(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động cơ sử dụng mô tơ bước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BÙ TẢI CHO ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG MÔ-TƠ BƯỚC GVHD: Th.S LÊ QUANG VŨ SVTH: NGUYỄN XUÂN NGỌC MSSV: 11146247 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ -♦♦♦ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài : “ Nghiên cứu , chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động sử dụng mô – tơ bước “ Giáo viên hướng dẫn: Th.S Lê Quang Vũ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Ngọc MSSV: 11146247 I NỘI DUNG - Phân tích tình hình nghiên cứu ngồi nước - Tìm hiểu sở lý thuyết hệ thống điều khiển bù tải (tốc độ cầm chừng) - Thiết kế thi công mạch điều khiển - Thực nghiệm hệ thống xe Fiat Siena 1.4 II THỜI GIAN THỰC HIỆN Từ ngày : 01/03/2015 tới ngày : 17/07/2015 Ngày bảo vệ : 27/07/2015 III TRÌNH BÀY Chương 1: Tổng Quan Chương 2: Cơ sở lí thuyết Chương 3: Khảo sát mô hệ thống điều khiển bù ga Chương 4: Thiết kế thi công mạch điều khiển Chương 5: Kết luận đề nghị Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2015 Trưởng môn TP.HCM, Ngày Tháng Năm 2015 GVHD Th.S Lê Quang Vũ SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… TP HCM, Ngày Tháng 07 Năm 2015 GVHD Th.S Lê Quang Vũ SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… TP HCM, Ngày Tháng 07 Năm 2015 GVPB Th.S Nguyễn Trọng Thức SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động sử dụng mô – tơ bước - GVHD: Th.S Lê Quang Vũ - Họ tên sinh viên: Nguyễn Xuân Ngọc - MSSV: 11146247 - Địa sinh viên: Quận TPHCM Lớp: 111463B - Số điện thoại liên lạc: 0963217549 - Email: homgiaouoc@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 27.07.2015 - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, Ngày … Tháng … Năm 20… Ký tên SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ LỜI MỞ ĐẦU - -Cuộc đại cách mạng khoa học kỹ thuật cuối kỉ XVIII chứng kiến nhiều thay đổi nhiều lĩnh vực khác sống, nhiều thiết bị phát triển với quy mô hàng loạt phục vụ nhu cầu sống giải phóng sức lạo động người Ơtơ sản phẩm vậy, nên cơng nghiệp Ơtơ tồn lớn mạnh tương lai với nhiều sản phẩm đa dạng phực tạp móng sản phẩm tồn phát triển qua cách thập kỉ qua Bản thân Ơtơ sản phẩm khí từ khởi sinh thay đổi ngày khiến trở thành sản phẩm vừa mang sức mạnh khí nhiên lại chứa mềm dẻo điện tử với thiết bị ứng dụng bao quanh bên Do Ơtơ xem sản phẩm lĩnh vực Cơ - Điện tử ngày nay, phát triển ngành cơng nghiệp Ơ tơ nằm phát triển chung ngành Cơ – Điện tử sinh viên Cơ – Điện tử cần phải có nhìn đắn cơng nghiệp Ôtô Nước ta bược hội nhập sâu rộng vào nên kinh tế giới với hiệu công nghiệp hóa đại hóa đất nước định hướng xã hội chủ nghĩa Chủ trương đường lối sách Đảng nhà nước tập trung pháp triển trường Đại Học kỹ làm việc cho sinh viên Bản thân sinh viên đầu tàu phát triển cần nắm bắt thực tế yêu câu đổi để hịa nhập nhanh với thực tế sản xuất Vươn biển lớn hịa nhập với quốc tế sánh vai với cường quốc năm châu lời dạy Bác Bản thân chúng em sinh viên Cơ - Điên tử Ơtơ học tập trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật tích lũy kiến thức đại