Đồ Án vi xử lý Động cơ dc l298 sử dụng arduino

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

1.2 Tính cấp thiết của đề tài...5

1.3 Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu...5

1.3.1 Mục tiêu của đề tài...5

1.3.2 Nội dung nghiên cứu...6

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu...6

Chương II. Tổng quan về các phương pháp điều khiển động cơ điện 1 chiều...7

2.1 Tổng quan về các loại động cơ bước...7

2.1.1 Động Cơ Biến Từ Trở...8

2.1.2 Động cơ nam châm vĩnh cửu...10

2.1.3 Động cơ đơn cực...10

2.1.4 Động cơ lưỡng cực...13

2.1.5 Động cơ hai dây song song...14

2.1.6 Động cơ nhiều pha...15

2.1.7 Động cơ lai...17

2.2 Các phương pháp điều khiển động cơ bước...17

2.2.1 Điều khiển đủ bước...17

2.2.2 Điều khiển nửa bước...18

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

2.2.3. Điều khiển vi bước...18

Chương III. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG...19

3.1 Sơ đồ khối tổng quát...19

3.2 Giới thiệu về động cơ một chiều...19

4.1 Lưu đồ thuật tốn...33

4.2 Chương trình điều khiển...34

4.3. Hình ảnh mơ phỏng qua Proteus...38

Chương V KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN...39

5.1 Kết luận...39

5.2 Phương hướng phát triển...39

TÀI LIỆU THAM KHẢO...40

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>LỜI MỞ ĐẦU</b>

Như chúng ta đã biết kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong cácngành kỹ thuật và trong dân dụng. Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạtđộng phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các tủ điều khiển lớnvà phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng.

Vi điều khiển khơng những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà cịn góp phầnto lớn vào việc phát triển thơng tin. Chính vì các lý do trên, việc tìm hiểu, khảo sát viđiều khiển là điều mà các sinh viên ngành điện phải hết sức quan tâm. Đó chính là mộtnhu cầu cần thiết và cấp bách đối với mỗi sinh viên, đề tài này được thực hiện chính làđáp ứng nhu cầu đó.

Mặc dù vi điều khiển đã đi được những bước dài như vậy nhưng để tiếp cậnđược với kỹ thuật này không thể là một việc có được trong một sớm một chiều. Để tìmhiểu bộ vi điều khiển một cách khoa học và mang lại hiệu quả cao làm nền tảng choviệc xâm nhập vào những hệ thống tối tân hơn. Việc trang bị những kiến thức về viđiều khiển cho sinh viên là hết sức cần thiết. Xuất phát từ thực tiển này em đã đi đến

<i><b>quyết định Thiết kế mạch điều khiển động độ động cơ bước (Step Motor) nhằm đáp</b></i>

ứng nhu cầu ham muốn học hỏi của bản thân và giúp cho các bạn sinh viên dễ tiếp cậnvà hiểu sâu hơn về vi điều khiển.

Tuy nhiên vì thời gian có hạn và kiến thức chun mơn cịn hạn chế nên trongq trình thực hiện đồ án khơng thể tránh những thiếu sót nhất định. Vì vậy, chúng emrất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của thầy cơ cùng tất cả các bạn để đồ án nàyđược hoàn thiện hơn.

Chúng em chân thành cảm ơn!

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>LỜI CẢM ƠN</b>

Lời đầu tiên chúng em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Tiến Dũng.Thầy đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình chúng em nghiên cứu và hoàn thành tốt đồ ánnày. Những lời nhận xét góp ý và hướng dẫn của thầy đã giúp chúng em có định hướngđúng đắn trong q trình thực hiện đồ án, giúp chúng em nhìn ra được ưu khuyết điểmcủa đồ án và từng bước khắc phục để có được kết quả tốt nhất. Chúng em cũng xin cảmơn thầy cơ trong khoa Điều Khiển và Tự Động Hóa, bộ môn Vi Xử Lý trong Đo LườngĐiều Khiển tận tình chỉ bảo, truyền đạt cho chúng em các kiến thức chuyên ngành,những công nghệ mới cũng như cách làm việc nhóm đề hồn thành tốt đồ án mơn họcnày.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>Chương I: Đặt vấn đề và nhiệm vụ thực hiện1.1 Đặt vấn đề </b>

Động cơ một chiều so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành đơngiản, cạnh tranh về giá thành so với loại động cơ khác, làm việc tin cậy nên được sửdụng nhiều trong sản xuất và đời sống.

