Thiết kế môtơ quay xuôi và ngượ

Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Thiết kế môtơ Quay xuôi ngợc Chỉ tiêu thiết kế: - Góc quay bớc 150 - Điện áp môtơ chiều 6V - Dòng điện môtơ 150 mA - Tốc độ quay môtơ 6000 vòng/phút Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi -1- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Mục lục Chỉ tiêu đề tài Phần I: Thiết lập sơ đồ khối nguyên lý làm việc I.Sơ đồ khối 1.Chức khối 2.Nguyên lý làm việc hệ thống II Sơ đồ khối nguyên lý làm việc 1.Mạch tạo xung quay thuận, tạo xung quay ngợc a Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung quay thuận, ngợc b Hoạt động mạch tạo xung quay Mạch tạo thời gian quay thuận, tạo thời gian quay ngợc a Sơ đồ tạo thời gian quay thuận, tạo thời gian quay ngợc b Hoạt động mạch tạo thời gian bớc quay Mạch quay thuận ngợc a Sơ đồ nguyên lý mạch quay thuận ngợc b Hoạt động mạch quay thuận nghịch Hoạt động mạch điều khiển Môtơ quay ngợc xuôi Phần II: Các bớc tính toán chi tiết quay thuận ngợc tạo độ rộng xung tạo xung kích nguyên lý chi tiết Phần III: Thực nghiệm mạch in bố trí chân linh kiện chi tiêu thực nghiệm 4.Đánh giá kết thực nghiệm 5.Kết luận Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi 3 4 4 6 9 10 12 Mạch 12 Mạch 13 Mạch 14 Sơ đồ 15 16 Sơ đồ 16 Sơ đồ 16 Chon 17 17 17 -2- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Phần I: Thiết lập sơ đồ khối nguyên lý làm việc I.Sơ đồ khối Thiết kế quay Môtơ ngợc xuôi theo bớc, bớc 150 đợc thực xung kích nút bấm + Phần chung: mạch quay thuận ngợc + Phần riêng: mạch điều khiển tạo xung quay thuận ( ngợc ) mạch tạo thời gian quay thuận ngợc Từ ta có sơ đồ khối mạch cần thực nh sau: Khuếch Tạo xung Tạo thời gian đại quay thuận quay thuận điều M khiển Môtơ quay Tạo xung Tạo thời gian thuận quay ngợc quay ngợc nghịch Chức khối + Mạch tạo xung quay thuận: tạo xung dơng hẹp kích vào để đa vào mạch tạo thời gian quay thuận + Mạch tạo xung quay ngợc: tạo xung dơng hẹp kích vào để đa vào mạch tạo thời gian quay ngợc + Mạch tạo thời gian quay thuận: tạo xung dơng có độ rộng x thời gian bớc quay thuận cho trớc để đa vào mạch quay thuận ngợc + Mạch tạo thời gian quay ngợc: tạo xung dơng có độ rộng x thời gian bớc quay ngợc cho trớc để đa vào mạch quay thuận ngợc + Mạch quay thuận ngợc: cung cấp đủ điện áp dòng điện ( đảm bảo đủ công suất ) cho môtơ quay thuận ( quay ngợc ) có xung dơng với độ rộng x từ mạch tạo xung quay thuận ( từ mạch tạo xung quay ngợc ) đa đến mạch quay thuận ngợc Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi -3- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Nguyên lý làm việc hệ thống Giả sử ban đầu cha bấm nút K1 K2 xung kích để đến hai mạch: tạo thời gian quay thuận tạo thời gian quay ngợc Do xung đa đến mạch quay thuận ngợc để cung cấp điện áp cho Môtơ nên Môtơ không làm