Với mục tiêu nghiên cứu của nhóm là: thiết kế được mô hình điều khiển động cơ không chỗi than ở các chế độ của xe điện với công suất thu nhỏ theo tải trọng của xe, lập trình và điều khi
CHUONG II: CO SO LY THUYET
2.1 Cấu tạo động cơ BLDC
Tương tự như động cơ đồng bộ thông thường, động cơ BLDC có các cuộn dây lệch nhau 120 độ trong không gian của stato Rotor là nam châm vĩnh cửu gắn chặt vào thân động cơ Điểm đặc biệt của động cơ BLDC so với các động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khác là cần có cảm biến vị trí rotor để động cơ hoạt động.
Stator của động cơ BLDC bao gồm lõi sắt (là những lá thép kỹ thuật điện ghép cách điện với nhau) và dây quấn Đặc điểm khác biệt nằm ở cách quấn dây của động cơ BLDC so với động cơ xoay chiều 3 pha thông thường Sự khác biệt này tạo nên sức phản điện động dạng hình thang.
Rotor: Cơ bản, Rotor không khác biệt nhiều so với những động cơ nam châm vĩnh cửu khác
Cảm biến Hail: Vì đặc thù sức phản điện động có dạng hình thang nên câu hình điều khiển thông thường của động cơ không chỗi than cần có cảm biến dé xác định vị trí của từ trường Rotor so với các pha của cuộn dây Stator Để làm được điều đó, người ta thường sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall sensor, gọi tắt là Hall Điểm đáng chú ý là Hall sensor được gắn trên Stator của BLDC chứ không phải trên Rotor
Hình 2.1 Cấu tạo động cơ BLDC
DO AN TOT NGHIEP GVHD: Ths VU VĂN ĐỊNH
2.1.1 Stator Stator là phần đứng yên không chuyển động của một hệ thống, ngược lại với phần ứng yên Stator là Rotor
Không giống như động cơ DC truyền thống, Stator của động cơ BLDC chứa các cuộn đây phần ứng
Stator cua déng co BLDC duoc làm bang các lá thép điện và các cuộn dây được đặt trong các rãnh cắt xung quanh chu vi bên trong của Stator Theo truyền thông, cau trúc Stator của động cơ BLDC cũng giống như các động cơ cảm ứng khác
Hình 2.2 Stator của động cơ BLDC Đa số các động cơ BLDC có ba cuộn dây được nối với nhau theo hình sao hoặc hình tam giác Mỗi cuộn dây được tạo bởi số lượng bối dây nối liền, mỗi cuộn dây được phân bố quanh chu vi của Stator theo trình tự thích hợp để tạo nên số lượng chăn của cực Số cực động cơ phụ thuộc vào các bề trí và rãnh của Stator của động cơ
Do cách nối liền các bối dây trong Stator khác nhau nên dẫn đến việc hình thành các dạng sức phản điện động khác nhau Dựa trên sự khác nhau này mà tên gọi của động cơ cũng khác, đó là động cơ hình sin ứng với dạng sức phản điện động có hình dang là hình sin va động cơ hinh thang ứng với sức phản điện động có hình dạng là hình thang Dòng điện của động cơ cũng có dạng là hình sin và hình thang
Hầu hết các động cơ BLDC bao gồm ba cuộn dây Stator được kết nối theo kiểu sao hoặc “Y' (không có điểm trung tính) Ngoài ra, dựa trên kết nối cuộn dây, cuộn day Stator được chia thành động co hinh thang va déng co hinh sin
DO AN TOT NGHIEP GVHD: Ths VU VĂN ĐỊNH
Động cơ hình thang là loại động cơ có cả dòng truyền động và EMF phía sau đều có dạng hình thang (hình sin đối với động cơ hình sin) Đặc biệt, các động cơ có định mức 48V trở xuống thường được ứng dụng trong các phương tiện ô tô (ô tô lai) và cánh tay robot.
