* Dạng thiết bị mã hố theo số gia:
Là loại thiết bị mã hố cĩ dãy xung ra phù hợp với gĩc của trục quay.thiết bị mã hố này khơng cĩ xung ra khi trục khơng làm việc .Cần cĩ một bộ đếm xung ra.
Thiết bị mã hố cho biết vị trí của trục quay bằng số xung được đếm .dạng thiết bị này cĩ thể xếp vào loại một chiều (chỉ cĩ đầu ra kênh A) là loại chỉ sinh ra xung khi trục quay và loại hai chiều (cĩ đầu ra kênh A va B)cũng cĩ thể cho biết chiều của trục quay(nghĩa là thuận hay ngược chiều kim đồng hồ )
* Bộ mã hố quay(rotary encoder)
Để cảm biến gĩc,hay vị trí người ta hay dùng bộ mã hố quay.
Cĩ nhiều loại bộ mã hố (encoder).Tuỳ theo cách chế tạo đĩa mà ta cĩ ngõ ra
là mã Gray,BCD,là số xung 500 hay 1000,1500xung/vịng quay ** ứng dụng :
Cĩ rất nhiều ứng dụng: định vị sản phẩm trên dây chuyền, định vị vị trí cho xe tự động ( đồ án), …
**Encoder của omron:
Loại thiết bị mã hố theo số gia kiểu mới
+ Phạmvi điện áp làm việc rộng từ 5_24 V một chiều(dạng encoder hở) + Độ phân giải 2000 xung/1vịng quay.
+ Pha Z cĩ thể được điều chỉnh dễ dàng bằng việc sử dụng chức năng chỉ thị ban đầu.
+ Cho phép phụ tải lớn 3 kg(29.4 N) theo hướng xuyên tâm và 2 kg(19.4 N)
theo hướng đè lên.
+cĩ lắp bảo vệ đảm bảo độ tin cậy khi ngắn mạch tải và đảo chiều. IV. CÁC LOẠI CẢM BIẾN QUANG TRONG CƠNG NGHIỆP:
Với mơi trường làm việc trong hĩa chất, nhiệt độ cao,… các linh kiện cảm biến quang phải đảm bảo đạt các yếu cầu sau:
- Cĩ độ bền cơ khí cao, giảm được chấn động, vận tốc quét cao, chống run cơ học, …
- Cĩ độ nhạy cảm cao, giảm tối thiểu được ảnh hưởng của mơi trường làm việc,… -Thích hợp với nhu cầu và đáp ứng được nhu cầu sử dụng.
Các hãng sản xuất thiết bị tự động đã đưa ra thị trường các loại cảm biến đạt được các yêu cầu nĩi trên. Đề tài ứng dụng cảm biến quang (Photo Electric Sensors) nên chỉ tập trung tìm hiểu về loại cảm biến này.
* Đặc điểm của loại phản hồi
a. Nguyên tắc hoạt động:
Mỗi vật chất đều cĩ tính chất hấp thụ (vật đen) hay phản xạ (gương) năng lượng từ ngồi tác động vào. Tùy theo mức độphản xạ của vật thể khi nhận một chùm tia tới chiếu đến mà chùm tia phản xạ cĩ thể là mạnh hay yếu. Cảm biến quang dựa theo nguyên tắc phản hồi chính là dựa trên nguyên tắc phản xạ của chùm tia phản xạ.
b. Các thơng số tiêu chuẩn:
Hình dạng: hình trụ hay khối chữ nhật.
Tầm cảm nhận : 1,570mm.
Đầu vào : 2 đầu dây, 12VDC hay 24VDC.
Đầu ra : 1 đầu dây tín hiệu.
Tần số chuyển : 1,5200Hz.
Theo tài liệu của hãng “PEPPERL+FUCHS” về cườngđộ phản xạ tia hồng ngoại trên các gam màu và vật chất ta cĩ bảng sau:
Hình 06: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ thu
Vật chất Phản xạ Từ nguyên bản
Trắng tiêu chuẩn 90% Testcard standard white
Xám tiêu chuẩn 18% Testcard standard grey
Giấy trắng 80% White paper
Chữ in trên báo 55% News print
Gỗ thơng sạch 75% Clean pine wood
Nút bần 35% Cork
Tấm bảng gỗ sạch 20% Wooden pallets clean
Bọt bia 70% Beer foam
Chai nhựa trong 40% Clear plastic bottes
Chai nhựa nâu trong 60% Transparent brown plastic bottles
Nhựa trắng đục 87% Opaque white plastic
Nhựa đen 14% Black plastic
Đen tuyền 04% Black neoprene
Gáy xoắn đen 02% Black foam carpet backing
Lốp xe hơi 1.5% Automobile tyres
Nhơm nguyên chất 140% Aluminium, untreated Thép bĩng láng 400% Polished stainless steel
V. GIỚI THIỆU LCD
Để cĩ được hiển thị tiết kiệm năng lượng và linh hoạt hơn, người ta sử dụng
bộ hiển thị LCD. Cĩ nhiều loại LCD, trong số đĩ thơng dụng là hiển thị 162 và 20 2 ( cĩ nghĩa là 2 hàng với 16 ký tự trên một hàng và 2 hàng với 20 ký tự trên một hàng ).
