Báo Cáo Động Cơ Bước Dùng C#

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP-HCM KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ  ĐỒ ÁN MÁY TÍNH Đề Tài: Điều Khiển Động Cơ Bước Giảng viên hướng dẫn: Cao Đức Lợi Thành viên nhóm: Phạm Hải Dương 17138012 Nguyễn Đình Hổ 17138021 Trần Minh Hiếu 17138019 Nguyễn Đinh Quốc Dũng 17138011 Trần Duy Phương 17138041 Năm học: 2020-2021 Lời Mở Đầu Đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa đất nước với hội thuận lợi khó khăn thách thức lớn Điều đặt cho hệ trẻ - chủ nhân tương lai đất nước nhiệm vụ nặng nề Sự phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kĩ thuật nói chung lĩnh vực điện – điện tử nói riêng làm cho mặt xã hội đất nước biến đổi ngày Điều khiển Tự Động ngành mới, có đà phát triển cách tích cực cơng nghiệp nước nhà, chúng em kỹ sư tương lai đất nước nghiên cứu ghế nhà trường, ý thức cách rõ ràng Điều Khiển Tự Động Để hiểu sâu chuyên ngành kiến thức thực tế nhóm em học hỏi vận dụng kiến thức học lớp kiến thức tự học làm đồ án máy tính với đề tài “Điều khiển động bước phần mềm C# kết hợp với arduino”, đề tài mà nhóm em nghiên cứu Lời cảm ơn Để hoàn thành đồ án môn học này, trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo trường Đại học Nơng Lâm nói chung thầy giáo khoa Cơ Khí, mơn Đo lường – Điều khiển nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức, kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hồn thành tốt khóa học Đặc biệt, chúng em xin trân trọng cảm ơn giảng viên hướng dẫn - ThS.Lê Văn Bạn, GV.Lê Tấn Lợi hai thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn chúng em suốt trình thực đồ án Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học tập tinh thần làm việc nhóm, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho chúng em q trình học tập cơng tác sau Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, chúng em nhận nhiều giúp đỡ, hỗ trợ động viên q thầy cơ, gia đình bạn bè Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Do trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên đồ án chúng em khơng thể tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô để kiến thức chúng em lĩnh vực hoàn thiện Sau cùng, chúng em xin kính chúc q thầy ln dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Chúng em xin trân trọng cảm ơn! Contents CHƯƠNG I.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.Giới thiệu chung: 1.1Khái niệm đặc tính: Động bước (stepping motor) cấu chấp hành – điện dùng để biến đổi lượng điện thành chuyển động học Động bước thiết bị sinh chuyển động quay qua góc (gọi bước - step) xung số (digital pulse) cấp cho đầu vào stato theo thứ tự tần số định thông qua chuyển mạch điện tử thực chất động đồng Vì lí động bước phù hợp cho sử dụng với hệ thống điều khiển sở số (digital) Đặc tính chuyển động động bước rời rạc (trái ngược với đặc tính chuyển động quay liên tục trơn loại động khác) Khi xung điện áp đặt vào cuộn dây stato (phần ứng) rơto (phần cảm) động quay góc định gọi bước góc 1.2 Ưu, nhược điểm: -Điều khiển định vị xác, khơng u cầu điều chỉnh - Giá thành rẻ - Có thể làm việc vịng mở - Có khả điều khiển trực tiếp mạch số nên mạch điều khiển không cần mạch biến đổi số – tương tự (DAC) - Cấp mômen cao tốc độ thấp mơmen thấp tốc độ cao - Chi phí bảo dưỡng thấp (do khơng có chổi than), khỏe môi trường Tuy nhiên nhược điểm chúng ồn, tiêu