ứng dụng vi điều khiển vào thiết bị điện dân dụng

ÂẢI HC  NÀƠNG TRỈÅÌNG ÂẢI HC K THÛT KHOA CÄNG NGHÃÛ THÄNG TIN - ÂIÃÛN TỈÍ VIÃÙN THÄNG ÂÃƯ TI: ỈÏNG DỦNG VI ÂIÃƯU KHIÃØN VO THIÃÚT BË ÂIÃÛN DÁN DỦNG GVHD: Th.S Nguùn Vàn Phng SVTH : Âàûng Ngc Âỉïc p  NÀƠLåï NG 2003 : 98ÂT1 Cho âãún nay, xu hỉåïng hiãûn âải hoạ, âa dảng hoạ cạc thiãút bë phủc vủ sn xút, sinh hoảt ngy cng phạt triãøn mảnh m, âọ vi âiãưu khiãøn âọng vai tr hãút sỉïc quan trng, âàûc biãût l ỉïng dủng vi âiãưu khiãøn lm tàng thäng minh, âäü linh hoảt, mãưm cho cạc thiãút bë âiãûn dán dủng Âãø âảt âỉåüc mủc âêch âọ em 04/25/16 âỉåüc giao âãư ti: “Ỉïng dủng vi âiãưu NHIÃÛM VỦ ÂÃƯ TI:    Giạm sạt hoảt âäüng ca thiãút bë (quảt âiãûn)  Thay âäøi täúc âäü ca quảt theo hỉåïng giọ u cáưu  Âiãưu khiãøn tàõt måí quảt tỉì xa 04/25/16 PHÁƯN I: CÅ SÅÍ L THUÚT I Giåïi thiãûu vãư quảt âiãûn v cạc phỉån g phạp âiãưu khiãøn täúc âäü ca quảt II Täøng quan vãư hãû thäúng âo lỉåìng va 04/25/16 ì âiãưu khiãøn PHÁƯN I: I GIÅÏI THIÃÛU VÃƯ QUẢT ÂIÃÛN V CẠC PHỈÅNG PHẠP ÂIÃƯU KHIÃØN TÄÚC ÂÄÜ CA QUẢT Quảt âiãûn l thiãút bë âiãûn dán dủng lm viãûc dỉûa trãn ngun tàõc ca âäüng cå âiãûn xoay chiãưu mäüt pha, âọ pháưn chênh ca quảt gäưm: stato v räto; trãn quảt cn cọ cå cáúu truưn âäüng bàòng bạnh ràng giụp quảt thay âäøi hỉåïng giọ hoảt âäüng Âãø thay âäøi täúc âäü cho quảt thç cọ nhiãưu phỉång phạp: Thay âäøi âiãûn ạp âàût lãn stato Thay âäøi táưn säú ngưn cung cáúp cho quảt Thay âäøi âiãûn tråí räto .v.v 04/25/16 BACK BACK CẠC NGUN TÀÕC ÂIÃƯU KHIÃØN GỌC KÊCH α Âãø thay âäøi âiãûn ạp âàût lãn stato ta thay âäøi gọc kêch α cho triac cäng sút lm triac dáùn mảnh hay úu dáùn âãún âiãûn ạp âàût lãn stato l låïn hay nh Cọ hai ngun tàõc âiãưu khiãøn thay âäøi gọc kêch α cho triac: Ngun tàõc âiãưu khiãøn thàóng âỉïng tuún v phỉång phạp âiãưu khiãøn thàóng âỉïng “arccos” b b k b, k, bm UT1 T2 k UT1T2 ωt α π α 2π π b k 2π ωt α Ngun tàõc âiãưu khiãøn thàóng âỉïng tuún 04/25/16 Ngun tàõc âiãưu khiãøn thàóng âỉïng “arccos” BACK BACK ÂIÃƯU KHIÃØN TRIAC BÀỊN G PHỈÅNG PHẠP ÂIÃƯU KHIÃØN PHA Trong âäư ạn ny s sỉí dủng ngun tàõc âiãưu khiãøn thàóng âỉïng tuún våïi phỉång phạp âiãưu khiãøn pha (l phỉåg phạp thay âäøi gọc kêch α cho triac lm triac dáùn mảnh hay úu) Ulỉåïi t Triac Ulỉåïi U0 U0  α t Phỉång phạp âiãưu