ÐIỀU KHIỂN ÐỘNG cơ DC ................................................................................. ÐIỀU KHIỂN ÐỘNG cơ DC ................................................................................. ÐIỀU KHIỂN ÐỘNG cơ DC ................................................................................. ÐIỀU KHIỂN ÐỘNG cơ DC ................................................................................. ÐIỀU KHIỂN ÐỘNG cơ DC .................................................................................
Trang 1ĐỒ ÁN 2
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC
\
Trang 21.1.2 Hướng nghiên cứu 1
CHƯƠNG 2 MÔ PHỎNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 2
3.1.1 Thông số kỹ thuật vi điều khiển PIC 16F877A 8
3.1.2 Sợ đồ chân, cấu trúc và chức năng vi điều khiển PIC 10 3.1.3 Sơ đồ khối của PIC 16F877A 11
3.2 MODULE ENCODER 20 XUNG 11
3.3 MÀN HÌNH LCD 16X2 12
3.4 MOSFET IRF640 12
CHƯƠNG 4 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 14
Trang 34.1 NHẬN XÉT 14
4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 144.3 KẾT LUẬN 14
TÀI LIỆU THAM KHẢO 15
PHỤ LỤC A 16
Trang 4DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 2.1: SƠ ĐỒ KHỐI 2
HÌNH2.2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH 3
HÌNH2.2: KHỐI HIỂN THỊ CỦA MẠCH 3
HÌNH 2.4: KHỐI ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 4
HÌNH 2.5: SƠ ĐỒ XỬ LÝ THUẬT TOÁN CỦA MẠCH 4
HÌNH 2.6: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MẠCH BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS 5
HÌNH 3.3: SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A[7] 11
HÌNH 3.4: MODULE ENCODER 20 XUNG[2] 11
HÌNH 3.5: MÀN HÌNH LCD THỰC TẾ 12
Hình 3.6: Hình dạng và sơ đồ chân của IRF640[5] 13
Trang 5DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
NO TABLE OF CONTENTS ENTRIES FOUND.
Trang 6DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
LCD Liquid Crystal Display
MOSFET Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect TransistorPIC Peripheral Interface Controller
PWM Pulse Width Modulation
Trang 7ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/16
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC
1.1 Giới thiệu
Ngày này động cơ DC được ứng dụng rất nhiều vào đời sống hiện đại Giúpcon người tiết kiệm được nhân lực tiết kiệm được chi phí cũng như nâng caođược chất lượng sản phẩm với độ chính xác cao.Để điều khiển điều khiển đượcđộng cơ DC có rất nhiều cách Hôm nay tôi xin giới thiều đề tài nghiên cứu
“Điều khiển động cơ DC” mà tôi sẽ tìm hiểu sẽ cho thầy được một trong nhữngcách điều khiển tốc độ động cơ DC sử dụng PIC16F877A với phương pháp đếmxung PWM
1.1.1 Nhiệm vụ đề tài
- Tìm hiều vi điều khiển PIC và linh kiện liên quan
- Điều khiển bật/tắt, nhanh chậm động cơ hiển thị tốc độ động cơ trên LCD
- Mô phỏng mạch, khảo sát, điều chỉnh thiết kế
- Thi công phần cứng
1.1.2 Hướng nghiên cứu
- Đọc datasheet của PIC để hiểu nguyên lý hoạt động cũng như sử dụng chânnào đề điều khiển,
- Cách viết chương trình sử dụng phần mền CCS cho PIC để có thể giao tiếphiển thị kết quả lên LCD
- Mô phỏng mạch trên phần mềm Proteus khảo sát kiểm tra và thi công mạchin
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 8ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/16
CHƯƠNG 2 MÔ PHỎNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH2.1 Sơ đồ khối
Hình 2.1: Sơ đồ khối
- Khối nguồn cung cấp nguồn cho toàn mạch
- Khối hiển thị dùng LCD 16x2 để hiện thị thông tin dữ liệu tốc độ động cơ
- Khối cài đặt điều chỉnh tốc độ động cơ dùng biến trở để tăng giảm dòng điệncấp cho động cơ để tăng giảm tốc độ
- Khối cảm biến dùng để đo xung từ động cơ để cung cấp dữ liệu cho vi điềukhiển PIC xử lý
- Khối vi điều khiển PIC 16F877A nhận các thông tin dữ liệu từ khối cài đặtkhối cảm biến, tổng hợp và xuất ra dữ liệu qua LCD
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 9ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3/16
2.2 Sơ đồ nguyên lý
Hình2.2: Sơ đồ nguyên lý của mạch
2.3 Khối hiển thị
Hình2.2: Khối hiển thị của mạch
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 10ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4/16