] oto | _— mr L 1L l / l ' ' ee ee ee ee | : ⁄ t
Hình 2.3 Hai dạng sóng sức phản điện động (a) Hình thang và (b) Hình sin Các cầu hình pha thường gặp ở động cơ BLDC là 1 pha, 2 pha, 3 pha tương ứng với Stator có cuộn dây là 1,2 và 3 Phụ thuộc vào công suất điều khiển, có thể chọn động cơ theo tỉ lệ điện áp Động cơ có điện áp thấp hơn 48v thường được dùng trong máy tự động, Robot, động cơ trên 100v thì dùng trong công nghiệp, tự động hóa,
2.1.2 Rotor Được gắn vào trục động cơ vả trên bề mặt Rotor có dán các thanh nam châm vĩnh cửu, thường là nam châm hợp kim dat hiém như Neodymium (Nd), Samarium Cobalt (SmCo) và hop kim Neodymium, Ferrite va Boron (NdFeB) Ở các động cơ có quan tinh của Rotor nhỏ, người ta chế tạo trục của động cơ có dạng hình trụ rỗng
Rotor được cấu tạo từ các nam châm vĩnh cửu Số lượng đôi cực dao động từ 2 đến 8 với các cực Nam (S) va Bac (N) xếp xen kẽ nhau Về cơ bản thì Rotor không có gì khác so với các loại động cơ nam châm vĩnh cửu khác
Tùy thuộc vào ứng dụng, nam châm có thể dao động từ hai đến tám cực, với các cực Bắc (N) và Nam (S) được sắp xếp xen kẽ Hình ảnh minh họa sau đây cho thấy ba bố trí cực khác nhau Trong trường hợp đầu tiên, các nam châm được đặt ở chu vi ngoài của Rô-to.
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH
Hình 2.4 Các đạng Rotor của động cơ một chiều không chỗi than
Dựa vào yêu cầu về mật độ từ trường trong Rotor, chất liệu nam châm thích hợp được chọn tương ứng và trong thực tế nam châm Ferrite thường được sử dụng Khi công nghệ phát triển, nam châm làm từ hợp kim ngày càng phổ biến Nam châm Ferrite giá thành rẻ hơn nhưng mật độ thông lượng trên đơn vị thê tích lại thấp Trong khi đó, vật liệu hợp kim có mật độ từ trên đơn vị thé tích cao và cho phép thu nhỏ kích thước của Rotor nhưng vẫn đạt được mô-men tương tự Do đó, với cùng thể tích, mô- men của Rotor có nam châm hợp kim luôn lớn hơn Rotor nam cham Ferrite
Hình 2.5 Stator và Rotor động cơ BLDC 2.1.3 Cảm biến vị tí Hall
Không giống như động cơ DC không chỗi than, sự dịch chuyên của động cơ DC không chỗi than được điều khiển bằng cơ chế chuyển mạch bằng điện tử Nói cách khác, các cuộn dây của Stator sẽ được cấp điện bởi công tắc của van bán dẫn công suất Để làm cho động cơ hoạt động, các cuộn dây Stator được cấp điện theo thứ tự
Nói cách khác, việc cung cấp điện cho bất kỳ cuộn dây nào tại một thời điểm không phải ngẫu nhiên mà phụ thuộc vào vị trí của Rotor động cơ và vị trí của nguồn điện
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 29
DO AN TOT NGHIEP GVHD: Ths VU VAN DINH
2% Ngoài ra, mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thê cho phanh của nó là 5% Bây giờ hay xem xét một chiếc xe, được vận hành trong thành phố chính, nơi giao thông là một vấn đề lớn ở đây người ta phải đạp phanh thường xuyên Đối với những loại xe như vậy, mức tiêu hao năng lượng khi sử dụng phanh là khoảng 60% đến 65%
Hệ thống truyền động điện cũng cho phép bẻ gãy tái sinh làm tăng hiệu quả và giảm mài mòn hệ thống phanh xe
Trong phanh tái tạo, khi động cơ không nhận được năng lượng từ bộ pin, nó sẽ chống lại sự quay của các bánh xe, thu một phần năng lượng của chuyển động như thê nó là một máy phát điện và trả lại năng lượng đó cho bộ pin Trong hệ thống phanh cơ khí, giảm mài mòn và kéo dài tuôi thọ phanh là không thê Điều này làm giảm hiệu quả sử dụng phanh
Khái niệm về phanh tái sinh này được hiểu rõ hơn từ xe đạp được trang bị Dynamo Nếu xe đạp của chúng ta có gắn một máy phát điện (máy phát điện nhỏ) để cung cấp năng lượng cho đèn, chúng ta sẽ biết rằng việc đi đạo khi máy nỗ đang hoạt động sẽ khó hơn là khi nó tắt Đó là bởi vì một số năng lượng bán rong của chúng ta đang bị máy nô “đánh cắp” và biến thành năng lượng điện trong đèn
