Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN  BÁO CÁO ĐỒ ÁN II ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung thầy cô giáo viện Điện, môn Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Quốc Cường, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô viện thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2014 Sinh Viên Thực Hiện Trần Ngọc Phú Nguyễn Ngọc Thịnh Nguyễn Tá Tiến Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC I.NHIỆM VỤ II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động chiều 2.Phương pháp PWM 3.Cơ mạch cầu H 10 4.Tìm hiểu MOSFET 11 a.khái niệm 11 b.Cấu tạo chung Mosfet 12 c.Ưu nhược điểm 12 d.Nguyên lí hoạt động 12 5.Tìm hiểu vi điều khiển AT89S52 13 a Giới thiệu AT89S52 13 b Cấu trúc bus 13 d Ngắt 13 e Bộ định thời/ đếm ( Timer/Counter) 14 III.THIẾT KẾ MACH 15 Lựa chọn linh kiện-phương án thiết kế mạch lực: 15 2.Thiết kế mạch điều khiển 19 3.Code cho IC AT89S52 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 23 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội I.NHIỆM VỤ Yêu cầu đề tài: Tính toán,Thiết kế mạch điều khiển tốc độ động chiều ( Mạch cầu công suất nhỏ) gồm phần: - Thay đổi,điều chỉnh tốc độ động cơ:  Sử dụng phương pháp điều chế xung PWM  Sử dụng mạch cầu H  Có đảo chiều Đối tượng cần điều khiển: -động chiều kích từ nam châm vĩnh cửu có:  Uhđ =3-24V  Ihđ=0.3-2,4 A  Rư=10 Ω Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động chiều Theo lý thuyết truyền động điện ta có phương trình đặc tính động điện chiều: ( ) Từ phương trình ta thấy tốc độ động n phụ thuộc vào từ thông θ, điện trở phần ứng R, điện áp phần ứng ,Vì để điều chỉnh tốc độ động điện chiều ta áp dụng cách:  Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi từ thông θ  Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện trở phụ Rf mạch phần ứng  Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện áp phần ứng động a Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi từ thông θ Hình Đồ thị đặc tính động điện chiều Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội phương pháp ta giữ nguyên giá trị điện áp tổng trở phần ứng,thay đổi từ thông động Đồ thị hình1 cho thấy đường đặc tính động điện chiều ứng với giá trị khác từ thông Khi từ thông giảm n0 tăng Δn tăng nhanh ta thấy độ dốc đường đặc tính khác Chúng hội tụ điểm trục hoành ứng với dòng điện lớn: Ingắn mạch= (U/Rư) Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ động vùng cao b Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện trở phụ Rf mạch phần ứng Ta có: ( ) phương pháp ta giữ nguyên từ thông điện áp phần ứng,thay đổi giá trị điện trở phụ động Từ thông không đổi nên n0 không đổi, có Δn thay đổi Một điều dễ thấy là, ta đưa thêm Rf giảm Rư nên điều chỉnh tốc độ tốc độ định mức Do Rf lớn đường đặc tính mềm nên tốc độ thay đổi nhiều tải thay đổi (Từ độ thị ta thấy, I biến thiên ứng với dải biến thiên I đường đặc tính mềm tốc độ thay đổi nhiều hơn) Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Hình Đồ thị đặc tính tải thay đổi Tuy nhiên phương pháp làm tăng công suất vô ích giảm hiệu suất Thường áp dụng để hạn chế dòng khởi động hãm Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội c Điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện áp phần ứng Hình Đồ thị đặc tính thay đổi điện áp phương pháp ta giữ nguyên từ thông điện trở phụ,thay đổi giá trị điện áp phần ứng động Phương pháp cho ta họ đường đặc tính song song.Tuy nhiên cách điện thiết bị thường tính toán cho điện áp định mức nên thường giảm điện áp Uư Khi giảm Uư n0 giảm Δn = const nên tốc độ n giảm tỉ lệ thuận với điện áp phần ứng Vì thường điều chỉnh tốc độ nhỏ tốc độ định mức Nếu lớn điều chỉnh phạm vi nhỏ kết luận: -ở áp dụng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng để điều chỉnh tốc độ động -nguồn điện thay đổi cách sử dụng phương pháp điều chế xung PWM với mạch lực mạch cầu H sử dụng MOSFET Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2.Phương pháp PWM Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) phương pháp điều chỉnh điện áp tải, hay nói cách khác, phương pháp điều chế dựa thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông, dẫn đến thay đổi điện áp trung bình Các PWM biến đổi có tần số khác độ rộng sườn dương hay sườn âm Hình 4.Đồ thị dạng xung dòng điều chế PWM Như hình 4, với dãy xung điều khiển cùng, xung ON có độ rộng nhỏ nên dòng dao động mạnh đồng thời có giá trị nhỏ động chạy chậm Nếu độ rộng xung ON lớn động DC chạy nhanh PWM ứng dụng nhiều điều khiển Điển hình mà thường hay gặp điều khiển động xung áp, điều áp Sử dụng PWM điều khiển độ nhanh chậm động hay cao nữa, dùng để điều khiển ổn định tốc độ động Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải PWM tham gia điều chế mạch nguồn : boot, buck, nghịch lưu pha pha PWM gặp nhiều thực tế mạch điện điều khiển Điều đặc biệt PWM chuyên dùng để điều khiển phần tử điện tử công suất có đường đặc tính tuyến tính có sẵn nguồn chiều cố định Như PWM ứng dụng nhiều thiết bị điện- điện tử PWM nhân tố mà đội Robocon sử dụng để điều khiển động hay ổn định tốc độ động Để tạo chuỗi xung vuông thay đổi độ rộng ta dùng mạch cầu H với phần tử MOSFET điều khiển vi xử lý Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 3.Cơ mạch cầu H Mạch cầu H cấu tạo Transistor lưỡng cực BJT Transistor trường MOSFET Đôi mạch cầu H cấu tạo Transistor lưỡng cực BJT Transistor trường MOSFET Tác dụng Transistor lưỡng cực BJT Transistor trường MOSFET van đóng mở dẫn dòng điện từ nguồn xuống tải với công suất lớn Tín hiệu điều khiển van tín hiệu nhỏ ( Điện áp với MOSFET hay dòng điện với BJT) cho dẫn dòng điện áp lớn để cung cấp cho tải Mạch cầu H đảo chiều dòng điện qua tải nên hay dùng mạch điều khiển động DC mạch băm áp Đối với mạch điều khiển động mạch cầu H đảo chiều động cách đơn giản Chỉ cần mở khóa van chiều muốn Nguyên tắc hoạt động chung mạch cầu H: Hình 5.Mạch cầu H Trong hình 5, mạch cầu sử dụng khóa đóng mở L1,L2,R1,R2, “Đối tượng” động DC cần điều khiển, “Đối tượng” có đầu A B Mục đích điều khiển cho phép dòng điện qua “Đối tượng” theo chiều A => B B => A Thành phần mạch cầu khóa L1, L2, R1, R2 Ở điều kiện bình thường khóa “mở” mạch cầu H không hoạt động Sau ta khảo sát hoạt động mạch cầu H theo hình a, b Giả sử khóa L1 R2 “khóa” (L2 R1 “mở”), có dòng điện chạy qua đối tượng từ A => B hình a Ngược lại, L1 R2 “mở “ ( L2 R1 “khóa”) có dòng điện 10 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội chạy qua “đối tượng” từ B => A hình b Vậy