thụ dịng có hay khơng có tải, kích thước bị giới hạn bị cản trở định vị vị trí (mất bước) khơng có vịng điều khiển 1.3 Phân loại, chức chế độ điều khiển: -Động bước có loại bản: +Nam châm vĩnh cửu (Permanent Motor) + Từ trở thay đổi (Variable Reluctance) + Động lai (Hybrid) – kết hợp hai loại -Hệ điều khiển động bước cần phải có hai chức năng: +Cấp nguồn cho cuộn dây theo trình tự tín hiệu vào Chức thực nhờ mạch logic, mạch trình tự phần mềm điều khiển +Xung điện cấp cho cuộn dây phải đủ rộng Đây yếu tố quan trọng momen động Vì hệ số thời gian điện (Lm/Rm) phải lớn đáng kể so với chiều rộng xung vào -Các cách điều khiển: có cách: +Điều khiển bước (Full Step) + Điều khiển nửa bước (Half Step) + Điều khiển vi bước (Micro Step) CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2.1.Tổng quan phương pháp: Có nhiều phương pháp để điều chỉnh tốc độ động như: - Điều chỉnh tham số - Điều chỉnh điện áp nguồn - Điều chỉnh cấu trúc sơ đồ Ở chúng em đề cập đến phương pháp điều khiển tốc độ động chiều 2.2.Điều chỉnh tốc độ cách điều chỉnh điện áp: Cách điều khiển ta thay đổi tốc độ động DC thay đổi điện áp đặt vào hai đầu động tốc độ củng thay đổi theo Ưu điểm phương pháp mạch điện dễ thực mạch điện đơn giản đạt hiệu cao cho động hoạt động với công suất lớn Nhược điểm phương pháp động dễ mô men thay đổi tốc độ từ cao xuống thấp đạt hiệu không cao cho động chạy tốc độ thấp có tải kèm Hình 2.1 Điều khiển tốc độ động điện áp 2.3.Điều khiển tốc độ động xung pwm: Đối với loại động kích từ độc lập dùng nam châm vĩnh cữu, để thay đổi tốc độ, ta thay đổi điện áp cung cấp cho roto Việc cấp áp chiều thay đổi thƣờng khó khăn, người ta dùng phương pháp điều xung (PWM) Ưu điểm biện pháp điều khiển tƣơng đối xác tốc độ động cơ, thay đổi tốc độ mà không làm giảm mô men động Nhược điểm phương pháp mạch điều khiển phức tạp xung điều khiển số hóa, mạch điều khiển loại có giá thành cao Hình 3.1 Điều khiển tốc độ động xung pwm: CHUONG III GIAO TIẾP VI ĐIỀU KHIỂN VƠI MÁY TÍNH 3.1 Chuẩn RS232: Chuẩn RS-232 từ năm 1969 chấp nhận chuyên dùng cho truyền số liệu đường kiểm tra terminal moderm, tốc độ cực đại 20Kbps, với khoảng cách tối đa không 15m Chuẩn RS-232 quy định mức logic1 ứng với điện áp từ -3V đến -15V(mark), mức logic ứng với điện áp từ 3V đến 15V(space) có khả cung cấp dịng từ 10 mA đến 20 mA Ngoài ra, tất ngõ có đặc tính chống chập mạch Định dạng khung truyền liệu theo chuẩn RS-232 sau: Hình1.1: khung truyền liệu RS232 Khi khơng truyền liệu, đƣờng truyền trạng thái mark (điện áp -10V) Khi bắt đầu truyền, DTE (Data Terminal Equipment) đƣa xung Start (space: 10V) sau truyền từ D0 đến D7và Parity, cuối xung Stop (mark: -10V) để khôi phục trạng thái đường truyền Dạng tín hiệu truyền mơ tả sau (truyền ký tự A): Hình 1.2: Truyền kí tự A theo chuẩn RS232 Các đặc tính kỹ thuật chuẩn RS-232 sau: Các tốc độ truyền liệu thông dụng cổng nối tiếp là: 1200 bps, 4800 bps, 9600 bps 19200 bps 3.2 Cổng COM: Cổng COM gọi cổng nối chuẩn RS-232.Cổng COM sử dụng phổ biến liệu cổng COM thuộc liệu dạng nối tiếp Cổng nối tiếp sử dụng để truyền liệu hai chiều máy tính ngoại vi, có ưu điểm sau: - Khoảng cách truyền xa truyền song song - Số dây kết nối - Có thể truyền khơng dây dùng hồng ngoại - Có thể ghép nối với vi điều khiển hay PLC (Programmable Logic Device) - Cho phép nối mạng - Có thể tháo lắp thiết bị lúc máy tính làm việc - Có thể