Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy hàn điểm di động, dòng hàn từ 500 - 6500A

Bộ Công thơng
Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp
Viện Công nghệ



Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN
M số: 241.07 RD/HĐ-KHCN


Tên đề tài:
nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy hàn điểm di
động, dòng hàn từ 500 ữ 6500A


Cơ quan chủ quản: Bộ Công thơng
Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ
Chủ nhiệm đề tài: KS. trần thanh tuyền

6795
12/4/2008


Hà Nội, 03 - 2008


Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn



1. KS. TrÇn Thanh TuyÒn ViÖn C«ng nghÖ
2. KS. Lª Sü Lan ViÖn C«ng nghÖ
3. KS. TrÇn Minh Ch©u ViÖn C«ng nghÖ
4. KTV. Tr−¬ng V¨n Thoa ViÖn C«ng nghÖ
5. KS. NguyÔn Ngäc Th¾ng ViÖn C«ng nghÖ

mục lục trang

Phần 1.
giới thiệu sơ lợc về hàn điểm 01
1.1 Hàn điện trở 01
1.2 Hàn điểm 01
Mô tả mối hàn điểm và các loại mối hàn khác 02
1.3 Máy hàn điểm di động 04
Phần 2.
Thiết kế kỹ thuật 05
2.1 Nguyên lý chung 05
Sơ đồ khối 06
2.2 Khối chức năng nguồn 07

Sơ đồ mạch nguồn 07
2.3 Khối chức năng công suất 08
Sơ đồ mạch điện công suất 09
Thiết kế máy biến áp động lực 10
Thiết kế lõi tôn silic 11
Thiết kế cuộn dây 12
xử lý Cách điện, chống ẩm, chống rung, chống ồn 13
2.4 Khối chức năng điều khiển lập trình 13
2.4.1 Thiết kế chức năng vi điều khiển 13
Loại vi điều khiển lựa chọn 13
Cấu hình sử dụng cho máy hàn đề tài 14
Lu đồ tiến trình phần mềm 15
lu đồ giải thuật vòng lặp main
16
module spi hiển thị chữ số led 17
hàm đẩy spi_led 18
danh sách công cụ làm việc 19
Thiết kế cấu hình cứng và chức năng từng chân chíp 19
Thiết kế phần hiển thị màn hình và các menu cài đặt 23
Các chế độ hiển thị màn hình sau khi chế tạo hoàn thiện máy 28
2.4.2 Thiết kế phần cứng cho khối điều khiển 30
Phần nguồn 30
Phần đệm công suất 31
Mạch điều chế tín hiệu đo lờng 32
Mạch điều chế tín hiệu đo dòng hàn 33
Mạch tạo điện áp quy chiếu 34
Mạch giao tiếp máy tính 35
Sơ đồ mạch điều khiển đầy đủ 36
2.5 Khối hiển thị 36
Sơ đồ mạch hiển thị 37

2.6 Thiết kế mạch in 38
2.6.1 Board mạch hiển thị 39
các bản vẽ thiết kế 40 - 44
2.6.2 Board mạch điều khiển 45
các bản vẽ thiết kế 46 - 50

phần 3.
Thiết kế cơ khí 51
các bản vẽ thiết kế 52 - 68
phần 4.
khảo nghiệm thực tế 69
bảng kết quả khảo nghiệm 69
các hình ảnh đ chụp trong quá trình khảo nghiệm 71 - 73
phần 5.
nhận xét chung 73 - 75
tài liệu tham khảo 76




1

Phần 1. giới thiệu sơ lợc về hàn điểm:

1.1 Hàn điện trở:
Trong nhiều nguyên lý hàn kim loại nh hàn điện trở, hàn que, hàn TIG, hàn
MIG, MAG, Hàn PLASMA, hàn hơi thì hàn điện trở khá đặc biệt. Bằng cách
cấp một nguồn điện có hiệu điện thế (U) vào hai phía của vật hàn bằng kim loại,
do kim loại có tính dẫn điện nên xuất hiện dòng điện (I) đi qua vật hàn, vì trong
kim loại có điện trở suất nên giữa vật hàn bao giờ cũng tồn tại một điện trở (R),

dòng hàn làm cho điện trở này sinh ra một nguồn nhiệt năng có công suất (P)
theo công thức:

U = I / R P=U.I P = I / R

Nguồn nhiệt này làm nóng chảy vật hàn và tạo ra mối hàn ngay giữ hai điện cực.

