Đồ án cây điện gió tải động cơ 24V mạch DC DC bloost sử dụng vi điều khiển STM 32 tạo xung PWM, với các yêu cầu trên mình đã tính toán và lựa chọn các linh kiện để phù hợp với đầu ra của tải
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIÓ
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIÓ………………………………………… 1 1 Năng lượng điện gió là gì……………………………………………………………… 1 2 Tình hình phát triển điện gió trên thế giới …………………………………………… 1 3 Tiềm năng và trữ lượng gió ở Việt Nam
1.2.1 Năng lượng điện gió là gì
Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về khái niệm năng lượng gió và vai trò quan trọng của nó trong ngành năng lượng tái tạo Năng lượng gió là năng lượng được tạo ra từ sức gió thông qua quá trình chuyển đổi thành năng lượng điện Sức gió được tạo ra bởi sự nén nhiệt độ và lực hút của Mặt Trời, cùng với sự dao động của hệ thống khí quyển Năng lượng gió là một nguồn năng lượng tái tạo không gây ra khí thải hoặc ô nhiễm môi trường và có thể sử dụng để giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch.
1.2.2 Tình hình phát triển điện gió trên thế giới
Năng lượng gió đã được sử dụng từ năm 4000 trước Công nguyên để cung cấp năng lượng cho thuyền buồm, xay ngũ cốc, bơm nước cho các trang trại và gần đây là tạo ra điện.Chỉ riêng ở Mỹ, hơn 6 triệu cối xay gió nhỏ, hầu hết có công suất dưới 5 mã lực, đã được sử dụng từ những năm 1850 để bơm nước Cối xay gió nhỏ đã được sử dụng để tạo ra điện từ năm 1900, nhưng sự phát triển của tua-bin gió hiện đại chỉ mới diễn ra gần đây nhằm ứng phó với cuộc khủng hoảng năng lượng vào đầu những năm 1970 Cần lưu ý sự khác biệt giữa thuật ngữ cối xay gió được sử dụng để phát điện cơ học (nghiền ngũ cốc, bơm nước,v.v.) và tua bin gió được sử dụng để phát điện, mặc dù về mặt kỹ thuật cả hai thiết bị đều là tua bin vì chúng lấy năng lượng từ chất lỏng.
Năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng phát triển nhanh nhất trên thế giới Với sự trợ giúp của các công trình lắp đặt gần đây trên toàn thế giới, tổng công suất năng lượng gió của thế giới đã tăng lên 539 GW (gigawatt, 1 GW 1000 MW = 1 triệu kW) tính đến cuối năm 2017 Trung Quốc là quốc gia dẫn đầu thế giới với công suất điện gió là 188 GW Hoa Kỳ đứng thứ hai với công suất 89
GW Đức, Ấn Độ và Tây Ban Nha theo sau danh sách này với công suất lần lượt là
56, 33 và 23 GW Mức tăng năng lượng gió lần lượt là 16,6, 17,2, 11,8 và 10,8% trong các năm 2014, 2015, 2016 và 2017 Tổng công suất điện gió hiện tại có thể đáp ứng hơn 5% nhu cầu điện toàn cầu.
Altamont Pass ở California là trang trại gió lớn nhất thế giới với 15.000 tuabin gió hiện đại Trang trại này và hai trang trại khác ở California sản xuất khoảng 3 tỷ kWh điện mỗi năm, đủ để đáp ứng nhu cầu điện của San Francisco.
Chi phí năng lượng gió đã giảm đáng kể từ khoảng 0,5 đô la/kWh vào đầu những năm 1980 xuống còn khoảng 0,05 đô la/kWh vào giữa những năm 1990 Chi phí hiện tại của điện gió bao gồm chi phí vốn và vận hành là 0,082 USD/kWh Giá này thấp hơn đáng kể so với chi phí của các nhà máy điện hạt nhân và than tiên tiến với giá trị trung bình là 0,11 USD/kWh Tuy nhiên, các nhà máy khí đốt tự nhiên tiên tiến sản xuất điện với chi phí 0,063 USD/kWh.
Hình 1.1 Các tua bin gió lắp trên thế giới. được lắp đặt gần đây có thể tạo ra hơn 8 MW điện Tốc độ quay của rôto của tuabin gió thường dưới 40 vòng/phút (dưới 20 vòng/phút đối với tuabin lớn) Đường kính sải cánh (hoặc rôto) của tuabin gió 3,2 MW do Boeing Engineering chế tạo là 320 ft (97,5 m).