cương chuyên ngành muốn kiểm tra khả kiến thức Đồ án tốt nghiệp kiểm chứng cho khả kiến thức chúng em cách kiến thức học Như dân gian có câu Tục ngữ “học đơi với hành” Những kiến thức mà ta tiếp thu từ nhà trường, sách vở,…Phải áp dụng vào thực tế sống để sáng tạo thành vật chất, tinh thần phục vụ người đồ án tốt nghiệp phục vụ cho nhiệm vụ cách thực tiễn SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ LỜI CẢM ƠN - -Lời em xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật tạo điều kiện cho sinh viên tham gia thực đồ án tốt nghiệp để kết thúc học trường lời khẳng định cho sinh viên Lời thứ hai em xin chân thành cảm ơn khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ Mơn Cơ Điện Tử tạo điều kiện cho sinh viên khoa tham gia đào tạo thêm chuyên ngành khác bổ sung cho sinh viên nhiều kiến thức sở ngành để từ sinh viên áp dụng học chuyên ngành cách tốt Lời thức ba em xin chân thành cảm ơn khoa Cơ Khí Động Lực – Bộ Mơn Điện Tử Ơtơ đào tạo cho nhóm sinh viên Cơ Điện Tử - Ơtơ chúng em kiến thức chun ngành Ơtơ cách nhiệt tình hướng dẫn chúng em làm đồ án tốt nghiệp Tuy khơng phải sinh viên chun ngành Ơtơ dẫn thầy khoa Cơ Khí Động Lực chúng em hồn thành kiến thức Ơtơ khơng tốt cho Lời thứ tư em xin cảm ơn thầy Lê Quang Vũ bảo nhiệt tình cho nhóm kiến thức điện Ơtơ phục vụ đồ án tốt nghiệp có khó hiểu kiến thức bên lĩnh vực điện Ơtơ dẫn thầy chúng em có thêm hiểu biết định công việc làm đồ án tùy nhiên có số thiếu sót chủ quan nhóm cơng việc nên đồ án chưa hoàn thành theo yêu câu đặt ban đầu thay mặt nhóm em xin lỗi chủ quan Lời sau xin cảm ơn bạn bè người thân giúp đỡ hồn thành đồ án Xin chúc thầy, cơ, bạn bè, gia đình dồi sức khỏe đạt nhiều thành công việc sống Xin hết TP HCM, Ngày Tháng 07 Năm 2015 Sinh viên SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ MỤC LỤC - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CAM KẾT LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Đối tượng nghiên cứu II Phân tích tình hình nghiên cứu ngồi nước III Những vấn đề tồn 10 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 11 I.Tốc độ cầm chừng 11 II.Phương pháp điều khiển 11 a.Mô tả 11 b Các loại van ISCV 14 c Các trường hợp hoạt động loại cuộn dây quay 17 d Kiểu motor bước 19 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÙ GA 23 I Khối nhận tín hiệu 23 a Nhiệt độ 24 b Tốc độ động 33 c Tín hiệu A/C switch 42 II Khối xử lí thơng tin 44 III Cơ cấu chấp hành 52 a Cơ cấu chấp hành sử dụng motor bước dây 52 b Motor bước dây 53 SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ c Motor bước dây 55 d Điều khiển motor bước 57 IV Thu thập số liệu 58 a Visual Studio 59 b C# 59 c Tạo công cụ thu thập liệu 59 d Truyền nhận UART 62 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 65 I Khối nguồn nuôi mạch 65 II Khối đọc tín hiệu AC switch 67 III Khối đọc tín hiệu tốc độ 68 IV Khối xuất UART tín hiệu nhiệt độ 69 V Khối công suất điều khiển động bước 71 VI Khối xử lí trung tâm (Vi điều khiển) 72 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 73 I Những vấn đề giải luận văn 73 Vấn đề nghiên cứu 73 Những vấn đề thực 73 Han chế 73 II Hướng phát triển đề tài 