đồ án điều khiển đông cơ bước sử dụng ic 74ls194

Đồ án điều khiển động cơ bước sử dụng mạch tạo xung vuông ne555 và ic 74ls194. Điều khiển tốc độ và đảo chiều động cơ bước. Đồ án năm 2, chuyên ngành tự động hóa, khoa Điệnđiện tử.

Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề Tài : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC DÙNG IC SỐ Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Tiến Dũng Nhóm thực : Nguyễn Trung Nhất Hoàng Thị Quỳnh Lớp : 112152A HƯNG YÊN,2016 Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, người với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến giới, thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ Đó yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động sản xuất, sinh hoạt người đạt hiệu ngày cao Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đáp ứng đòi hỏi không ngừng ngành, lĩnh vực khác nhu cầu thiết yếu người sống hàng ngày Ngày điều khiển động điện không đơn giản trước Với thờ đại công nghiệp đại xuất nhiều toán động điện giải nhiều chức phức tạp, để giải vấn đề nhà khoa học nghiên cứu nhiều loại động điện Trong số có động bước, loại động điện có nguyên lý ứng dụng khác biệt so với động điện thông thường Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu dạng xung rời rạc thành chuyển động góc quay chuyển động roto có khả cố định roto vào vị trí cần thiết Xuất phát từ nhu cầu ứng dụng, chúng em thiết kế mạch điều khiển, “THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC DÙNG IC SỐ” Nội dung báo cáo gồm Chương: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Tính toán thiết kế thi công mạch Chương 4: Kết luận Với kiến thức hạn chế, kinh nghiện chưa tích lũy nhiều nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy giáo ,cô giáo bạn để đề tài chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Nhóm sinh viên thực Nguyễn Trung Nhất Hoàng Thị Quỳnh Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng yên ngày …tháng…năm … Giáo viên Nguyễn Tiến Dũng Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ .5 CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU .6 CHƯƠNG2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 IC 74194 2.2 Mạch tạo xung(IC 555) 11 2.2.1 Nguồn gốc NE555 .11 2.2.2 Thông số 11 2.2.3 Chức NE555 11 2.2.4 Bố trí chân chức chân 12 2.2.5 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 12 2.3 PC 817 13 2.4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ BƯỚC 14 2.4.1 Cấu tạo .14 2.4.2 Hoạt động 14 2.4.3 Ứng dụng 14 2.4 Phân loại 14 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MẠCH 20 3.1 Xây dựng sơ đồ khối toàn mạch .20 3.2.Thiết kế mạch .20 3.3 Sơ đồ nguyên lí khối nguồn +5v 20 3.4 Sơ đồ nguyên lí khối tạo dao động 22 3.5 Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển 22 3.6 Khối động 23 3.6.1 Nguyên lí hoạt động khối khuếch đại 23 3.7 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch 24 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN .26 4.1 Ưu ,nhược điểm sản phẩm 26 4.2 Kết luận trình làm việc 26 4.3 Hướng phát triển .26 TÀI LIỆU THAM KHẢO .29 Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Sơ đồ chân IC 74194 Hình 2.2 Sơ đồ chân IC 74194 Hình 2.3 74195 thực tế Hình 2.4 Sơ đồ chân IC555 Hình 2.5 Đặc tuyến truyền đạt PC817 Hình 2.6 Động lại có từ biến trở Hình 2.7 Động loại nam châm vĩnh cửu Hình 2.8 Động loại cực Hình 2.9 Động nhiều pha Hình 3.1 Sơ đồ khối toàn mạch Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lí khối nguồn Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lí khối tạo xung Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch Hình 3.6 Sơ đồ board toàn mạch Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề − Khái niệm: Động bước loại động điện có nguyên lý ứng dụng khác biệt với đa số động điện thông thường Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay chuyển động rôto có khả cố định rôto vào vị trí cần thiết − Cấu tạo: Động bước coi tổng hợp hai loại động cơ: động chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc công suất nhỏ − Hoạt động: Động bước không quay theo chế thông thường, chúng quay theo bước nên có độ xác cao mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ chuyển mạch điện tử đưa tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự tần số định Tổng số góc quay rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, chiều quay tốc độ quay rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi tần số chuyển đổi − Ứng dụng: Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động bước cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu thực trung thành lệnh đưa dạng số 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, 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,… − Ưu điểm: + Dễ thiết kế, điều khiển… + Nhiều nguồn linh kiện giá vừa phải + Dễ kiểm tra, sửa chữa − Nhược điểm : + Dòng nhỏ + Khó bo mạch nhiều linh kiện + Khó xác định thời gian xung + Thường điều khiển cho động bước loại nhỏ 1.2 Mục tiêu đề tài - Tìm hiểu nguyên lý, chức tác dụng động bước Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử - Tìm hiểu chức năng, tác dụng linh kiện thiết bị điện tử - Hoàn thành sản phẩm mạch điều khiển động bước: Tăng tốc ,giảm tốc,đảo chiều… - Rèn luyện cho sinh viên cách tự học, đôi với thực hành khả làm việc theo nhóm 1.3 Kế hoạch thực -Bước 1: Tìm hiểu lý thuyết chung mạch điều khiển động bước Bao gồm nguyên tắc hoạt động mạch số mạch để đưa lựa chọn tốt cho đề tài làm đồ án -Bước 2: Tìm hiểu linh kiện, thiết bị điện tử sử dụng mạch trên, từ tính toán lựa chọn linh kiện, thiết bị đạt yêu cầu sử dụng mạch -Bước 3: Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm vẽ mạch professional, Eagle 4.14 từ đưa cách vẽ mạch điều khiển động bước hoàn thành mạch in mạch -Bước 4: Sau có mạch in tiến hành thi công hoàn thành sản phẩm CHƯƠNG2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 IC 74194 a) Khái niệm IC 74LS194 IC tích hợp ghi dịch hai chiều bít Thanh ghi dịch hai chiều thiết kế để hợp tất đặc tính ngõ vào song song, ngõ song song, ngõ vào dịch phải dịch trái tuần tự, ngõ vào họat động kiểu điều khiển, toàn lĩnh vực quan trọng trực tiếp Bộ ghi dịch có chế độ hoạt động khác biệt là: Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử • Song song ngõ vào • Dịch phải • Dịch trái • Cấm định thời Đồng song song ngõ vào hoàn thành áp dụng liệu 4Bit dẫn hai chế độ điều khiển ngõ vào, S0 S1 mức cao Dữ liệu đưa vào Flip - flops liên hợp xuất ngõ ngõ vào xung clock hồi tiếp dương Khi vào dòng liệu nối tiếp bị cấm Dịch trái hoàn thành đồng thời với dâng biên xung clock S0 mức cao S1 mức thấp Trong chế độ liệu nối tiếp nhập lại ngõ vào liệu dịch phải Khi S0 mức thấp S1 mức cao, đồng thời liệu dịch trái liệu nhập lại ngõ vào nối tiếp dịch trái Flip - flop bị cấm hai chế độ điều khiển ngõ vào mức thấp b) Cấu tạo bên sơ đồ chức chân  Cấu tạo bên trong: Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử  Sơ đồ chức chân: Hình 2.1Sơ đồ chân IC 74194  Chân 16 nối nguồn 5V, chân đếm tiến chân quay thuận , chân Khi đưa xung Clk vào dương nguồn đếm lại đưa xung vào chân dương nguồn IC chân nối mass IC có chân đếm lùi Chân chân quay ngược chân 11 chân nối quay thuận Và ngược 11 chân 10 nối quay