Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51

Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh). Sử dụng họ VĐK MCS51 1, Vũ Mậu Dương 2, Vũ Văn Hải Nhóm Trưởng 3, Võ Anh Thắng 4, Nguyễn Văn Hùng Nhiệm vụ thiết kế : Chuyển động động cơ bước theo ý muốn của người lập trình, bao gồm •Chuyển động thẳng : tiến, lùi. •Chuyển động quay : trái, phải. •Điều khiển được tốc độ chuyển động của động cơ. •Có các phím chức năng tương ứng để Dừng, Tiến, Lùi, Quay trái, Quay phải, Tăng tốc, Giảm tốc theo đường Line. •Hiển thị các chức năng tương ứng khi chạy lên màn hình LCD. Yêu cầu: •Chương 1: Đặt vấn đề và nhiệm vụ thư.(1 tuần) •Chương 2: Tổng quan các phương pháp điều khiển động cơ bước và cảm biến dò đường. (2 tuần) •Chương 3: Thiết kế phần cứng.(2 tuần) •Chương 4: Thiết kế phần mềm.(2 tuần) •Chương 5: Kết luận và phương hướng phát triển.(1 tuần) Thời gian làm đồ án: Từ 21/09/2015 đến 16/11/2015 Email liên hệ: duyenbt@epu.edu.vn MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ THƯ4 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ4 1.2. NHIỆM VỤ THƯ4 1.2.1.Đối Tượng Đề Tài.4 1.2.2.Mục Đích Đề Tài.4 1.2.3.Nội Dung Cần Triển Khai.5 1.2.4.Phương Pháp Tiếp Cận.5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ CẢM BIẾN DÒ ĐƯỜNG6 2.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ BƯỚC6 2.1.1. Động Cơ Biến Từ Trở.7 2.1.2. Động Cơ Nam Châm Vĩnh Cửu8 2.1.2.1.Động Cơ Đơn Cực9 2.1.2.2. Động Cơ Lưỡng Cực.10 2.1.2.3.Động Cơ Hai Dây Song song11 2.1.2.4. Động Cơ Nhiều Pha.12 2.1.3. Động Cơ Lai.13 2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC14 2.2.1. Điều Khiển Đủ Bước.14 2.2.2. Điều Khiển Nửa Bước.15 2.2.3. Điều Khiển Vi Bước.15 2.3. CẢM BIẾN DÒ ĐƯỜNG.15 2.3.1. Khái Niệm.15 2.3.2. Các Loại Cảm Biến.15 2.3.3. Led Hồng Ngoại.16 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG17 3.1. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC17 3.1.1. Khối Điều Khiển.17 3.1.1.1. Giới Thiệu Chung Về ATmega16.18 3.1.1.2. Cấu Trúc Nhân AVR Của ATmega16.21 3.1.2. Khối Nguồn.24 3.1.3. Khối Sensor.25 3.1.4. Khối Điều Khiển Động Cơ.28 3.1.5. Khối Hiển Thị.30 3.1.6. Động Cơ Bước.32 3.1.7.Khối Bàn Phím.33 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM34 4.1. LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN.34 4.2. SỬ DỤNG PHẦN MỀM CODE AVR ĐỂ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH.34 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN43 5.1. ƯU ĐIỂM43 5.2. NHƯỢC ĐIỂM43 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51 Đồ án: Thiết kế mạch điều khiển 2 động cơ bước dùng L298 (Ghép lại như một ô tô đồ chơi 4 bánh) sử dụng họ VĐK MCS51