1.2 Hàn điểm:
Trên cơ sở nguyên lý hàn điện trở, hàn điểm mang nhiều u điểm so với các
nguyên lý hàn khác cả về chất lợng mối hàn và tính kinh tế. Hàn điểm tạo ra
mối hàn từ bên trong mặt tiếp giáp nơi mà mắt ta không nhìn thấy, đây là điểm
đặc biệt mà không một loại máy hàn nào khác làm đợc. Mối hàn của máy hàn
điểm không hề nổi cộm lên, không làm cháy những thứ xung quanh, nguội
nhanh, ít gây biến dạng vật liệu hàn, không gắn thêm loại vật liệu nào khác lên
mối hàn, không tạo ra xỉ bám quanh mối hàn nên mối hàn đẹp hơn hẳn so với các
mối hàn khác. Ngoài ra hàn điểm còn không phải mất bất kỳ loại que hàn, dây
hàn, thuốc hàn hay khí hàn nào cả, không phải gia công mài sửa lại mối hàn mà
tốc độ hàn lại rất cao có thể đạt tới 0,05 giây / một mối hàn, vì thế hàn điểm rất
kinh tế.


2


Mô tả mối hàn điểm và các loại mối hàn khác:
Mối hàn que Mối hàn TIG
Mối hàn hơi
Mối hàn điểm

Do điện trở giữa hai điện cực hàn điểm trên vật hàn rất nhỏ chỉ khoảng

0,00001 đến 0,001 omh nên phải cấp một nguồn điện có dòng điện rất lớn từ
hàng trăm Ampe đến hàng trăm nghìn Ampe tuỳ theo vật liệu và độ dầy vật liệu
hàn mới tạo ra đợc một hiệu điện thế đủ lớn trên vật liệu hàn, vì thế dây hàn cần
rất lớn để dẫn đợc dòng điện lớn nh vậy, cũng vì đặc điểm này mà máy hàn
điểm thờng phải đặt cố định và di chuyển vật hàn để hàn. Vật hàn càng dầy thì
dòng hàn và lực ép giữa hai điện cực càng phải lớn nên việc chế tạo máy hàn để
hàn những vật liệu dầy càng trở nên khó khăn, không những thế máy hàn càng
lớn thì càng không thể di chuyển để thao tác mà di chuyển vật hàn loại dầy để
thao tác thì cũng rất nặng nề khó khăn.


Hình 1.

3

Chúng tôi lấy ví dụ một số thông số bảng tra chế độ hàn điểm dùng cho thép
các bon thấp trong cuốn sổ tay hàn dán điện trở ZGRZEWANIE OPOROWE
PORADNIK của tác giả Ryszard Michalski nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Ba
Lan:


Chế độ mềm Chế độ cứng
Chiều
dầy thép
(mm)
Đờng
kính
điện cực
(mm)
Lực

ép
(kg)
Dòng hàn
(Ampe)
Thời
gian cấp
dòng
(giây)
Lực ép
(kg)
Dòng hàn
(Ampe)
Thời
gian
cấp
dòng
(giây)
0,5 4 60 2 000 0,2 450 4 000 0,04
1,0 5 100 3 000 0,4 250 8 000 0,1
1,5 6 150 4 000 0,8 400 11 000 0,2
2,0 7 200 5 000 1,0 500 14 000 0,3
3,0 9 300 8 000 2,0 800 19 000 0,6
4,0 11 380 10 000 3,2 1 250 24 000 0,9
5,0 13 450 12 000 4,5 1 700 28 000 1,4
6,0 15 - - - 2 250 32 000 2,0
7,0 17 - - - 3 000 37 000 2,5
8,0 19 - - - 3 700 40 000 3,0


Qua bảng thông số trên ta có thể thấy u thế của máy hàn điểm không phải

đối với vật liệu hàn dầy nhng hàn điểm lại chiếm u thế cao đối với vật liệu hàn
mỏng, nhất là những vật liệu mỏng đến mức các loại máy hàn khác khó hoặc
không thể hàn đợc.

Bảng 1.