Hình 2.19 Ý tưởng thiết kế phanh tái sinh Bây giờ hãy tưởng tượng một chiếc xe đạp với một máy phát điện lớn hơn và mạnh hơn gấp 100 lần Về lý thuyết, nó có thể khiến chiếc xe đạp của chúng ta dừng lại trơng đối nhanh chóng bằng cách chuyển đôi động năng thành điện năng mà chúng
DO AN TOT NGHIEP GVHD: Ths VŨ VĂN ĐỊNH ta có thê lưu trữ trong pin và sử dụng lại sau này Và đó là ý tưởng cơ bản đăng sau hệ thông phanh tải tạo
Tàu điện, ô tô và các loại xe điện khác chạy bằng động cơ điện kết nối với pin
Khi chúng ta đang lái xe, năng lượng truyền từ pin đến động cơ, làm quay các bánh xe và cung cấp cho chúng ta động năng cần thiết để di chuyển Khi chúng ta đừng lại và nhắn phanh, toàn bộ quá trình sẽ diễn ra ngược lại: các mạch điện tử cắt điện cho động cơ Bây giờ, động năng và động lượng của chúng ta làm cho các bánh xe quay các động cơ, do đó các động cơ hoạt động giống như máy phát điện và bắt đầu sản xuất điện thay vì tiêu thụ nó
Dòng điện trở lại từ các máy phát động cơ này đến pin, sạc chúng lên Vì vậy, một phần lớn năng lượng mà chúng ta mất đi khi phanh được trả lại cho pin và có thé được sử dụng lại khi chúng ta bắt đầu lại Trong thực tế, phanh tái sinh cần thời gian để làm chậm mọi thứ, vì vậy hầu hết các phương tiện sử dụng chúng cũng có phanh thông thường (ma sát) hoạt động cùng với (đó cũng là một ý tưởng hay trong trường hợp phanh tái sinh bị lỗi) tiết kiệm 100% năng lượng phanh Động cơ như một máy phát điện Xe chạy bằng động cơ điện sử dụng động cơ làm máy phát điện khi sử dụng phanh tái sinh, nó hoạt động như một máy phát điện trong quá trình phanh và đầu ra của nó được cung cấp cho tải điện; việc truyền năng lượng cho tải cung cấp hiệu quả phanh
Phanh tái sinh được sử dụng trên ô tô hybrid chạy xăng / điện để thu hồi một phần năng lượng bị mất trong quá trình dừng Năng lượng này được tiết kiệm trong một bộ pin dự trữ và được sử dụng sau đó dé cung cấp năng lượng cho động cơ bất cứ khi nào xe ở chế độ chạy điện
2.6.4 Các thành phần phanh tái sinh Có bốn yếu tế cần thiết cần thiết cho hoạt động của hệ thông phanh tái sinh, đó là: động cơ, máy phát điện, ắc quy, hệ thông điện tử
Trong quá trình tăng tốc, Bộ phận động cơ / máy phát điện hoạt động như động cơ điện hút năng lượng điện từ pin để cung cấp thêm động lực để xe di chuyển Với sự trợ giúp này từ động cơ, động cơ đốt trong của ô tô nhỏ hơn và có công suất cực đại thấp hơn có thể đạt được hiệu suất cao Trong quá trình phanh, hệ thống điện tử sẽ cắt nguôn điện từ ắc quy Khi chiếc xe vẫn đang chuyên động về phía trước, bộ phận động
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 31
DO AN TOT NGHIEP GVHD: ThS VŨ VĂN ĐỊNH cơ / máy phát điện hoạt động như một máy phát điện chuyển đôi động năng thành điện năng va lưu trữ trong pin dé sir dung sau này
Hệ thống phanh tái sinh hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng Khi xe tăng tốc, động cơ điện/máy phát điện hoạt động như một động cơ điện, lấy điện năng từ ắc quy để cung cấp thêm năng lượng cho quá trình tăng tốc Điều này cho phép động cơ đốt trong của ô tô có kích thước nhỏ hơn và công suất cực đại thấp hơn, vẫn đạt được hiệu suất cao Ngược lại, khi phanh, hệ thống điện tử sẽ cắt nguồn điện từ ắc quy Lúc này, khi xe vẫn chuyển động về phía trước, động cơ điện/máy phát điện hoạt động như một máy phát điện, chuyển đổi động năng của xe thành điện năng lưu trữ trong ắc quy để sử dụng sau này.
