Chng 4: Phần chỉ thị chiều quay 1.Ph-ơng án dùng mạch đồng bộ: +Tín hiệu chiều quay, xung đồng bộ : Lấy tín hiệu chiều quay X, xung đồng bộ Ck : dùng cảm biến quang nh- ở phần chuyển vòng quay sang xung điện. +Đồ hình More và bảng trạng thái: Z1: Tín hiệu chỉ thị chiều quay ng-ợc chiều kim đồng hồ (+) Z2: cùng (-) X 0 1 Z1 Z2 S0 Z1=0 Z2=0 S2 Z1=0 Z2=1 S1 Z1=1 Z2=0 X X S S0 S2 S1 0 0 S1 S0 S0 1 0 S2 S0 S0 0 1 +Thiết kế mạch chọn JKFF: Mã hóa: X y1 y2 0 1 Z1 Z2 00 11 01 0 0 01 00 00 1 0 11 00 00 0 1 10 - Lập bảng kích,rút gọn >Kết quả: J1= X 2 Y = X J2 ; K1= K2= 1 J2= 2 Y Z1= 1 Y Y2 ; Z2=Y1 +Sơ đồ mạch: *Nhận xét: +Mạch đơn giản +Mạch thiết kế chỉ với vị trí ban đầu của cảm biến là ở vị trí 1. Khi vị trí ban đầu của cảm biến ở vị trí 2,3,4 mạch hoạt động không đúng Vị trí 2: Tín hiệu chiều quay thể hiện bị đảo lại (+): Z1=0 ; Z2=1 (-): Z1=1 ; Z2=0 Vị trí 3: (+) (-) Z1=1 ; Z2=0 Vị trí 4: Ng-ợc của vị trí 3 Vậy mạch chỉ dùng cho tr-ờng hợp đặt đ-ợc vị trí cảm biến ở vị trí 1. 2.Ph-ơng án dùng mạch không đồng bộ: Mạch sử dụng 2 tín hiệu chiều quay X1,X2. Lấy tín hiệu X1,X2 : dùng cảm biến quang nh- ở phần chuyển vòng quay sang xung điện. Ta có đồ thị nhịp : õy ch l mt trng hp Q0,Q1,Q2,Q3: các trạng thái của mạch t-ơng ứng với cặp giá trị X1X2 Đồ hình Mealy : Z1: Tín hiệu chỉ thị chiều quay ng-ợc chiều kim đồng hồ (+) Q0 Q3 Q2 Q1 X1X2, 1 X 2 X Z1=Z2=0 X1X2, 1 X 2 X Z1=Z2=0 X1 2 X , 1 X X2 Z1=Z2 X2=0 X1 2 X , 1 X X2 Z1=Z2 X2=0 X1 2 X Z1= 1;Z2 =0 1 X 2 X Z1=0;Z2=1 X1X2 Z1=1;Z2=0 X1 2 X Z1= 0;Z2 =1 X1X2 Z1=0;Z2=1 1 X X2 Z1=1;Z2 =0 1 X 2 X Z1=1;Z2=0 1 X X2 Z1=0;Z2 =1 Z2: cïng (-) Bng trng thái sau: Mã hoá tr ng thái: X1X2 S 00 01 11 10 Q0 Q0 Z1=Z2=0 Q3 Z1=Z2=0 Q0 Z1=Z2=0 Q1 Z1=Z2=0 Q1 Q0 Z1=0 Z2=1 Q1 Z1=Z2=0 Q2 Z1=1 Z2=0 Q1 Z1=Z2=0 Q2 Q2 Z1=Z2=0 Q3 Z1=1 Z2=0 Q2 Z1=Z2=0 Q1 Z1=0 Z2=1 Q3 Q0 Z1=1 Z2=0 Q3 Z1=Z2=0 Q2 Z1=0 Z2=1 Q3 Z1=Z2=0 X1X2 Q1Q2 00 01 11 10 00 00 Z1=Z2=0 10 Z1=Z2=0 00 Z1=Z2=0 01 Z1=Z2=0 01 00 Z1=0 01 Z1=Z2=0 11 Z1=1 01 Z1=Z2=0 Ánh x Q1,Q2,Z1,Z2 vào bìa Karnough,rút gn ta thu đc kt qu: Q1’ = Q1Q2 1 X + 2Q 1 X X2 + Q1 2Q X1 + Q2X1X2 Q2’ = Q1X1X2 + Q1Q2 2 X + 1Q Q2X2 + 1Q X1 2 X Z1 = 1Q Q2X1X2 + Q1Q2 1 X X2 + Q1 2Q 1 X 2 X Z2 = 1Q Q2 1 X 2 X + Q1Q2 X1 2 X + Q1 2Q X1X2 Thi t k mch chn phng án dùng mch t hp có hi tip(vi bài này không dùng đc 2 phng pháp mch không đng b c òn li là dùng RS-FF,JK-FF thành T-FF): S¬ ®å m¹ch: Z2=1 Z2=0 11 11 Z1=Z2=0 10 Z1=1 Z2=0 11 Z1=Z2=0 01 Z1=0 Z2=1 10 00 Z1=1 Z2=0 10 Z1=Z2=0 11 Z1=0 Z2=1 10 Z1=Z2=0 Phần tử AND 3 input thuộc IC 74LS15 Phần tử OR 4 input thuộc IC 4072 Phần tử OR 3 input thuộc IC 4075 Phần tử NOT thuộc IC SN7404 Nhận xét: Tránh Hazard hàm số? *KL: Chọn ph-ơng án mạch không đồng bộ với khối chỉ thị dùng 2 đèn LED bình th-ờng (điện áp 3-6v)cho 2 đầu ra Z1,Z2 của mạch. V. Vấn đề cấp nguồn cho hệ thống: Nguồn một chiều.