2.4 Khối điều chỉnh tốc độ động cơ DC
Hình 2.4: khối điều chỉnh tốc độ động cơ
2.5 Sơ đồ xử lý thuật toán
Hình 2.5: Sơ đồ xử lý thuật toán của mạch
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 11ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/16
2.6 Nguyên lý hoạt động
- Khi cấp nguồn cho mạch, biến trở ngăn dòng động cơ không hoạt động đượcnên xung hiện tại bằng không truyền thông tin về cho vi điều khiểnPIC16F877A Khi PIC nhận được dữ liệu sẽ xử lý đưa ra dữ liệu giải mã đểhiển thị lên LCD với tốc độ là 0
- Khi ta giảm trở xuống bằng cách xoay biến trở thì động cơ được cấp nguồntăng dần và tốc độ động cơ tăng dần Lúc này dữ liệu xung đã có từ encodergửi dữ liệu sang vi điều khiển PIC16F877A và hiển thị lên LCD tốc độ đã đođược XXX
2.7 Kế quả mô phỏng mạch
Hình 2.6: Kết quả mô phỏng mạch bằng phần mềm Proteus
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 12ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6/16
Trang 13ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7/16
Hình 2.9: Mặt sau của mạch
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 14ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 8/16
CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CÓ TRONG MẠCH
3.1 Vi xử lý PIC 16F877A
- Programable Intelligent Computer là từ viết tắt của PIC, do sản xuất bởicông ty Microchip Technology PIC 16F877A là dòng vi điều khiển kháphổ biến trong việc học tập nghiên cứu của sinh viên cũng như ứng dụngthực các mạch thực tế trong đời sống hiện nay
Hình 3.1: PIC 16F877A thực tế
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 15ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 9/16
3.1.1 Thông số kỹ thuật vi điều khiển PIC 16F877A
Hình 3-2: Tổng hợp các thông số của vi điều khiển PIC 16F877A [6]
3.1.2 Sợ đồ chân, cấu trúc và chức năng vi điều khiển PIC
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 16ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 10/16
Hình 3.2: Số chân của PIC [1]
Trong mạch sử dụng các chân
- RB0, RB1, RB2, RB3, RB4, RB5: mắc nối tiếp với các chân của LCD đểtruyền dữ liệu hiển thị
- MCLR (1): là chân reset của mạch
- OSC1,2(13)(14): tần số dao động thạch anh của mạch
- RA0: nối với biến trở để điều chỉnh tốc độ động cơ
- RC1: nối với modul encoder để nhận dữ liệu xung vào vi xử lý
3.1.3 Sơ đồ khối của PIC 16F877A
Hình 3.3: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F877A[6]
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 17ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 11/16
3.2 Module Encoder 20 xung
Hình 3.4: Module Encoder 20 xung[2]
- Khi động cơ được gắn bánh xe 20 xung (20 lỗ trống) mạch Encoder sẽ đếm
số xung bằng cách đặt bánh xe sao cho các lổ tróng đi qua khe hở có tia hồngngoại của mạch để có thể đếm số lần bánh xe đi qua trong thời gian đó
- Khi tia hồng ngoại từ phía phát đi được tới phia thu xuyên qua lỗ trống thìxuất hiện tín hiệu mức cao (5V), khi tia hồng ngoại bị che lại thì mạch sẽxuất ra tín hiệu mức thấp (0)
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 18ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 12/16
3.3 Màn hình LCD 16x2
Hình 3.5: Màn hình LCD thực tế
3.4Mosfet IRF640
- Mosfet IRF640 là Transistor hiệu ứng trường có cấu tạo và hoạt động khác
với Transistor thông thường có trở kháng đầu vào lớn nên phù hợp với cácmạch khuếch đại tín hiệu yếu
- Trong mạch IRF640 đóng vai trò chuyển đổi 12v AC sang 12v DC cấp chomotor hoạt động
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 19ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 13/16
Hình 3.6: Hình dạng và sơ đồ chân của IRF640[1]
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 20ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 14/16
- Nhiệm vụ đồ án cơ bản hoàn thành và đúng thời gian tiến độ đề ra
- Mạch chạy ổn định cho ra được dữ liệu tương đối chính xác
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC
Trang 21ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 15/16
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 22ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 16/16
PHỤ LỤC A
ĐIỀU KHIỂN ĐỌNG CƠ DC