Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM:

Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM:

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trong khoảng thời gian 0 – t0 ta kích mức cao cho U1 mở, toàn bộ điện áp nguồn

Ud được đưa ra động cơ DC. Còn trong khoảng thời gian t0 - T ngừng kích mức cao

cho U1, ngắt nguồn cung cấp cho động cơ DC. Với t 0 thay đổi từ 0 cho đến T ta sẽ

cung cấp toàn bộ, một phần hay khóa hồn tồn điện áp cung cấp cho tải.

Cơng thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải :

Gọi t1 là thời gian xung ở sườn dương (khóa mở) còn T là thời gian của cả sườn

âm và dương, Umax là điện áp nguồn cung cấp cho tải.



U d  U max *



t1

T



(V ) hay U d  U max * D



với là hệ số điều chỉnh và được tính bằng % tức là PWM.

Như vậy, trên hình đồ thị dạng điều chế xung.

Điện áp trung bình trên tải sẽ là :

Ud = 12*30 % = 3,6 V (với D = 30%)

Ud = 12*60 % = 7,2 V (Với D = 60%)

Ud = 12*90% = 10,8V (Với D = 90%)



Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ qua hộp giảm tốc:



A: Bánh răng bị động.



B: Bánh răng chủ động.



Hình 2.11: Nguyên lý truyền động của hộp giảm tốc.

11



Cấu tạo hộp giảm tốc gồm các cặp bánh răng lớn nhỏ ăn khớp với nhau. Thông

qua động tác truyền chuyển động giữa các cặp bánh răng, tốc độ cuối cùng mà hộp

giảm tốc cấp cho bộ phận làm việc của máy khác biệt so với tốc độ ban đầu của động

cơ khi đưa vào hộp giảm tốc. Sự khác biệt đó phụ thuộc vào tỉ số truyền giữa các cặp

bánh răng ăn khớp với nhau được chứa bên trong hộp giảm tốc. Cơng thức tính tỉ số

truyền:



i = n1/n2 = z2/z1

Trong đó:

i: Tỉ số truyền giữa 2 bánh răng.

n1 : Số vòng quay trục chủ động.

n2 :Số vòng quay trục bị động.

z1 : Số răng bánh răng chủ động.

z2 : Số răng bánh răng bị động.



Ứng dụng.

Động cơ DC có vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực và được ứng dụng rất

rộng rãi. Động cơ DC được ứng dụng để điều khiển các cơ cấu chấp hành, được sử

dụng nhiều trong các robot máy công cụ, các thiết bị y khoa, các thiết bị ôtô, các máy

bán hàng nhỏ, và các máy quét…



12



2.2.4 Động cơ RC Servo.



Hình 2.12: Động cơ RC Servo Futaba S3003.

Động cơ RC Servo gồm có 3 dây và có màu như sau:

Chân GND (màu nâu): Chân cấp mass.

Chân VCC (màu đỏ): Chân cấp nguồn (3.5 V - 8.4 V).

Chân tín hiệu (màu vàng): Chân điều khiển góc của động cơ.

Nguyên lý hoạt động của động cơ RC Servo dựa trên nguyên lý nhận xung PWM

và cho ra góc quay. Tùy từng loại động cơ RC Servo mà động cơ có thể quay được góc

90º hay 180º hay 360º. Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM (Pulse Width

Modulation) là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải hay nói cách khác là phương

pháp điều chỉnh dựa trên sự thay đổi độ rộng xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp

ra.

Góc quay của động cơ được xác định bằng độ rộng của xung PWM cấp đến động

cơ. Ứng với tần số có độ rộng xung là 1ms thì động cơ RC Servo sẽ quay về vị trí cực

tiểu ( 00), còn với tần số có độ rộng xung là 2ms thì động cơ RC Servo sẽ quay đến vị

trí cực đại ( có thể la 90 0 hay 1800 hay 3600 do tuỳ loại động cơ RC Sero). Nếu với tần

số có độ rộng xung dao động trong khoảng 1ms đến 2ms thì động cơ sẽ quay một góc

trong khoảng từ cực tiểu đến cực đại.

13



Hình 2.13: Thời gian độ rộng xung quy định góc quay của động cơ RC Servo.

2.2.5 IC ghi dịch 74HC595



Hình 2.14: IC ghi dịch 74HC595.