Hình 1.2 Tiềm năng mật độ điện gió của Việt Nam năm 2017 Ở Việt Nam, tiềm năng gió ngoài khơi lớn hơn nhiều so với tiềm năng gió trên đất liền do bờ biển dài Gió trên biển mạnh hơn, ổn định hơn Những hạn chế về sử dụng đất để đặt tua-bin và cơ sở hạ tầng truyền tải cũng thấp hơn Sử dụng mô hình Nghiên cứu và Dự báo Thời tiết (WRF) (độ phân giải 10 km trong 10 năm, từ 2006 đến 2015), các nghiên cứu chỉ ra rằng tiềm năng năng lượng lớn nhất nằm ở khu vực ngoài khơi xung quanh đảo Phú Quý (Tỉnh Bình Thuận) Chỉ riêng khu vực này đã có thể cung cấp 38,2 GW công suất phát điện gió ngoài khơi.
Bảng 1.1 Tiềm năng năng lượng gió trên đất liền và ngoài khơi năm 2019
Khu vực Tiềm năng năng lượng gió trên đất liền (GW) Tiềm năng năng lượng gió ngoài khơi (GW) Đông Bắc Bộ 4,6 64,5
Tây Bắc Bộ 2,8 - Đồng bằng sông Hồng 1,5 66,7
Ven biển Bắc Trung Bộ 0,3 113,0
Ven biển Nam Trung Bộ 16,8 78,8
Tây Nguyên 12,5 - Đông Nam Bộ 3,3 27,1 Đồng bằng Sông Mê
Theo ước tính của ISF, nguồn năng lượng gió ngoài khơi Việt Nam có công suất lên tới 609 GW, trải rộng trên 3000 km bờ biển và diện tích 150.000 km2 Con số này chỉ tính đến các khu vực ven biển có độ sâu nước tối đa 50 m và khoảng cách tối đa tới bờ là 70 km, sử dụng dữ liệu khí tượng năm 2015 Nghiên cứu của ISF cũng đã ước tính các yếu tố công suất và tiềm năng năng lượng gió trong khu vực Mặc dù là nguồn năng lượng biến động, hệ số công suất ước tính của năng lượng gió ở Việt Nam đạt 36% đối với gió trên đất liền và 54% đối với gió ngoài khơi.
1.2.3 Tiềm năng và trữ lượng gió ở Việt Nam
1.2.3.1 Tiềm năng nguồn năng lượng gió ở Việt Nam.
Tính đến tháng 7/2023, tổng công suất lắp đặt điện gió tại Việt Nam đã đạt 1.000MW, chiếm khoảng 4% tổng công suất điện lắp đặt của cả nước.
Trong thời gian tới, điện gió tiếp tục được kỳ vọng là một trong những nguồn NLTT chủ lực của Việt Nam Tổng công suất nguồn điện gió dự kiến phát triển đến năm 2025 là 6.030MW và đến năm 2030 là 10.090MW Hiện tại đã bổ sung vào quy hoạch 4.800MW, nhưng trong giai đoạn 2021-2025, cần bổ sung khoảng 1.200MW và giai đoạn 2026-2030, bổ sung 4.000MW.
Như vậy, đến năm 2025, tổng điện năng của điện gió, điện mặt trời đạt 36 tỷ kWh (vượt chiến lược phát triển năng lượng tái tạo khoảng 2,6 lần).[ CITATION Hồn23 \l 1066 ]
1.2.3.2 Trữ lượng gió ở Việt Nam
Tại vùng biển Việt Nam có khu vực từ Bình Thuận đến Cà Mau, là nơi có tốc độ gió đạt từ 7 đến 11m/s, cũng là nơi tiềm năng công suất năng lượng gió lớn nhất trên thế giới Khu vực ven bờ vịnh Bắc Bộ phía Bắc từ Quảng Ninh đến Quảng Trị có tốc độ gió chủ yếu thấp hơn 6m/s
1.2.4 Hiệu suất và yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng gió
Hiệu suất của hệ thống năng lượng gió:
Hiệu suất của một hệ thống năng lượng gió thường được đo bằng tỉ lệ giữa Để đạt được hiệu suất cao, hệ thống phải được thiết kế và vận hành một cách hiệu quả, tối ưu hóa việc chuyển đổi năng lượng từ gió thành điện năng.
Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của năng lượng gió:
• Tốc độ gió (Wind Speed):
Tốc độ gió là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống năng lượng gió Hiệu suất tăng khi tốc độ gió tăng và giảm khi tốc độ gió giảm.
Các khu vực có tốc độ gió cao hơn thường có hiệu suất tốt hơn cho việc sản xuất năng lượng gió.