Ngày nay cùng với sự phát triển của thiết bị điện tử cơng suất và các bộ vi xử lýthì việc điều khiển động cơ điện một chiều trở nên dễ dàng hơn. Nhiều phương phápđiều khiển động cơ một chiều đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi tiêu biểu trongđó có phương pháp điều khiển bằng module l298. Với mong muốn tìm hiểu sâu về lĩnhvực điều khiển động cơ một chiều nên em đã lựa chọn thực hiện đề tài “Điều khiểnđộng cơ một chiều (DC) dùng L298”.

<b>1.2 Tính cấp thiết của đề tài </b>

Hiện nay, nhu cầu sử dụng các động cơ một chiều trong mọi mặt của cuộc sống làrất lớn, vì vậy phương pháp để điều khiển tốc độ động cơ là vô cùng cần thiết.

Em đã lựa chọn dùng module l298 để điều khiển động cơ một chiều bởi sự hiệuquả với những ưu điểm:

- Đơn giản, dễ dàng vận hành và sử dụng- Tính linh hoạt cao

- Khả năng điều khiển bền bỉ và chính xác

<b>1.3 Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu1.3.1 Mục tiêu của đề tài</b>

Đề tài này tập trung nghiên cứu về điều khiển động cơ một chiều dùng l298,nhằm nâng cao nhận thức của sinh viên về tầm quan trọng động cơ điện một chiều.Đồng thời giúp sinh viên ứng dụng kiến thức vào việc chế tạo các sản phẩm hữu ích,đáp ứng các nhu cầu được đề ra.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>1.3.2 Nội dung nghiên cứu</b>

- Tìm hiểu về động cơ điện một chiều

- Tìm hiểu các phương pháp điều khiển động cơ một chiều- Xây dựng phương pháp điều khiển bằng l298.

- Mô phỏng với proteus và thiết kế sản phẩm.

<b>1.3.3 Phương pháp nghiên cứu</b>

- Phương pháp tham khảo tài liệu: Bằng cách thu thập thông tin từ các tài liệu, bài báoliên quan, và truy cập mạng internet.

- Phương pháp quan sát: Khảo sát một số mơ hình mơ phỏng thực tế đang có từ cácluận văn trước và các bài báo trên mạng internet, từ đó mơ phỏng lại bằng phần mềmđể so sánh với kết quả đã có nhằm rút ra những kinh nghiệm trong việc mô phỏng.- Phương pháp mô phỏng: Phần nghiên cứu được kiểm chứng bằng việc thực hiện môphỏng và đánh giá trên phần mềm proteus.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>Chương II. Tổng quan về các phương pháp điều khiển động cơ điện 1 chiều2.1 Tổng quan về các loại động cơ bước</b>

Động cơ bước là một thiết bị cơ điện dùng để biến đổi xung điện 1 chiều thànhchuyển động quay cơ học rời rạc. Góc quay và tốc độ quay tương ứng với số xung vàtần số xung điện cấp cho động cơ. Mỗi một vòng quay của trục động cơ được thiết lậpbởi một số lượng hữu hạn các góc bước, là góc quay của rotor mỗi khi cuộn dây statorbị đảo cực tính.

Động cơ bước có 3 loại: Động cơ biến từ trở.

 Động cơ nam châm vĩnh cửu. - Động cơ lai.

Theo quan điểm điều khiển thì động cơ lai giống với động cơ nam châm vĩnhcửu. Vì vậy ta chỉ nghiên cứu động nam châm vĩnh cửu và động cơ biến từ trở.

