Thiết kế modul điều khiển tốc độ và đảo chiều động cơ bước

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI CẢM ƠN 2 MỞ ĐẦU 4 1. Lý do chọn đề tài 4 2. Đối tượng nghiên cứu: 4 3.Mục đích nghiên cứu 4 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH 5 1.1 IC 7805 5 1.2 IC NE555 7 1.3 IC 74LS193 10 1.4 IC 74138 13 1.5 IC 7414 16 1.6 Động cơ bước 17 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ BƯỚC 23 2.1 Xây dựng sơ đồ khối toàn mạch 23 2.2 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch và nguyên lý hoạt động 23 2.3 Tính toán, chọn lựa linh kiện 25 CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN 36 3.1. Mạch thử nhiệm trên phần mềm mô phỏng Protues. 36 3.2 Khảo sát mạch trên thực tế 38 3.3 .Tài liệu tham khảo 39   LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù gặp phải rất nhiều những vấn đề khó khăn song với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Đình Hùng cùng với sự chỉ bảo của các thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử và sự lỗ lực không ngừng của cả nhóm, đến nay chúng em đã hoàn thành đề tài.. Tuy nhiên, do kiến thức của chúng em còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành từ phía thầy Nguyễn Đình Hùng, cùng các thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử và các bạn đọc để đề tài này của chúng em ngày càng hoàn thiện và phát triển lên mức cao hơn trong thời gian gần nhất. Sau 1 thực hiện đề tài tại khoa, chúng em đã được học hỏi rất nhiều kinh nghiệm và kiến thức. Các thầy cô gióa trong khoa đã nhiệt tình chỉ bảo. Đặc biệt là sự hướng dẫn rất nhiệt tình của thầy Nguyễn Đình Hùng đã giúp chúng em hoàn thành đề tài này. Chúng em xin chân thành cảm ơn   NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Mạch điều khiển động cơ bước là sự kết hợp của môn học kĩ thuật số và kỹ thuật tương tự, sơ đồ mạch khá là đơn giản,những phần tử trong mạch được bán rất nhiều trên thị trường , giá thành rẻ và đặc biệt ứng dụng của mạch là rất cao Mạch điều khiển động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác. Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều trong máy bay... Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in... 2. Đối tượng nghiên cứu: Động cơ bước 3.Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu nguyên lý, chức năng và tác dụng của động cơ bước . Tìm hiểu được các chức năng, tác dụng của cá linh kiện thiết bị điện tử. Hoàn thành sản phẩm là mạch điều khiển động cơ bước :quay thuận ,quay nghịch và quay nhanh ,quay chậm . Rèn luyện cho sinh viên cách tự học, đi đôi với thực hành và khả năng Làm việc theo nhóm CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH 1.1 IC 7805 1.1.1 Sơ đồ chân Hình 1.1: Sơ đồ chân của IC 7805 Nhìn từ trái qua phải thì lần lượt là chân số 1, 2, 3 của IC. Chân số 1: Input (chân vào) Chân số 2: GND (nối mass) Chân số 3: Output (chân ra) 1.1.2 Chức năng IC 7805 thuộc họ IC78xx là họ IC ổn áp có chức năng tạo điện áp ở đầu ra cố định ở mức (+) xx V 78 là họ IC lấy ra điện áp dương (+) XX là 2 số của điện áp lấy ra. Do vậy :7805 là IC ổn áp lấy ra điện áp +5 V Hình 1.2: Sơ đồ mắc IC 7805 Lưu ý: điện áp đầu vào của IC phải lấy lớn hơn điện áp đầu ra 3V trở lên. Ví dụ IC 7805 thì Vin phải 8V trở lên. 1.1.3 Ứng dụng Được dùng để thiết kế các bộ nguồn đơn giản cung cấp điện áp cho các mạch điện không đòi hỏi điện áp ổn định quá cao. 1.1.4 Các thông số Dòng cực đại có thể duy trì 1A. Dòng đỉnh 2,2A. Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W Công suất tiêu tán trên ổn áp nối tiếp được tính như sau: Pd = (Ui – Uo) . I Trong đó: Ui – áp lối vào Uo – áp lối ra I – dòng sử dụng Bảng 1.1 Một vài thông số của IC7805

Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài .4 Đối tượng nghiên cứu: 3.Mục đích nghiên cứu CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH 1.1 IC 7805 1.2 IC NE555 .7 1.3 IC 74LS193 10 1.4 IC 74138 .13 1.5 IC 7414 16 1.6 Động bước 17 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ BƯỚC 23 2.1 Xây dựng sơ đồ khối toàn mạch 23 2.2 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch nguyên lý hoạt động .23 2.3 Tính tốn, chọn lựa linh kiện 25 CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN 36 3.1 Mạch thử nhiệm phần mềm mô Protues .36 3.2 Khảo sát mạch thực tế 38 3.3 Tài liệu tham khảo 39 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài mặc dù gặp phải rất nhiều những vấn đề khó khăn song với hướng dẫn của thầy Nguyễn Đình Hùng với chỉ bảo của thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử lỗ lực không ngừng của nhóm, đến chúng em đã hoàn thành đề tài Tuy nhiên, kiến thức của chúng em còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì chúng em rất mong nhận những ý kiến đóng góp chân thành từ phía thầy Nguyễn Đình Hùng, thầy giáo Khoa Điện – Điện Tử bạn đọc để đề tài của chúng em ngày hoàn thiện phát triển lên mức cao thời gian gần nhất Sau thực đề tài khoa, chúng em đã học hỏi rất nhiều kinh nghiệm kiến thức Các thầy gióa khoa đã nhiệt tình chỉ bảo Đặc biệt hướng dẫn rất nhiệt tình của thầy Nguyễn Đình Hùng đã giúp chúng em hồn thành đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn! GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài - Mạch điều khiển động bước kết hợp của môn học kĩ thuật số kỹ thuật tương tự, sơ đồ mạch đơn giản,những phần tử mạch bán rất nhiều thị trường , giá thành rẻ đặc biệt ứng dụng của mạch rất cao - Mạch điều khiển 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 hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu khí tài quan sát, điều khiển lập trình thiết bị gia cơng cắt gọt, điều khiển cấu lái phương chiều máy bay - Trong cơng nghệ máy tính, động bước sử dụng cho loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in Đối tượng nghiên cứu: Động bước 3.Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý, chức tác dụng của động bước - Tìm hiểu chức năng, tác dụng của cá linh kiện thiết bị điện tử GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử - Hoàn thành sản phẩm mạch điều khiển động bước :quay thuận ,quay nghịch quay nhanh ,quay chậm - Rèn luyện cho sinh viên cách tự học, đôi với thực hành khả - Làm việc theo nhóm CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH 1.1 IC 7805 1.1.1 Sơ đồ chân Hình 1.1: Sơ đồ chân của IC 7805 Nhìn từ trái qua phải chân số 1, 2, của IC - Chân số 1: Input (chân vào) - Chân số 2: GND (nối mass) - Chân số 3: Output (chân ra) 1.1.2 Chức IC 7805 thuộc họ IC78xx họ IC ổn áp có chức tạo điện áp ở đầu cố định ở mức (+) xx V - 78 họ IC lấy điện áp dương (+) - XX số của điện áp lấy GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Do :7805 IC ổn áp lấy điện áp +5 V Hình 1.2: Sơ đồ mắc IC 7805 Lưu ý: điện áp đầu vào của IC phải lấy lớn điện áp đầu 3V trở lên Ví dụ IC 7805 Vin phải 8V trở lên 1.1.3 Ứng dụng Được dùng để thiết kế nguồn đơn giản cung cấp điện áp cho mạch điện không đòi hỏi điện áp ổn định cao 1.1.4 Các thông số Dòng cực đại có thể trì 1A Dòng đỉnh 2,2A Công suất tiêu tán cực đại không dùng tản nhiệt: 2W Công suất