• Địa hình (Terrain): Địa hình có thể ảnh hưởng đến tốc độ gió và độ ổn định của gió trong khu vực.
Các địa hình như đồng bằng hoặc biển mở có thể có tốc độ gió lớn hơn so với các khu vực núi non hoặc rừng.
• Độ cao của turbine (Turbine Height): Độ cao của turbine gió cũng ảnh hưởng đến hiệu suất, vì gió thường mạnh và ổn định hơn ở độ cao cao hơn.
Turbine có thể được đặt trên các cột hỗ trợ cao hoặc trên các cột độc lập để tận dụng tốc độ gió cao hơn ở độ cao đó.
• Thiết kế của turbine (Turbine Design):
Thiết kế của turbine, bao gồm kích thước và hình dạng của cánh quạt, cũng ảnh hưởng đến hiệu suất.
Các turbine được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất ở một phạm vi tốc độ gió nhất định, và hiệu suất có thể giảm ở các phạm vi tốc độ gió khác.
1.2.5 Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng gió
Ưu điểm của năng lượng điện gió
Năng lượng gió được xếp vào dạng năng lượng tái tạo, không đốt cháy nhiên liệu hay tạo ra khí thải Đặc điểm này giúp giảm thiểu những tác động tiêu cực đến môi trường, đồng thời góp phần ứng phó với biến đổi khí hậu.
THIẾT KẾ MẠCH SẠC THEO NGUYÊN TẮC MPPT……….…………… 15 2.1 CÔNG SUẤT ĐẦU RA CÂY ĐIỆN GIÓ……………………………………………… 15 2.1.1 Các thông số cơ bản của cây điện gió
THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC
Mạch động lực
Hình 3.1 dưới minh họa hoạt động của mạch trong khoảng thời gian sóng vuông tân số cao ở mức cao được đưa vào cực G của của MOSFET Trong khoảng thời gian này MOSFET dẫn điện, làm cho đầu bên phải của cuộn cảm
L được nối với cực âm của nguồn điện Do đó, sẽ có một dòng điện chạy giữa cực dương và âm của nguồn điện qua cuộn dây Cuộn dây tích lũy năng lượng dưới dạng từ trường Hầu như không có dòng điện chạy trong phần còn lại của mạch vì sự kết hợp của D, C và tải biểu thị trở kháng cao hơn nhiều so với đường dẫn trực tiếp qua MOSFET dẫn điện mạnh.
Hình 3.1 Giai đoạn MOSFET dẫn
Hình 3.2 dưới cho thấy đường đi của dòng điện trong khoảng thời gian sóng vuông đưa vào cực G của của MOSFET ở mức thấp Vì MOSFET bị tắt nhanh chóng nên dòng điện giảm đột ngột làm cho cuộn dây L tạo ra một sức điện động ngược Cực tính điện áp trên cuộn dây L ngược chiều so với khoảng thời gian MOSFET dẫn, để dòng điện chạy qua Điều
Hình 3.2 Giai đoạn MOSFET ngắt và tụ điện được nạp Điện áp cao hơn này (V IN + V L ) phân cực thuận cho diode D Dòng điện tạo ra chạy qua D và nạp điện cho tụ điện C đến giá trị V IN + V L trừ đi sụt áp trên D, đồng thời cung cấp cho tải.
Hình 3.3 Giai đoạn MOSFET dẫn và tụ điện xả
Hình 3.4 trên cho thấy hoạt động của mạch khi MOSFET dẫn điện trở lại sau giai đoạn khởi động ban đầu Mỗi khi MOSFET dẫn, điện thế tại cục cathode của diode D dương hơn điện thế tại cực anode, do điện áp trên C Do đó, diode D tắt nên ngõ ra của mạch bị cách ly với ngõ vào, tuy nhiên tải vẫn tiếp tục được cung cấp điện áp từ điện áp trên tụ điện C Mặc dù tụ điện C xả điện qua tải làm cho điện áp trên tụ giảm trong thời gian này, tụ điện C được sạc điện trở lại mỗi khi MOSFET dẫn, do đó duy trì điện áp ngõ ra trên tải gần như ổn định.
