Đồ Án Điều Khiển Động Cơ Bước Dùng IC Số

Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử MỤC LỤC GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài mặc dù gặp phải rất nhiều những vấn đề khó khăn song với hướng dẫn của thầy Nguyễn Đình Hùng với chỉ bảo của thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử lỗ lực không ngừng của nhóm, đến chúng em đã hoàn thành đề tài Tuy nhiên, kiến thức của chúng em còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì chúng em rất mong nhận những ý kiến đóng góp chân thành từ phía thầy Nguyễn Đình Hùng, thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử bạn đọc để đề tài của chúng em ngày hoàn thiện phát triển lên mức cao thời gian gần nhất Sau thực đề tài khoa, chúng em đã học hỏi rất nhiều kinh nghiệm kiến thức Các thầy cô gióa khoa đã nhiệt tình chỉ bảo Đặc biệt hướng dẫn rất nhiệt tình của thầy Nguyễn Đình Hùng đã giúp chúng em hoàn thành đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn! GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài - Mạch điều khiển động bước kết hợp của môn học kĩ thuật số kỹ thuật tương tự, sơ đồ mạch đơn giản,những phần tử mạch bán rất nhiều thị trường , giá thành rẻ đặc biệt ứng dụng của mạch rất cao - Mạch điều khiển động bước ứng dụng nhiều ngành Tự động hoá, chúng ứng dụng thiết bị cần điều khiển xác Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự hệ quang học, điều khiển định vị hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu khí tài quan sát, điều khiển lập trình thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển cấu lái phương chiều máy bay - Trong công nghệ máy tính, động bước sử dụng cho loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in Đối tượng nghiên cứu: Động bước 3.Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý, chức tác dụng của động bước - Tìm hiểu chức năng, tác dụng của cá linh kiện thiết bị điện tử - Hoàn thành sản phẩm mạch điều khiển động bước :quay thuận ,quay nghịch quay nhanh ,quay chậm - Rèn luyện cho sinh viên cách tự học, đôi với thực hành khả GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử - Làm việc theo nhóm CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH 1.1 IC 7805 1.1.1 Sơ đồ chân Hình 1.1: Sơ đồ chân của IC 7805 Nhìn từ trái qua phải chân số 1, 2, của IC - Chân số 1: Input (chân vào) - Chân số 2: GND (nối mass) - Chân số 3: Output (chân ra) 1.1.2 Chức IC 7805 thuộc họ IC78xx họ IC ổn áp có chức tạo điện áp ở đầu cố định ở mức (+) xx V - 78 họ IC lấy điện áp dương (+) - XX số của điện áp lấy Do :7805 IC ổn áp lấy điện áp +5 V Hình 1.2: Sơ đồ mắc IC 7805 GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Lưu ý: điện áp đầu vào của IC phải lấy lớn điện áp đầu 3V trở lên Ví dụ IC 7805 Vin phải 8V trở lên 1.1.3 Ứng dụng Được dùng để thiết kế nguồn đơn giản cung cấp điện áp cho mạch điện không đòi hỏi điện áp ổn định cao 1.1.4 Các thông số Dòng cực đại có thể trì 1A Dòng đỉnh 2,2A Công suất tiêu tán cực đại không dùng tản nhiệt: 2W Công suất tiêu tán dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W Công suất tiêu tán ổn áp nối tiếp tính sau: Pd = (Ui – Uo) I Trong đó: Ui – áp lối vào Uo – áp lối I – dòng sử dụng Bảng 1.1 Một vài thông số IC7805 µA7805C Đặc tính Output voltage (Điện áp ra) Điều kiện TJ† MIN TYP IO = mA to A, VI = V 25°C 4.8 PD ≤ 15 W to 20 V, 0°C to 4.75 MAX Đơn vị 5.2 5.25 V 125°C GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Input voltage regulation VI = V to 25 V 25°C ( Sự ổn áp đầu vào) Output voltage regulation ( Sự ổn áp đầu vào) Temperature coefficient of output voltage (Hệ số nhiệt độ IO = mA to 1.5 25°C A IO = mA 15 -1,1 0°C to 100 10 125°C 100mV mV mV/° C điện áp ra) Output noise voltage( f = 10 Hz to 100 kHz 25°C 40 µV IO = A 25°C V Điện áp tạp nhiễu) Dropout voltage( Điện áp rơi) 1.2 IC NE555 1.2.1 Sơ đồ chân Hình 1.3: Sơ đồ chân IC NE555 Ic NE555 gồm có chân -Chân số 1(GND): cho nối mát để cấp dòng cho IC -Chân số (trigger): ngõ vào của tần số áp mức áp chuẩn 2/3*vcc -Chân số 3(outpt): ngõ trạng thái ngõ chỉ xác định theo mức áp cao (gần mức áp chân 8) thấp (gần mức áp chân số ) -Chân số 4(reset):dùng làm định mức trạng thái chân số nối mát ngõ ở mức thấp chân ở mức cao trạng thái ngõ theo điện áp chân số -Chân số 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở cho nối mass.Tuy nhiên hầu hết mạch điện chân GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử số nối qua tụ không phân cực 0.01uf-0,1uf, tụ có tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định -Chân số 6: ngõ cưa tầng so áp khác mức áp chuẩn Vcc/3 -Chân số 7: có thể xem khóa điện chịu điều khiển bởi tầng logic chân số ở mức áp thấp khóa đóng lại ,ngược lại nó mở chân số tự nạp xả điện cho mach R –C tầng dao động -Chân số (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp nguồn nuôi IC nguồn nuôi cho IC555 khoảng từ +5v+15v 1.2.2 Một vài thông số - Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555 ) - Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA - Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V - Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V - Công suất tiêu thụ (max) 600mW 1.2.3 Chức 555 - Tạo xung - Điều chế độ rộng xung (PWM) - Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng thu phát hồng ngoại) 1.2.4 Tính tần số điều chế độ rộng xung 555 Hình 1.4: Mạch tạo dao động dùng NE555 GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Nhìn vào sơ đồ mạch ta có công thức tính tần số , độ rộng xung - Tần số của tín hiệu đầu f = 1/(ln2.C.(R1 + 2R2)) - Chu kì của tín hiệu đầu : t = 1/f - Thời gian xung ở mức H (1) chu kì t1 = ln2 (R1 + R2).C - Thời gian xung ở mức L (0) chu kì t2 = ln2.R2.C - Như công thức tổng quát của 555 ví dụ: để tạo xung dao động f = 1.5Hz Đầu tiên chọn hai giá trị đặc trưng R1 C2 sau đó ta tính R1 Theo cách tính toán ta chọn : C = 10nF, R1 =33k > R2 = 33k Bảng 1.2: Một số thông số của IC NE555 GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Chú thích: - Supply Voltage: Nguồn cung cấp Supply Current (Low Stable): Dòng cung cấp Low Output Voltage: điện áp ở mức thấp High Output Voltage: điện áp vào ở mức cao Control Voltage: điện áp chân Control Threshold Voltage: điện áp chân Threshold Reset Current: dòng ở chân reset Reset Voltage: điện áp chân reset GVHD: Nguyễn Đình Hùng GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 1.3 IC 74LS193 1.3.1 Sơ đồ chân Hình 1.5: Sơ đồ chân IC 74HC193 IC 74HC193 IC đếm nhị phân đồng 4bit tiến /lùi - Chân 16 nối nguồn 5V Chân nối mass Chân 1, 9, 10, 15 đầu vào số liệu A, B, C, D ( hoặc gọi đầu vào đặt trước) Theo thứ tự từ A đến D A bít có trọng số nhỏ nhất ( 0) D bít có trọng số lớn nhất (23) Chân 2, 3, 6, đầu ( Q0 có trọng số nhỏ nhất) Chân 4(CPD): Là chân lấy xung clock dùng để đếm lùi Chân 5(CPU): Là