Môn hoc Đồ án 1 cơ sở ngành Điều khiển và tự Động hóa Đề 09

Em xin cam kết bài đồ án “Thiết kế, chế tạo vận hành mô hình cây điện gió sử dụng bộ vi điều khiển STM32”là do chính em làm và thu nhập thông tin, không sao chép các công trình nghiên cứ

TỎNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIÓ

Lý do sử dụng năng lượng gió

- Năng lượng gió không thải khí, hóa chất độc hại và suy kiệt theo thời gian.

-Hiện nay giá dầu tăng cao kéo theo sự tăng giá của các loại nhiên liệu khác như: khí đốt, than đá,

-Ổn định giá năng lượng: đóng góp và đa dạng hóa năng lượng

-Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu từ nước ngoài.

-Nhu cầu về điện của toàn nền kinh tế tăng trung bình gần

13%/năm, và tốc độ tăng của mấy năm trở lại đây còn cao hơn mức trung bình.

-Không phát thải hiệu ứng gây nóng lên toàn cầu.

Ưu điểm và nhược điểm năng lượng gió

- Năng lượng gió không thải khí, hóa chất độc hại ra môi trường.

-Ổn định giá năng lượng: đóng góp và đa dạng hóa năng lượng.

-Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu từ nước ngoài.

-Nhu cầu về điện của toàn nền kinh tế tăng trung bình gần

13%/năm, và tốc độ tăng của mấy năm trở lại đây còn cao hơn mức trung bình.

- Không phát thải hiệu ứng gây nóng lên toàn cầu.

-Gây ra tiêng ồn, làm ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân xung quanh

- Làm nhiễu sóng vô tuyến

- Mất cân bằng sinh thái

-Công suất điện gió trạm phong điện cung cấp phụ thuộc theo mùa, thời tiết và địa hình.

Cấu trúc tuabin gió

Năng lượng gió đã được sử dụng từ lâu, ban đầu qua các cối xay gió để xay lúa và kéo thuyền buồm Sự phát triển của tuabin gió đã đánh dấu bước tiến lớn trong công nghệ, giúp chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng hiệu quả hơn.

Tuabin gió là thiết bị ung để biến đổi điện năng động năng của gió thành năng lượng gồm có Tuabin gió trục ngang và Tuabin gió trục đứng

Tuabin gió biển chuyển đổi năng lượng gió thành lực cơ học để sản xuất điện sạch thông qua máy phát Hiện nay, các tuabin được thiết kế theo dạng mô-đun, với cánh tuabin có hình dạng khí động học nhằm tối ưu hóa việc thu nhận năng lượng gió Khi gió thổi, cánh tuabin quay, làm cho trục quay gần với máy phát và từ đó tạo ra điện.

Tuabin gió hoạt động dựa trên nguyên lý đơn giản, khi năng lượng gió làm quay 2 hoặc 3 cánh quạt quanh một roto Roto này kết nối với trục chính, giúp quay máy phát điện để tạo ra điện năng Được lắp đặt trên trụ cao, các tuabin gió tối ưu hóa việc thu thập năng lượng gió, đặc biệt ở độ cao 30m, nơi tốc độ gió nhanh hơn và ít bị ảnh hưởng bởi luồng gió bất thường Chúng có thể cung cấp điện cho các hộ gia đình hoặc được kết nối vào mạng điện để phân phối điện năng rộng rãi hơn.

Hình ảnh 1.2 minh họa 1 số kiểu tuabin

Hình ảnh 1.3 Tuabin gió trục ngang

Tuabin gió truy cập ngang (HAWT) là loại tuabin gió phổ biến nhất, thường được nhận diện với thiết kế giống như cánh quạt Chúng chủ yếu có ba lưỡi, nhưng cũng có những loại hai hoặc một lưỡi Hiện tại, tuabin ngang là loại tuabin hiệu quả nhất, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong các trang trại điện gió quy mô lớn.

Tuabin gió nằm ngang (HAWT) hoạt động dựa trên lực nâng để quay và tạo ra công suất Các cánh quạt của tuabin có hình dạng giống như cánh máy bay, khi gió đập vào chúng, tạo ra sự chênh lệch áp suất, làm quay cánh quạt và sinh điện năng Máy phát điện và hộp số được lắp đặt ngay sau rotor trong ống trục Để duy trì hiệu suất tối đa, mặt phẳng cánh quạt cần giữ góc 180 độ với hướng gió, vì vậy HAWT được trang bị cánh gió và hệ thống điều chỉnh cánh quạt để luôn hướng về phía gió.

Hình ảnh1.4 mô tả tuabin trục đứng

Tuabin gió tiếp cận thẳng đứng (VAWT) có thiết kế giống như máy đánh trứng, quay quanh trục thẳng đứng và thường được đặt ở mặt đất Mặc dù tuabin nằm ngang (HAWT) đã trở thành tiêu chuẩn, tuabin thẳng đứng thực sự là loại đầu tiên được ghi nhận Chúng thường được sử dụng ở quy mô nhỏ hơn để cung cấp năng lượng bổ sung cho các tòa nhà, nhà cửa hoặc tàu thuyền Mặc dù có một số VAWT được áp dụng cho năng lượng gió quy mô công nghiệp, nhưng chúng vẫn rất hiếm Một ưu điểm nổi bật của tuabin thẳng đứng là khả năng tạo ra năng lượng từ nhiều hướng gió khác nhau.

1.2.3 So sánh sự khác nhau giữ tuabin đứng và ngang

Tuabin ngang và tuabin thẳng đứng không chỉ khác nhau về hình thức mà còn về nhiều khía cạnh chức năng Sự khác biệt này ảnh hưởng đến cách thức hoạt động và vị trí lắp đặt của từng loại tuabin, từ đó quyết định cách sử dụng hiệu quả nhất cho mỗi loại.

Các tuabin gió nằm ngang (HAWT) thường thu được gió chất lượng cao hơn nhờ được lắp đặt trên các tháp cao, giúp tiếp cận gió mạnh ở độ cao lớn Tuy nhiên, chúng không hoạt động hiệu quả trong điều kiện gió giật và hướng gió thay đổi Ngược lại, tuabin gió thẳng đứng (VAWT) có khả năng hoạt động đa hướng, cho phép chúng hoạt động hiệu quả hơn trong thời tiết gió mạnh, nơi gió có thể thổi từ nhiều hướng khác nhau Điều này làm cho tuabin thẳng đứng trở thành lựa chọn lý tưởng để sản xuất điện ở các khu vực đô thị, nơi có sự xuất hiện của các mô hình gió phức tạp do ảnh hưởng của các tòa nhà cao tầng.