Người ta đã thiết lập chuẩn để cho phép ta cĩ thể giao tiếp với các hãng LCD bất chấp hãng sản xuất với điều kiện là các LCD cĩ sử dụng cùng IC điều khiển
HD44780.
Các LCD được chế tạo từ các hãng như Densitrn, Epson, Hewlett Packard,
Optrex, Sharp,… Với các cấu hình thơng dụng là 16, 20, 24, 32, hay 40 ký tự trên một hàng với màn hình hiển thị 1,2 hay 4 hàng. Thí dụ 202, 404 ….
Cĩ loại LCD hiển thị theo ký tự hay đồ hoạ, các mạch lái trong các module LCD là các chip điều khiển, thí dụ Hitachi HD44780.
3. Một vài LCD thơng dụng :
Hình 3.16
3. Chiếu sáng trong bộ hiển thị LCD:
Người ta sử dụng các kiểu sau :
+ Backlit ( back lighting ), sử dụng neon chiếu sáng sau bộ hiển thị thay vì dùng ánh sáng phản xạ.
+ CfL( Cold Cathode Flourescent Lamp = Đèn huỳng quang cathod lạnh).
Một loại đèn huỳnh quang đặc biệt để chiếu sáng phía trong các hiển thị LCD hiện đại, đặc biệt trong các mảng đồ hoại lớn như dùng trong các laptop. Chúng cho
chiếu sáng rất tốt với dịng điện thấp. Được cấp điện bởi nguồn AC cao áp và cao tần (200-1000V ở tần số 25-75kHz), các yêu cầu về điện của chúng nghiêm ngặt và phải chính xác khớp với inverter thích hợp do nhà sản xuất đề nghị. Thí dụ mức do
backlit CFL của Stanley 20 character2 line : 230V, 2,5mA, 65KHz
4. Sơ đồ chân và chức năng :
Hình 3.17 : Sơ đồ chân Mơ tả các chân : Thứ tự chân Kí hiệu Mức logic Vào / Ra Chức năng 1 Vss - - GND 2 Vcc - - 5V 3 Vee - - Điều chỉnh độ sáng 4 RS 0/1 Vào 0 = Tín hiệu chỉ dẫn 1=Dữ liệu vào 5 R / W 0/1 Vào 0 = Ghi vào LCD 1 = Đọc từ LCD 6 E 1,1 --- >0 Vào Tín hiệu cho phép
7 DB0 0/1 Vào /Ra Đường
dữ liệu 0 8 DB1 0/1 Vào / Ra Đường dữ liệu1 9 DB2 0/1 Vào / Ra Đường dữ liệu 2
10 DB3 0/1 Vào / Ra Đường dữ liệu 3 11 DB4 0/1 Vào / Ra Đường dữ liệu 4 12 DB5 0/1 Vào / Ra Đường dữ liệu 5 13 DB6 0/1 Vào / Ra Đường dữ liệu 6 14 DB7 0/1 Vào / Ra Đường dữ liệu 7
Mặc dù theo sổ tay kỹ thuật LCD thì cấp nguồn cho nĩ là 5VDC ( chỉ
khoảng vài mA ) nhưng cung cấp cho nĩ 6VDC hay 4,5 VDC thì nĩ cũng hoạt động
tốt và ngay cả với 3VDC cũng đủ cho một số module. Kết quả là các module LCD tiêu thụ năng lượng ít.
Chân 3 là chân điều khiển Vee dùng để thay đổi độ tương phản của màn hình hiển thị. Lý tưởng thì chân này nên nối với nguồn điện áp thay đổi được, người ta
thực hiện bằng cách gắn mạch chia áp dùng biến trở cĩ đầu ra thay đổi đưa và chân
này, tuy nhiên nên chú ý là một số module cần nguồn điện DC_7 VDC. Đơn giản
nhất là người ta nối chân này với nguồn 0V (xuống đất ).
Chân 4 là đường RS (register select = chọn thanh ghi ) đây là một trong 3
ngõ vào điều khiển lệnh. Khi chân này để mức thấp thì các dữ liệu được truyền đến LCD được xử lý như các mệnh lệnh và các dữ liệu độc ra chỉ trạng thái của nĩ.