chân lấy xung clock dùng để đếm tiến Chân 14: Để xoá nội dung đếm Khi CLR = đếm bị xoá, để đếm có thể đếm CLR phải ở mức - Chân 11: Là chân IC Khi cho Load Load tích cực thấp để điều khiển nạp số liệu đặt trước vào = giá trị đặt A, B, C, D tương ứng chuyển đầu QA, QB, QC, QD Sau nạp phải chuyển đếm hoạt động Load sang mức logic 10 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 10 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử ICE công xuất vượt công xuất cực đại của Transistor Transistor bị hỏng b) Tính toán thông số Hình 2.4: Sơ đồ phân cực cho transistor Với giả thiết VCC=5V,VBB= 3.5V,R2=330ohm,R1=3 ohm,VBE=2,5V,ICmax=5A,IBmax=120mA Ta có phương trình rơi áp R2: VBB=R2.IB+VBEIB=(VBB-VBE)/R2=(3,5-2,5)/330=3mA Giả sử transistror làm việc ở chế độ bão hòa VCE=2 V Ta có phương trình rơi áp R1 VCC=IC.R1+VCEIC=(VCC-VCE)/R1=(5-2)/3=1A Kiểm tra lại IC(KĐ)=hFE.IB=1000.3mA =3A > IC(BH) giả thiết đúng Côngsuất BJT: PBJT=IB.VBE+IC.VCE=310-3.2,5+1.2=2w 28 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 28 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Công suất tổn hao: Pth=VCE.ICE=2.0,510-3=1mW Công suất tải: PR1=R1.IC2=3.12=3W 2.3.3 Khối điều khiển a) Bộ đếm bít nhị phân tiến/lùi Đếm nhị phân đồng hay còn gọi đếm song song Đếm không đồng có nhược điểm tốc độ chậm có trình trễ qua FF Để khắc phục nhược điểm người ta dùng mạch đếm song song,nghĩa xung nhịp tác động đồng thời vào FF Đếm tiến: Hình 2.5: Đếm tiến nhị phân đồng modul 16 Tuy xung nhịp tác động đồng thời vào FF chỉ trigơ có J=K=1 nó chuyển trạng thái Từ sơ đồ ta có điều kiện chuyển trạng thái của trigơ đếm sau: FF A chuyển trạng tái với xung CLK FF B chuyển QA=1 FF C chuyên QA=QB=1 FF D chuyển trạng thái QA=QB=QC=1 29 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 29 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Như FF chuyển trạng thái tất lối Q của FF ở trước nó đồng thời 1.Qúa trình đếm tiến mô tả sau: Khi tác dụng chân CLR QD QC QB QA=0000 Khi có xung nhịp tác động chỉ FF A chuyển trạng thái từ lên 1, FF B, C, D không chuyển trạng thái J=K=0,khi trạng thái lối của đếm sau kết thúc xung thứ nhất là:0001 Khi có xung nhịp tác động chỉ FF B chuyển trạng thái từ lên nên B va A chuyển trạng thái QA:10, QB: 01 FF D C vẫn chưa chuyển trạng thái Vậy sau kết thúc CLK2 trạng thái lối của đếm là: 0010 Và đếm đếm đến trạng thái:1111 quay lại 0000 Đếm lùi: Hình 2.6: Đếm lùi nhị phân đồng modul 16 Từ sơ đồ ta có điều kiện chuyển trạng thái của trigơ đếm sau: FF A chuyển trạng tái với xung CLK FF B chuyển QA=0 FF C chuyên QA=QB=0 FF D chuyển trạng thái QA=QB=QC=0 30 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 30 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Như FF chuyển trạng thái tất lối Q của FF ở trước nó đồng thời Qúa trình đếm tiến mô tả tương tự đếm tiến Hình 2.7: Giản đồ xung miêu tả trình đếm lùi Vậy ta có thể chọn IC 74LS193 để đếm nhị phân bít tiến/lùi b) Mạch giải mã từ sang Mạch giải mã mạch có chức ngược lại với mạch mã hoá tức có mã số áp vào ngõ vào tương ứng có ngõ tác động, mã ngõ vào thường mã ngõ Tất nhiên ngõ vào cho phép phải bật lên cho chức giải mã Mạch giải mã ứng dụng ghép kênh dữ liệu, hiển thị led đoạn, giải mã địa chỉ nhớ Mạch giải mã đường sang đường bao gồm ngõ vào tạo nên tổ hợp trạng thái, ứng với mỗi tổ hợp trạng thái áp vào có ngõ tác động Hình 2.8: Khối giải mã từ sang Bảng 