khiãøn kiãøu pha 04/25/16 BACK BACK II TÄØN G QUAN VÃƯ HÃÛ THÄÚN G ÂO LỈÅÌN G V ÂIÃƯU KHIÃØN Cm biãún Thiãút bë Cm biãún tỉì xa Cäng sút Xỉí l v âiãưu khiãøn Hiãøn thë DAC Så âäư khäúi täøng quạt hãû thäúng âo lỉåìng v âiãưu khiãøn 04/25/16 BACK BACK III CẠC LOẢI CM BIÃÚN CM BIÃÚN TÄÚC ÂÄÜ: Khi âéa quay, transistor s chè dáùn nãúu vë trê ca LED, läø ca âéa v transistor thàóng hng Khi transistor dáùn s âỉa âiãûn ạp V0 vãư mỉïc tháúp Khi âéa ngàn ạnh sạng thç transistor bë khọa, kãút qu l âiãûn ạp V0 âỉåüc âỉa lãn mỉïc cao Váûy âéa quay âỉåüc mäüt vng thç trãn âáưu V0 ta âỉåüc 12 xung hçnh chỉỵ nháût Táưn säú xung phủ thüc vo täúc âäü ca âéa cng cọ nghéa l phủ thüc vo täúc âäü ca âäüng cå thỉïc: Täúc âäü n ca âäüng cå âỉåüc theo cäng 60 N n = N 0Tn VCC R1 R2 VO D Q Bäü cm biãún quang täúc âäü våïi âéa m họa Våïi N: l säú xung âãúm âỉåüc thåìi gian Tn 04/25/16 N0: l säú läø trãn âéa BACK BACK CM BIÃÚN TỈÌ XA V CM BIÃÚN VË TRÊ 5V 5V 5V 5V 4,7 kΩ R 21 P3.5 K1 R22 4,7 kΩ P3.6 K2 Tia häưng âãún tỉì Removed 5V R2 04/25/16 D Pr Råle 555 R3 Clk cl Q Q1 R1 C1 Cm biãún vë trê C2 P3.7 Så âäư mảch thu häưng BACK BACK IV VI ÂIÃƯU KHIÃØN AT89C51 IC AT89C51 l mäüt hãû vi 8-bit âån chip CMOS cọ hiãûu sút cao, cäng sút ngưn tiãu thủ tháúp v cọ K byte bäü nhåï ROM Flash xoạ âỉåüc/láûp trçnh âỉåüc • 128 byte RAM • KB ROM • cäøng vo bit • bäü âãúm thåìi gian 16 bit • Giao tiãúp näúi tiãúp • 64K khäng gian bäü nhåï chỉång trçnh ngoi • 64K khäng gian bäü nhåï dỉỵ liãûu ngoi • Bäü vi xỉí l hoảt âäüng trãn tỉìng bit riãng l • 210 vë trê cọ thãø âạnh âëa chè theo bit 04/25/16 31 19 EA/VP 39 P0.0 38 P0.1 X1 37 P0.2 36 P0.3 18 35 P0.4 X2 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 RESET 21 P2.0 12 13 14 15 INT0 INT1 89C51 22 P2.1 23 P2.2 24 P2.3 T0 P2.4 T1 P2.5 25 26 27 P2.6 P1.0 28 P2.7 P1.1 P1.2 RD P1.3 WR P1.4 PSEN P1.5 TXD P1.7 RXD 16 29 30 ALE/P P1.6 17 11 10 Så âäư chán AT89C51 BACK BACK V CẠC VI MẢC H SỈÍ DỦN G TRONG ÂÄƯ ẠN - Vi mảch chuøn âäøi säú tỉång tỉû DAC0808 - Vi mảch 74LS123 - Vi mảch NE555 - Vi mảch 74LS74 - KÂTT µA741 - V cạc loải linh kiãûn khạc nhỉ: transistor, diode 04/25/16 BACK BACK PHÁƯN II: SÅ ÂÄƯ KHÄÚI PHÁƯN CỈÏN G: Cm biãún täúc âäü Quảt âiãûn Âiãưu khiãøn Tảo xung Cm biãún vë trê Âiãưu khiãøn trung tám Hiãøn thë Cm biãún