Hình 3.4 Giản đồ điện áp trên tải
Phạm vi điều chỉnh γ=(0,1÷0,9) Điện áp trên tải có dạng:
4I t (3.3) Điện áp trung bình qua điện cảm trong một chu kì sẽ bằng:
Thay (1) vào biểu thức ta được
1−D (3.4) Với D = thời gian dẫn/ tổng thời gian
Tính toán và chọn linh kiện
+ Giá trị cực đại chu kì D
+ Tính chọn cuộn cảm L Độ gợn dòng điện qua cuộn cảm
Chọn giá trị i (out )max = V P out = 200 24 = 8,4A ; V out $V; V ¿V ∆ i L = 0,3.8,4.24 12
Hình 3.5 Hình ảnh cuộn cảm
Giá trị điện áp đầu ra C Out
F sw ∆ V out (3.8) Với ∆ V out =1 % V out =0.01.24 = 0,24V
Hình 3.6 Hình ảnh tụ điện
Chọn diode có giá trị 10A
Dòng trung bình qua van Mosfet
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN…………………………………………… 33 4.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN…….…………………………………… 33 4.1.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
Điều chế độ rộng xung PWM………………………………………………………… 33 4.1.3 Cấu trúc điều khiển…………… …………………………………………………… 35 4.2 TÍNH TOÁN CHỌN CÁC LINH KIỆN MẠCH ĐIỀU KHIỂN……………………… 44 4.2.1 Khâu phát xung chủ đạo và tạo điện áp răng cưa
PWM là viết tắt của Pulse Width Modulation (Điều chế độ rộng xung) và nó là một kỹ thuật phổ biến được sử dụng để thay đổi độ rộng của các xung trong một chuỗi xung PWM có nhiều ứng dụng như điều khiển độ sáng của đèn LED, điều khiển tốc độ của động cơ DC, điều khiển động cơ servo hoặc nơi bạn phải lấy ngõ ra analog bằng các thiết bị kỹ thuật số.
Các chân số của Arduino cung cấp cho chúng ta 5V (khi ở mức CAO) hoặc
OV (khi ở mức THẤP) và ngõ ra là một tín hiệu sóng vuông Vì vậy, nếu chúng ta muốn làm mờ đèn LED, chúng ta không thể lấy điện áp trong khoảng từ 0 đến 5V từ chân số này nhưng chúng ta có thể thay đổi thời gian ON và OFF của tín hiệu. Nếu chúng ta thay đổi thời gian ON và OFF đủ nhanh thì độ sáng của đèn LED sẽ bị thay đổi Điều chế độ rộng xung về cơ bản là một sóng vuông với thời gian cao và thấp khác nhau Một tín hiệu PWM cơ bản được hiển thị trong hình dưới đây.
Hình 4.1 Hình ảnh dạng xung với PWM
Có một số thuật ngữ liên quan đến PWM mà chúng ta cần phải biết, đó là:
T on (On-Time): Khoảng thời gian khi tín hiệu ở mức CAO (5V).
T off (Off Time): Khoảng thời gian khi tín hiệu ở mức THẤP (0V).
Như trong hình trên, Ton biểu thị thời gian ON (thời gian ở mức CAO) và
Toff biểu thị thời gian OFF (thời gian ở mức THẤP) của tín hiệu Chu kỳ là tổng của cả thời gian ON và OFF và được tính theo công thức như sau
Chu kỳ làm việc (Duty Cycle):
Chu kỳ làm việc được tính là thời gian ON trong một chu kỳ của tín hiệu Sử dụng công thức tính chu kỳ ở trên, chu kỳ làm việc được tính như sau
D = (T on /T on + T off ) = T on /T total
Vì vậy, ở chu kỳ làm việc 50% và tần số 1Hz, đèn LED sẽ sáng trong nửa giây và sẽ tắt trong nửa giây còn lại Nếu chúng ta tăng tần số lên 50Hz (50 lần ON và OFF mỗi giây), thì đèn LED sẽ được nhìn thấy phát sáng ở một nửa độ sáng bằng mắt người.
Biểu đồ sau đây cho thấy sự so sánh của các chu kỳ làm việc khác nhau và mức điện áp tương ứng của chúng.
Hình 4.2 Hình ảnh dạng xung với các duty thay đổi
Từ biểu đồ, rõ ràng là khi tăng chu kỳ làm việc, điện áp ngõ ra (hoặc công suất được cung cấp) cũng tăng lên Đối với chu kỳ làm việc 100%, điện áp tương ứng là 5V và đối với chu kỳ làm việc 50%, điện áp là 2,5V, v.v…
Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển băm xung một chiều kiểu PWM
4.1.3.1 Khâu phát xung chủ đạo và tạo điện áp răng cưa
PWM là phương pháp điều khiển duy nhất sử dụng các thành phần này Hai thành phần có mối quan hệ chặt chẽ, tương tự như mạch tạo điện áp răng cưa trong điều khiển bộ chỉnh lưu phụ thuộc vào xung đồng bộ.
