Đang tải... (xem toàn văn)
Động cơ bước là một thiết bị cơđiện dùng để biến đổi xung điện một chiều thành chuyển động quay cơ học rời rạc. Góc quay và tốc độ quay tương ứng với số xung và tần số xung điện cấp cho động cơ. Mỗi vòng quay của trục động cơ được thiết lập bởi một số lượng hữu hạn các góc bước, là góc quay của rotor mỗi khi cuộn dây stato bị đảo cực tính. Có nhiều loại động cơ bước với các độ phân giải góc bước (step angle) khác nhau. Những động cơ “thô” thường có góc bước là 90° , 30° ,15° , hoặc 7.5°. Những động cơ “mịn” thường có góc bước là 1.8° hoặc 0.72° .
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ - - BÁO CÁO TIỂU LUẬN KẾT THÚC MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Hiếu Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Thái TPHCM, THÁNG 12 NĂM 2015 BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 ĐỀ TÀI : ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC PIC họ vi điều khiển RISC sản xuất công ty Microchip Technology Thế hệ PIC PIC1650 phát triển Microelectronics Division thuộc General Instruments PIC từ viết tắt “Programmable Intelligent Computer” sản phẩm hãng General Instrucment đặt cho dòng sản phẩm PIC1650 Tại thời điểm PIC1650 dùng giao tiếp với thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16 but CP1650 Vì vậy, người ta gọi PIC với tên “Peripheral Interface Controller” – điều khiển giao tiếp ngoại vi CP1600 CPU mạnh lại yếu hoạt động xuất nhập PIC 8-bit phát triển vào khoảng năm 1975 để hỗ trợ cho hoạt động xuất nhập CP1600 PIC Rom để chứa mã, khái niệm RISC chưa sử dụng giờ, PIC thực vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy lệnh với chu kỳ máy – gồm chu kỳ dao động Ngày nhiều dòng PIC xuất xưởng với hàng loạt module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC…), với nhớ chương trình từ 512 word đến 32k word BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A Pic 16F877A loại vi điều khiển 8bit hãng Microchip, có kiển trúc Havard, sử dụng tập lệnh kiểu RISC (Reduced Instruction Set Computer) với 35 lệnh Hình ảnh bên ngồi VĐK PIC 16F877A PIC 16F877A có 40 chân, với cổng xuất/ nhập (Port A, B, C, D, E) Có định thời Timer0, Timer 1, Timer2 Có 8K nhớ chương trình BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 Sơ đồ chân VĐK PIC 16f877A BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 Sơ đồ khối chức PIC 16F877A CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ BƯỚC KHÁI NIỆM Động bước thiết bị cơ-điện dùng để biến đổi xung điện chiều thành chuyển động quay học rời rạc Góc quay tốc độ quay tương ứng với số xung tần số xung điện cấp cho động Mỗi vòng quay trục động thiết lập số lượng hữu hạn góc bước, góc quay rotor cuộn dây stato bị đảo cực tính Có nhiều loại động bước với độ phân giải góc bước (step angle) khác Những động “thơ” thường có góc bước 90 , 30 ,15 , 7.5 Những động “mịn” thường có góc bước 1.8hoặc 0.72 Động bước thường sử dụng điều khiển vòng hở ưu điểm : - Góc quay tương ứng với số xung tín hiệu điều khiển BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 - Vị trí góc quay xác Dễ dàng điều khiển khởi động, dừng, đảo chiều quay Chi phí thấp Đa dạng góc quay Ngồi , động bước có số nhược điểm sau : - Cộng hưởng xảy điều khiển không cách - Tốc độ quay không cao PHÂN LOẠI, CẤU TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 2.1 PHÂN LOẠI Theo cấu tạo, động bước có loại : - Động có từ trở biến thiên - Động nam châm vĩnh cửu - Động bước hỗn hợp Theo số dây : - Loại : dây, dây, dây loại dây 10 dây 2.2 CẤU TẠO 2.2.1 CẤU TẠO CHUNG Bên động bước có cuộn dây stator xếp theo