Mạch điều tốc Motor sử dụng MosFetIRFZ44

có sẵn mạch vẽ với mạch in,giải thich đầy đủ có thắc mắc gì thì liên hệ: cuongnguyenhuy99gmail.com có sẵn mạch vẽ với mạch in,giải thich đầy đủ có thắc mắc gì thì liên hệ: cuongnguyenhuy99gmail.com có sẵn mạch vẽ với mạch in,giải thich đầy đủ có thắc mắc gì thì liên hệ: cuongnguyenhuy99gmail.com

KHOA: ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Đồ án 2

Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp

Đề tài:

MẠCH ĐIỀU TỐC MOTOR

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thị Thu Nga Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huy Cường

MSSV: 1750000137

Phú Yên, ngày tháng 6 năm 2019

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜN CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG MIỀN TRUNG

KHOA: ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Đồ án 2

Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp

Đề tài:

MẠCH ĐIỀU TỐC MOTOR

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thị Thu Nga Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huy Cường

MSSV: 1750000137

Phú Yên, ngày tháng năm 2019

LỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa nền kinh tế đất nước, ngày càng có nhiều thiết bị bán dẫn công suất hiện đại được sử dụng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất, phục vụ đời sống con người Đặc biệt trong lĩnh vực điều chỉnh tự động sử dụng triết áp Em đã được giao thực hiện đề tài “mạch điều tốc motor ” sử dụng triếc áp để điều chỉnh tốc độ động cơ

Với sự hướng dẫn tận tình của cô “ Đỗ Thị Thu Nga ” em đã tiến hành thiết

kế đề tài và hoàn thành đúng thời hạn được giao

Trong quá trình thực hiện đề tài do khả năng và kiến thức tế có hạn nên không thể tránh khỏi có sai sót, kính mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

GVHD: Đỗ Thị Thu Nga SVTH:Nguyễn Huy Cường

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI CẢM ƠN

GVHD: Đỗ Thị Thu Nga SVTH:Nguyễn Huy Cường

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Điện Tử Tin Học – Trường Cao Đẳng Công Thương Miền Trung đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Và đặc biệt, trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn đồ án môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Điện Tử Công Nghiệp cũng như tất cả các sinh viên thuộc các chuyên ngành khác.Giúp em tự tìm hiểu quà nghiên cứu được nhiều kiến thức cho bản thân nói riêng

Em xin chân thành cảm ơn cô Đỗ Thị Thu Nga và các thầy cô khác đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy cô thì em nghĩ bài thu hoạch này của em rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy

Bài báo cáo được thực hiện trong khoảng thời gian hơn 4 tuần Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu điện tử, kiến thức của

em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót

là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn

Phú Yên, tháng 12 Năm 2018

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Huy Cường

MỤC LỤC

GVHD: Đỗ Thị Thu Nga SVTH:Nguyễn Huy Cường

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH

1.1 Điện trở 1

1.2 Tụ điện 1

1.3Mosfet IRFZ44 3

1.4 Diode 1N4148 3

1.5 IC NE555 4

1.6 Biến trở 5

1.7Terminal 2chân 5

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.1 Sơ đồ nguyên lý 6

2.2 Nguyên lý hoạt động 6

2.3.Sơ đồ mạch in 7

2.4.Sơ đồ lắp ráp linh kiện 8

CHƯƠNG 3: THI CÔNG 3.1 Mô tả công việc 9

3.2 Quy trình thực hiện 9

3.3 Kết quả đạt được 9

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1.Ưu điểm 10

4.2 Nhược điểm 10

4.3 Hướng phát triển 10

4.4 Tài liệu tham khảo 10

DANH MỤC CÁC HÌNH

GVHD: Đỗ Thị Thu Nga SVTH:Nguyễn Huy Cường

Hình 1: Ký hiệu điện trở 1

Hình 2: Điện trở 1

Hình 3: Tụ điện 2

Hình 4:Cấu tạo và thông số cở bản IRFZ44 3

Hình 5: Diode 1N4148 4

Hình 6: IC NE555 4

Hình 7:Biến trở 5

Hình 8: Terminal 2 chân 5

Hình 9:Sơ đồ nguyên lý 6

Hình 10: Sơ đồ mạch in 7

Hình 11: Sơ đồ lắp linh kiện 8

GVHD: Đỗ Thị Thu Nga SVTH:Nguyễn Huy Cường

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN

ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH

1.1 ĐIỆN TRỞ

- Điện trở là linh kiện có tính cản trở dòng điện và làm một số chức năng khác tùy vào vị trí trong mạch điện

