ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THIẾT LẬP TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NÚT NHẤN HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC+ FILE MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THIẾT LẬP TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NÚT NHẤN HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC+ FILE MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318) ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THIẾT LẬP TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NÚT NHẤN HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC+ FILE MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

5TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ  BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG Đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THIẾT LẬP TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NÚT NHẤN GVHD : SVTH1 : MSSV : SVTH2 : MSSV : SVTH3 : MSSV : Th.s Tăng Cẩm Nhung Trương Ngọc Sơn K175520114112 Dương Hải Nam K175520114101 Nguyễn Văn Tiến K175520114123 Thái Nguyên, ngày 17 tháng năm 2021 KHOA ĐIỆN TỬ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh Phúc HỆ THỐNG NHÚNG o0o TIỂU LUẬN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: Đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THIẾT LẬP TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NÚT NHẤN Giảng viên hướng dẫn Tăng Cẩm Nhung Sinh viên thực Trương Ngọc Sơn K175520114112 Sinh viên thực Dương Hải Nam K175520114101 Sinh viên thực Nguyễn Văn Tiến K175520114123 Đề tài: Điều khiển giám sát thiết lập tốc độ động sử dụng nút nhấn Nội dung thực hiện: Trương Ngọc Sơn Dương Hải Nam Nguyễn Văn Tiến ● Giới thiệu đề tài điều khiển, giám sát tốc độ động ● Lập phương án, xây dựng lưu đồ hệ thống ● Kết đạt Ngày giao đề tài:22/06/2021 Ngày hoàn thành:17/07/2021 Giảng Viên HD NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thái Nguyên, ngày…tháng…năm 20 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM Thái Nguyên, ngày…tháng…năm 20 GIÁO VIÊN CHẤM (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài 1.3 Yêu cầu 1.4 Chức Năng 1.5 INPUT 1.6 OUTPUT 1.7 Sơ đồ tổng quan CHƯƠNG II: THIẾT KẾ 10 2.1 Giới thiệu 10 2.2 Thiết lập thông số vào 10 2.3 Thiết kế sơ đồ khối 10 2.4 Giải thích sơ đồ 11 2.5 Phương pháp điều khiển tốc độ động 11 2.6 Phương pháp đo tốc độ động 13 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 15 3.1 Kết thực 15 3.2 Hướng phát triển đề tài 15 KẾT LUẬN CHUNG 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Động điều khiển tốc độ băng tải Hình 1.2 Sơ đồ tổng quan Hình 2.1 Lưu đồ hệ thống điều khiển giám sát tốc độ động DC 10 Hình 2.2 Đồ thị dạng xung điều chế PWM 11 Hình 2.3 Sơ đồ ngun lí dùng PWM điều khiển điện áp tải (trái) Sơ đồ xung van điều khiển đầu (phải) 12 Hình 2.4 Cấu tạo Encoder 13 Hình 2.5 Nguyên lý hoạt động encoder 14 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay,các vi điều khiển có ứng dụng ngày rộng rãi,thâm nhập ngày nhiều vào lĩnh vực kĩ thuật đời sống xã hội.Hầu hết thiết bị từ đơn giản thiết bị gia đình thiết bị tinh vi máy tính hay máy cơng nghiệp có xuất vi điều khiển.Động điện loại động sử dụng phổ biến ứng dụng thông thường ứng dụng phức tạp.