Thiết kế bộ điều khiển động cơ một chiều hiển thị LCD

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tp. Hồ Chí Minh
Khoa: Điện - Điện Tử Viễn Thông

BÀI BÁO CÁO
Chủ Đề: Thiết Kế Bộ Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Hiển Thị LCD
Giảng Viên Hướng Dẫn: TRẦN THANH VŨ


I. Khái Quát Đề Tài:
Trong các ngành công nghiệp, công tác điều khiển vận hành các thiết bị
là một việc vô cùng quan trọng. Với ưu điểm là điều khiển tốc độ động cơ
dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên động cơ một chiều đã được sử dụng
khá phổ biến như: truyền động cho một số máy như máy nghiền, máy
nâng, vận chuyển, điều khiển băng tải, điều khiển các robot…
Trong quá trình làm việc, tốc độ của động cơ thường bị thay đổi do sự
biến thiên của tải, của nguồn và do đó gây ra sai lệch tốc độ thực với tốc
độ đặt, làm giảm năng suất của máy sản xuất Như ta biết rằng hầu hết các
máy sản xuất đều đòi hỏi có nhiều tốc độ, nhưng tuỳ theo từng công việc,
điều kiện làm việc mà ta lựa chọn các tốc độ khác nhau. Chính vì vậy việc
điều khiển tốc độ động cơ là một yêu cầu cần thiết và tất yếu đối với các
máy sản xuất trong các ngành công nghiệp hiện nay.


II. Các Phương Pháp Điều Chỉnh Động Cơ:
- Mắc thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng.
- Thay đổi từ thông kích từ.
- Thay đổi điện áp phần ứng.
-Các bộ biến đổi được sử dụng phổ biến trong công nghiệp hiện nay là:
+ Bộ biến đổi máy điện : gồm có động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều
hoặc máy điện khuếch đại
+ Bộ biến đổi từ : Khuếch đại từ

+ Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn : Chỉnh lưu Thysistor
+ Bộ biến đổi xung áp một chiều : Thysistor hoặc Tranzitor


 Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ dùng phương pháp PWM
Đây là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng cắt nguồn của tải và
một cách cho chu kỳ theo điều chỉnh thời gian đóng cắt phần tử thực hiện nhiệm
vụ đó trong mạch các van bán dẫn


 Cách tạo ra PWM điều khiển:
- Tạo bằng phương pháp so sánh
Để tạo được bằng phương pháp so sánh thì cần 2 điều kiện sau đây :
+ Tín hiệu răng cưa : Xác định tần số của PWM
+ Tín hiệu tựa là một điện áp chuẩn xác định mức công suất điều chế.


- Tạo bằng phương pháp dùng IC dao động


- Tạo xung vuông bằng phần mềm

Đây là cách tối ưu trong các cách để tạo được xung vuông. Với tạo bằng
phần mềm cho độ chính xác cao về tần số và PWM. Với lại mạch của
chúng ta đơn giản đi rất nhiều. Xung này được tạo dựa trên xung nhịp của
CPU.


III. Giới Thiệu Tổng Quan Về Các Linh Kiện:
- Động cơ điện một chiều

Động cơ điện một chiều bao gồm hai
phần chính là:
- Phần tĩnh: Stato.
Đây là phần đứng yên của máy. Phần
tĩnh bao gồm các bộ phận sau: cực từ
chính, cực từ phụ, gông từ và các bộ
phận khác.
- Phần quay: Roto.
Roto của động cơ điện một chiều bao
gồm các bộ phận sau: lõi sắt phần ứng,
dây quấn phần ứng, cổ góp và các bộ
phận khác


III. Giới Thiệu Tổng Quan Về Các Linh Kiện:
- IRF540N


- PC817

Sơ đồ nguyên lí
- Nguyên lí hoạt động : khi cấp tín hiệu vào chân số 1, led phía trong opto
nối giữa chân 1 và chân 2 phát sáng , xảy ra hiệu ứng quang điện dẫn đến 3
à 4 thông
-Tác dụng : cách li điều khiển giữa 2 tầng mạch điện khác nhau
-Mục đích : nếu có sự cố từ tầng ứng dụng như cháy ,chập , tăng áp.... thì
cũng không làm ảnh hưởng tới tầng điều khiển


- IC7812 ,IC7805

IC7812, có tác dụng gim điện áp bằng 12v tại đầu ra khi đầu
vào>=12v.
IC7805 có tác dụng gim điện áp bằng 5v tại đầu ra khi đầu vào
>=5v.