Để phân biệt các loại động cơ ta xoay rôto bằng tay. Động cơ nam châm vĩnh cửucó từ dư trong stato nên sẽ làm rôto bị giật trục như đang ăn khớp bánh răng. Trongkhi đó động cơ biến từ trở hầu như quay trơn. Ngồi ra ta cịn có thể phân biệt bằng ơmkế. Động cơ biến từ trở có ba (đôi khi bốn) cuộn dây stato với 1 đầu nối chung. Trongkhi đó, động cơ nam châm vĩnh cửu có hai cuộn dây stato độc lập , có hoặc khơng phânnấc giữa mỗi cuộn.

Động cơ bước phong phú về góc quay (góc bước). Những động cơ thơng thườngcó góc bước lớn như 90, 30, 15 hoặc 7,5. Những động cơ mịn thường có góc bước 1,8hoặc 0,72. Ngồi ra, bằng việc điều khiển các tín hiệu xung điện một chiều với nhữngtuần tự giá trị thích hợp có thể điều khiển động cơ quay nửa bước hoặc thậm chí vibước.

Động cơ bước thường được sử dụng trong điều khiển vòng hở bởi những ưuđiểm:

- Góc quay tương ứng với số xung tín hiệu điều khiển.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

- Momen động cơ ln ở mức danh định.

- Vị trí góc quay chính xác vì khơng có sai số tích lũy ở mỗi góc bước.- Dễ dàng điều khiển khởi động dừng và đảo chiều quay .

- Khơng có chổi than nên làm việc tin cậy.- Chi phí thấp.

- Có một dải rộng về độ phân giải góc quay.

Ngồi ra, động cơ bước có một số nhược điểm cần chú ý khi sử dụng:- Cộng hưởng sẽ xảy ra khi điều khiển không đúng cách.- Tốc độ quay không cao.

<b>2.1.1 Động Cơ Biến Từ Trở.</b>

Động cơ biến từ trở có stato làm từ các lá thép kỹ thuật điện không bị dư từ córãnh để đặt các cuộn dây. Rơto làm bằng thép non khơng bị từ dư, có dạng như bánhrăng. Cấp một dòng điện một chiều vào cuộn stato sẽ tạo thành một nam châm điện. Từtrường stato từ hóa các bánh răng rơto nằm gần đó và hút các răng này tới vị trí của nó.Ngắt dịng điện cuộn dây này và cấp cho cuộn dây kế tiếp sẽ làm thay đổi từ trườngstato và làm rôto quay một góc bước. Vì sao stato và rơto làm bằng vật liệu khơng bịtừ dư nên khi ngắt dịng khỏi cuộn dây stato thì từ trường stato và rơto bị triệt tiêu hồntồn. Điều này làm tối thiểu hóa từ trở trong động cơ khi vận hành. Và cũng chính vìvậy mà rơto quay bằng tay khi khơng cấp điện ta thấy rôto hầu như quay trơn. Mốiquan hệ giữa góc bước, số răng rơto và số cực stato được biểu diễn bằng cơng thức sau:

Trong đó :

- : góc bước.-S: số cực stato.- R: số răng rơto.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hình 1: Sơ đồ đấu dây và mặt cắt ngang động cơ biến từ trở ba cuộn dây.

Động cơ biến từ trở có ba cuộn dây stato được đâu nối theo sơ đồ hình 2.1 vớimột đầu nối chung cho tất cả các cuộn dây. Đầu này được nối với cực dương củanguồn và đầu còn lại được luân phiên nối đất để các cuộn dây được cấp điện một cáchtrình tự.

Mặt cắt ngang trong hình 1.1 là của một động cơ biến từ trở có góc bước 30 ,rơto có 4 răng, stato có 6 cực và mỗi cuộn dây stato được quấn quanh hai cực đối diệnnhau. Khi cuộn dây số 1 được cấp điện. Các cực stato có ký hiệu 1 sẽ trở thành namchâm điện và hút các răng rơto có ký hiệu X. Ngắt các dịng qua cuộn 1 và cấp dịngcho cuộn 2, rơto sẽ quay một góc 30 theo chiều kim đồng hồ. Khi đó, các răng rơto cóký hiệu Y sẽ nằm thẳng hàng với các cực stato có ký hiệu 2.

Để làm quay động cơ liên tục, ta phải cấp dòng cho 3 cuộn dây một cách tuần tự.Bằng việc sử dụng các ký hiệu logic, trong đó “1” nghĩa là cấp dòng và “0” là ngắtdòng qua một cuận dây, tốn tử sau sẽ quay động cơ minh họa hình...theo chiều kimđồng hồ 24 bước hay 2 vòng quay:

Cuộn dây 1: 1001001001001001001001001 Cuộn dây 2:0100100100100100100100100

Cuộn dây 3: 0010010010010010010010010Thời gian ---

Cũng có những động cơ biến từ trở có 4 hoạc 5 cuộn dây. Nguyên stắc hoạt độngcủa những động cơ này tương tự như loại có 3 cuộn dây nói trên.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>2.1.2 Động cơ nam châm vĩnh cửu.</b>

Hình 2: cấu tạo động cơ nam châm vĩnh cửu.

Động cơ nam châm vĩnh cửu có rơto là một nam châm vĩnh cửa với các cực bắcnam xen kẽ nhau xung quanh biên dạng hình trụ của rơto. Các cực rơto đối diện hoặccạnh nhau hoặc đối diện nhau thì ngược dấu nhau. Stato có các cuộn dây quấn quanhcác rãnh đối diện nhau tạo thành các cực stato. Khi cấp dòng điện một chiều cho cuộndây, cực stato sẽ hình thành một nam châm điện và hút các cực từ của rơto làm rơtoquay đi một góc bước. Động cơ có càng nhiều cực rơto và stato thì có góc bước càngnhỏ.

Động cơ nam châm vĩnh cửu có nhiều loại : động cơ đơn cực, động cơ lưỡng cực,động cơ hai dây song song và động cơ nhiều pha. Vì động cơ đơn cực, động cơ lưỡngcực và động cơ hai dây song song có hai cuộn dây stato nên đơi khi người ta cịn gọiđộng cơ nay là động cơ hai pha, để phân biệt với động cơ có nhiều pha có số cuộn dâystato lớn hơn.

<b>2.1.3 Động cơ đơn cực.</b>

Động cơ đơn cực là động cơ nam châm vĩnh cửu có 2 cuộn dây stato được đấunối theo sơ đồ hình 2 với một nấc phân ở giữa mỗi cuộn dây. Nấc phân ở giữa các cuộndây này được nối với cực dương của nguồn và hai đầu còn lại của cuộn dây được luânphiên nối đất để đảo chiều của từ trường sinh ra bởi các cuộn dây đó.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Hình 3: Sơ đồ đấu dây và mặt cắt ngang động cơ đơn cực rơto có 6 cực.

Hình 3 là mặt cắt ngang và sơ đồ đấu dây của động cơ nam châm vĩnh cửu có gócbước 30 . cuộn dây số 1 quấn quanh các cực stato trên và dưới, cuộn dây số

2 quấn quanh các cực stato trái và phải. Rôto là một nam châm vĩnh cửu có 6 cực ( 3cực nam và 3 cực bắc ).

Như chỉ ra ở hình 3 dịng điện chay từ nguồn qua các điểm phân nấc từ đầu a củacuộn dây dây 1 làm cho cực stato trên trở thành cực bắc và cực stato dưới thành cựcnam của các nam châm điện. Các cực nay sẽ hút các cực của rôto ngược dấu làm rơtoquay tới vị trí như đã chỉ trên hình vẽ. Nếu cắt dòng qua cuộn 1 và cấp dòng cho cuộn2 thì rơto sẽ quay một góc 30 (hay một bước).

Để làm cho động cơ quay liên tục, ta phải cấp dòng cho các cuộn dây một cáchtuần tự. Bằng việc sử dụng ký tự logic, trong đó “1” là cấp dịng và “0” là khơng cấpdịng qua cuộn dây, hai điều khiển tuần tự sau sẽ làm quay động cơ minh họa hình 3theo chiều kim đồng hồ 24 bước hay 4 vòng quay:

Cuộn dây 1a: 1000100010001000100010001Cuộn dây 1b: 0010001000100010001000100Cuộn dây 2a: 0100010001000100010001000

Cuộn dây 2b: 0001000100010001000100010 Tuầntự ---

Cuộn dây 1a: 1100110011001100110011001

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Cuộn dây 1b: 0011001100110011001100110Cuộn dây 2a: 0110011001100110011001100Cuộn dây 2b: 1001100110011001100110011

Vì hai nửa của mỗi cuộn dây đêu được quấn quanh hai cực stato tương ứng nhưngngược chiều nên nếu cấp dòng cùng một lúc cho cả hai nửa của một cuộn dây thì cuộndây stato tương ứng sẽ vừa hình thành cực bắc và nam của một nam châm điện. Do đósẽ khơng làm rôto to quay được.

Cả hai tuần tự trên đều làm quay động cơ mỗi lân một bước. Tuần tự đầu , tại mộtthời điểm chỉ cấp dòng cho một cuộn dây (như minh họa hình vẽ 2.3) vì nó sử dụng ítnăng lượng. Tuần tự thứ hai , tại một thời điểm cấp dòng cho 2 cuộn dây , do đó tạo ramơmen xoắn cao gấp 1,4 lần và tiêu thụ năng lượng gấp 2 lần so với tuần tự đầu.

Vị trí bước được tạo ra bởi hai tuần tự bên trên là không giống nhau. Nên kết hợphai tuần tự đó sẽ cho phép việc tạo ra việc quay nửa bước của động cơ. Bằng việc dừngluân phiên động cơ tại vị trí được chỉ ra bởi tuần tự nay tuần tự kia ta sẽ có tuần tự kếthợp sau:

Cuộn dây 1a: 11000001110000011100000111Cuộn dây 1b: 00011100000111000001110000Cuộn dây 2a: 01110000011100000111000001Cuộn dây 2b: 00000111000001110000011100

Tuần tự

<b>---2.1.4 Động cơ lưỡng cực.</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Hình 4 : Sơ đồ đấu dây và mặt cắt ngang động cơ lưỡng cực.

Động cơ lưỡng cực là động cơ nam châm vĩnh cửu có 2 cuộn dây stato được đấunối theo sơ đồ như hình 4 động cơ lưỡng cực có cấu tạo giống động cơ đơn cực, chỉkhác là khơng có phân nấc giữa các cuộn dây.

Vì khơng có phân nấc giữa mỗi cuộn dây nên để đảo chiều từ trường tại các cặpcực stato ta phải đảo chiều dòng điện chạy qua cuộn dây tương ứng. Để làm được điềunày cần một cầu H (H-bridge) cho mỗi một cuộn dây. Hiểu một cách ngắn gọn, cầu Hlà một mạch điện có tác dụng thiết lập cực tính của nguồn cấp tới mỗi đầu dây. Dùngdấu + và – để chỉ cực tính của nguồn cấp tới mỗi đầu cực của cuộn dây, ta có hai tuầntự điều khiển giống với trường hợp động cơ đơn cực như sau:

Direction 1 1 0 1 0 1 0 1 1100110011001100

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>2.1.5 Động cơ hai dây song song.</b>

Hình 5: Sơ đồ đấu dây và mặt cắt ngang động cơ hai song song.

Động cơ hai dây song song và một nam chân vĩnh cửu có 4 dây quấnstato .có cấu tạo giống động cơ lưỡng cực. Chỉ khác chỗ là các cực stato được quấn bởihai dây bện song song với nhau. Như vậy , động cơ này có 8 đầu cực.

Trong thực tế , động cơ hai dây song song được dùng như là động cơ đơn cựchoặc độngc ơ lưỡng cực tùy thuộc vào cách đấu nối các đầu cuộn dây. Hình 5 chỉ ranhững cách đấu nối như vậy.

Để sử dụng động cơ hai dây song song như một động cơ đơn cực, hai dây quấncủa mỗi cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau và điểm nối được sử dụng như 1 điểmnấc. Cuộn dây 1 trên hình 5 biểu diễn cách đấu nối nay.

Để sử dụng động cơ hai dây song song như một động cơ lưỡng cực thì hai dâyquấn của mỗi cuộn dây được mắc song song hoặc nối tiếp với nhau. Cuộn 2 trên hình 5biểu diễn cách đấu song song. Cuộn 1 trong hình 5 biểu diễn cách đấu nối tiếp (bỏ quađiểm phân nấc).

Các động cơ lưỡng cực có 6 đầu ra được quấn bằng cách sử dụng hai dây bệnsong song với nhau và được đấu nối như cuộn 1 trong hình 5. Bởi vậy, bất cứ động cơlưỡng cực nào cũng có thể sử dụng như là một động cơ lưỡng cực.

Khi sử dụng động cơ hai dây song song như là một động cơ đơn cực hoặc lưỡngcực cần chú ý 3 điểm : giới hạn dòng điện của dây quấn, làm mát động cơ tránh vậnhành mạch từ của động cơ tới trạng thái bão hòa. Khi động cơ chạy với điện áp và dòngđiện danh định thì mạch từ (tạo bởi cuộn dây và cực stato) đã gần như ở trạng thái bão

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

hòa nên khi mắc nối tiếp hai dây của một cuộn dây thì dung lượng ampe phịng sẽ tănglên gấp đôi nhưng cũng sẽ không làm tăng nhiều từ trường của các cực từ. Vì vậy, nênvận hành các cuộn dây ở một nửa dòng điện danh định hoặc đặt điện áp danh định vàgiữa hai cuộn dây. Nếu mốn tăng điện áp chỉ nên tăng lần.

Để xác định 8 đầu cực của động cơ, dùng một vôn kê, một vôn kế xoay chiều vàmột nguồn xoay chiều điện áp thấp. Đầu tiên, sử dụng ôm kế để xác đinh các cặp đầucực của mỗi dây quấn. Sau đó, nối nguồn xoay chiều điện áp thấp vào một trong nhữngdây quấn này, điện áp xoay chiều nên đặt dưới mức danh định của động cơ. Tốt nhất lànên đặt dưới 1V. Điện áp xoay chiều này sẽ cảm ứng lên cho các dây cuốn còn lại.Dùng vôn ké xoay chiều để đo điện áp tại hai đầu cực của mỗi dây quấn. Với dây quấnbện song song sẽ có tín hiệu điện áp mạnh như tín hiệu nguồn xoay chiều điện áp thấp.Còn hai dây quấn sẽ cịn lại có tín hiệu điện áp yếu hơn.

<b>2.1.6 Động cơ nhiều pha.</b>

Hình 6 : Sơ đồ đấu dây động cơ 5 pha.

Động cơ nhiều pha là động cơ nam châm vĩnh cửu có các cuộn dây stato đượcmắc với nhau thành một vòng nối tiếp với một điểm phân nấc ở giữa mỗi cặp cuộn dây.Là loại động cơ ít phổ biến và thường chỉ sử dụng nhiều nhất trong động cơ 3 pha và 5pha. Việc điều khiển địi hỏi cần có nửa cầu H(Half H-Bridge) cho mỗi đầu cực củađộng cơ. Những loại động cơ này cung cấp nhiều mơmen xoắn bởi vì tất cả các cuộndây đều được cấp điện cùng một lúc( có thể có một cuộn dây khơng được cấp điện)

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

trong tuần tự điều khiển. Một vài động cơ 5 pha có độ phân giải góc quay cao lên tới0.72 /bước (tức 500 bước/vòng quay).

Dưới đây là tuần tự điều khiển của động cơ 5 pha có chu kỳ 10 bước:Đầu cực 1: +++---+++++---++ Đầu

cực 2: --+++++---+++++-Đầu cực 3:+---+++++---++++ Đầu cực 4: +++++---+++++----Đầu cực 5: ----+++++---+++++-

Tuần tự

---Cũng giống như động cơ lưỡng cực, cực tính của mỗi đầu cực được xác định bởicầu H. Chú ý rằng, tại mỗi cầu bước chỉ có một đầu cực thay đổi cực tính sự thay đổinày lấy đi năng lượng của cuộn dây nối tiếp với đầu cực đó( vì lúc này cả hai đầu cựccủa cuộn dây có cùng cực tính) và cung cấp năng lượng cho cuộn dây khác đang chưahoạt động.

