II. Giới thiệu về trang bị điện dùng trong hệ thống cđn băng định lượng: 1 Động cơ không đồng bộ ba pha:
e. Câc đầu văo vă đầu ra tín hiệu số:
4.2.2.5. Một số LoadCell thực tế :
Có nhiều loại loadcell do câc hêng sản xuất khâc nhau như KUBOTA (của Nhật), Global Weighing (Hăn Quốc), Transducer Techniques. Inc, Tedea – Huntleigh ... Mỗi loại loadcell được chế tạo cho một yíu cầu riíng biệt theo tải trọng chịu đựng, chịu lực kĩo hay nĩn. Tùy hêng sản xuất mă câc đầu dđy ra của loadcell có mău sắc khâc nhau. Có thể kể ra như sau:
Câc mău sắc năy đều được cho trong bảng thông số kỹ thuật khi mua từng loại loadcell .
Trong thực tế còn có loại load cell sử dụng kỹ thuật 6 dđy cho ra 6 đầu dđy .Sơ đồ nối dđy của loại load cell năy có thể có hai dạng như sau :
Exc+
Exc- Sig+
Sig-
Tín tín
hiệu Mău Hoặc Hoặc Hoặc
Exc+ Đỏ Văng Xanh Đỏ
Exc- Đen Nđu Đen Trắng
Sig+ Xanh Xanh Trắn
g Xanh lâ cđy
Hình 4.26: Cầu đo thực tế
Như vậy ,thực chất load cell cho ra 6 dđy nhưng bản chất vẫn lă 4 dđy vì ở cả hai câch nối ta tìm hiểu ở trín thì câc dđy +veInput (Exc+) vă +veSense (Sense+) lă nối tắt, câc dđy -veInput (Exc-) vă -veSense (Sense-) lă nối tắt .
Có nhiều kiểu hình dạng loadcell cho những ứng dụng khâc nhau. Do đó câch kết nối loadcell văo hệ thống cũng khâc nhau trong từng trường hợp.
Thông số kỹ thuật của từng loại loadcell được cho trong catalogue của mỗi loadcell vă thường có câc thông số như : tải trọng danh định, điện âp ra danh định (giâ trị năy có thể lă từ 2mV/V đến 3 mV/V hoặc hơn tùy loại loadcell), tầm nhiệt độ hoạt động, điện âp cung cấp, điện trở ngõ ra, mức độ chịu được quâ tải…
Tùy ứng dụng cụ thể mă câch chọn loại loadcell có thông số vă hình dạng khâc nhau . Hình dạng loadcell có thể đặt cho nhă sản xuất theo yíu cầu ứng dụng riíng. Sau đđy lă hình dạng của một số loại loadcell có trong thực tế.
4.3.Cảm biến đo vị trí
Mạch đo vị trí đơn giản nhất lă dùng biến trở. Điện âp ra : U0 = Un.α
Để đảm bảo độ chính xâc thì biến trở phải cuốn đều sao cho quan hệ giữa vị trí vă điện âp tỷ lệ tuyến tính. Tuy vậy mạch đo vị trí năy ít được âp dụng trong công nghiệp vì độ tin cậy kĩm
Ngăy nay cũng như trong hệ thống, để đo vị trí người ta sử dụng bộ Resolver
Sinωt Cosωt =1 fH U1s = Umsinωt GF chia U2s = Umcosωt UD A FD
Hình4.28 : Mạch đo vị trí dùng Resolver
Resolver có rôto một pha vă stato có hai cuộn dđy đặt lệch nhau một góc 900. Điện âp cấp cho hai cuộn dđy stato cũng lệch nhau 900 điện:
U1s = Umsinωt, U2s = Umcosωt (4-17)
Khi rôto quay góc α, đầu ra của nó cảm ứng điện âp lệch pha so với U1s một góc α
Ur = Um1sin(ωt – α) (4-18)
+ Mây đo góc tuyệt đối (Resolver):
Mây đo góc tuyệt đối có cấu tạo gồm 2 phần : Phần động gắn với trục quay động cơ chứa cuộn sơ cấp được kích thích bằng sóng mang tần số (2 - 10Khz) qua mây biến âp quay. Phần tĩnh có hai cuộn dđy quấn thứ cấp ta thu được tín hiệu điều biín UU0SinCostSinθ vă UU0SinCostCostθ