2.1:Bảng trạng thái của mạch giải mã sang 31 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 31 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Vì ở ta chỉ cần lấy đầu từ Y0Y3 nên đầu vào C nối xuống mass Từ bảng thật ta có thể vẽ sơ đồ mạch logic của mạch giải mã Hình 2.9: Cấu trúc mạch giải mã sang Hình 2.7: Sơ đồ logic giải mã IC74LS138 32 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 32 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 2.2.4 Khối tạo dao động Vì động bước làm việc ở dải tần thấp nên ta có thể chọn xung CLOCK có f=110Hz f=1/(ln2.C.(R1+2R2) chọn C=22uF,R1=4,7K ohm Từ công thức ta có thể suy R2=32K ohm ta có thể dùng biến trở loại 50K ohm để điều chỉnh tần số Hình 2.10: Mạch tạo xung dùng NE555 33 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 33 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 2.3.5 Khối nguồn a) Hạ áp Từ điện áp xoay chiều 220V AC ta dùng máy biến áp đầu 12V AC.mục đính của việc hạ áp dùng để cung cấp cho biến đổi lọc để UDC mong muốn b) Chỉnh lưu Một mạch chỉnh lưu mạch điện bao gồm linh kiện điện - điện tử, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành chiều Mạch chỉnh lưu có thể sử dụng nguồn cung cấp dòng điện chiều, hoặc mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện thiết bị vô tuyến Phần tử tích cực mạch chỉnh lưu có thể điot bán dẫn, đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc linh kiện khác Chỉnh lưu nửa chu kỳ Một mạch chỉnh lưu nửa sóng chỉ nửa chu kỳ dương hoặc âm có thể dễ dàng ngang qua điốt, nửa bị khóa, tùy thuộc vào chiều lắp đặt của điốt Vì chỉ có nửa chu kỳ chỉnh lưu, nên mạch chỉnh lưu nửa sóng có 34 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 34 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử hiệu suất truyền công suất rất thấp Mạch chỉnh lưu nửa sóng có thể lắp chỉ ốt bán dẫn mạch nguồn pha Hình 2.11: a) Dạng sóng điện áp trước chỉnh lưu b) Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ c) Dạng sóng điện áp sau chỉnh lưu Chỉnh lưu nửa chu kỳ Mạch chỉnh lưu toàn sóng biến đổi hai thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào thành chiều Do đó nó có hiệu suất cao Tuy nhiên mạch điện không có điểm giữa của biến áp người ta cần đến điốt thay mạch chỉnh lưu nửa sóng Điều có nghĩa đầu cực của điện áp cần đến điốt để chỉnh lưu, thí dụ cho trường hợp điểm X dương, cho trường hợp điểm X âm Đầu còn lại cần xác thế, kết phải cần đến điốt Các điốt dùng cho kiểu nối gọi cầu chỉnh lưu Hình 2.12: a) Dạng sóng điện áp trước chỉnh lưu b) Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ c) Dạng sóng điện áp sau chỉnh lưu 35 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 35 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Ở mạch ta dùng diot chỉnh lưu cầu KBP 307 Điện áp đầu vào của chỉnh lưu : Uv = 12 ≈ 17 VDC + Điện áp sụt áp cầu : 17VDC – 1,4VDC = 15,6 VDC (Do qua diode nên mỗi đioe nó bị sụt áp mất 0.7V) + Điện áp sau chỉnh lưu : Ucl = 15,6 * 0.9 = 14,04 VDC ( 0.9 hệ số chỉnh lưu của chỉnh luu cầu) Dạng điện áp sau chỉnh lưu nó vẫn còn sóng nhấp nhô núi dạng điện áp vẫn coi điện áp chiều chưa ổn định c) Thành phần lọc Dạng điện áp sau qua lọc Hình 2.13: a) Điện áp trước lọc tụ điện b) Điện áp sau lọc tụ điện 36 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 36 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Dựa vào nguyên tắc phóng nạp của tụ điện mà nó cho dòng điện chiều thằng hình vẽ Tụ lớn độ gợn điện áp giảm Qua lọc ta đã tạo điện áp chiều cấp vào cho biến đổi đổi ổn áp d) Bộ ổn áp Điện áp sau qua loc đưa tới ổn áp để ổn định điện áp cung cấp cho mạch động lực, mạch điều khiển Ở ta dùng IC7805 để ổn định điện áp dương 5V Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 37 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 37 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN 3.1 Mạch thử nhiệm phần mềm mô Protues 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý dạng sóng oscillocope test phần mềm a) Mạch quay thuận Hình 3.1.: Sơ đồ mạch điều khiển quay thuận Hình 3.2: Sơ đồ sóng điện áp từ chân Y0Y3 38 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 38 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử b) Mạch quay ngược Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển quay ngược Hình 3.4: Đồ thị sóng từ Y0Y3 của IC74138 39 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 39 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 3.2 Khảo sát mạch thực tế Mạch chạy ổn định, điều khiển đảo chiều quay tốc độ tốt Qua trình thực đề tài: “Thiết kế Modun điều khiển tốc độ đảo chiều động bước ” đã giúp chúng em củng cố lại nhiều kiến thức đã học, hiểu biết thêm nhiều kiến thức mới, nâng cao kỹ chuyên nganhfnhuw kỹ thiết kế, kỹ bố trí kinh kiện mạch, qua đó chúng em có thể tự đánh giá lực của thân - Ngoài những kỹ trên, chúng em còn hình thành những kỹ khác kỹ làm việc theo nhóm, đã biết xếp, quản lý công việc Đi song song với làm việc theo nhóm chúng em đã ý thức, rèn luyện kỹ làm việc độc lập Đặc biệt nữa trình thực đồ án, chúng em đã rèn luyện, nâng cao kỹ thương mại qua những lúc mua, chuẩn bị linh kiện, qua đó chúng em đã hiểu biết thêm nhiều giá thị trường của linh kiện điện tử 40 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 40 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử - Qua loạt những thành đạt được, trình thực đồ án Kết cuối chúng em đã tự thiết kế, chế tạo thành công đề tài “Thiết kế Modul điều khiển tốc độ đảo chiều động bước” đó thành lớn trình học tập mà chúng em đã đạt 3.3 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Quốc Trung: Vi điện tử số, NXB Khoa học Kỹ Thuật,1997 [2] Nguyễn Thành Long – Nguyễn Vũ Thắng – Hoàng Hải Hưng: Điện tử bản, NXB Giáo dục Đạo tạo, 2013 [3] Nguyễn Thúy Vân: Kỹ thuật số,NXB Khoa học Kỹ Thuật,1999 [4] Nguyễn Văn Thắng: Kỹ thuật tương tự, NXB Khoa học Kỹ Thuật,2003 41 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 41 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 42 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 42 GVHD: Nguyễn Đình Hùng [...]... tốt hơn Góc bước của loại này có nhiều mức: 60-450 Trên là sơ đồ cấu tạo của động cư bước nam châm vĩnh cửu với m=4 và 2p=2 -Động cơ bước nam châm vĩnh cửu được chia thành: -Động cơ bước đơn cực (Unipolar Stepper Motor): -Động cơ bước lưỡng cực (Bipolar Stepper Motor) -Động cơ bước kiểu hỗn hợp (Hybrid stepping Motor) -Động cơ bước kiểu bối dây kép (Bifilar Stepper Motor) Động cơ bước đơn cực... quay Chiều quay của động cơ không phụ thuộc vào chiều dũng điện mà chỉ phụ thuộc vào thứ tự cấp điện cho các cuôn dây Loại động cơ này có số bước lớn, tần số làm việc cao, chuyển động êm nhưng momet đồng bộ nhỏ Hình 1.10: Động cơ có từ trở biến đổi Loại lai (Hybrid).Loại động cơ này về cấu tạo