việc Khi bấm nút, giả sử bấm K1 đầu mạch quay thuận xuất xung hẹp đa vào mạch tạo thời gian quay thuận Đầu mạch thời gian quay thuận có xung dơng có mức điện áp xấp xỉ với nguồn cấp +E c = +9V, với độ rộng xung x Đây xung điều khiển để cấp nguồn điện áp cho Môtơ quay thuận khoảng thời gian x tơng ứng với bớc quay thuận Khi kết thúc xung điều khiển quay thuận mức điện áp Môtơ ngừng quay Tơng tự, với trờng hợp bấm K2 ta điều khiển đợc Môtơ quay bớc theo chiều ngợc lại thời gian x II sơ đồ khối nguyên lý làm việc Mạch tạo xung quay thuận, mạch tạo xung quay ngợc Về mặt nguyên tắc mạch tạo xung quay thuận hay quay ngợc nh nên ta xét trờng hợp xung quay thuận Nói chung để tạo xung hẹp thời gian bấm nút có nhiều phơng pháp thực nh : dùng trực tiếp công tắc kiểu chạm theo nguyên lý tiếp xúc khí dùng kết hợp với cổng lôgic theo kiểu Trigơ-RS để tạo xung kích cách gián tiếp Việc tạo xung trực kiểu tiếp xúc khí độ ổn định không cao, mạch tạo thời gian quay thuận không đáp ứng kịp với xung đầu vào Cho nên ta lựa chọn phơng án tạo xung kích cách gián tiếp qua Trigơ-RS Khi có thay đổi trạng thái đầu vào R-S thời điểm bấm nút, tạo đầu mạch Trigơ-RS xung hẹp có độ rộng đủ để mạch tạo thời gian quay thuận làm việc (điều đạt đợc tính chất trễ cổng lôgic) Sơ đồ đợc trình bày nh hình dới đây: a Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung quay thuận K1 U1A R1 CD4011 + 9V R2 n to thi gian quột thun U1B CD4011 Mạch tạo xung quay thuận Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi -4- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog K2 R4 U1C 10 R3 + 9V GVHD: Đinh Hữu Thanh 13 CD4011 U1D n to thi gian quột ngc 11 12 CD4011 Mạch tạo xung quay ngợc Trong đó: - R1, R2, R3, R4 có tác dụng phân áp cho đầu vào cổng NAND - Hai cổng NAND tạo chuyển trạng thái đầu có xung kích Đầu Q Trigơ-RS có giá trị theo bảng chân lý cho dới S 0 1 R 1 Qn+1 Qn Tổ hợp cấm Theo bảng chân lý : S = R= Q = S = R= Q = Với sơ đồ mạch điện nh hình vẽ tổ hợp S R xảy với trờng hợp sau: S = 1, R = làm cho Q = S = 0, R = làm cho Q = Nh vậy, đầu Q bị đa mức S =1, đa mức R=0 (không rơi vào tổ hợp cấm R=1, S=1 không gặp phải tổ hợp S =R= 0) b Hoạt động mạch tạo xung quay Bình thờng nút K1 đóng tiếp điểm tơng ứng với trạng thái đầu vào S =0 R = 1, theo bảng chân lý trạng thái đầu Q =0 Khi có xung bấm, nút K1 đóng sang tiếp điểm khoảng thời gian bấm nút Điều làm cho S R lật sang trạng thái S =1 R= 0, kéo theo Q =1, tức đầu Q có xung hẹp thời gian kích ngắn Sau kết thúc trình bấm nút, tiếp điểm nút K1 trở trạng thái bền ban đầu S =0 R=1 đầu Q=0 Nh vậy, bấm nút K1 đầu Q có xung hẹp ( nh hình vẽ ) Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi -5- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Đối với mạch tạo cung quay ngợc hoạt động tơng tự theo nguyên lý trên, bấm vào nút K2 Mạch