L ời cả mơ n
b) Thuật toỏn PID số
3.3 Thiết bị chấp hành(IC L298)
Đảm nhiệm vai trũ thiết bị chấp hành trong hệ thống điều khiển thực thi thuật toỏn điều khiển là mạch cụng suất L298.L298 là một Driver tớch hợp sẵn 2 mạch cầu H bờn trong với chuẩn điều khiển TTL, khụng cú Diode nội bảo vệ Mosfet. Chịu tải tối đa trờn mỗi cầu là 2A, điện ỏp 40VDC. Logic “0” ở ngừ vào lờn tới 1.5V ( khả năng khử nhiễu cao). Sử dụng dạng đúng gúi Multiwatt15.
Một số đặc điểm của mạch cụng suất L298: Điện ỏp cấp lờn đến 46V
• Tổng dũng DC chịu đựng lờn đến 4A • Chức năng bảo vệ quỏ nhiệt
Hỡnh 3.10 Sơđồ chõn L298
Chức năng cỏc chõn :
MW.15 Power SO Tờn Chức năng 1.15 2;19 Sense A
sense B
Nối chõn này qua điện trở cảm ứng dũng xuống GND để điều khiển dũng tải .
2;3 4;5 Out1 Out2
Ngừ ra của cầu A . Dũng của tải mắc giữa 2 chõn này được qui định bởi chõn 1.
4 6 Vs Chõn cấp nguồn cho tầng cụng suất. Cần cú một tụ điện khụng cảm khỏng 100nF nối giữa chõn này và chõn GND
5;7 7;9 Input1 Input2
Chõn ngừ vào của cầu A, tương thớch chuẩn TTL
6;11 8;14 EnableA EnableB
Chõn ngừ vào enable (cho phộp) tương thớch chuẩn TTL. Mức thấp ở chõn này sẽ cấm (disable) ngừ ra cầu A (đối với chõn EnableA) và/hoặc cầu B ( đối với chõn EnableB)
8 1;10;11;20 GND Chõn đất (Ground)
9 12 VSS Chõn cấp nguồn cho khối logic. Cần cú tụ điện 100nF nối giữa chõn này với GND
10;12 13;15 Input3 Input4
Cỏc chõn logic ngừ vào của cầu B
13;14 16;17 Output3
Output4 Ngừ ra của cầu B. Dũng của tải mắc giữa hai chõn này được qui định bởi chõn 15. - 3;18 N.C Khụng kết nối .
Hỡnh 3.11: Cỏc chếđộ của L298
Hai chõn C,D của L298 để điều khiển chiều động cơ, phanh động cơ. Chõn Enable của L298 dựng làm đầu vào băm xung PWM cho động cơ để cú thể điều khiển tốc độ động cơ.
Bảng chế độ của trong quỏ trỡnh điều khiển động cơ :
Đầu vào Chức năng
M1A=1; M1B=0 Tiến động cơ M1A=0; M1B=1 Lựi động cơ M1E=1
M1A=M1B Dừng khẩn cấp (phanh)
M1E=0 M1A=X; M1B=X Dừng khụng phanh
Trong thực tế ứng dụng này, động cơ DC chỉ cú dũng tải 200mA khi hoạt động bỡnh thường, và lờn đến tối đa 2A khi quỏ tải. Tuy nhiờn cũng cần thiết kế một bộ điều khiển mở cú thể sử dụng cho cỏc động cơ lờn đến 4A.
Việc hạn chế dũng cho động cơ là rất cần thiết, cú nhiều tỡnh huống khụng mong đợi xảy ra, vỡ vậy cần phải cú chế độ hạn dũng bằng phần mềm.
Trong cỏc trường hợp nguy hiểm như ngắn mạch do va chạm, hoặc tuột dõy nối, cần cú mạch bảo vệ chống ngắn mạch bằng phần cứng để đỏp ứng kịp thời.
Cần điều khiển PWM ở tần số cao để trỏnh tiếng ồn do động cơ tạo ra, nhất là những tiếng kờu nghe rất rừ ở khoảng tần số 1KHz đến 3KHz. Bộ điều khiển PWM thụng thường được điều khiển ở 5KHz.Nối song song hai cầu H để điều khiển động cơ lờn đến 4A.
Hỡnh 3.12 : Sơđồ giải phỏp
L298 khụng cú Diode nội bảo vệ, do đú cần cú 4 Diode ngồi bảo vệ. Để đảm bảo điều khiển PWM ở tần số cao, cần dựng Diode nhanh cú điện trở thấp. Diode chuyờn dụng để điều khiển động cơ là cỏc Diode “fast recovery Schottky”. Nhưng ở tần số khoảng 5KHz vẫn cú thể dựng loại 1N4007.
Lưu ý rằng, khi hoạt động L298 rất núng, do vậy cần cần phải lắp miếng tản nhiệt.
Hai chõn RC0 và RC1 để điều khiển chiều quay của động cơ: + ) RC0 = 1 và RC1 = 0 quay thuận
+ ) RC0 = 0 và RC1 = 1 quay nghịch
+ ) RC0 = RC1 = 0 hoặc RC0 = RC1 = 1 động cơ dừng quay
Chõn PWM được đưa vào chõn Enable của L298, do vậy chỉ cần điều chỉnh độ lớn của Dutycycle của PWM ta cú thể điều chỉnh được điện ỏp đầu ra của L298 đưa vào động cơ ( 0V : 12V ).