tỉì xa DAC Ngưn cung cáúp 04/25/16 Så âäư khäúi kit VÂK 89C51 BACK BACK KHÄÚI CM BIÃÚN TÄÚC ÂÄÜ V TẢO XUNG 5V R18 D1 180Ω 5V R20 R19 470Ω 1,5k Q1 5V Mảch cm biãún täúc âäü 1,5µF C6 CEXT 74LS123 REXT/CEXT A B CLR T0 /89C51 Q Q Mảch tảo xung Âáy l mảch thu häưng ỉïng dng âiãưu khiãøn tỉì xa dng Rermode Mäùi Rermode phạt tia häưng thç LED thu häưng s tảo mäüt xung ám âãø kêch cho mảch monostable mäüt âiãûn ạp nh hån 1/3Vcc, mảch monostable s tảo mäüt xung kêch cho DFF âäøi trảng thại, tỉì âọ cọ thãø kêch dáùn hồûc tàõt transistor kẹo theo råle âọng hồûc ngàõt ngưn cung cáúp cho quảt Ngun l hoảt âäüng : Gi sỉí ban âáưu ng ca DFF åí mỉïc ‘1’, âọ transistor s dáùn v råle âọng cho quảt quay Khi cọ tia häưng phạt tỉì Rermode thç DFF lải nháûn âỉåüc mäüt xung kêch tỉì mảch monostable âọ ng Q ca DFF âỉåüc âäøi trảng thại tỉì mỉïc ‘1’ vãư mỉïc ‘0’ lm transistor tàõt, role ngàõt va quảt ngỉìng quay Tỉång tỉû, cọ tia häưng tiãúp theo phạt tỉì removed, råle âọng v quảt âỉåüc quay tråí lải 04/25/16 BACK BACK KHÄÚI CM BIÃÚN VË TRÊ V CM BIÃÚN TÄÚC ÂÄÜ R 21 4,7 k P3.5 K1 Vcc 5V 5V Vcc R22 P3.6 4,7k K2 R25 220 Tia häưng âãún tỉì Removed 5V R24 180 NE555 R26 C7 Q6 D468 2,2µF C8 04/25/16 Råle 4,7k D2 Cm biãún vë trê D Pr Q 74LS74 Clk cl Q 0.1 P3.7 Mảch thu häưng BACK BACK 3.3K 3.3K 3.3K 3 n n a b c d e fg 10 f g DAC0808 a b c d e n n c d e DEN3 DEN4 COMP P3.2 P3.3 DEN1 DEN2 fg P3.1 8 VR- Mảch chuøn âäøi säútỉång tỉû 04/25/16 P3.0 A1015 Q5 d e 0,01µF P0/ 89C51 Q4 a b c C4 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 A1015 10 16 gf R3 4,7kΩ VR+ D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 a b c d e 15 IOUT 12 11 10 fg 14 Q3 10 R4 4,7kΩ A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 a b c d e 12V IOUT a b c d e f g Cäøng 10 U23 fg R Q2 4,7 kΩ A1015 2 A1015 a b fg R5 DEN 3.3K R10 C5 0,01µF R9 fg Udk R8 a b c d e - VCC R7 a b c d e + R6 10Ω DEN DEN DEN KHÄÚI CHUØN ÂÄØI DAC V KHÄÚI HIÃØN THË Mảch hiãøn thë BACK BACK SÅ ÂÄƯ MẢC H KIT 89C51 Udk VCC 10 LED SW2 R9 R10 3.3K 3.3K 3.3K C4 COMP 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC 0.01uF C1 VCC SW1 R1 100 10uF R42 4.7K R43 4.7K R2 10K RST C2 P3.6 XTAL1 VCC 30pF P3.5 n 29 PSEN AT89C51 19 8 n n DEN1 DEN2 DEN3 DEN4 10 11 12 13 14 15 16 17 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P2.7/A15 