Giàn phơi tự động
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 31 trang )
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
.......
Hưng Yên, Ngày.....Tháng....Năm 2020
Giáo viên hướng dẫn
1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
STT
Tuần
Công việc thựchiện
Ngườithực
hiện
2 người
Tuần 1
- Sắp xếp công việc cho từng tuần (phân
chia công việc cho từng thành viên).
- Sau khi đã tìm hiểu đề tài sẽ đưa ra cơ sở
lý thuyết chung của đềtài.
- Từ đó xây dựng được sơ đồkhối.
- Đưa ra nguyên tắc hoạt động của các khối
và các linh kiện sẽ sử dụng để thiết kế mạch
phù hợp với yêu cầu từngkhối.
2 người
- Thiết kế sơ đồ ngun lý tồnmạch.
- Tính tốn thông số rồi tiến hành chạy mô
phỏng.
- Ráp mạch và khảo sát trên bo mạch (nếu
gặp lỗi chỉnh sửalại).
2 người
- Đo đạc kiểm tra xem trên board chạy có
đạt yêu cầu haykhông?
2 người
- Tiến hành làm sản phẩm (câudây).
2 người
- Lắp ráp hồn tất sảnphẩm
2 người
Chuẩn hóa nội dung, làm cuốn thuyết
minh.
- Chuẩn bị các dụng cụ để bảo vệ đề tài
(phim chiếu, bản vẽ)
2 người
- Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại tồn bộ
nội dung
2 người
1
2
3
4
5
2
Đồ án tích hợp 1
Tuần2+3
Tuần4+5
Tuần6
Tuần7+8
BẢNG KẾ HOẠCH ĐỒ ÁN
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
2 người
2 người
Đồ án tích hợp 1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
MỤC LỤC
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn--------------------------------------------------- 1
Bảng kế hoạch đồ án------------------------------------------------------------------- 1
Mục lục---------------------------------------------------------------------------------- 2
Danh mục bảng biểu, hình ảnh------------------------------------------------------- 3
Lời nói đầu------------------------------------------------------------------------------ 4
CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ GIÀN PHƠI QUẦN ÁO THÔNG MINH 5
1.1 Giới thiệu--------------------------------------------------------------------------- 5
1.2 Mục tiêu của đề tài---------------------------------------------------------------- 5
1.3 Nội dung đề tài--------------------------------------------------------------------- 6
1.4 Phương pháp nghiên cứu--------------------------------------------------------- 6
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ VĐK VÀ CÁC THIẾT BỊ KHÁC---------- 7
2.1 Vi điều khiển AT89C51----------------------------------------------------------- 7
2.2 Động cơ một chiều---------------------------------------------------------------- 13
2.3 Mạch cầu H ( H-Bridge Circuit )----------------------------------------------- 15
2.4 Cảm biến mưa---------------------------------------------------------------------- 18
2.5 Cơng tắc hành trình--------------------------------------------------------------- 19
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN GIÀN PHƠI THÔNG MINH 21
3.1 Lưu đồ giải thuật------------------------------------------------------------------ 21
3.2 Chương trình điều khiển---------------------------------------------------------- 22
3.3 Sơ đồ ngun lí-------------------------------------------------------------------- 24
3.4 Gia cơng mạch in ----------------------------------------------------------------- 25
Kết quả và thảo luận------------------------------------------------------------------- 26
Kết luận kiến nghị--------------------------------------------------------------------- 28
3
Tài liệu tham khảo--------------------------------------------------------------------- 29
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Đồ án tích hợp 1
Danh mục bảng biểu, hình ảnh
Hình 2.1: Sơ đồ khối vi điều khiển 8051 ------------------------------------------8
Hình2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51---------------------------------------9
