BÁO CÁO MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO Đề tài THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH GIÁM SÁT ĐỘNG CƠ DC.pdf

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIẸN TỬ  BÁO CÁO MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO Đề tài: THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH GIÁM SÁT ĐỘNG CƠ DC SVTH: TRƯƠNG KIM QUỐC BẢO LÊ NGUYỄN ĐĂNG KHOA NGUYỄN MINH TỚI NHĨM: LỚP: 19DC111 GVHD: T.S NGƠ KIM LONG Đồng nai 04/2022 MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu .3 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Kết đạt CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên lý hoạt động mạch 2.2 Module thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 2.3 Bộ động DC giảm tốc encoder pha AB 2.4 Driver motor L298N: 2.5 Phần mềm lập trình điều khiển Module thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 .9 2.6 Phần mềm thiết kế mạch CHƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH .11 3.1 Sơ đồ kết nối module với 11 3.2 Lưu đồ giải thuật 15 3.3 Viết chương trình .16 CHƯƠNG THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM 17 4.1 Sản phẩm hoàn thiện 17 CHƯƠNG KẾT LUẬN 18 5.1 Kết đạt 18 5.2 Định hướng phát triển .18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong thập niên gầu dây cơng nghiệp hố đại hố giới phát triển mạnh mẽ Ở nước ta , việc lập trình ghép nối máy tính dụng vi điều khiến công cụ ứng dụng rộng rãi lĩnh vực tư động hố Nó phát triển nhanh chóng mang lại thay đổi to lớn công nghệ đời sống hàng ngày Việc tạo công nghệ truyền thông không dày tiết kiệm nhiều mặt kinh tế tốn it dậy dân , việc lắp đặt trở nên nhẹ dể dàng Động chiêu sử dụng từ lâu hệ truyền động có điều khiển tốc độ u cầu dải điều lớn độ ổn định tốc độ cao hệ thường xuyên hoạt động chế độ khởi động , hàm đảo chiêu Một số ứng dụng quan trọng động chiếu truyển động cho xe điện , máy công cụ máy nàng vận chuyển , máy cán máy nghiên Từ vấn đề nhóm đồ án chúng em dã chọn đề tài “ Điều khiển giám sát động DC ” Với hướng dẫn nhiệt tình thầy hướng dẫn đến chúng em hoàn thành đề tài Tuy nhiên để có sản phẩm có tính ổn định cao , đảm bảo chất lượng tương đối khó khăn Vì tầm hiểu biết nhóm thực cịn hạn chế nên để tài khó tránh khỏi thiếu sót , khuyết điểm khơng mong muốn Nhóm đồ án 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế thi công mạch giám sát động DC qua web server 1.3 Phạm vi nghiên cứu  Module Mạch Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua - driver CP2102: nắm cấu trúc phần cứng, lập trình phần mềm ứng dụng vào mơ hình thực tế  Bộ động DC giảm tốc Encoder pha AB  Module điều khiển động L298N  Phần mềm lập trình Micropython, upyCraft_V1.1.exe 1.4 Kết đạt Thiết kế thi mạch giám sát qua web server chạy mong muốn đưa đạt yêu cầu đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên lý hoạt động mạch Khi ta cấp nguồn cho mạch, module ESP8266 hoạt động hiển thị trạng thái lên web server Khi động kích hoạt động encoder bắt đầu đọc giá trị tốc độ, chiều quay động gửi cho Esp8266 Khi ESP8266 nhận tín hiệu từ encoder hiển thị thơng số lên web server Và ta điều khiển động quay thuận, nghịch dừng động web server 2.2 Module thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 Module thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua kit phát triển dựa chip Wifi SoC ESP8266 với thiết kế dễ sử dụng đặc biệt sử dụng trực tiếp trình biên dịch Arduino để lập trình nạp code, điều khiến việc sử dụng lập trình ứng dụng ESP8266 trở nên đơn giản Được dùng cho ứng dụng cần kết nối, thu thập liệu điều khiển qua sóng Wifi, đặc biệt ứng dụng liên quan đến IoT Hình 2.2 Module thu phát Wifi ESP8266 Các thành phần chức phận Module thu phát Wifi ESP8266:  Các chẩn giao tiếp thông tin khác: SDIO 2.0, SPI, UART  Hỗ trợ: Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP  Tích hợp cơng tắc TR, balun, LNA, khuếch đại công suất mạng kết hợp  Tích hợp xử lý RISC, nhớ chip giao diện nhớ ngồi  Tích hợp xử lý MAC / băng tần sở  Tích hợp TCP/IP protocol stack  CPU 32-bit cơng