Tuabin gió có hai loại thiết kế cánh quạt khác nhau: tuabin ngang và tuabin thẳng đứng kiểu Darrieus Trong khi cả hai loại đều tạo ra lực nâng, chúng hoạt động khác nhau do trục quay khác nhau Mặt phẳng rotor của tuabin ngang nằm ở góc 180 độ so với luồng gió, dẫn đến sự thay đổi về tốc độ và góc gió dọc theo chiều dài cánh quạt, do đó cần thiết kế cánh quạt khí động học với các bước xoắn và quay để tối ưu hiệu suất Ngược lại, cánh quạt của tuabin gió thẳng đứng có tốc độ không khí đồng đều và cùng một góc tấn, khiến cho thiết kế của chúng đơn giản hơn, với các cánh Darrieus có thể là các cánh đơn giản mà không cần các yếu tố phức tạp để cải thiện tính khí động học.

Tuabin ngang và tuabin thẳng đứng khác nhau về vị trí lắp đặt các bộ phận cơ khí Trong khi tuabin ngang có tất cả các bộ phận hoạt động được đặt cao trên đỉnh tháp, tuabin thẳng đứng lại có thiết kế khác biệt.

Việc bảo trì trở nên khó khăn hơn khi công nhân phải mở rộng quy mô tháp để xử lý các vấn đề cơ khí Tuy nhiên, các bộ phận làm việc của tuabin thẳng đứng được lắp đặt ở chân đế, gần mặt đất, giúp việc sửa chữa trở nên dễ dàng và an toàn hơn.

Hiệu quả hoạt động của tuabin gió đứng bị ảnh hưởng lớn bởi lực cản, dẫn đến việc chúng tiêu tốn năng lượng trong quá trình quay Khi gió tác động lên một bên của tuabin, bên còn lại lại phải đối mặt với gió thổi tới, gây ra sự mất mát năng lượng Kết quả là, tuabin đứng chỉ đạt hiệu suất tối ưu trong một nửa vòng quay của chúng.

Mặc dù các tuabin gió nằm ngang có hiệu quả hơn, nhưng nhiều kỹ sư cho rằng điều này chủ yếu là do có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc cải tiến thiết kế của chúng.

Tuabin Darrieus, sử dụng lực nâng để hoạt động, có khả năng hoạt động hiệu quả tương đương với các tuabin ngang nếu được thiết kế hợp lý Tuy nhiên, những thách thức lớn đối với tuabin Darrieus bao gồm các vấn đề cấu trúc do sự thay đổi tải liên tục và góc cánh quạt không ổn định so với hướng gió trong thời gian ngắn.

Các tuabin gió nằm ngang có độ ổn định cao hơn, với cánh quạt được điều chỉnh để tối ưu hóa việc thu năng lượng gió Mặc dù các kỹ sư đã nỗ lực cải tiến thiết kế tuabin Darrieus, nhưng những thay đổi này thường dẫn đến sự gia tăng về độ phức tạp và chi phí.

TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT ĐẦU VÀO TỪ CÂY NĂNG LƯỢNG GIÓ

Công thức tính toán

Tuabin gió đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa động năng của không khí thành cơ năng trên trục quay Để xác định công suất đầu vào của tuabin gió, cần xem xét các yếu tố như mật độ không khí (ρ), vận tốc gió (v), bán kính bánh xe gió (R) và tiết diện chứa bánh công tác (A), trong đó 2A = πR.

Hình 2.1 kết cấu máy phát điện gió

Trong thực tế, chỉ một phần năng lượng của dòng khí (gió) được chuyển đổi thành năng lượng cơ học bởi bánh công tác của tuabin gió Hiệu suất sử dụng năng lượng gió (NLG) là tham số đặc trưng cho khả năng này của tuabin gió, phản ánh tỷ lệ năng lượng mà tuabin có thể khai thác từ dòng khí đi qua tiết diện của nó.

Cp thì Cp < 1 và được xác định theo biểu thức:

Cp= Pm P1 (2) Theo phân tích của Betz, ở điều kiện lý tưởng thì giá trị lớn nhất của

Hệ số Cp, được gọi là giới hạn Betz, có giá trị lý thuyết là 59,3%, nhưng trong thực tế, giá trị này thường thấp hơn, khoảng 45% theo thông tin từ các nhà sản xuất tuabin gió Cp phụ thuộc vào cấu trúc hình học của tuabin và được xác định theo một biểu thức cụ thể.

Pm là công suất cơ hữu ích mà bánh công tác nhận được, được gọi là công suất đầu ra của tuabin gió Góc xoay của cánh gió so với mặt cắt ngang qua trung tâm cánh gió được gọi là góc pitch (α) Hệ số λi được xác định theo một biểu thức cụ thể, trong khi hệ số tốc độ λ ở đầu cánh gió được tính dựa trên tốc độ góc của tuabin gió (ωm), bán kính bánh công tác (R) và vận tốc gió (v).

Dựa vào công thức (3), ta có thể xây dựng đường đặc tính Cp = f(λ) như trong hình 2 Mỗi giá trị góc α không đổi tương ứng với sự biến thiên của λ sẽ dẫn đến sự biến thiên của Cp, tuy nhiên luôn tồn tại một điểm trên đường cong với giá trị λopt, là hệ số tốc độ tối ưu của cánh gió, tương ứng với Cpmax, tức là hệ số sử dụng phong năng lớn nhất Kết hợp công thức (1) và (3), ta có thể xác định công suất phát của tuabin gió theo công thức đã nêu.

Khi tốc độ gió thay đổi, công suất cơ ở đầu ra của tuabin gió cũng sẽ thay đổi Tuy nhiên, nếu áp dụng biện pháp điều chỉnh để tuabin hoạt động ở chế độ tối ưu với λ = λopt, công suất của tuabin sẽ luôn đạt giá trị cực đại tương ứng với sự biến động của tốc độ gió Quá trình điều khiển này được gọi là điều khiển bám sát công suất cực đại.