ngược  Các chân 3,4,5,6 đầu vào số liệu A, B, C, D ( gọi đầu vào đặt trước) Theo thứ tự từ A đến D A bít có trọng số nhỏ ( 0) D bít có trọng số lớn (23)  Các chân 12,13,14,15 đầu ( Q0 có trọng số nhỏ nhất)  Chân chân Load tích cực thấp để điều khiển nạp số liệu đặt trước vào IC Khi cho Load = giá trị đặt A, B, C, D tương ứng chuyển đầu QA, QB, QC, QD Sau nạp phải chuyển Load sang mức logic đếm hoạt động c) Chế độ làm việc Song song ngõ vào ngõ Có chế độ hoạt động: • Đồng song song ngõ vào, Page Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử • Dịch phải • Dịch trái, • Cấm định thời Biên duơng khởi động định thời d) Chức IC 74194 Hình 2.2 Sơ đồ chân IC 74194 IC ghi dịch vạn lưỡng hướng 4-bit - Có khả dịch trái, dịch phải - Cho phép truyền liệu nối tiếp, song song đồng - Dễ dàng mở rộng cho hoạt động nối tiếp song song - Cho phép Reset Master không đồng - Có mode " Hold" - Kiểu đầu ra: Tiêu chuẩn - Nguồn cung cấp: V ~ V - Nhiệt độ hoạt động: -40°C ~ 125°C e) Hình ảnh thực tế Page 10 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử + Dấu thập hình 2.7 rotor động biến từ trở quay 30 độ bước Rotor động có stator có cực, cuộn quấn quanh hai cực đối diện Khi cuộn kích điện, X rotor bị hút vào cực Nếu dòng qua cuộn bị ngắt đóng dòng qua cuộn 2, rotor quay 30 độ theo chiều kim đồng hồ Y hút vào cực Hình 2.7 Động bước loại có biến từ trở + Để quay động cách liên tục, cần cấp điện liên tục luân phiên cho cuộn Theo logic đặt ra, bảng có nghĩa có dòng điện qua cuộn, chuỗi điều khiển sau quay động theo chiều kim đồng hồ 24 bước vòng : Cuộn 1: 1001001001001001001001001 Cuộn 2: 0100100100100100100100100 Cuộn 3: 0010010010010010010010010 thời gian ‐‐> +Phần điều khiển mức trung bình cung cấp chi tiết phương pháp tạo dãy tín hiệu điều khiển vậy, phần Các mạch điều khiển bàn việc đóng ngắt dòng điện qua cuộn để điều khiển động từ chuỗi Hình dạng động mô tả hình 3.1, quay 30 độ bước, dùng số rotor số cực stator tối thiểu Sử dụng nhiều cực nhiều cho phép động quay với góc nhỏ Tạo mặt bề mặt cực rotor cách phù hợp cho phép bước nhỏ đến vài độ b) Động đơn cực : +Động bước đơn cực, nam châm vĩnh cửu động hỗn hợp, với 5, dây thường quấn sơ đồ hình 2.2, với đầu nối trung tâm cuộn Khi dùng, đầu nối trung tâm thường nối vào cực dương nguồn cấp, hai đầu lại mấu nối đất để đảo chiều từ trường tạo cuộn Page 15 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử Hình 2.8 Động loại nam châm vĩnh cửu +Khi khảo sát động đơn cực, khảo sát động nam châm vĩnh cửu, việc điều khiển động hỗn hợp đơn cực hoàn toàn tương tự Mấu nằm cực stator, mấu nằm hai cực bên phải bên trái động Rotor nam châm vĩnh cửu với cực, Nam Bắc, xếp xen kẽ vòng tròn + Để xử lý góc bước mức độ cao hơn, rotor phải có nhiều cực đối xứng Động 30 độ bước hình thiết kế động nam châm vĩnh cửu thông dụng nhất, động có bước 15 độ 7.5 độ lớn Người ta tạo động nam châm vĩnh cửu với bước 1.8 độ với động hỗn hợp bước nhỏ đạt 3.6 độ đến 1.8 độ, tốt nữa, đạt đến 0.72 độ + Như hình, dòng điện qua từ đầu trung tâm mấu đến đầu a tạo cực Bắc stator cực lại stator cực Nam Nếu điện mấu bị ngắt kích mấu 2, rotor quay 30 độ, hay bước Để quay động cách liên tục, cần áp điện vào hai mấu đông theo dãy + Nhớ hai nửa mấu không kích lúc Cả hai dãy nêu quay động nam châm vĩnh cửu bước thời điểm Dãy bên trái cấp điện cho mấu thời điểm, mô tả hình trên; Page 16 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử vậy, dùng lượng Dãy bên phải đòi hỏi cấp điện cho hai mấu lúc nói chung tạo moment xoắy lớn dãy bên trái 1.4 lần phải cấp điện gấp lần + Phần điều khiển mức trung bình tài liệu cung cấp chi