Đề Thiết kế mạch điều khiển động bước dùng L298 (ghép lại oto đồ chơi bánh) Sử dụng họ VĐK MCS51 1, Vũ Mậu Dương 2, Vũ Văn Hải 3, Võ Anh Thắng 4, Nguyễn Văn Hùng Nhóm Trưởng Nhiệm vụ thiết kế : Chuyển động động bước theo ý muốn người lập trình, bao gồm • Chuyển động thẳng : tiến, lùi • Chuyển động quay : trái, phải • Điều khiển tốc độ chuyển động động • Có phím chức tương ứng để Dừng, Tiến, Lùi, Quay trái, Quay phải, Tăng tốc, Giảm tốc theo đường Line • Hiển thị chức tương ứng chạy lên hình LCD Yêu cầu: • Chương 1: Đặt vấn đề nhiệm vụ thư (1 tuần) • Chương 2: Tổng quan phương pháp điều khiển động bước cảm biến dò đường (2 tuần) • Chương 3: Thiết kế phần cứng (2 tuần) • Chương 4: Thiết kế phần mềm (2 tuần) • Chương 5: Kết luận phương hướng phát triển (1 tuần) Thời gian làm đồ án: Từ 21/09/2015 đến 16/11/2015 Email liên hệ: duyenbt@epu.edu.vn MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ THƯ CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ CẢM BIẾN DÒ ĐƯỜNG CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 14 Chức phím bấm: 31 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 32 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN .41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ THƯ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, nhờ phát triển khoa học kĩ thuật, trình công nghiệp hóa đại hóa diễn cách nhanh chóng toàn cầu Các nhà máy dần thay sức lao động người máy móc dây chuyền sản xuất Trong sống thường nhật phát triển ứng dụng, đưa robot làm công việc thường ngày lặp lặp lại hay công việc dọn dẹp nhà v.v Trong máy móc robot có động để giúp cấu hoạt động Thực tế, robot nhỏ thường dùng động chiều Với yêu cầu điều khiển xác người ta thường dùng động bước đặc điểm cấu tạo cách thức hoạt động mang đến xác lớn sai số trường hợp cụ thể định chúng em cụ thể chương GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Từ phát triển với kiến thức học tập trường, chúng em muốn tìm hiểu thực hành điều khiển động bước Đây sở cho phát triển robot đa nhiệm phục vụ sống hàng ngày Đồng thời hiển thị lên LCD để thuận lợi cho việc giao tiếp người thiết bị cần điều khiển 1.2 NHIỆM VỤ THƯ 1.2.1.Đối Tượng Đề Tài Đối tượng nghiên cứu đồ án: • • • • Động bước IC L298 Màn hình LCD Vi điều khiển AVR 1.2.2.Mục Đích Đề Tài • Thiết kế mạch điều khiển động bước • Áp dụng kĩ thuật dò đường 1.2.3.Nội Dung Cần Triển Khai Chức hệ thống chuyển động động bước theo ý muốn người lập trình, bao gồm: • Chuyển động thẳng : tiến, lùi • Chuyển động quay : trái, phải • Điều khiển tốc độ chuyển động động • Có phím chức tương ứng để Dừng, Tiến, Lùi, Quay trái, Quay phải, Tăng tốc, Giảm tốc theo đường Line • Hiển thị chức tương ứng chạy lên hình LCD 1.2.4.Phương Pháp Tiếp Cận • Tham khảo tài liệu: tài liệu tham khảo chủ yếu qua internet • Tự nghiên cứu: thu thập tài liệu GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ CẢM BIẾN DÒ ĐƯỜNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ BƯỚC Động bước thiết bị điện dùng để biến đổi xung điện chiều thành chuyển động quay học rời rạc Góc quay tốc độ quay tương ứng với số xung tần sỗ xung điện cấp cho động Mỗi vòng quay trục động thiết lập số lượng hữu hạn góc bước, góc quay roto cuộn dây stato bị đảo cực tính Động bước có loại: - Động biến từ trở - Động nam châm vĩnh cửu - Động lai Theo quan điểm điều khiển động lai giống với động nam châm vĩnh cửu Vì ta nghiên cứu động nam châm vĩnh cửu động biến từ trở Để phân