Cỏc chức năng điều khiển và giỏm sỏt đƣợc thực hiện bởi vi điều khiển. Đối với chức năng này, vi điều khiển sử dụng một số tớn hiệu tƣơng tự và tớn hiệu số cú trong nú và cỏc phần cũn lại của hệ thống, tức là, bộ sạc ắc qui, biến tần, đốn, và module ắc qui, nhƣ hỡnh 2.3.
Việc lựa chọn một vi điều khiển nhƣ là một yếu tố giỏm sỏt, thay vỡ cỏc giải phỏp khỏc cỏc hệ thống vi xử lý, cỏc thiết bị logic lập trỡnh (PLD này), viếc ỏp dụng mạch tớch hợp (ASIC)],dựa trờn sự linh hoạt tuyệt vời của nú, thời gian phỏt triển thấp, tớnh cụng suất cao , và giảm kớch thƣớc. Một lợi thế quan trọng là tiết kiệm chi phớ cho khối lƣợng lớn.
Chỳng ta đó lựa chọn bộ vi điều khiển PIC16F684 .Đõy là một vi điều khiển rất mạnh mẽ, và nú đó đƣợc lựa chọn cho mục đớch xõy dựng mẫu thử để phỏt triển mục tiờu đề ra.
Để cú đƣợc một phiờn bản cuối cựng trong cụng nghiệp, một chi phớ thấp bộ vi điều khiển 2.4.b sẽ đầy đủ.
Nhƣ cú thể thấy trong hỡnh. 9, cỏc vi mạch PIC16F684 cú cỏc tớnh năng sau đõy:
Độ rộng từ lệnh : 14 bit.
Đƣợc thiết kế theo kiến trỳc RISC-Harvard, năng suất cao, tiết kiệm năng lƣợng.
Tập lệnh đơn giản nhƣng mạnh mẽ, bao gồm 35 lệnh, đa số thực hiện chỉ với 1 chu kỳ mỏy. Cú khả năng thực hiện tối đa 5 triệu lệnh trong 1 giõy (5MIPs) tƣơng ứng với thạch anh 20MHz.
Dải tần số xung clock từ 0-20MHz.
Điện ỏp hoạt động rộng, từ 1.8V đến 5.5V DC.
Bộ nhớ: gồm 3 loại bộ nhớ đƣợc tỏch biệt với nhau: Flash, RAM và EEPROM. Hiện nay đa số VĐK PIC đều cú bộ nhớ chƣơng trỡnh là Flash trong khi loại bộ nhớ chỉ lập trỡnh 1 lần (OTP) hầu nhƣ ớt thụng dụng. Bộ nhớ chƣơng trỡnh của PIC Midrange tƣơng đối khỏ lớn, từ 1K-8K từ lệnh.
PIC Midrange cú nhiều kiểu chõn khỏc nhau nhƣ SSOP, SOIC, PDIP, TQFP... với số chõn là 14 chõn
Port vào ra (I/O Port) : PIC Midrange cú tối đa 5 Port vào ra là A, B, C, D, E. Tuỳ con PIC mà số lƣợng chõn I/O nhiều hay ớt.
Ngoại vi đƣợc tớch hợp khỏ nhiều, chẳng hạn : Bộ biến đổi tƣơng tự-số (Analog to Digital Convertor), Bộ So sỏnh-bắt giữ- Điều chế độ rộng xung (CCP), Bộ giao tiếp nối tiếp (SPI, I2C, UART), Bộ giao tiếp song song (PSP, chỉ cú ở PIC 40 chõn), Bộ điều khiển LCD (PIC16F91x), Cỏc Bộ định thời...
Một tớnh năng mà chỳng ta khụng sử dụng trong cỏc mẫu thử nghiệm, nhƣng cú thể là một số hệ thống chiếu sỏng khẩn cấp với một mỏy tớnh giỏm sỏt.
