CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN 1.1 Tổng quan về mạch điều khiển tốc độ động cơ DC: Ngày nay với sự phát triển như vũ bão của công nghiệp điện tử, kỹ thuật số các hệ thống đã và đang dần dần tự động hóa. Với kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, vi điều khiển, vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển tự động với các chương trình thiết lập trước. Động cơ điện hiện đang được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực khác nhau. Những sản phẩm này được ứng dụng trong những vật dụng, thiết bị sinh hoạt hàng ngày chẳng hạn như động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng giúp chuyển động đĩa quay hay trong các máy lọc đĩa,... Trong lĩnh vực xây dựng, người ta cũng trang bị loại động cơ này cho các máy móc quan trọng. Thậm chí, tại nhiều nước, động cơ điện được dùng trong các phương tiện vận chuyển, đặc biệt trong các đầu máy xe lửa. Trong lĩnh vực công nghệ thông tin, loại động cơ này còn xuất hiện trong các máy vi tính, cụ thể là được sử dụng trong các ổ cứng, ổ quang,... Bên cạnh đó, khi được tích hợp một bộ vi điều khiển (mà cụ thể trong đồ án này em sử dụng là PIC16f887 thì động cơ DC sẽ trở thành hệ thống được vận hành một cách đơn giản, nhẹ nhàng và an toàn. 1.2 Mục đích của đồ án: Mục đích trước hết khi thực hiện đề tài là để hoàn tất đồ án cơ điện tử 1. Cụ thể khi nghiên cứu đề tài này là em muốn phát huy thành quả ứng dụng của vi điều khiển để tạo ra sản phẩm có ích trong một lĩnh vực nào đó, và nó còn là tài liệu để cho các bạn tham khảo. Theo nghiên cứu của em hiện tại của em dự án này đã có nhiều người thực hiện nhưng sản phẩm này còn rất nhiều nhược điểm như: mạch phức tạp,hay bị nóng,tuổi thọ thấp…Dự án này là do chính em nghiên cứu và hoàn thiện độc lập ngoài chức năng điều khiển tốc độ sau khi hoàn thiện đã khắc phục hoàn toàn những vấn đề tồn tại của sản phẩm đi trước như: giá thành hợp lý (hoàn thành khoảng 800 ngàn đồng), mạch không bị nóng,các linh kiện được sắp xếp gọn gàng và dễ hiểu, mạch chạy ổn định cao…
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ o0o ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ENCODER GVHD: SVTH: Lớp MSSV: Năm học:2019 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên: MSSV: Nhận xét: Điểm đánh giá: Ngày tháng năm 2018 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (kí ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU Hiện đất nước ta thời kì đổi mới, thời kì cơng nghiệp hố đại họá với phát triển công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điện tự động hóa phát triển lên tầm cao Điều khiển tự động ngành quan trọng q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đặc biệt góp phần vào việc giải phóng sức lao động người xác người Điều khiển tự động có mặt từ trước cơng ngun đồng hồ có phao điều chỉnh Ktesibios Hi Lạp Rồi sau có thêm số máy móc điều khiển tự động (như: hệ điều chỉnh nhiệt độ Cornelis drebble, hệ điều chỉnh tốc độ ứng dụng công nghiệp….) Ngày để đáp ứng nhu cầu người, giảm tải lao động tay chân, hệ thống điều khiển động có ý nghĩa quan trọng việc điều khiển động theo mục đích người sử dụng Đặc điểm mạch điều khiển động quay thuận quay nghịch, tốc độ động tăng giảm theo tùy thích Đồ án chúng em làm lần giúp chúng em rèn luyện thêm kỹ lập trình cho PIC 16F877A , kỹ thiết kế mạch mô PROTEUS vận dụng kiến thức học giảng đường vào thực tế Em xin chân thành cảm ơn thầy, thầy cô bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, sai xót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN 1.1 Tổng quan về mạch điều khiển tốc độ động DC: Ngày với phát triển vũ bão công nghiệp điện tử, kỹ thuật số hệ thống tự động hóa Với kỹ thuật tiên tiến vi xử lý, vi điều khiển, vi mạch số… ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, hệ thống điều khiển tự động với chương trình thiết lập trước Động điện ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Những sản phẩm ứng dụng vật dụng, thiết bị sinh hoạt hàng ngày chẳng hạn động nhỏ dùng lị vi sóng giúp chuyển động đĩa quay hay máy lọc đĩa, Trong lĩnh vực xây dựng, người ta trang bị loại động cho máy móc quan trọng Thậm chí, nhiều nước, động điện dùng phương tiện vận chuyển, đặc biệt