biệt loại động ta xoay rôto tay Động nam châm vĩnh cửu có từ dư stato nên làm rôto bị giật trục ăn khớp bánh Trong động biến từ trở quay trơn Ngoài ta phân biệt ôm kế Động biến từ trở có ba (đôi bốn) cuộn dây stato với đầu nối chung Trong đó, động nam châm vĩnh cửu có hai cuộn dây stato độc lập , có không phân nấc cuộn Động bước phong phú góc quay (góc bước) Những động thông thường có góc bước lớn 90, 30, 15 7,5 Những động mịn thường có góc bước 1,8 0,72 Ngoài ra, việc điều khiển tín hiệu xung điện chiều với giá trị thích hợp điều khiển động quay nửa bước chí vi bước Động bước thường sử dụng điều khiển vòng hở ưu điểm: - Góc quay tương ứng với số xung tín hiệu điều khiển - Momen động mức danh định - Vị trí góc quay xác sai số tích lũy góc bước - Dễ dàng điều khiển khởi động dừng đảo chiều quay - Không có chổi than nên làm việc tin cậy - Chi phí thấp - Có dải rộng độ phân giải góc quay Ngoài ra, động bước có số nhược điểm cần ý sử dụng: - Cộng hưởng xảy điều khiển không cách GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN - Tốc độ quay không cao 2.1.1 Động Cơ Biến Từ Trở Động biến từ trở có stato làm từ thép kỹ thuật điện không bị dư từ có rãnh để đặt cuộn dây Rôto làm thép non không bị từ dư, có dạng bánh Cấp dòng điện chiều vào cuộn stato tạo thành nam châm điện Từ trường stato từ hóa bánh rôto nằm gần hút tới vị trí Ngắt dòng điện cuộn dây cấp cho cuộn dây làm thay đổi từ trường stato làm rôto quay góc bước Vì stato rôto làm vật liệu không bị từ dư nên ngắt dòng khỏi cuộn dây stato từ trường stato rôto bị triệt tiêu hoàn toàn Điều làm tối thiểu hóa từ trở động vận hành Và mà rôto quay tay không cấp điện ta thấy rôto quay trơn Mối quan hệ góc bước, số rôto số cực stato biểu diễn công thức sau: =( ) 360 Trong : - : góc bước - S : số cực stato - R : số rôto Hình 2.1 : Sơ đồ đấu dây mặt cắt ngang động biến từ trở ba cuộn dây Động biến từ trở có ba cuộn dây stato đâu nối theo sơ đồ hình 2.1 với đầu nối chung cho tất cuộn dây Đầu nối với cực dương nguồn đầu lại luân phiên nối đất để cuộn dây cấp điện cách trình tự Mặt cắt ngang hình 1.1 động biến từ trở có góc bước 30 , rôto có răng, stato có cực cuộn dây stato quấn quanh hai cực đối diện Khi cuộn dây số cấp điện Các cực stato có ký hiệu trở thành GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN nam châm điện hút rôto có ký hiệu X Ngắt dòng qua cuộn cấp dòng cho cuộn 2, rôto quay góc 30 theo chiều kim đồng hồ Khi đó, rôto có ký hiệu Y nằm thẳng hàng với cực stato có ký hiệu Để làm quay động liên tục, ta phải cấp dòng cho cuộn dây cách Bằng việc sử dụng ký hiệu logic, “1” nghĩa cấp dòng “0” ngắt dòng qua cuận dây, toán tử sau quay động minh họa hình theo chiều kim đồng hồ 24 bước hay vòng quay: Cuộn dây 1: 1001001001001001001001001 Cuộn dây 2: 0100100100100100100100100 Cuộn dây 3: 0010010010010010010010010 Thời gian Cũng có động biến từ trở có hoạc cuộn dây Nguyên stắc hoạt động động tương tự loại có cuộn dây nói 2.1.2 Động Cơ Nam Châm Vĩnh Cửu Hình 2.2: cấu tạo động nam châm vĩnh cửu Động nam châm vĩnh cửu có