ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU DÙNG PWM HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC + FILE MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU DÙNG PWM HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC + FILE MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318)ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU DÙNG PWM HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC + FILE MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN Môn học: HỆ THỐNG NHÚNG Đề tài: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ CHIỀU DÙNG PWM (1) GVHD : Ths.Tăng Cẩm Nhung SVTH : PHẠM QUANG NGHĨA MSSV : K175520114036 SVTH : LÊ TUẤN ANH MSSV : K175520114002 Thái Nguyên - 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU - GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG : THIẾT KẾ 2.1 Giới thiệu 2.2 Thiết kế sơ đồ khối 2.2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý a Khối nguồn b Khối điều khiển c Khối xử lý d Khối hiển thị e Khối công suất (cầu H) f Khối động lực 10 2.2.2 Lưu đồ chương trình 10 a Giới thiệu yêu cầu điều khiển 10 b Lưu đồ mạch mơ Proteus 11 c Chương trình 12 d Giải thích lệnh sử dụng chương trình 13 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 15 3.1 Kết thực 15 3.2 Phương hướng phát triển đề tài 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Sơ đồ khối mạch điều khiển tốc độ động chiều dùng PWM Hình Nguồn tổ ong 12V thực tế Hình 3: Nút nhấn điều khiển Hình 4: PIC16F877A Hình 5: Sơ đồ tính tốn giá trị Timer Hình 6: Kí hiệu hình ảnh led đoạn Hình 7: Mạch cầu H (mạch điều khiển động L298) Hình 8: Động chiều 10 Hình 9: Lưu đồ cho mạch điều khiển động chiều dùng PWM, trình tự điều khiển theo thứ tự là: (1)-(2)-(3)-(4) 11 Hình 10: Mạch mơ Proteus 11 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU - GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài - Ngày giới bước vào cách mạng khoa học kỹ thuật lĩnh vực Con người biết ứng dụng khoa học kĩ thuật vào sản xuất để nâng cao suất chất lượng rút ngắn thời gian sản xuất Động chiều sử dụng phổ biến rộng rãi tất lĩnh vực từ quân đến công nghiệp dân dụng Những ứng dụng quan trọng bao gồm: nhà máy cán, nhà máy giấy, nhà máy dệt, nhà máy in, máy công cụ, máy xúc, cần cẩu đặc biệt lĩnh vực robotic… - Các mạch điều khiển động yêu cầu thay đổi tốc độ quay động nhịp nhàng điều khiển xác Phương pháp truyền thống để điều khiển tốc độ động chiều thay đổi giá trị điện áp cung cấp cho động Phương pháp đơn giản sử dụng biến trở phương pháp điều khiển khơng xác mong muốn đặc tuyến biến trở, tầm hoạt động bị giới hạn, điều khiển không hiệu gây tượng nhiệt cuộn dây dẫn đến hư động - Phương pháp PWM biết đến từ năm 1970 cải thiện hạn chế phương pháp truyền thống, nhiên mạch điều khiển dùng linh kiện rời BJT vi mạch số nên mạch điện phức tạp, khó đạt độ xác cao Ngày việc sử dụng vi mạch khả lập trình vi xử lý thiết bị điều khiển trở thành xu quan trọng, mang lại hiệu cao, tốc độ xử lý nhanh, độ xác cao, mạch phần cứng tinh gọn, giảm giá thành sản phẩm, hạn chế rủi ro 1.2 Mục đích đề tài - Trong chúng em tập trung nghiên cứu phương