P2.6 /A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0 /A8 10 16 VR- a b c d e f g A10 15 Q5 g f a b c d e R3 39 38 37 36 35 34 33 32 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 g f a b c d e DAC0808 15 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 10 VR+ R4 4.7k A10 15 Q4 g f a b c d e IOUT D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 12 11 10 g f a b c d e 14 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 10 2 4.7k U23 IOUT g f a b c d e A1015 Q3 D4 VCC A1015 Q2 g f a b c d e 4.7K LED R5 D3 P2.0 R8 3.3K R7 n SW DIP-BCD/SM g f a b c d e 0.01uF 10 C5 DEN4 220 - DEN3 R23 g f a b c d e VCC + DEN1 R6 DEN2 30 ALE/PROG R18 R19 U25A 14 R20 CEXT 12MHz 1 C7 18 K2 30pF 2 K1 XTAL2 180 31 EA/VPP C3 470 1.5K 1.5uF 15 D1 Q1 VCC T0 /89C51 REXT/CEXT A B CLR Q Q 13 74LS123 VCC VCC 220 NE555 D2 PHOTODIODE 04/25/16 Q TR U12 CV Q CLK U13A K2 R25 74LS74 Q 2.2uF D 4.7K C9 0.1uF P3.5 Q6 D486 CL DIS THR PR C7 R R24 180 4 R25 12V RELAY SPST PORT0 PORT1 BACK BACK SÅ ÂÄƯ MẢC H KHÄÚI ÂIÃƯU KHIÃØN 12V 1K R33 U1 100 120 D13 DIS THR R27 uA741 1N914 Q7 1K D468 D7 - uA741 1K 1N914 4.7uF C18 TR U2 2.2uF CV C19 0.1uF C15 - + R31 C17 Q NE555 + D11 U4 -12V JP1 R32 R A1015 Q9 R29 12V R34 12V 11 3V 1K 12V R D9 Udk VR1 15uF 1N914 -12V 12V D8 6 Q8 + D468 U5 3V Q10 A1015 D10 Q13 C1815 MOC3020 10K BTA12 JP3 TRIAC 220V ~ VR2 1K JP5 12V HEADER TAI D12 1N914 R -12V R35 R30 12V 04/25/16 15uF 1K 12V 220 - R28 JP4 390 uA741 R37 13 R36 C16 1N914 BIEN AP + - 12V BACK BACK II THIÃÚT KÃÚ PHÁƯN MÃƯM Bàõt âáưu Xút âiãûn ạp âiãưu khiãøn âãø quảt chảy nhanh nháút Y LEFTMAX N P2.0 = RIGHTMAX N P3.7 = P3.7 = Y N P3.6 = Y P3.7 = P3.7 = Y Y N P3.5 = N N Y Y GIM P3.6 = N TÀNG N P3.5 = Y Y GIM TÀNG N Dỉìng ? Dỉìng ? Kãút thục 04/25/16 Lỉu âäư thût toạn chỉång trçnh chênh BACK BACK TÀNG GIM Xút âiãûn ạp âiãưu khiãøn nh nháút Xút âiãûn ạp âiãưu khiãøn låïn nháút Tàng dáưn giạ trë âiãûn ạp âk sau mäùi 0,1s Gim dáưn giạ trë âiãûn ạp âk sau mäùi 0,1s N P3.7 = Y N P3.7 = Y P3.7 = N N Y P3.7 = N N Âiãûn ạp âk max Y P3.6 = N Âiãûn ạp âk Y Y Dỉìng ? Y Kãút thục 04/25/16 Y N GIM P3.5 = N Y Dỉìng ? N TÀNG Y Kãút thục Lỉu âäư thût toạn chỉång trçnh tàng v gim âiãûn ạp âiãưu khiãøn BACK BACK Bàõt âáưu Âënh thåìi 1s Âc ghi âënh thåìi