( 5V ) Điện áp cung cấp cho chân Vcc của các IC làm việc th-òng nằm trong khoảng từ 4.5V 5.5V. Một vài IC có dải điện áp khác đi một chút : min = 4.75V; max > 5V. Để tạo dòng một chiều ổn định cung cấp cho các IC có thể dùng hai ph-ơng án sau: 1. Chỉnh l-u dòng xoay chiều đã hạ áp, sau đó cho qua mạch ổn áp 5V 2. Dùng các nguồn một chiều có sẵn ( khác 5V ), qua bộ chỉnh đơn giản gần 5V - Xét ph-ơng án 1: Sơ đồ nguyên lý của mạch Dòng xoay chiều 220V bên sơ cấp biến áp T đ-ợc hạ áp xuống còn 9V~ ở bên thứ cấp. Qua bộ chỉnh l-u cầu sẽ thu đ-ợc dòng một chiều 9V. Tụ C1,C2 có tác dụng lọc đi các thành phần xoay chiều trong điện áp một chiều không ổn định này. Qua mạch điện ổn áp là IC 7805 sẽ thu đ-ợc dòng một chiều ổn định có giá trị 5V. Để có giá trị điện áp ra ổn định là 5V thì yêu cầu điện áp một chiều đầu vào phải >= 7V. - Xét ph-ơng án 2 : Nguồn một chiều ở đây là pin hoặc bộ pin ghép lại cho ta điện áp >= 4.5V ( giá trị điện áp tối thiểu để cung cấp cho đa số các IC ). 5V220V~ 9V~ 7805 4 x 1N4001 + C3 + C2 C1 T IN COM OUT Thông th-ờng nên chọn điện áp từ 4.8V 5.5V vì trong quá trình làm việc, do tiêu hao suy giảm, giá trị điện áp < 4.8V sẽ cho thời gian làm việc ngắn. Nếu ghép 4 pin tiểu 1.5V nối tiếp nhau nguồn 6V. Sau đó dùng một diode hạ áp 0.6V để có đ-ợc nguồn nh- ý với giá trị 5.4V. Sơ đồ của mạch : Nếu dùng một pin 9V thì hoặc có thể cho qua mạch ổn áp là IC 7805 nh- ở ph-ơng án 1 để có đ-ợc giá trị điện áp chuẩn 5V hoặc dùng các diode hạ áp 0.6V nh- ở trên để có điện áp chấp nhận đ-ợc. Vi. sơ đồ nguyên lý: vII.kết luận : Căn cứ vào cơ sơ lý thuyết, các ph-ơng án đ-a ra chúng ta có thể có nhiều cách lựa chon việc lắp ráp mạch thực tế, mặc dù ph-ơng án đ-ợc lua chọn chua chắc đã là ph-ơng án tối -u, nh-ng theo chúng tôi thì đó là ph-ơng án hợp lý hơn cả cho việc lắp mạch thực tế. Tuy lắp mạch thực tế song đồ án vẫn mang năng tính lý thuyết khả năng áp dụng vào thực tế ch-a cao, việc sác định tốc độ của động cơ vẫn chỉ là xác định tốc độ tĩnh tại một thời điểm nhất định, nếu nh- tốc độ của động cơ biến thiên liên tục vói tốc độ nhanh thì tốc độ đo đ-ợc không chính sác. 5.4V D1 DIODE + 6V Mở rộng: Tận dụng mạch Mouse > Hiểu đ-ợc hoạt động của mạch mouse,hệ điều hành xử lí tín hiệu di chuyển vị trí chuột thì ta có ph-ơng án: dùng mạch mouse nhận tín hiệu chiều quay,đ-a tín hiệu đó vào máy tính qua cổng vào của mouse nối với máy tính,viết ch-ơng trình vi xử lí hiện và chỉ thị tốc độ cũng nh- chiều quay. . 1 J2= 2 Y Z1= 1 Y Y2 ; Z2=Y1 +Sơ đồ mạch: *Nhận xét: +Mạch đơn giản +Mạch thiết kế chỉ với vị trí ban đầu của cảm biến là ở vị trí 1. Khi vị trí ban đầu của cảm biến ở vị trí 2,3 ,4 mạch hoạt động không đúng . 3 input thuộc IC 74LS15 Phần tử OR 4 input thuộc IC 40 72 Phần tử OR 3 input thuộc IC 40 75 Phần tử NOT thuộc IC SN 740 4 Nhận xét: Tránh Hazard hàm số? *KL: Chọn ph-ơng án mạch không đồng bộ. (+) (-) Z1=1 ; Z2=0 Vị trí 4: Ng-ợc của vị trí 3 Vậy mạch chỉ dùng cho tr-ờng hợp đặt đ-ợc vị trí cảm biến ở vị trí 1. 2.Ph-ơng án dùng mạch không đồng bộ: Mạch sử dụng 2 tín hiệu chiều