tiêu tán dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W Công suất tiêu tán ổn áp nối tiếp tính sau: Pd = (Ui – Uo) I Trong đó: Ui – áp lối vào Uo – áp lối I – dòng sử dụng Bảng 1.1 Một vài thơng số của IC7805 µA7805C Đặc tính Output voltage (Điện áp ra) Điều kiện TJ† MIN TYP IO = mA to A, VI = V 25°C 4.8 PD ≤ 15 W to 20 V, 0°C to 125°C 4.75 Đơn vị MAX 5.2 5.25 V GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Input voltage regulation VI = V to 25 V 25°C ( Sự ổn áp đầu vào) Output voltage regulation ( Sự ổn áp đầu vào) Temperature coefficient of output voltage (Hệ số nhiệt độ điện áp ra) Output noise voltage( IO = mA to 1.5 A IO = mA 25°C 0°C to 125°C 15 -1,1 100 10 100mV mV mV/° C f = 10 Hz to 100 kHz 25°C 40 µV IO = A 25°C V Điện áp tạp nhiễu) Dropout voltage( Điện áp rơi) 1.2 IC NE555 1.2.1 Sơ đồ chân Hình 1.3: Sơ đồ chân IC NE555 Ic NE555 gồm có chân -Chân số 1(GND): cho nối mát để cấp dòng cho IC -Chân số (trigger): ngõ vào của tần số áp mức áp chuẩn 2/3*vcc -Chân số 3(outpt): ngõ trạng thái ngõ chỉ xác định theo mức áp cao (gần mức áp chân 8) thấp (gần mức áp chân số ) -Chân số 4(reset):dùng làm định mức trạng thái chân số nối mát ngõ ở mức thấp chân ở mức cao trạng thái ngõ theo điện áp chân số -Chân số 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở cho nối mass.Tuy nhiên hầu hết mạch điện chân số nối qua tụ không phân cực 0.01uf-0,1uf, tụ có tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định -Chân số 6: ngõ cưa tầng so áp khác mức áp chuẩn Vcc/3 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử -Chân số 7: có thể xem khóa điện chịu điều khiển bởi tầng logic chân số ở mức áp thấp khóa đóng lại ,ngược lại nó mở chân số tự nạp xả điện cho mach R –C tầng dao động -Chân số (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp nguồn nuôi IC nguồn nuôi cho IC555 khoảng từ +5v+15v 1.2.2 Một vài thông số - Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555 ) - Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA - Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V - Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V - Công suất tiêu thụ (max) 600mW 1.2.3 Chức 555 - Tạo xung - Điều chế độ rộng xung (PWM) - Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng thu phát hồng ngoại) 1.2.4 Tính tần số điều chế độ rộng xung 555 Hình 1.4: Mạch tạo dao động dùng NE555 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Nhìn vào sơ đồ mạch ta có cơng thức tính tần số , độ rộng xung - Tần số của tín hiệu đầu f = 1/(ln2.C.(R1 + 2R2)) - Chu kì của tín hiệu đầu : t = 1/f - Thời gian xung ở mức H (1) chu kì t1 = ln2 (R1 + R2).C - Thời gian xung ở mức L (0) chu kì t2 = ln2.R2.C - Như công thức tổng quát của 555 ví dụ: để tạo xung dao động f = 1.5Hz Đầu tiên chọn hai giá trị đặc trưng R1 C2 sau đó ta tính R1 Theo cách tính tốn ta chọn : C = 10nF, R1 =33k > R2 = 33k Bảng 1.2: Một số thông số của IC NE555 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Chú thích: - Supply Voltage: Nguồn cung cấp - Supply Current (Low Stable): Dòng cung cấp - Low Output Voltage: điện áp ở mức thấp - High Output Voltage: điện áp vào ở mức cao Control Voltage: điện áp chân Control - Threshold Voltage: điện áp chân Threshold - Reset Current: dòng ở chân reset - Reset Voltage: điện áp chân reset 10 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 2.2.2 Nguyên lý hoạt động Điện áp xoay chiều 220V hạ áp máy biến áp 12V/1A sau đó qua diot chỉnh lưu cầu thành điện áp chiềuic ổn áp 7805 để ổn định điện áp +5V cung