Hoạt động của chúng cũng giống nhau do tính chất điện áp ra như nhau: đều là răng cưa Điều khác biệt là ở chỗ, trong chỉnh lưu thì tần số xung nhịp phụ thuộc vào nguồn điện áp xoay chiều của lưới điện, còn với hệ băm xung thì tần số này do bản thân mạch điều khiển quyết định và không có quan hệ gì với tần số lưới điện.
Có hai dạng răng cưa hay được dùng: răng cưa tuyến tính một cực tỉnh, răng cưa tam giác hai cực tính.
1 Răng cưa tuyến tính một cực tính
Sử dụng bộ khuếch đại thuật toán
Hình 4.4 Khâu phát xung sử dụng khuếch đại thuật toán
- Khoảng thời gian xung: U fx > 0: t 1 = R 1 C 1ln(1+2R 4
- Khoảng thời gian xung: U fx = 0: t 2 = R 2 C 1ln(1+2R 4
- Chu kỳ dao động T=t 1 +t 2 , với tần số f = 1/T
Có thể coi phạm vi điều chỉnh γ min = t T 1 , γ max = t T 2 và thường t1 0: t 1 = 0,7 R 1 C 1
- Khoảng thời gian xung: U fx = 0: t 2 =0,7 R 2 C 1
Có thể coi phạm vi điều chỉnh γ min = t T 1 , γ max = t T 2 và thường t1 Uđk là 0,575 thì điện áp ra sẽ ở mức cao
Khi Urc < Uđk là 0,575 thì điện áp ra sẽ ở mức thấp
MÔ PHỎNG…………………………………………………………………………… 46 CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG STM 32……………………… 49 5.1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN STM32
Hình 4.18 Sơ đồ khối mạch điều khiển
- Khâu Phát xung chủ đạo
Hình 4.19 Khâu phát xung chủ đạo
- Khâu điện áp răng cưa
Hình 4.20 Khâu tạo điện áp răng cưa
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG STM 32
5.1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN STM32
5.1.1 Giới thiệu chung vể ARM Cortex
Cấu trúc ARM (Acorn RISC Machine) là một loại cấu trúc vi xử lý 32-bit kiểuRISC(Reduced Instructions Set Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa) được sử dụng rộng rãi trong các thiết kế nhúng Do có đặc điểm tiết kiệm năng lượng, cácbộ CPU ARM chiếm ưu thế trong các sản phẩm điện tử di động, mà với các sản phẩm này việc tiêu tán công suất thấp là một mục tiêu thiết kế quan trọng hàng đầu.
Hình 5.2 Một số ứng dụng của ARM
Dòng chip ARM Cortex là bộ vi xử lý thế hệ mới, cung cấp kiến trúc chuẩn hóa cho nhiều nhu cầu công nghệ khác nhau Khác biệt với các chip ARM trước đây, dòng Cortex là lõi xử lý hoàn chỉnh, thiết lập chuẩn CPU và kiến trúc hệ thống chung Nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng, dòng ARM Cortex được chia thành 3 dòng chính:
• Cortex-A: Bộ xử lý dành cho hệ điều hành và các ứng dụng phức tạp Hỗ trợ tập lệnh ARM, thumb, và thumb-2.
• Cortex-R: Bộ xử lý dành cho hệ thống đòi hỏi khắc khe về đáp ứng thời gian thực Hỗ trợ tập lệnh ARM, thumb, và thumb-2.\
• Cortex-M: Bộ xử lý dành cho dòng vi điều khiển, tối ưu về giá thành Hỗ trợ tập lệnh Thumb-2 Dòng ARM STM32 có lõi Cortex-M.
Một số đặc điểm của ARM Cotex–M3:
- ARM Cortex–M3 được xây dựng dựa trên kiến trúc ARMv7–M 32 bit Kiến trúc Harvard tách biệt Bus dữ liệu và lệnh.
- Đơn vị bảo vệ bộ nhớ (MPU–Memory Protection Unit): Hỗ trợ bảo vệ bộ nhớ thông qua việc phân quyền thực thi và truy xuất.
- Bộ vi xử lý Cortex-M3 hỗ trợ kiến trúc tập lệnh Thumb–2.
