I. Thiết kế phần cứng hệ thống điều khiển: 1 Ph−ơng án thiết kế:
3.Giới thiệu các linh kiện sử dụng trong mạch ghép nối: Mạch giải mã địa chỉ 74HC138:
- Mạch giải mã địa chỉ 74HC138:
Các đầu vμo A, B, C lμ các đầu vμo địa chỉ, chân E1, E2, E3 lμ chân cho phép tín hiệu ra. Tuỳ vμo giá trị ở chân A, B, C mμ một trong các chân Y0 đến Y7 tích cực ở mức thấp.
- Mạch chốt dữ liệu 74HC373:
Đây lμ mạch chốt dữ liệu một chiều. Vi mạch gồm tám flip-flop loại D ba trạng thái, th−ờng đ−ợc dùng để chốt dữ liệu. Khi chân LE ở mức cao, dữ liệu từ các đầu vμo (Dx) đ−ợc chốt vμo trong flip-flop, sẵn sμng để đ−a ra ở các đầu ra t−ơng ứng (Qx). Khi chân LE ở mức thấp, các đầu vμo không ảnh h−ởng gì đến các đầu ra. Khi chân /OE (tích cực thấp) ở mức thấp, các đầu ra đ−ợc phép đ−a dữ liệu ra. Khi chân /OE ở mức cao, các đầu ra đ−ợc đặt lên trạng thái cao trở, vi mạch cách li khỏi bus.
- Bộ biến đổi DAC 0808:
Vi mạch DAC 0808: lμ vi mạch chuyển đổi số t−ơng tự (DAC) 8-bit. Thời gian chuyển đổi tối đa lμ 150 ns. Tiêu thụ công suất 33 mW với nguồn nuôi ±5V. Đầu ra lμ dòng điện có giá trị phụ thuộc vμo mã nhị phân đ−a vμo. DAC0808 t−ơng thích vμ giao tiếp đ−ợc với các mức logic TTL hay CMOS. Nguồn nuôi của vi mạch cho phép trong
khoảng từ 18V đến +18V. Dòng vμo so sánh lμ 2-5 mA. Nhiệt độ lμm việc bình th−ờng lμ 0 ữ 75°C. Trong các ứng dụng thông th−ờng, chân 14 đ−ợc nối lên điện áp so sánh Vref thông qua điện trở R14 có giá trị sao cho Vref/ R14 = 2 mA. Một khuếch đại thuật toán đ−ợc sử dụng để chuyển dòng điện đầu ra (chân 4) thμnh điện áp ra thích hợp.
- Bộ biến đổi t−ơng tự số ADC 0809
ADC 0809 gồm có 8 kênh vμo IN-0 đến IN-7, các
kênh nμy đ−ợc lựa chọn nhờ các chân địa chỉ A, B, C. Điện áp đ−ợc đo so với điện thế 0V. Sự tiêu thụ dòng của vi mạch lμ không đáng kể (chỉ khoảng 300
àA) với thời gian biến đổi khoảng 100 às.
Các tín hiệu đều t−ơng thích TTL, bộ biến đổi không đòi hỏi điều chỉnh điểm 0, độ phân giải của vi mạch lμ 8 bit .
Hoạt động của ADC 0809 nh− sau :
Chân ALE cho phép các tín hiệu địa chỉ chọn kênh đ−ợc đọc vμo.
Một xung d−ơng ở chân Start sẽ kích hoạt ADC biến đổi, trong suốt quá trình biến đổi chân ra EOC giữ ở mức Low, sau khoảng 100 às nếu ADC đã biến đổi xong nó sẽ chuyển lên mức High báo kết thúc quá trình biến đổi, khi nμy kết quả quá trình biến đổi đ−ợc xếp hμng ở các đ−ờng dẫn dữ liệu D0 đến D7. Nếu Clock = 1 thì các đ−ờng dẫn dữ liệu có thể đ−ợc đọc để xử lý .
- Vi mạch khuyếch đại thuật toán LM 358:
Vi mạch gồm có hai bộ khuếch đại công suất nhỏ, các chân đ−ợc thể hiện nh− trong hình vẽ. Dải điện áp nguồn nuôi 1,5V đến 15V, điện áp Offset tối đa 7mV.
- Vi mạch dồn kênh 74HC257:
Vi mạch có chứa 4 bộ quét động (dồn kênh multiplex) với hai lối vμo vμ một lối ra, nó đ−ợc sử dụng để đọc 8 bit dữ liệu từ ADC vμo máy tính qua 4 đ−ờng tín hiệu trạng thái. Nh− vậy chức năng của vi mạch lμ biến tín hiệu song song 8 bit thμnh hai tín hiệu song song 4 bit. Chân G cho phép đọc dữ liệu từ vi mạch khi Ā/B =0 thì 4 bit D0ữD3 đ−ợc đọc vμo, khi Ā/B =1 thì 4 bit D4ữD7 đ−ợc đọc vμo.
Các chân cụ thể ghép nối với nhau đ−ợc trình bμy ở mạch nguyên lý . - Vi mạch TCA 780:
TCA 780 của hãng Siemens chế tạo lμ vi mạch phức hợp thực hiện đ−ợc 4 chức năng của một mạch điều khiển phát xunglμ: tạo tín hiệu đồng pha, tạo điện áp răng
c−a đồng bộ, so sánh vμ tạo xung vuông ra nhằm để điều khiển góc mở các thyristor của bộ chỉnh l−u. Các tham số của vi mạch :
+ Có thể điều chỉnh góc từ 0 đến 180 độ điện. + Điện áp nguồn nuôi max Us = 18V
+ Dòng tiêu thụ Is =10mA + Dòng điện ra I = 50mA
+ Điện áp răng c−a Urmax =(Us - 2)V
+ Điện áp điều khiển Uđk = -0,5 ữ (Us - 2)V + Tần số xung ra f=10 ữ 500 Hz
- Thyristor chọn loại T25.
Ngoμi ra trong mạch còn sử dụng máy biến áp xung, vi mạch ổn áp 7805, 7812 các phần tử And, Not, Tranzitor, điện trở, tụ điện, điốt các loại ...