giống với động cơ bước kiểu đơn cực Tuynhiên chỉ có 4 đầura So với động cơ kiểu đơn cực cỡ loại... Ưu ,nhược điểm của động cơ bước Ưu điểm - Mô men ở chế độ giữ lớn - Điều khiển dễ dàng, chính xác, động cơ bước có độ chính xác 3-5 % của mỗi bước và không tích lũy sai số sang bước tiếp theo - Dễ dàng khởi động, dừng và đảo chiều quay của động cơ - Chế tạo động cơ đơn giản, ít tốn kém, dễ điều khiển - Tốc độ quay tỉ lệ tần số xung đầu vào Nhược điểm - Rất khó để hoạt động ở tốc độ cao... nguồn Động cơ loại này thường có 6 đầu ra Đầu 1, 2 thường được nối với cực dương Các đầu 1a, 1b, 2a và 2b được lần lượt nối đất sẽ quyết định chiều quay của động cơ Máy khoan mạch in tự động sử dụng loại động cơ bước này vì động cơ có mạch điều khiển đơn giản, điều khiển dễ dàng, rất rẻ và rất dễ mua trên thị trường Hình 1.12: Động cơ loại nam châm vĩnh cửu 1.6.4 Chế độ hoạt động của động cơ. .. khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto có khả năng cố định rôto vào các vị trí cần thiết Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: động cơ một chiều không... Cần phải chế tạo bộ điều khiển,nên tốn chi phí 1.6.7 Ứng dụng Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự... cuộn dây Ưu điểm của động cơ bước loại này là dòng điện chạy qua cả cuộn dây (cuộn 1, cuộn 2) vỡ vậy tạo được mômen lớn Hình 1.11: Động cơ loại lai Hybrid Loại động cơ bước nam châm vĩnh cửu có rotor là một nam châm vĩnh cửu, điều này cho phép duy trì được momen khi động cơ bị mất năng lượng cấp vào Động cơ bước nam châm vĩnh cửu yêu cầu công suất thấp hơn để hoạt động Chúng cũng có 18... 0011 thì động cơ quay xong bước 4 Khi đếm tới 0100,1000,1100 thì quá trình quay các bước lặp lại Quay nghịch : tương tự như quay thuận xung CLK kích vào chân 4 của 74193 để thực đếm lùi từ 1111 về 0000 làm động cơ quay ngược Để tăng giảm tốc độ của động cơ ta thay đổi giá trị biến trở VR12 2.3 Tính toán, chọn lựa linh kiện 2.3.1 Khối động lực Động cơ bước được sử dụng ở đây là động cơ nam... hoạt động của động cơ bước Động cơ bước có ba chế độ hoạt động: full step, half step và micro step FULL STEP 19 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 19 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Động cơ hybrid có 200 răng rotor, hoặc 200 bước mỗi cuộc cách mạng của trục động cơ Chia 200 bước vào 360 º quay bằng 1,8 góc bước º đầy đủ Thông thường,... Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ BƯỚC 2.1 Xây dựng sơ đồ khối toàn mạch Hình 2.1: Sơ đồ khối của mạch KHỐI TẠO KHỐI ĐIỀU KHIỂN DAO ĐỘNG KHỐI KHỐI ĐỘNG LỰC KHUÊCH ĐẠI KHỐI NGUỒN 2.2 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch và nguyên lý hoạt động Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 24 GVHD: Nguyễn Đình Hùng 24 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng ... THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ BƯỚC 2.1 Xây dựng sơ đồ khối toàn mạch Hình 2.1: Sơ đồ khối của mạch KHỐI TẠO KHỐI ĐIỀU KHIỂN DAO ĐỘNG KHỐI KHỐI ĐỘNG LỰC KHUÊCH ĐẠI... áp rơi) 1.2 IC NE555 1.2.1 Sơ đồ chân Hình 1.3: Sơ đồ chân IC NE555 Ic NE555 gồm có chân -Chân số 1(GND): cho nối mát để cấp dòng cho IC -Chân số (trigger): ngõ vào của tần số áp mức áp... cần thiết Về cấu tạo, động bước có thể coi tổng hợp của hai loại động cơ: động chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc công suất nhỏ 1.6.2 Phân loại Về có loại động bước: loại từ trở biến