Để động làm việc cách hiệu địi hỏi phải có cách điều khiển tốt.Xuất phát từ thực tế chúng em tập chung nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển cách điều khiển động điện chiều thông qua đề tài “Điều khiển giám sát tốc độ động điện chiều hiển thị LCD”.Với đề tài giao,chúng em vận dụng kiến thức để tìm hiểu nghiên cứu lý thuyết.Qua em tìm hiểu sâu tìm hiểu cách tiếp cận giải vấn đề môn học.Đồng thời qua làm tiểu luận hình thành thêm kĩ làm việc,lập kế hoạch,viết báo cáo…Rất có ích cho sau Dưới hướng dẫn bảo nhiệt tình Tăng Cẩm Nhung với cố gắng nỗ lực thành viên nhóm chúng em hồn thành xong tiểu luận mình.Tuy nhiên tình hình dịch bệnh COVID-19 phức tạp thời gian kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót thực tiểu luận này.Vì chúng em mong nhận nhiều kiến đánh giá ,đóng góp thầy giáo để đề tài hồn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 19 tháng năm 2021 Sinh viên thực Trương Ngọc Sơn Dương Hải Nam Nguyễn Văn Tiến CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài Động loại phổ biến với dân kĩ thuật điện ứng dụng rộng rãi sống : quạt, loại máy sản suất nông nghiệp (máy tuốt,máy xay sát) sân chơi robocon động điện chiều sử dụng nhiều : giúp cho robot chuyển động theo ý muốn, nâng hạ số kết cấu Động giúp chạy điều khiển tốc độ cho băng tải… Hình 1.1 Động điều khiển tốc độ băng tải Chính ứng dụng nên chúng em chọn đề tài :“Nghiên cứu,giám sát điều khiển tốc động cơ”  Tên đề tài :“Lập trình PIC16F877A giám sát thiết lập tốc độ động sử dụng nút nhấn”  Yêu cầu đặt :  Lập trình C cho Pic 16F877A điều khiển tốc độ động  Sử dụng phím nhấn để đặt tốc độ động  Hiển thị trạng thái tốc độ động LCD 1.2 Mục đích đề tài  Điều khiển trạng thái tốc độ động  Đặt trước tốc độ cho động  Đo hiển thị tốc độ hình 1.3 Yêu cầu  Điều khiển tốc độ trạng thái động  Đặt tốc độ động nút nhấn  Đo tốc độ động  Hiển thị tốc độ trạng thái LCD  Hoạt động ổn định  Đo tốc độ xác, tin cậy 1.4 Chức Năng  Điều khiển tốc độ trạng thái động  Đặt tốc độ động nút nhấn  Đo tốc độ động  Hiển thị tốc độ trạng thái LCD 1.5 INPUT  Nút nhấn (Start/Stop; Tăng; Giảm; Enter)  Tín hiệu phản hồi Encoder 1.6 OUTPUT  Tín hiệu điều khiển động  Xung PWM điều khiển tốc động  Tín hiệu hiển thị LCD 1.7 Sơ đồ tổng quan Hình 1.2 Sơ đồ tổng quan CHƯƠNG II: THIẾT KẾ 2.1 Giới thiệu Dựa vào yêu cầu toán Điều khiển giám sát tốc độ động điện chiều hiển thị LCD, nhóm em lên ý tưởng thiết kế sau:  Thiết kế hệ thống giám sát tốc độ động điện chiều hiển thị LCD  Sử dụng vi xử lý trung tâm PIC16F877A  Sử dụng nút bấm để thiết lập tốc độ động  Sử dụng phần mềm Proteus để mô thiết kế mạch 2.2 Thiết lập thông số vào STT TÊN THIẾT BỊ PIC16F877A LCD BUTTON KIỂU Bộ điều khiển trung tâm Đầu Đầu vào L298 Đầu Encoder Đầu vào Chức Xử lý Hiển thị tốc độ động Thiết lập trạng thái tốc độ cho động Điều khiển tốc độ động Đo tốc độ động 2.3 Thiết kế sơ đồ khối Theo yêu cầu cùa đề tài nhóm em thiết kế sơ đồ khối mạch điều khiển giám sát tốc độ động điện chiều hiển thị LCD sau : LCD Button PIC 16F877A L298 Động DC Encoder Hình 2.3 Lưu đồ hệ thống điều khiển giám sát tốc độ động DC 2.4 Giải thích sơ đồ Ta giải thích hệ thống hoạt động sau: - Button : nút bấm START/STOP nút bấm tăng giảm tốc độ động PIC 16F877A : xử lý trung tâm để xử lý tín hiệu vào từ nút bấm encoder, đưa tín hiệu đến LCD L298 - L298 : mạch cầu H để