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 32 ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP _ GVHD: Ths VU VAN DINH CHUONG III: LAP TRINH DIEU KHIEN HE THONG 3.1 Tổng quan các bộ phận trong mô hình
Mô hình gồm các bộ phận chính 6 thành phần chính là:
ARDUINO =
PINOUT DIAGRAM Cut to disable the auto-reset
Hình 3.1 Sơ đồ mạch Arduino - Mạch điều khiển động cơ BTS7960
| | | | cw Hình 3.2 Sơ đồ chân mạch điều khiến động cơ
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 33 ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH
Hinh 3.3 Motor BLDC - Biến trở
Hinh 3.4 Bién tré - Mach giam 4p LM2596
Hinh 3.5 Mach giam ap LM2596
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 34 ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH
Hình 3.6 Nguồn 24V-5A - Module chỉnh lưu từ 3 pha sang 1 pha
Hình 3.7 Module chỉnh lưu -Bảng điều khiển động cơ
Hình 3.8 Bảng điều khiến động cơ
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 35 ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH - Cụm đèn thể hiện phanh tái sinh
3.2.1 Sơ đồ cấp nguồn cho Arduino
EIETEEIIEEE—Er pp Pi FP†Pt£Eft [moe
Sau khi bật công tắc, nguồn điện lưới 220V được cấp vào thiết bị nguồn 24V - 5A Thiết bị nguồn này chuyển đổi điện áp thành 12V, sau đó mạch giảm áp hạ điện áp xuống còn 5V để cấp nguồn cho mạch Arduino Mega2560 hoạt động.
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH 3.2.2 So dé điện mạch điều khiển động cơ BTS 7960
Hình 3.11 Sơ đồ điện 2 bảng mạch điều khiến động cơ Vì là động cơ 3 pha nên ta sử dụng 2 bảng mạch điều khiển động cơ BTS7960, 1 bảng 1 (bên phải), va bang 2 (bên trái) Cấp nguồn 12v cho ca 2 bang mach
Từ mạch mạch Arduino nối các chân tín hiệu ra với các chân điều khiển của mạch điều khiển BTS7960
Mạch Arduino điều khiển động cơ thông qua việc điều khiên các xung PWM
Các chân có công dụng như sau:
- VCC: Nguồn tạo mức logic điều khiên (5V — 3V3) - GND: Chân đất
-R_EN =0 Disable nửa cầu H phải R_EN = I : Enable nửa cầu H phải
-L _EN =0 Disable nửa cầu H trái L_EN = 1 : Enable nửa cầu H trái
- RPWM và LPWM: Chân điều khiển đảo chiều và tốc đệ động cơ
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 37 ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS VU VAN DINH + RPWM = | va LPWM = 0: M6 to quay thuận
+ RPWM =0 va LPWM = |: MG to quay nghịch + RPWM = | va LPWM = 1 hoặc RPWM =0 va LPWM =0: Dừng
Các chân nói nhau được thê hiện ở bang 3.1:
Bảng 3.1 Nối chân Arduino với BTS7960
Chân Arduino Chân mạch điều khién BTS7960 2 R_EN
3 L_EN 4 R_EN (bang 2)
Động cơ 3 pha có hai dây lớn Một dây lớn dây nguồn gồm có 3 dây nhỏ(3 pha) và 1 dây lớn khác là dây tín hiệu có 5 dây gồm 2 dây nguồn và 3 day tín hiệu Hall a Sơ đồ nỗi dây nguồn của động cơ 3 pha Động cơ nôi 3 đây nguồn với 3 day pha đã được xác định ở 2 bảng mạch điêu khiên động cơ BTS9760
Hai pha được xác định ở bang 1 (bên phải), pha còn lại được xác định ở ở bảng 2 (bên trái)
Nguồn cấp cho mạch và động cơ là nguồn 12V
- Tránh để dây điện hở gần nhau gây chập mạch, hỏng động cơ
Bảng 3.2 Dây nối động cơ Dây động cơ Dây mạch điều khiển động cơ
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH
Hình 3.12 Nối dây nguồn của động cơ b Sơ đồ nói dây tín hiệu của động cơ 3 pha Dây tín hiệu được nối với các chân Arduino cụ thể như sau:
Bảng 3.3 Nối chân Arduino với BTS7960
Chân Arduino Dây tín hiệu Hall của động cơ
Hai dây 5V và GND được dùng để cấp nguồn cho ba chân tín hiệu của cam bién Hall trong động cơ BLDC
Ba dây 50, 51, 52 là ba dây cung cấp tín hiệu điều khiển cho cảm biến Hall (Hall u, Hall v, Hall w) trong động cơ