- Cấu tạo: điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất cao như làm bằng than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn Để biểu thị giá trị điện trở, người ta sử dụng các vòng màu để biểu thị giá trị điện trở

- Kí hiệu:

Hình 1: Ký hiệu điện trở

- Hình dạng thực tế:

Hình 2: Điện trở 1.2 TỤ ĐIỆN

- Là linh kiện có khả năng tích điện Tụ điện cách điện với dòng điện 1 chiều và

cho dòng điện xoay chiều đi qua

- Tụ điện được chia làm 2 loại: Tụ không phân cực và tụ có phân cực

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 8 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

- Loại có phân cực thường có giá trị lớn hơn tụ không phân cực, trên 2 chân các loại tụ phân cực có phân biệt chân nối âm, nối dương rõ ràng, khi gắn

tụ có phân cực vào mạch điện, nếu gắn ngược chiều âm dương, tụ phân cực có thể bị hư và hoạt động sai Ngoài ra người ta còn gọi tên tụ điện theo vật liệu làm tụ, ví dụ: tụ gốm, tụ sứ, tụ hóa, tụ mica,…

- Hình dạng: tụ điện có khá nhiều hình dạng khác nhau

- Ký hiệu:

Hình 3: Tụ điện Đơn vị của tụ điện:

- Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người

ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như:

+ P (PicoFara): 1 Pico Fara = 1/1000.000.000.000 Fara (viết gọn là 1pF)

+ N (NanoFara): 1Nano Fara = 1/1000.000.000 Fara (viết gọn là 1nF)

+ MicroFara: 1 Mircro = 1/1000.000 Fara (Viết gọn là 1µF)

=> 1µF = 1000nF = 1.000.000pF

Cách đọc trị số tụ điện:

- Đọc trực tiếp trên thân tụ điện, ví dụ 100µF (100 micro Fara)

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 9 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

- Nếu là số dạng 103J, 223K, 471J,… thì đơn vị là pico, hai số đầu giữ nguyên,

số thứ 3 tương ứng số lượng số 0 thêm vào sau( chữ J hoặc K ở cuối là kí hiệu của sai số)

- Ví dụ 1: 103J sẽ là 10000pF (thêm vào 3 số 0 sau số 10) = 10 nF

- Ví dụ 2: 471K sẽ là 470pF ( thêm vào 1 số 0 sau 47)

- Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, điện áp ghi trên tụ chính

là điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được, vượt quá giá trị này thì tụ điện có thể

bị hư hỏng và bị cháy nổ

Chức năng:

- Tụ gốm: dùng để lọc nhiễu âm thanh và hạn chế tín hiệu DC đi qua

- Tụ hóa: là tụ điện nạp xả giúp cho NE555 hoạt động tạo ra nhiều những điện

áp lúc xả

1.3 MosfetIRFZ44

- Điện áp đánh thủng là 55V

- Dòng chịu đựng trung bình là 49A

- Nhiệt độ hoạt động: -55oC ~ 175oC

- Công suất: 110W

Hình 4: Cấu tạo và thông số cở bản IRFZ44

- Mosfet IRFZ44 là Transistor hiệu ứng trường là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor thông thường Mosfet thường có công suất lớn hơn rất nhiều so với BJT, Mosfet IRFZ44 có công suất là 110W Đối với tín hiệu 1 chiều thì nó coi như là 1 khóa đóng mở

- Mosfet IRFZ44 có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra

dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu

1.4 DIODE 1N4148

- Diode là một linh kiện chỉ cho phép dòng điện chạy qua nó theo một chiều nhất định, chiều người lại thì dòng điện không thể đi qua

Diode được cấu tạo từ 2 lớp bán dẫn tiếp xúc với nhau Diode có 2 cực Anốt và Katốt Nó chỉ cho dòng điện đi theo 1 chiều từ Anốt sang Katốt (Chính xác là GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 10 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

khả năng cản trở dòng điện theo chiều AK là rất nhỏ, còn KA là rất lớn) Nó được dùng như van 1 chiều trong mạch điện

Hình 5: Cấu tạo Diode 1N4148

1.5 IC NE555

Hình 6: Cấu tạo IC NE555

- IC NE555 là một loại linh kiện khá là phổ biến với việc dễ dàng tạo được xung vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế được độ rộng xung Nó được ứng dụng hầu hết vào các mạch tạo xung đóng cắt hay là những mạch dao động khác

- Điện áp đầu vào : 2 – 18V

- Dòng điện cung cấp : 6mA – 15mA + Điện áp logic ở mức cao : 0.5 – 15V + Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 – 0.06V

IC NE555 N gồm có 8 chân :

+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung

+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh

và được dùng như 1chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc

+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V)

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 11 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6 Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC

+ Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND Chân này có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người

ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các

tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định

+ Chân số 6 (THRESHOLD): là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt

+ Chân số 7 (DISCHAGER): có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển bởi tầng logic của chân 3 Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc

IC 555 dùng như 1 tầng dao động

+ Chân số 8 (Vcc): là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động, được cấp điện áp từ 2V đến 18V

1.6 Biến trở

Hình 7: Biến trở

- Dùng để điều chỉnh, thay đổi giá trị trong mạch

1.7 Terminal 2chân

Hình 8:Terminal 2chân

- Dùng để cắm dây thuận tiện hơn

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 12 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ

HOẠT ĐỘNG 2.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 9: Sơ đồ nguyên lý

2.2 Nguyên lý hoạt động

- Khi cấp nguồn cho mạch đi qua điện trở R1 làm LED1 sáng sau đó đi vào IC

555 để tạo ra xung điều biến độ rộng, xung ra trên chân số 3 và dùng mức áp caođể kích dẫn transistor MOSFET IRFZ44 , transistor này cấp dòng cho motor

DC quay Dùng diode D1 để dập mức áp ngược, phản hồi từ các cuộn cảm trong motor DC Chiết áp 50K dùng thay đổi độ rộng của xung và qua đó làm thay GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 13 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

đổi tốc độ quay của motor Mạch điện tạo ra dạng xung điều biến độ rộng (PWM), xung này kích dẫn một transistor MOSFET với mức áp cao, MOSFET cấp dòng cho motor DC quay:

* Mức áp cao của xung càng rộng, thời gian cấp dòng cho motor DC nhiều, lực quay mạnhvà nhanh

* Mức áp cao của xung càng hẹp, thời gian cấp dòng cho motor DC ít hơn, lực quay sẽ giảm và chậm

2.3 Sơ đồ mạch in

Hình 10: Sơ đồ mạch in

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 14 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

2.4 Sơ đồ lắp linh kiện

Hình 11: Sơ đồ lắp linh kiện

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 15 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

CHƯƠNG 3: THI CÔNG ĐỀ TÀI

3.1 Mô tả công việc:

B1: Ta vẽ mạch bằng phần mềm Proteus và Altium Designer

B2: Sau khi vẽ xong ta sẽ đi ủi mạch đã in lên board đồng và đi ngâm vào dung dịch để tẩy những chỗ đồng không cần thiết

B3: Lắp ráp hàn mạch

3.2 Quy trình thực hiện

B1: Lắp các linh kiện lên bo mạch in

B2: Hàn mạch

B3: Hoàn thiện mạch

B4: Vận hành mạch điện

B5: Sữa chữa nếu sai hỏng

3.3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC:

Qua đề tài nghiên cứu thiết kế trên đã giúp chúng em kiểm tra lại kiến thứcmình được học, bổ xung kiến thức mới, rút ra những kinh nghiệm cho mình trongquá trình thiết kế mạch Đề tài này mang tính mô phỏng giới thiệu cao, nếu

có thời gianem có thể hoàn thiện mạch hoàn chỉnh hơn, nghiên cứu đưa

ra ứng dụngtrong thực tế

Sau khi hoàn thành ta thấy mạch hoạt động đúng theo yêu cầu ban đầu đặt ra Ta

có thể điều chỉnh độ nhạy theo ý muốn

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 16 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

4.1 Ưu điểm

- Mạch nhỏ gọn, phù hợp với việc học tập nghiên cứu và phát triển nó

- Linh kiện dễ kiếm, phổ biến, dễ dàng thực hiện mô phỏng bằng phần mềm

- Mạch sử dụng nguồn 12V thông dụng, dễ tìm

- Thiết kế bằng phần mềm Proteus và Altium Designer thông dụng trong ngành điện tử hiện nay

- Đảm bảo an toàn, dễ sử dụng giá thành rẻ

- Ứng dụng trong học tập và nghiên cứu

4.2 Nhược điểm

Công suất mạch nhỏ, đôi khi hoạt động không chính xác do biến trở hoặc đứt mạch

4.3 Hướng phát triển

Đây là mạch hoạt động với công suất nhỏ nhưng ứng dụng vào những mạch lớn hơn sẽ rất thuận tiện nếu ta thay đổi với công suất lớn hơn.Nên kết hợp với

Vi điều khiển để có thể điều khiển nhiều thiết bị hơn và điều khiển theo ý muốn của người sử dụng

4.4 Tài liệu tham khảo:

Trang tìm kiếm: Google.com

Youtube.com

GVHD: Đ Th Thu Nga ỗ ị Trang 17 SVTH:Nguy n Huy C ễ ườ ng