Hình 2.3 Sơ đồ kết nối chân RST---------------------------------------------------11
Hình 2.4 Sơ đồ kết nối chân XTAL1, XTAL2-------------------------------------11
Hình 2.5 Các vùng nhớ trong AT89C51--------------------------------------------12
Hình 2.6 Mặt cắt ngang trục động cơ điện một chiều----------------------------14
Hình 2.7 Phân loại động cơ điện một chiều----------------------------------------15
Hình 2.8 Ngun lí hoạt động của mạch cầu H-----------------------------------16
Hình 2.9 Sơ đồ chân của IC L298D-------------------------------------------------16
Hình 2.10 Sơ đồ ngun lí của IC L298D------------------------------------------17
Hình 2.11 Cảm biến mưa-------------------------------------------------------------19
Hình 2.12 Cơng tắc hành trình-------------------------------------------------------19
Hình 2.13 Cấu tạo cơng tắc hành trình ---------------------------------------------20
Hình 3.1 Sơ đồ mạch điều khiển giàn phơi thơng minh--------------------------24
Hình 3.2 Mạch PCB-------------------------------------------------------------------25
Hình 3.3 Sơ đồ đi dây ----------------------------------------------------------------25
Bảng 2.1 Bảng chức năng Port 3----------------------------------------------------10
4
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG N
Lời nói đầu
Ngày nay với sự phát triển của khoa hoc kĩ thuật,cũng như nhu cầu đòi hỏi cuả
con người ngày càng cao trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. Trong đó có nhu
cầu về một cuộc sống tiện nghi,thơng minh. Điều này đã thôi thúc những nhà khoa
học thiết kế chế tạo ra những sản phẩm đáp ứng những tiện nghi,thơng minh đó.
Một trong số đó cần kể tới là giàn phơi quần áo thông minh. Với các nước phát
triển thì nó được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến, cịn ở các nước đang phát triển
trong đó có Việt Nam thì đang có xu hướng tìm cho mình sự tiện nghi,thơng minh
đó. Mặt khác với sự phát triển hiện tại thì các khu nhà hay các khu chung cư với
diện tích khơng lớn lắm chính vì thế mà việc nhỏ gọn mà vẫn đáp ứng được những
yêu cầu là rất cần thiết nhất là các khu chung cư. Vì vậy việc có một giàn phơi quần
áo thơng minh sẽ khơng chiếm diện tích của ban cơng hoặc là những nơi ban cơng
rất nhỏ cũng có thể lắp được giàn phơi thơng minh giúp chúng ta thốt khỏi những
rắc rối trong việc phơi quần áo.
Trên nhu cầu đó chúng tôi đã bắt tay vào thiết kế mạch điều khiển giàn phơi
quần áo thông minh.
5
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ GIÀN PHƠI QUẦN ÁO
THÔNG MINH
1.1 Giới thiệu
Ngày nay, kỹ thuật điện tử đã liên tục có những tiến bộ vượt bậc, đặc biệt là
trong kỹ thuật chế tạo vi mạch điện tử và công nghệ chế tạo cảm biến . Sự ra đời và
phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử mà đặc trưng là kỹ thuật vi xử lý và kỹ
thuật công nghệ chế tạo cảm biến đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự
phát triển của khoa học kỹ thuật tạo tiền đề cho việc chế tạo các sảm phẩm máy
móc có tính năng tự động hóa cao hơn và thơng minh hơn .
Với thời tiết của Việt Nam, nhất là mua hè thường xuyên xuất hiện những cơn
mưa rào bất chợt làm cho việc phơi quần áo gặp rất nhiều khó khăn. Một vài năm
gần đây trên thị trường cũng đã xuất hiện một giải pháp cho phơi quần áo ở gia
đình, đó là giàn phơi thơng minh. Giàn phơi thơng minh có nhiều ưu điểm như an
tồn, tiện lợi tiết kiệm diện tích tuy nhiên các sản phẩm giàn phơi quần áo thơng
minh hiện đang có mặt trên thị trường là hoàn toàn nhập khẩu chủ yếu từ Đài
Loan , Trung Quốc … với giá thành rất đắt.
Nhằm khắc vấn nạn nhếch nhách ở các chung cư, đô thị và tạo sự tiện nghi cho
cuộc sống hằng ngày, chúng em đã bắt tay vào nghiên cứu thực hiện đề tài “thiết
kế hệ thống điều khiển cho giàn phơi quần áo thông minh’’.