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH
Hinh 3.13 Néi day tín hiệu động cơ 3 pha 3.2.4 Sơ đồ nỗi dây của Arduino với bảng điều khiển tốc độ
Bảng điều khiển gồm hai nút, một nút dé tha ga và một nút để phanh Bên cạnh đó là 1 núm điều khiển và một công tắc ba bậc
Bảng mạch điều khiển mục đích : - Đề điều khiên tốc độ động cơ bằng núm xoay
- Điều khiển động cơ tiến lùi thông qua công tắc ba bậc
- Điều khiển đừng và thả thông qua hai nút đỏ và trắng trên bảng điều khiến
- Các chân được nối nhự sau:
Bảng 3.4 Nối dây Arduino với điều khiến tốc độ Chân Arduino Bang điều khiến tốc độ
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH
Hình 3.14 Nối dây giữ Arduino và biến trở 3.3 Mô phỏng phanh tái sinh
3.3.1 Sơ đồ chuyển pha và đèn phanh tái sinh Cụm sử dụng nguồn là có đòng điện 3 pha được cấp ra từ hai mạch điều khiển động cơ BTS 9760
Sử dụng mạch chuyển đổi 3 pha sang 1 pha với 6 diode và 1 tụ điện, mạch này được kết nối với 3 dây của động cơ Đầu ra của mạch chuyển đổi là điện 1 pha được nối với một cụm đèn, tượng trưng cho việc thu hồi năng lượng tái tạo Cụm đèn này cũng được kết nối với chân 53 của board Arduino.
Chân 53 có nhiệm vụ như relay đề bật đèn trong những trường hợp nhất định
Sơ đề nối dây được nối cụ thể như sau
Bảng 3.5 Nối dây Arduino với điều khiến tốc độ Diode chỉnh lưu Bảng điều khiến đèn
Chân Arduino Bảng điều khiến đèn
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH
Hình 3.15 Nối dây giữa mo(or, đèn, và mạch chuyển pha 3.3.2 Sơ đồ nỗi dây giữ motor 775 và motor BLDC
Hình 3.16 Nối dây giữa motor 775 và motor BLDC
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 42 ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: ThS VU VAN DINH Motor 775 được kết nối với motor BLDC nhằm tạo ra mô phỏng chuyển động xuống dốc của xe Khi đó momen của động cơ là âm nên ta thu hồi năng lượng thông qua chuyển động quán tính của bánh xe
Hình 3.17 Sơ đồ tổng thể 3.5 Phần mềm lập trình điều khiên của mô hình 3.5.1 Phần mềm Arduino IDE
Arduino IDE là một phần mềm với mã nguồn mở, được sử dụng chủ yếu đề viết và biên dịch mã vào mô-đun Arduino Nó bao gồm phân cứng và phần mềm Phần cứng chứa tới 300.000 bảng mạch được thiết kế sẵn với các cảm biến, linh kiện Phần mềm giúp bạn có thể sử dụng các biến cảm biến, linh kiện của Arduino một cách linh hoạt phù hợp với mục đích sử dụng Đây là một phần mềm Arduino chính hệ thống, giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ đàng, ngay cả một người không có kiến thức kỹ thuật cũng có thé làm được
Khi người dùng viết mã và biên dịch, IDE sẽ tạo tệp mã hóa Hex File Hex là tập hợp thập phân Hexa được Arduino hiểu và gửi đến bo mạch bằng cáp USB Mỗi
SVTH: NGUYEN MINH HIEU 43 ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: ThS VU VAN DINH bo Arduino đều được tích hợp một bộ vi điều khiển, bộ vi điều khiển sẽ nhận tệp Hex và chạy theo mã đã được viết
Hình 3.18 Arduino IDE được sử dụng đề viết và biên dịch mã vào mô-đun Arduino Ngôn ngữ lập trình
Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ rất phổ biến trong giới lập trình Bất kể đoạn mã nào Arduino IDE đều có thể nhận định dạng, giúp các thành viên lập trình thuận tiện trong việc thiết kế chương trình lập cho các bo mạch Arduino
Giao diện sử dụng Arduino
Hình 3.19 Giao diện của phần mềm Arduino 1.8.12
Giao diện cơ bản của Arduino IDE gồm các thành phần như thanh công cụ, thanh menu, bảng điều khiển mã nguồn, bảng điều khiển thông điệp, bảng điều khiển thông tin và thanh trạng thái Đây là giao diện cơ bản nhất và phổ biến nhất được sử dụng để làm quen nhanh với Arduino IDE.