- Hỗ trợ kỹ thuật Bit Band giúp cho phép truy xuất dữ liệu theo bit đồng thời giảm thời gian truy xuất
5.1.3 STM 32 là gì từng mang lại thành công vang dội cho công ty ARM – hãng sản xuất chíp ST Microelectronic Dòng STM32 tiêu thụ năng lượng cực thấp trong khi đó hiệu suất cực cao và việc lập trình cũng rất dễ dàng Với sự đồ sộ về ngoại vi (GPIO, I2C, SPI, ADC, USB, Ethernet, CAN )
- Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng dụng thông thường, thiết bị cầm tay và thuốc, máy tính và thiết bị ngoại vi chơi game, GPS cơ bản, các ứng dụng trong công nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ
5.1.4 Một vài đặc điểm nổi bật của STM32
ST đã đưa ra thị trường 4 dòng ᴠi điều khiển dựa trên ARM7 ᴠà ARM9, nhưng STM32 là một bước tiến quan trọng trên đường cong chi phí ᴠà hiệu ѕuấtuất (price/performance), giá chỉ gần 1 Euro ᴠới ѕuấtố lượng lớn, STM32 là ѕuấtự thách thức thật ѕuấtự ᴠới các ᴠi điều khiển 8 ᴠà 16-bit truуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến thể khác nhau, được phân thành hai dòng: dòng Performance có tần ѕuấtố hoạt động của CPU lên tới 72Mhᴢ ᴠà dòng Acceѕuấtѕuất có tần ѕuấtố hoạt động lên tới 36Mhᴢ Các biến thể STM32 trong hai nhóm nàуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến tương thích hoàn toàn ᴠề cách bố trí chân (pin) ᴠà phần mềm, đồng thời kích thước bộ nhớ FLASH ROM có thể lên tới 512K ᴠà 64K SRAM.
Nhánh Performance hoạt động ᴠới хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến đủ các ngoại ᴠi, nhánh Acceѕuấtѕuất hoạt động ᴠới хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácung nhịp tối đa 36Mhᴢ ᴠà có ít ngoại ᴠi hơn ѕuấto ᴠới nhánh Performance.
STM32 có hỗ trợ thêm tối đa 12 kênh DMA (Direct Memorуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến Acceѕuấtѕuất) Mỗi kênh có thể được dùng để truуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnền dữ liệu đến các thanh ghi ngoại ᴠi hoặc từ các thanh ghi ngoại ᴠi đi ᴠới kích thước từ (ᴡord) dữ liệu truуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnền đi có thể là 8/16 hoặc 32-bit Mỗi ngoại ᴠi có thể có một bộ điều khiển DMA (DMA controller) đi kèm dùng để gửi hoặc đòi hỏi dữ liệu như уền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnêu cầu Một bộ phân хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácử buѕuất nội (buѕuất arbiter) ᴠà ma trận buѕuất (buѕuất matriхung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ các) tối thiểu hoá ѕuấtự tranh chấp buѕuất giữa truуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến cập dữ liệu thông qua CPU (CPU data acceѕuấtѕuất) ᴠà các kênh DMA Điều đó cho phép các đơn ᴠịDMA hoạt động linh hoạt, dễ dùng ᴠà tự động điều khiển các luồng dữ liệu bên trong ᴠi điều khiển ѕuấtố 72MHᴢ ᴠà dòng tiêu thụ chỉ có 36mA ᴠới tất cả các khối bên trong ᴠi điều khiển đều được hoạt động Kết hợp ᴠới các chế độ tiết kiệm năng lượng của Corteхung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ các, STM32 chỉ tiêu thụ 2μF.A khi ở chế độ Standbуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến Một bộ dao động nội RC 8MHᴢ cho phép chip nhanh chóng thoát khỏi chế độ tiết kiệm năng lượng trong khi bộ dao động ngoài đang khởi động Khả năng nhanh đi ᴠào ᴠà thoát khỏi các chế độ tiết kiệm năng lượng làm giảm nhiều ѕuấtự tiêu thụ năng lượng tổng thể.
Ngàуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến naуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến các ứng dụng hiện đại thường phải hoạt động trong môi trường khắc khe, đòi hỏi tính an toàn cao, cũng như đòi hỏi ѕuấtức mạnh хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácử lý ᴠà càng nhiều thiết bị ngoại ᴠi tinh ᴠi Để đáp ứng các уền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnêu cầu khắc khe đó, STM32 cung cấp một ѕuấtố tính năng phần cứng hỗ trợ các ứng dụng một cách tốt nhất Chúng bao gồm một bộ phát hiện điện áp thấp, một hệ thống bảo ᴠệ хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácung Clock ᴠà hai bộ Watchdogѕuất Bộ đầu tiên là một Watchdog cửa ѕuấtổ (ᴡindoᴡed ᴡatchdog) Watchdog nàуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến phải được làm tươi trong một khung thời gian хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácác định Nếu nhấn nó quá ѕuấtớm, hoặc quá muộn, thì Watchdog ѕuấtẽ kích hoạt Bộ thứ hai là một Watchdog độc lập (independent ᴡatchdog), có bộ dao động bên ngoài tách biệt ᴠới хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácung nhịp hệ thống chính Hệ thống bảo ᴠệ хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácung nhịp có thể phát hiện lỗi của bộ dao động chính bên ngoài (thường là thạch anh) ᴠà tự động chuуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnển ѕuấtang dùng bộ dao động nội RC 8MHᴢ
Một trong những уền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnêu cầu khắc khe khác của thiết kế hiện đại là nhu cầu bảo mật mã chương trình để ngăn chặn ѕuấtao chép trái phép phần mềm Bộ nhớ Flaѕuấth của STM32 có thể được khóa để chống truуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến cập đọc Flaѕuấth thông qua cổng Debug Khi tính năng bảo ᴠệ đọc được kích hoạt, bộ nhớ Flaѕuấth cũng được bảo ᴠệ chống ghi để ngăn chặn mã không tin cậуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến được chèn ᴠào bảng ᴠector ngắt Hơn nữa bảo ᴠệ ghi có thể được cho phép trong phần còn lại của bộ nhớ Flaѕuấth STM32 cũng có một đồng hồ thời gian thực ᴠà một khu ᴠực nhỏ dữ liệu trên SRAM được nuôi nhờ nguồn pin Khu ᴠực nàуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến có một đầu ᴠào chống giả mạo (anti-tamper input), có thể kích hoạt một ѕuấtự kiện ngắt khi có ѕuấtự thaуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến đổi trạng thái ở đầu ᴠào nàуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến Ngoài ra một ѕuấtự kiện chống giả mạo ѕuấtẽ tự động хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácóa dữ liệu được lưu trữ trên SRAM được nuôi bằng nguồn pin.
Dòng Cortex chạy ở tốc độ lên tới 72 MHz và có bộ đồng xử lý FPU-M3, tích hợp hệ thống gỡ lỗi tân tiến CoreSight Truyền thống, STM32 đầu tiên gồm 14 biến thể truy cập vào hệ thống CoreSight thông qua Debug Access Port (DAP), hỗ trợ chuẩn JTAG hoặc giao diện 2 dây (SWD) Điều này cho phép kết nối đến nhiều công cụ gỡ lỗi khác nhau để cung cấp thêm thông tin gỡ lỗi và hỗ trợ quá trình thử nghiệm phần mềm.
5.1.4.5 Dòng Performance và Access của STM32.
Họ STM32 có hai nhánh đầu tiên riêng biệt: dòng Performance ᴠà dòngAcceѕuấtѕuất Dòng Performance tập hợp đầуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến đủ các thiết bị ngoại ᴠi ᴠà chạуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến ᴠới хung nhịp lên đến 72Mhᴢ ᴠà có đầу đủ cácung nhịp tối đa 72MHᴢ Dòng Acceѕuấtѕuất có các thiết bị ngoại ᴠi ít hơn ᴠà chạуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến tối đa36MHᴢ Quan trọng hơn là cách bố trí chân (pinѕuất laуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnout) ᴠà các kiểu đóng gói chip(package tуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnpe) là như nhau giữa dòng Acceѕuấtѕuất ᴠà dòng Performance Điều nàуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến cho phép các phiên bản khác nhau của STM32 được hoán ᴠị mà không cần phải ѕuấtửa đổi ѕuấtắp ѕuấtếp lại footprint (mô hình chân của chip trong công cụ laуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biếnout bo mạch) trênPCB (Printed Circuit Board) Ngoài hai dòng Performance ᴠà Acceѕuấtѕuất đầu tiên, hiện naуền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến ST đã đưa ra thị trường thêm hai dòng USB Acceѕuấtѕuất ᴠà Connectivity.
MẠCH ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG STM 32
5.2.1 Tổng quan các linh kiện sử dụng Để điều khiển và tạo xung PWM cũng như đo lường các đại lượng như điện áp và dòng điện trên tải và trên ắc quy giúp giá trị ổn định và tăng cường hiệu xuất em sử dụng vi xử lí STM32F407VETxLQFP100 cùng với đó và một màn hình hiển thị LCD giúp đọc và hiệu chỉnh điện áp đầu ra sao cho phù hợp với tài, cùng với đó là sử dụng các nút nhấn giúp tăng hoặc giảm giá trị của tần số, điện áp.