đầu máy xe lửa Trong lĩnh vực công nghệ thông tin, loại động xuất máy vi tính, cụ thể sử dụng ổ cứng, ổ quang, Bên cạnh đó, tích hợp vi điều khiển (mà cụ thể đồ án em sử dụng PIC16f887 động DC sẽ trở thành hệ thống vận hành cách đơn giản, nhẹ nhàng an toàn 1.2 Mục đích của đờ án: Mục đích trước hết thực đề tài để hoàn tất đồ án điện tử Cụ thể nghiên cứu đề tài em muốn phát huy thành ứng dụng vi điều khiển để tạo sản phẩm có ích lĩnh vực đó, tài liệu bạn tham khảo Theo nghiên cứu em em dự án có nhiều người thực sản phẩm nhiều nhược điểm như: mạch phức tạp,hay bị nóng,tuổi thọ thấp…Dự án em nghiên cứu hoàn thiện độc lập chức điều khiển tốc độ sau hoàn thiện khắc phục hoàn toàn vấn đề tồn sản phẩm trước như: giá thành hợp lý (hoàn thành khoảng 800 ngàn đồng), mạch khơng bị nóng,các linh kiện xếp gọn gàng dễ hiểu, mạch chạy ổn định cao… 1.3 Yêu cầu của đồ án: Vận dụng kiến thức học ở môn Vi điều khiển để lập trình cho PIC16f887 điều khiển tốc độ (nhanh/chậm), điều chỉnh chiều quay động (thuận/ngược chiều kim đồng hồ) hiển thị giá trị số vòng quay lý thuyết thực tế bằng cách nhập liệu qua bàn phím 4x4 sau hiển thị lên LCD 16x2 1.4 Hướng triển khai đề tài: Sử dụng PIC 16F887 vi điều khiển trung tâm Dùng chương trình CCS lập trình C biên dịch chương trình Hiển thị tốc độ quay nhập vào tốc độ quay thực tế qua LCD 16x2, lập trình ở chế độ bit (xài chân để nhận liệu từ pic) Sử dụng Module điều khiển động L298N điều khiển tốc độ đảo chiều động CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 PIC 16F877A 2.1.1 Khái niệm: PIC 16F877A có tập lệnh gồm 35 lệnh, lệnh thực chu kỳ xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép 20mhz với chu kỳ lệnh 200ms , nhớ chương trình 8K*14bit Số port I/O với 33 pin I/O 2.1.2 Các đặc tính ngoại vi bao gồm khối chức sau: - Timer0: đếm bit với chia tần số bit - Timer1: đếm 16 bit với chia tần số ,có thể thực chức đếm dựa vào xung clock ngoại vi vi điều vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep - Timer2: đếm bit với chia tần số, postcaler - Hai Capture /so sánh/ điều chế độ rộng xung - Các chuẩn giao tiếp UART với bit địa - Các đặc tính Analog: kênh chuyển đổi ADC 10 bit, so sánh, bên cạnh vài đặc tính khác vi điều khiển: nhớ flash nạp xóa 100.000 nghìn lần, nhớ eproom ghi xóa 1.000.000 lần.Nạp chương trình mạch điện ICSP Hình PIC16F877A 2.2 Thông số kỹ thuật: - OSC1/CLKIN chân ngả vào mạch dao động thạch anh Định tần cho xung nhịp ngả vào mạch tạo xung nhịp - OSC2/CLKOUT chân ngả mạch dao động thạch anh ngả xung nhịp - MCLR (Master Clear) chân Reset, tác dụng lệnh Reset trả chương trình địa 0000h Lệnh tác dụng ở mức áp thấp - RA0, RA1, RA2, RA3, chân xuất nhập bến cảng Port A - RA4/TOCKI chân đa nhiệm, vừa làm chân xuất nhập Port A lại chân lấy xung cho đếm đồng hồ Timer (ở chân có cực Drain để hở) - RB0/INT chân đa nhiệm, vừa làm chân xuất nhập Port B lại chân phát động theo ngắt Các chân Port B lập trình để có trở kháng lớn dùng để làm ngả vào, nhập trạng thái vào PIC - RB1, RB2, RB3, chân xuất nhập bến cảng Port B - RB4, RB5, chân xuất nhập Port B phát động ngắt theo thay đổi chân - RB6, chân xuất nhập Port B phát động ngắt theo thay đổi chân Nó cịn lập trình để dùng chân phát xung nhịp dùng cho công truyền liệu nối tiếp - RB7, chân xuất nhập Port B phát động ngắt theo thay đổi chân Nó cịn lập trình để dùng chân trao đổi liệu dùng cho công truyền liệu nối tiếp - VSS chân nối masse để lấy dòng (ở dòng điện tử) - VDD chân nối vào đường nguồn dương (từ 2V đến 5.5V) 2.3 Sơ đồ khối PIC16F877A: Hình 2 Sơ đờ khới PIC16F877A 2.4 Tở chức bợ nhớ: Bộ nhớ chương trình: Bộ nhớ chương trình vi điều khiển PIC16F877A nhớ flash, dung lượng nhớ 8K word( 1word = 14 bit) phân thành nhiều trang ( từ page đến page 3) Như nhớ chương trình có khả chứa 8*1024 = 8192 lệnh( lệnh sau mã hóa có dung lượng word = 14 bit ) Để mã hóa địa 8K nhớ chương trình đếm chương trình phải có dung lượng 13 bit ( PC) Khi vi điều khiển reset đếm chương trình sẽ đến địa 0000h (Reset vector ) Khi có ngắt xảy đếm chương trình sẽ đếm địa 0004h ( Interrupt vector ) Bộ nhớ chương trình khơng bao gồm nhớ Stack khơng địa hóa bởi đếm chương trình Bộ nhớ Stack đề cập cụ thể phần sau Hình Bợ nhớ chương trình của PIC16F877A