Theo nguyên lý Maximize Power Point Tracking (MPPT), việc điều khiển hệ thống phát điện gió với tốc độ thay đổi là rất quan trọng Hình 3 minh họa mối quan hệ giữa công suất và tốc độ góc của tuabin gió tại các giá trị tốc độ gió khác nhau.

Hình 2.2 Các đường đặc tính

Tính toán công suất

Đề tài yêu cầu thiết kế 18 lá gió và 3 nhánh, trong đó mỗi lá gió tạo ra điện áp giao động từ 2-20VDC Khi đó, điện áp ra ở mỗi nhánh sẽ được xác định dựa trên các yếu tố này.

+ Áp dụng công thức trên ta thu được điện áp khi:

+ Ta thu được tổng điện áp trên cây điện gió là

+ Để tính được công suất đầu ra mà cây điện gió tạo ra được thì ta phải làm rõ năng lượng được tạo ra như thế nào: trong đó:

M là khối lượng riêng của vật

V là vận tốc của vật

Trong đó: δ : là khối lượng riêng của không khí = 1,29 kg/m 3

A: là diện tích tiếp xúc của cánh quạt với gió m 2

V: là vận tốc không khí đơn vị m/s

Tuy nhiên công suất P tạo ra không thể nào có thể tối ưu được 100% nó chỉ có thể giao động trong khoảng 0,05 – 0,45.

Sau khi tìm hiểu góc cánh tác động thế nào đến công suất của điện gió

Thông qua một bài nghiên cứu được xuất bản bởi Advances in Mechanical Engineering“EFFECT OF THE BLADE ARC ANGLE ON THE PERFORMANCE OF A SEVONIUS WIND TURBINE”

Với góc cánh 160 ° sẽ cho ra Cp hay còn được gọi là hiệu suất gió cao nhất với 0,2836 lưu lượng gió theo đề tài là từ : 5000-10000m /h 3

Tốc độ gió = Lưu lượng gió/3600

Chọn quạt

Hình2.3Tuabin gió Đường kính động cơ: 24,5mm / 0,96 "

Chiều cao động cơ: 34,2mm / 1,35 " Đường kính trục động cơ: 2mm / 0,079 "

Chiều dài trục động cơ: 13,5mm / 0,53 " Đường kính lưỡi: 100mm / 3,94 "(sau khi lắp ráp)

Khẩu độ lưỡi: 1,95mm / 0,077 " Điện áp đầu ra: DC 2v-20v

Tốc độ định mức: 100-6000 vòng / phút

 Tốc độ gió khởi động2,5 m/s;

 Tốc độ gió bắt đầu phát 3 m/s;

 Tốc độ gió định mức 7 m/s;

 Tốc độ quay Rotor0 – 250 vg/ph;

 Loại turbine: 3 cánh, gió ngang

Nguồn điện từ động cơ điện gió Acqui

Bộ dc -dc converter Động cơ24v

Tính toán dòng điện đầu ra

Ký hiệu các số liệu tính toán

V: tốc độ của gió tác động lên các cánh tuabin

L: lưu lượng gió theo đề ra

S: diện tích tiếp xúc của gió với 4 cánh quạt ω t : tốc độ quay tuabin

U: điện áp đầu ra của 1 tuabin

U ¿: điện áp đầu ra lí tưởng

* tốc độ gió qua 4 cánh của tuabin: v= L s P00÷ (0,02 × 4)b500 ( m h ) ,36( m s )

*tốc độ quay của tuabin: ω t =v⋅ R r ,36∗ ( 0,2 0,5 ) =6,944( rad s )

*điện áp đầu ra của 1 tuabin:

U=0.5×1.225× 0 ,2 2 ×6 ,94 3 × Π =6,42(v) Điện áp đầu ra cây điện gió

TÍNH TOÁN BỘ SẠC ACQUY VÀ LỰA CHỌN CÁC BỘ BIẾN ĐỔI 20 3.1.Sơ đồ nguyên lí bộ DC-DC converter vào sạc

Tính toán và tối ưu bộ điều khiển sạc

Hình 3.3 Mô phỏng trên psim

Hình 3.4 kết quả mô phỏng

Lựa chọn bộ biến đổi

3.3.1 Cấu tạo mạch băm xung 1 chiều song song ( boost áp ):

Mạch điện cơ bản bao gồm một linh kiện đóng cắt như MOSFET hoặc IGBT, được kích hoạt bởi các xung từ STM32 để điều khiển chân G của MOSFET, từ đó đóng điện cho cuộn cảm L1 Hiện tượng tự cảm trong cuộn cảm tạo ra điện áp cao hơn nguồn, và điện áp này sau đó được chỉnh lưu và lọc thông qua diốt D1 và tụ điện C1.

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý mạch boost áp.

Dựa trên nguyên lý điều chỉnh độ rộng xung PWM với băm xung điện áp một chiều, khi duty xung đạt 100%, đầu vào cung cấp điện áp DC 12V Tại thời điểm xung kích cao, mosfet (igbt, tranz, ) dẫn điện, cho phép dòng điện chạy từ nguồn dương 12V qua cuộn cảm L1, đi qua chân D đến chân S của mosfet và trở về âm nguồn Trong nửa chu kỳ đầu tiên, điện áp trên tụ C1 và tải tương đương với điện áp cấp vào là 12V.

Trong nửa chu kỳ còn lại, mosfet ngưng dẫn do xung ở mức 0, dẫn đến việc cuộn cảm L1 phát sinh điện áp tự cảm có chiều ngược với dòng điện ban đầu Dòng điện sẽ di chuyển từ nguồn 12V qua cuộn cảm, qua diode D1, nạp cho tụ C1, rồi qua tải và trở về âm nguồn Nhờ tính chất tự cảm, một điện áp một chiều xuất hiện trên cuộn cảm, đóng vai trò như nguồn DC nối tiếp với nguồn 12V, tạo ra điện áp cao hơn.

Mạch boost converter có đặc điểm nổi bật là điện áp đầu ra luôn lớn hơn hoặc bằng điện áp đầu vào Sau khi được lọc qua tụ C1, điện áp sẽ trở nên phẳng và ổn định ở dạng một chiều.