1.2 Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu và xây dựng mơ hình điều khiển giàn phơi thơng minh dựa trên vi
điều khiển AT89C51. Từ đó phát triển cao hơn, đưa bộ điều khiển áp dụng vào
trong thực tế.
Làm quen với việc tính tốn thiết kế , chế tạo, ngun lý hoạt động của giàn
6
phơi và củng cố phần lý thuyết về mạch điện tử, cảm biến và mạch điều khiển bằng
vi điều khiển
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Đồ án tích hợp 1
1.3 Nội dung đề tài
Việc thực hiện nghiên cứu đề tài ‘‘thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cho giàn
phơi quần áo thông minh ’’. trong điều kiện :
- Thời gian thực hiện đề tài chỉ trong một học kỳ .
- Kinh nghiệm thực tế chưa nhiều
- Vật tư và linh kiện khơng đồng bộ
Vì vậy chúng em đã thực hiện nghiên cứu đề tài với những đặc điểm chính sau
đây:
- Lập trình bằng vi xử lý AT89C51
- Thiết kết chế tạo mạch điều khiển động cơ DC
- Thiết kết mô hình thí nghiệm giàn phơi
Giàn phơi quần áo thơng minh rất đa dạng về nguồn gốc ,chủng loại và tính
năng hoạt động. Đề tài thiết kế giàn phơi thông minh cũng đã được nghiên cứu,
trong đó câu lạc bộ cơng nghệ của đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên đã
thiết kế được sản phẩm tương đối hoàn chỉnh.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp kế thừa: Kế thừa từ các tài liệu, cơng trình nghiên cứu trước đó về
hai mảng chính của đề tài: Cấu trúc vi điều khiển 8051 và điều khiển động cơ điện
một chiều
Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Sau khi đã xây dựng xong cơ sở lý
thuyết của đề tài sẽ tiến hành thử nghiệm sự hoạt động trên các thiết bị hiện có.
Các bước tiến hành nghiên cứu là tìm hiểu cơ sở lý thuyết về vấn đề nghiên
cứu, tiến hành thiết kế chương trình điều khiển và mạch điều khiển, sau đó thử
nghiệm trên mơ hình để đưa ra kết luận.
7
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC THIẾT
BỊ KHÁC
2.1 Vi điều khiển AT89C51
Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự
như nhau. Ở đây giới thiệu IC8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ
sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:
+ 4 KB PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory),
có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi xoá
+ Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz
+ 3 mức khóa bộ nhớ lập trình
+ 128 Byte RAM nội.
+ 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.
+ 2 bộ Timer/counter 16 Bit.
+ 6 nguồn ngắt.
+ Giao tiếp nối tiếp điều khiển bằng phần cứng.
+ 64 KB vùng nhớ mã ngoài
+ 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngồi.
+ Cho phép xử lý bit.
+ 210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
+ 4 chu kỳ máy (4 µs đối với thạch anh 12MHz) cho hoạt động nhân
hoặc chia.
+ Có các chế độ nghỉ (Low-power Idle) và chế độ nguồn giảm (Powerdown).
+ Ngoài ra, một số IC khác của họ MCS-51 có thêm bộ định thời thứ 3 và
8256 byte RAM nội.
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Đồ án tích hợp 1
Sơ đồ khối chức năng :
Hình 2.1: Sơ đồ khối vi điều khiển 8051
Cấu trúc kết nối phần cứng của các bộ vi điều khiển trong họ gần tương tự như
nhau, một số khác biệt giữa chúng cũng được biểu diễn trên sơ đồ hình 2.1
Khối xử lý trung tâm (CPU) nhận tín hiệu xung nhịp từ bộ dao động, tần số ra
của bộ tạo dao động sẽ tuỳ thuộc vào tần số thạch anh bên ngoài. Hầu hết các bộ vi
điều khiển trong họ đều có ít nhất 128 byte RAM bên trong. Các thanh ghi thông
thường nằm trong phần RAM. Ngồi 8031/32 các vi điều khiển cịn lại đều có bộ
nhớ ROM lưu trữ chương trình điều khiển. Bộ nhớ ROM này có thể là Mask-ROM
chỉ lập trình được bởi nhà sản xuất, có thể là EPROM hoặc EEPROM có thể lập
trình lại nhiều lần bởi người sử dụng.