dùng mạch cầu H để đảo chiều “đối tượng” cách dễ dàng Ưu, nhược điểm mạch cầu H: Ưu điểm: Sử dụng cầu H làm cho mạch trở nên đơn giản cần nguồn điện Nhược điểm: Nếu mạch điều khiển bật công tắc nửa cầu bị ngắn mạch Nếu tượng xảy thời gian ngắn (quá độ) xuất dòng trùng dẫn qua van công suất làm tăng công suất tiêu tán van Nếu thời gian trùng dẫn đủ dài, dòng trùng dẫn làm cháy van công suất Các khóa L1,L2,R1,R2 ta dùng Transistor trường MOSFET theo yêu cầu đề tài Hình 6.Mạch cầu H sử dụng MOSFET 4.Tìm hiểu MOSFET a.khái niệm Mosfet Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ) Transistor đặc biệt có cấu tạo hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa hiệu ứng điện 11 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội trường để tạo dòng điện, linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho khuyếch đại nguồn tín hiệu yếu hay làm phần tử đóng cắt b.Cấu tạo chung Mosfet Transistor trường có ba chân cực cực Nguồn ký hiệu chữ S (source); cực Cửa ký hiệu hữ G (gate); cực Máng ký hiệu chữ D (drain) Cực nguồn (S): cực nguồn mà qua hạt dẫn đa số vào kênh tạo dòng điện nguồn IS Cực máng (D): cực mà hạt dẫn đa số rời khỏi kênh Cực cửa (G): cực điều khiển dòng điện chạy qua kênh c.Ưu nhược điểm Ưu điểm + Dòng điện qua transistor trường nói chung loại hạt dẫn đa số tạo nên + FET có trở kháng vào cao + Tiếng ồn FET nhiều so với tranzito lưỡng cực + Nó không bù điện áp dòng ID = ngắt điện tốt + Có độ ổn định nhiệt cao + Tần số làm việc cao Nhược điểm: +Nhược điểm FET hệ số khuếch đại thấp nhiều so với tranzito lưỡng cực d.Nguyên lí hoạt động +MOSFET hoạt động chế độ đóng mở +MOSFET có loại MOSFET kênh N kênh P - Đối với kênh P:Chế độ làm việc bình thường Uds  >0 MOSFET mở dẫn dòng từ D→S Khi Ugs≤ MOSFET khóa Xung điều khiển PWM ta dùng vi xử lý AT89s52 để điều khiển đóng mở MOSFET 12 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 5.Tìm hiểu vi điều khiển AT89S52 a Giới thiệu AT89S52 Bắt đầu xuất năm 1980, trải qua gần 30 năm, có tới hàng trăm biến thể sản xuất 20 hãng khác nhau, ví dụ như: ALMEL, Texas Instrument, … Tại Việt Nam, biến thể hãng ALMEL AT89C51, AT89C52…v…v… có thời gian xuất lâu sử dụng rộng rãi loại vi điều khiển bit b Cấu trúc bus Bus địa họ vi điều khiển 8051 gồm 16 đường tín hiệu ( thường gọi bus địa 16 bit) Với số lượng bit địa trên, không gian nhớ chip mở rộng tối đa 65536 địa chỉ, tương đương 64K Bus liệu họ vi điều khiển 8051 gồm đường tín hiệu ( thường gọi bus liệu bit), lý nói 8051 họ vi điều khiển bit Với độ rộng bus liệu vậy, chip họ 8051 xử lý toán hạng bit chu kỳ lệnh c Cổng vào song song (I/O port) 8051 có cổng vào song song, có tên P0, P1, P2, P3 Tất cổng cổng chiều bit Các bit cổng chân chip, cổng có chân chip Liên quan đến cổng vào/ song song 8051 có ghi SFR ( ghi có chức đặc biệt) có tên trùng với tên cổng Ta có ghi P0 dùng cho cổng P0, ghi P1 dùng cho cổng P1… Đây ghi đánh địa đến bit, ta dùng lệnh tác động bit bit ghi Cổng P0 điện trở treo cao (pullup resistor) bên trong, mạch lái tạo mức cao có sử dụng cổng với tính bus dồn kênh địa chỉ/dữ liệu Nếu muốn sử dụng cổng P0 làm cổng vào/ra thông thường, ta phải thêm điện trở pullup bên Giá trị điện trở pullup thường từ 4K7 đến 10K Các cổng P1,P2,P3 có điện trở