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Đối tượng nghiên cứu Trong năm 2008, 70 triệu Ơtơ loại gồm xe du lịch xe thương mại sản xuất toàn giới Năm 2007, tổng số 71,9 triệu Ơtơ bán tồn giới có 22,9 triệu Châu Âu, 21,4 triệu Châu Á - Thái Bình Dương, 19,4 triệu Mỹ Canada, 4,4 triệu Châu Mỹ Latinh, 2,4 triệu Trung Đông 1,4 triệu Châu Phi Các thị trường Bắc Mỹ Nhật Bản chững lại, đó, thị trường Nam Mỹ Châu Á phát triển mạnh Chúng ta thấy phát triển mạnh cơng nghiệp Ơtơ tạo nên phương tiện di chuyển kiểu an toàn tiện dụng người Ngành cơng nghiệp Ơ tơ thúc đẩy nhiều ngành nghề khác phát triển theo điển hình ngành cơng nghiệp giao thơng vận tải có thay đổi chóng mặt từ có xuất phương tiên di chun Ơtơ làm cho lưu lương vận chuyển hàng hóa tăng lên cao nhiều so với trước Ở nước ta phủ ban hành Chiến lược phát triển ngành cơng nghiệp ơtơ Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 So với nước khu vực ngành cơng nghiệp Ơ tơ Việt Nam phát triển đa phần nhập Ô tô nguyên lắp ráp linh kiện chi tiết chủ yếu Ơtơ nước ta coi mặt hàng xa xỉ Đối tượng mà nhóm nghiên cứu hướng tới ảnh hưởng tới tốc độ cầm chừng xe Ơtơ phương pháp điều khiển thay hệ thống cầm chừng xe gặp vấn đề Do đề tài nhóm “ Nghiên cứu , chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động sử dụng mơ – tơ bước “ múc đích nhóm nghiên cứu ,chế tạo phát triển board mạch giả lập cầm chừng thay cho trường hợp hệ thống cầm chừng xe bị hư hỏng Múc đích đề tài để phục vụ nghiên cứu khoa học chưa có ứng dụng thực tế xe Ơtơ II Phân tích tình hình nghiên cứu ngồi nước Tra cứu thông tin mạng sách cho hệ thống khơng cho kết khả quan Đa phần hệ thống điều khiển mô-tô bước điện tử SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ Các máy tính thường có cổng nối chuẩn RS232C gọi cổng Com Chúng dùng ghép nối cho chuột, modem, thiết bị đo lường Trên main máy tính có loại chân lại 25 chân tùy vào đời máy main máy tính Việc thiết kế giao tiếp với cổng RS232 tương đối dễ dàng, đặc biệt chọn chế độ hoạt động không đồng tốc độ truyền liệu thấp Ưu điểm giao diện nối tiếp RS232 + Khả chống nhiễu cổng nối tiếp cao + Thiết bị ngoại vi tháo lắp máy tính cấp điện + Các mạch điện đơn giản nhận điện áp nguồn ni qua công nối tiếp Những đặc điểm cần lưu ý chuẩn RS232 + Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn (logic 1) +-12V Hiện cố định trở kháng tải phạm vi từ 3000 ôm - 7000 ôm + Mức logic có điện áp nằm khoảng -3V đến -12V, mức logic từ -3V đến 12V + Tốc độ truyền nhận liệu cực đại 100kbps (ngày lớn hơn) + Các lối vào phải có điện dung nhỏ 2500pF + Trở kháng tải phải lớn 3000 ôm phải nhỏ 7000 ôm + Độ dài cáp nối máy tính thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m không sử model + Các giá trị tốc độ truyền liệu chuẩn 50 , 75 , 110 , 50 , 300 , 600 , 1200 , 2400 , 4800 , 9600 , 19200 , 28800 , 38400 56600 , 115200 bps Vi điều khiển PIC16F887 có tích hợp modun sử dụng cho việc truyền nhận liệu kết nối với cổng COM máy tính sử dụng điều thu thập liệu từ Vi điều khiển sau gửi tín hiệu lên máy tính để thực cơng việc vẽ đồ thị / Dây kết nối: dây kết nối sử dụng dây RS232 dây chuyển đổi từ tín hiệu cổng COM