Bằng cách đưa đường RS này lên mức cao thì dữ liệu ký tự cĩ thể xuất/ nhập trên module này.
Chân 5 là đường R/W (read/write). Chân này được kéo xuống mức thấp để
ghi các lệnh hay dữ liệu ký tự vào module hoặc được kéo lên mức cao để đọc dữ
liệu ký tự hay thơng tin trạng thái từ các thanh ghi của nĩ.
Chân 6 là đường E (enable) ngõ vào này dùng để khởi động việc chuyển các
tín hiệu xuống ở cạnh E này. Tuy nhiên khi độc ra từ LCD thì dữ liệu khã dụng sau
khi cĩ chuyển tiếp từ thấp lên cao và duy trì dữ liệu khã dụng cho đến khi dữ liệu
xuống thấp một lần nữa.
Các chân 7 đến 14 là 8 đường bus dữ liệu (DO đến D7). Dữ liệu cĩ thể được
chuyển đến và lấy ra khỏi bộ hiển thị LCD theo dạng một byte 8 bit hay dạng 2 nữa byte 4 bit (nibble). Trong trường hợp sau cĩ 4 đường dữ liệu trên được sử dụng ( 4 bit cao: D4 đến D7. Chế độ 4 bít này thuận tiện khi xử lý, cần cĩ ít đường xuất/nhập hơn. Tĩm tắt tập lệnh điều khiển LCD: ommand (Lệnh) RS RW NHỊ PHÂN HEX D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 NOP (No operation = khơng làm gì cả) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 Clear display (xố hiển thị ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 01 Display&Cursor home (hiển thị và đặt cursor ở vị trí gĩc trái phía trên ). 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 02 hoặc 03 Character Entry mode (chế độ nhập ký tự ). 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 04 đến 07 Display ON/Off& Cursor (hiển thị tắt mở và cursor ). 0 0 0 0 0 0 1 D U B 08 đến 0F
Display / Cursor Shift(dịch hiển thị / cursor ). 0 0 0 0 0 1 D/C R/L X X 10 đến 1F Funtion set( đặt chúc năng ). 0 0 0 0 1 8/4 2/1 10/7 X X 20 đến 3F Set CGRAM address ( đặt địa chỉ CGRAM ). 0 0 0 1 A A A A A A 40 đến 7F Set DDRAM address ( đặt địa chỉ DDRAM ). 0 0 1 A A A A A A A 80 đến FF Busy Flag &
Addr(cờ bận và bộ đếm địa chỉ ). 0 1 BF Bộ đếm địa chỉ Read Data ( đọc dữ liệu từ CGRAM hoặc DDRAM ). 1 0 Dữ liệu đọc
Write Data ( ghi dữ liệu vào CGRAM hoặc
DDRAM )
1 1 Dữ liệu ghi
Chú thích :
Tên bit Thiết lập
I/D 1 = increment 0= decrement
S 1 = display shift on 0 = display shift off
D 1= display on 0 = display off
B 1 = cursor blink on 0 = cursor blink off
D/C 1= display shift 0 = cursor move
R/L 1 = right shift 0 = left shift
8/4 1 = 8 bit interface 0 = 4 bit interface
2/1 1= chế độ 2 hàng 0 = chế độ 1 hàng
10/7 1 = 5* 10 dot format 0 = 5*7 dot format
CGRAM = character gernerator RAM DDRAM = display data RAM
X : don’t care Bảng ký tự chuẩn LCD :
Hoạt động :
LCD HD 44780 cần 3 đường điều khiển cũng như 4 hay 8 ngõ vào ra cho dữ liệu. Nếu sử dụng giao tiếp 4 bit thì cần 7 đường ( 3 đường điều khiển và 4
đường giao tiếp ), nếu sử dụng giao tiếp 8 bit thì cần 11 đường ( 3 đường điều khiển và 8 đường giao tiếp ).
Ba đường điều khiển là :
EN : Để gởi data đến LCD thì trước hết phải đưa bước này lên mức cao.Sau
đĩ đưa 2 bit điều khiển cịn lại là RS và RW lên mức cao rồi nhận dữ liệu
từ data bus. Sau đĩ lại đưa EN về lại mức thấp. Sự chuyển trạng thái từ 0 sang 1 để yêu cầu LCD xem data trên data bus giống như một lệnh yêu cầu .
RS : Khi RS ở mức thấp thì data xem như một lệnh yêu cầu hay
một chỉ dẫn
đặc biệt ( chẳng hạn như clear display hay cursor position …). Khi RS ở
mức cao thì data trên data bus chính là data được hiển thị trên màn hình.