pháp điều chế độ rộng xung PWM để điều khiển tốc độ động DC sử dụng dòng vi điều khiển PIC 16F877A giải thuật tạo độ rộng xung PWM sau lập trình cho vi điều khiển ngôn ngữ C 1.3 Phạm vi nghiên cứu - Trong chúng em sử dụng nút nhấn để xác định tốc độ quay động dùng Led đoạn để hiển thị trạng thái động quay tốc độ nào, sử dụng nguồn pin điện từ lưới 220V CHƯƠNG : THIẾT KẾ 2.1 Giới thiệu - Với đề tài “ Điều khiển tốc độ động chiều dùng PWM ” chúng em thiết kế theo yêu cầu sau : + Sử dụng 03 nút nhấn để xác định 03 tốc độ quay động + Hiển thị trạng thái động Led đoạn ( Đang quay tốc độ 1,2 hay ) 2.2 Thiết kế sơ đồ khối - Theo yêu cầu giao đề tài nhóm chúng em tiến hành thiết kế sơ đồ khối cho mạch “ Điều khiển tốc độ động chiều dùng PWM ” hình : Hình 1: Sơ đồ khối mạch điều khiển tốc độ động chiều dùng PWM Chức khối: ● Khối nguồn: có chức cấp nguồn cho tồn hệ thống ● Khối điều khiển: có chức điều khiển chế độ làm việc hệ thống tín hiệu đầu vào khối xử lý ● Khối xử lý: có chức thu thập xử lý tín hiệu ( nhận tín hiệu đầu vào khối điều khiển xuất tín hiệu ) ● Khối hiển thị: có chức hiển thị cấp độ làm việc động ● Khối công suất (cầu H): có chức điều khiển động ● Khối động lực: có chức vận hành động theo chế độ cấp 2.2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý a Khối nguồn - Khối nguồn dùng để cấp nguồn cho toàn hệ thống mạch - Chủ yếu cấp nguồn cho linh kiện như: nút nhấn, module L298, RESPACK-8, 7SEG-COM-AN-GRN Do bọn em sử dụng nguồn tổ ong 12V 2A để cấp nguồn cho phần tử mạch, thiết bị dùng nguồn 5V chúng em giảm điện áp xuống nhờ điện trở Hình Nguồn tổ ong 12V thực tế ● Chức tổ ong nguồn: - Tổ ong nguồn tạo để chuyển điện áp từ nguồn xoay chiều thành nguồn điện chiều, giúp thiết bị hoạt động - Tổ ong nguồn sử dụng rộng rãi hoạt động sinh hoạt sản xuất This source mang lại tối đa hiệu suất cho công nghệ LED đại - Tổ ong nguồn sử dụng rộng rãi công ty thiết bị dân dụng lắp tủ điện, lắp đèn, camera giám sát, máy tính, ổ đài thiết bị sử dụng nguồn chiều Tổ ong nguồn thường sử dụng mạch ổn định, cung cấp dòng áp đủ để tránh trường hợp dòng ảnh hưởng tới mạch, áp, quan trọng - Nguồn tổ ong làm tăng tuổi thọ thiết bị điện lâu b Khối điều khiển - Khối điều khiển có chức điều khiển chế độ làm việc hệ thống tín hiệu đầu vào khối xử lý - Trong mạch nhóm chúng em chọn nút nhấn dùng để điều khiển cấp tốc độ quay động ( quay tốc độ 1, hay ) Hình 3: Nút nhấn điều khiển c Khối xử lý - Khối xử lý: có chức thu thập xử lý tín hiệu ( từ tín hiệu đầu vào khối điều khiển xử lý xuất tín hiệu cho khối hiển thị, đưa tín vào cho khối cơng suất) - Lựa chọn: PIC16F877A Hình 4: PIC16F877A - Phương pháp điều 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 vuông, dẫn đến thay đổi điện áp Các PWM biến đổi có tần số khác độ rộng sườn dương hay sườn âm - Các giá trị sử dụng Timer1: ● Tần số dao động thạch anh: Fxtal (MHz) ● Tần số dao động Pic: FPic (MHz)= Fxtal ● Tần số dao động Timer: FTimer (MHz)= Fpic ● Thời gian chu kỳ Timer: Ttimer ● Thời gian trễ: Tdelay Tính tốn giá trị nạp cho ghi TMR0: GTN=65.536 - (Tdelay/Ttimer ) Hình 5: Sơ đồ tính tốn giá trị Timer d Khối hiển