4

1.3 Máy hàn điểm di động:
Để phát huy tối đa u điểm của loại máy hàn điểm, đề tài nghiên cứu chế tạo
loại máy hàn điểm di động công suất nhỏ với dòng hàn từ 500 Ampe đến 6500
Ampe, với dòng hàn không quá lớn nh vậy có thể di chuyển điện cực để hàn ở
nhiều t thế mà không cần cố định điện cực rồi di chuyển vật hàn. Máy hàn của
đề tài sử dụng dây hàn có tiết diện 300 mm2, một bộ kẹp mát và một bộ tay hàn
khoảng 5kg có thể cầm tay để thao tác không quá nặng nề, với bộ tay hàn này có
thể hàn đợc thép dầy tối đa là 2+2mm. Ngoài ra chúng tôi còn chế tạo thêm một
bộ tay hàn mini với trọng lợng dới 1kg và dây hàn nhỏ dới 25mm2 để hàn các
loại thép mỏng có chiều dầy dới 0,5mm rất linh hoạt tiện dụng và hữu ích, bộ
tay hàn mini này kết hợp với một máy hàn của đề tài có thể hàn đợc tấm thép
mỏng tới 0,1 mm hoặc lới thép có sợi nhỏ tới ỉ 0,5mm. Với những vật liệu
mỏng nh vậy thì cácloại máy hàn nh hàn que, hàn TIG, hàn MIG, MAG, Hàn
PLASMA, hàn hơi đều không thể hàn đợc và đây cũng chính là u điểm lớn
nhất của máy hàn điểm di động.
Ngoài khả năng hàn các loại thép nêu trên, máy hàn điểm di động của đề tài
còn là một thiết bị hàn gá rất hữu hiệu. Đối với những chi tiết đòi hỏi những
phơng pháp hàn khác mà cần hàn gá trớc cho chính xác thì chỉ việc dùng máy
hàn điểm di động đặt dòng hàn nhỏ hơn so với hàn điểm thành phẩm rồi hàn gá ta
sẽ đợc kết quả rất tốt và nhanh chóng, mối hàn gá dùng phơng pháp này không
gây biến dạng chi tiết hàn nhiều nh các phơng pháp hàn gá khác mà vẫn đảm
bảo độ chác chắn để hàn thành phẩm.

Vì đặc tính sinh nhiệt nhanh của hàn điểm nên chất lợng của máy hàn điểm
không chỉ phụ thuộc vào độ chính xác của dòng hàn mà độ chính xác của thời
gian cấp dòng cũng quan trọng không kém. Đề tài đã nghiên cứu một giải pháp
để đảm bảo độ chính xác tối đa cho cả dòng hàn và thời gian cấp dòng đó là số
hoá phần điều khiển.



5


Với các khoảng thời gian đợc chia nhỏ đến một phần triệu giây để tính toán
và cài đặt cho việc điều khiển thời gian cấp dòng từ 0,01 giây đến 2,5 giây thì độ
chính xác là rất cao.
phần điều khiển dòng hàn đợc chia thành 1000 mức tơng ứng với các mức
dòng hàn đặt từ 100 Ampe đến 6500 Ampe (6,5A/1mức).


Phần 2. Thiết kế kỹ thuật:
2.1 Nguyên lý chung:

Máy hàn điểm di động gồm 5 phần là phần nguồn, phần công suất, phần điều
khiển lập trình, phần tay hàn, phần cơ khí vỏ máy.
Sau khi các thông số cài đặt dòng hàn, thời gian cấp dòng, cắt quá tải, cắt quá
áp, cắt thấp áp, cắt quá nhiệt đã đã đợc cài đặt và lu vào bộ nhớ của máy thì
máy thờng xuyên kiểm tra các điều kiện làm việc và sẵn sang thực hiện lệnh
điều khiển. Ngời vận hành chỉ việc bấm contac trên tay hàn thì máy sẽ cấp ngay
một nguồn điện có dòng nhỏ dới 100A để kiểm tra độ tiếp xúc và khởi động
bơm nớc làm mát tay hàn. khi dòng kiểm tra đã đạt trên 50A thì máy đồng thời
cấp dòng hàn và đếm lùi thời gian cấp dòng, khi thời gian cấp dòng đã hết thì

máy lập tức ngắt dòng hàn còn bơm nớc làm mát tay hàn sẽ đợc ngắt sau
khoảng thời gian bằng 2 lần thời gian cấp dòng. Trong quá trình làm việc nếu
máy phát hiện có các sự cố nh quá tải, quá áp, thấp áp, quá nhiệt thì máy sẽ tự
động ngắt dòng và cảnh báo cho ngời vận hành biết bằng còi và thể hiện dòng
thông báo lỗi trên màn hình, việc báo lỗi sẽ duy trì cho đến khi lỗi đó không còn
và ngời vận hành buộc phải ngắt nguồn khởi động lại thì máy mới sẵn sàng làm
việc tiếp.