cấp cho mạch động lực mạch điều khiển Quay thuận: lấy xung CLOCK từ chân của IC NE555 Gạt công tắc đê xung CLK kích vào chân 5(count up) của IC74193 lúc đếm đồng bit nhị phân bắt đầu đếm từ trạng thái 0000 đầu QA QB đưa tới đầu vào A, B của IC 74LS138 giải mã bắt đầu hoạt động Đầu Y0 của IC74138 ở mức 0(các đầu còn lại ở mức 1) cồng not của IC 7414 đảo trạng thái 01 kích vào cuộn của động cơ quay bước1 Tiếp theo đếm thực đếm tới 0001 đầu A B C của 74138 100, lúc Y1 ở mức (các đâu còn lại ở mức 1) qua cởng đảo thành mức kích cho kích vào cuộn của động cơ quay bước Cứ đếm tới 0011 động quay xong bước Khi đếm tới 0100,1000,1100 trình quay bước lặp lại Quay nghịch : tương tự quay thuận xung CLK kích vào chân của 74193 để thực đếm lùi từ 1111 0000 làm động quay ngược Để tăng giảm tốc độ của động ta thay đổi giá trị biến trở VR12 2.3 Tính tốn, chọn lựa linh kiện 2.3.1 Khối động lực Động bước sử dụng ở động nam châm vĩnh cửu với 1,8 / step Uđm=4V,Iđm= 1,7A Công suất cực đại của động cơ:Pmax=U.I=4.1,7=6,8 W Do ta có thể chọ U= 5V I=1A công suất động P=5.1=5 W 2.3.2 Khối khuếch đại Khối khuếch đại gồm Trasistor cơng śt Tip122 a) Giới thiệu Típ 122 Transistor TIP122 darlington transistor thuộc loại transistor NPN 26 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử TIP122 có Uc cực đại = 100V dòng Ic cực đại = 5A Hệ số khuếch đại hFE của darlington transistor TIP122 thấp nhất 1000 Thứ tự chân từ trái qua phải: B C E Hình 2.3: Sơ đồ chân Tip122 b) Một vài thơng số kỹ thuật transistor Các thông số kỹ thuật của Transistor - Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn Transistor bị hỏng - Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp giới hạn Transistor bị đánh thủng - Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt tần số độ khuyếch đại của Transistor bị giảm - Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp lần dòng IBE -Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán công xuất P = UCE ICE công xuất vượt q cơng x́t cực đại của Transistor Transistor bị hỏng b) Tính tốn thơng số 27 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Hình 2.4: Sơ đồ phân cực cho transistor Với giả thiết VCC=5V,VBB= 3.5V,R2=330ohm,R1=3 ohm,VBE=2,5V,ICmax=5A,IBmax=120mA Ta có phương trình rơi áp R2: VBB=R2.IB+VBEIB=(VBB-VBE)/R2=(3,5-2,5)/330=3mA Giả sử transistror làm việc ở chế độ bão hòa VCE=2 V Ta có phương trình rơi áp R1 VCC=IC.R1+VCEIC=(VCC-VCE)/R1=(5-2)/3=1A Kiểm tra lại IC(KĐ)=hFE.IB=1000.3mA =3A > IC(BH) giả thiết đúng Côngsuất BJT: PBJT=IB.VBE+IC.VCE=310-3.2,5+1.2=2w Công suất tổn hao: Pth=VCE.ICE=2.0,510-3=1mW Công suất tải: PR1=R1.IC2=3.12=3W 2.3.3 Khối điều khiển a) Bộ đếm bít nhị phân tiến/lùi Đếm nhị phân đồng hay còn gọi đếm song song Đếm không đồng có nhược điểm tốc độ chậm có trình trễ qua FF Để khắc phục 28 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử nhược điểm người ta dùng mạch đếm song song,nghĩa xung nhịp tác động đồng thời vào FF Đếm tiến: Hình 2.5: Đếm tiến nhị phân đồng modul 16 Tuy xung nhịp tác động đồng thời vào FF chỉ trigơ có J=K=1 nó chuyển trạng thái Từ sơ đồ ta có điều kiện chuyển trạng thái của trigơ đếm sau: FF A chuyển trạng tái với xung CLK FF B chuyển QA=1 FF C chuyên QA=QB=1 FF D chuyển trạng thái QA=QB=QC=1 Như FF chuyển trạng thái tất lối Q của FF ở trước nó đồng thời 1.Qúa trình đếm tiến mô tả sau: Khi tác dụng chân CLR QD QC QB QA=0000 Khi có xung nhịp tác động chỉ FF A chuyển trạng thái từ lên 1, FF B, C, D không chuyển trạng thái J=K=0,khi trạng thái lối của đếm