Các bộ định thời lập trình được có thể đếm theo xung cung cấp từ bên ngoài
hoặc xung chuẩn từ bộ tạo dao động, có bộ đếm này có ứng dụng rất phổ biến trong
9
điều khiển tự động.
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
Bộ điều khiển Bus cung cấp các tín hiệu điều khiển giao tiếp với bên ngồi, và
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
kiểm soát hoạt động của các cổng vào ra dữ liệu song song. Hai trong bốn cổng vào
ra song song (P0 và P2) có thể sử dụng làm các Bus địa chỉ và dữ liệu trong chế độ
giao tiếp bộ nhớ ngoài. Cổng vào ra nối tiếp có hai đường truyền và nhận dữ liệu
nối tiếp với các thiết bị khác.
Bộ điều khiển ngắt tích hợp trong chip cho phép nhận hai yêu cầu ngắt cung
cấp thẳng từ bên ngoài, hoặc từ cổng nối tiếp và các bộ định thời bên trong.
Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51
Hình 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51
Port 0 ( P0.0-P0.7): Các chân từ 32-39
-Chức năng xuất/nhập :các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bên ngồi
vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngồi, chẳng hạn xuất tín hiệu để
10
điều khiển led đơn sáng tắt.
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
-Chức năng là bus dữ liệu và bus địa chỉ (AD7-AD0) : 8 chân này (hoặc Port 0)
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
còn làm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại (nếu có kết nối với bộ nhớ
ngồi), đồng thời Port 0 cịn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ ngoài.
Port 1 (P1.0 – P1.7): Từ chân số 1 – 8.
-Port 1 có chức năng :Port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7) . Port1 khơng có
chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài
Port 2 (P2.0-P2.7): Các chân từ 21-28
-Chức năng xuất/nhập
-Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngồi có dung
lượng lớn,cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm nhận, byte
cao do P2 này đảm nhận.
Port 3 (P3.0-P3.7): Port 3 gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17):
-Chức năng xuất/nhập
Với mỗi chân có một chức năng riêng thứ hai như trong bảng sau
Bảng 2.1 Bảng chức năng Port 3
Chân RST (Reset): Chân số 9
11 Chức năng:
- Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các thanh
ghi bên trong 8051 được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG N
Đồ án tích hợp 1
Hình 2.3 Sơ đồ kết nối chân RST
Chân XTAL1, XTAL2: Chân số 18-19
Chức năng:
- Được nối với thạch anh hoặc mạch dao động cung cấp tín hiệu xung clock cho
mạch
XTAL1 _ ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip.
XTAL2 _ ngõ ra mạch xung clock trong chip.
Hình 2.4 Sơ đồ kết nối chân XTAL1, XTAL2
Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN
- PSEN ( program store enable) tín hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng để truy
xuất bộ nhớ chương trình ngoài. Chân này thường được nối với chân OE (output
enable) của ROM ngoài.
- Khi vi điều khiển làm việc với bộ nhớ chương trình ngồi, chân này phát ra tín
hiệu
12 kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong một chu kì máy. Khi thực
thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ở mức logic khơng tích cực
(logic 1)(Khơng cần kết nối chân này khi không sử dụng đến)
Chân ALE (chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30)
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
- Khi vi điều khiển truy xuất bộ nhớ từ bên ngồi, port 0 vừa có chức năng là
bus địa chỉ, vừa có chức năng là bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và
địa chỉ. Tín hiệu ở chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các
đường địa chỉ và các đường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.
- Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động đưa vào Vi điều
khiển, như vậy có thể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung cấp cho các
phần khác của hệ thống.
