đồ án dùng điều khiển từ xa điều khiển động cơ điện một chiều

Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ    ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI : DÙNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 12V GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Nguyễn Duy Bình SINH VIÊN THƯC HIỆN : 1 : Đỗ Thanh Tùng 2: Nguyễn Thị Cảnh 3: Vũ Mạnh Quân 4: Nguyễn Đắc Nghiệp LỚP : Đ-ĐTK7-1 Hưng Yên , tháng 11 năm 2010 GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 1 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khóa học: 2009-2013. Lớp: Đ_ĐTK7-1. TÊN ĐỀ TÀI: DÙNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 12V. I. Dữ kiện cho trước: - Các linh kiện điện tử có bán trên thị trường. - Động cơ điện một chiều 12V. - Tài liệu tham khảo: điện tử công suất,điện tử căn bản,linh kiện điện tử II. Nội dung cần hoàn thành: Phần I. Cơ sở lý thuyết. 1.1. Giới thiệu về thu phát hồng ngoại. 1.2. Giới thiệu về động cơ điện một chiều. Phần II . Phương án thiết kế. 2.1. Sơ đồ khối . 2.2. Thiết kế sơ đồ nguyên lý (mạch phát , mạch thu hồng ngoại, mạch điều khiển và động lực). Yêu cầu: - Sản phẩm hoạt động tốt, đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật. - Thuyết minh đề tài (Phân tích yêu cầu, trình bày các giải pháp thực hiện, cơ sở lý thuyết, quá trình thực hiện đồ án, khả năng ứng dụng của đồ án). - Nộp thuyết minh và hoàn thành sản phẩm đúng thời gian quy định. GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 2 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học MỤC LỤC Nhận xét của giáo viên. Lời nói đầu. Kế hoạch tiến độ từng tuần thực hiện đề tài. CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. 1.1. Tầm quan trọng của động cơ điện một chiều. 1.2. Cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều. 1.2.1. Cấu tạo. 1.2.2. Hoạt động. CHƯƠNG II - GIỚI THIỆU VỀ THU PHÁT HỒNG NGOẠI. 2.1. Khái niệm về thu phát hồng ngoại. 2.2. Linh kiện thu sóng hồng ngoại. 2.3. Mạch điện IC phát hồng ngoại PT2248. 2.4. Mạch điện IC thu hồng ngoại PT2249. CHƯƠNG III - PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 3.1. Sơ đồ khối. 3.2. Nguyên lý hoạt đông của từng khối. CHƯƠNG IV - GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG MẠCH. 4.1. Điện trở - Tụ điện. 4.2. Điôt – Led. 4.3. IC 78xx – Transistor H1061. 4.4. IC phát hồng ngoại PT2248. 4.4. IC thu hồng ngoại PT2249. 4.5. IC 4017. 4.6. Mắt nhận hồng ngoại KSM-603LM. GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 3 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học CHƯƠNG V - SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH. 5.1. Mạch phát 5.1.1. Sơ đồ nguyên lý. 5.1.2. Sơ đồ board. 5.1.3. Nguyên lý hoạt động. 5.2. Mạch thu. 5.2.1. Sơ đồ nguyên lý. 5.2.2. Sơ đồ board. 5.2.3. Nguyên lý hoạt động. 5.3. Mạch động lực và điều khiển động cơ. 5.3.1. Sơ đồ nguyên lý. 5.3.2. Sơ đồ board. 5.3.3. Nguyên lý hoạt động. Tài liệu tham khảo. GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 4 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN. Hưng Yên, ngày tháng năm 2010 GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 5 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học LỜI NÓI ĐẦU Điều khiển từ xa là việc điều khiển một mô hình ở một khoảng cách nào đó mà con người không nhất thiết trực tiếp đến nơi đặt hệ thống. Khoảng cách đó tùy thuộc vào từng hệ thống có mức phức tạp khác nhau, chẳng hạn như để điều khiển từ xa một phi thuyền ta cần phải có hệ thống phát và thu mạnh, ngược lại, để điều khiển một trò chơi điện tử từ xa ta chỉ cần một hệ thống phát và thu yếu hơn…. Thế giới ngày càng phát triển thì lĩnh vực điều khiển cần phải được mở rộng hơn. Việc ứng dụng điều khiển từ xa vào thông tin liên lạc đã mang lại nhiều thuận lợi cho xã hội loài người, thông tin được cập nhật hơn nhờ sự chính xác và nhanh chóng của quá trình điều khiển từ xa. Trong sinh hoạt hằng ngày của con người như những trò chơi giải trí (robot, xe điều khiển từ xa …) cho đến những ứng dụng gần gũi với con người cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất. Điều khiển từ xa đã thâm nhập vào vấn đề này do đó cho ra những loại điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD,…đều được điều khiển từ xa. Xuất phát từ những ý tưởng đó cùng với sự hướng dẫn của Thầy Đoàn Văn Tuấn – giảng viên trường ĐH SPKT Hưng Yên, chúng em đã chọn đề tài:”Dùng điều khiển từ xa điều khiển động cơ điện một chiều 12V”. Nhưng do trình độ kỹ thuật còn có nhiều hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, chúng em mong được sự thông cảm và chỉ bảo thêm của thầy cô và các bạn ! Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy Đoàn Văn Tuấn cùng sự giúp đỡ của các bạn. Xin chân thành cảm ơn ! GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 6 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN STT Tuần Công việc thực hiện Người thực hiện 1 Tuần 1 - - Sắp xếp công việc cho từng tuần (phân chia công việc cho từng thành viên). Cả nhóm. Tìm hiểu đề tài. - Tìm kiếm tài liệu liên quan: Linh kiện điện tử, điện tử căn bản, điện tử công suất… Văn Nghĩa - Tìm hiểu nguyên lý các mạch có liên quan đến đề tài. Chẳng hạn như các mạch thu phát hồng ngoại, mạch động lực điều khiển động cơ và các linh kiện liên quan đến mạch. Cả nhóm - Tham khảo ý kiến của những người có chuyên môn. Xuân Nghiêm 2 Tuần2+3 - Sau khi đã tìm hiểu đề tài sẽ đưa ra cơ sở lý thuyết chung của đề tài. - Từ đó xây dựng được sơ đồ khối. - Đưa ra nguyên tắc hoạt động của các khối và các linh kiện sẽ sử dụng để thiết kế mạch phù hợp với yêu cầu từng khối. Cả nhóm. 3 Tuần 4+5 - Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn mạch. - Tính toán thông số rồi tiến hành chạy mô phỏng. Cả nhóm. 4 Tuần 6 - Ráp mạch và khảo sát trên bo mạch (nếu gặp lỗi chỉnh sửa lại). Văn Nghĩa Tiến Ngọc - Đo đạc kiểm tra xem trên board chạy có đạt yêu cầu hay không? Văn Nghĩa Tiến Ngọc - Tiến hành làm sản phẩm (câu dây). Văn Nghĩa Tiến Ngọc - Lắp ráp hoàn tất sản phẩm. Cả Nhóm GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 7 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học 5 Tuần 7 - Chuẩn hóa nội dung, làm cuốn thuyêt minh. Cả nhóm - Chuẩn bị các dụng cụ để bảo vệ đề tài (fim chiếu, bản vẽ). Xuân Nghiêm - Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại toàn bô nội dung. Cả nhóm CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 8 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học 1.1. Tầm quan trọng của động cơ DC. Trong nền sản xuất hiện đại, động cơ một chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn điện xoay chiều thông dụng. Do động cơ điện một chiều có nhiều ưu điểm nhiều khả năng điều chỉnh tốc độ rất tốt ,khả năng mở máy lớn và đặc biệt là khả năng quá tải. Chính vì vậy mà động cơ một chiều được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ những cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải…mà điều quan trọng là các ngành công nghiệp hay đòi hỏi dùng nguồn điện một chiều. Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhược điểm nhất định của nó nhưng so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn(dễ phát sinh tia lửa điện)…nhưng do những ưu điểm của nó nên động cơ điện một chiều vẫn còn có một tầm quan trọng nhất định trong sản xuất. Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều hiện nay vào khoảng 10000KW , điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000V. Hướng phát triển hiện nay là cải tiến tính năng của vật liệu, nâng cao chỉ tiêu kinh tế của động cơ và chế tạo những động cơ có công suất lớn… 1. 2. Cấu tạo và hoạt động của động cơ điện DC. 1.2.1. Cấu tạo. Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính: phần tĩnh và phần động. 1.2.1.1. Phần tĩnh hay stato. Đây là phần đứng yên của máy, bao gồm các bộ phận chính sau: a. Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kĩ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt. Trong động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối . Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bu lông. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kĩ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau. b. Cực từ phụ: Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn với vỏ máy nhờ những bulong. GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 9 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện-Điện Tử Đồ án môn học c. Gông từ : Gông từ dùng làm mạch nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy .Trong động cơ nhỏ và vừa thông thường dùng thép dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy. d. Các bộ phận khác: + Nắp máy: để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hỏng dây quấn và an toàn cho người chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và vừa lắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang. + Cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chạy lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại. 1.2.1.2. Phần quay hay roto. a. Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kĩ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào. Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục. Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn nhỏ, giữa đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt. Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục.Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá roto. Dùng giá roto có thể tiết kiệm thép kĩ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng roto. b. Dây quấn phần ứng Dây quấn phần ứng là phần sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ có công suất tới vài KW thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật, dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép. Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc đai chăt dây quấn. Nêm làm bằng tre gỗ hay bakelit. GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 10 [...]... Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử CHƯƠNG III: Đồ án môn học PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 3.1 Sơ đồ khối * Sơ đồ khối có 3 khối chính: - Khối nguồn - Khối phát hồng ngoại - Khối thu hồng ngoại - Khối mạch động lực và điều khiển động cơ Khối nguồn Khối thu Khối mạch Khối mạch độnglực và lực và động điềukhiển điều khiển Động cơ DC động cơ Khối phát Sơ đồ khối 3.2 Nguyên lý hoạt động từng khối - Khối nguồn:... nhận tín hiệu từ mạch phát và cung cấp tín hiệu đầu vào (cung cấp tín hiệu vào chân 14 của IC 4017) dùng để điều chỉnh động cơ thông qua mạch cầu H1061 - Khối mạch động lực và điều khiển động cơ Có chức năng điều chỉnh động cơ (đảo chiều và dừng động cơ) GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 19 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học CHƯƠNG IV : GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG... GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 12 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Do yêu cầu của đề tài là điều khiển động cơ điện một chiều từ xa, trong quá trình nghiên cứu chúng em đã quyết định dùng cặp IC thu phát IC PT2248 và IC PT2249 để thiết kế mạch 1.Khái niệm về hồng ngoại Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước sóng khoảng... cho nhau (hình2 b) nhờ có phiến góp đổi chiều dòng điện, nên dòng điện một chiều biến đổi thành dòng điện xoay chiều đưa vào dây cuốn phần ứng, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, do đó lực tác dụng lên roto cũng theo một chiều xác định, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 11 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học CHƯƠNG II:GIỚI THIỆU VỀ THU PHÁT...Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học c Cổ góp: Dùng để chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lỗ mica dài từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trụ tròn Hai đầu trụ tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành ốp trụ tròn cũng cách điện bằng mica Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của... DỤNG TRONG MẠCH 4.1 Điện trở,tụ điện 4.1.1 Điện trở a) Khái niệm - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu có một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ và ngược lại vật cách điện có điện trở cực lớn - Điện trở của dây dẫn là sự phụ thuộc vào chất liệu và tiết diện của dây dẫn được tính theo công thức: R= Trong đó: R là điện trở Đơn vị là Ω là điện trở suất L là chiều dài dây dẫn S là... cho dòng một chiều từ A sang K và nó được coi như van một chiều trong mạch điện và được ứng dụng rộng rãi trong các máy thu thanh thu hình, các mạch chỉnh lưu, ổn định điện áp Hình dạng diode trong thực tế Kí hiệu diode trong các mạch nguyên lý GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 23 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Nguyên tắc hoạt động của diode: chỉ cho dòng một chiều từ A đến... nên dẫn điện, lỗ trống từ vùng bán dẫn GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 25 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học P của cực E sẽ sang vùng bán dẫn N của cực B để tái hợp với electron Khi vùng bán dẫn N của cực B có thêm lỗ trống nên có điện tích dương Cực B nối vào điện áp âm của nguồn nên sẽ hút một số lỗ trống trong vùng bán dẫn N xuống tạo thành dòng điện IB Cực C nối vào điện áp... Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học - Chân 1 là chân tín hiệu out - Chân 2 là chân GND - Chân 3 là chân VCC - Ở mạch này em dùng mắt thu tín hiệu hồng ngoại có tên là KSM-603LM CHƯƠNG V: SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 5.1 Mạch phát 5.1.1 Sơ đồ nguyên lý: 5.1.2.Sơ đồ board: GVHD: Nguyễn Duy Bình Page 34 Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học 5.1.3 Nguyên lý hoạt động: Từ nguyên... cacbon tốt 1.2.2 Hoạt động Trên hình khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B, trong dây cuốn phần ứng có dòng điện Các thanh dẫn ab và cd mang dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng tương hỗ lên nhau tạo nên mômen tác dụng lên rôto, làm rôto quay Chiều lực tác dụng được xác định theo quy tác bàn tay trái (hình a) Hình 2: Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều Khi phần ứng quay . Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ    ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI : DÙNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 12V . KHIỂN TỪ XA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 12V. I. Dữ kiện cho trước: - Các linh kiện điện tử có bán trên thị trường. - Động cơ điện một chiều 12V. - Tài liệu tham khảo: điện tử công suất ,điện. Hưng Yên, chúng em đã chọn đề tài: Dùng điều khiển từ xa điều khiển động cơ điện một chiều 12V”. Nhưng do trình độ kỹ thuật còn có nhiều hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, chúng