Phân tích đề tài 6
Giới thiệu chung a, Tên môn học: Vi xử lý và ứng dụng b, Mô tả môn học:
- Cấu trúc vi xử lý, thiết bị ngoại vi, ngôn ngữ lập trình C
- Ứng dụng vi điều khiển c, Mục đích:
- Cung cấp các kiến thức cơ bản về cấu trúc vi xử lý
- Hiểu và biết phần cứng, phần mềm khai thác tính năng vi xử lý d, Giới thiệu về vi điều khiển
Vi điều khiển là một máy tính tích hợp trên một chip, thường được sử dụng để điều khiển thiết bị điện tử Nó bao gồm một vi xử lý hiệu suất đủ dùng với giá thành thấp, khác với các bộ vi xử lý đa năng trong máy tính, kết hợp với các khối ngoại vi như bộ nhớ, module vào/ra và các module chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự và ngược lại Trong máy tính, các module này thường được xây dựng bằng chip và mạch ngoài.
Vi điều khiển là thành phần quan trọng trong việc phát triển các hệ thống nhúng và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện tử như máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện và dây chuyền sản xuất tự động.
Thiết kế vầ xây dựng hệ thống 7
Phân tích đề tài Đề tài: Thiêt kế lập trình điều khiển hệ thống điều hiển động cơ một chiều sử dụng dòng vi điều khiển Atmega
Hệ thống sử dụng ba động cơ điện xoay chiều 1 pha được điều khiển qua ba relay Khi bắt đầu, tất cả các động cơ đều ở trạng thái dừng Khi nhấn nút START kết nối với chân PINA.0, động cơ 1 sẽ hoạt động Sau 30 giây, động cơ 2 sẽ khởi động, tiếp theo là động cơ 3 sau 30 giây nữa Động cơ 1 và 2 sẽ dừng lại, trong khi động cơ 3 tiếp tục hoạt động thêm 40 giây trước khi dừng hoàn toàn Khi nhấn nút STOP, tất cả ba động cơ sẽ dừng ngay lập tức.
Yêu cầu cần đạt được:
Mô hình thực tế 11
Thiết kế và xây dựng hệ thống
2 Lựa chọn linh kiện a Atmega128
-Sử dụng làm kit học tập
- Sử dụng lập trình cho vi điều khiển.
- Làm bài tập về vi điều khiển loại Atmega 128 a1 b Nút ấn
Nút ấn là một công tắc đơn giản, điều khiển hoạt động của máy móc hoặc các quá trình khác Chúng thường được làm từ nhựa hoặc kim loại và có hình dạng phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay, tạo sự tiện lợi trong việc sử dụng Thiết kế của nút ấn có thể thay đổi tùy theo nhu cầu và sở thích cá nhân.
Nút ấn được chia thành hai loại chính: nút nhấn thường mở và nút nhấn thường đóng Trong các mạch điện tử phổ biến, nút nhấn 4 chân thường được sử dụng làm nút reset hoặc nút nguồn.
Nút nhấn hoạt động dựa trên ba phần chính: bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh Khi nhấn nút, bộ truyền động sẽ kích hoạt tiếp điểm động và lò xo bên trong, làm thay đổi trạng thái của các tiếp điểm tĩnh Một số nút yêu cầu người dùng giữ hoặc nhấn liên tục để duy trì hoạt động, trong khi các nút khác có chốt giữ để bật thiết bị cho đến khi nhấn lại Mỗi nút thường có màu sắc đặc trưng, như nút xanh để bật và nút đỏ để tắt, giúp tránh nhầm lẫn Nút dừng khẩn cấp thường lớn, có màu đỏ và thiết kế để dễ sử dụng trong tình huống khẩn cấp.
Điện trở (Resistor) là một linh kiện điện tử thụ động với kích thước 12x12x7.3mm, bao gồm hai tiếp điểm kết nối, thường được sử dụng để hạn chế cường độ dòng điện, điều chỉnh tín hiệu, chia điện áp và kích hoạt các linh kiện điện tử như transistor Điện trở công suất có khả năng tiêu tán điện năng thành nhiệt, thường xuất hiện trong bộ điều khiển động cơ và hệ thống phân phối điện Với giá trị trở kháng cố định, điện trở ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động Chúng là linh kiện phổ biến trong các mạch điện tử và có thể được cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau, thậm chí tích hợp trong vi mạch IC Điện trở được phân loại dựa trên khả năng chống chịu và trở kháng, với các ký hiệu do nhà sản xuất quy định.
Kí hiệu của điện trở là gì? Tùy thuộc vào tiêu chuẩn của từng quốc gia, sơ đồ mạch có thể sử dụng các kí hiệu khác nhau Tuy nhiên, có hai loại kí hiệu điện trở phổ biến mà bạn cần biết.
Khi đọc tài liệu nước ngoài, giá trị trên điện trở thường được quy ước theo tiêu chuẩn IEC 6006, bao gồm một chữ cái xen kẽ với các chữ số Để dễ dàng hơn trong việc đọc, các số thập phân được phân cách bằng một chữ cái; ví dụ, 8k2 tương đương với 8.2 kΩ, 1R2 tương đương với 1.2 Ω, và 18R tương đương với 18 Ω.