6

Sơ đồ khối:

Đây là sơ đồ thể hiện mối liên kết, tơng tác giữa các khối chức năng trên
toàn máy.
Dới đây là phần chi tiết cho từng khối chức năng:


Phần nguồn
Phần công
suất
Phần điều
khiển
Phần hiển
thị
Phần tay
hàn
Phần làm
mát bằng
n
ớc
Phần làm
mát bằng
gió

380vac
Phần

cắt
quá
nhiệt
Đầu
mỏ
hàn
Đờn
g
nớc lạnh
Đờn
g
nớc nón
g

Đờn
g
contac đkhiển
Đờng
dữ liệu
Đờng
Phím bấm
Đờng
điều
khiển
Đờng
nguôn
220V
Đờng
gió làm
mát

ĐK
Nhi
ệ
t đ
ộ
Đờng ĐK
Thyrystor
380V
Kẹp
mass
Hình 2.

7

2.2 Khối chức năng nguồn:

Phần nguồn lấy điện 2Fa 380V quan một Automat 100A cấp cho bộ công suất
và 2 biến áp hạ thế, một biến áp lấy ra điện áp 220VAC cho quạt làm mát máy và
bơm nớc làm mát tay hàn, một biến áp lấy ra các mức điện áp: 3VAC cho phần
đo điện áp nguồn và phát hiện pha điện lới. 17VAC cho phần nguồn Board mạch
điều khiển. 6+6VAC cho phần so sách và khuyếch đại thuật toán. 8VAC cho phần
nguồn nuôi chíp và Board mạch hiển thị. Các nguồn trên cách li hoàn toàn với
nhau.

Sơ đồ mạch nguồn:

22
0V
6V
6V
3V
8V
1
7V
380V

AUTOMAT
100A
Bộ lọc xun
g
cao tần
4
73P

4
73P
2
00
mH
TI 2
00/5
A
BA1 BA2
C
1
C
2
Đến
p
hần côn
g
suất
Hình 3.

8
2.3 Khối chức năng công suất:

Từ hai pha điện lới 380VAC sau Automat một pha đa thẳng đến một đầu dây
sơ cấp của máy biến áp động lực, pha còn lại đi qua cặp Thyristor mắc đảo chiều
nhau rồi đi vào đầu dây sơ cấp còn lại của máy biến áp động lực để khép kín mạch
điện.
Cặp Thyrystor đóng vai trò nh một Contac điện tốc độ cao, bộ điều khiển sẽ
phải chọn thời điểm để đóng điện vào máy biến áp cho dúng với mức dòng hàn
đặt, thời điểm ngắt điện luôn đợc điều khiển cho đúng với pha không (khi biên

độ diện lới bằng 0V).
Đặc tính của Thyrystor là sau khi đã kích mở đợc rồi thì nó sẽ luôn mở nếu
dòng điện đi qua nó đủ lớn cho dù xung điều khiển có còn tồn tại hay không, nh
vậy mạch điều khiển chỉ cần cấp một xung vào thời điểm cần thiết rồi ngắt xung
và đợi đến khi nguồn điện quay về pha không lúc đó điện áp nguồn bằng 0 nên
dòng điện đi qua Thyristor vào máy biến áp cũng bằng 0 thì Thyristor sẽ tự ngắt
kết thúc một bán kỳ điện lới.

Loại Thyristor dùng cho đề tài là loại Y50KKF dạng đĩa với các thông số sau:
* Dòng thuận trung bình ở trạng thái đóng: I
T(AV) = 1000 A.
* Điện áp rơi đỉnh ở trạng thái đóng: V
TM = 2,96 V.
* Điện áp chuyển mạch: V
DRM VRRM = 1600 V.
* Điện áp điều khiển tối thiểu: V
GT = 1,16 V.
* Dòng điều khiển tối thiểu: I
GT = 96 mA.
* Dòng duy trì: I
H = 57 mA.
* Tốc độ biến thiên dòng điện: di/dt = 500 A/
.
* Tốc độ biến thiên điện áp: dv/dt = 1000 V/
.
* Độ rộng xung điều khiển tối thiểu: Tq = 20
.