Hình 3.6 Đồ thị dòng điện điện áp mạch băm xung 1 chiều song song

Hình 3.7 Các thời điểm xung G được phát

Điện áp tăng vọt trên cuộn cảm là do hiện tượng tự sinh ra, như hình trên đã chỉ ra Khi MOSFET dẫn, điện áp trên cuộn cảm sẽ giảm dần và trở về mức điện áp nguồn.

Hình ảnh 3.8 Mô phỏng psim

3.3.1.2.Các kiểu băm xung điện áp 1 chiều:

* Điều khiển theo phương pháp điều chỉnh độ rung xung PWM:

Phương pháp băm xung với tần số không đổi f=const cho phép điều chỉnh điện áp ra tải bằng cách thay đổi độ rộng khoảng dẫn của van to= var Sơ đồ cấu trúc được sử dụng để thực hiện phương pháp này được minh họa trong hình 4.1, trong khi hình 4.2 trình bày đồ thị minh họa nguyên lý hoạt động Các khâu trong hệ thống đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và tối ưu hóa hiệu suất điện.

1 Khâu phát xung chủ đạo nhằm tạo dao động với tần số cố định nhằm đảm bảo điều kiện băm xung với tần số không đổi.

2 Khâu tạo điện áp răng cưa theo tần số của khâu phát xung chủ đạo, đồng thời đảm bảo phạm vi điều chỉnh tối đa của tham số 

Khâu so sánh tạo xung thực hiện việc so sánh giữa điện áp răng cưa urc và điện áp điều khiển uđk, với ba điểm cân bằng chính là t0 Khi điện áp điều khiển thay đổi, t0 cũng sẽ thay đổi, dẫn đến sự điều chỉnh tham số γ Kết quả điện áp ra của khâu này sẽ có dạng xung, phù hợp với giai đoạn van lực Tr dẫn.

Khâu khuếch đại công suất có vai trò quan trọng trong việc tăng cường công suất xung từ khâu so sánh Đồng thời, quá trình này cần phải kết hợp với van lực, đảm bảo tính chất điều khiển hiệu quả của van.

Khâu tạo điện áp điều khiển theo luật công nghệ5

Hình 3.9 Đồ thị điện áp

*Điều chỉnh theo phương pháp xung – tần:

Phương pháp này trái ngược với phương pháp thay đổi độ rộng xung, yêu cầu thay đổi tần số băm xung trong khi giữ khoảng dẫn của van lực Tr không đổi Cấu trúc điều khiển được thể hiện trong hình 4.3, bao gồm các khâu sau đây:

Khâu tạo điện áp điều khiển với chức năng tương tự như mạch trước1

Khâu biến đổi U/f nhằm tạo dao động xung với tần sô tỉ lệ thuận với điện áp vào là2 điện áp điều khiển.

Khâu tạo khoảng dẫn không đổi cho van lực Tr, tức là t0 = const với tần số do bộ 3

Khâu khuếch đại công suất.4

Hình 3.10 sơ đồ điều chỉnh theo phương pháp xung tần

3.3.2 Chuyển đổi DC-AC (1 PHASE)

Hình.3.11 Sơ đồ nguyên lí nghịch lưu 1 pha

Trong sơ đồ cầu, tín hiệu điều khiển cho từng đôi tiristo T1, T2 bị lệch pha 180 độ so với tín hiệu điều khiển của đôi T3, T4 Với điện cảm đầu vào nghịch lưu đủ lớn Ld, dòng điện đầu vào được làm phẳng Nguồn cấp cho nghịch lưu là nguồn dòng, và dạng dòng điện của nghịch lưu iN có hình dạng xung vuông.

Khi đưa xung vào mở cặp van T1, T2, dòng điện iN = id = Id Đồng thời dòng qua tụ

Khi điện áp C tăng đột ngột, tụ C bắt đầu nạp điện với cực dương ở bên trái và cực âm ở bên phải Khi tụ C đã nạp đầy, dòng điện qua tụ sẽ giảm về không Vì iN = iC + iZ = Id là hằng số, nên dòng điện qua tải ban đầu nhỏ và sau đó sẽ tăng lên.

Quá trình chuyển mạch diễn ra gần như ngay lập tức, sau đó tụ điện C sẽ được nạp điện với cực tính “+” ở bên phải và “–” ở bên trái Dòng nghịch lưu iN bằng id và Id nhưng có dấu đổi Khi đến thời điểm t = t2, xung được đưa vào để mở T1, trong khi T2 sẽ bị khóa lại, và T3, T4 cũng sẽ bị ngắt, lặp lại quá trình như trước.

Chức năng chính của tụ C là chuyển mạch cho các tiristo Tại thời điểm t1, khi T3 và T4 được mở, tiristo T1 và T2 sẽ bị khóa bởi điện áp ngược từ tụ C Khoảng thời gian duy trì điện áp ngược từ t1 đến t1’ là cần thiết để giữ quá trình khóa và phục hồi tính chất điều khiển của van, trong đó t1 – t1’ = tk toff, với toff là thời gian khóa của tiristo, tương ứng với thời gian phục hồi tính chất điều khiển.

Hình 3.12 Đồ thị nghịch lưu 1 pha

Hình.3.13 Mô phỏng 1 pha trên PSIM

3.3.2.3 Mạch lọc đầu ra LC:

Tải công suất không thể áp dụng các phương pháp lọc tần số hiệu quả như trong kỹ thuật xử lý tín hiệu với khuếch đại thuật toán OA Đối với dòng tải lớn và điện áp cao, bộ lọc phải sử dụng các phần tử thụ động L và C, dẫn đến tổn thất công suất không thể tránh khỏi và giảm hiệu suất hệ thống, đồng thời làm tăng kích thước thiết bị Hơn nữa, hiệu quả lọc tần số của bộ lọc thụ động cũng không cao, đây là những nhược điểm chính của loại bộ lọc này.

Bộ lọc thụ động thường chỉ bao gồm các phần tử kết nối theo kiểu nối tiếp hoặc song song với các tổng trở Znt và Z// Nguyên lý cơ bản để thực hiện việc lọc này được thể hiện rõ trong hình 7.1.

CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG

Vi điều khiển STM32F103C8T6

Hình ảnh 4.1 sơ đồ khối stm32

-STM32 là dòng vi điều khiển (MCU) phổ biến được sản xuất bởi công ty

STMicroelectronics Nổi tiếng với sự linh hoạt và hiệu suất cao, STM32 là lựa chọn hàng đầu cho nhiều ứng dụng nhúng và dự án IoT (Internet of Things).