sau kết thúc xung thứ nhất là:0001 Khi có xung nhịp tác động chỉ FF B chuyển trạng thái từ lên nên B va A chuyển trạng thái QA:10, QB: 01 FF D C vẫn chưa chuyển trạng thái Vậy sau kết thúc CLK2 trạng thái lối của đếm là: 0010 Và đếm đếm đến trạng thái:1111 quay lại 0000 29 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Đếm lùi: Hình 2.6: Đếm lùi nhị phân đồng modul 16 Từ sơ đồ ta có điều kiện chuyển trạng thái của trigơ đếm sau: FF A chuyển trạng tái với xung CLK FF B chuyển QA=0 FF C chuyên QA=QB=0 FF D chuyển trạng thái QA=QB=QC=0 Như FF chuyển trạng thái tất lối Q của FF ở trước nó đồng thời Qúa trình đếm tiến mơ tả tương tự đếm tiến Hình 2.7: Giản đồ xung miêu tả trình đếm lùi Vậy ta có thể chọn IC 74LS193 để đếm nhị phân bít tiến/lùi b) Mạch giải mã từ sang 30 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Mạch giải mã mạch có chức ngược lại với mạch mã hoá tức có mã số áp vào ngõ vào tương ứng có ngõ tác động, mã ngõ vào thường mã ngõ Tất nhiên ngõ vào cho phép phải bật lên cho chức giải mã Mạch giải mã ứng dụng ghép kênh dữ liệu, hiển thị led đoạn, giải mã địa chỉ nhớ Mạch giải mã đường sang đường bao gồm ngõ vào tạo nên tổ hợp trạng thái, ứng với mỗi tổ hợp trạng thái áp vào có ngõ tác động Hình 2.8: Khối giải mã từ sang Bảng 2.1:Bảng trạng thái của mạch giải mã sang Vì ở ta chỉ cần lấy đầu từ Y0Y3 nên đầu vào C nối xuống mass Từ bảng thật ta có thể vẽ sơ đồ mạch logic của mạch giải mã Hình 2.9: Cấu trúc mạch giải mã sang 31 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Hình 2.7: Sơ đồ logic của giải mã IC74LS138 2.2.4 Khối tạo dao động Vì động bước làm việc ở dải tần thấp nên ta có thể chọn xung CLOCK có f=110Hz f=1/(ln2.C.(R1+2R2) chọn C=22uF,R1=4,7K ohm Từ công thức ta có thể suy R2=32K ohm ta có thể dùng biến trở loại 50K ohm để điều chỉnh tần số Hình 2.10: Mạch tạo xung dùng NE555 32 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 2.3.5 Khối nguồn a) Hạ áp Từ điện áp xoay chiều 220V AC ta dùng máy biến áp đầu 12V AC.mục đính của việc hạ áp dùng để cung cấp cho biến đổi lọc để UDC mong muốn b) Chỉnh lưu Một mạch chỉnh lưu mạch điện bao gồm linh kiện điện - điện tử, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành chiều Mạch chỉnh lưu có thể sử dụng nguồn cung cấp dòng điện chiều, hoặc mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện thiết bị vô tuyến Phần tử tích cực mạch chỉnh lưu có thể điot bán dẫn, đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc linh kiện khác Chỉnh lưu nửa chu kỳ Một mạch chỉnh lưu nửa sóng chỉ nửa chu kỳ dương hoặc âm có thể dễ dàng ngang qua điốt, nửa bị khóa, tùy thuộc vào chiều lắp đặt của điốt Vì chỉ có nửa chu kỳ chỉnh lưu, nên mạch chỉnh lưu nửa sóng có hiệu suất truyền công suất rất thấp Mạch chỉnh lưu nửa sóng có thể lắp chỉ ốt bán dẫn mạch nguồn pha 33 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Hình 2.11: a) Dạng sóng điện áp trước chỉnh lưu b) Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ c) Dạng sóng điện áp sau chỉnh lưu Chỉnh lưu nửa chu kỳ Mạch chỉnh lưu toàn sóng biến đởi hai thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào thành chiều Do đó nó có hiệu suất cao Tuy nhiên mạch điện không có điểm giữa của biến áp người ta cần đến điốt thay mạch chỉnh lưu nửa sóng Điều có nghĩa đầu cực của điện áp cần đến điốt để chỉnh lưu, thí dụ cho trường hợp điểm X dương, cho trường hợp điểm X âm Đầu còn lại cần xác thế, kết phải cần đến điốt Các điốt dùng cho kiểu nối gọi cầu chỉnh lưu Hình 2.12: a) Dạng sóng điện áp trước