Sơ đồ mạch điện công suất:

9














Mạch lọc R1 - C3 mắc song song với cuộn dây sơ cấp của máy biến áp động
lực có tác dụng nh một trở tải đối với xung tần số cao xuất hiện từ máy biến áp khi
đóng mở Thyristor để tránh nguy hiểm cho Thyrystor.

Thiết kế máy biến áp động lực:
BA
3
C3
1
05
R1
22R
/30W
380V
A
C

Đến mạch
điều khiển
Đến mạch
điều khiển
Đến bộ
tay hàn
Cặp Thyristor dạng đĩa 1000A,
1
600V

Hình 4.

10

- Kiểu ghép: Biến áp cách ly ba trụ đứng, cuộn sơ cấp và thứ cấp trên cùng một trụ
giữa.

- Tỷ số điện áp: U1 / U2 = 380V / 25V.
- Tỷ số dòng điện: I1 / I2 = 1 / 15,2.
- Dòng cực đại đầu thứ cấp: I2max = 6.500A.
- Tần suất làm việc cực đại: 20%.
- Thời gian cấp dòng tối đa ở dòng cực đại: 03giây.
- Thời gian cấp dòng tối thiểu: 10ms.




















Thiết kế lõi tôn silic:
380V
25V
6500A

Máy bi
ế
n áp động lực sau khi chế tạo hoàn thiện
Hình 5.

11
- KiÓu EI 3 trô ®øng ghÐp 6 phiÕn, ®é dÇy 0,3mm.





A
B
A
C
D
C
d
a
c
b
e
H×nh 6.a.
H×nh 6.b.

12
- Tiết diện thô của lõi từ : St = e.b/100 = 200 x 100 / 100 = 200 cm2.
- Hệ số lấp đầy lõi từ : M = 0,99.
- Tiết diện thực của lõi từ : S = St.M = 200 x 0,99 = 198 cm2.

- Số phiến Fe-Si loại A: 0,3e.M.2 = 200 / 0,3 x 0,99 x 2 = 1320 phiến.
- Số phiến Fe-Si loại B: 0,3e.M = 200 / 0,3 x 0,99 = 660 phiến.
- Số phiến Fe-Si loại C: 0,3e.M.2 = 200 / 0,3 x 0,99 x 2 = 1320 phiến.
- Số phiến Fe-Si loại D: 0,3e.M = 200 / 0,3 x 0,99 = 660 phiến.

Thiết kế cuộn dây:

- Loại dây điện từ : Dây đồng bọc cách điện thuỷ tinh.
- Mật độ dòng trên cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp : 29 A / mm2.
- Tiết diện dây thứ cấp : 6500 / 29 = 224mm2.
- Hệ số khép kín từ thông: 0.85.
- Tiết diện dây sơ cấp : 224 / (15,2 x 0.85) = 21 mm2.
- Hệ số thẩm thấu K :Trong giải từ 35 đến 45, ta chọn K = 40 (mức trung bình)
- Số vòng / vôn : N = K / St = 40 / 200 = 0,2 vòng/vol.
- Số vòng cuộn sơ cấp : N1 = K x U1 = 0,2 x 380 = 76 vòng.
- Số vòng cuộn thứ cấp : N2 = K x U2 = 0,2 x 25 = 5 vòng.
- Chu vi vòng dây nhỏ nhất : Cm = 2 ( b+e) = 2 (100+200) = 600mm.
- Chu vi vòng dây nhỏ nhất : CM = Cm + 4 (d-b) = 600 + 4 (240-100)
= 1160mm.
- Chiều dài trung bình 1 vòng dây : Rtb = (CM+Cm)/2 = (1160+600)/2
= 880mm.
- Chiều dài cuộn sơ cấp : Rsc = N1 x Rtb = 76 x 880 = 66,88m.
- Chiều dài cuộn thứ cấp : Rsc = N2 x Rtb = 5 x 880 = 4,4m.



xử lý Cách điện, chống ẩm, chống rung, chống ồn:

13

Sau khi máy biến áp đợc cuốn dây, ghép tôn Fe-Si, làm đầu cực xong, đa
nhúng toàn bộ trong sơn cách điện, sấy khô ở nhiệt độ 120 C trong 4 giờ rồi để
nguội và đúc đặc các cuộn dây trong keo Epoxy. Sau 2 ngày keo Epoxy đã hoàn
toàn đông cứng, cấp điện 380VAC/ 50Hz vào cuộn dây sơ cấp trong 15 phút và
kiểm tra nhiệt độ trên cuộ dây và lõi từ, nếu nhiệt độ không quá 45 C thì máy đã
chạy tốt.