cặp đối xứng qua tâm Rotor nam châm vĩnh cửu có nhiều Bên động bước 2.2.2 ĐỘNG CƠ NAM CHÂM VĨNH CỬU Cấu trúc : cuộn dây quấn rotor, stato nam châm vĩnh cửu Phân loại : gồm có hai loại động đơn cực động lưỡng cực BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 Động đơn cực động có chiều dịng điện qua cuộn dây khơng đổi ngược lại, động lưỡng cực động có chiều dòng điện qua cuộn dây thay đổi theo chu kỳ điều khiển 2.2.3 ĐỘNG CƠ CÓ TỪ TRỞ BIẾN THIÊN Là động có rotor làm sắt nhẹ, số cực rotor số cực stator, cuộn dây quấn hai cực stator đối diện Loại gọi động phản kháng Động phản kháng có góc quay giới hạn từ 1.8 đến 30 chế độ điều khiển đủ bước, moment hãm từ đến 30Ncm, tần số khởi động lớn 1KHz tần số làm việc lớn điều kiện không tải 20KHz 2.2.4 ĐỘNG CƠ BƯỚC HỖN HỢP Là loại động cảm ứng có góc quay thay đổi khoảng 0.36 đến 15 chế độ moment đủ Moment hãm từ đến 1000Ncm, tần số khởi động lớn 40KHz Động bước sử dụng phổ biến kết hợp ưu điểm hai loại động nam châm vĩnh cửu động từ biến trở 2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Khi cấp xung theo thứ tự cho động : Một xung điện tương ứng với bước rotor Có hai phương pháp điều khiển phổ biến : - Điều khiển đủ bước(full step) - Điều khiển nửa bước(half step) Điều khiển đủ bước : lần cấp xung điện cho cuộn dây, động quay đủ bước (góc bước nhà sản xuất động bước quy định) Thứ tự cấp xung sau : (chế độ quay thuận.) BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 PHASE A B C D 1 0 0 0 0 Điều khiển nửa bước : Cũng tương tự điều khiển đủ bước, cấp xung điện cho cuộn dây động quay nửa bước (bằng nửa đủ bước) PHASE A B C D 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 Khi cấp xung theo thứ tự động bước quay thuận BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 CHƯƠNG : MẠCH NGUYÊN LÝ VÀ SẢN PHẨM SƠ ĐỒ KHỐI - Mạch sử dụng vi điều khiển PIC 16F877A : điều khiển xử lý trạng thái quay động bước gửi giá trị để xuất LCD LCD BUTTON VĐK ULN2003 16F87 7A - Động bước LCD : hiển thị trạng thái động bước ULN2003 : mạch đệm công suất dùng để điều khiển động bước Động bước : hoạt động theo lệnh vi điều khiển Button : nhập giá trị để điều khiển động bước Mạch sử dụng button - Button : dùng để reset vi điều khiển - Button : đếm số vòng muốn động quay - Buttton : điều khiển động quay thuận với số vòng chọn button - Button : điều khiển động quay nghịch với số vòng chọn button - Button : điều khiển động quay thuận góc 30 - Button : điều khiển động quay nghịch góc 30 BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 2.MẠCH NGUYÊN LÝ Mạch nguyên lý điều khiển động bước Mạch in điều khiển động bước 10 BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 SẢN PHẨM Khi mạch hoạt động Khi kết nối mạch động bước Mạch sử dụng chế độ quay nửa bước Sử dụng động bước PM42S-048 – NMB-MAT với góc bước : 7.5 Tài liệu tham khảo : - Giáo trình vi xử lý – Nguyễn Đình Phú - Mcu.banlinhkien.vn - Diễn đàn dientuvietnam.net Hết 11 ... khiển động bước Động bước : hoạt động theo lệnh vi điều khiển Button : nhập giá trị để điều khiển động bước Mạch sử dụng button - Button : dùng để reset vi điều khiển - Button : đếm số vòng muốn động. .. thường có góc bước 1.8hoặc 0.72 Động bước thường sử dụng điều khiển vòng hở ưu điểm : - Góc quay tương ứng với số xung tín hiệu điều khiển BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN...BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN GVHD :NGUYỄN THANH THÁI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN SVTH : NGUYỄN MINH HIẾU MSSV : 131A020022 ĐỀ TÀI : ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VI