Đang tải... (xem toàn văn)
Mạch đo và hiển thị tốc độ động cơ dùng encoder bằng các IC số
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚN MÔN KỸ THUẬT SỐ MẠCH ĐO VÀ HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ Giáo viên hướng dẫnNguyễn Thu Hà Sinh viên thực hiện !"# $%&'&()* + Lời nói đầu ",(-./012345"-%676869, :%-;,<--=>,?-12,5@34A98$A B$C-#,$3?%67D-E"-(-C<FB@ "59<G,-34-H-6I-,---.=J-<K 6L5<=B@,-MNC $3?%67D-E"1<"O-F5P-N(=5(F5(QF3?% 6"--=1(5(Q59,5"-5%.5BJ--R-E"-- (4S57-E",(-3Q/0--=1(5(Q=-<--(4 =<,5"/TF%T,58-UA--"<T V"@"O-%,W7F-IX595BJ-=KX,$O-12 34,5<=B@Y-MNC&7%/0=ZC,$?-C-E"O- -IXN%=$[[C1C-%\5<,7]4-58 58-T^-H_`-</X6++Aa,bF1<M5<=++++Aa%Ic07 d5:-IX-O58-T-H4-58 +,ba%I.,$ +++Aa %I,eC5<f /<1C -b-CF=("1M<-H$-b-H G3"3HcIX6<RF-<-M,I%5g-IX <(N%=$ cIXA-:-MTh Ch ương I: Nguyên lí đo tốc độ động cơ Các phương pháp đo tốc độ động cơ. " Dùng encoder. Encoder là thiết bị cơ điện dùng để chuyển đổi vị trí góc hay chuyển động của 1 trục thành tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số. Encoder được chia làm 2 loại, encoder tuyệt đối và encoder tương đối. Phân loại encoder: - encoder trục. - encoder lỗ. - encoder bánh xe,. - encoder tay quay. Hình ảnh thực tế của encoder. N Dùng máy phát tốc Máy phát tốc là một máy phát điện. Cấu tạo gồm rotor và Stator. Rotor thường là nam châm vĩnh cữu. Máy phát tốc được lắp ở trục động cơ. Khi trục động cơ quay, thì rotor của máy phát tốc cũng quay, phía Stator của máy phát tốc sẽ có điện áp. Người ta trích lấy điện áp đó để cung cấp cho mạch kiểm soát tốc độ của động cơ. Nguyên lí đo tóc độ động cơ trong bài. Nguyên lí đo: từ số xung đo được trên encoder trong vòng 1 phút hoặc 1 giây và số xung mà encoder đếm được trên 1 vòng quay ta suy ra được tốc độ của động cơ. Sơ đồ cấu trúc mạch đo tốc độ động cơ. Bộ tạo xung thời gian chuẩn Chương II: Thiết kế mạch đo và hiển thị tốc độ động cơ 1.Các linh kiện sử dụng trong mạch thiết kế -Mạch được thiết kế bởi những linh kiên sau: • Led 7 thanh dung làm cơ cấu hiển thị • IC giải mã 74LS47 Đếm xung Encoder Bộ Nhân Bộ Mã Hóa Bộ Giải Mã Khối Hiển Thị (led 7 thanh) • IC đếm mã nhị phân 74LS90 • IC 555 tạo xung với tần số đáp ứng mạch đo • Cổng logic AND • IC4017 dùng để định thời gian và tạo dộ trễ hiển thị • IC4013 dùng để chốt dữ lieu. Led 7 thanh Ta có 1 số hình ảnh kết cấu led 7 thanh Led 7 thanh có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh đc xếp heo hình số 8 và một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu “chấm” tròn nhỏ ở dưới góc bên phải của led 7 thanh. 8 led đơn trên ted 7 thanh có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau tạo thành 2 loại led 7 thanh: - Anode chung (cực + chung): đầu (+) chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn. Led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức thấp - Cathode chung (cực – chung): đầu (-) chung được nối xuống Ground (hay mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức cao IC giả mã 74LS47 &:=icả91U6-<`j"<- Ứ/ụ1"-ầệị3ố6=X/j"6<ạ- 3ố1-ầ/#,Aử=Z<ặ-ốeế1ệ-: Vơ đồ chân Sơ đồ điều khiển Các thức hoạt động: - Sơ đồ nguyên lý: Như sơ đồ trên, trong đó A,B,C,D ( Nối với Vi xử lý, mạch số counter,…), BI/RBO,RBI,LT ( chân điều khiển của 7447, tùy thuộc vào nhu cầu sẽ nối khác nhau), Chân QA,QB,QC,QD,QE,QF,QG nối lần lượt với chân a,b,c,d,e,f,g của led 7 thanh anot chung. - Mô tả cách thức hoạt động như sau: PORT A,B,C,D : đầu vào của 7447, nhận các giá trị theo nhị phân (BCD) từ 0 tới 15, tương ứng với mối giá trị nhận được sẽ giải mã ra đầu ra Q tương ứng. PORT QA-QG : Nối trực tiếp LED 7 thanh với QA=a,QB=b,QC=c,QD=d,QE=e,QF=f,QG=g, giá trị hiển thị trên LED 7 thanh phụ thuộc vào giá trị đầu vào PORTA,B,C,D theo bảng sau; Bảng chân lý của 7447: IC 74LS90 IC 7490 thuộc họ TTL có công dụng đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa BCD. Cứ mỗi một xung vào thỉ nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra bốn chân. Khi đếm đến 10 tự nó sẽ reset và trở về ban đầu. IC này có ứng dụng rộn g trong các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong các mạch chia tần số. • Hình dạng và sơ5ồ chân. Bốn chân thiết lập R0(1) (chân số 2), R0(2) (chân số 3), R9(1) (chân số 6), R9(2) (chân số 7) Khi đặt R0(1)= R0(2)= H (ở mức cao) thì bộ đếm được xóa về 0 và các đầu ra ở mức thấp. [...]