thị - Led đoạn có chức hiển thị số thập phân cho biết kết sau xử lý - Có loại led đoạn anode chung cathode chung Led đoạn có kí hiệu, sơ đồ chân hình sau: Hình 6: Kí hiệu hình ảnh led đoạn - Led đoạn có cấu tạo led đơn xếp theo vị trí để sáng tắt tạo thành số thập phân từ đến Dòng cho đoạn từ đến 15 mA điện áp cho led nhỏ 2V - Nhóm tiến hành chọn led loại anode chung (7SEG-COM-AN-GRN ) e Khối công suất (cầu H) Khối công suất (cầu H) chúng em sử dụng mạch điều khiển động DC L298 có khả điều khiển động DC, dòng tối đa 2A động cơ, mạch tích hợp ốt bảo vệ IC nguồn 7805 giúp cấp nguồn 5VDC cho module khác (chỉ sử dụng 5V nguồn cấp nhỏ 12VDC) Mạch L298 gồm chân: ● 12V power, 5V power Đây chân cấp nguồn trực tiếp đến động ● Cấp nguồn 9-12V 12V ● Bên cạnh có jumper 5V, để hình có nguồn 5V cổng 5V power, ngược lại khơng Để hình ta cần cấp nguồn 12V vô 12V power có 5V 5V power, từ cấp cho Arduino ● Power GND chân GND nguồn cấp cho động Hình 7: Mạch cầu H (mạch điều khiển động L298) ● Thông số kỹ thuật: ● ● ● ● ● Driver: L298N tích hợp hai mạch cầu H Điện áp điều khiển: +5 V ~ +12 V Dòng tối đa cho cầu H là: 2A (=>2A cho motor) Điện áp tín hiệu điều khiển: +5 V ~ +7 V Dịng tín hiệu điều khiển: ~ 36mA (Arduino chơi đến 40mA nên khỏe re bạn) ● Công suất hao phí: 20W (khi nhiệt độ T = 75 ℃) ● Nhiệt độ bảo quản: -25 ℃ ~ +130 ℃ f Khối động lực - Khối động lực có chức vận hành động theo xung cấp - Lựa chọn: động chiều (Motor) Hình 8: Động chiều - Động chiều DC (DC từ viết tắt "Direct Current Motors") Động điều khiển dịng có hướng xác định hay nói dễ hiểu loại động chạy nguồn điện áp DC- điện áp chiều (Khác với điện áp AC xoay chiều) 2.2.2 Lưu đồ chương trình a Giới thiệu yêu cầu điều khiển - Điều khiển tốc độ động chiều dùng PWM theo yêu cầu sau : + Sử dụng 03 nút nhấn để xác định 03 tốc độ quay động + Hiển thị trạng thái động Led đoạn ( Đang quay tốc độ 1,2 hay ) 10 b Lưu đồ mạch mơ Proteus Hình 9: Lưu đồ cho mạch điều khiển động chiều dùng PWM, trình tự điều khiển theo thứ tự là: (1)-(2)-(3)-(4) Hình 10: Mạch mơ Proteus 11 c Chương trình #include #use delay(clock=20M) #include int8 m[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; int8 HT; void main() { set_tris_D(0xFF); set_tris_C(0x00); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,249,1); setup_ccp1(CCP_PWM); set_pwm1_duty(0); while(TRUE) { if(!input(pin_D0)){ while(!input(pin_D0)); HT=1; OUTPUT_B(m[HT%10]); setup_ccp1(CCP_PWM); set_pwm1_duty(20); } else if(!input(pin_D1)) { while(!input(pin_D1)); HT=2; OUTPUT_B(m[HT%10]); setup_ccp1(CCP_PWM); set_pwm1_duty(70); } else if(!input(pin_D2)) { while(!input(pin_D2)); HT=3; OUTPUT_B(m[HT%10]); 12 setup_ccp1(CCP_PWM); set_pwm1_duty(100); } } } d Giải thích lệnh sử dụng chương trình #include #use delay(clock=20M) int8 m[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//ma led doan dang ma HEX int8 HT; void main() { set_tris_D(0xFF); set_tris_C(0x00); setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,249,1);// su dung timer voi bo chia tan ti le 1:1 co dai xung 0-249 setup_ccp1(CCP_PWM);//chan lam viec o che xung la CCP1 set_pwm1_duty(0);//xung lam viec che