tạo thời gian quay thuận, tạo thời gian quay ngợc Do yêu cầu khối tạo thời gian quay thuận quay ngợc là: có xung kích đầu vào tạo xung dơng đầu có độ rộng x cho trớc Cho nên cần phải sử dụng mạch dao động đa hài đơn ổn ( thực chất mạch đa hài đợi) Có nhiều cách tạo mạch đa hài làm việc chế độ đơn ổn nh sử dụng khoá Transistor mạch dùng khoá phần tử phóng nạp RC Đối với khoá Transistor thờng hoạt động không ổn định với trờng hợp yêu cầu tốc độ chuyển đổi cao Do vậy, nên sử dụng khoá phần tử lôgic Cụ thể trờng hợp phơng án lựa chọn hợp lý dùng hai khoá NOR để nâng cao độ tin cậy trình chuyển đổi mức lôgic mạch dao động đa hài đơn ổn làm việc Trên sở xây dựng sơ đồ nguyên lý nh hình vẽ sau: a Sơ đồ tạo thời gian quay thuận ngc + 9V R5 D1 R VR1 U1i U2A U10 C1 T to xung quay thun U2B U2i CD4001 U20 CD4001 n quay thun nghch Mạch tạo thời gian quay thuận + 9V R6 D2 VR2 T to xung quay ngc Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi U2C 10 CD4001 C2 13 12 U2D 11 CD4001 n quay thun nghch -6- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Mạch tạo thời gian quay ngợc b Hoạt động mạch tạo thời gian quay thun ngc trạng thái ổn định, đầu vào cổng U2B mức lôgic , nghĩa U2i=Ec=+9V (bởi cổng CMOS có dòng đầu vào không đáng kể) Đầu U 20 xấp xỉ 0V tức mức lôgic Sự khởi động đầu vào để bắt đầu trạng thái ổn định đợc đặt vào đầu vào G1 Với đầu vào U 1i U20 mức lôgic 0, đầu U1i U2A mức lôgic 1, nghĩa ứng với mức điện áp nguồn cấp Ec=+9V, tụ C đợc nạp ban đầu Nếu ta đặt xung dơng ngắn có biên độ cỡ lôgic vào U1i sau thời gian trễ, U10 đột ngột tụt xuống mức lôgic nh hình vẽ sụt đột ngột đợc truyền đến đầu vào U2i cổng U2B gây nên chuyển đổi mức lôgic đầu U2B, tức U20 = Ec Do đầu vào U2A có mức lôgic ổn định, đồng thời đầu mức lôgic không phụ thuộc vào xung kích ban đầu Tuy nhiên ta phải giả thiết tổng thời gian trễ hai cổng U2A U2B nhỏ độ rộng xung dơng đợc kích ban đầu Lúc đầu, trạng thái ổn định, dòng qua R điện áp đặt lên Cho đến bắt đầu trạng thái tựa ổn định ( U 1i U20 sụt xuống 0V có dòng điện chảy qua R, qua C đất ( đầu U2A)) Do dòng điện mà điện áp tụ C đợc nạp lớn dần lên với má dơng phía bên đầu vào G2 hay U2i tăng dần lên theo quy luật hàm mũ Quá trình nạp đợc kéo dài thời gian x giây, đồng thời U20 có giá trị +9V U2i có giá trị Ungỡng đủ để U2B chuyển đổi mức lôgic từ mức sang mức 1, làm cho đầu G2 có mức 0, dẫn đến U10 = Ec U2i= Ec + Ungỡng thời gian từ t2 ữ t4 giây, tụ C phóng điện tích mà tích đợc qua R (hoặc qua RD có Diot) hớng nguồn Nếu có Diot mắc song song với R thời gian phóng tụ C giảm nhiều, điện tích phóng qua R D( điện trở có giá trị cỡ nhỏ vài Ohm đến vài chục Ohm) tạo điều kiện cho mạch chuyển nhanh trạng thái ổn định ban đầu để tiếp tục chu kỳ cho xung kích Điều đợc thể hai đờng phóng ứng với trờng hợp có D D hình vẽ: đờng phóng đứt