Giao diện thân thiện của Arduino IDE giúp người dùng dễ dàng thao tác, thuận tiện cho cả người mới học lập trình Thiết kế đơn giản của IDE loại bỏ các yếu tố gây nhiễu, cho phép lập trình viên tập trung vào quá trình học tập mà không bị sao nhãng bởi các tính năng phức tạp.
3.5.2 Phần cứng mạch Arduino Arduino mega: Đóng vai trò như ECU, thu nhận các tín hiệu từ bộ điều khiển và cảm biến Hall của động cơ để điều khiển các chế độ động cơ Ngoài ra, module còn hiển thị tốc độ của động cơ thông qua module 4 led 7 đoạn
Hình 3.20 Bo mạch Arduino Phần cứng và phần mền giao tiếp với nhau thông qua ngôn ngữ lập trình C/C++, phần code sẽ được đỗ mạch bằng dây nạp Arduino
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH 3.6 Sơ đồ giải thuật toán của mô hình
Hình 3.22 Sơ đồ giải thuật cho lập trình điều khiển động cơ
Sau khi hoàn thiện sơ đồ thuật toán xác định đối tượng điều khiển, giá trị đầu ra mong muốn và sơ đồ mạch nguyên lý, nhóm thực hiện tiến hành lưu đề thuật toán vào bộ lập trình để điều khiển các đối tượng trong mô hình và hiển thị kết quả mong muốn.
DO AN TOT NGHIEP 3.7 Giao tiếp giữa mô hình Arduino GVHD: Ths VŨ VĂN ĐỊNH
- Sau khi kết nối các thiết bị điện tử với nhau, ta tiễn hành viết code cho Adruino để nhận được tín hiệu từ cảm biến
- Khởi động chuong trinh Adruino IDE
#define đặt tên cho các chân
ONU 2_ //R_EN_1 ONV 3) //L_EN_1
tien 43 //TIEN lui 45 //LUI ga 40 //Tha ga brake 41 // THANG relay 53
Led4digit74HC595 myLedDisplay(A3, A2, Al) Gia thich code
#define ONU 2 ONV 3 ONW 4 PWMU 5 PWMV 6 PWMW 7 value AO tien 43 //TIEN dui 45 //LUI
Giải thích công dụng Dinh nghĩa chân 2 là ONU Dinh nghĩa chân 3 là ONV Dinh nghĩa chân 4 là ONW Dinh nghĩa chân 5 14 ONU Dinh nghia chan 6 14 ONV Dinh nghia chan 7 14 ONW Dinh nghia chan AO 14 ONU Dinh nghia chan 43 14 tien Dinh nghia chan 45 14 Lui
Led4digit74HC595 myLedDisplay(A3, A2, Al);
GVHD: Ths VU VAN DINH Dinh nghĩa chân 40 là ga
Dinh nghĩa chân 41 là thang Dinh nghia chan 53 14 relay Khai bao thu vién led
Các chân tín hiệu màn led là A3, A2, Al
3.7.2 Cài đặt các chân nhận và xuất tín hiệu volatile int gthall; int Speed , motor, xung, byte hall; int t = 0; unsigned long time_B, float tocdo = 0; void setup () {
Serial.begin(9600); pinMode (AQ , INPUT); pinMode(relay , for (int i = 0 ; ix 8 ;
} pinMode (40, pinMode (41, pinMode (43, pinMode (45, pinMode(A3, OUTPUT); pinMode(A2, OUTPUT); pinMode(Al, OUTPUT); pinMode (53, OUTPUT);
SVTH: NGUYEN MINH HIEU time _L,
INPUT_PULLUP);//tha ga INPUT_PULLUP) ;//thang INPUT_PULLUP) ;//tien INPUT_PULLUP) ;//lui