rôto nam châm vĩnh cửa với cực bắc nam xen kẽ xung quanh biên dạng hình trụ rôto Các cực rôto đối diện cạnh đối diện ngược dấu Stato có cuộn dây quấn quanh rãnh đối diện tạo thành cực stato Khi cấp dòng điện chiều cho cuộn dây, cực stato hình thành nam châm điện hút cực từ rôto làm rôto quay góc bước Động có nhiều cực rôto stato có góc bước nhỏ Động nam châm vĩnh cửu có nhiều loại : động đơn cực, động lưỡng cực, động hai dây song song động nhiều pha Vì động đơn cực, động lưỡng cực động hai dây song song có hai cuộn dây stato nên người ta gọi động động hai pha, để phân biệt với động có nhiều pha có số cuộn dây stato lớn GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN 2.1.2.1.Động Cơ Đơn Cực Động đơn cực động nam châm vĩnh cửu có cuộn dây stato đấu nối theo sơ đồ hình 2.2 với nấc phân cuộn dây Nấc phân cuộn dây nối với cực dương nguồn hai đầu lại cuộn dây luân phiên nối đất để đảo chiều từ trường sinh cuộn dây Hình 2.2 : Sơ đồ đấu dây mặt cắt ngang động đơn cực rôto có cực Hình 2.2 mặt cắt ngang sơ đồ đấu dây động nam châm vĩnh cửu có góc bước 30 cuộn dây số quấn quanh cực stato dưới, cuộn dây số quấn quanh cực stato trái phải Rôto nam châm vĩnh cửu có cực ( cực nam cực bắc ) Như hình 2.2 dòng điện chay từ nguồn qua điểm phân nấc từ đầu a cuộn dây dây làm cho cực stato trở thành cực bắc cực stato thành cực nam nam châm điện Các cực hút cực rôto ngược dấu làm rôto quay tới vị trí hình vẽ Nếu cắt dòng qua cuộn cấp dòng cho cuộn rôto quay góc 30 (hay bước) Để làm cho động quay liên tục, ta phải cấp dòng cho cuộn dây cách Bằng việc sử dụng ký tự logic, “1” cấp dòng “0” không cấp dòng qua cuộn dây, hai điều khiển sau làm quay động minh họa hình 2.3 theo chiều kim đồng hồ 24 bước hay vòng quay: Cuộn dây 1a: 1000100010001000100010001 Cuộn dây 1b: 0010001000100010001000100 Cuộn dây 2a: 0100010001000100010001000 Cuộn dây 2b: 0001000100010001000100010 Tuần tự Cuộn dây 1a: 1100110011001100110011001 Cuộn dây 1b: 0011001100110011001100110 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Cuộn dây 2a: 0110011001100110011001100 Cuộn dây 2b: 1001100110011001100110011 Vì hai nửa cuộn dây đêu quấn quanh hai cực stato tương ứng ngược chiều nên cấp dòng lúc cho hai nửa cuộn dây cuộn dây stato tương ứng vừa hình thành cực bắc nam nam châm điện Do không làm rôto to quay Cả hai làm quay động lân bước Tuần tự đầu , thời điểm cấp dòng cho cuộn dây (như minh họa hình vẽ 2.3) sử dụng lượng Tuần tự thứ hai , thời điểm cấp dòng cho cuộn dây , tạo mômen xoắn cao gấp 1,4 lần tiêu thụ lượng gấp lần so với đầu Vị trí bước tạo hai bên không giống Nên kết hợp hai cho phép việc tạo việc quay nửa bước động Bằng việc dừng luân phiên động vị trí tuần tự ta có kết hợp sau: Cuộn dây 1a: 11000001110000011100000111 Cuộn dây 1b: 00011100000111000001110000 Cuộn dây 2a: 01110000011100000111000001 Cuộn dây 2b: 00000111000001110000011100 Tuần tự 2.1.2.2 Động Cơ Lưỡng Cực Hình 2.3 : Sơ đồ đấu dây mặt cắt ngang động lưỡng cực Động lưỡng cực động nam châm vĩnh cửu có cuộn dây stato đấu nối theo sơ đồ hình 2.3 