Đường bao của biín độ kính tín hiệu ra chứa thông tin về vị trí tuyệt đối (góc θ) của roto mây đo, có nghĩa lă vị trí tuyệt đối của roto động cơ . Có hai câch thu thập thông tin về θ. Câch thứ nhất lă hiệu chỉnh sai góc thu được trín cơ sở so sânh góc được căi trong một vi mạch sẵn có. Câc vi mạch năy đo tín hiệu góc dạng số với độ phđn giải 10 - 16bit/1 vòng vă tín hiệu tốc độ quay dạng tương tự . Do cần sử dụng khđu điều chỉnh I hoặc PI để sửa sai lệch góc nín chiều rộng dải tần vă độ phđn giải cho phĩp phụ thuộc văo thông số của mạch điều chỉnh . Câch thứ hai có chất lượng cao hơn lă dùng hai bộ biến đổi tương tự - số để lấy mẫu trực tiếp từ đỉnh tín hiệu điều chế . Trong trường hợp năy cần đồng bộ chặt
Đ ĐK
H M
UU0Sinωt
ϑ
UU0SinωtCosϑ
UU0SinωtSinϑ
dùng bộ lọc để chuyển xung chữ nhật thănh tín hiệu kích thích hình sin. Ngoăi ra phải có biện phâp giảm sai số truyền dẫn tín hiệu từ bộ cảm biến đặt ở động cơ đến bộ vi xử lý đặt ở băn điều khiển. Độ phđn giải của phĩp đo dùng mây đo góc tuyệt đối hoăn toăn phụ thuộc văo độ phđn giải của bộ biến đổi tương tự số
Hình 4.29 :Sơ đồ nguyín lý mây đo góc Resolver
5.Măn hình LCD:
Trong những năm gần đđy, măn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display) ngăy căng được sử dụng rộng rêi vă đang dần thay thế câc đỉn LED (7 đoạn vă nhiều đoạn). Đó lă vì câc nguyín nhđn sau:
Măn hình LCD có giâ thănh hạ
Khả năng hiển thị số, ký tự vă đồ hoạ tốt hơn nhiều so với đỉn LED
Sử dụng thím một bộ điều khiển lăm tươi LCD
Dễ dăng lập trình câc ký tự vă đồ hoạ
LCD giới thiệu ở đđy có 14 chđn, chức năng của câc chđn được cho trong bảng :
Chđn Ký hiệu I/O Mô tả
1 VSS - Đất
2 VCC - Dương nguồn +5V
3 VEE - Nguồn điều khiển tương phản
4 RS l RS=0 chọn thanh ghi lệnh
RS=1 chọn thanh ghidữ liệu
5 R/W L R/W=1 đọc dữ liệu.R/W=0 ghi
6 E I/O Cho phĩp
7 DB0 I/O Bus dữ liệu 8 bit
8 DB1 I/O Bus dữ liệu 8 bit
9 DB2 I/O Bus dữ liệu 8 bit
10 DB3 I/O Bus dữ liệu 8 bit
11 DB4 I/O Bus dữ liệu 8 bit
12 DB5 I/O Bus dữ liệu 8 bit
13 DB6 I/O Bus dữ liệu 8 bit
14 DB7 I/O Bus dữ liệu 8 bit
VCC vă VSS lă chđn nguồn +5V vă chđn đất, còn VEE được dùng để điều khiển độ tương phản của LCD
RS (Register Select)-chọn thanh ghi: có hai thanh ghi rất quan trọng bín trong LCD. Chđn RS được dùng để chọn câc thanh ghi năy. Nếu RS = 0 thì thanh ghi mê lệnh được chọn, cho phĩp người dùng gửi một lệnh chẳng hạn như xoâ măn hình, đưa con trỏ về đầu dòng.v.v. Nếu RS = 1 thì thanh ghi dữ liệu được chọn vă cho phĩp người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị lín LCD
R/W (Read/Write)-Chđn đọc/ghi: chđn văo đọc/ghi cho phĩp người dùng đọc/ghi thông tin. R/W = 0 thì đọc còn R/W = 1 thì ghi
E (Enable)-Chđn cho phĩp: chđn cho phĩp E được LCD sử dụng để chốt thông tin hiện có trín chđn dữ liệu. Khi dữ liệu được cấp đến chđn dữ liệu thì một xung mức cao xuống thấp được âp đến chđn E để LCD chốt dữ liệu trín chđn dữ liệu. Xung năy phải rộng tối thiểu lă 450ns
DB0÷DB7: đđy lă 8 chđn dữ liệu 8 bit, được dùng để gửi thông tin lín LCD hoặc đọc nội dung của câc thanh ghi trong LCD
Để hiển thị chữ câi vă con số, mê ASCII của câc chữ câi từ A đến Z, a đến z vă câc con số từ 0 đến 9 được gửi đến câc chđn năy khi bật RS = 1