suất thấp tích hợp sử dụng làm xử lý ứng dụng 2.3 Bộ động DC giảm tốc encoder pha AB Động DC giảm tốc V1 trục 1:48 động có chất lượng giá thành vừa phải với khả dễ lắp ráp đem đến chi phí tiết kiệm tiện dụng cho người sử dụng Hình 2.3 Bộ động DC giảm tốc Các thông số kỹ thuật động cơ: Điện áp sử dụng Dịng điện tiêu thụ Tỷ số truyền Mơ-men xoắn định mức Số vòng/phút Tốc độ trục đầu 3-6VDC 110-200mA 1:48 1.5kgf.cm 90 vòng/phút 3VDC 200 vòng/phút 6VDC 400RPM Hình 2.3 Bộ Encoder pha AB Các thơng số kỹ thuật mã hóa (encoder): Bộ mã hóa pha AB: Bộ mã hóa vng góc 90 °, đo tốc độ hướng, kết nối với xung giao tiếp mã hóa STM32 tăng gấp bốn lần Điện áp đầu vào 3.3-5 VDC Cảm biến Bộ mã hóa Hall tăng dần pha AB Số dịng mã hóa 13 dịng (động quay vòng) Trục đầu 624 dòng 2.4 Driver motor L298N: Module L298 điều khiển động DC động bước, có lỗ nằm góc thuận tiện cho người sử dụng cố định vị trí module Có gắn tản nhiệt chống nóng cho IC, giúp IC điều khiển với dòng đỉnh đạt 2A IC L298 IC tích hợp nguyên khối gồm mạch cầu H bên Với điện áp làm tăng công suất nhỏ động DC loại vừa… Hình 2.4 Driver motor L298N Các thông số kỹ thuật: Điện áp điều khiển 5-12VDC Dịng tối đa 2A Điện áp tín hiệu điều khiển 5-7VDC Dịng tín hiệu điều khiển 0-36mA Cơng suất hao phí 20W Tóm tắt qua chức chân L298: - chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 nối với chân 5, 7, 10, 12 L298 Đây chân nhận tín hiệu điều khiển - chân OUTUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với chân INPUT) nối với chân 2, 3,13,14 L298 Các chân nối với động - Hai chân ENA ENB dùng để điều khiển mạch cầu H L298 Nếu mức logic “1” (nối với nguồn 5V) cho phép mạch cầu H hoạt động, mức logic “0” mạch cầu H khơng hoạt động Cách điều khiển chiều quay với L298: - Khi ENA = 0: Động không quay với đầu vào - Khi ENA = 1: INT1 = 1; INT2 = 0: Động quay thuận INT1 = 0; INT2 = 1: Động quay nghịch INT1 = INT2: Động dùng tức Với ENB tương tự với INT3, INT4 2.5 Phần mềm lập trình điều khiển Module thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 Sau trình tìm hiểu nhóm chúng em lựa chọn phần mềm upyCraft_V1.1.exe Micropython để kết nối với Module thu phát Wifi ESP8266 để giao tiếp lập trình cho mạch hoạt động Hình 2.5 Phần mềm upyCraft_V1.1.exe 2.6 Phần mềm thiết kế mạch Sau q trình tìm hiểu nhóm chúng em lựa chọn phần mềm mô Altium Designer để thiết kế cho mạch Hình 2.6 Phần mềm Altium Designer 10 CHƯƠNG SƠ ĐỒ MẠCH 3.1 Sơ đồ kết nối module với Sau hình ảnh phần kết nối module với dựa phần mềm mơ Altium Designer Hình 3.1 Sơ đồ kết nối 11 Hình 3.2 Sơ đồ chân kết nối PCB Altium Designer 12 3.2 Lưu đồ giải thuật Sau tìm hiểu nhóm em lựa chọn định dựa phần mềm draw.io để viết lưu đồ cho đề tài nhóm sau lưu đồ thuật tốn nhóm làm Hình 3.5 Lưu đồ giải thuật 13 3.3 Viết chương trình 14 15 16 17 CHƯƠNG THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM 4.1 Sản phẩm hồn thiện Hình 4.1 Sản phẩm hồn thiện thực tế 18 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Kết đạt  Thiết kế thi mạch giám sát động DC qua web server hiển thị thông tin từ xa thông qua Smartphone  Tìm hiểu thêm web server cách giao tiếp  Nâng cao khả làm việc nhóm  Củng cố học hỏi nhiều kiến thức 5.2 Định hướng phát triển  Chế tạo, thi công cải tiến mạch để đưa vào ứng dụng việc giám sát nhiều động lúc nhiều loại động khác  Chế tạo cải tiến áp dụng vào đời sống  Mở rộng giám sát thiết bị cần kiểm soát chiều quay tốc độ 19 ... mơ hình thực tế  Bộ động DC giảm tốc Encoder pha AB  Module điều khiển động L298N  Phần mềm lập trình Micropython, upyCraft_V1.1.exe 1.4 Kết đạt Thi? ??t kế thi mạch giám sát qua web server chạy... hoàn thi? ??n thực tế 18 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Kết đạt  Thi? ??t kế thi mạch giám sát động DC qua web server hiển thị thơng tin từ xa thơng qua Smartphone  Tìm hiểu thêm web server cách giao tiếp  Nâng. .. dụng quan trọng động chiếu truyển động cho xe điện , máy công cụ máy nàng vận chuyển , máy cán máy nghiên Từ vấn đề nhóm đồ án chúng em dã chọn đề tài “ Điều khiển giám sát động DC ” Với hướng