điều khiển tốc độ động DC - Encoder : đo tốc độ động theo thời gian thực gửi PIC 16F877A để xử lý LCD : hiển thị tốc độ đo động - 2.5 Phương pháp điều khiển tốc độ động  Phương pháp điều chế xung PWM: Để điều khiển tốc độ động DC người ta dùng nhiều phương pháp khác có phương pháp quan trọng thông dụng phương pháp điều chế độ rộng xung kích (PWM) Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM (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 kích để điều khiển linh kiện đóng ngắt (SCR hay Transistor) dẫn đến thay đổi điện áp tải Đồ thị dạng xung điều chế PWM Hình 4.2 Đồ thị dạng xung điều chế PWM  Nguyên lý PWM Đây phương pháp thực theo nguyên tắc dóng ngắt nguồn có tải cách có chu kì theo luật điều chỉnh thời gian đóng ngắt.Phần tử thực nhiệm vụ đóng cắt van bán dẫn.Sơ đồ nguyên lí điều khiển tải dùng PWM Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lí dùng PWM điều khiển điện áp tải (trái) Sơ đồ xung van điều khiển đầu (phải) Trong khoảng thời gian - to ta cho van Q1 mở toàn điện áp nguồn Ud đưa tải Cũng khoảng thời gian từ t0 đến T cho van Q1 khóa, cắt nguồn cung cấp cho tải.Vì với thời gian t0 thay đổi từ T ta cung cấp toàn , phần hay khóa hồn tồn điện áp cung cấp cho tải Cơng thức tính giá trị trung bình điện áp tải là: Ud = Umax (t0/T) hay Ud = Umax.D Trong · · · · · Ud: điện áp trung bình tải Umax: điện áp nguồn t0: thời gian xung sườn dương (van khóa mở) T: thời gian thời gian xung sươn dương sườn âm D = t0/T: hệ số điều chỉnh hay PWM tính % Ví dụ: điện áp nguồn 12V Nếu hệ số điều chỉnh 20% => Ud = 12.20% = 2.4 V Nếu hệ số điều chỉnh 50% => Ud = 12.50% = V Vì chúng em sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM để thay đổi điện áp DC cấp cho động từ thay đổi tốc độ động DC Đối với PIC16F877A để sử dụng phương pháp ta sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM) tích hợp sẵn bên PIC với đầu xung hai chân CCP1 CCP2 Tại chân hoạt động xuất chuỗi xung vuông với độ rộng điều chỉnh dễ dàng Xung dùng để tạo tín hiệu đóng ngắt Trasistor mạch động lực, với độ rộng xác định tạo điện áp trung bình xác định · Cách thiết lập chế độ PWM cho PIC16F877A Khi hoạt động chế độ PWM (Pulse Width Modulation _ khối điều chế độ rộng xung), tính hiệu sau điều chế đưa pin khối CCP (cần ấn định pin output ) Để sử dụng chức điều chế trước tiên ta cần tiến hành bước cài đặt sau: · Thiết lập thời gian chu kì xung điều chế cho PWM (period) cách đưa giá trị thích hợp vào ghi PR2 · · Thiết lập độ rộng xung cần điều chế (duty cycle) cách đưa giá trị vào ghi CCPRxL bit CCP1CON Điều khiển pin CCP output cách clear bit tương ứng · ghi TRISC Thiết lập giá trị chia tần số prescaler Timer2 cho phép Timer2 hoạt · động cách đưa giá trị thích hợp vào ghi T2CON Cho phép CCP hoạt động chế độ PWM 2.6 Phương pháp đo tốc độ động · Encoder Encoder hay gọi mã hóa, cảm biến chuyển động học tạo tín hiệu kỹ thuật số đáp ứng với chuyển động Là thiết bị điện có khả làm biến đổi chuyển động thành tín hiệu số xung Bộ mã hóa Encoder phận quan trọng cấu tạo máy CNC Nó giúp đo hiển thị thơng số tốc độ máy Encoder thành phần quan trọng động cơ, giúp đọc tốc độ vị trí động cơ, nhờ xung vng có tần số thay đổi phụ thuộc vào tốc độ động Hình 2.6 Cấu tạo Encoder Cấu tạo chung Encoder gồm đĩa tròn xoay, quay quanh trục Trên đĩa đục lỗ (rãnh), đĩa