nét ứng với trờng hợp D đờng phóng liền nét ứng với trờng hợp có D Giá trị x phụ thuộc vào nhiều nhân tố nh +Ec, Ungỡng, R nhng ta lấy xấp xỉ: x=R.C Trong thực tế giá trị Ungỡng thay đổi theo cổng khác nằm đâu dải từ 30% đến 70% điện áp nguồn cấp +E c Diot D đợc mắc song song với nguồn cấp bên đầu vào cổng vi mạch CMOS Nh vậy, trình tạo độ rộng xung đợc trạng thái ổn định bền chuyển sang trạng thái tựa ổn định sau quay lại trạng thái ổn định ban đầu Sau chu kỳ tạo xung dơng đầu vào cổng U2B Xung có độ rộng theo yêu cầu, tuỳ thuộc vào việc ta điều chỉnh giá trị R C, th ờng R chọn với giá trị cỡ vài trăm K không hoàn toàn ý nghĩa điện trở vào cổng CMOS lớn cỡ xấp xỉ theo công thức: x RC Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi -7- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Đồ thị mức điện áp mạch tạo thời gian quay thuận ngợc U3 +9V U4 t +9V t U5 +9V Ung t n U6 p +9V t Tx Trong đó: Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi -8- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh U1i : điện áp vào mạch tạo độ rộng xung U10 : điện áp cổng U2A U2i : điện áp vào cổng U2B U20 : điện áp cổng U2B R, C : tạo độ rộng xung trình phóng nạp D : Diot giảm thời gian hồi phục tụ C Mạch quay thuận ngợc Để đáp ứng đợc yêu cầu trình bày ban đầu khối quay thuận ngợc, mạch quay thuận ngợc phải sử dụng khoá điện tử để điều khiển trình thông tắt có xung điều khiển quay thuận quay ngợc đa đến Các khoá cần có khả cung cấp đủ công suất cho Môtơ quay trình xuất xung điều khiển quay Do khối việc sử dụng Transistor làm khoá đóng mở hoạt động chế độ tắt thông bão hoà hợp lý cho việc điều khiển Môtơ quay Với khoá lắp ráp theo dạng Dalington kiểu bù (dùng cặp Transistor loại NPN PNP) để tận dụng cách tối đa u điểm nh : có khả cung cấp công suất lớn, có hệ số khuếch đại dòng lớn điều khiển khoá đóng mở nhanh Sơ đồ mạch điện đợc xây dựng nh hình sau: a Sơ đồ nguyên lý mạch quay thuận ngợc + 9V R14 R8 A T to thi gian quột thun R7 R T1 A564 R D468 R13 R R10 M R R11 B T to thi gian quột ngc A564 T2 R9 R R T5 B562 T6 R12 R T3 C828 R R15 R T4 D468 R16 R M N MOTOR DC R17 R T7 B562 T8 R19 C828 R18 R R b Hoạt động mạch quay thuận ngợc Bình thờng trạng thái ổn định, xung đa đến hai đầu quay thuận ngợc điện áp cực bazơ đèn T1, T3, T6 T8 Tức điện áp Ubc đặt lên T1 T5 xấp xỉ mức nguồn cấp, lớn U bcmax, làm cho hai đèn tình trạng thông bão hoà Dẫn đến T2 T4 mở thông bão hoà, Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi -9- Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh làm cho cực Môtơ Còn hai đèn T6 T8 U be=0 nên bị khoá lại dẫn đến T5 T7 bị khoá Khi có xung dơng với độ rộng x biên độ cỡ 9V đợc đa đến đầu vào, giả sử vào T1, làm cho Ube T1 sụt xuống mức bị khoá nên T2 bị khoá Đồng thời T6 thông bão hoà làm cho T5 thông bão hoà Nh vậy, điện áp cực