chỉnh lưu b) Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ c) Dạng sóng điện áp sau chỉnh lưu Ở mạch ta dùng diot chỉnh lưu cầu KBP 307 34 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Điện áp đầu vào của chỉnh lưu : Uv = 12 �17 VDC + Điện áp sụt áp cầu : 17VDC – 1,4VDC = 15,6 VDC (Do qua diode nên mỗi đioe nó bị sụt áp mất 0.7V) + Điện áp sau chỉnh lưu : Ucl = 15,6 * 0.9 = 14,04 VDC ( 0.9 hệ số chỉnh lưu của chỉnh luu cầu) Dạng điện áp sau chỉnh lưu nó vẫn còn sóng nhấp nhô núi dạng điện áp vẫn coi điện áp chiều chưa ổn định c) Thành phần lọc Dạng điện áp sau qua lọc Hình 2.13: a) Điện áp trước lọc tụ điện b) Điện áp sau lọc tụ điện 35 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử Dựa vào nguyên tắc phóng nạp của tụ điện mà nó cho dòng điện chiều thằng hình vẽ Tụ lớn độ gợn điện áp giảm Qua lọc ta đã tạo điện áp chiều cấp vào cho biến đổi đổi ổn áp d) Bộ ổn áp Điện áp sau qua loc đưa tới ổn áp để ổn định điện áp cung cấp cho mạch động lực, mạch điều khiển Ở ta dùng IC7805 để ổn định điện áp dương 5V Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 36 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN 3.1 Mạch thử nhiệm phần mềm mô Protues 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý dạng sóng oscillocope test phần mềm a) Mạch quay thuận Hình 3.1.: Sơ đồ mạch điều khiển quay thuận Hình 3.2: Sơ đồ sóng điện áp từ chân Y0Y3 37 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử b) Mạch quay ngược Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển quay ngược Hình 3.4: Đồ thị sóng từ Y0Y3 của IC74138 38 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 3.2 Khảo sát mạch thực tế - Mạch chạy ổn định, điều khiển đảo chiều quay tốc độ tốt Qua trình thực đề tài: “Thiết kế Modun điều khiển tốc độ đảo chiều động bước ” đã giúp chúng em củng cố lại nhiều kiến thức đã học, hiểu biết thêm nhiều kiến thức mới, nâng cao kỹ chuyên nganhfnhuw kỹ thiết kế, kỹ bố trí kinh kiện mạch, qua đó chúng em có thể tự đánh giá lực của thân Ngoài những kỹ trên, chúng em còn hình thành những kỹ khác kỹ làm việc theo nhóm, đã biết xếp, quản lý công việc Đi song song với làm việc theo nhóm chúng em đã ý thức, rèn luyện kỹ làm việc độc lập Đặc biệt nữa trình thực đồ án, chúng em đã rèn luyện, nâng cao kỹ thương mại qua những lúc mua, chuẩn bị linh kiện, qua đó chúng em đã hiểu biết thêm nhiều giá thị trường của linh kiện điện tử - Qua loạt những thành đạt được, trình thực đồ án Kết cuối chúng em đã tự thiết kế, chế tạo thành công đề tài “Thiết kế Modul điều khiển tốc độ đảo chiều động bước” đó thành lớn trình học tập mà chúng em đã đạt 39 GVHD: Nguyễn Đình Hùng Đại học SPKT Hưng Yên – Khoa Điện _Điện Tử 3.3 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Quốc Trung: Vi điện tử số, NXB Khoa học Kỹ Thuật,1997 [2] Nguyễn Thành Long – Nguyễn Vũ Thắng – Hoàng Hải Hưng: Điện tử bản, NXB Giáo dục Đạo tạo, 2013 [3] Nguyễn Thúy Vân: Kỹ thuật số,NXB Khoa học Kỹ Thuật,1999 [4] Nguyễn Văn Thắng: Kỹ thuật tương tự, NXB Khoa học Kỹ Thuật,2003 40 GVHD: Nguyễn Đình Hùng ... sát mạch thực tế - Mạch chạy ổn định, điều khiển đảo chiều quay tốc độ tốt Qua trình thực đề tài: ? ?Thiết kế Modun điều khiển tốc độ đảo chiều động bước ” đã giúp chúng em củng cố lại... Điều khiển dễ dàng, xác, động bước có độ xác 3-5 % của mỡi bước khơng tích lũy sai số sang bước - Dễ dàng khởi động, dừng đảo chiều quay của động - Chế tạo động đơn giản, tốn kém, dễ điều. .. rất cao - Mạch điều khiển 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