III. Chuẩn LPT
3. Mạch giao tiếp dùng PC817, IC 7404 đệm
3.1 IC 7404 đệm
7404 là một NOT cổng IC . Nó bao gồm sáu biến tần mà thực hiện logic nghịch hành động. Đầu ra của một biến tần là sự bổ sung của trạng thái logic đầu vào của nó,nghĩa là, khi đầu vào là cao sản lượng của nó là thấp và ngược lại.
H3.12- Sơ đồ chân của IC 7404
Bảng mô tả chân:
Pin Biểu tượng Mô tả
1 1A Cổng đầu vào 1 2 1Y Y ra cổng 1 3 2A Cổng đầu vào 2 4 2Y Y ra cổng 2 5 3A Cổng đầu vào 3 6 3Y Y ra cổng 3 7 GND Nối đất 8 4A Y ra cổng 4 9 4Y Cổng đầu vào 4 10 5A Y ra cổng 4 11 5Y Cổng đầu vào 4
12 6A Y ra cổng 4
13 6Y Cổng đầu vào 4
14 VCC Cung cấp điện áp, 5V(4,75-
5.25V)
3.2 Mạch giao tiếp dùng IC 7404 đệm
Mục đích sử dụng IC 7404 đệm như tên gọi của nó là đệm dòng cho tín hiệu đầu ra của mạch giao tiếp đạt yêu cầu.
Đặc điểm:
- 6 cách ly quang tốc độ cao dùng để điều khiển 3 trục (X,Y,Z) - 2 đầu ra cách ly quang on/off spindle
- 4 đầu vào (Input) cách ly quang thông qua IC 7404
- Output được đệm nên có thể hoạt động được với những máy tính có cổng LPT 3,3V
- Nguồn trong dùng USB - Nguồn ngoài dùng 5V
- Dùng cổng giao tiếp LPT DB 25
3.2.2 Sơ đồ bố trí linh kiện
H3.14-Sơ đồ bố trí linh kiện
H3.15-Sơ đồ đi dây
3.2.4 Thuyết minh nguyên lý
Khối nguồn: Tương tự như mạch giao tiếp trên, mạch dùng cách ly quang PC817(Opto) nên phải có 2 nguồn nuôi cho 2 phía của cách ly. Một là PC5+ và GNDA tương ứng với nguồn 5V và 0v lấy từ máy tính thông qua cổng USB. Các linh kiện giao tiếp trực tiếp với cổng LPT DB25 dùng nguồn này. Sau khi qua cách ly quang (opto) ta dùng một nguồn ngoài 5V và GND khác tương ứng để nuôi các linh kiện còn lại. Mạch có sử dụng thêm 2 led báo đã thông mạch, dễ kiểm tra hơn mạch trên
H3.16-Khối nguồn
Khối LPT: Được đặt chân khác một chút so với mạch trên
Bảng phân công chân vào ra:
Chân số Tên của tín hiệu
1 ENABLE 2 STEPX 3 DIRX 4 STEPY 5 DIRY 6 STEPZ
7 DIRZ 8 Nối trở RN2 9 Nối trở RN2 10 ESTOP 11 LIMIT X 12 LIMIT Y 13 LIMIT Z 14 SPINDLE CW 15 Không sử dụng 16 SPINDLE PWM 17 AUX1 18 - 25 GND
H3.17-Khối LPT
Khối To Step Driver: Step được điều khiển thông qua cổng LPT DB 25. Với 3 chần đầu vào được nối vào nguồn 5 V , mỗi động cơ điều khiển 2 chân step và dir. Vì vậy ta dùng từ chân 2-6 của cổng LPT để điều khiển 3 động cơ. Các chân từ 2 đến 9 được đưa lên nguồn 5V thông qua trở treo 0,33k được cách ly, tín hiệu đầu ra cách ly ở mức thấp sẽ qua IC 7404 được đệm dòng lên mức cao , tín hiệu ra các cổng jumper sv2, sv3, sv4 đạt yêu cầu. Bên cạnh đó các chân còn lại cũng được nối với nguồn 5V thông qua trở treo 4.7k .Nguồn 5V được lấy từ bộ nguồn sang.