Môtơ bị sụt xuống 0V, hai cặp đèn T4-T7 T3-T8 có trạng thái nh ban đầu, tức chúng tạo cực lại Môtơ mức điện áp +9V Trên hai cực Môtơ lúc có chênh lệch điện áp: cực phía xung kích quay thuận 0V, cực xung kích có mức điện áp cỡ xấp xỉ +3V Và Môtơ đợc cấp điện áp quay thuận với điện áp định mức Để đạt đợc dòng qua Môtơ theo yêu cầu 450mA điện trở R11 R15 phải đợc chọn cho chúng tạo đợc dòng bão hoà đủ để cấp cho Môtơ sau qua T6 T5 đợc khuyếch đại lên lần Vậy trình quay thuận Môtơ có cặp đèn T5-T6 T3-T4 điện trở R11, R12, R14 R15 tham gia trình phân áp tạo dòng bão hoà cấp cho Môtơ quay thuận thời gian x Hoàn toàn tơng tự, trờng hợp có xung quay ngợc đa đến cực bazơ T6 cặp đèn T1-T2 T7-T8 điện trở R7-R19 tham gia trình tạo dòng bão hoà cung cấp cho Môtơ làm cho quay ngợc khoảng thời gian x điện trở R7, R11, R15 R19 đóng vai trò tạo dòng bão hoà Transistor tác dụng nh khoá điện tử để cung cấp đủ công suất cho Môtơ làm việc chu kì điều khiển quay thuận ngợc 4.Hoạt động mạch điều khiển Môtơ quay ngợc xuôi Theo sơ đồ trên, bình thờng cha có xung bấm kích vào nút K1 K2 điểm A, B có mức lôgic 0, làm cho M N có mức lôgic Trên hai cực Môtơ điện áp rơi Thế M N nên Môtơ không quay Trạng thái đợc giữ nguyên ta ấn nút K Khi ấn nút quay thuận A xuất xung hẹp có mức lôgic đa tới đầu vào cổng NOR mạch tạo độ rộng xung Sau trình nạp phóng tụ C tín hiệu đợc đa tới cổng NOR tiếp tục tạo mức lôgic đầu M cổng NOR thời gian x mà tụ C nạp Nh trình bày trên, E có xung dơng có biên độ xấp xỉ nguồn cấp (+9V) mạch thuận ngợc cấp điện áp dòng điện cho Môtơ quay thuận suốt thời gian xuất xung E Các giá trị linh kiện mạch đợc tính toán Môtơ quay góc 50 bấm nút K1 K2 tạo xung điều khiển Quá trình hoạt động tơng tự trờng hợp ta bấm nút quay ngợc K2 Từ sơ đồ nguyên lý khối lắp ghép lại ta xây dựng đợc sơ đồ nguyên lý đầy đủ nh hình vẽ: Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi - 10 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh + 9V R5 + 9V R K1 R1 C D 4011 + 9V R R R2 U 1A VR U 2A C AP N P C D 4001 C D 4001 K2 R3 R + 9V R4 R 13 12 T1 A564 D2 10 10 C D 4001 C2 C AP N P 13 R R 10 R U 2D T5 B562 11 12 C D 4001 R 11 R U 1D R 12 R R T4 D 468 R 13 R VR U 2C R 15 A564 R9 R R T3 T2 D IO D E C D 4011 R R R6 U 1C R7 + 9V C D 4011 R 14 R8 U 2B U 1B D IO D E C1 D1 D 468 R 16 R M M O TO R D C R 17 R T7 B562 T6 T8 C 828 C 828 R 19 R 18 R R 11 C D 4011 Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi - 11 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Phần II: bớc tính toán chi tiết Để có tiêu kỹ thuật nh yêu cầu thiết kế trình tính toán cần phải thực theo trình tự từ khối sau đến khối trớc Cụ thể từ khối mạch quay thuận ngợc đến khối mạch tạo độ rộng xung sau khối tạo xung quay thuận ngợc Mạch quay thuận ngợc Nh phần I, ta biết dòng bão hoà chạy qua Môtơ đợc định điện trở