Dòng vi điều khiển STM32F103x4 và STM32F103x6 sử dụng lõi RISC 32-bit ARM® Cortex™-M3, hoạt động với tần số 72 MHz Chúng được trang bị bộ nhớ nhúng tốc độ cao, bao gồm bộ nhớ flash lên tới 32 Kbyte và SRAM lên đến 6 Kbyte Các vi điều khiển này cung cấp nhiều I/O nâng cao và thiết bị ngoại vi kết nối qua hai bus APB Ngoài ra, chúng còn có hai ADC 12 bit, ba bộ định thời 16 bit cho mục đích chung và một bộ định thời xung, cùng với các giao diện truyền thông đa dạng như tối đa hai I2C và SPI, ba USART, một USB và hai CAN.

Dòng STM32F103xx là vi điều khiển hiệu suất mật độ thấp, hoạt động với nguồn điện từ 2,0 đến 3,6 V Sản phẩm này có sẵn trong hai dải nhiệt độ: –40 đến +85 °C và –40 đến +105 °C Bên cạnh đó, nó được trang bị bộ chế độ tiết kiệm năng lượng toàn diện, giúp thiết kế các ứng dụng tiêu thụ năng lượng thấp hiệu quả.

Dòng sản phẩm STM32F103xx với hiệu suất mật độ thấp bao gồm các thiết bị trong bốn loại gói khác nhau, từ 36 chân đến 64 chân Tùy thuộc vào từng thiết bị, các bộ thiết bị ngoại vi khác nhau sẽ được tích hợp Phần mô tả dưới đây sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về tất cả các thiết bị ngoại vi được đề xuất trong dòng sản phẩm này.

STM32 là một vi điều khiển cao cấp, nổi bật với bộ nhớ, tốc độ và phần cứng phong phú, cùng với phần cứng hỗ trợ nâng cao Trong khi nhiều người đã quen thuộc với Timer watchdog từ các MCU 8 bit như AVR và PIC, STM32 mang đến một khái niệm mạch watchdog tinh vi hơn Các tùy chọn xung nhịp trong STM32 cũng được cải tiến đáng kể Chương này sẽ khám phá phần cứng hỗ trợ bên trong STM32, tập trung vào việc sử dụng và vận hành hai loại timer giám sát: Bộ giám sát độc lập (IWDG) và Bộ giám sát cửa sổ (Window Watchdog), cùng với các tùy chọn xung nhịp thường gặp trong vi điều khiển này.

Trong vi điều khiển STM32, có nhiều tùy chọn cho xung nhịp, mặc dù ban đầu có thể trông phức tạp Tuy nhiên, sự phức tạp này không quá khó hiểu Sơ đồ khối đơn giản dưới đây minh họa sự sắp xếp xung nhịp phổ biến trong MCU thuộc sê ri STM32F103.

Hình ảnh 4.2Các tùy chọn xung nhịp

Sơ đồ bố trí xung nhịp bên trong STM32F103

Sơ đồ cung cấp cái nhìn tổng quan về phần cứng xung nhịp, cho phép dễ dàng cấu hình mảng phần cứng lớn khi chuyển sang phần mềm Bài viết này sẽ điểm qua các nguồn xung nhịp trong vi điều khiển STM32, bao gồm hai loại xung nhịp cơ bản, mỗi loại lại được chia thành hai tốc độ khác nhau.

Các nguồn xung nhịp bên ngoài tốc độ cao (HSE) bao gồm bộ dao động tinh thể, bộ cộng hưởng và mạch tạo tín hiệu xung nhịp Khi sử dụng các mạch này, dạng sóng không nhất thiết phải là sóng vuông; HSE có thể chấp nhận sóng hình sin và hình tam giác Tuy nhiên, bất kể dạng sóng nào được sử dụng, nó cần phải đối xứng, với mức cao chiếm 50% và mức thấp tương ứng.

Chu kỳ 50% được sử dụng với chân OSC_IN để cung cấp tín hiệu xung nhịp, nhằm kích hoạt chân OSC_OUT Thông thường, HSE của vi điều khiển STM32 chấp nhận tần số xung nhịp trong khoảng từ 4 MHz.

Khi sử dụng mạch xung nhịp bên ngoài với tần số 25 MHz, cần bỏ qua bộ dao động HSE để tránh xung đột Các nguồn xung nhịp bên ngoài tốc độ thấp (LSE) tương tự như HSE nhưng thường là các tinh thể xung nhịp rất chính xác với tần số 32,768 kHz LSE được sử dụng hiệu quả nhất khi cung cấp mô đun đồng hồ thời gian thực (RTC) cho STM32.

Nguồn xung nhịp nội bộ tốc độ cao (HST) của MCU STM32 là nguồn xung 8 MHz cố định, được hiệu chuẩn tại nhà máy với dung sai 1% Trong khi đó, nguồn xung nhịp nội bộ tốc độ thấp (LSI) có tần số khoảng 30 - 60 kHz, thường được coi là 45 kHz, nhưng không chính xác và không nên sử dụng cho RTC nội bộ Các prescalar chia tần số dao động cho phép cấu hình các xung nhịp riêng lẻ cho các bộ phận khác nhau, giúp tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất Ngoài ra, một đơn vị bảo mật xung nhịp tùy chọn có thể chuyển sang HST nếu HSE không thành công Mô đun vòng khóa pha (PLL) cũng có mặt để nhân giá trị HSE hoặc HST, tạo ra các giá trị xung nhịp lớn hơn.

-Các nguồn bên trong Nguồn xung nhịp nội bộ tốc độ cao ( HST ) là nguồn xung nhịp

Trong vi điều khiển STM32, tín hiệu xung nhịp cố định bên trong hoạt động ở tần số 8 MHz với dung sai 1% Nguồn xung nhịp nội bộ tốc độ thấp (LSI) có tần số khoảng 30 - 60 kHz, thường được coi là 45 kHz, nhưng không được khuyến nghị cho RTC do độ lệch cao Các prescalar cho phép chia tần số dao động, giúp cấu hình xung nhịp cho các bộ phận khác nhau, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất Ngoài ra, một đơn vị bảo mật xung nhịp tùy chọn có thể chuyển sang HSE nếu HSE không thành công Mô đun vòng khóa pha (PLL) có khả năng nhân giá trị HSE hoặc HS để tạo ra xung nhịp lớn hơn Cuối cùng, chân Microcontroller Clock Output (MCO) thường nằm ở PA8, có thể được sử dụng để cung cấp xung nhịp cho vi điều khiển khác hoặc làm cơ sở thời gian cho các mạch và thiết bị khác.