duty phan tram muc xung cao tren giai xung while(TRUE) { if(!input(pin_D0))//Nut bam { while(!input(pin_D0)); HT=1; OUTPUT_B(m[HT%10]);// nap gia tri cho LED setup_ccp1(CCP_PWM);//cho chan ccp1 lam viec set_pwm1_duty(20); //xung lam viec dang duty 8% } else if(!input(pin_D1))//Nut bam { while(!input(pin_D1)); HT=2; 13 OUTPUT_B(m[HT%10]); setup_ccp1(CCP_PWM); set_pwm1_duty(70);//xung lam viec dang duty 28% } else if(!input(pin_D2)) { while(!input(pin_D2)); HT=3; OUTPUT_B(m[HT%10]); setup_ccp1(CCP_PWM); set_pwm1_duty(100);//xung lam viec dang duty 40% } } } 14 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 3.1 Kết thực - Q trình xây dựng hồn thành đề tài: “ Điều khiển tốc độ động chiều” dùng PWM em thấy đề tài hay, có tính ứng dụng lớn thực tế Trên sở giải yêu cầu đề tài là: + Xây dựng mơ hình theo yêu cầu đặt + Vận hành theo yêu cầu công nghệ + Hệ thống hoạt động xác hiệu - Trong q trình xây dựng đề tài số mặt hạn chế như: + Mạch thiết kế mô phỏng, chưa đưa thực tế lên cịn nhiều sai sót + Mạch mơ xảy lỗi thao tác ấn nút nhấn nhanh liên tục - Tuy nhiên thời gian xây dựng đề tài em tiếp thu nhiều kiến thức quý báu bổ ích có thành định rút sau: + Phương pháp lập trình CSS + Cách lắp đặt đấu dây Proteus + Xây dựng hệ thống phổ biến công nghiệp 3.2 Phương hướng phát triển đề tài Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, xây dựng ý tưởng bắt tay việc thi cơng thiết kế cơng mơ hình điều khiển tốc độ động chiều sử dụng PWM Mơ hình đạt độ ổn định tương đối vận hành mạch điều khiển mô Tuy nhiên, mơ hình nhỏ đồng thời hạn chế mặt kiến thức thời gian nên việc tính tốn thiết kế chưa vào chun sâu được, mà việc thi cơng mơ hình chưa đạt chuẩn mực định Đề tài điều khiển động chiều dùng PWM phát triển thêm đèn báo cho hệ thống chế độ quay (1, 3), đề tài ứng dụng vào làm quạt với cấp độ số số ứng dụng khác Em xin chân thành cảm ơn cô giáo truyền đạt cho em nhiều kinh nghiệm quý báu suốt trình học, tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành tốt đề tài 15 Tuy mơ hình mơ tương đối hồn thiện, xong khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong đóng góp ý kiến q thầy bạn sinh viên để đề tài chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Bài giảng Hệ thống nhúng 2010, BM Kỹ thuật Máy tính, ĐH Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên [2] - Công, N H (2007) Hệ thống nhúng phát triển lĩnh vực công nghệ cao "3C".ĐH KTCN Thái Nguyên [3] Trên website: + https://mualinhkien.vn/lap-trinh-pic-bai-8-dieu-che-do-rong-xungdieu-khien-dong-co 17 ... điều khiển động L298) Hình 8: Động chiều 10 Hình 9: Lưu đồ cho mạch điều khiển động chiều dùng PWM, trình tự điều khiển theo thứ tự là: (1) -(2)-(3)-(4) 11 Hình 10 : Mạch mơ Proteus 11 CHƯƠNG 1: ... mạch “ Điều khiển tốc độ động chiều dùng PWM ” hình : Hình 1: Sơ đồ khối mạch điều khiển tốc độ động chiều dùng PWM Chức khối: ● Khối nguồn: có chức cấp nguồn cho tồn hệ thống ● Khối điều khiển: ... - Các mạch điều khiển động yêu cầu thay đổi tốc độ quay động nhịp nhàng điều khiển xác Phương pháp truyền thống để điều khiển tốc độ động chiều thay đổi giá trị điện áp cung cấp cho động Phương