động lưỡng cực có cấu tạo giống động đơn cực, khác phân nấc cuộn dây Vì phân nấc cuộn dây nên để đảo chiều từ trường cặp cực stato ta phải đảo chiều dòng điện chạy qua cuộn dây tương ứng Để làm điều cần cầu H (H-bridge) cho cuộn dây Hiểu cách ngắn gọn, cầu H mạch điện có tác dụng thiết lập cực tính nguồn cấp tới GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN đầu dây Dùng dấu + – để cực tính nguồn cấp tới đầu cực cuộn dây, ta có hai điều khiển giống với trường hợp động đơn cực sau: Đầu cực 1a: + -+ -+ -+ ++ ++ ++ ++-Đầu cực 1b: + -+ -+ -+ ++ ++ ++ ++ Đầu cực 2a: -+ -+ -+ -+ ++ ++ ++ ++Đầu cực 2b: -+ -+ -+ -+ + ++ ++ ++ Tuần tự Nhiều chip cầu H có chân Enable dùng để kích hoạt kí hiệu output chân Direction điều khiển chiều dòng điện qua chân outputđó Cần hai cầu H cho động lưỡng cực, cầu cho cuộn dây Các điều khiển điều khiển động quay giống tuâng tự bên Enable 1010101010101010 1111111111111111 Direction 1 1 1100110011001100 2.1.2.3.Động Cơ Hai Dây Song song Hình 2.4 : Sơ đồ đấu dây mặt cắt ngang động hai song song Động hai dây song song nam chân vĩnh cửu có dây quấn stato có cấu tạo giống động lưỡng cực Chỉ khác chỗ cực stato quấn hai dây bện song song với Như , động có đầu cực Trong thực tế , động hai dây song song dùng động đơn cực độngc lưỡng cực tùy thuộc vào cách đấu nối đầu cuộn dây Hình cách đấu nối Để sử dụng động hai dây song song động đơn cực, hai dây quấn cuộn dây mắc nối tiếp với điểm nối sử dụng điểm nấc Cuộn dây hình 2.4 biểu diễn cách đấu nối Để sử dụng động hai dây song song động lưỡng cực hai dây quấn cuộn dây mắc song song nối tiếp với Cuộn GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN hình 2.4 biểu diễn cách đấu song song Cuộn hình 2.4 biểu diễn cách đấu nối tiếp (bỏ qua điểm phân nấc) Các động lưỡng cực có đầu quấn cách sử dụng hai dây bện song song với đấu nối cuộn hình 2.4 Bởi vậy, động lưỡng cực sử dụng động lưỡng cực Khi sử dụng động hai dây song song động đơn cực lưỡng cực cần ý điểm : giới hạn dòng điện dây quấn, làm mát động tránh vận hành mạch từ động tới trạng thái bão hòa Khi động chạy với điện áp dòng điện danh định mạch từ (tạo cuộn dây cực stato) gần trạng thái bão hòa nên mắc nối tiếp hai dây cuộn dây dung lượng ampe phòng tăng lên gấp đôi không làm tăng nhiều từ trường cực từ Vì vậy, nên vận hành cuộn dây nửa dòng điện danh định đặt điện áp danh định hai cuộn dây Nếu mốn tăng điện áp nên tăng lần Để xác định đầu cực động cơ, dùng vôn kê, vôn kế xoay chiều nguồn xoay chiều điện áp thấp Đầu tiên, sử dụng ôm kế để xác đinh cặp đầu cực dây quấn Sau đó, nối nguồn xoay chiều điện áp thấp vào dây quấn này, điện áp xoay chiều nên đặt mức danh định động Tốt nên đặt 1V Điện áp xoay chiều cảm ứng lên cho dây lại Dùng vôn ké xoay chiều để đo điện áp hai đầu cực dây quấn Với dây quấn bện song song có tín hiệu điện áp mạnh tín hiệu nguồn xoay chiều điện áp thấp Còn hai dây quấn lại có tín hiệu điện áp yếu 2.1.2.4 Động Cơ Nhiều Pha Hình 2.5 : Sơ đồ đấu dây động pha Động nhiều pha động nam châm vĩnh cửu có cuộn dây stato mắc với thành vòng