Trong tài liệu này, các thuật ngữ "bộ xử lý Cortex" và "đơn vị xử lý trung tâm Cortex" sẽ được sử dụng để phân biệt giữa lõi Cortex hoàn chỉnh và bộ xử lý trung tâm RISC nội Tiếp theo, chúng ta sẽ khám phá các đặc điểm chính của đơn vị xử lý trung tâm Cortex, cùng với hệ thống thiết bị ngoại vi bên trong bộ xử lý Cortex.

Bộ xử lý trung tâm Cortex (Cortex CPU) là một CPU RISC 32-bit, được thiết kế dựa trên mô hình lập trình đơn giản hóa của ARM7/9 Với tập lệnh phong phú hơn, Cortex CPU hỗ trợ tốt cho các phép toán số nguyên, cải thiện khả năng thao tác với bit, và cung cấp hiệu suất thời gian thực tốt hơn.

Kiến trúc đường ống của CPU Cortex có khả năng thực thi hầu hết các lệnh trong một chu kỳ đơn nhờ vào thiết kế đường ống ba tầng, tương tự như CPU ARM7 và ARM9 Đặc biệt, Cortex-M3 còn có khả năng dự đoán việc rẽ nhánh, giúp giảm thiểu số lần làm rỗng đường ống, tối ưu hóa hiệu suất xử lý.

Hình ảnh 4.3 Kiến trúc cpu STM32

Khi một lệnh đang được thực thi, lệnh tiếp theo sẽ được giải mã và lệnh tiếp theo nữa sẽ được lấy từ bộ nhớ Phương thức này tối ưu cho mã tuyến tính, nhưng khi gặp rẽ nhánh như cấu trúc if…else, các đường ống cần được làm rỗng và làm đầy trước khi tiếp tục thực thi mã.

Giới thiệu màn hình hiển thị LCD

Trong những năm gần đây, LCD ngày càng phổ biến và dần thay thế đèn LED, bao gồm cả đèn LED 7 đoạn Sự chuyển đổi này chủ yếu do LCD có giá thành thấp hơn và khả năng hiển thị số, ký tự và đồ họa vượt trội hơn so với đèn LED truyền thống.

Đèn LED chỉ hiển thị số và một số ký tự, trong khi việc kết hợp bộ điều khiển làm tươi vào LCD giúp giải phóng CPU khỏi nhiệm vụ làm tươi màn hình Điều này cho phép LED phải được làm tươi bởi CPU để duy trì hiển thị dữ liệu Hơn nữa, việc lập trình cho các ký tự và đồ họa trên LCD trở nên dễ dàng hơn.

4.2.2 Chức năng các chân của LCD

LCD trong mục này có 14 chân, với chức năng của các chân được liệt kê trong bảng 12.1 Hình 12.1 mô tả vị trí của các chân trên nhiều loại LCD khác nhau Các chân VCC, VSS và VEE đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện cho màn hình.

Cấp dương nguồn - 3v và đất tương ứng thì VEE được dùng để điều khiển độ tương phản của LCD o Chân chọn thanh ghi RS (Register Select)

Trong LCD, hai thanh ghi quan trọng là thanh ghi lệnh và thanh ghi dữ liệu, được chọn qua chân RS Khi RS = 0, người dùng có thể gửi lệnh như xoá màn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dòng Ngược lại, khi RS = 1, thanh ghi dữ liệu được chọn để gửi dữ liệu hiển thị trên LCD Chân đọc/ghi (R/W) cho phép ghi thông tin lên LCD khi R/W = 0 hoặc đọc thông tin từ LCD khi R/W = 1 Cuối cùng, chân cho phép E (Enable) cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của LCD.

Chân E của LCD cho phép chốt thông tin trên chân dữ liệu khi nhận dữ liệu Để chốt dữ liệu, cần áp một xung mức cao xuống thấp với độ rộng tối thiểu 430ns Chân D0 - D7 là 8 chân dữ liệu 8 bit dùng để gửi thông tin hoặc đọc nội dung từ các thanh ghi của LCD Để hiển thị chữ cái và số, mã ASCII tương ứng được gửi tới các chân này khi RS = 1 Ngoài ra, có các mã lệnh để xóa màn hình, đưa con trỏ về đầu dòng hoặc làm nhấp nháy con trỏ Cờ bận (D7) được kiểm tra khi RS = 0 và R/W = 1 để xác định xem LCD có sẵn sàng nhận thông tin hay không; nếu D7 = 1, LCD đang bận, còn nếu D7 = 0, LCD sẵn sàng nhận dữ liệu mới Việc kiểm tra cờ bận trước khi ghi dữ liệu lên LCD là rất quan trọng.

Bảng 3.2: Mô tả các chân của LCD

Chân Ký hiệu I/O Mô tả

3 VE - Cấp nguồn điều khiển phản

4 RS I RS = 0 chọn thanh ghi lệnh RS = 1 chọn thanh dữ liệu

7 DB0 I/O Các bít dữ liệu

8 DB1 I/O Các bít dữ liệu

9 DB2 I/O Các bít dữ liệu

10 DB3 I/O Các bít dữ liệu

11 DB4 I/O Các bít dữ liệu

12 DB3 I/O Các bít dữ liệu

13 DB6 I/O Các bít dữ liệu

14 DB7 I/O Các bít dữ liệu

Bảng 3.3: Các mã lệnh LCD

Mã (Hex) Lệnh đến thanh ghi của LCD

1 Xoá màn hình hiển thị

4 Giả con trỏ (dịch con trỏ sang trái)

6 Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải)