quay chiếu đèn Led lên mặt đĩa có ngắt qng Khi phía mặt bên đĩa, người ta đặt mắt thu (photosensor) để thu nhận tín hiệu từ đĩa quay Trong trình encoder quay quanh trục, gặp lỗ rống ánh sáng chiếu qua được, gặp rãnh chắn tia sáng khơng chiếu q Do tín hiệu nhận từ sensor quang chuổi xung.Mỗi encoder chế tạo biết sẵn số xung vịng Do ta dùng vi điều khiển đếm số xung đơn vị thời gian tính tốc độ động Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động encoder CHƯƠNG III: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 3.1 Kết thực Sau thiết kế mô hệ thống, qua giai đoạn kiểm tra em thấy hệ thống hoạt động ổn định, với yêu cầu đề sai số khơng đáng kể, ứng dụng vào thực tế sống  Hoàn thành mạch điều khiển, giám sát tốc độ động  Mạch hoạt động ổn định, ứng dụng vào thực tế sống  Dễ dàng điều khiển tốc độ thông qua thao tác nhấn nút đơn giản  Tốc độ động hiển thị LCD, qua dễ dàng giám sát tình trạng hoạt động động 3.2 Hướng phát triển đề tài  Tốc độ động chưa ổn định, cải thiện ổn định tốc độ phương pháp điều khiển PID  Đối với khối hiển thị,do tính chất hình LCD bị hạn chế quan sát giá trị hiển thị khoảng cách xa hướng phát triển sử dụng led đoạn để tăng khả quan sát khối hiển thị  Kết nối với máy tính, sử dụng visual basic lập trình điều khiển tốc độ động KẾT LUẬN CHUNG Sau gần tháng tìm hiểu nghiên cứu thực đề tài cách tích cực, hướng dẫn nhiệt tình Tăng Cẩm Nhung nhóm chúng em nghiêm túc thực hoàn thành xong đề tài “ Điều khiển giám sát tốc độ động hiển thị LCD ” Trong trình làm tiểu luận, chúng em nghiên cứu tìm hiểu thêm số sách tài liệu tham khảo hướng dẫn bảo giáo viên hướng dẫn nên thu kiến thức thiết thực:  Hiểu rõ đặc điểm cách sử dụng họ vi điều khiển PIC 18F877A  Giúp sinh viên hiểu biết công dụng cách sử dụng số linh kiện  Có thể sử dụng tốt phần mềm lập trình CCS phần mềm thiết kế mạch PROTEUS  Hiểu rõ vấn đề cốt lõi hệ thống nhúng  Giúp sinh viên có khả nghiên cứu làm việc độc lập theo nhóm  Thực thiết kế, mơ mơ hình Điều khiển giám sát tốc độ động hiển thị LCD Tuy nhiên, thời gian vốn kiến thức hạn hẹp nên tiểu luận chúng em số hạn chế Cần quan tâm đến tính thẩm mĩ mơ phỏng, tìm hiều thêm công nghệ đại, ứng dụng mạch điều khiển thiết kế đại hoạt động hiệu Trong trình làm tiểu luận khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận góp ý thầy giáo mơn để tiểu luận hồn thiện Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn thầy cô giáo mơn tận tình giúp đỡ để chúng em hoàn thành tiểu luận TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng Hệ thống nhúng-Khoa Cơ Khí- Trường Đại học Kĩ thuật Công Nghiệp – Đại học Thái Nguyên [2] Ngô Xuân Trường, Tài liệu sử dụng CCS tiếng Việt [3] Hệ thống nhúng - Wikipedia ... điều khiển tốc động cơ? ??  Tên đề tài :? ?Lập trình PIC16F877A giám sát thiết lập tốc độ động sử dụng nút nhấn? ??  Yêu cầu đặt :  Lập trình C cho Pic 16F877A điều khiển tốc độ động  Sử dụng phím nhấn. .. động  Đặt tốc độ động nút nhấn  Đo tốc độ động  Hiển thị tốc độ trạng thái LCD  Hoạt động ổn định  Đo tốc độ xác, tin cậy 1.4 Chức Năng  Điều khiển tốc độ trạng thái động  Đặt tốc độ động. .. đặt tốc độ động  Hiển thị trạng thái tốc độ động LCD 1.2 Mục đích đề tài  Điều khiển trạng thái tốc độ động  Đặt trước tốc độ cho động  Đo hiển thị tốc độ hình 1.3 Yêu cầu  Điều khiển tốc độ