Để phân biệt động cơ 5 pha với động cơ 5 đầu cực khác , ta dùng một ôm kế. Nếuđiện trở của hai đầu cực liên tiếp của động cơ 5 pha là R thì điện trở giữa hai đầu cựckhơng kề nha là 1,5R.

Một vài vịng động cơ 5 pha có 5 cuộn dây riêng biệt với 10 đầu ra. Những cuộndây nay có thể được đấu nối theo hình sao như trên hình 6 sử dụng 5 nửa cầu H. Nhưvậy, mỗi cuộn dây được vận hành bởi một mạch cầu H hồn chỉnh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>2.1.7 Động cơ lai.</b>

Hình 7: Mặt cắt ngang động cơ lai.

Động cơ lai là một sự kết hợp giữa động cơ nam châm vĩnh cửu va động cơ biếntừ trở. Rôto là một nam châm vĩnh cửu với các cực bắc nam được bố trí theo chu vihình trụ của rơto hình bánh răng. Stato có cấu tạo giống động cơ biến từ trở nhưngkhác ở chỗ hai cuộn dây của hai pha khác nhau cùng quấn chung trên một cực stato vàcác đấu nối hai cuộn dây trên cùng một cực stato này giống với cách đấu nối động cơhai dây song song. Mỗi một cực stato có hình dạng như các bánh răng cách đều nhau.Mômen xoắn được tạo ra bởi lực hút của từ trường nam châm vĩnh cửu và từ trườngsinh ra ở stato.

Cách điều khiển động cơ lai giống hệt cách điều khiển động cơ nam châm vĩnhcửu. Vì vậy trong đồ án chúng em chỉ giới thiệu về cách điều khiển động cơ biến từ trởvà động cơ nam châm vĩnh cửu.

<b>2.2 Các phương pháp điều khiển động cơ bước.</b>

- Điều khiển đủ bước - Điều khiển nửa bước. - Điều khiển vi bước.

<b>2.2.1 Điều khiển đủ bước.</b>

- Khi cấp điện cho từng pha thì motor sẽ dịch chuyển từng bước.

- Kích một cuộn dây: tại mỗi một thời điểm chỉ có 1 cuộn dây được cấp điện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

- Kích hai cuộn dây: tại mỗi thời điểm sẽ có hai cuộn dây được cấp điện.

<b>2.2.2 Điều khiển nửa bước.</b>

-Nếu cấp đồng thời 2 pha bằng nhau thì motor sẽ dịch chuyển nửa bước.

<b>2.2.3. Điều khiển vi bước.</b>

Cùng là chế độ điều khiển nửa bước nhưng cấp nguồn cho 2 pha khơng bằngnhau motor sẽ dịch chuyển ít hơn nửa bước và cũng dừng lại ở giữa 2 cực ab nhưngnghiêng về phía bên a hay b một chút tùy theo điện áp cấp cho pha nào cao hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>Chương III. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG3.1 Sơ đồ khối tổng quát.</b>

<i>Hình 8. Sơ đồ khối của mạch</i>

Nhiệm vụ, chức năng từng khối:

- Động cơ: động cơ được sử dụng trong mạch là động cơ điện một chiều có điện áp đặtvào là 12V.

- Vi xử lý: nhận các tín hiệu để:+ Hiển thị thông tin lên LCD

+ Điều chế độ rộng xung PWM để điều khiển tốc độ động cơ

Khối vi xử lý là trái tim của hệ thống bởi nó điều khiển mị hoạt động của mạch- Khối điều khiển: điều khiển hướng của động cơ một chiều

- Khối hiển thị: nhận dữ liệu từ vi xử lý và hiển thị lên màn hình.- Khối cấp nguồn 5V và 12V: cấp nguồn cho mạch và động cơ.

<b>3.2 Giới thiệu về động cơ một chiều.3.2.1 Giới thiệu</b>

Động cơ điện 1 chiều DC (Direct Current Motors) là một loại động cơ điều khiển bằngdịng điện có hướng được xác định. Hay theo cách nói về bản chất thì đây chính là loạiđộng cơ hoạt động bằng nguồn điện áp DC điện áp 1 chiều.

</div>