Cũng có câc mê lệnh được gửi đến LCD để xoâ măn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nhây con trỏ. Câc mê lệnh năy được liệt kí trong bảng sau:
Bảng : Mê lệnh LCD
Mê (Hexa) Lệnh đến thanh ghi của LCD
1 Xoâ măn hình hiển thị
4 Dịch con trỏ sang trâi
6 Dịch con trỏ sang phải
5 Dịch hiển thị sang phải
7 Dịch hiển thị sang trâi
8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị A Tắt hiển thị, bật con trỏ C Bật hiển thị, tắt con trỏ
E Bật hiển thị, nhấp nhây con trỏ F Tắt con trỏ, nhấp nhây con trỏ 10 Dịch vị trí con trỏ sang trâi 14 Dịch vị trí con trỏ sang phải 18 Dịch toăn bộ hiển thị sang trâi 1C Dịch toăn bộ hiển thị sang phải 80 Đưa con trỏ về đầu dòng thứ nhất C0 Đưa con trỏ về đầu dòng thứ hai 38 Hai dòng vă ma trận 5 x 7
Để gửi một lệnh bất kỳ níu trín đến LCD, cần đưa chđn RS = 0, còn để gửi dữ liệu thì bật RS = 1. Sau đó, gửi một sườn xung cao xuống thấp đến chđn E để cho phĩp chốt dữ liệu trong LCD.
6.Truyền tin:
Khi bộ vi xử lý truyền tin với thế giới bín ngoăi thì nó cấp dữ liệu dưới dạng từng byte (8 bit) một. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như mây in thì thông tin được lấy từ bus dữ liệu 8 bit của mây tính vă gửi tới bus dữ liệu 8 bit của mây in. Phương phâp năy chỉ thực hiện được khi đường câp không quâ dăi vì nếu câp quâ dăi sẽ lăm suy giảm thậm chí lăm mĩo tín hiệu.
Để truyền tin nối tiếp, người ta sử dụng một đường dữ liệu thay cho bus dữ liệu 8 bit của truyền tin song song, nhờ vậy không chỉ lăm cho giâ thănh hạ hơn nhiều mă còn mở ra một khả năng để hai mây tính ở câch rất xa nhau vẫn có thể truyền thông với nhau qua đường điện thoại
Để tổ chức truyền tin nối tiếp, trước hết byte dữ liệu được chuyển thănh câc bit nối tiếp nhờ thanh ghi dịch văo-song song-ra-nối tiếp. Tiếp theo, dữ liệu được truyền qua một đường dữ liệu đơn. Như vậy ở đầu thu cũng phải có một thanh ghi dịch văo-nối tiếp-ra-song song để nhận dữ liệu nối tiếp vă sau đó gói chúng thănh từng byte một
Khi cự ly truyền ngắn thì tín hiệu số có thể được truyền. Đđy cũng chính lă phương phâp mă băn phím IBM-PC vẫn sử dụng để truyền dữ liệu đến bảng mạch chính. Tuy nhiín để truyền dữ liệu đi xa qua câc đường truyền chẳng hạn như đường điện thoại thì truyền dữ liệu nối tiếp yíu cầu một mođem để điều chế (chuyển câc số 0 vă 1 về tín hiệu đm thanh) vă sau đó giải điều chế (chuyển câc số 0 vă 1 về tín hiệu đm thanh) vă sau đó giải điều chế (chuyển tín hiệu đm thanh về câc số 0 vă1)
Câc chế độ thu phât dữ liệu : Truyền tin có hai phương phâp; Đồng bộ vă dị bộ. Phương phâp đồng bộ chuyển mỗi lần một khối dữ liệu (câc ký tự), còn phương phâp dị bộ chỉ truyền từng byte một. Có thể viết phần mềm sử dụng một trong hai phương phâp năy . Tuy nhiín, chương trình mây tính dạng năy thường rất dăi vă buồn tẻ. Vì lý do đó mă nhiều nhă sản xuất đê cho ra thị trường câc loại IC chuyín dụng phục vụ cho truyền dữ liệu nối tiếp. Những IC năy câc bộ thu - phât dị bộ tổng hợp UART (Universal Asynchronous Synchronous Receiver Transmitter) vă bộ thu - phât đồng - dị bộ tổng hợp USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver Transmitter) .
CHƯƠNG 5