ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC

1.Ñaët vaán ñeà: Động cơ điện một chiều được sử dụng rất rộng rãi trong các máy sản xuất. Và điều khiển tốc độ của động cơ điện một chiều là một yêu cầu tất yếu của các máy sản xuất. Hầu hết các máy sản xuất đòi hỏi có nhiều tốc độ, tuỳ theo từng công việc và điều kiện làm việc mà ta chọn các tốc độ khác nhau để tối ưu hoá quá trình sản xuất. 2. Yêu Cầu đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ điện DC, có thể điều chỉnh tốc độ theo mong muốn. Người dùng có thể nhập tốc độ mong muốn và tốc độ được hiiẻn thị lên mà hình. Có bộ phận cảm biến để đo tốc độ và tăng độ chính xác. Ứng dụng thuật toán PID trong điều khiển tốc độ. 3. Sơ Đồ khối hệ thống:

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN: Điều khiển ổn định tốc đô đông DC GVHD: TS.LÊ HÀI NAM SVTH: TRẦN CÔNG THO LỚP: 12CDT1 Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam MỤC LỤC SVTH: Trần Công Tho Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam Chương I: KHÁI QUÁT ĐỀ TÀI 1.Ñaët vaán ñeà: Động điện chiều sử dụng rộng rãi máy sản xuất Và điều khiển tốc độ động điện chiều là yêu cầu tất yếu máy sản xuất Hầu hết máy sản xuất đòi hỏi có nhiều tốc độ, tuỳ theo công việc và điều kiện làm việc mà ta chon tốc độ khác để tối ưu hoá trình sản xuất Yêu Cầu đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển động điện DC, có thể điều chỉnh tốc độ theo mong muốn Người dùng có thể nhập tốc độ mong muốn và tốc độ hiiẻn thị lên mà hình Có phận cảm biến để đo tốc độ và tăng độ xác Ứng dụng thuật toán PID điều khiển tốc độ Sơ Đồ khối hệ thống: Khối cảm biến Động Cơ Khối chỉnh lưu ACDC Khối vi xử lý Khối điều khiển động Khối bàn phím Khối hiển thị SVTH: Trần Công Tho Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam 4/ Thiết kế tổng thể mạch: - Yêu cầu đặt ra: Lập trình C cho Pic 16F877A điều khiển tốc độ cho động DC có gắn encoder hồi tiếp tốc độ.Tốc độ cài đặt từ bàn phím và tốc độ tức thời hồi tiếp từ encoder hiển thị màn hình LCD 16x2 - Tóm tắt hướng thực đề tài:  Sử dụng Pic 16F877A là vi điều khiển trung tâm Dùng chương trình CCS lập trình C và biên dịch chương trình  Xây dựng khối bàn phím gồm 12 phím để nhập tốc độ và điều khiển động DC: • 10 phím từ đến để cài đặt tốc độ (vòng /phút) • phím IN để khởi động nhập tốc độ • phím DIRECTION để điều khiển chiều quay  Hiền thị tốc độ dùng màn hình LCD 16x2, lập trình ở chế độ bit (sử dụng chân để nhận liệu từ Pic)  Sử dụng mạch cầu H là IC L298N để đảo chiều động  Sử dụng kênh PWM vi điều khiển Pic thay đổi giá trị áp trung bình đặt vào động để điều khiển tốc độ  Đối tượng điểu khiển là động DC 12V có gắn Encoder  Ngoài mạch có phím RESET cho pic 16F877A  Để cấp nguồn cho mạch ta dùng biến áp 220v/12v và khối nguồn sử dụng IC 7805 để ổn áp điện áp 5V cung cấp cho Pic SVTH: Trần Công Tho Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÁC LINH KIỆN PHẦN TỬ SỬ DỤNG TRONG MẠCH 1.Vi điều khiển PIC16F877A 1.1 Khái quát về vi điều khiển PIC16F877A a/ Khái quát: - PIC là tên viết tắt “Programmable Intelligent computer” hãng General Instrument đặt tên cho vi điều khiển đầu tiên ho.Hãng Micrchip tiếp tục phát triển sản phầm này và hàng tạo gần 100 loại sản phẩm khác - PIC16F887A là dòng PIC phổ biến, đầy đủ tính phục vụ cho hầu hết tất ứng dụng thực tế Đây là dòng PIC dễ cho người làm quen với PIC có thể hoc tập và tạo nền tản về ho vi điều khiển PIC - PIC 16F877A thuộc ho vi điều khiển 16Fxxx có đặt tính sau:  Ngôn ngữ lập trình đơn giản với 35 lệnh có độ dài 14 bit  Tất câu lệnh thực chu kì lệnh ngoại trừ số câu lệnh rẽ nhánh thực chu kì lệnh Chu kì lệnh lần chu kì dao động thạch anh  Bộ nhớ chương trình Flash 8Kx14 words, với khả ghi xoá khoảng 100 ngàn lần  Bộ nhớ Ram 368x8bytes  Bộ nhớ EFPROM 256x8 bytes  Khả ngắt (lên tới 14 nguồn ngắt và ngắt ngoài)  Ngăn nhớ Stack chia làm mức  Truy cập nhớ địa trực tiếp gián tiếp  Dải điện hoạt động rộng: 2.0V đến 5.5V  Nguồn sử dụng 25mA  Công suất tiêu thụ thấp: =255) b=255; else if (output=2){vvao=vvao*10+(float)phimso;} } unsigned char get_key_4x4() { int i; for(i=0;i[...]