... Khi động cơ quay đồng thời làm encoder cũng quay theo và tạo ra 1 dãy xung Encoder này có số xung/vòng là xác định.Do vậy để xác định được tốc độ quay của động cơ ta chỉ việc xác định số xung mà encoder tạo ra trong 1s hoặc 1 phút là ta có thể xác định tốc độ • của động cơ đạt được Trong mạch trên khi encoder tao xung ta sẽ có 1 mạch để đếm số xung và định thời gian reset trong 1s hoặc 1 phút Mạch. .. lầ độ trễ hiển thị số xung encoder và mỗi lần reset của IC4017 thi mạch đếm cũng reset đếm lại từ đầu (ghi chú: (*) Theo đề bài thì nhóm em sẽ thực hiện đo tốc độ động cơ thông qua đó số xung tạo ra trong 1 phút (hoặc 1 giây) Số xung sẽ được hiển thị trên dãy led Vì encoder tạo 100 xung/ vòng nên để đọc được số vòng thì ta sẽ đọc số xung hiển thị trên led chia 100 hay nói cách khác khi đọc hiển thị. .. số hiển thị trên 2 led cuối cùng là 2 số thập phân sau sấu phẩy "," vậy ta đã đọc được số vòng quay trong 1p hoặc 1s của động cơ (**) Thứ 2 là 2 nút start và stop.Ở bài này chúng em thiết kế 1 bộ nguồn riêng cấp điện cho các IC Nhưng vì trong proteus đã mặc định cho các IC hoạt động sắn không cần nguồn nên nút start và stop Nhưng nếu đấu mạch trên thực tế thì phải 2 nút start và stop sẽ hoạt động và. .. dụng mạch tạo xung bằng IC555 với 2 chế độ là tạo xung với chu kì 1s và 1 phút(60s) Trong mạch này có 1 công tắc kép làm nút nhấn mode là SW2 nó dung để chuyển đổi giữa 2 chế độ định thời trên Mode1 đo chế độ vòng trên phút cho tấn số ra của IC 555 là 0,0167hz tương đương với T= 60s, Mode2 đo chế độ vòng trên • giây cho tần số ra IC 555 là 1 hz tương đương với T=1s Trước hết ta có động cơ có gắn encoder. .. từ encoder phát ra là mạch đếm có chức năng đếm số xung và hiển thị lên led 7 thanh số xung mà encoder phát ra Đầu ra của IC555 được gắn vào chân số 14 (CLK) của IC4017,cứ mỗi 1 xung IC555 phát ra thì 10bit đầu ra của IC4017 sẽ được dịch đi 1 bít từ bit Q0 đến Q9 Trong mạch chân Q2 được gắn với IC74LS90 như hình vẽ, Cổng logic AND được gắn như hinh trên 1 đầu vào được gắn với chân encoder, đầu vào... Chân số 8 là chân nối mass Ngoài các chân nguồn và mass thì IC 4017 có các chân có chức năng hoạt động rất quan trọng là: Chân 15 là chân Master Reset hoạt động tích cực mức thấp o có nhiệm vụ làm các ngõ ra sẽ đếm trở lại về vị trí hoạt động ban đầu Cụ thể khi tích cực mức thấp cho chân 15 hoạt động thì các ngõ ra từ 0 109 sẽ trở về mức thấp, còn ngõ ra 05-9 sẽ trở lại mức cao Chân này hoạt động. .. clock đưa vào IC74LS90 để tạo mạch đếm chạy khi chân Q0 của IC4017 ở trạng thái mức thấp thì mạch đếm dừng lại và hiển thị được số xung encoder phát được trong 1s hoạc 1 phút mà ta đã định sẵn Mạch hiển thị lên led 7 thanh này sẽ được giữ nguyên cho đến khi chân Q2 ở mức cao Chân Q2 được nối với chân MR để tạo reset IC4017 sẽ dịch bít mức cao Khi chân Q2 ở mức cao thì chân MR cũng ở mức cao và IC4017... và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC + Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng. .. Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung + Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp .Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc + Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và. .. hoạt động hoàn toàn độc lập với các chân Clock 14 và 13 Chân 14 là chân xung clock hoạt động tích cực mức cao o Chân này có chức năng đưa xung clock từ bên ngoài vào để cấp cho IC hoạt động o Chân 13 cũng là chân xung clock nhưng hoạt động ở mức thấp Hai chân này có mối liên hệ tương quan như sau: khi ở trạng thái bình thường: chân 14 ở mức cao, chân 13 ở mức thấp thì IC sẽ hoạt động bình thường, các