- IC 89s52:


- LCD


Chân
1
2
3
4

Kí hiệu
VSS
VCC
VEE
RS

I/0
I

5
6

7
8
9
10
11
12
13
14

RW
E
BBO
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7

I
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O

Mô Tả
Đất
Dương nguồn +5v
Nguồn điều khiển tương phản
Rs=0 chọn thanh ghi lênhRs=1 chọn thanh
ghi dữ liệu
Rw=1 đọc dữ liệuRw=0 ghi
Cho phép
Bus dữ liệu 8 bits
Bus dữ liệu 8 bits
Bus dữ liệu 8 bits
Bus dữ liệu 8 bits
Bus dữ liệu 8 bits
Bus dữ liệu 8 bits
Bus dữ liệu 8 bits
Bus dữ liệu 8 bits


IV. Thiết Kế Sản Phẩm:
 Sơ đồ cấu trúc chung
Nguồn

Điêu
khiển

Cách
ly

Công
suất

Hiển
thị


- Khối nguồn.

Nguyên lý : Nguồn diện qua biến áp hạ áp từ 220V xuống 9V AC. áp 9V AC
qua bộ chỉnh lưu cầu biến thành áp 7,6 V DC, 7,6 V DC qua các tụ lọc để
san phẳng điện áp, rồi qua IC ổn áp 7805 để ổn định điện áp, lấy ra mức
điện áp 5V DC.Cấp cho vi xử lý


Nguyên lý : Nguồn điện qua biến áp hạ áp từ 220V xuống 24V AC.
Điện áp 24 V AC qua bộ chỉnh lưu cầu biến thành dòng 22,6V DC, 22,6 V
DC qua các tụ lọc để san phẳng điện áp, rồi qua IC ổn áp 7812 để ổn định
điện áp, lấy ra mức điện áp 12V DC.Cấp cho động cơ.


- Khối điều khiển


-Chân P1.0 ; P1.1 ; p1.4 ; p1.7 được kết nối với phím bấm điều khiển chế
độ hoạt động.
-Chân p3.7 xuất tín hiệu xung PWM đưa đến khối công suất để điều khiển
tốc độ của động cơ.
-Chân P3.1 xuất tín hiệu 0 và 1 tương ứng với chế độ chiều quay thuận và
ngược của động cơ.
-Chân 18 và 19 kết nối với thạch anh 12MH tạo dao động-Khối ổn áp
nguồn 5V cấp nguồn cho vi xử lý AT89C51 hoạt động.

-Chân p3.2 được kết nối với 74AC14N để sửa xung cho encoder


- Khối hiển thị
- Chức năng: Khối LCD có nhiệm vụ
hiển thị tốc độ động cơ.
Trong mạch Port0 sẽ truyền trực tiếp
dữ liệu cho LCD.
Các chân điều khiển RS, RE, EN
được ghép nối với 3 chân P2.5,
P2.6, P2.7 của vi điều khiển.
Các chân số 2, 1 cung cấp nguồn hoạt động cho LCD, chân số 3 là chân
điều chỉnh độ tương phản được nối thẳng xuống mát.
Chân 15, 16 có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho đèn led trong LCD và được
hạn dòng bằng 1 điện trở 1K.
Điện trở tinh chỉnh có chức năng thay đổi độ tương phản của LCD


- Sơ đồ nguyên lí toàn mạch:


Bài Thuyết Trình Đến Đây Là Hết.
Xin Cảm Ơn Thầy & Các Bạn Đã Lắng Nghe!!!