tiết phương pháp tạo dãy tín hiệu điều khiển vậy, phần Các mạch điều khiển nói mạch đóng ngắt mạch điện cần thiết để điều khiển mấu động từ dãy điều khiển + Vị trí bước tạo hai chuỗi không giống nhau; kết quả, kết hợp chuỗi cho phép điều khiển nửa bước, với việc dừng động cách vị trí nêu hai dãy Chuỗi kết hợp sau : Mấu 1a 11000001110000011100000111 Mấu 1b 00011100000111000001110000 Mấu 2a 01110000011100000111000001 Mấu 2b 00000111000001110000011100 Thời gian ‐‐> c)Động hai cực : + Động nam châm vĩnh cửu hỗn hợp hai cực có cấu trúc khí giống y động đơn cực, hai mấu động nối đơn giản hơn, đầu trung tâm Vì vậy, thân động đơn giản hơn, nhưngmạch điều khiển để đảo cực cặp cực động phức tạp Minh hoạ hình 2.9 cách nối động cơ, phần rotor giống y hình 2.8 Hình 2.9 Động loại hai cực + Mạch điều khiển cho động đòi hỏi mạch điều khiển cầu H cho mấu; điều bàn chi tiết phần mạch điều khiển Tóm lại, cầu H cho phép cực nguồn áp đến đầu mấu điều khiển cách độc lập Các dãy điều khiển cho bước đơn loại động nêu bên Page 17 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử dưới, dùng + ‐ để đại diện cho cực nguồn áp áp vào đầu động cơ: Đầu 1a + - - - + - - - + - - - + - - ++ ++ ++ ++-Đầu 1b - - + - - - + - - - + - - - + ++ ++ ++ ++ Đầu 2a - + - - - + - - - + - - - + - -++ ++ ++ ++Đầu 2b - - - + - - - + - - - + - - - + + ++ ++ ++ + thời gian - - > + Chú ý dãy giống động nam châm vĩnh cửu đơn cực, mức độ lý thuyết, mức độ mạch đóng ngắt cầu H, hệ thống điều khiển cho hai loại động giống + Chú ý khác có nhiều chip điều khiển cầu H có đầu vào điều khiển đầu đầu khác để điều khiển hướng Có loại chip cầu H kể trên, dãy điều khiển quay động giống dãy điều khiển nêu phía : Enable 1010101010101010 111111111111111 Hướng 1x0x1x0x1x0x1x0x 1100110011001100 Enable 0101010101010101 111111111111111 Hướng x1x0x1x0x1x0x1x0 011001100110011 thời gian - - > + Để phân biệt động nam châm vĩnh cửu hai cực với động dây biến từ trở,đo điện trở cặp dây Chú ý vài động nam châm vĩnh cửu có mấu độc lập,được xếp thành Trong bộ, hai mấu nối tiếp với nhau, động haicực điện cao Nếu chúng nối song song, động hai cực dùng điện thấp Nếu chúng nối tiếp với đầu trung tâm, dùng với động đơn cực điện thấp d) Động nhiều pha : Hình 2.10 Động loại nhiều pha +Một phận động không phổ biến loại động nam châm vĩnh cửu mà cuộn quấn nối tiếp thành vòng kín hình 2.4 Thiết kế phổ biến Page 18 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử loại sử dụng dây nối pha pha Bộ điều khiển cần ½ cầu H cho đầu động cơ, động cung cấp moment xoắn lớn so với loại động bước khác kích thước Một vài động pha xử lý cấp cao để có bước 0.72 độ (500 bước vòng).Với động pha quay mười bước vòng bước, trình bày : +Ở đây, giống trường hợp động hai cực, đầu nốivào cực dương cực âm hệ thống cấp điện động Chú ý rằng, bước, có đầu thay đổi cực Sự thay đổi làm ngắt điện mấu nối vào đầu (bởi hai đầu mấu có điện cực) áp điện vào mấu trạng thái nghỉ trước Hình dạng động đề nghị hình2.4, dãy điều khiển điều khiển động quay vòng + Để phân biệt động pha với loại động có dây dẫn chính, cần nhớ rằng, điện trở đầu liên tiếp động pha R, điện trở hai đầu không liên tiếp 1.5R + Và cần ghi nhận vài động pha có mấu chia, với 10 đầu dây dẫn Những dây nối thành hình hình minh hoạ trên, sử dụng mạch điều khiển gồm nửa cầu H, nói cách khác mấu điều khiển vòng cầu H đầy đủ Để tránh việc tính toán lý thuyết với linh kiện điện tử, dùng chip mạch cầu tích hợp đầy đủ để tính toán gần Page 19 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MẠCH 3.1 Xây dựng sơ đồ khối toàn mạch KHỐI NGUỒN KHỐI ĐIỀU KHIỂN KHỐI CÔNG SUẤT KHỐI ĐỘNG CƠ BƯỚC Hình 3.1 Sơ đồ khối toàn mạch 3.2.Thiết kế mạch - Mạch điều khiển động bước :bước thuận ,bước nghịch bước nhanh, bước chậm gồm 4khối : - Khối 1: Khối nguồi: Diot chỉnh lưu, máy biến áp; điện trở; tụ không phân cực 104; ic ổn áp 7805, led báo nguồn - Khối 2: Mạch tạo xung vuông: Gồm IC NE555và biến trở 50k; điện trở4.7k; tụ điện (10uF 104) - Khối thứ 3: Sử lí gồm: IC 74194; IC 7802; tụ điện phân cực 10uf, điện trở 10k+0.33k - Khối thứ 4: Khối động 3.3 Sơ đồ nguyên lí khối nguồn +5v Page 20 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lí khối nguồn -Xuất phát từ linh kiện mạch điện IC số có nguồn nuôi 5Vvà động bước có nguồn nuôi 12V.Chúng em thiết kế nguồn chiều 5V 12V sau: -Bộ nguồn gồm có biến áp 220V-15V ,1 IC 7805.1 IC7812 điện trở ,tụ lọc cần thiết *Tính toán cho linh kiện: -Do biến áp có số đầu 15V dòng điện 1A.Mạch rẽ làm nhánh suy nhánh có điện áp 15V dòng ½ dòng 0,5A -Khi qua 7805 7812 dòng đầu trì mức 1A Page 21 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử 3.4 Sơ đồ nguyên lí khối tạo dao động Hình 3.3 Sơ đồ khối tạo xung 3.5 Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển Hình 3.4 Sơ đồ khối điều khiển Đối với trường hợp động quay thuận : - Khi cấp tín hiệu xoay chiều 220v qua máy biến áp đưa tín hiệu điện áp xoay chiều nhỏ 0v,6v,9v,12v,15v,18v,24v… Page 22 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử - IC 7805 có tác dụng ổn định điện áp chuẩn +5v - NE555 IC tạo xung vuông - Op 817 có tác dụng để ngăn cách nguồn điện áp +5v cấp cho động điện áp +12v cấp cho động bước, đầu OP 817 cấp vào chân động bước Mục đích để bảo vệ khối điều khiển chánh khỏi cố cháy; chập; tăng áp… - IC 74194 IC dùng để đếm tiến đếm Chân chân quay thuận , chân chân quay ngược Khi đưa xung Clk vào chân 11 chân nối dương nguồn đếm quay thuận Và ngược lại đưa xung vào chân 11 chân 10 nối dương nguồn IC quay ngược Khi có nguồn cung cấp cho mạch, ta thực ấn nút start, đầu ic 7402 có tín hiệu mức kích vào chân số NE555, lúc chân số NE555 có tín hiệu kích vào chân số 11 ic 74194, có xung kích đầu ic 74194 chưa có tín hiệu Khi ta ấn nút ON1 đầu ic 74194 có tín hiệu đưa cho khối điều khiển động Tương tự ta ấn nút ON2 ic 74194 mạch điều khiển động số hoạt động, đưa tín hiệu vào khối khuếch đại tín hiệu điều khiển động số 2, ấn nút ON3 đầu ic 74194 có tín hiệu đưa cho khối điều khiển động số Khi ấn nút stop ba động dừng hoạt động 3.6 Khối động 3.6.1 Nguyên lí hoạt động khối khuếch đại Khối khuếch đại dùng transistor công suất tip41 opto pc817 - Op 817 có tác dụng để ngăn cách nguồn điện áp +5v cấp cho động điện áp +12v cấp cho động bước, đầu OP 817 cấp vào chân động bước Mục đích để bảo vệ khối điều khiển chánh khỏi cố cháy; chập; tăng áp… - Tip41 có tác dụng ngăn cách nguồn điện áp +5v cung cấp cho IC điện áp +12v cấp cho động bước 3.6.2 Khối động lực Động bước sử dụng động nam châm vĩnh cửu với 1,8 / step Uđm=4V,Iđm= 1,7A Công suất cực đại động cơ:Pmax=U.I=4.1,7=6,8 W Do ta chọ U= 5V I=1A => Công suất động P=5.1=5 W Page 23 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử 3.7 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch Khi cấp nguồn 220v vào cuộn sơ cấp máy biến áp nhằm hạ áp xuống 12v nguồn điên xoay chiều Tiếp tục cho qua khối chỉnh lưu điện áp 12v xoay chiều chuyển thành điện áp chiều qua tụ gốm để lọc phẳng, cho qua IC7805 để tạo thành điện áp chuẩn +5v cấp cho ICNE555 ICNE555 có tác dụng tạo xung cấp cho IC 74LS194 đếm tiến đếm lùi nhằm đảo chiều động Chân chân quay thuận , chân chân quay ngược Khi đưa xung Clock vào chân 11 chân nối dương nguồn đếm quay thuận TIP41C có tác dụng