74 HC595 là IC ghi dịch 8 bit kết hợp chốt dữ liệu, thường được dùng trong các

mạch quét LED 7 đoạn, LED ma trận… nhằm tiết kiệm số chân vi điều khiển, có thể

mở rộng số chân vi điều khiển tùy thích bằng cách mắc nối tiếp đầu vào thu dữ liệu

của các IC với nhau.

74HC595 đầu ra có 2 mức là 0 và 1 dòng khoảng 35mA, điện áp hoạt động

<=7V. Cơng suất trung bình 500mW.

Bảng 2.2: Mã 7 đoạn dịch bởi IC 74HC595 cho LED anot chung và katot chung.

14



Số thập phân

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9



Mã 7 đoạn

Anot chung

Katot chung

11000000

00111111

11111001

00000110

10100100

01011011

10110000

01001111

10011001

01100110

10010010

01101101

10000011

01111100

11111000

00000111

10000000

01111111

10010000

01101111



2.2.6 LED 7 đoạn.

LED 7 đoạn (Seven Segment display) là 1 linh kiện rất thông dụng, được dùng

như là 1 công cụ hiển thị đơn giản nhất.

Trong LED 7 đoạn bao gồm ít nhất là 7 con LED mắc lại với nhau, vì vậy mà có

tên là LED 7 đoạn là vậy,7 LED đơn được mắc sao cho nó có thể hiển thị được các số

từ 0 - 9, và 1 vài chữ cái thơng dụng, để phân cách thì người ta còn dùng thêm 1 LED

đơn để hiển thị dấu chấm (dot) .



Cấu tạo của LED 7đoạn:

Cathode chung



Anode chung



15



Hình 2.15: LED 7 đoạn.

LED 7 đoạn có 2 loại: Anode chung và cathode chung.

Loại cathode chung: Chân chung được nối Mass, để kích sáng các thanh LED

phải kích các chân còn lại với mức điện áp 1.

Loại anode chung: Chân chung được nối vào nguồn 5V, để kích sáng các thanh

LED phải kích các chân còn lại với mức 0.

Ứng dụng LED 7 đoạn dùng để hiển thị giao tiếp với người sử dụng nhằm giám

sát, theo dõi q trình nhất định ví dụ: thời gian, số lượng…

Bằng cách phối hợp sự sáng tắt LED ở các đoạn tạo thành con số, thường là thể

hiện ở dạng số hệ thập phân.

Các phương pháp điều khiển hiển thị LED 7 đoạn:

Điều khiển LED 7 đoạn bằng phương pháp chốt.



Hình 2.16: Sơ đồ điều khiển LED 7 đoạn bằng phương pháp chốt.

Sơ đồ nguyên lý điều khiển LED 7 đoạn bằng phương pháp chốt được thể hiện

như ở (Hình 2.16). Tuy dễ sử dụng và điều khiển, q trình lắp mạch nhanh nhưng

khơng phù hợp vì tốn quá nhiều chân của vi điều khiển, gây tốn kém chi phí khi thiết

kế mạch.Ví dụ như với vi điều khiển Arduino uno R3 chỉ có thể điều khiển được nhiểu

16



nhất 2 LED 7 đoạn theo phương pháp chốt và khơng còn dư bất kỳ chân vi điều khiển

nào cho các tác vụ khác, phương pháp này chỉ có thể dùng trong trường hợp mạch đơn

giản cần từ 1 đến 2 LED 7 đoạn, nhằm kiểm tra hoạt động của LED hoặc kiểm tra các

lệnh cho vi điều khiển. Để tránh được hạn chế nói trên ta sử dụng phương pháp quét sẽ

phù hợp hơn.

Điều khiển LED 7 đoạn bằng phương pháp quét.



Hình 2.17: Sơ đồ điều khiển LED 7 đoạn bằng phương pháp quét.

Mạch nguyên lý được thiết kế bao gồm đoạn a của LED 1 đến LED 4 được nối

chung với nhau và nối với chân số 1 của vi điều khiển. Các đoạn b1, b2, b3, b4 nối

chung với nhau và nối với chân số 2 của vi điều khiển. Tương tự chân 3 đến chân 7 sẽ

nối với các đoạn c tới g theo thứ tự.

Điều khiển LED theo phương pháp quét có nghĩa là nguồn cung cấp cho các

đoạn không được gắn cố định mà được cấp tuần tự thông qua các transistor A1015, khi

vi điều khiển thông qua điện trở 4,7k Ohm kích cho transistor nào thì LED đó được

phép thể hiện các mã 7 đoạn do chân 1 tới chân 7 quy định.