Điện trở hoạt động theo nguyên lý của định luật Ohm, quy định mối quan hệ giữa cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở Định luật này khẳng định rằng cường độ dòng điện chạy qua hai điểm của vật dẫn điện tỷ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai điểm đó, trong khi điện trở của vật dẫn là hằng số Mối quan hệ này được mô tả bằng phương trình toán học.
I là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn (A – Ampere)
V (trong chương trình phổ thông, V còn được ký hiệu là U) là điện áp trên vật dẫn (đơn vị volt)
R là điện trở (đơn vị: ohm).
Khi một điện trở 300 Ohm được kết nối với nguồn điện áp 12V, cường độ dòng điện qua điện trở là 0.04 Amperes (12V/300Ω) Điện trở, ký hiệu là Ω, là đơn vị đo trong hệ SI, được đặt theo tên của nhà vật lý Georg Simon Ohm Một Ohm tương đương với vôn trên ampere, và điện trở có nhiều giá trị khác nhau, bao gồm cả milliohm (1 mΩ = 0.001 Ω).
Bên cạnh đó thì điện trở còn phụ thuộc vào hệ thức liên quan đến chiều dài như:
Trong đó ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu
L là chiều dài dây dẫn
S là tiết diện dây dẫn
R là điện trở đơn vị là Ohm
Điện trở là linh kiện thiết yếu trong các thiết bị điện tử, có mặt ở khắp mọi nơi trong mạch điện Chức năng chính của điện trở bao gồm việc điều chỉnh dòng điện, bảo vệ các linh kiện khác khỏi quá tải và tạo ra các phân áp cần thiết cho mạch Do đó, điện trở đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của các thiết bị điện.
Để khống chế dòng điện qua tải một cách hiệu quả, khi sử dụng bóng đèn 9V với nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với một điện trở nhằm giảm áp suất điện xuống còn 9V Việc này giúp bảo vệ bóng đèn khỏi hư hỏng do quá tải điện.
Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.
Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động
Tham gia vào các mạch tạo dao động R C
Điều chỉnh cường độ dòng điện đi qua các thiết bị điện.
Tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết.
Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp.
Phân loại điện trở như thế nào ?
Điện trở có hàng ngàn loại khác nhau, được sản xuất với nhiều đặc điểm phù hợp cho các ứng dụng như tính ổn định cao, điện áp cao và dòng cao Một số điện trở được thiết kế cho mục đích chung, nơi các đặc tính riêng ít quan trọng hơn Các đặc điểm chung của điện trở bao gồm hệ số nhiệt độ, hệ số điện áp, nhiễu, tần số đáp ứng, công suất, điểm mức của điện trở nhiệt, kích thước vật lý và độ tin cậy.
Trên thị trường hiện nay chúng ta sẽ có 3 loại điện trở như sau:
Điện trở thường: thường là các điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W
Điện trở công suất: là các điện trở có công suất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W.
Điện trở sứ, điện trở nhiệt : là cách gọi khác của các điện trở công suất, điện trở này có vỏ bọc sứ khi hoạt động chúng toả nhiệt.
Tuy nhiên thì chúng ta có thể dựa vào nhiều yếu tố để có thể phân loại đơn trở như: Dựa vào tính chất của điện trở:
Điện trở tuyến tính là loại điện trở có trở kháng không đổi khi điện áp thay đổi, nghĩa là dòng điện qua điện trở cũng không thay đổi theo sự biến thiên của điện áp Đặc điểm của điện trở này được thể hiện qua đồ thị V-I dưới dạng một đường thẳng, cho thấy mối quan hệ tỉ lệ giữa điện áp và dòng điện.
Điện trở phi tuyến tính là các loại điện trở mà dòng điện không tỷ lệ thuận với sự chênh lệch điện áp Những điện trở này có đặc tính V-I không tuân theo định luật Ohm.
Dựa vào giá trị của điện trở:
Điện trở cố định bao gồm điện trở làm bằng chì, với các đầu dẫn thường có dạng "đạo" hoặc "xuyên tâm" phù hợp với trục của linh kiện Một số điện trở sử dụng công nghệ SMT (bề mặt gắn kết công nghệ), trong khi điện trở suất cao có thể thiết kế dẫn vào bộ tản nhiệt Điện trở hợp chất carbon bao gồm ống điện trở với dây chì hoặc tấm kim loại bên trong, được bảo vệ bởi lớp sơn hoặc nhựa Vào đầu thế kỷ 20, điện trở không được bọc cách điện, dây dẫn được cuốn quanh hai đầu và hàn lại, sau đó được sơn mã vạch giá trị.
Dựa trên chức năng của điện trở:
Điện trở chính xác là loại điện trở có dung sai rất thấp, cho phép giá trị thực gần gũi với giá trị danh nghĩa Mỗi điện trở được chỉ định một giá trị cụ thể, kèm theo tỷ lệ phần trăm dung sai, giúp xác định độ chính xác của nó so với giá trị lý tưởng.