Khối To Spindle:Bộ spindle được điều khiển bởi máy tính qua các chân 14. 16. 17 của cổng LPT, được nối thông qua cổng SV1: PWM là chân sung dùng để điều khiển tốc độ của động cơ, 2 chân CW và AUX1 để điều khiển chiều quay.
H3.19- Khối To Spindle
Khối Estop, Limit X, Limit Y, Limit Z: Các công tắc giới hạn hành trình và dừng các trục X, Y, Z được nối lần thông qua các cổng iumper JP2, JP3, JP4, JP5. Được điều khiển bởi máy tính thông qua các chân 10- 13 cổng LPT qua IC đệm 7404, đưa lên nguồn 5v qua trở treo 4.7k.
H3.20- Khối Estop, Limit X, Limit Y, Limit Z
KẾT LUẬN
Đồ án đã hoàn thành đúng tiến độ và cơ bản đã đạt được những yêu cầu sau: - Hiểu được nguyên lý mạch giao tiếp
- Sử dụng được phần mềm vẽ mạch in Eagle - Test tín hiệu mạch bằng led thành công Tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế:
- Mạch bố trí linh kiện còn chưa khoa học,các layer đi dây còn xấu.
- Chưa kết nối được mạch giao tiếp với mạch Driver và phần mềm MACH3 để kiểm tra tính tương thích của mạch giao tiếp.
- Mạch thử nghiệm chưa hoạt động ổn định..
Cùng với việc kết hợp học tập nghiên cứu về lý thuyết gắn liền với thực tế chế tạo đã giúp chúng em hiểu sâu hơn lý thuyết đồng thời bước đầu làm quen với công việc thiết kế và chế tạo mạch.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hồng Lĩnh và các bạn trong nhóm đồ án đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đồ án này.
PHỤ LỤC
BẢNG1: LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH GIAO TIẾP DÙNG PC817
ST T
Tên linh kiện Ghi chú Số
lượng 1 ĐB 25 Cống LPT 25 chân 1 2 PN87520-S Cổng USB 1 5 X1, X2 Cổng jump 8 chân 2 6 X3, X4 Cổng jump 2 chân 2 8 X5 Cổng jump 3 chân 1 9 PC817 Cách ly quang 16 10 C1- C4 Tụ hóa 0,1uF 4 11 C5 Tụ hóa 1uF 1 12 JP1 Cổng jump 3 chân 1 13 R1- R8, R17- R19, R23- R26 Điện trở thường 470 Ω 15 14 R9- R16, R20- R22, R27- R30 Điện trở thường 1k Ω 15
BẢNG2: LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH GIAO TIẾP DÙNG PC817, IC 7404
ST T
Tên linh kiện Ghi chú Số
lượng 1 X1 Cổng LPT 25 chân 1 2 X2 Cổng jump 2 chân 1 5 X8 Cổng USB 1 6 RN1, RN2, RN4 Điện trở băng 4K7 Ω 3 8 C1 Tụ 330uF 1 9 C2 Tụ lọc nhiễu 1 10 R1-R13 Điện trở thường 330Ω 13 11 R14-R21 Điện trở thường 4k7 Ω 7 12 IC1, IC2,IC3 IC đệm 7404 3 13 JP1,JP2,JP3,JP4 Cổng jump 3 chân 4 14 SV1 Cổng jump 6 chân 1
15 SV2,SV3,SV4 Cổng jump 4 chân 3
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo
1. CNC Robotic – Geoff Williams 2. Công nghệ CNC – Trần Văn Dịch
Các trang web tham khảo
1. Diễn đàn Điện tử Việt Nam :http://dientuvietnam.net 2. Diễn đàn Thế giới cnc:http://thegioicnc.com