ACALL TINH_TOAN Kãút thục Lỉu âäư thût toạn chỉång trçnh phủc vủ ngàõt 04/25/16 BACK BACK KÃÚT LÛN  Sau ba thạng tçm hiãøu, thỉûc hiãûn âãư ti, em â cå bn hon thnh âãư ti âỉåüc giao: “ỉïng dủng vi âiãưu khiãøn vo thiãút bë âiãûn dán dủng” Våïi cạc âiãøm â hon thnh l: - Thiãút kãú âỉåüc chỉång trçnh âiãưu khiãøn täúc âäü ca quảt theo hỉåïng giọ u cáưu - Cọ thãø âiãưu khiãøn tàõt, måí quảt tỉì xa - Thiãút kãú âỉåüc mảch âiãưu khiãøn âiãûn ạp trãn stato ca âäüng cå bàòng cạch âiãưu khiãøn gọc måí cho triac cäng sút (bàòng phỉång phạp âiãưu khiãøn pha theo ngun tàõc âiãưu khiãøn thàóng âỉïng tuún tênh) Tuy nhiãn våïi kinh nghiãûm thỉûc tãú v kiãún thỉïc cọ hản nãn viãûc thỉûc hiãûn âãư ti cn täưn tải nhỉỵng hản chãú: - Chỉa láûp trçnh hẻn giåì måí, tàõt quảt - Chỉa thãø dng âiãưu khiãøn tỉì xa (Removed) thỉûc hiãûn âiãưu khiãøn nhiãưu cäng viãûc: chn vë trê hỉåïng gọ, hẻn giåì Do âọ chỉa sỉí dủng hãút kh nàng ca vi âiãưu khiãøn AT89C51 04/25/16 BACK BACK HỈÅÏN G PHẠT TRIÃØN ÂÃƯ TI Âiãưu khiãøn täúc âäü âäüng cå bàòng phỉång phạp thay âäøi âiãûn ạp trãn stato ca âäüng cå l khọ âiãưu khiãøn theo mi täúc âäü Nãúu phỉång phạp ny âỉåüc kãút håüp våïi viãûc thay âäøi táưn säú âiãûn ạp xoay chiãưu cáúp cho stato thç viãûc âiãưu khiãøn täúc âäü s dãù dng hån, thûn låüi hån Tuy nhiãn mún thay âäøi âỉåüc táưn säú phi dng bäü biãún táưn, táút nhiãn cáưn cọ thãm bäü chènh lỉu, váûy phỉång phạp ny s täún kẹm hån, nhỉng viãûc âiãưu khiãøn l chênh xạc hån v s tiãûn låüi hån sỉí dủng phỉång phạp ny âãø ỉïng dủng viãûc âiãưu khiãøn nhiãưu âäüng cå cng thay âäøi täúc âäü theo mäüt quy lût chung 04/25/16 BACK BACK II THIÃÚT KÃÚ PHÁƯN MÃƯM Bàõt âáưu Xút âiãûn ạp âiãưu khiãøn âãø quảt chảy nhanh nháút Y LEFTMAX N P2.0 = RIGHTMAX N P3.7 = P3.7 = Y N P3.6 = Y P3.7 = P3.7 = Y Y N P3.5 = N N Y Y GIM P3.6 = N TÀNG N P3.5 = Y Y GIM TÀNG N Dỉìng ? Dỉìng ? Kãút thục 04/25/16 Lỉu âäư thût toạn chỉång trçnh chênh BACK BACK [...]... P2.5 25 26 27 P2.6 P1.0 28 P2.7 P1.1 P1.2 RD P1.3 WR P1.4 PSEN P1.5 TXD P1.7 RXD 16 29 30 ALE/P P1.6 17 11 10 Så âäư chán AT89C51 BACK BACK V CẠC VI MẢC H SỈÍ DỦN G TRONG ÂÄƯ ẠN - Vi mảch chuøn âäøi säú tỉång tỉû DAC0808 - Vi mảch 74LS123 - Vi mảch NE555 - Vi mảch 74LS74 - KÂTT µA741 - V cạc loải linh kiãûn khạc nhỉ: transistor, diode 