RW : Là đường điều khiển đọc hay ghi data. Khi RW = 0 thì data
đang được đọc từ data bus. Khi RS ở mức 1 thì chương trình đang xềp hàng hay đang đọc. Vì vậy chỉ cĩ một trường hợp duy nhất RW = 1 là khi lệnh chỉ dẫn là đọc một lệnh ( cho biết trạng thái của LCD ), cịn lại tất các trường hợp khác thì RS luơn ở mức thấp
Cĩ thể hiển thị kí tự tên LCD bằng 1 dịng , 2 dịng hay 4 dịng. Trong phạm vi đồ án này sử dụng LCD hiển thị kí tự trên 2 dịng và mỗi dịng 16 kí tự.
VI.GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU.
Trong thời đại ngày nay, hầu hết các dây chuyền sản xuất đang dần dần được tự động hĩa bằng cách áp dụng các kỹ thuật tiên tiến của khoa học kỹ thuật. Tuy
thế, động cơ điện một chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng. Nĩ cĩ đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy được dùng nhiều trong các nghành cơng nghiệp cĩ yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao
thơng vận tải…
1.Cấu tạo :
Động cơ điện một chiều gồm hai phần : Phần tĩnh (stator)và phần quay
(rotor).
Phần tĩnh là phần đứng yên của máy. Nĩ thường bao gồm các bộ phận sau :
– Cực từ chính : là bộ phận sinh ra từ trường chính trong vỏ máy, gồm cĩ lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 1 mm ép
chặt lại với nhau.
– Cực từ phụ : được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều giúp cho máy điện làm việc khơng cĩ tia lửa xảy ra giữa chổi điện và vành đổi chiều. Lõi thép cực từ cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ cĩ đặt dây quấn.
– Gơng từ : dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. – Các bộ phận khác như Nắp máy để bảo vệ, Cơ cấu chổi than.
Phần quay gồm cĩ những bộ phận sau :
– Lõi sắt phần ứng : dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5 mmđược phủ lớp cách điện và ghép chặt lại với nhau.
– Dây quấn phần ứng : là phần sinh ra sức điện động vàcĩ dịng điện chạy
qua. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.
– Các bộ phận khác như cánh quạt dùng để quạt giĩ làm nguội máy, trục
máy để đặt lõi sắt phần ứng, cổ gĩp, cánh quạt và ổ bi.
2.Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều :
Động cơ điện một chiều là một thiết bị biến đổi năng lượng của dịng một chiều thành cơ năng. Trong quá trình biến đổi đĩ, một phần năng lượng của dịng xoay chiều bị tiêu tán do các tổn thất trong mạch phần ứng và trong mạch kích thích.
Phần cịn lại là năng lượng được biến đổi thành cơ năng trên trục động cơ. Khi cho dịng điện một chiều chạy vào dây quấn kích thích và dây quấn phần ứng sẽ sinh ra từ trường ở phần tĩnh. Từ trường này tác dụng tương hỗ lên dịng điện trong dây quấn phần ứng tạo ra momen tác dụng lên rotor và làm
rotor quay. Nhờ cĩ vành đổi chiều nên dịng điện một chiều được chỉnh lưu
thành dịng xoay chiều đưa vào dây quấn phần ứng. Điều này làm lực từ tác dụng lên thanh dẫn dây quấn phần ứng khơng bị đổi chiều và làm động cơ quay theo một hướng.
Cơng suất ứng với momen điện từ đưa ra đối với động cơ gọi làcơng suất điện từ và bằng : Pđt = M = EưIư
Trong đĩ : M : momen điện từ. 60 2n : tốc độ gĩc phần ứng. Iư : dịng điện phần ứng. Eư : suất điện động phần ứng. 3.Đặc điểm:
-Nguồn điện áp cung cấp cho động cơ DC từ 5 24V (tuỳ theo loại động cơ)
-Tốc độ thay đổi vơ cấp (v/p).
-Cĩkhả năng mang tải ngay khi cấp nguồn điện. * Phương pháp điều khiển động cơ.
- Dùng điện áp DC 5 24V.
- Cấp nguồn đúng chiều theo yêu cầu.
- Thay đổi chiều quay bằng cách hốn vị các cực .
- + + - + -
- +
Hình 3.5 : Phương pháp đảo chiều quay động cơ
Để làm được cơng việc trên , ở mạch điều khiển ta trang bị các cầu dao đảo hoặc rơle điện từ .
Dựa theo nguyên lý trên khi ứng dụng lắp ráp ROBOT thì những chuyển động đảo chiều đĩ sẽ đảo chiều được hành trình chuyển động của các khâu.
* Nguyên lý hãm ngược
+ Đối với động cơ một chiều thì cơng việc hãm ngược đơn giản hơn, giả sử
động cơchạy theo chiều nào đĩ, cĩ thể cùng chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ.