thiết kế bộ điều khiển động cơ điên một chiều hiển thị lcd

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIÊN MỘT CHIỀU HIỂN THỊ LCD 1.1 khái quát đề tài Trong ngành công nghiệp, công tác điều khiển vận hành thiết bị việc vô quan trọng Với ưu điểm điều khiển tốc độ động dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên động chiều sử dụng phổ biến như: truyền động cho số máy máy nghiền, máy nâng, vận chuyển, điều khiển băng tải, điều khiển robot… Trong trình làm việc, tốc độ động thường bị thay đổi biến thiên tải, nguồn gây sai lệch tốc độ thực với tốc độ đặt, làm giảm suất máy sản xuất Như ta biết hầu hết máy sản xuất đòi hỏi có nhiều tốc độ, tuỳ theo cơng việc, điều kiện làm việc mà ta lựa chọn tốc độ khác Chính việc điều khiển tốc độ động yêu cầu cần thiết tất yếu máy sản xuất ngành công nghiệp 1.2Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động + Mắc thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng + Thay đổi từ thơng kích từ + Thay đổi điện áp phần ứng Và để thực việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điều chỉnh tốc độ cần có biến đổi Các biến đổi cấp điện áp cho mạch phần ứng động mạch kích từ động Các biến đổi sử dụng phổ biến công nghiệp là: + Bộ biến đổi máy điện : gồm có động sơ cấp kéo máy phát chiều máy điện khuếch đại + Bộ biến đổi từ : Khuếch đại từ + Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn : Chỉnh lưu Thysistor + Bộ biến đổi xung áp chiều : Thysistor Tranzitor Một phương pháp điều khiển động điện chiều sử dụng mạch điều chế độ rộng xung (PWM) Phương pháp điều chế PWM có tên tiếng anh Pulse Width Modulation phương pháp điều chỉnh điện áp tải hay nói cách khác phương pháp điều chế dựa thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông dẫn đến thay đổi điện áp 1.3 Nguyên lí hoạt động phương pháp PWM: Đây phương pháp thực theo nguyên tắc đóng cắt nguồn tải cách cho chu kỳ theo điều chỉnh thời gian đóng cắt phần tử thực nhiệm vụ mạch van bán dẫn Xét hoạt động cắt van bán dẫn Dùng van đóng cắt Mosfet Giản đồ xung: Nguyên lý: khoảng thời gian -> to van G mở toàn điện áp nguồn Ud đưa tải Trong khoảng từ to -> cho van G khóa, cắt nguồn cung cấp cho tải 1.4 Cách tạo PWM điều khiển Tạo PWM xung vuông phần mềm Đây cách tối ưu cách để tạo xung vuông Với tạo phần mềm cho độ xác cao tần số PWM Với lại mạch đơn giản nhiều Xung tạo dựa xung nhịp CPU 1.5 Giới thiệu thành phần cấu tạo mạch điều khiển: IRF540N Hình ảnh IRF540N IRF540N thuộc họ mofet loại N kích dẫn áp Ugs : Ugs >0 IRF540N dẫn Ugs= =12v IC7805 có tác dụng gim điện áp 5v đầu đầu vào >=5v 1.7 Giới thiệu IC 89s52: Sơ đồ chân: Giới thiệu LCD Nối ghép LCD với vi xử lý : LCD gồm hàng đơn vị , hàng chục , hàng trăm Hàng đầu già trị nhập vào để động chạy , hàng thứ giá trị thực chất mà động chạy hiển thị LCD Hình 8: LCD Hoạt động LCD Trong năm gần hình tinh thể lỏng LCD sử dụng rộng rãi dần thay Led ngun nhân sau : - hình LCD có giá thành hạ - khả hiển thị số, đồ họa , kí tự nhiều led - dễ dàng lâp trình kí tự đồ họa 2.THIẾT KẾ CHẾ TẠO SẢN PHẨM Sơ đồ cấu trúc chung Nguồn Điêu khiển Cách ly Công suất Khối nguồn: Nguyên lý : Nguồn diện qua biến áp hạ áp từ 220V xuống 9V AC áp 9V AC qua chỉnh lưu cầu biến thành áp 7,6 V DC, Hiển thị 7,6 V DC qua tụ lọc để san phẳng điện áp, qua IC ổn áp 7805 để ổn định điện áp, lấy mức điện áp 5V DC.Cấp cho vi xử lý Khối điều khiển: -Chân P1.0 ; P1.1 ; p1.4 ; p1.7 kết nối với phím bấm điều khiển chế độ hoạt động -Chân p3.7 xuất tín hiệu xung PWM đưa đến khối cơng suất để điều khiển tốc độ động -Chân P3.1 xuất tín hiệu tương ứng với chế độ chiều quay thuận ngược động -Chân 18 19 kết nối với thạch anh 12MH tạo dao động -Khối ổn áp nguồn 5V cấp nguồn cho vi xử lý AT89C51 hoạt động -Chân p3.2 kết nối với 74AC14N để sửa xung cho encoder Khối hiển thị Chức năng: Khối LCD có nhiệm vụ hiển thị tốc độ động Trong mạch Port0 truyền trực tiếp liệu cho LCD Các chân điều khiển RS, RE, EN ghép nối với chân P2.5, P2.6, P2.7 vi điều khiển Các chân số 2, cung cấp nguồn hoạt động cho LCD, chân số chân điều chỉnh độ tương phản nối thẳng xuống mát Chân 15, 16 có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho đèn led LCD hạn dòng điện trở 1K Điện trở tinh chỉnh có chức thay đổi độ tương phản LCD Khối cơng suất Chức năng: Tín hiêu PWM từ khối điều khiển Đến khối công suất phải qua Opto PC817 dùng để cách ly bo điều khiển Motor DC Sơ lược hoạt động mạch sau: nhận tín hiệu điện kích vào chân Opto PC817 > chân -4 Opto thông mạch >FET IRF540 dẫn dòng làm cho motor quay .Role có tác dụng đảo chiều động Sơ đồ nguyên lí tồn mạch - Ưu điểm: + Mạch chạy tương đối ổn định + Thiết kế mạch đẹp, khoa học + Mạch điều khiển động có cơng suất lớn (do sử dụng MOSFET) - Nhược điểm: + Mặc dù có cách ly mạch vi điều khiển mạch động lực mạch nhiễu, điều khiển chưa xác + Rơle khó điều khiển bị sụt áp, động hút dòng mạnh => Nguồn nuôi khoảng 3A  ... nghiệp, công tác điều khiển vận hành thiết bị việc vô quan trọng Với ưu điểm điều khiển tốc độ động dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên động chiều sử dụng phổ biến như: truyền động cho số máy máy... nhiệm vụ hiển thị tốc độ động Trong mạch Port0 truyền trực tiếp liệu cho LCD Các chân điều khiển RS, RE, EN ghép nối với chân P2.5, P2.6, P2.7 vi điều khiển Các chân số 2, cung cấp nguồn hoạt động. .. MOSFET) - Nhược điểm: + Mặc dù có cách ly mạch vi điều khiển mạch động lực mạch cịn nhiễu, điều khiển chưa xác + Rơle khó điều khiển bị sụt áp, động hút dịng mạnh => Nguồn ni khoảng 3A