04/25/16 BACK BACK PHÁƯN II: SÅ ÂÄƯ KHÄÚI PHÁƯN CỈÏN G: Cm biãún... kãút håüp våïi vi ûc thay âäøi táưn säú âiãûn ạp xoay chiãưu cáúp cho stato thç vi ûc âiãưu khiãøn täúc âäü s dãù dng hån, thûn låüi hån Tuy nhiãn mún thay âäøi âỉåüc táưn säú phi dng bäü biãún táưn, táút nhiãn cáưn cọ thãm bäü chènh lỉu, nhỉ váûy phỉång phạp ny s täún kẹm hån, nhỉng vi ûc âiãưu khiãøn l chênh xạc hån v s tiãûn låüi hån khi sỉí dủng phỉång phạp ny âãø ỉïng dủng trong vi ûc âiãưu khiãøn... tuún tênh) Tuy nhiãn våïi kinh nghiãûm thỉûc tãú v kiãún thỉïc cọ hản nãn vi ûc thỉûc hiãûn âãư ti cn täưn tải nhỉỵng hản chãú: - Chỉa láûp trçnh hẻn giåì måí, tàõt quảt - Chỉa thãø dng âiãưu khiãøn tỉì xa (Removed) thỉûc hiãûn âiãưu khiãøn nhiãưu cäng vi ûc: chn vë trê hỉåïng gọ, hẻn giåì Do âọ chỉa sỉí dủng hãút kh nàng ca vi âiãưu khiãøn AT89C51 04/25/16 BACK BACK HỈÅÏN G PHẠT TRIÃØN ÂÃƯ TI Âiãưu...IV VI ÂIÃƯU KHIÃØN AT89C51 IC AT89C51 l mäüt hãû vi tênh 8-bit âån chip CMOS cọ hiãûu sút cao, cäng sút ngưn tiãu thủ tháúp v cọ 4 K byte bäü nhåï ROM Flash xoạ âỉåüc/láûp trçnh âỉåüc • 128 byte RAM • 4 KB ROM • 4 cäøng vo ra 8 bit • 2 bäü âãúm thåìi gian 16 bit • Giao tiãúp näúi tiãúp • 64K khäng gian bäü nhåï chỉång trçnh ngoi • 64K khäng gian bäü nhåï dỉỵ liãûu ngoi • Bäü vi xỉí l hoảt... thåìi ACALL TINH_TOAN Kãút thục Lỉu âäư thût toạn chỉång trçnh phủc vủ ngàõt 04/25/16 BACK BACK KÃÚT LÛN  Sau ba thạng tçm hiãøu, thỉûc hiãûn âãư ti, em â cå bn hon thnh âãư ti âỉåüc giao: “ỉïng dủng vi âiãưu khiãøn vo thiãút bë âiãûn dán dủng” Våïi cạc âiãøm â hon thnh l: - Thiãút kãú âỉåüc chỉång trçnh âiãưu khiãøn täúc âäü ca quảt theo hỉåïng giọ u cáưu - Cọ thãø âiãưu khiãøn tàõt, måí quảt tỉì ... Cm bi ún täúc âäü Quảt âiãûn Âiãưu khiãøn Tảo xung Cm bi ún vë trê Âiãưu khiãøn trung tám Hiãøn thë Cm bi ún tỉì xa DAC Ngưn cung cáúp 04/25/16 Så âäư khäúi kit VÂK 89C51 BACK BACK KHÄÚI CM BI ÚN... VCC R1 R2 VO D Q Bäü cm bi ún quang täúc âäü våïi âéa m họa Våïi N: l säú xung âãúm âỉåüc thåìi gian Tn 04/25/16 N0: l säú läø trãn âéa BACK BACK CM BI ÚN TỈÌ XA V CM BI ÚN VË TRÊ 5V 5V 5V 5V... KHIÃØN Cm bi ún Thiãút bë Cm bi ún tỉì xa Cäng sút Xỉí l v âiãưu khiãøn Hiãøn thë DAC Så âäư khäúi täøng quạt hãû thäúng âo lỉåìng v âiãưu khiãøn 04/25/16 BACK BACK III CẠC LOẢI CM BI ÚN CM BI ÚN