Ghi chú: khi khơng sử dụng có thể bỏ trống chân này
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Chân EA
- Chân EA dùng để xác định chương trình thực hiện được lấy từ ROM nội hay
ROM ngoại.
- Khi EA nối với logic 1(+5V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ
bộ nhớ nội
- Khi EA nối với logic 0(0V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ bộ
nhớ ngoại
Cấu trúc bộ nhớ :
Hình 2.5 Các vùng nhớ trong AT89C51
Bộ nhớ của họ MCS-51 có thể chia thành 2 phần: bộ nhớ trong và bộ nhớ
ngoài. Bộ nhớ trong bao gồm 4 KB ROM và 128 byte RAM (256 byte trong 8052).
13
Các byte RAM có địa chỉ từ 00h – 7Fh và các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR)
có địa chỉ từ 80h – 0FFh có thể truy xuất trực tiếp.
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
Bộ nhớ ngồi bao gồm bộ nhớ chương trình (điều khiển đọc bằng tín hiệu
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
PSEN ) và bộ nhớ dữ liệu (điều khiển bằng tín hiệu RD hay WR để cho phép đọc
hay ghi dữ liệu). Do số đường địa chỉ của MCS-51 là 16 bit (Port 0 chứa 8 bit thấp
và Port 2 chứa 8 bit cao) nên bộ nhớ ngoài có thể giải mã tối đa là 64KB.
2.2 Động cơ một chiều
* Khái quát về động cơ điện một chiều
Hiện nay động cơ điện một chiều được dùng rất phổ biến trong các hệ thống
truyền động điện chất lượng cao, dải công suất động cơ một chiều từ vài watt đến
hàng mê-ga watt. Đây là loại động cơ đa dạng và linh hoạt, có thể đáp ứng u cầu
mơmen, tăng tốc, và hãm với tải trọng nặng. Động cơ điện một chiều cũng dễ dàng
đáp ứng với các truyền động trong khoảng điều khiển tốc độ rộng và đảo chiều
nhanh với nhiều đặc tuyến quan hệ mômen – tốc độ.
Trong động cơ điện một chiều, bộ biến đổi điện chính là các mạch chỉnh lưu
điều khiển. Chỉnh lưu được dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ.
Chỉnh lưu ở đây thường sử dụng chỉnh lưu cầu 3 pha.
* Nguyên lí, cấu tạo động cơ điện một chiều
Giống như các loại động cơ điện khác, động cơ điện một chiều cũng gồm có
stator và rotor...Động cơ điện một chiều gồm có stator, rotor, cổ góp và chổi điện
như trình bày trên hình sau..
14
Hình 2.6 Mặt cắt ngang trục động cơ điện một chiều
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
Stator: cịn gọi là phần cảm, gồm dây quấn kích thích được quấn tập trung trên
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
các cực từ stator. Các cực từ stator được ghép cách điện từ các lá thép kỹ thuật điện
được dập định hình sẵn có bề dày 0,5-1mm, và được gắn trên gơng từ bằng thép
đúc, cũng chính là vỏ máy.
Rotor: còn được gọi là phần ứng, gồm lõi thép phần ứng và dây quấn phần ứng.
lõi thép phần ứng có hình trụ, được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện ghép cách
điện với nhau. Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử, được đặt vào các rãnh trên
lõi thép rotor. Các phần tử dây quấn rotor được nối tiếp nhau thơng qua các lá góp
trên cổ góp. Lõi thép phần ứng và cổ góp được cố định trên trục rotor.
Cổ góp và chổi điện: làm nhiệm vụ đảo chiều dòng điện trong dây quấn phần
ứng.
* Phân loại động cơ điện một chiều
Dựa vào hình thức kích từ, người ta chia động cơ điện một chiều thành các loại
sau:
- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập(a): Dịng điện kích từ được lấy từ
nguồn riêng biệt so với phần ứng. Trường hợp đặc biệt, khi từ thơng kích từ được
tạo ra bằng nam châm vĩnh cữu, người ta gọi là động cơ điện một chiều kích thích
vĩnh cửu.
- Động cơ điện một chiều kích từ song song(b): Dây quấn kích từ được nối
song song với mạch phần ứng.b
- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp(c): Dây quấn kích từ được mắc nối
tiếp với mạch phần ứng.
- Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp(d): Dây quấn kích từ có hai cuộn,
dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp. Trong đó, cuộn kích từ
song song thường là cuộn chủ đạo.
15
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG N
Đồ án tích hợp 1
Hình 2.7 Phân loại động cơ điện một chiều
* Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều
Ưu điểm cơ bản của động cơ điện một chiều so với các loại động cơ điện khác
là khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng, các bộ điều chỉnh tốc độ đơn giản, dễ chế
tạo. Do đó, trong điều kiện bình thường, đối với các cơ cấu có yêu cầu chất lượng
điều chỉnh tốc độ cao, phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, người ta thường sử dụng
động cơ điện một chiều.
Đối với các hệ thống truyền động điện một chiều có yêu cầu điều chỉnh tốc độ
cao thường sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Trong phạm vi đồ án
này này, xét khả năng đảo chiều động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
2.3 Mạch cầu H ( H-Bridge Circuit )
* Cơng dụng và ngun lí hoạt động
Mạch cầu H là một mạch điện giúp đảo chiều dòng điện qua một đối tượng.
Đối tượng là động cơ DC mà chúng ta cần điều khiển .Mục đích điều khiển là cho
phép dòng điện qua đối tượng theo chiều A đến B hoặc B đến A .Từ đó giúp đổi
chiều quay của động cơ.
Hiện nay, ngoài loại mạch cầu H được thiết kế từ các linh kiện rời như: BJT
công suất, Mosfet, … Cịn có các loại mạch cầu H được tích hợp thành các IC như:
L293D
và L298D. Do đối tượng điều khiển trong đề tài này là động cơ DC có điện
16
áp 12V và cơng st nhỏ nên em dùng mạch cầu H đảo chiều động cơ là IC L298.
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG N
Đồ án tích hợp 1
Hình 2.8 Nguyên lí hoạt động của mạch cầu H
* Mạch cầu H L298D
L298D là một chip toch1 hợp 2 mạch trong gói 15 chân. L298D có điện áp
danh nghĩa cao (lớn hơn 50V) và dòng điện danh nghĩa lớn hơn 2A nên rất thích
hợp cho các ứng dụng cơng suất nhỏ như các động cơ DC loại vừa và nhỏ
Hình 2.9 Sơ đồ chân của IC L298D
17
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG N
Đồ án tích hợp 1
Hình 2.10 Sơ đồ ngun lí của IC L298D
Có 2 mạch cầu H trên mỗi chip L298D nên có thể điều khiển 2 đối tượng riêng
với 1 chip này. Mỗi mạch cầu H bao gồm 1 đường nguồn Vs (thật ra là đường
chung cho 2 mạch cầu), một chân current sensing (cảm biến dòng) ở phần cuối của
mạch cầu H, chân này không được nối đất mà bỏ trống để cho người dùng nối 1
điện trở nhỏ gọi là sensing resistor.Bằng cách đo điện áp rơi trên điện trở này chúng
ta có thể tính được dịng qua điện trở, cũng là dịng qua động cơ, mục đích của việc
này là để xác định dịng q tải. Nếu việc đo lường là khơng cần thiết thì ta có thể
nối chân này với GND. Động cơ sẽ được nối với 2 chân OUT1, OUT2 hoặc OUT3,
OUT4.Chân EN (ENA và ENB) cho phép mạch cầu hoạt động, khi chân này được
kéo lên mức cao.
L298D không chỉ được dùng để đảo chiều động cơ mà còn điều khiển vận tốc
động cơ bằng PWM.Trong thực tế, công suất thực ma L298D có thể tải nhỏ hơn giá
trị danh nghĩa của nó (U =50V, I =2A). Để tăng dịng tải của chíp lên gấp đơi,
18
chúng ta có thể nối hai mạch cầu H song song với nhau (các chân có chức năng như
nhau của 2 mạch cầu được nối chung).