Giải thích code Code Adruino IDE volatile int gthall; int Speed , motor, xung, bra; byte hall; int t = 0; unsigned long time_B, time L, thoigian = 0; float tocdo = 0;
Serial.begin(9600); pinMode (AO , INPUT); pinMode(relay , OUTPUT); for (int i = 0 ; ix 8 ; i++)
{ pinMode(i, OUTPUT); pinMode } (40, TNPUT_ PULLUP) ; pinMode (41, INPUT PULLUP); pinMode (43, INPUT PULLUP) ; pinMode (45, INPUT _PULLUP);
53, OUTPUT); pinMode pinMode pinMode pinMode
GVHD: Ths VU VAN DINH
Khai báo biến gtha11 là các biến có thé tự thay đổi mà không thông qua nguồn nguôn code
Khai báo biến Speed , xung, bra; là biến số thực motor,
Khai báo bién hall là tín hiệu cam bién Hall
Khai báo t = 0 là biến số thực
Khai báo Long time L, thoigian = số nguyên (bién timer)
Khai báo biên tocdo = 0 là biến kiểu số thực, chứa những số có dấu phẩy time B,
Khai bao Serial monitor toc do baudrate 9600
Gan chân vào AO Gián chân ra là relay 53
Vong lap doc chan ra tu chan 1 - 7
Gán chân tín hiệu vào 40 ( thả ga ) Gán chân tín hiệu vào 41 ( thắng ) Gán chân tín hiệu vào 43 ( tiến ) Gián chân tín hiệu vào 45 ( lùi ) Gan chan tín hiệu ra A3 Gan chan tín hiệu ra A2 Gan chan tín hiệu ra A1 Gan chan tín hiệu ra 53
3.7.3 Lập trình điều khiển màn led chạy số Cài đặt điều kiện và vòng lặp hiển thị số void loop()
{ myLedDisplay.loopShow () ; myLedDisplay.setNumber (tocdo) ;
DO AN TOT NGHIỆP bra=tocdo/30; GVHD: Ths VU VAN DINH hall = gthall; if (t==0) {Speed = map(analogRead(AQ), 0, 1023, 0, 255);
Code Adruino IDE Giải thích công dụng myLedDisplay.loopShow (); myLedDisplay.setNumber (tocdo) ; bra=tocdo/30; hall = gthall; if (t==0) {Speed map (analogRead(A0), 0,
3.7.4 Hàm chạy tiễn, lài, hãm if (digitalRead(brake)
BRAKE (bra) ; Speed=0; digitalWrite(relay, } else if {
Chay vong lap dé hién thi led
Cai dat bién bra và công thức
Nếu t = 0 thì đọc giá trị từ biến trở chân A0, sau đó dùng tam suat đề quy về min là 0, max là
DO AN TOT NGHIỆP { if (digitalRead(lui) {
GVHD: Ths VU VAN DINH
TIEN (Speed) ; digitalWrite(relay, 0); else
Code Adruino IDE if (digitalRead(brake) ==
Speed=0; digitalWrite (relay, O); } else if (digitalRead(ga)
Speed = map (analogRead(AO), 0, 1023, 0, 255); digitalWrite(relay,0);
Giải thích công dụng Nếu phát hiện hãm
Relay (chân 53) sẽ ở mức low
Thì t = 0 Đọc tốc độ từ biến trở A0
31 ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH if (digitalRead(lui)
} else if (Speed 25000 * 4 = 100.000 us=0.1s
Khởi động chế độ ngắt Giá trị của biến gthall được đọc tương ứng với 3 pha lệch nhau 120 độ Sau đó được đưa về 3 chân Các giá trị của cảm biến Hall bằng 2.1.