nối tiếp với điểm phân nấc cặp cuộn dây Là loại động phổ biến thường sử dụng nhiều động 10 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Hình 3.19: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển động 3.1.5 Khối Hiển Thị Khối hiển thị có chức thông báo cho người quan sát biết trạng thái hoạt động thời hệ thống Hình 3.20: Ảnh thực tế LCD 16 chân LCD nói mục có 16 chân, chức chân cho bảng 28 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Chân Kí hiệu Vss Vcc Vee I/O - RS I R/W I 7-14 E DB0-DB7 I/O I/O 15 16 A K - Mô tả Nguồn (GND) Nguồn (+5V) Cấp nguồn cho điều khiển(điều chỉnh độ tương phản cho LCD) RS= chọn ghi lệnh RS= chọn ghi liệu R/W= đọc liệu R/W = ghi liệu Tín hiệu cho phép Các bit liệu Nguồn dương cho đèn Nguồn GND cho đèn Chân RS dùng để chọn ghi sau: Nếu RS = ghi mã lệnh chọn phép người dùng gửi đến lệnh xóa hình, trỏ đầu dòng… Nếu RS = ghi liệu chọn cho phép người dùng gửi liệu cần hiển thị LCD Chân cho phép E sử dụng LCD để chốt thông tin hữu chân liệu nó, liệu cấp đến chân đữ liệu mức xung từ cao xuống thấp phải áp đến chân để LCD chốt liệu chân chốt liệu Xung phải rộng tối thiểu 450ns Hình 3.21: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị Mạch in khối hiển thị khối điều khiển : 29 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Hình 3.22: Mạch in khối điều khiển khối hiển thị 3.1.6 Động Cơ Bước Hình 3.23: Ảnh động bước thực tế Theo yêu cầu đồ án đặc điểm loại động bước trình bày chương nhóm chúng em chọn điều khiển động bước đơn cực Do dễ điều khiển, mạch điểu khiển đơn giản so với loại động bước khác Các thông số động cơ: - Type : KH42JM2B194A - Rated voltage: 12VDC - Rated current : 0.9 A - Frame size: 42 mm - Step angle: 1.8 º 3.1.7.Khối Bàn Phím 30 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Hình 3.24: Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím Mạch in tay cầm điều khiển: Hình 3.25: Mạch in tay cầm điều khiển Chức phím bấm: • • • • • • • • BT1: Tăng tốc độ BT2: Dừng BT3: Giảm tốc độ BT4: Chạy tự động BT5: Quay sang trái BT6: Đi lùi BT7: Quay sang phải BT8: tiến 31 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 4.1 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN Tiến Tăng Giảm Lùi Tăng Giảm Sẵn Sàng Tiến Trái Lùi Tiến Phải Lùi Trái Tự Động Tiến Phải 4.2 SỬ DỤNG PHẦN MỀM CODE AVR ĐỂ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH #include #include #include #include int i,k,a,b; //i,j,k:dung ctrinh con; a:dung delay; b: nhan tin hieu stop // dinh nghia mot so hang dung chuong trinh -32 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN #define ttb 20 //thoi gian tre trung binh #define tmin 10 //thoi gian tre #define tmax 35 //thoi gian tre max #define buoc 50 //so buoc cho mot lan nhan #define buocline //so buoc cho mot lan nhan tin hieu line //=================khai bao mang=============================================== char chaythang[4]={0x81,0x42,0x24,0x18}; char Trai[]={0x08,0x04,0x02,0x01}; char Phai[]={0x10,0x20,0x40,0x80}; void hienthiv(unsigned char a, int u); interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) { TCNT0=225; if(PINC.6==0) b=1; } void khaibao() { PORTA=0x00; DDRA=0x00; PORTB=0x00; DDRB=0xFF; PORTC=0x00; DDRC=0x00; PORTD=0x00; DDRD=0xFF; TCCR0=0x02; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; 33 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; TIMSK=0x01; UCSRB=0x00; ACSR=0x80; SFIOR=0x00; ADCSRA=0x00; SPCR=0x00; TWCR=0x00; lcd_init(16); #asm("sei") } void chaohoi() { lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Are you Ready !!"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Hello!! D7-CNTD1"); delay_ms(50); 34 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN } void stop() { PORTD=PORTC=0x00; b=0; } void chaytien(int lan) { for(k=0;k=0;i ) {lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Tien len nao ^.^"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Toc do:v= v/ph"); hienthiv(a,9); PORTD=chaythang[i]; delay_ms(a); } } } void chaylui(int lan) { for(k=0;k[...]... thiểu 45 0ns Hình 3 .21 : Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị Mạch in khối hiển thị và khối điều khiển : 29 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Hình 3 .22 : Mạch in khối điều khiển và khối hiển thị 3.1.6 Động Cơ Bước Hình 3 .23 : Ảnh động cơ bước thực tế Theo yêu cầu đồ án và đặc điểm của các loại động cơ bước đã trình bày ở chương 2 nhóm chúng em đã chọn điều khiển động cơ bước đơn cực Do dễ điều khiển, mạch điểu khiển cũng... 2a 2b 1 1 0 0 1 2 1 1 0 0 3 0 1 1 0 4 0 0 1 1 2. 2 .2 Điều Khiển Nửa Bước 12 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN -Nếu cấp đồng thời 2 pha bằng nhau thì motor sẽ dịch chuyển nửa bước Step 1 2 3 4 5 6 7 8 1a 1 1 1 0 0 0 0 0 1b 0 0 1 1 1 0 0 0 2a 0 0 0 0 1 1 1 0 2b 1 0 0 0 0 0 1 1 2. 2.3 Điều Khiển Vi Bước Cùng là chế độ điều khiển nửa bước nhưng cấp nguồn cho 2 pha không bằng nhau motor sẽ dịch chuyển ít hơn nửa bước. .. cơ biến từ trở và động cơ nam châm vĩnh cửu 2. 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC - Điều khiển đủ bước Điều khiển nửa bước Điều khiển vi bước 2. 2.1 Điều Khiển Đủ Bước - Khi cấp điện cho từng pha thì motor sẽ dịch chuyển từng bước - Kích một cuộn dây: tại mỗi một thời điểm chỉ có 1 cuộn dây được cấp điện - Step 1a 1b 2a 2b 1 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 0 0 1 0 4 0 0 0 1 Kích hai cuộn dây: tại mỗi thời điểm... khối điểu khiển này Việc xây dựng khối điều khiển cho hệ thống , chúng em đưa ra là lựa chọn vi điều khiển Có rất nhiều loại vi điều khiển khác nhau để điều khiển cho bài toán Đối với họ vi điều khiển 8051 về cơ bản là dễ tiếp cận và thao tác đễ dàng hơn Tuy nhiên khi sử dụng vi điều khiển để điều khiển động cơ chúng ta cần tính đến tín hiệu điều chế độ rộng xung PWM để thay đổi tốc độ động cơ Về mặt... ngược lại Hình 2. 9: Cơ chế hoạt động CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 3.