từ Vi điều khiển sang tín hiệu USB máy tính thu thập ba tín hiệu cần vẽ SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 63 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ Hình 68 Dây kết nối với máy tính SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 64 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN Mạch điều khiển chia nhiều khối khác sau I Khối nguồn nuôi mạch Hình 69 Mạch sơ đồ nguyên lý khối nguồn Khối cung cấp nguồn nuôi cho hệ thống mạch bên khối gồm có: a Thơng số mạch + Điện áp đầu vào từ 12VDC đến 40VDC + Điện áp đầu 5V - 1A b Linh kiện có mạch + Một IC 7805 múc đích cấp nguồn ni 5V cho mạch điện + Các tụ C1 2200uF/16V, C2 470uF/35V , C3 C4 tụ 104 , LED hàng rào cắm chân cấp nguồn + điot zener, điot 1N4007 c Giải thích mạch điện Cơng suất đầu thấp (5W) Mạch sử dụng nhiều mạch điều khiển, mạch cấp nguồn cho mạch tín hiệu Mạch xoay quanh chức ổn định điện áp 7805 Do mạch sử dụng linh kiện ổn áp 7805 nên hoạt động mạch hoạt động bên 7805 Trên thực tế linh kiện ổn áp 7805 dùng nhiều mạch điện điều khiển dùng để cấp nguồn ổn định cho mạch Với ưu điểm dễ ghép nối, dễ thiết kế với chi phí thấp, nguồn đầu ổn định Nhược điểm cơng suất đầu thấp SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 65 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ (1A) hoạt động không ổn định có nhiễu bên ngồi Hoạt động giải nhiệt độ cao -125 độ C 7805 có chân cho ta kết nối với nó: Chân chân nguồn đầu vào, chân chân GND, chân chân lấy điện áp Chân - (Chân điện áp đầu vào): Đây chân cấp nguồn đầu vào cho 7805 hoạt động Giải điện áp cho phép đầu vào lớn 40V Theo datasheet giải điện áp đầu 5V ta nên cho điện áp vào 35V để mạch lúc hoạt động ổn định điện áp không bị lên xuống nguồn đầu vào Chân (Chân điện áp đầu ra): Chân cho lấy điện áp đầu ổn định 5V Đảm bảo đầu ổn định ln nằm Hình 70 IC LM7805 giải từ (4.75V đến 5.25V) Đảm bảo thông số: Vi - V0 > 3V Thông số phải đảm bảo cấp nguồn cho 7805 Tức điện áp cấp vào cho 7805 phải nằm 8V đến 40V Nếu 8V mạch ổn áp khơng cịn tác dụng Thông thường người ta không cấp nguồn 8V vào mà người ta phải cấp nguồn lớn gấp đơi nguồn đầu để tránh trường hợp sụt áp đầu vào sinh nguồn đầu không ổn định thời gian ngắn Đảm bảo tản nhiệt tốt cho 7805 chạy với tải Khi cơng suất tăng lên 7805 linh kiện bán dẫn cơng suất nên nóng tải lớn Để tránh hỏng linh kiện cho linh kiện hoạt động nhiệt độ bình thường cần phải tản nhiệt tốt Như biết tụ C1 C2 tụ hóa dùng để lọc điện áp Vì điện áp chiều chưa phằng gợn nhấp nhơ nên tụ có tác dụng lọc nguồn cho thành điện áp chiều phẳng Tụ C1 lọc nguồn đầu vào cho 7805 Tụ tụ hóa phải có điện dung đủ lớn để lọc phẳng điện áp đầu vào điện áp tụ chịu đựng phải lớn điện áp đầu vào Tụ C2 lọc nguồn đầu cho 7805 Tụ tụ hóa dùng để lọc nguồn đầu cho băng phẳng SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 66 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ Trong thành phần chiều cịn có sóng điều hịa bậc 2, , sóng nhấp nhơ có tần số cao, nhiễu bên ngồi Các sóng ảnh hưởng đến hoạt động 7805 Nếu mạch tồn thành phần sóng làm sai sót khó phát mạch làm cho mạch hoạt động không ổn định Hai tụ lọc nhiễu tần số