Đơn vị vi điều khiển phải thực hiện cỏc nhiệm vụ vật lý sau đõy: 1. Tiếp tục hiển thị điện ỏp lƣới và kớch hoạt bộ biến tần trong trƣờng hợp sự cố.
2. Sạc ắc qui theo phƣơng phỏp mụ tả trƣớc đõy;
trạng khẩn cấp và tất cả cỏc giai đoạn phải đƣợc kiểm tra. Kết quả kiểm tra sẽ đƣợc hiển thị cho bất kỳ lỗi nào.
4. Hệ thống phải thoỏt khỏi tỡnh trạng khẩn cấp khi cú yờu cầu của một ngƣời bờn ngoài thụng qua tớn hiệu số OFF, nhƣ trong hỡnh 2.2
Khi lƣu ý tới những vấn đề này, thiết bị lập trỡnh đó đƣợc phỏt triển khi sử dụng ngụn ngữ mỏy và sau đõy là một cỏch tiếp cận lập trỡnh mụ-đun, trong đú mỗi chƣơng trỡnh con thực hiện một nhiệm vụ vật lý.
Cỏc module chƣơng trỡnh khỏc nhau và chức năng của nú nhƣ sau: MAIN(CHÍNH): trong phần này, việc khởi tạo cỏc cổng cấu hỡnh, đăng ký, và truy cập đƣợc thực hiện. Việc ngắt khỏc nhau đƣợc lập trỡnh và chế độ tiết kiệm điện (WAIT) đƣợc chọn. Trong chế độ này, việc thực hiện chƣơng trỡnh đƣợc dừng lại và hoạt động lại đƣợc thực hiện bằng một ngắt.
INTERRUPT(Giỏn đoạn-ngắt): đõy là chƣơng trỡnh bộ phận(section) quan trọng nhất, vỡ nú quyếtđịnh rời bỏ chế độ WAIT và thực hiện cỏc thủ tục con khỏc. Cỏc biến khỏc nhau đƣợc liờn tục kiểm tra, và vi điều khiển hoạt động dựa trờn kết quả, vớ dụ nhƣ, trở về chế độ đợi, kớch hoạt bộ biến tần (thụng qua tớn hiệuI0), thay đổi tỷ lệ (thụng qua tớn hiệu C/M ), vv…
LINEFAIL: module này nhận chƣơng trỡnh điều khiển khi xuất hiện một sự cố ở điện ỏp lƣới, nghĩa là, khi tớn hiệu VLINE vƣợt quỏ giới hạn của nú. Kết quả là bộ biến tần hoạt động cho đến khi điện ỏp lƣới phục hồi giỏ trị tối thiểu của nú hoặc điện ỏp ắc qui thấp hơn giỏ trị xả cuối, nhƣ vậy ắc qui đó phúng hết.. Trong cả hai trƣờng hợp này, biến tần đƣợc ngắt và điều khiển đƣợc quay trở lại bằng vựng INTERRUPT.
Sự kết thỳc của điện ỏp phúng điện đƣợc chọn là thấp nhất cú thể theo khuyến nghị của nhà sản xuất ắc qui để tận dụng tối dung lƣợng hữu dụng của ắc qui. Giỏ trị 0,9 V cho mỗi tế bào đƣợc sử dụng.Bộ vi điều khiển cảm biến điện ỏp tức thời ắc qui và truyền đến bộ biến tần đƣa nú về trạng thỏi ngắt khi điện ỏp ắc qui đạt giỏ trị ngắt cuối cựng.. Tiếp tục phúng điện sau khi
dung lƣợng cỏc tế bào thấp nhất đó đạt đến 0 V sẽ gõy ra sự đảo ngƣợc của điện ỏp đầu cuối của tế bào, bởi vỡ cỏc tế bào của ắc qui đƣợc mắc nối tiếp nhau . Điều này thƣờng sẽ cho kết quả là tạo cỏc hydrozen và sẽ phỏ hủy tế bào.
CONV(Biến đổi): đõy là một phần phụ trợ, trong đú một số chuyển đổi tƣơng tự sang số đƣợc sử dụng trong cỏc module thực hiện khỏc nhau. Hệ thống chuyển đổi tƣơng tự sang số của PIC16F684 sử dụng tất cả cỏc tụ điện với một kỹ thuật phõn phối lại cho chuyển đổi. Cỏc A / D là một hệ thống 8- kờnh 8-b- chuyển đổi xấp xỉ hiệu quả với 1/2 độ chớnh xỏc bit. Bởi vỡ cỏc kỹ thuật phõn phối lại, khụng cú mẫu bờn ngoài và mạch giữ mạch đƣợc yờu cầu. Trong ứng dụng này, cỏc A / D cho cấu hỡnh hệ thống thực hiện chuyển đổi trờn mỗi kờnh trong nhúm của bốn kờnh PE0-3. Kết quả đƣợc lƣu trữ trong bốn bộ ghi gọi là ADR1-4,nếu cú yờu cầu một lần chuyển đổi, cỏc A / D hệ thống cần 32 chu kỳ đồng hồ để thực hiện mỗi chuyển đổi kờnh, tức là tổng thời gian 128 chu kỳ đồng hồ để viết bốn kết quả vào địa chỉ đăng ký. Trong mẫu thủ, với một tần số đồng hồ 1 MHz, điều này cú nghĩa là 32às cho mỗi chuyển đổi kờnh và tổng số 128 às cho bốn kờnh.
TIMER(bộ định thời): module này đƣợc gọi bởi INTERRUPT(giỏn đoạn).Nú đếm thời gian từ thử nghiệm cuối cựng trong ngày. Khi đạt đến một giỏ trị là 14 ngày, cỏc mụ-đun tiếp theo (TEST) sẽ đƣợc thực hiện.
TEST(Kiểm tra): Nú thực hiện việc kiểm tra cỏc giai đoạn chớnh. Theo đú Biến tần đƣợc hoạt động cho một phỳt và cỏc tớn hiệu (VBAT, VINV, VLAMP) đƣợc đo. Từ cỏc giỏ trị này, vi điều khiển xỏc định nếu một tầng bị hƣ hỏng. Cuối cựng, kết quả chuyển giao cho cỏc màn hỡnh hiển thị LED.
Vi điều khiển này thƣờng đƣợc đặt trong một chế độ sẵn sàng giảm tiờu thụ năng lƣợng gọi là chế độ chờ Một giỏn đoạn thực đƣợc lập trỡnh đƣợc thực hiện khoảng 65 ms, đƣa vi điều khiển vào chế độ hoạt động bỡnh thƣờng.Chuyển đổi A / D sau đú đƣợc thực hiện, kiểm tra bốn biến tƣơng tự.
Bằng cỏch này, cỏc biến tƣơng tự đƣợc đo trong khoảng 62 ms vỡ thời gian chuyển đổi là 0,13 ms. Nếu một độ sụt điện ỏp lƣới đƣợc phỏt hiện, vi điều khiển đặt tớn hiệu số ra I0 , vào trạng thỏi cao, kớch hoạt cỏc biến tần, nếu khụng,đầu ra này đƣợc duy trỡ ở trạng thỏi thấp. Trong thời gian thực giỏn đoạn, vi điều khiển cũng kiểm tra điện ỏp ắc qui để tạo ra giỏ trị đầy đủ cho cỏc tớn hiệu C /M , kiểm soỏt tốc độ sạc của ắc qui.
Đối với thiết kế chƣơng trỡnh, nhiệm vụ chớnh là kớch hoạt biến tần trong trƣờng điện ỏp lƣới sụt, chƣơng trỡnh con sau đú hoặc đƣợc hủy bỏ hoặc chuyển đến vựng LINEFAIL. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CHƢƠNG 3:
XÂY DỰNG Mễ HèNH VẬT Lí HỆ THỐNG CHẤN LƢU SỰ CỐ DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN CHO ĐẩN HUỲNH QUANG