2.4 Khối chức năng điều khiển lập trình:

Khối điều khiển lập trình là khối đảm nhiệm nhiều chức năng nhất, tất cả các
thông tin cài đặt, kiểm tra, đo đạc, tính toán, lu trữ, điều khiển, hiển thị đều do
khối này dảm nhiệm. Trong khối chức năng điều khiển lập trình thì phần tử đảm
nhiệm nhiều chức năng nhất là vi điều khiển, phần tử này chứa một chơng trình
phần mềm khá phức tạp và đợc coi nh là bộ não của máy.

2.4.1 Thiết kế chức năng vi điều khiển:

Loại vi điều khiển lựa chọn:
MICROCHIP PIC 18F458 - I / P

Trên thế giới có khá nhiều họ vi điều khiển nh: họ 89Cxx, AVR của Atmel,
68HCxx của Motorola, PsoC của Cypress, họ PIC của Microchip, và một số họ
khác của các hãng nh:Zilog, NEC, Philips, Fujitsu Chúng tôi quyết định chọn vi
điều khiển PIC18F458-I/P của Microchip bởi các lý do sau:



14
+ Là họ uC 8 bit đợc thế giới dùng phổ biến nhất và khẳng định đợc vị trí số

một trong làng uC 8 bit. Tính đến khoảng năm 2004 thì số lợng về dòng uC 8 bit
hãng Microchip bán đợc nhiều nhất thế giới.
+ Độ ổn định và khả năng chịu nhiễu cao tuân theo chuẩn công nghiệp.
+ Đóng gói 40 chân dạng DIP, nên đầy đủ chân vào/ra cho ứng dụng thiết kế máy
hàn và còn đủ tài nguyên cho việc phát triển mở rộng thêm tính năng.
+ Tốc độ cao: 10 triệu lệnh/ giây.
+ Có đầy đủ tài nguyên nh: có 32 kbyte Flash, 1536 byte RAM, 256 byte
EEPROM, 3 bộ định thời, có các giao tiếp nh RS232, SPI, các bộ biến đổi ADC
10 bit 8 kênh, DAC_PWM 10 bit, các module quan trọng khác cho hệ điều khiển
công nghiệp/ quân sự nh: Watchdog, Brown - out reset Các tài nguyên trên là
không thể thiếu trong bài toán thiết kế máy hàn.

Phần mềm đợc viết bằng ngôn ngữ C (HTPIC C của hãng Hitech) trên nền soạn
thảo MPLAB IDE, là ngôn ngữ hiện nay đợc cộng đồng thế giới đánh giá là trình
dịch C tối u nhất.
Sau khi biên dịch từ ngôn ngữ C thành mã máy (*.hex), ngời sử dụng có thể nạp
vào chip thông qua các mạch nạp thông dụng nh ICD2, GTP_USB thông qua giao
diện ICSP


Cấu hình sử dụng cho máy hàn đề tài:

- Dao ng thch anh 10 mhz v h s nhõn tn l 4 (PLLx4)
- S dng module Watchdog(reset li khi treo).
- S dng mc thp ngun reset l 2.7V.
- Hai kờnh ADC 10 bit o dũng hn v o biờn in li. Thi gian ly
m
u ca dũng hn l 0.5 ms/ mu.
- S dng module DAC_PWM 10 bit a ra in ỏp kiờm tra.
- Dựng ngt ngoi INT0 xỏc nh thi im pha khụng.

15
- Dựng ngt timer 0 lm thi gian ng b ly mu.
- Dựng ngt timer 1 to thi gian m thysistor k t pha khụng.
- Dựng ngt timer 3 quột phớm bấm v qun lý h thng.
- Dựng module SPI y d liu hin th 8 LED 7T.
- Dựng module UART giao y cỏc d liu test v PC v phỏt trin h
thng khi cn ghộp ni mỏy tớnh.
- Dựng gn 20 byte EEPROM lu cỏc thụng s thit l
p phũng khi mt
in.
- Chng trỡnh ó s dng ti 16244 bytes ROM (49.6%)
byte ROM chim t l 49.6%.
- Dung lng RAM ó dựng l 177 byte chim t l 11.5%.

Lu đồ tiến trình phần mềm:

Module ngắt
định thời
quét phím và
điều khiển
hệ thống
theo chu
trình
Module ngắt
lấy mẫu
ADC chu kỳ
0.5ms về áp
và dòng
Module ngắt
xác định pha
không của
lới điện
Khởi tạo các
tài nguyên
của Vi điều
khiển các
module ngắt
Start
Module ngắt
định thời
điều khiển
công suất
thysistor

Module ngắt
đọc giá trị
của ADC
mỗi khi ADC
đã hoàn tất
biến đổi
Vũng lp main
Hình 7.

16
lu đồ giải thuật vòng lặp main:

module spi hiển thị chữ số led:
Xúa c
Watchdog
n thi im
c bi phớm
(Lp li sau
10ms)?
X lý lnh n nỳt:

-Thay i mode hin th.
-Thay i cỏc tham s
N
Y
n thi im
cui pha (Lp
li sau bỏn k
li)?
-Tớnh toỏn dũng bỏn k trc.
-Tớnh toỏn biờn in ỏp li.

N
Y
Kim tra: quỏ
ti, ỏp, nhit,
thp ỏp?
-a v ch an ton.
-Cnh bỏo.
-Ngng iu khin
Tớnh toỏn cụng
sut v a ra
tham s cho cỏc
ngt iu khin
N
Y
Hình 8.

17

File Font_7T.h

const unsigned char Font_7T[5*16]={

//0,1 ? 16
0b11000000,//0
0b11111001,
0b10100100,
0b10110000,
0b10011001,
0b10010010,
0b10000010,
0b11111000,
0b10000000,
0b10010000,//9
0b11101111,//:
0b11111111,//;
0b11111111,//<
0b11111111,//=
0b11111111,//>
0b11111111
,

//?
//@,A O
0b10011100,//@
0b10001000,//A
0b11111111,
0b11000110,//C
0b11111111,
0b10000110,//E
0b10001110,//F
0b10000010,//G
0b10001001,//H
0b11111001,//I
0b11111111,
0b11111111,
0b11000111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11000000
,
//O

//P,Q _
0b10001100,//P
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b10001101,//V
0b11111111,

0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111110
,
//^

//`,a o
0b11111111,//`
0b10101011,//a
0b11111111,
0b10100111,//c
0b10100001,//d
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b10101011
,
//n

//p,q tg

0b11111111,//p
0b11111111,
0b10101111,//r
0b10010010,//s
0b10000111,//t
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b11111111,
0b10111111
,
/
/
~


18

};

Hàm đẩy SPI_LED
// //
void SPI(unsigned char Pos)
{
LATCH=0;
for(tmp=0;tmp<Pos;tmp++)
{
SSPBUF = 255;
NOP(); NOP(); NOP();NOP(); NOP();
while(!SSPIF);
}
for(tmp=Pos;tmp<8;tmp++)
{
SSPBUF = SPIOUT[tmp];
NOP(); NOP(); NOP();NOP(); NOP();
while(!SSPIF);
}
NOP(); NOP(); NOP();NOP(); NOP(); NOP();NOP(); NOP();
LATCH = 1;
}

Trong đó POS là biến vị trí nhấp nháy.
Ví dụ SPI(0): không nhấp nháy
SPI(3): nhấp nháy ở vị trí: 1-3.
Mảng : SPIOUT[8] là dữ liệu đẩy ra ứng với Led 7T từ led thứ 1 đến thứ 8.
Muốn led thứ x hiển thị chữ t thì chỉ cần gán:

19
SPIOUT[x-1]=Font_7T[t-48];

danh sách công cụ làm việc:

-Trỡnh dch ASM v mụi trng son tho: MPLAB
-Trỡnh dch C ca HITECH: HTPIC18
-Mch np GTP_USB.
-Chip PIC18F458-I/P.

Thiết kế cấu hình cứng và chức năng từng chân chíp:

Số
chân
cần
thiết
kế
Số chân
trên
chip
Cấu hình cần đáp ứng
Khả
năng

đáp
ứng
thực
tế
1. 2. 3.
4. 5.
37.38.39.
40.36.
Chân vào logic cho các phím ấn (+) (-) (UP)
(DOWN) (MEMORY).
Đạt
6. 7. 8. 18.24.16. Xuất dữ liệu hiển thị Led (8Led ghép sát). Chân
6 CP. Chân 7 DATA. Chân 8 STR.
Đạt
9. 17. Chân ra tơng tự 650 mức tơng ứng giá trị hiển
thị dòng đặt từ 0000 đến 6500.
Đạt
10. 33.34. Chân vào Logic lấy xung đồng bộ thời điểm bằng
0 của điện áp nguồn.
Đạt
11. 4. Chân vào tơng tự cho việc đo điện áp nguồn. Đạt
12. 2. Chân vào tơng tự lấy tín hiệu dòng điện phản
hồi để đo và điều chỉnh dòng ra tự động.
Đạt
Bảng 2.