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Đồ án tích hợp 1
2.4 Cảm biến mưa
* Thông số kỹ thuật :
- Điện áp: 5V
- Led báo nguồn ( Màu xanh)
- Led cảnh báo mưa ( Màu đỏ)
- Hoạt động dựa trên nguyên lý: Nước rơi vào board sẽ tạo ra mơi trường dẫn
điện.
* Có 2 dạng tín hiệu: Analog( AO) và Digital (DO)
- Dạng tín hiệu : TTL, đầu ra 100mA ( Có thể sử dụng trực tiếp Relay, Cịi cơng
suất nhỏ...)
- Điều chỉnh độ nhạy bằng biến trở.
- Sử dụng LM358 để chuyển AO --> DO
* Kích thước Board:
- Kích thước: 5.4*4.0 mm
- Dày 1.6 mm
* Cách sử dụng
+ Kết nối với nguồn 5V
- DO: Đầu ra ở mức cao (1), khi có nước đèn đỏ sáng, đồng thời đầu ra về mức
thấp (0). Có thể xử dụng để ĐK relay, Cịi..hoặc đưa vào chân I/O của VĐK.
- AO: Dùng để xác định độ lớn của giọt nước, bằng cách đưa vào ADC của
VĐK.
- Điều chỉnh độ nhạy bằng biến trở.
19
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG N
Hình 2.11 Cảm biến mưa
2.5 Cơng tắc hành trình
Là loại cảm biến đóng ngắt (dạng on- off) dùng để đóng ngắt mạch điện điều
khiển trong truyền động điện, tự động theo tín hiệu “hành trình” của các cơ cấu
truyền động cơ khí nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc hoặc cắt ở cuối
hành trình để đảm bảo an tồn.
20
Hình 2.12 Cơng tắc hành trình
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Đồ án tích hợp 1
* Cấu tạo cơng tắc hành trình
Hình 2.13: Cấu tạo cơng tắc hành trình
•
•
•
•
Bao gồm 1 cị đá (hay cần gạt) ở bên ngồi, bên trong có 3 chân và 1 Reley
đóng ngắt.
Chân trái: cấp nguồn
Chân giữa: thường đóng, sẽ mở khi nhấn nút
Chân phải: thường mở, sẽ đóng khi nhấn nút
* Ngun lý hoạt động cơng tắc hành trình
Khi có lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm thường đóng thay đổi trạng thái từ
đóng sang mở, sau đó tiếp điểm thường mở thay đổi trạng thái từ mở sang đóng
(tiếp điểm thường đóng mở trước, sau đó tiếp điểm thường mở mới đóng lại) lúc
này mạch đã hở điều đó sẽ làm động cơ dừng tức thì tại vị trí mà ta đã thiết lập. Khi
21
khơng cịn lực tác động thì nó sẽ trở lại trạng thái ban đầu.
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
Đồ án tích hợp 1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN GIÀN PHƠI
THÔNG MINH
3.1 Lưu đồ giải thuật
22
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Đồ án tích hợp 1
23
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
Đồ án tích hợp 1
3.2 Chương trình điều khiển
#include <REGX52.H>
void delay (unsigned int t){
unsigned int x,y;
for (x=0;x
}
}
void main(){
P2=0x00;
while(P1_4==0){
if(P1_3==0){
P2=0x00;
P0=0x1;
delay(33)
;
}
else{
P2=0x6;
P0=0x2;
delay(20); }
}
while(P1_4==1){
while(P1_1==0){
if(P1_3==0){
P2=0x00;
P0=0x01;
24
}
else{
P2=0x06;
P0=0x02;
}
}
if(P1_2==0){
P2=0x00;
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
P0=0x01;
delay(20);
Đồ án tích hợp 1
}
else{
P2=0x05 ;
P0=0x01 ;
delay(10);} }
}
3.3 Sơ đồ nguyên lí
25
GVHD : Nguyễn Tiến Dũng
SVTH : Phạm Việt Anh-Ngô Viết Anh
Page |
