CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ
2.9 Xây dựng hệ thống điện và điều khiển
2.9.2 Tính tốn các linh kiện điện tử
Biến áp: sử dụng biến áp 220V/15V-5A để cung cấp nguồn mạch Khối chỉnh lưu và lọc nguồn
Hình 2.19: Sơ đồ khối chỉnh lưu lọc nguồn
Khi điện áp lưới có giá trị lớn nhất Umax =240V dịng lớn nhất đi qua diode là 5A Do đó ta lựa chọn cầu 6A
Điện áp sau chỉnh lưu Ui = 15√2 -1.4 = 19.8V
Sau khi qua khối chỉnh lưu cầu thì tụ lọc cũng phải đảm bảo chịu được điện áp lớn nhất là 24V.
Chọn tụ C1=1000uF/35V Led 1 báo điện áp đầu vào.
32 Khối bảo vệ dịng:
Hình 2.20: Sơ đồ khối bảo vệ dịng
Hình 2.21: Sơ đồ ngun lí khối bảo vệ dịng
Gọi dịng transistor là T1 và U1, UET2, UBT2 lần lượt là điện áp trên chân E và B của transistor T2, ta có :
U1 - Udiode = UET2
U1 - UR = U1 - Itải.R = UBT2 Ta có các trường hợp sau :
+ Khi Itải<Ibảo vệ -> UET2 < UBT2
Transistor T2 khóa, khối bảo vệ chưa hoạt động + Khi Itải>Ibảo vệ -> UET2 > UBT2
33
Transistor T2 thơng, có dịng vào kích thích thrysistor hoạt động, dịng vào qua R2 qua thrysistor về chân mass, đồng thời transistor T1 khóa, lúc này khơng có dịng cấp cho phần mạch sau khối bảo vệ nên tải và các linh kiện bảo vệ.
Tính tốn cho khối : Ta có : U1 - 𝑈𝑑𝑖𝑜𝑑𝑒 = 𝑈𝐸𝑇2 U1 - 𝑈𝑅3 = U1 - 𝑈𝑡ả𝑖 . R3= 𝑈𝐵𝑇2 + Để transistor T2 thơng thì 𝑈𝐸𝑇2 > 𝑈𝐵𝑇2 + Vậy 𝐼𝑡ả𝑖 .R3 > 0.7V R3 > 0.7 𝐼𝑡ả𝑖 = 0.7 5 =0.14 Ω Ta chọn R3 = 0.1 Ω , công suất trở là P = 𝐼2 . R -> 𝑃𝑅3=2.5W Chọn trở phân áp R4=R5=3300 Ω
Khối điện áp lấy ra :
Hình 2.22: Khối điện áp lấy ra
Do dòng ra là 5A, ta sử dụng một transistor có khả năng chịu được dòng lớn hơn hoặc bằng 5A, ở đây ta sử dụng một transistor cơng suất Tip42C kéo dịng, vì dịng ra lớn nhất ở LM7812 là 1A .
Điện áp vào khối lấy điện áp ra là
34 = 15√2-1.4-0.7-0.1*5=18.6V
Do có thêm tản nhiệt IC có khả năng cho ra dòng ra là 1.5A Dòng IC qua transistor T3 là 3.5 A
Sụp áp trên transistor Tip42C khi hoạt động là U=3.1V R7 =𝑈2−12−𝑢
𝐼𝑐 =18.6−12−3.1
3.5 =1 Ω -> chọn R7 =1 Ω 20W Tụ C2 = 470uF / 16F
Dùng LED 2 để báo hiệu điện áp đầu ra. * Mạch Arduino Uno R3
Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn. Phần cứng gồm một board mạch mã nguồn mở (thường gọi là vi điều khiển): có thể lập trình được.
Nói tới ứng dụng của Arduino phải kể tới một số lĩnh vực như sau:
+ Arduino làm Robot với khả năng độc những thiết bị cảm biến, điều khiển động cơ…. Arduino giúp bộ xử lý trung tâm hoạt động nhiệm vụ của mình qua nhiều loại robot.
+ Game tương tác: Arduino sử dụng để tương tác với màn hình, Joystick,... khi chơi game như phá gạch, Mario, Tetris,...
+ Máy bay khơng có người lái.
+ Điều khiển đèn tín hiệu giao thơng, hiệu ứng đèn led nhấp nháy. + Làm máy in 3D.
35 + Thiết kế đàn bằng ánh sáng.
Hình 2.23: Mạch Arduino Uno R3
+ Arduno uno R3: là vi xử lí chính trong việc điều khiển các motor step, điều khiển tốc độ quay của motor.
* Driver Arduino mở rộng nano V3
Hình 2.24: Driver Arduino mở rộng nano V3
Driver arduino mở rộng nano V3.0 là bord mở rộng điều khiển các motor step điều khiển các hệ thống phanh đĩa li hợp.
36 * Động cơ motor step
Hình 2.25: Motor Step
Động cơ motorstep, điều khiển cơ cấu ép má phanh li hợp. * Nam châm điện lực hút 5N
Hình 2.26: Nam châm điện
Các nam châm điện, đóng vai trị quan trọng trong việc dẫn động moment truyền từ trục sơ cấp sang trục thứ cấp.
37