R nối với cực bazơ Giả sử mạch đợc cấp nguồn +9V, Môtơ quay đầu vào mạch quay thuận ngợc có giá trị ngợc 0,1 1,0 + 9V R 14 R R 0(1) R T1 A564 R R R R 10 R R 12 D 468 R 16 R M R 17 M O TO R D C T5 B562 T6 C 828 R R T4 D 468 R 13 R R 11 R 15 A564 T2 R R T3 T7 R B562 T8 R 19 C 828 R 18 R R 1(0) Khi đầu vào tơng ứng 0,1 transistor T1, T2, T7, T8 thông T3, T4, T5, T6 tắt R13= 96 = 20 0.15 Căn vào giá trị điện trở có thị trờng ta chọn R13 = 10 IeT2 = IM =150mA 150 = mA 50 0,65 R9 = 0,65/IbT2 = = 216 0,003 IbT2 = IeT2/k = Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi - 12 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Chọn R9 = 220 IR9 = 0,65 = 2,95 mA 220 IcT1 = IR9 + IbT2 = + 2,95 = 5,95 mA 5,95 = 0,12 mA 50 0,65 R8 = 0,65/IbT1 = = 5,4 k 0,12 IbT1 = IcT1/k = Chọn R8 = 5,6 k IR8 = 0,65 = 0,12 mA 5,6 IR7 = IR8 + IbT1 = 0,12 + 0,12 = 0,24 mA R7 = 0,65 = 35 k 0,24 Chọn R7 = 33 k Do vai trò đối xứng nên điện trở R7, R11, R15, R19 có giá trị 33 K điện trở R8, R12, R14, R18 có giá trị 5,6 K điện trở R9, R10, R16, R17 có giá trị 220 Các đèn T1, T3, T6 T8 có dòng: Ib = 0,12A Ic = 5,95mA Các đèn T2, T4, T5 T7 có dòng: Ib = 3A Ie = 150mA Căn vào sổ tay tiêu kỹ thuật linh kiện có thị trờng để lựa chọn đèn làm việc cho phù hợp với công suất nó, nhằm tránh sai hỏng trình làm việc Các đèn T1, T3, T6 T8 không yêu cầu chịu dòng lớn nên chọn đèn tơng ứng loại A564 C828 có công suất nhỏ đợc sử dụng rộng rãi thị trờng Đối với T2, T4, T5 T7 cần yêu cầu chịu dòng lớn ta sử dụng hai loại tơng ứng với công suất vừa phải D468 B562 Mạch tạo độ rộng xung (mạch tạo thời gian quay thuận ngợc) Nh ta biết, dòng vào mạch quay thuận nghịch dòng mạch tạo dao động xung nhỏ có mức lôgic cổng NOR xấp xỉ mức nguồn cung cấp có xung bấm Điều có nghĩa cổng NOR có dòng nhỏ Với đặc điểm lựa chọn cổng NOR IC loại CMOS hợp lý Bởi IC CMOS có dòng nhỏ với mức giới hạn từ 10mA đến 20mA, có khả chống nhiễu cao, tiêu thụ lợng, ổn định với nhiệt độ môi trờng Đó u điểm hẳn cá IC loại TTL chức Với IC CMOS sử dụng loại 4001 chứa cổng NOR vi mạch Độ rộng xung linh kiện R, RV, RD C định đợc tính theo biểu thức: x = ( R + VR)C Theo yêu cầu thiết kế ta có bớc Môtơ 150 với tốc độ quay Môtơ 1000vòng/phút, hay 6000.360 = 360/ms Khi độ rộng xung đợc tính là: 60.10 Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi - 13 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh 15 x = /ms = 0,417 (ms) 36 Chọn C= 1(nF) ta có: R+VR= 0,417.10 = = 417 K C 10 Chọn R=330 K; VR= 100 K Thời gian hồi phục: 3RD.C = 3.1.10-9 RD RD điện trở thuận Diot phân cực thuận có giá trị cỡ vài Ohm đến vài chục Ohm thời gian hồi phục tụ C bé Do thời gian để thực chu kỳ kích tổng độ rộng xung thời gian hồi phục bé Mạch tạo xung kích (mạch tạo xung quay thuận ngợc) Mỗi mạch quay thuận quay ngợc gồm hai cổng NAND hai điện trở R