khi đo DC phải mắc tải nối tiếp Ip+ và Ip- đúng chiều, khi dòng điện đi từ Ip+ đến Ip- Vout sẽ ra mức điện áp tương ứng 2.5~5VDC tương ứng dòng 0~Max, nếu mắc ngược Vout sẽ ra điện thế 2.5~0VDC tương ứng với 0~(-Max)

Khi cấp nguồn 5VDC cho module khi chưa có dòng Ip (chưa có tải mắc nối tiếp) thì Vout = 2.5V DC, khi dòng Ip (dòng của tải) bằng Max thì Vout=5DC, Vout sẽ tuyến tính với dòng Ip trong khoản 2.5~5VDC tương ứng với dòng 0~Max, để kiểm tra có thể dùng đồng hồ VOM thang đo DC để đo Vout

4.1.1.4 Tính toán trong Arduino

Ecurrent=Voltage – Offsetvoltage Sensitivity

Trong đó:

 Ecurrent: dòng điện đo

 Voltage= adcvalue1024.0 ×5000(mV ): Điện áp cảm VĐK đo được từ Output cảm biến

 Offsetvoltage: Điện áp offset (2.5V)

 Sensitivity: độ nhạy của cảm biến (185mV/A)

 Adcvalue là giá trị analog VĐK đọc được

4.1.2 Cảm biến tốc độ IR-FC03.

4.1.2.1 Sơ đồ chân của của cảm biến tốc độ IR-FC03.

Cảm biến đo tốc độ IR FC-03 kết hợp với vòng xoay encoder 15 lỗ, để xác định tốc độ của động cơ DC

4.1.2.2 Thông số kĩ thuật của cảm biến tốc độ IR-FC03.

4.1.2.3 Cách sử dụng của cảm biến tốc độ IR-FC03.

Khi motor quay thì đĩa encoder quay, lúc này giá trị ở chân DO của FC-03 chuyển đổi liên tục từ LOW sang HIGH và từ HIGH sang LOW Nguyên nhân là khi FC-03 được cấp điện, diode ở chân số 2 của ITR9608 phát ra tia hồng ngoại, nếu tia hồng ngoại được truyền thông qua lỗ của đĩa encoder, phototransistor nhận được tín hiệu và chuyển output của chân DO lên mức HIGH Ngược lại, khi tia hồng ngoại bị cản bởi

đĩa encoder, phototransistor không nhận được tín hiệu, chân DO được chuyển về

mức LOW

4.1.3 Vi điều khiển

4.1.3.1 Arduino Uno R3

Chọn vi điều khiển Arduino R3

4.1.3.2 Thông số của Arduino Uno R3:

Chip điều khiển ATmega328

Điện áp đầu vào(khuyên dùng) 7-12V – DC

Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20V – DC

Số chân Digital 14 (6 trong số đó là PWM)

Số chân Analog 6( độ phân giải 10bit)

Dòng điện DC trên mỗi chân I/O 30 mA

Bộ nhớ Flash bootloader 32KB trong đó 0.5KB được dùng bởi