cung cấp nguồn cho mạch điện đơn giản Các phƣơng thức nối DTE DCE: -Đơn công (simplex connection): liệu đƣợc truyền theo hướng lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: 1/4 -"); } if(vb==4){ vb16(); Step1(sx,td); if (dem >= sx){ sx = 0; ss=""; } lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: 1/16 -"); } if(vb==5){ vb8(); Step1(sx,td); if (dem >= sx){ sx = 0; ss=""; } lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: 1/8 -"); } } // CHIỀU THUẬN if(cq==2){ digitalWrite(dirPin,HIGH); digitalWrite(led1,LOW); digitalWrite(led2,HIGH); if(vb==1){ full(); Step1(sx,td); if (dem >= sx){ sx = 0; ss=""; } lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: FULL +"); } if(vb==2){ vb12(); Step1(sx,td); if (dem >= sx){ sx = 0; ss=""; } lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: 1/2 +"); } if(vb==3){ vb14(); Step1(sx,td); if (dem >= sx){ sx = 0; ss=""; } lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: 1/4 +"); } if(vb==4){ vb16(); Step1(sx,td); if (dem >= sx){ sx = 0; ss=""; } lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: 1/16 +"); } if(vb==5){ vb8(); Step1(sx,td); if (dem >= sx){ sx = 0; ss=""; } lcd.clear(); lcd.setCursor(3,0); lcd.print("TRANG THAI"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("VB: 1/8 +"); } } } 5.Code C# using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; namespace Do_An_May_Tinh { public partial class Form1 : Form { int chay; int vibuoc; public Form1() { InitializeComponent(); string[] BaudRate = { "1200", "2400", "4800", "9600", "19200", "38400", "57600", "115200" }; baud.Items.AddRange(BaudRate); } private void run_Click(object sender, EventArgs e) { if (nguoc Checked) { chay = 1; } else if (thuan Checked) { chay = 2; } if (full Checked) { vibuoc= 1; } if (vb2 Checked) { vibuoc = 2; } if (vb4 Checked) { vibuoc = 3; } if (vb16 Checked) { vibuoc = 4; } if (vb8.Checked) { vibuoc = 5; } serialPort1.WriteLine("b1" + "x" + xung Text + " " + "y" + speed Text + " " + "z" + chay ToString() + " " + "t" + vibuoc ToString()); } private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { int Index = baud SelectedIndex; String[] comlist = SerialPort.GetPortNames(); int[] ComnumberList = new int[comlist.Length]; for (int i = 0; i < comlist.Length; i++) { ComnumberList[i] = int.Parse(comlist[i].Substring(3)); } Array.Sort(ComnumberList); foreach (int ComNumber in ComnumberList) { com Items.Add("COM" + ComNumber.ToString()); } hScrollBar1.Minimum = 500; hScrollBar1.Maximum = 1519; hScrollBar1.SmallChange = 10; } private void conect_Click(object sender, EventArgs e) { if (serialPort1.IsOpen) { serialPort1.Close(); conect Text = "CONECT"; com Enabled = true; baud Enabled = true; } else { try { serialPort1.PortName = com Text; serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt32(baud.Text); serialPort1.Open(); conect Text = "DISCONECT"; com Enabled = false; baud Enabled = false; } catch { MessageBox.Show("Không thể mở cổng " + serialPort1.PortName, "Lỗi", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error); } } } private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) { speed Text = hScrollBar1.Value.ToString(); } private void hScrollBar1_Scroll(object sender, ScrollEventArgs e) { speed.Text= hScrollBar1.Value.ToString(); } private void exit_Click(object sender, EventArgs e) { Application.Exit(); } } }