nhằm làm thay đổi mức lôgic đầu vào bấm nút Các cổng NAND dùng IC CMOS 4011 chứa cổng NAND vi mạch u điểm nêu Các điện trở R chọn giá trị 220 K Sơ đồ mạch chi tiết Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi - 14 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi GVHD: Đinh Hữu Thanh - 15 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Phần III - Thực nghiệm Sơ đồ mạch in: Sơ đồ bố trí linh kiện: Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi - 16 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Chọn tiêuthực nghiệm: - Góc quay bớc 130 - Điện áp môtơ chiều 4,5V - Dòng điện môtơ 300 mA - Tốc độ quay môtơ 5000 vòng/phút Để tiến hành thực nghiệm Giá trị linh kiện lắp ráp: R1 = R2 = R3 = R4 = 220K C1=C2=1nF R5 = R6 = 330K T1, T3: A564 R7 = R11 = R15 = R19 = 15 K T2,T4: D468 R8 = R12 = R14 = R18 = 2,7 K R9 = R10 = R16 = R17 = 220 R13 = 10 T5, T7: B562 VR1 = 100 K; VR2 = 100 K T6, T8: C828 Đánh giá kết thực nghiệm Với sơ đồ mạch nh trên, điều khiển đợc động bớc chiều thuận ngợc Bằng cách thay đổi giá trị linh kiện thích hợp điều khiển đợc động với góc quay theo yêu cầu Hạn chế: Do Môtơ thực tế có quán tính lớn nên không đáp ứng kịp với xung kích nhỏ không quay với thông số thiết lập ta đặt bớc quay nhỏ Kết luận Qua việc hoàn thành tập em hiểu thêm vấn đề học lớp mạch khuếch đại công suet, trình tích nạp mạch RC cách sử dụng vào hệ thống định thời Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn bảo tận tình thầy giáo Đinh Hữu Thanh giúp em hoàn thành đợc đồ án Nhng cha có nhiều kinh nghiệm thực tế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong có đóng góp ý kiến thầy để chúng em ngày hoàn thiện Thiết kế Môtơ quay ngợc xuôi - 17 - [...]... chi tiết Thiết kế Môtơ quay ngợc và xuôi - 14 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog Thiết kế Môtơ quay ngợc và xuôi GVHD: Đinh Hữu Thanh - 15 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Phần III - Thực nghiệm 1 Sơ đồ mạch in: 2 Sơ đồ bố trí linh kiện: Thiết kế Môtơ quay ngợc và xuôi - 16 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh 3 Chọn chỉ tiêuthực nghiệm: - Góc quay mỗi bớc... trong một vi mạch Độ rộng của xung do các linh kiện R, RV, RD và C quyết định và đợc tính theo biểu thức: x = ( R + VR)C Theo yêu cầu thiết kế ta có một bớc của Môtơ là 150 với tốc độ quay của Môtơ là 1000vòng/phút, hay bằng 6000.360 = 360/ms Khi đó độ rộng xung đợc tính là: 60.10 Thiết kế Môtơ quay ngợc và xuôi - 13 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh 0 15 x = 0 /ms = 0,417 (ms)... D 4011 Thiết kế Môtơ quay ngợc và xuôi - 11 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Phần II: các bớc tính toán chi tiết Để có các chỉ tiêu kỹ thuật nh yêu cầu thiết kế thì quá trình tính toán cần phải thực hiện theo một trình tự từ khối sau đến khối trớc Cụ thể