20
13. 10. Chân ra Logic cho cấp tín hiệu điều khiển van
nớc.
Đạt

14.15. 19.20. Chân ra Logic cho việc diều khiển Thyristor. 2
chân điều khiển 2 Thyistor lệch pha 180 độ.
Đạt
16. 7. Chân vào Logic lấy tín hiệu quá nhiệt. Đạt
17. 0. Chân vào logic lấy tín hiệu kiểm tra điện trở tiếp
xúc của mối hàn trớc khi hàn.
Bỏ
18. 9. Chân ra logic cấp tín hiệu điều khiển mạch điện
kiểm tra điện trở tiếp xúc.
Đạt
19. 20.
21
28.29.30. Chân ra đèn báo bộ nhớ 1; bộ nhớ 2; bộ nhớ 3. Đạt
22. 23. 27.22. Chân ra đèn báo hàn; đèn báo quá tải. Đạt
24. 35. Chân vào Logic lấy xung contac từ tay hàn. Đạt

Chân 1. 2. 3. 4. 5. (37.38.39.40.36.)
Các chân này nhận tín hiệu bàn phím tác động mức 1.
Chân 1. là phím (+); chân 2. là phím (-); chân 3. là phím (UP); chân 4. là phím
(DOWN); chân 5. là phím (MEMORY);
Mỗi xung (+) hay (-) thì tăng hay giảm một giá trị ở góc phải trên màn hình và
các đầu ra tơng ứng.
Mỗi xung (UP) hay (DOWN) sẽ làm màn hình chuyển sang một chức năng khác
theo chiều dịch lên hay dịch xuống. Khi màn hình đang hiển thị chức năng nào thì
xung (+) và (-) sẽ tác động vào chức năng đó (các chức năng cụ thể ở phần sau).
Tất cả các thay đổi giá trị đợc tác động từ bàn phím đều đợc lu vào bộ nhớ nếu
ta ấn phím MEMORY, màn hình hiện tại đang ở bộ nhớ nào thì các thay đổi sẽ đợc
lu vào bộ nhớ đó. Khi ta nhấn giữ phím MEMORY đủ 2s thì máy sẽ lần lợt

21

chuyển từ bộ nhớ này sang bộ nhớ khá, các đèn báo bộ nhớ cũng chuyển theo và
thông tin từ bộ nhớ hiện tại sẽ thay thế cho các thông tin trớc đó.

Chân 19. 20. 21. (28.29.30.)
khi máy đang đọc và ghi ở bộ nhớ 1 thì chân 19 lên mức 1, (hai chân còn lại là
mức 0). khi máy đang đọc và ghi ở bộ nhớ 2 thì chân 20 lên mức 1, khi máy đang
đọc và ghi ở bộ nhớ 3 thì chân 21 lên mức 1.
Khi khởi động máy các dữ liệu từ bộ nhớ sẽ đợc nạp vào các chức năng cài đặt
thay cho việc cài đặt ban đầu.

Chân 6. 7. 8. (18.24.16.)
xuất dữ liệu hiển thị Led 7 thanh. Điều khiển 8 Led ghép sát thành 1 hàng ngang
cho hiển thị cả chữ và số. Chân 6 xuất xung nhịp, chân 7 xuất dữ liệu, chân 8 xuất
xung chốt.

Chân 9. (17.)
là chân ra tơng tự đa ra các mức tơng ứng giá trị hiển thị Led của dòng điện từ
0000 đến 6500. Đây là giá trị dòng điện đợc cài đặt và điều chỉnh nên nó luôn đợc
duy trì không bị ngắt khi màn hình chuyển chế độ hiển thị.

Chân 10. (33.34.)
là chân vào Logic lấy xung đồng bộ với thời điểm bằng 0 của điện áp nguồn. Đây
là xung vuông có các sờn lên và xuống trùng với thời điểm bằng 0 của điện áp
nguồn.

Chân 11. (4.)
Chân vào tơng tự nhận tín hiệu trong khoảng 0 đến 5 v để đo điện áp nguồn.

Chân 14 và 15.