3 Dịch hiển thị sang phải

7 Dịch hiển thị sang trái

8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị

A Tắt hiển thị, bật con trỏ

C Bật hiển thị, tắt con trỏ

E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ

F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ

10 Dịch vị trí con trỏ sang trái

14 Dịch vị trí con trỏ sang phải

18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái

1 Dịch toàn bộ hiển thị sang phải

80C Ép con trỏ Vũ đầu dòng thứ nhất

C Ép con trỏ Vũ đầu dòng thứ hai

380 Hai dòng và ma trận 3 x 7

IC ổn áp nguồn 7833

Hình 4.15 hình dạng và cấu tạo của 7803

 Chân 3: ngõ ra ổn áp

7833 là IC ổn áp Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 3.3V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi tùy theo từng loại

7805 là IC ổn áp Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi tùy theo từng loại

7815 là IC ổn áp Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 15V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi tùy theo từng loại

IRF 3203

Linh kiện bán dẫn này là MOSFET ( Metal – oxit semiconductor field – Effect transistor), được thiết kế bởi hãng International Rectifier Sơ đồ cấu tạo hình 3.37

Hình 4.18 hình dạng và cấu tạo IRF3203 Các chân của IRF3203:

S ( Source) : Cực nguồn Đặc tính kỹ thuật:

- Điện áp chịu đựng lớn nhất giữa cực D và S là VDS

- Điện trở nội khi đẫn là RDS(on) = 8.0 mΩ

- Dong I o Tại TD c# oC và V = 10V thì IGS D(max) = 110

A o Tại Tc0 oC và V = 10V thì IGS D(max) = 80 A o Ở chế độ xung ID(Max) = 390 A - Nhiệt độ hoạt động từ -33 đến 173 oC oC

VGS Gate-to-Source Voltage ± 20 V

EAR Repetitive Avalanche EnergyD 20 mJ dv/dt Peak Diode Recovery dv/dt 3.0 V/ns

-33 to + 173 °C Soldering Temperature, for 10 seconds

Mounting torque, 6-32 or M3 srew 10 lbf•in (1.1N•m)

Diode

Điốt bán dẫn là linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện chỉ đi qua một chiều, nhờ vào các đặc tính của chất bán dẫn Hình dạng và cấu tạo của diode thể hiện rõ ràng nguyên lý hoạt động này.

Điốt bán dẫn có nhiều loại, bao gồm điốt chỉnh lưu, điốt Zener và LED, tất cả đều được cấu tạo từ sự kết hợp giữa một khối bán dẫn loại P và một khối bán dẫn loại N.

Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống mang điện tích dương, và khi kết hợp với khối bán dẫn N chứa các điện tử tự do, các lỗ trống này sẽ khuếch tán sang khối N Đồng thời, khối P nhận thêm điện tử từ khối N, dẫn đến khối P trở nên tích điện âm do thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử, trong khi khối N tích điện dương do thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống Tại biên giới tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và kết hợp với nhau, tạo ra các nguyên tử trung hòa, quá trình này giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng hoặc bức xạ điện từ.

Dòng điện thuận qua điốt phải luôn nhỏ hơn giá trị tối đa cho phép, giá trị này được nhà sản xuất cung cấp Bạn có thể tra cứu thông tin này trong các tài liệu của hãng sản xuất để xác định rõ ràng.

• Điện áp phân cực ngược (tức UKA) không được lớn hơn VBR (ngưỡng đánh thủng của điốt, cũng do nhà sản xuất cung cấp)

Ví dụ điốt 1N4007 có thông số kỹ thuật do hãng sản xuất cung cấp như sau:

VBR00V, IFMAX = 1A, VF = 1.1V khi IF = IFơ MAX Những thụng số trờn cho biết:

• Dòng điện thuận qua điốt không được lớn hơn 1A

• Điện áp ngược cực đại đặt lên điốt không được lớn hơn 1000V

• Điện áp thuận (tức U )có thể tăng đến 1.1V nếu dòng điện thuậnAK bằng

1A Cũng cần lưu ý rằng đối với các điốt chỉnh lưu nói chung thì khi

UAK = 0.6V thì điốt đã bắt đầu dẫn điện và khi U = 0.7V thì dòng qua điốt đãAK đạt đến vài chục mA.

Transistor

Transistor là linh kiện bán dẫn quan trọng, được sử dụng chủ yếu như thiết bị khuếch đại hoặc khóa điện tử Chúng là đơn vị cơ bản trong cấu trúc mạch của máy tính điện tử và các thiết bị điện tử hiện đại Với khả năng đáp ứng nhanh và chính xác, transistor được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực tương tự và số, bao gồm khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu và tạo dao động Ngoài ra, transistor thường được tích hợp thành mạch tích hợp (IC), cho phép tích hợp hàng tỷ transistor trên diện tích nhỏ Transistor được tạo thành từ hai loại bán dẫn, với PNP transistor được hình thành khi bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương, và NPN transistor khi bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm.

Mỗi tranzito đều có ba cực:

Để phân biệt giữa transistor PNP và NPN, ta dựa vào ký hiệu linh kiện, cụ thể là mũi tên trên đầu phát Nếu mũi tên chỉ ra ngoài, transistor đó là NPN; ngược lại, nếu mũi tên chỉ vào trong, transistor đó là PNP C1813 là một loại transistor mà bạn có thể gặp trong thực tế.

Diện áp Collector-base V(BR)CBO: = 60 V

Hệ số khuếch đại (VCE= 6V, IC= 2mA); h p fe

Điện trở ( Resistor )

Điện trở là đại lượng vật lý thể hiện khả năng cản trở dòng điện của vật dẫn Nó được xác định bằng tỉ số giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện chạy qua vật thể.

U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V)

I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A)

R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω)

Hệ Thống Vạch Màu giá trị của điện trở

Cách Tính Giá Trị Điện Trở

Vạch màu thứ nhứt : cho biết giá trị thứ nhứt của Điện Trở

Vạch màu thứ hai : cho biết giá trị thứ hai của Điện Trở

Vạch màu thứ ba : cho biết cấp số nhân của lủy thừa mười

Vạch màu cuối : cho biết sự thay đổi giá trị của điện trở theo nhiệt độ

Thí Dụ: Điện Trở có các vạch màu: Nâu, Đen, Đỏ, Vàng Kim Giá trị điện trở sẻ là

Tụ điện

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động phổ biến trong các mạch điện tử, thường được ứng dụng trong mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều và mạch tạo dao động.