cao C3 C4 Tụ phải tụ không phân cực, tụ Ceramic Hai tụ lọc thành phần cho đầu vào đầu đảm bảo cho mạch hoạt động bình thường Diot zener mạch dùng để hạn chế mức điện áp cho mạch điot 1N4007 có tác dụng chặn dịng ngược Điện trở R2 có tác dụng giảm dịng điện qua LED báo hiệu Với mạch dùng nhiều cho dòng 78.Nếu bạn muốn ổn định điện áp 6V,8V, 12V Chỉ cần chọn 78 thích hợp với điện áp bạn muốn ổn áp 78006, 78008, 7812 Nguyên lý giống mạch ổn định khác IC 78xx tương ứng với điện áp cần II Khối đọc tín hiệu AC switch Hình 71 Sơ đồ ngun lý A/C swtich Bên mạch gồm có trở R2 , R3, LED Opto Khi có tín hiệu A/C switch vào qua điện trở R3 giảm dòng xuống để làm led bên Opto phát sáng khiến cho Opto mở dẫn nguồn vào chân RB0 vi điều khiển làm chân kéo tín hiệu lên mức cao Tác dụng điện trở R2 múc đích để treo điện trở khiến cho chân RB0 không bị nhiễu LED để thông báo có tín hiệu vào mạch SVTH: Nguyễn Xn Ngọc Trang 67 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ III Khối đọc tín hiệu tốc độ Hình 72 Sơ đồ khối đọc tín hiệu tốc độ Múc đích mạch điện lọc tín hiệu đánh lửa dùng để cấp cho chân T1CKI vi điều khiển với múc đích để đọc tốc độ động Tín hiệu đánh lửa khơng thể trực tiếp gửi vi điều khiển bị nhiễu xung, đơi có gợn sóng xuất mà khơng thể lường trước cần có mạch điện để khắc phục điều xuất tín hiệu chuẩn dùng cho vi điều khiển Mạch gồm Opam lm324, R4, R7, R8, C5, C6, C7, LED, J1, HD2 Nguyên lý hoạt động mạch xoay quanh nguyên lý hoạt động OPAMP LM324, nói LM324 có khối so sánh điện áp chúng có nhiều ứng dụng thực tế, trường hợp sử dụng để so sánh hai tín hiệu Khi tín hiệu đánh lửa từ chân số Jumper truyền hệ thống cấp vào chân số Opamp, tụ C3 có tác dụng lọc nhiễu tần số cao sơ từ tín hiệu đánh lửa trước cấp vào Hình 73 IC LM324 tín hiệu xuất với biên đô lớn mà thời gian cực ngắn bị lọc hồn tồn, chân lại chân số cấp nguồn âm qua trở 1k, tác dụng tụ C2 lọc nhiễu nguồn vào, sau bắt đầu diễn trình so sánh điện áp xảy bên Opamp Tín hiệu đánh lửa qua Opam so sánh với điện áp nguồn âm lớn làm ngõ mức SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 68 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ cao nguồn cấp cho hệ thống cần phải nguồn khơng gợn sóng tín hiệu dùng để đưa vào vi điều khiển ,cịn tín hiệu mà nhỏ tín hiệu điện áp chân số mạch khơng xuất tín hiệu chân số Áp nguồn áp chuẩn 5V sử dụng cho vi điều khiển ngồi cịn lọc với tụ C1, tín hiệu sau qua chân T1CKI làm sáng bóng đèn giảm áp điện trở R3 IV Khối xuất UART tín hiệu nhiệt độ Hình 74 Khối truyền tín hiệu Mạch điện gồm có cổng COM, IC MAX232, tụ điện C1, C2 ,C3 ,C4 ,C5 ,LED , R5 hàng rào cắm Múc đích mạch gửi nhân liệu từ máy tính vi điều khiển PIC , chân vi điểu khiển cấp vào hàng rào vị trí – RC6 – RC7 , điện trở LED có múc đích báo hiệu nguồn vào, chân chân nguồn hàng rào cắm cấp điện cho MAX232 cổng COM máy tính Điểm mạch điều khiển IC MAX232 dòng IC hãng Maxim Đây IC chạy ổn định giá thành rẻ phổ biến mạch truyển nhân giao tiếp chuẩn RS232 , đầu truyền cổng nhận tín hiệu bảo vệ chống lại phóng tĩnh điện thiết kế để để sử dụng với nguồn 5V phù hợp với thiết bị điện tử di động SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 69 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ ICMAX232 có hai điều khiển đường truyển để nhận truyền liệu Các điều khiển dùng cho chân TxD gọi T1 T2 , cho chân RxD gọi R1 R2 Trong nhiều ứng dụng có cặp dùng: Tụ C1 nâng áp từ +5V – (8V->10V) Tụ C2 mạch có tác dụng chuyển mạch từ +10V thành -10V Tụ C3 C4 có tác dụng lọc điện áp +10V -10V Các chân lại Vcc Gnd nối với nguồn Giao tiếp nối tiếp TTL luôn nằm điện áp giới hạn 0V Vcc thường 5V 3.3 V Mức logic cao (Mức logic ) gán cho Vcc , mức logic thấp ( mức logic ) gán cho 0V Cổng nối tiếp náy tính phù hợp với chuẩn giao tiếp RS – 232 Tín hiệu RS-232 tương tự vi điều khiển chỗ chuyển bit bít truyền với tốc độ truyền cụ thể ,có thể có bit chẵn lẽ khác phần cứng Tai chuẩn RS232 mức logic gán cho điện áp âm – giá trị từ khoảng -3V tới -25V ,trong mức logic thấp (mức logic ) lại điện áp khoảng từ 3V tới 25V Hầu hết máy tính cá nhân sử dụng điện áp khoảng -13V tới 13V Tín hiệu cực đại chuẩn RS232 khiến bị tác động nhiễu ,tiếng ồn suy cấp Điều khiển cho tín hiệu chuẩn RS232 truyền với khoảng cách vật lí xa mà tín hiệu đầy đủ so vơi chuẩn TTL Đa phần mạch truyền nhận Hình 75 Mạch truyền nhận ngồi thị trường mua điểm bán đồ điện tử dễ sử dụng an toàn so với cách mạch tự gia công giá thành rẻ SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 70 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ V Khối công suất điều khiển động bước Hình 76 Khối cơng suất Khối bao gồm IC L298, transitor NPN, điot chỉnh lưu 1N4008 chân cắm nguồn IC L298 IC tích hợp nguyên khối gồm mạch cầu H bên Với điện áp làm tăng công suất đầu từ 5V – 47V , dòng lên đến 4A, L298 thích hợp ứng dụng công suất nhỏ động DC loại vừa IC lúc hoạt động nóng cần thêm khối tán nhiệt gắn vào cho IC 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 OUTPUT: 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 dung 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 không hoạt động điều khiển hoạt động hệ thống transitor NPN kích hoạt Cần lưu ý đến cách điều khiển chiều quay với L298: SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 71 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ -Khi ENA = 0: Động không quay với đầu vào -Khi ENA = 1: INT1 = 1; INT2 = 0: động quay thuân INT1 = 0; INT2 = 1: động quay nghịch INT1 = INT2: động dừng tức (tương tự với chân ENB, INT3, INT4) Sơ đồ mạch trung tâm xử lí tín hiệu IC L298 IC chuyên dụng để điều khiển động bước ,các tín hiệu xung PWM sau xuất từ vi điều khiển vào chân 1A1 ,1 A2 , 2A1 , 2A2 IC sau nhiệm vụ điều khiển vi điều khiển quản lí cịn nhiệm vụ L298 nhiệm vụ mạch cầu H tích hợp bên dựa vào thay đổi xung thay đổi điên áp xuất chân Out phục vụ điều khiển động bước Các diot có tác dụng cấp nguồn cho Motor bước có tín hiệu out từ IC L298 VI Khối xử lí trung tâm (Vi điều khiển) Đây trung tâm xử lí hệ thống coi trái tim hệ thống xảy q trình xử lí tín hiệu, xuất tín hiệu quan Trong khối vi điểu khiển sử dụng thạch anh gắn bên chân RA6 RA7, thạch anh dùng trường hợp thạch anh 20MHz Bên cạnh cịn có chân Reset vi điều khiển chân RA0 Nhìn vào bo mạch xử lí khơng thấy có đặc điểm đáng ý khối khác đảm nhận nhiệm vụ xử lí tín hiệu truyền vi điều khiển tín hiệu xử lí chuẩn bo mạch khơng cịn nhiều khối xử lí tồn cơng việc xử lí gói gọn bên vi điều khiển người lập trình cần khai thác cấu trúc phục vụ cơng việc mà thơi Việc xử lí tín hiệu chuẩn hóa cần viết code nạp code cho vi điều khiển ngơn ngữ lập trình Hình 77 Khối vi điều khiển Trang 72 SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ phù hợp chất bo mạch nhúm Click đúp vào để xem trình pdf Foxid Reader Hình 78 Sơ đồ mạch điện tổng quát Toàn file tài liệu tải với đường dẫn sau [nhấn Crl + chuột trái]: https://mega.nz/#!0sRizDDS!4TYAIowJWKm5EQabZPaMk3DwLPeJcqAf-z5gxuTk70k SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 73 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I Những vấn đề giải luận văn Vấn đề nghiên cứu - Sử dụng chíp PIC16f887 để tham gia q trình làm việc - Biết cách tạo giao diện đồ họa giao tiếp với máy tính - Nghiên cứu vấn đề điều khiển cầm chừng xe - Sử dụng ngôn ngữ lập trình C, C# để tham gia giải quết cơng việc - Biết cách sử dụng phần mền atinum để thiết kế mạch , proteus để mô … Những vấn đề thực - Tạo dược giao diện đồ họa thị liệu - Sử dụng proteus để mơ - Có thử nghiệm chế tạo mạch điều khiển Han chế Trong trình làm có nhiều vấn đề nảy sinh, nhóm báo cáo khơng trì số lượng sinh viên lúc đầu nên phải có điều chỉnh, bên cạnh chun ngành sinh viên tham gia báo cáo sinh viên chuyên ngành gốc nên có nhiều bỡ ngỡ khó khăn Tuy nhiên với môi trường sáng cởi mở nghiên cứu thầy sinh viên hồn thành báo cáo mô hệ thống II Hướng phát triển đề tài Hiện việc mua xe ngày dễ dàng việc sửa chữa kèm với giá thành cách linh kiện sửa chữa giảm nhiều nên mơ hình khó ứng dụng để sản xuất hàng loạt mà dùng để nghiên cứu lí thuyết cho bạn sinh viên theo học động SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 74 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ TÀI LIỆU THAM KHẢO PSG Nguyễn Trường Thịnh – KS.Nguyễn Tấn Nó Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tphcm Giáo trình vi điều khiển PIC16F887 Ngơ Đăng Hiền – Học Viên Hải Quân Hướng Dẫn Vẽ Đồ Thị Với C# [123doc.vn] - he-thong-isc-dieu-khien-toc-do-khong-tai-pot Điều khiển động bước với modun L298 , diễn đàn vi điều khiển Idle air control actuator - Wikipedia, the free encyclopedia Ignition system - Wikipedia, the free encyclopedia Idle speed - Wikipedia, the free encyclopedia …… SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 75 Luan van BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 76 Luan van S K L 0 Luan van ... xe ? ?tơ phương pháp điều khiển thay hệ thống cầm chừng xe gặp vấn đề Do đề tài nhóm “ Nghiên cứu , chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động sử dụng mô – tơ bước “ múc đích nhóm nghiên cứu. .. THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ -♦♦♦ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài : “ Nghiên cứu , chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động sử dụng mô – tơ bước “ Giáo viên... GVHD: Th.S Lê Quang Vũ LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động sử dụng mô – tơ bước - GVHD: Th.S Lê Quang Vũ - Họ tên sinh viên: Nguyễn