Tại mỗi thời điểm tường minh chỉ có 1 LED 7 đoạn được phép thể hiện nội

dung con số. Tuy nhiên thời gian quét quá nhanh (khoảng 4ms) nằm trong khoảng lưu

ảnh của mắt vì vậy ta cảm giác như các LED 7 đoạn được sáng cùng lúc.



17



2.2.7 IC ổn áp nguồn LM7805.



Hình 2.18: IC ổn áp nguồn LM7805.

Chân 1: chân nguồn vào.

Chân 2: chân mass.

Chân 3: chân nguồn ra.

Thông số kỹ thuật:

Điện áp đầu ra ổn định ở mức 5V.

Điện áp đầu vào có thể lên đến 40V.

Dòng ra 1A.

Cơng suất 2W (15W nếu có tản nhiệt).

Nhiệt độ hoạt động từ -65oC150oC.



18



2.2.8 Cơng tắc hành trình.

Cấu tạo:



1-7: Lò xo



2: Thân cơng tắc



4-5-8: Tiếp điểm



6: Tấm lò xo



3: Cần đẩy

9: Trục dẫn hướng



Hình 2.19: Cấu tạo cơng tắc hành trình.

Nguyên tắc hoạt động:

Khi con lăn bị tác động ép lò xo (1) làm tấm lò xo (6) di chuyển xuống phía dưới

đến khi tác động lên cần đẩy (3) và nâng trục dẫn hướng (9) lên phía trên. Trên thân

(2) có gắn tiếp điểm (4) và (5), trên trục dẫn hướng (9) có gắn tiếp điểm (8). Khi trục

dẫn hướng di chuyển lên phía trên thì tiếp điểm hở (4) thành tiếp điểm đóng còn tiếp

điểm đóng (5) thành tiếp điểm hở.



19



2.2.9 Module cảm biến hồng ngoại.



1. Chân cực dương(VCC)



2. Chân cực âm(GND)



3. Chân tín hiệu(OUT)



Hình 2.20: Cảm biến thu phát hồng ngoại.

Thông số kỹ thuật:

Điện áp làm việc: 3.3-5V.

Kích thước: 32x14mm.

Khoảng cách phát hiện vật: 2-5cm.

Sơ đồ chân của module thu phát hồng ngoại:

VCC: Điện áp từ 3.3-5V kết nối với vi điều khiển.

GND: Nối GND trên vi điều khiển.

OUT: Đầu ra kỹ thuật số ( mức 0 hoặc mức 1) nối chân digital trên vi điều

khiển.

Module thu phát hồng ngoại có ba chân: chân VCC, chân GND, chân tín hiệu

OUT. Sau khi cấp nguồn, LED phát hồng ngoại phát ra ánh sáng có bước sóng hồng

ngoại. Khi có vật cản, ánh sáng hồng ngoại phản xạ lại LED thu hồng ngoại. Do LED

thu hồng ngoại bình thường có nội trở lớn, khi LED thu nhận được ánh sáng hồng

ngoại từ LED phát thì nội trở trong LED thu giảm xuống làm ngắn mạch tạo ra tín

hiệu ở chân OUT của module.



20



Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung thực hiện.

Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2016.

Đề tài được thực hiện tại xưởng thực tập CK6 bộ môn Cơ Điện Tử - khoa Cơ Khí

cơng nghệ - Trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.

Tính tốn thiết kế các chi tiết trên máy dựa trên mơ hình 3D ( thiết kế trên phần

mềm solidwroks), xuất ra bản vẽ cụ thể của từng chi tiết, đồng thời đảm bảo khả năng

làm việc tốt không va chạm, mối nối chắc chắn, đúng yêu cầu đặt ra.

Chế tạo các chi tiết của thiết bị đếm vít tự động.

Lắp ráp các chi tiết tạo thành thiết bị đếm vít tự động.

Thiết kế mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động.

Thiết lập giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động.

Lập trình điều khiển thiết bị đếm vít tự động.

Vận hành khảo nghiệm thiết bị đếm vít tự động.

3.2 Phương pháp nghiên cứu.

Sử dụng phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM ( Pulse Width Modulation)

để điều khiển góc quay của động cơ RC servo.

Sử dụng phương pháp quét để điều khiển LED 7 đoạn hiển thị số lượng vít vào

túi.



21



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×