Tụ điện là một thiết bị bao gồm hai bản cực song song, được ngăn cách bởi một lớp cách điện gọi là điện môi Các chất liệu thường được sử dụng làm điện môi bao gồm giấy, gốm, mica và giấy tẩm hóa chất Dựa trên loại chất điện môi, tụ điện được phân loại thành các loại như tụ giấy, tụ gốm và tụ hóa.

Mosfet IR2112

Hình ảnh 4.23 sơ đồ chân IR2112

IC điều khiển Mosfet IR2112 được thiết kế trong vỏ DIP-14 và thuộc danh mục Tích hợp điều khiển nguồn Với khả năng cung cấp dòng điện đầu ra lên tới 420mA và điện áp hoạt động từ 10V đến 20V, IR2112 là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng High Side và Low Side IC này có độ trễ đầu vào là 125ns và độ trễ đầu ra là 105ns, đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.

Thông số kỹ thuật tích hợp trình điều khiển Mosfet IR2112 DIP-14

Têncủasảnphẩm IR2112 danhmụcsảnphẩm Tíchhợpkiểmsoátnguồn

Thươnghiệusảnphẩm VÀ

Cungcấphiê:uđiê:nthế 10V-20V

Hiệntại-Sảnlượngđỉnh 250mA,500mA

IC điều khiển có 14 chân có các chức năng được đề cập trong bảng dưới đây:

Số chânTên chân Mô tả

1 LO Đầu ra điều khiển cực Gate low-side

2 COM Chân COM điều khiển low-side

3 VCC Điện áp cấp cho bộ điều khiển điện áp thấp và giá trị phải nằm trong khoảng từ 10V đến 20V.

14 NC Không kết nối cho các chân này và không sử dụng

5 VS Tín hiệu trả về floating low-side

6 VB Tín hiệu floating high-side

7 HO Đầu ra điều khiển cực Gate điều khiển high-side

Nguồn cấp điện áp Vdd có giá trị từ +3V đến +20V, tham chiếu với mass hoặc Vss Trong điều kiện hoạt động bình thường, mức điện áp lý tưởng để sử dụng là +5V.

10 HIN Tín hiệu logic đầu vào pha cho đầu ra cực Gate điều khiển high-side

11 SD Tín hiệu đầu vào để shut-down

12 LIN Tín hiệu logic đầu vào pha cho đầu ra cực Gate điều khiển low-side

13 Vss Chân nối đất của mạch

KẾ

Chức năng các khối

Tạo ra nguồn ổn áp 5 VDC cấp cho khối điều khiển trung tâm

Hạn dòng từ ác quy để cấp cho khối chuyển mạch.

Bộ điều khiển trung tâm

- Tạo dao động 50Hz đưa tới điều khiển khối chuyển đổi DC – DC

Kiểm tra các phím điều khiển và dữ liệu cần hiển thị trên LCD, bao gồm giá trị điện áp của ắc quy, điện áp cấp cho tải, điện áp nguồn điện trong quá trình nạp và chế độ hiện hành Đồng thời, mã hóa dữ liệu nhận được từ khối hồi tiếp.

- Điều khiển khối chuyển mạch

Khối Hiển thị và phím ấn

Khối giao tiếp giữa bộ nghịch lưu và người sử dụng cung cấp thông tin về các thông số hoạt động Nó nhận yêu cầu điều khiển từ người dùng và chuyển tiếp đến bộ xử lý trung tâm để thực hiện.

Khối chuyển đổi DC – DC

Chuyển đổi tín hiệu một chiều từ Ắc quy thành tín hiệu một chiều với tần số do bộ điều khiển trung tâm cung cấp.

• Thực hiện lọc tín hiệu đầu ra

Khối nguồn: 12V LM7809 (IC ổn áp) 9VDC LM7805 (IC ổn áp)     5VDC ASM1117 (IC ổn áp) 3,3 VDC cấp nguồn cho vi điều khiển  

*Khối trung tâm điều khiển

Hình 5.2 khối trung tâm điều khiển

*Khối hiển thị: LCD20x4 (4 hàng, 20 cột) lập trình với giao tiếp I2C.

Hình 5.3 khối hiển thị led LCD

ADC trong STM32 có khả năng đọc các cảm biến, đo giá trị biến trở, điều khiển tần số, cũng như thực hiện các phép đo điện áp, dòng điện và nhiệt độ Việc sử dụng DMA giúp tối ưu hóa quá trình thu thập dữ liệu, nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong các ứng dụng điều khiển và giám sát.

*Nút nhấn: (6 nút) Điều khiển chọn các mode hiển thị LCD: chọn tần số băm xung, hoạt động các chế độ Sử dụng GPIO INPUT

*Khối cách ly mạch điều khiển với mạch lực: IR2112

Mô phỏng

TÍNH TOÁN MẠCH DC DC TĂNG ÁP BOOST

+ Điện áp nguồn vào để tính toán thông số mạch lực V ¿ V + Điện áp nguồn ra V out $ V

+ Tần số hoạt động trong khoảng f = 30000Hz – 290000 Hz + Chọn tần số hoạt động là 250000Hz

Ta có từ công thức P=U I=¿ I= 200 24 =8,333

- Dòng điện trung bình qua tải

- Điện áp chịu đựng qua van lớn hơn Vout = 24V

-Dòng điện cực đại:vIDv= 110A v-Công suất cực đại: PDv= 200 W

: Giản đồ PWM được tạo bởi STM32F1

 : Tín hiệu PWM được đưa vào mosfet

Code điều khiển

* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file

* in the root directory of this software component.

* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.

/* USER CODE BEGIN PV */ uint32_t adc; uint32_t D;

The article outlines essential private function prototypes for initializing various system components in embedded programming Key functions include SystemClock_Config for configuring the system clock, MX_GPIO_Init for setting up General Purpose Input/Output, MX_DMA_Init for initializing Direct Memory Access, MX_TIM1_Init for configuring Timer 1, and MX_ADC1_Init for setting up Analog-to-Digital Converter 1 These functions are crucial for ensuring proper system operation and performance.

/* Private function prototypes -*/ /* USER CODE END PFP */

/* Private user code -*/ /* USER CODE BEGIN 0 */

* @brief The application entry point.

/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick */ HAL_Init();

HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

/* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1)

HAL_ADC_Start(&hadc1); for(uint8_t i=0;i