pullup bên trong, dùng với chức cổng vào/ra thông thường mà không cần có điện trở pullup bên d Ngắt 8051 có số lượng nguồn ngắt (interrupt source) gọi nguyên nhân ngắt Mỗi ngắt có vector ngắt riêng, địa cố định nằm nhớ chương trình, ngắt xảy ra, CPU tự động nhảy đến thực lệnh nằm địa Bảng tóm tắt ngắt 8051: 13 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội e Bộ định thời/ đếm ( Timer/Counter) 8051 có timer tên timer timer Các timer 16bit, giá trị đếm max 216 = 65536 ( Đếm từ đến 65535) Hai timer có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống độc lập Sau cho phép chạy, có thêm xung đầu vào đếm, giá trị timer tự động tăng lên đơn vị, giá trị tăng lên vượt giá trị max mà ghi đếm biểu diễn giá trị đếm biểu diễn giá trị đếm lại đưa giá trị (thông thường = 0) Sự kiện hiểu kiện tràn timer (overflow) gây ngắt ngắt tràn timer cho phép (bit Etx ghi IE=1) 14 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội III.THIẾT KẾ MACH Lựa chọn linh kiện-phương án thiết kế mạch lực: Ta có đối tượng cần điều khiển động chiều kích từ nam châm vĩnh cửu có thông số:  Uhđ =3-24V  Ihđ=0.3-2,4 A  Rư=10 Ω Do yêu cầu đề tài chúng em chọn mạch cầu H dùng MOSFET để làm mạch điều khiển tốc độ động chiều Mạch cầu H sử dụng MOSFET kênh P vị trí L1,R1,2 MOSFET kênh N vị trí L2,R2(Hình 6).nguyên nhân:  Mạch cầu H cấp xung điều khiển PWM vi xử lý AT89s52 lên có điện áp điều khiển lớn 5V,khi ta sử dụng MOSFET kênh P vị trí L2,R2 sử dụng MOSFET kênh N vị trí L1,R1 khó khăn để tạo nguồn điều khiển đóng mở chúng Hình 7:Cách mắc MOSFET không hiệu 15 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội  Từ Hình ta thấy ta sử dụng MOSFET kênh P vị trí L2,R2 điện áp cần cấp cho chân G để mở MOSFET Ug < Ungưỡng + Us.Còn sử dụng MOSFET kênh N vị trí L1,R1 điện áp cần cấp cho chân G để mở MOSFET Ug > Ungưỡng + Us.Trong đó,để điều khiển động hiệu quả,MOSFET phải hoạt động chế độ bão hòa,khi MOSFET mở hoàn toàn,điện áp rơi cực D S nhỏ coi Ud=Us.Vậy ta cần điện áp nhỏ đất lớn nguồn cấp cho động để điều khiển đóng mở MOSFET hoàn toàn mắc trên(Hình 7) Chọn MOSFET: - Động có Ihđ= 0,3-2,4 A.Dây quấn động chịu dòng Imax = 2,5 Ihđ - Điện áp tối thiểu MOSFET phải chịu 6V - Tần số đóng cắt MOSFET 1KHZ Do yêu cầu ta chọn loại MOSFET phổ biến thị trường là: MOSFET kênh N: IRF540 MOSFET kênh P: IRF9540 loại có thông số: UDSmax=100V IDmax = 23A PDmax= 100W  Thỏa mãn yêu cầu MOSFET kênh N ta điều khiển đóng cắt trực tiếp áp 0;5V Do điều khiển vi xử lý 89S52 có dòng port max = 15mA để tránh dòng dò MOSFET làm cháy vi xử lý, lắp thêm trở R2, R4 có giá trị: (R2,R4)min= = 333 ( Trên thực tế nên mắc trở lớn, chọn R2, R4 có giá trị 1KΩ) MOSFET kênh P để khóa cần áp 12V nên dùng Transistor lưỡng cực BJT tăng áp điều khiển Yêu cầu transistor: chịu áp max 12V => chọn transistor NPN : 2N3904 có: VCEmax= 40V ICmax= 200mA 16 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Hình 8:Mạch lực Chọn điện trở R1, R3,R11,R31: Ta có: - Công suất hao phí trở: P= IC = IB = = = 12 IC Dòng qua transistor: = Ta có dòng điều khiển transistor: →R11 = = (với x độ rộng xung điều khiển PWM.) - Độ rộng xung điều khiển x: Điện áp tối thiểu để động hoạt động 3V,ở ta dùng điện áp 12V làm nguồn,vậy độ rộng xung tối thiểu là: X1=(3/12).100%=25% - Do để động hoạt động tốt vùng thay đổi tốc độ rõ rệt ta chọn cấp độ rộng xung 40%,60% 80% - Để transistor hoạt động đóng cắt hiệu :  Nó phải hoạt động chế độ bão hòa,hay < ( hệ số khuếch đại tĩnh ) 17 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội  Vì Transistor phần tử điều khiển cấp áp đóng mở cho MOSFET lên phải hoạt động linh hoạt,do hoạt động chế độ bão hòa không sâu,hay: = (1,2 1,5) Hình 9:Bảng tra hệ số khuếch đại tĩnh theo dòng Ic Vậy ta có hệ phương trình : = (1,2 1,5) - = - R11≥ - = = 330Ω = ≤ 200mA - P = 12 Giải hệ ta được: Chọn 10 mA  R1 = 1200Ω  = 0,12 mA  11 = 16 kΩ = 100 18 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2.Thiết kế mạch điều khiển Hình 10:Mạch điều khiển Mạch điều khiển sử dụng IC AT89S52 làm mạch tạo xung vuông điều khiển port hình 10  phím bấm button nối với port 1.0 ;1.1 ;1.2 để thay đổi cấp độ rộng xung  phím bấm button nối với port 3.2 để đảo chiều động 3.Code cho IC AT89S52 Org 0000h Sjmp main Org 0003h Cpl a mov p2,#00h delay:djnz r1,delay Mov r0,a reti Org 0030h main: mov a,#0fh Mov p2,#00h setb p3.2 Mov p1,#0FFh 19 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Mov R0,#0fh Mov tmod,#11h Setb tcon.0 Mov ie,#10000001b Xung0: Jnb p1.1,Xung1 Jnb p1.2,Xung2 Mov tl0,#6bh Mov th0,#0feh Clr tr1 Clr tf1 Mov tl1,#0a6h Mov th1,#0fdh Mov p2,r0 Setb tr0 AN : jnb tf0,AN Mov p2,#00h Setb tr1 Clr tr0 Clr tf0 BN: jnb tf1,BN Sjmp xung0 Xung1: Jnb p1.0,xung0 Jnb p1.2,xung2 Mov tl0,#0a6h Mov th0,#0fdh Clr tr1 Clr tf1 Mov tl1,#6bh Mov th1,#0feh Mov p2,r0 Setb tr0 CN: jnb tf0,CN Mov p2,#00h Setb tr1 Clr tr0 Clr tf0 D: jnb tf1,D Sjmp xung1 Xung2: Jnb p1.1,xung1 Jnb p1.0,xung0 20 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Mov tl0,#0ddh Mov th0,#0fch Clr tr1 Clr tf1 Mov tl1,#9ah Mov th1,#0ffh Mov p2,R0 Setb tr0 E: jnb tf0,E Mov p2,#00h Setb tr1 Clr tr0 Clr tf0 F: jnb tf1,F Sjmp xung2 end 21 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiêt kế mạch điện tử công suất Tác giả: Phạm Quốc Hải Điện tử công suất Tác giả: Trần Trọng Minh Slide: Các Kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) Tác giả: Ths Hà Xuân Hà Điện tử tương tự Tác giả: Nguyển Trinh Đường Lê Hải Sâm Lương Ngọc Hải Nguyễn Quốc Cường 5.Datasheet linh kiện MOSFET IRF540,IRF9540 Transistor 2N3904 IC AT89S52 22 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 23 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 24 [...]... transistor: = Ta có dòng điều khiển transistor: →R11 = = (với x là độ rộng xung điều khiển PWM. ) - Độ rộng xung điều khiển x: Điện áp tối thiểu để động cơ hoạt động được là 3V,ở đây ta dùng điện áp 12V làm nguồn,vậy độ rộng xung tối thiểu là: X1=(3/12).100%=25% - Do vậy để động cơ hoạt động tốt và vùng thay đổi tốc độ rõ rệt ta chọn 3 cấp độ rộng xung là 40%,60% và 80% - Để transistor hoạt động đóng cắt hiệu... là Ug > Ungưỡng + Us.Trong đó,để điều khiển động cơ hiệu quả,MOSFET phải hoạt động ở chế độ bão hòa,khi đó MOSFET mở hoàn toàn,điện áp rơi giữa cực D và S rất nhỏ có thể coi Ud=Us.Vậy ta cần 1 điện áp nhỏ hơn đất hoặc lớn hơn nguồn cấp cho động cơ để điều khiển đóng mở MOSFET hoàn toàn khi mắc như trên(Hình 7) Chọn MOSFET: - Động cơ có Ihđ= 0,3-2,4 A.Dây quấn động cơ có thể chịu được dòng Imax = 2,5... Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội III.THIẾT KẾ MACH 1 Lựa chọn linh kiện -phương án thiết kế mạch lực: Ta có đối tượng cần điều khiển là động cơ một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu có thông số:  Uhđ =3-24V  Ihđ=0.3-2,4 A  Rư=10 Ω Do những yêu cầu đề tài chúng em chọn mạch cầu H dùng 4 MOSFET để làm mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều Mạch cầu H sẽ sử dụng 2 MOSFET kênh P ở vị trí L1,R1,2 MOSFET... d.Nguyên lí hoạt động +MOSFET hoạt động ở 2 chế độ đóng và mở +MOSFET có 2 loại là MOSFET kênh N và kênh P - Đối với kênh P :Chế độ làm vi c bình thường Uds  >0 MOSFET mở dẫn dòng từ D→S Khi Ugs≤ MOSFET khóa Xung. .. loại vi điều khiển 8 bit b Cấu trúc bus Bus địa chỉ của họ vi điều khiển 8051 gồm 16 đường tín hiệu ( thường gọi là bus địa chỉ 16 bit) Với số lượng bit địa chỉ như trên, không gian nhớ của chip được mở rộng tối đa là 65536 địa chỉ, tương đương 64K Bus dữ liệu của họ vi điều khiển 8051 gồm 8 đường tín hiệu ( thường gọi là bus dữ liệu 8 bit), đó là lý do tại sao nói 8051 là họ vi điều khiển 8 bit Với độ. .. 11 = 16 kΩ = 100 18 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2.Thiết kế mạch điều khiển Hình 10:Mạch điều khiển Mạch điều khiển sử dụng IC AT89S52 làm mạch tạo xung vuông điều khiển ra ở port 2 như hình 10  3 phím bấm button nối với các port 1.0 ;1.1 ;1.2 để thay đổi 3 cấp độ rộng xung  1 phím bấm button nối với port 3.2 để đảo chiều động cơ 3.Code cho IC AT89S52 Org 0000h Sjmp main Org 0003h Cpl a mov p2,#00h... cắt hiệu quả thì :  Nó phải hoạt động ở chế độ bão hòa,hay < ( là hệ số khuếch đại tĩnh ) 17 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội  Vì Transistor là phần tử điều khiển cấp áp đóng mở cho MOSFET lên nó phải hoạt động linh hoạt,do vậy tuy hoạt động ở chế độ bão hòa nhưng không được quá sâu,hay: = (1,2 1,5) Hình 9:Bảng tra hệ số khuếch đại tĩnh theo dòng Ic Vậy ta có hệ phương trình : = (1,2 1,5) - = - R11≥... yêu cầu MOSFET kênh N ta có thể điều khiển đóng cắt trực tiếp bằng áp 0;5V Do điều khiển bằng vi xử lý 89S52 có dòng ra port 2 max = 15mA để tránh dòng dò MOSFET làm cháy vi xử lý, lắp thêm trở R2, R4 có giá trị: (R2,R4)min= = 333 ( Trên thực tế nên mắc trở lớn, chọn R2, R4 có giá trị 1KΩ) 2 MOSFET kênh P để khóa cần áp 12V nên dùng 2 Transistor lưỡng cực BJT tăng áp điều khiển Yêu cầu transistor: chịu... dòng từ D→S Khi Ugs≤ MOSFET khóa Xung điều khiển PWM ở đây ta dùng vi xử lý AT89s52 để điều khiển đóng mở MOSFET 12 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 5.Tìm hiểu về vi điều khiển AT89S52 a Giới thiệu về AT89S52 Bắt đầu xuất hiện năm 1980, trải qua gần 30 năm, hiện đã có tới hàng trăm biến thể được sản xuất bởi 20 hãng khác nhau, ví dụ như: ALMEL, Texas Instrument, … Tại Vi t Nam, các biến thể của hãng ALMEL... kênh P ở vị trí L1,R1,2 MOSFET kênh N ở vị trí L2,R2(Hình 6).nguyên nhân:  Mạch cầu H được cấp xung điều khiển PWM bởi vi xử lý AT89s52 lên có điện áp điều khiển lớn nhất là 5V,khi ta sử dụng MOSFET kênh P ở vị trí L2,R2 hoặc sử dụng MOSFET kênh N ở vị trí L1,R1 thì sẽ rất khó khăn để tạo ra nguồn điều khiển đóng mở chúng Hình 7:Cách mắc MOSFET không hiệu quả 15 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội  Từ