dùng để ngăn cách nguồn điện áp +5v cấp cho ic điện áp +12v cấp cho động bước -Các đầu C Tip41 cấp vào chân động bước - Dải tín hiệu động bước quay thuận: 0 0 0 0 0 -Và ngược lại đưa xung vào chân 11 chân 10 nối dương nguồn IC quay ngược -Dải tín hiệu động bước quay ngược: 0 0 0 0 0 0 Khi có nguồn cung cấp cho mạch, tín hiệu đầu IC 7805 kích vào chân số NE555, lúc chân số NE555 có tín hiệu kích vào chân số 11 ic Page 24 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử 74194, có xung kích đầu ic 74194 chưa có tín hiệu Khi ta gạt nút đế đầu ic 74194 có tín hiệu đưa cho khối điều khiển động Tương tự ta gạn nút đế theo chiều ngược lại ic 74194 mạch điều khiển động đảo chiều Hình 3.6 Sơ đồ board toàn mạch Page 25 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Ưu ,nhược điểm sản phẩm a)Một số ưu điểm động bước -Mô men chế độ giữ lớn -Điều khiển dễ dàng, xác, động bước có độ xác 3-5 % bước không tích lũy sai số sang bước -Dễ dàng khởi động, dừng đảo chiều quay động - Chế tạo động đơn giản, tốn kém, dễ điều khiển -Tốc độ quay tỉ lệ tần số xung đầu vào b)Một số khuyết điểm động bước -Rất khó hoạt động tốc độ cao -Cần phải chế tạo điều khiển nên tốn chi phí 4.2 Kết luận trình làm việc *Trong trình thưc đồ án,chúng em gặp vài khó khăn như: -Đôi lúc làm việc nhóm chưa tốt -Kỹ vẽ mạch chưa tốt -Kỹ in mạch - Hàn mạch xấu,… -Khi làm mạch đôi lúc chưa cẩn thận,… *Cách khắc phục -Cần làm việc cách cẩn thận tỉ mỉ -Phải rèn luyện thêm cách in mạch,vẽ mạch,hàn mạch, 4.3 Hướng phát triển Trong điều khiển truyền động kĩ thuật số,động bước cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu thực trung thành lệnh đưa ra.Chúng sử dụng ngày rộng rãi hệ thống tự động,điều khiển từ xa nhiều thiết bị khác bật lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng,ổ mềm máy in hệ thống máy tính,điều khiển robot,điều khiển tiêu cự quang học,điều khiển vị trí hệ quang khắc phức tạp,điều khiển bắt bám mục tiêu khí tài quan sát,điều khiển lập Page 26 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử trình thiết bị gia công,cắt gọt,điều khiển cấu lái phương chiều máy bay Sau cùng, lần em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Tiến Dũng thầy cô khoa Điện- Điện Tử tận tình hướng dẫn em suốt thời gian làm đồ án Trong trình thực đề tài chúng em cố gắng để hoàn thành tốt, xong trình độ thân có hạn nên tránh khỏi thiếu xót Chúng em mong thầy cô giáo tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Nhóm sinh viên thực thiện Nguyễn Trung Nhất Hoàng Thị Quỳnh Page 27 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử Hình ảnh sản phẩm thực tế Page 28 Trường ĐHDPKT Hưng Yên Khoa: Điện –Điện Tử TÀI LIỆU THAM KHẢO 1] Nguyễn Tấn Phước – Điện tử – NXB TP Hồ Chí Minh – 2002 [2] Nguyễn Thúy Vân – Thiết kế mạch logic số - NXB Khoa học Kỹ thuật - 2000 [3] Trương Văn Tám – Mạch điện tử 1,2 – Đại học Cần Thơ – 2005 [4] Đỗ Xuân Thụ - Dụng cụ bán dẫn – Đại học Bách Khoa HN-1996 [5] Tìm hiểu qua mạng internet Page 29 ... bị cần điều khiển xác Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự hệ quang học, điều khiển định vị, bám mục tiêu khí tài quan sát, điều khiển lập trình thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển cấu... điều khiển đọc ổ cứng,ổ mềm máy in hệ thống máy tính ,điều khiển robot ,điều khiển tiêu cự quang học ,điều khiển vị trí hệ quang khắc phức tạp ,điều khiển bắt bám mục tiêu khí tài quan sát ,điều khiển. .. H, hệ thống điều khiển cho hai loại động giống + Chú ý khác có nhiều chip điều khiển cầu H có đầu vào điều khiển đầu đầu khác để điều khiển hướng Có loại chip cầu H kể trên, dãy điều khiển quay