... 12.50% = 6 V Vì vậy, trong đề tài: “Điều khiển tơc độ động cơ DC chúng em sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM để thay đổi điện áp DC cấp cho động cơ từ đó thay SVTH: Trần Cơng Tho 27 Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam đổi tốc độ của động cơ DC Đối với PIC16F877A để sử dụng phương pháp này ta có thể sử dụng bộ điều chế độ rộng xung (PWM) tích hợp sẵn bên trong PIC với 2 ngõ... L298D Do đối tượng điều khiển trong đề tài này là động cơ DC có điện áp 12V và cơng st nhỏ nên chúng em dùng mạch cầu H đảo chiều động cơ là IC L298 SVTH: Trần Cơng Tho 29 Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam Hình 18: Mạch cầu H Khảo sát hoạt động của mạch cầu H Hình19: Ngun lý hoạt động của mạch cầu H SVTH: Trần Cơng Tho 30 Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam 2.2/ MODULE L298N:... điều khiển hoạt động của Timer1 - bit 7,6 khơng sử dụng - bit 5,4 T1CKPS1: T1CKPS0 lựa chon hệ số chia xung vào T1CKPS1 T1CKPS0 00 1:1 01 1:2 10 1:4 11 1:8 - bit 3 T1OSCEN bit điều khiển bộ dao động Timer1 1= Bộ dao động hoạt động 0= Bộ dao động khơng hoạt động - bit 2 bit điều khiển xung clock ngoμi đồng bộ khi TMR1CS=1 - bit2=0 có đồng clock ngoai SVTH: Trần Cơng Tho 19 Đồ án vi điều khiển... thể điều khiển 2 động cơ một chiều hoặc 1 động cơ bước 4 pha Module có thể điều khiển 2 động cơ một chiều, và thay đổi tốc độ chủa chúng khi thay đổi độ rộng xung cấp vào 4 Cắm dây nguồn cung cấp điện áp cho motor vào đây từ 6V đến 35V 5 Cắm chân GND của nguồn vào đây IN1, INT2: điều khiển chiều quay mơ tơ 1 ENA : chân cấp xung cho động cơ 1 OUT1: Cấp nguồn cho động cơ 1 IN3, INT4: điều... hoạt động hoặc khơng hoạt động nhờ vi c đặt hoặc xóa bít TMR1IE Thanh ghi điều khiển Timer1 T1CON:  bit 7,6 khơng sử dụng  bit 5,4 T1CKPS1:T1CKPS0 lựa chon hệ số chia xung vào T1CKPS1:T1CKPS0 00 01 10 11 tỷ lệ chia đầu vào 1:1 1:2 1:4 1:8  bit 3 T1OSCEN bit điều khiển bộ dao động Timer1 1= Bộ dao động hoạt động 0= Bộ dao động khơng hoạt động  bit 2 bit điều khiển xung clock ngoài đồng... Chế độ hoạt động định thời đồng bộ: Chế độ được lựa chon bởi bit TMR1CS Trong chế độ này xung cấp cho Timer1 là Fosc/4, bit T1SYNC khơng có tác dụng  Chế độ đếm đồng bộ: trong chế độ này, giá trị của timer1 sẽ tăng khi có xung cạnh lên vào chân T1OSI/RC1 Xung clock ngoại sẽ được đồng bộ với xung clock nội, hoạt động đồng bộ được thực hiện ngay sau bộ tiền định tỉ lệ xung (prescaler)  Chế độ. .. Trần Cơng Tho 12 Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam ngắt xảy ra làm chương trình bị rẽ nhánh, giá trị của bộ đếm chương trình PC tự động được vi điều khiển cất vào trong stack Khi một trong các lệnh RETURN, RETLW hat RETFIE được thực thi, giá trị PC sẽ tự động được lấy ra từ trong stack, vi điều khiển sẽ thực hiện tiếp chương trình theo đúng qui trình định trước - Bộ nhớ Stack trong vi điều... khi xung đột đường trùn 13) EEPROM: ngắt khi ghi xong dữ liệu 14) COMP: ngắt sau khi thực hiện so sánh tính hiệu Hình 13: Sơ đồ hoạt động ngắt của PIC 16F877A Với đề tài “Điều khiển tốc độ động cơ DC chúng em sử dụng hai loại nguồn ngắt là ngắt ngoài khi có sự thay đổi trạng thái ở chân RB0 của PORTB và ngắt tràn Timer1, vì thế chúng em sẽ trình bày cụ thể hơn về ngun lí hoạt động và... (prescaler), một bộ hậu định Postscaler và một thanh ghi chu kỳ vi t tắt là PR2 Vi c kết hợp timer2 với 2 bộ định tỉ lệ cho phép nó hoạt động như một bộ đinh thời 16 bit Module timer2 cung cấp thời gian hoạt động cho chế độ điều biến xung PWM nếu module CCP được chon Hình 11: Sơ đồ khối Timer2 SVTH: Trần Cơng Tho 20 Đồ án vi điều khiển GVHD: Lê Hoài Nam b/ Hoạt đơng của bơ Timer2 - Timer2 được dùng... và CCP2 (16).Tại các chân này khi hoạt động sẽ xuất chuỗi xung vng với độ rộng điều chỉnh được dễ dàng.Xung ra này dùng để tạo tín hiệu đóng ngắt Trasistor trong mạch động lực, với độ rộng xác định sẽ tạo ra một điện áp trung bình xác định 1.6.2 Cách thiết lập chế đơ PWM cho PIC16F877A - Khi hoạt động ở chế độ PWM (Pulse Width Modulation _ khối điều chế độ rộng xung), tính hiệu sau khi điều