ISR(PCINTO vect})//khi có sự thay đổi của bất kỳ chân nào của port B sẽ chạy vào hàm này
ISR(PCINTO_vect) { xungt+; gthall (( (PINB&0b00001000) /8}) *100) + (( (PINB&0b00000100) /4} *10)+
ISR (TIMER1_OVF_vect) } { tocdo=xung*50; xung=0;
TCNT1 = 40536; } SVTH: NGUYEN MINH HIEU
Giải thích công dụng Khi có sự thay đối của bất kỳ chân nào của port B sẽ chạy vào hàm này
Sau 0.1s sẽ chạy 1 lần đặt lại TCNTI = 40536 để nó chạy tới 65536 là đúng 0.1s
DO AN TOT NGHIỆP GVHD: Ths VU VAN DINH Hàm con chạy lài void LUI (int speed) { motor = 2; switch (hall) { case l1:
Code Adruino IDE void LUI (int speed) { motor = 2; switch (hall) { case 1:
PHASEU (speed) ; PHASEV (0) ; FREEW () 7 break; case 11:
PHASEW (speed) ; PHASEV (0) ; FREEU () 7 break; case 10:
GVHD: Ths VU VAN DINH
Giải thích công dụng Ham LUI
Gan motor = 2 Thì ứng với mỗi giá tri hall sé chạy theo các pha khác nhau
Giá trị ở bang 2.1 hall = 1 Chay 2 pha U,V
Chạy hàm PHASEU với giá trị speed
Chạy hàm PHASEV kích chân ONV lên 1.Nhung PWM giá trị là 0
Chạy hàm FREEW với giá trị Nên tốc độ lúc này là speed-0 0
Kết thúc trường hợp hall = 11 Chay 2 pha W,V
Chạy hàm PHASEW với giá trị speed
Chạy hàm PHAS15V kích chân ON lên 1 Nhưng PWM giá trị là 0 Chạy hàm EFREEU với giá trị 0
Nên tốc độ lúc này là speed-0
Kết thúc trường hợp hall = 10 Chay 2 pha W,U
Chạy hàm PHASEW với giá trị speed
Chạy hàm PHAS1*%U kích chân ONU lên 1.Nhưng PWM giá trị là 0
Chạy hàm EFREEU với giá trị 0
Nên tốc độ lúc này là speed-0
Kệt thúc trường hợp hall = 110 Chay 2 pha V,U
Chạy hàm PHASEV với giá trị
Ham con chay tién void TIEN(int speed) { motor = 1; switch (hall) { case 1:
GVHD: Ths VU VAN DINH speed
Chạy hàm PHASEU kich chan ON lên 1 Nhưng PWM giá trị là 0 Chạy hàm FREEW với giá trị 0
Nên tốc độ lúc này là speed-0
Kệt thúc trường hợp hall = 100 Chay 2 pha V,U
Chạy hàm PHASEV với giá trị speed
Chạy hàm PHAS1*W kích chân ON lên 1 Nhưng PWM giá trị là 0 Chạy hàm EFREEU với giá trị Nên tốc độ lúc này là speed-0 0
Kết thúc trường hợp hall = 101 Chay 2 pha U,W
Chạy hàm PHASEU với giá trị speed
Chạy hàm PHAS1*W kích chân ON lên 1 Nhưng PWM giá trị là 0 Chạy hàm EFREEV với giá trị Nên tốc độ lúc này là specd-0 0
Code Adruino IDE void LUI (int speed) { motor = 1; switch (hall) { case 1:
GVHD: Ths VU VAN DINH
Gan motor = | Thì ứng với mỗi giá trị Hall sé chạy theo các pha khác nhau hall = 1 Chay ham PHASEW
DO AN TOT NGHIEP GVHD: ThS VU VAN DINH break; Kết thúc trường hợp case 11: hall = 11
PHASEW (speed) ; Chay ham PHASEW
PREEV(); Chay ham FREEU break; Kết thúc trường hợp case 10: hall = 10
PHASEV (speed) ; Chay ham PHASEV
FREEW () 7 Chạy him FREEW break; Kết thúc trường hợp case 110: hall = 110
PHASEV (speed) ; Chay ham PHASEV
FREEU () 7 Chạy hàm FREEU break; Kết thúc trường hợp case 100: hall = 100
PHASEU (speed) ; Chay ham PHASEU
FREEB(); Chạy hàm FREEV break; Kết thúc trường hợp case 101: hall = 101
PHASEU (speed) ; Chay ham PHASEU
FREEW () 7 Chay him FREEW break; Kết thúc trường hợp
Ham con STOP ngat tat cả các pha void STOPQ)
Code Adruino IDE Giải thích công dụng void STOP() Hàm STOP
DO AN TOT NGHIỆP Ham con ham (BRAKE) void BRAKE(int speed)
Code Adruino IDE void BRAKE(int speed) { if (motor == 1)
GVHD: Ths VU VAN DINH
Giải thích công dụng Hàm hãm Ứng với motor = 1, motor đang tiền
Thì chạy hàm lùi đê hãm Ứng với motor = 2, motor đang lùi
Thì chạy hàm tiên đề hãm
Biéu d6 tiét kiém chi phic.
Sự thay thế của xe
Giá trị tốc độ Giá frị phanh