là từ khối mạch quay thuận ngợc đến khối mạch tạo độ rộng xung và sau cùng là khối tạo xung quay thuận ngợc 1 Mạch quay thuận... tơng ứng là 0,1 thì các transistor T1, T2, T7, T8 thông con T3, T4, T5, T6 tắt R13= 96 = 20 0.15 Căn cứ vào giá trị điện trở có trên thị trờng ta chọn R13 = 10 IeT2 = IM =150mA 150 = 3 mA 50 0,65 R9 = 0,65/IbT2 = = 216 0,003 IbT2 = IeT2/k = Thiết kế Môtơ quay ngợc và xuôi - 12 - Đồ án môn học thiết kế mạchAnalog GVHD: Đinh Hữu Thanh Chọn R9 = 220 IR9 = 0,65 = 2,95 mA 220 IcT1 = IR9 + IbT2 = 3 + 2,95... cực thuận có giá trị cỡ vài Ohm đến vài chục Ohm cho nên thời gian hồi phục của tụ C là rất bé Do đó thời gian để có thể thực hiện chu kỳ kích tiếp theo bằng tổng độ rộng xung và thời gian hồi phục cũng sẽ rất bé 3 Mạch tạo xung kích (mạch tạo xung quay thuận ngợc) Mỗi mạch quay thuận hoặc quay ngợc đều gồm hai cổng NAND và hai điện trở R nhằm làm thay đổi mức lôgic các đầu vào khi bấm nút Các cổng... đèn T1, T3, T6 và T8 có dòng: Ib = 0,12A và Ic = 5,95mA Các đèn T2, T4, T5 và T7 có dòng: Ib = 3A và Ie = 150mA Căn cứ vào sổ tay các chỉ tiêu kỹ thuật và các linh kiện có trên thị trờng để lựa chọn các đèn làm việc sao cho phù hợp với công suất của nó, nhằm tránh sự sai hỏng trong quá trình làm việc Các đèn T1, T3, T6 và T8 không yêu cầu chịu dòng lớn nên chọn các đèn tơng ứng loại A564 và C828 có công... khiển đợc động cơ với góc quay theo yêu cầu Hạn chế: Do Môtơ thực tế có quán tính lớn nên không đáp ứng kịp với xung kích quá nhỏ vì vậy sẽ không quay đúng với thông số thiết lập nếu ta đặt bớc quay quá nhỏ 5 Kết luận Qua việc hoàn thành bài tập này em có thể hiểu thêm về những vấn đề học trên lớp về mạch khuếch đại công suet, về quá trình tích nạp của mạch RC và cách sử dụng nó vào hệ thống định thời... hoà chạy qua Môtơ đợc quyết định bởi các điện trở R nối với các cực bazơ Giả sử khi mạch đợc cấp nguồn +9V, Môtơ quay khi 2 đầu vào của mạch quay thuận ngợc có giá trị ngợc nhau 0,1 hoặc 1,0 + 9V R 14 R 8 R 7 0(1) R T1 A564 R R 9 R R 10 R R 12 D 468 R 16 R M R 17 M O TO R D C T5 B562 T6 C 828 R R T4 D 468 R 13 R R 11 R 15 A564 T2 R R T3 T7 R B562 T8 R 19 C 828 R 18 R R 1(0) Khi 2 đầu vào tơng ứng là... công suất nhỏ đợc sử dụng rộng rãi trên thị trờng Đối với T2, T4, T5 và T7 cần yêu cầu chịu dòng lớn hơn ta sử dụng hai loại tơng ứng với công suất vừa phải là D468 và B562 2 Mạch tạo độ rộng xung (mạch tạo thời gian quay thuận ngợc) Nh trên ta đã biết, dòng vào mạch quay thuận nghịch chính là dòng ra của mạch tạo dao động xung rất nhỏ và có mức lôgic 1 của cổng NOR xấp xỉ mức nguồn cung cấp mỗi khi có... hoàn thành đợc đồ án này Nhng do cha có nhiều kinh nghiệm thực tế nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong có sự đóng góp ý kiến của thầy để chúng em ngày càng hoàn thiện hơn Thiết kế Môtơ quay ngợc và xuôi - 17 -