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC 14 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Với những tiêu chí công nghệ và chức năng chính của xe mô hình ta có sơ đồ khối của hệ thống điều khiển sau: KHỐI NGUỒN KHỐI SENSOR (IC LM 3 24 , led thu phát hồng ngoại ) KHỐI HIỂN THỊ (LCD) KHỐI ĐIỀU KHIỂN (Atmega16) KHỐI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ (Module L298 V3) KHỐI BÀN PHÍM ĐỘNG... trúc động cơ không đòi hỏi tốc độ quá cao đồng thời yêu cầu hệ thống là chính xác nên nhóm lựa chọn phương pháp quét song song Dưới đây là sơ đồ nguyên lý khối sensor: 24 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Hình 3. 14: Sơ đồ nguyên lý mạch sensor Mạch in của senser: Hình 3.15: Mạch in khối sensor 25 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN 3.1 .4 Khối Điều Khiển Động Cơ Hình 3.16: Module L298 V3 Khối điều khiển động cơ gồm 2 module... loại động cơ bước khác Các thông số động cơ: - Type : KH42JM2B194A - Rated voltage: 12VDC - Rated current : 0.9 A - Frame size: 42 mm - Step angle: 1.8 º 3.1.7.Khối Bàn Phím 30 GVHD: Th.S BÙI THỊ DUYÊN Hình 3 . 24 : Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím Mạch in tay cầm điều khiển: Hình 3 .25 : Mạch in tay cầm điều khiển Chức năng của từng phím bấm: • • • • • • • • BT1: Tăng tốc độ BT2: Dừng BT3: Giảm tốc độ BT4:... cần qua một mạch so sánh mức Ở đây nhóm sử dụng một mạch thuật toán, được tích hợp trong IC LM 3 24 LM 3 24 được tạo bởi 4 bộ khuếch đại thuật toán độc lập được tích hợp trên chíp đơn Đặc điểm đặc biệt của LM 3 24 là nó được thiết kế để hoạt động với nguồn nuôi đơn có vùng điện áp rộng LM 3 24 cũng có thể hoạt động cả ở nguồn đôi Nguồn cấp cho cực máng thấp và độc lập với biên độ điện áp cung cấp Một đặc điểm... hoạt động Để phân biệt động cơ 5 pha với động cơ 5 đầu cực khác , ta dùng một ôm kế Nếu điện trở của hai đầu cực liên tiếp của động cơ 5 pha là R thì điện trở giữa hai đầu cực không kề nha là 1,5R Một vài vòng động cơ 5 pha có 5 cuộn dây riêng biệt với 10 đầu ra Những cuộn dây nay có thể được đấu nối theo hình sao như trên hình 2. 5 sử dụng 5 nửa cầu H Như vậy, mỗi cuộn dây được vận hành bởi một mạch. .. cùng một cực stato này giống với cách đấu nối động cơ hai dây song song Mỗi một cực stato có hình dạng như các bánh răng cách đều nhau Mômen xoắn được tạo ra bởi lực hút của từ trường nam châm vĩnh cửu và từ trường sinh ra ở stato Cách điều khiển động cơ lai giống hệt cách điều khiển động cơ nam châm vĩnh cửu Vì vậy trong đồ án chúng em chỉ giới thiệu về cách điều khiển động cơ biến từ trở và động cơ ... người thiết bị cần điều khiển 1 .2 NHIỆM VỤ THƯ 1 .2. 1.Đối Tượng Đề Tài Đối tượng nghiên cứu đồ án: • • • • Động bước IC L298 Màn hình LCD Vi điều khiển AVR 1 .2. 2.Mục Đích Đề Tài • Thiết kế mạch điều. .. điều khiển động lai giống hệt cách điều khiển động nam châm vĩnh cửu Vì đồ án chúng em giới thiệu cách điều khiển động biến từ trở động nam châm vĩnh cửu 2. 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ... PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC - Điều khiển đủ bước Điều khiển nửa bước Điều khiển vi bước 2. 2.1 Điều Khiển Đủ Bước - Khi cấp điện cho pha motor dịch chuyển bước - Kích cuộn dây: thời điểm