Hình 5.3 Sơ đồ chân STM 32
Hình 5.4 Sơ đồ đấu chân xung PWM
Hình 5.5 Sơ đồ đấu nối sử sụng Ic ổn áp tạo điện áp cho LCD
Hình 5.6 Sơ đồ đấu nối các cảm biên
Hình 5.7 Sơ đồ đấu nối nút nhấn
Hình 5.8 Sơ đồ đấu nối sử dụng drive TLP250
Hình 5.9 Sơ đồ đấu nối sử dụng biến áp xung và khuếch đại dòng sử dụng Mosfet
Hình 5.10 Sơ đồ đấu nối Dc bus
Hình 5.11 Mạch PCB hoàn chỉnh
CODE ĐIỀU KHIỂN………………… ……………………………………………… 57 CHƯƠNG 6: MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM………………………………………………… 92 6.1 MÔ HÌNH HOÀN THIỆN
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
#define SLAVE_ADDRESS_LCD 0x4E // change this according to ur setup
/* Private typedef -*/ uint32_t timedelay = 0; unsigned char vitri = 1; uint8_t ChuongTrinh = 0;
// - khai bao doi tuong moi -//
// - khai bao bien doc dien ap -// char buffer[2]; float v_acquy, v_24V;
// - khai b�o bien doc gia tri dong dien -// float nVPP; // Voltage measured across resistor float nCurrThruResistorPP; // Peak Current Measured Through Resistor float nCurrThruResistorRMS; // RMS current through Resistor float nCurrentThruWire; // Actual RMS current in Wire uint32_t time_sample = 0; uint8_t count_sample; int maxValue = 0; // store max value here
// - khai bao bien kiem soat -// uint8_t control_VDC;
The provided code snippet consists of function prototypes for configuring various peripherals on an embedded system To initialize these peripherals, the MX_GPIO_Init(), MX_DMA_Init(), MX_TIM1_Init(), MX_TIM9_Init(), MX_TIM8_Init(), MX_I2C1_Init(), MX_TIM4_Init(), MX_ADC1_Init(), and MX_TIM2_Init() functions are used.
/* USER CODE BEGIN PFP */ void changeFreq(float _freq); void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);
//float updateEstimate(float mea); void Control_Display(); void Control_DC_DC(); float Volt24V();
* @brief The application entry point.
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick */
/* USER CODE BEGIN 2 */ delta = (1LL26) && control_VDC == 1)
{ if((HAL_GetTick()- time_delay1 >100)&& (v_380V
{ kt++; time_delay1 = HAL_GetTick();
{ HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_1,0);
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_2,100); kt=0;
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_2,75);
} if(HAL_GPIO_ReadPin(UP_GPIO_Port,UP_Pin)==0)
HAL_Delay(50); if(HAL_GPIO_ReadPin(UP_GPIO_Port,UP_Pin)==0)
{ while(HAL_GPIO_ReadPin(UP_GPIO_Port,UP_Pin)==0){};
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_1,25);
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_2,75); control_VDC = 1;
} } if(HAL_GPIO_ReadPin(DOWN_GPIO_Port,DOWN_Pin)==0)
HAL_Delay(50); if(HAL_GPIO_ReadPin(DOWN_GPIO_Port,DOWN_Pin)==0)
{ while(HAL_GPIO_ReadPin(STOP_GPIO_Port,STOP_Pin)==0){};
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_1,0);
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_2,100); control_VDC = 0;
/* - kiem soat DC - DC o muc 22V DC -*/ uint16_t pwm1,pwm2; void control_DC_22V(char load)
{ v_24V = Volt24V(); if(load == 0) // truong hop khong co tai
{ HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_1,0);
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_2,100);
{ HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_1,30);
HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_2,70);
/* - doc gia tri dien ap chuyen doi 12V len 24V -*/ float Volt24V()
{ float voltfiller24, measure_volt24; voltfiller24 = VoltDC380.updateEstimate(adcCV[1]);
// voltfiller24= adcCV[1]; measure_volt24 = voltfiller24 * 3.3f / 4096 / 2.2f * 294.0f;
// measure_volt24 = voltfiller24 * 0.169336f; return measure_volt24;
/* - doc gia tri dien ap ac quy -*/ float V_ac()
{ voltFillter = voltAcquy.updateEstimate(adcCV[0]); volt = voltFillter*3.3f/4096/3.3f*13.1f; return volt;
// int readValue; //value read from the sensor
// if(HAL_GetTick()-time_sample > 10) //sample for 1 Sec
// // Convert the digital data to a voltage
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ disable_irq(); while (1)
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
*/ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
/* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM Hình 6.1 Cây điện gió hoàn trỉnh
Hình 6.1 Cây điện gió hoàn trỉnh
Hình 6.2 Bảng điều khiển cây điện gió
Hình 6.3 Bộ điều khiển sạc
Hình 6.4 Đầu ra xung PWM từ STM 32
