TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ======o0o====== BÁO CÁO TÌM HIỂU BỘ ĐIỀU TỐC ĐIỆN TỬ ESC VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BRUSHLESS DC Sinh viên : Lê Sỹ Cường MSSV : 20090404 Lớp : ĐTVT 11- K54 Hà Nội, 3/2013 MỤC LỤC MỤC LỤC 1.Khái niệm động Brushless DC điều tần điện tử ESC 2.Chế độ hoạt động ESC 2.1Các chức 2.2Cài đặt .6 3.Các bước để tạo xung PWM 4.Tài liệu tham khảo 11 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Khái niệm động Brushless DC điều tần điện tử ESC BrushLess DC (BLDC) loại động có tốc độ cao, momen lớn, khối lượng nhỏ, có hiệu suất cao gây tiếng ồn thích hợp dùng cho mô hình máy bay cỡ nhỏ BLDC thực động chiều mà loại động đồng nam châm vĩnh cửu không chổi than ( hay động xoay chiều ba pha đồng bộ) có yêu cầu cao lượng cung cấp (dòng tiêu thụ 20-30A) Vì vậy, ta sử dụng nguồn điện pin chiều để cấp nguồn trực tiếp cho động BLDC được, ta phải dùng thêm điều tốc điện tử ESC (Electronic Speed Controller) có chức thay đổi dòng điện cấp nhận tín hiệu điều biến độ rộng xung PWM để điều khiển động BLDC Hình Động Brushless điều tốc ESC ESC có ba dây đầu vào có hai dây nguồn cấp từ pin dây lại tín hiệu điều khiển từ mạch trung tâm thường tín hiệu PWM Xung PWM có chu kì lớn từ 16-25ms, tín hiệu có ý nghĩa khoảng 2ms đầu tiên, phần lại dùng để đồng Tín hiệu mức cao mức 1ms ứng với mức tốc độ thấp dùng để kích thích động hoạt động, mức 2ms ứng với tốc độ cao Do vậy, tần số đáp ứng ESC dùng PWM thường chậm với khoảng 50Hz Và đầu ESC nối với động có ba dây tương tự đầu vào Chế độ hoạt động ESC Trong phần này, em xin giới thiệu cụ thể loại ESC ESC SkyWalker 40A 2.1 Các chức Các chức bôi đen mặc định sẵn • Brake Setting : Enable / Disable − Enable : Khi ngắt ga phanh động không cho cánh quạt quay Dùng cho máy bay cánh tàu lượn − Disable : Tắt chức năng, dùng cho trực thăng • Battery Type : Lipo / NiMH • Low Voltage Protection Mode : Soft Cut – Off / Cut - Off Chế độ bảo vệ pin điện áp đến mức ngưỡng tối thiểu, ngăn chặn xả pin điện áp thấp cho phép làm hỏng pin Khi điện áp pin xuống thấp, chế độ hoạt động − Soft Cut – Off : ga giảm từ từ − Cut – Off : ESC ngắt hẳn điện áp cấp cho động • Low Voltage Protection Threshold : Low / Medium / High Chế độ dùng để thiết lập mức điện áp ngưỡng thấp dùng bảo vệ pin theo chế độ Low Voltage Protection : − Lipo : Ba mức ứng với 2.85V / 3.15V / 3.3V VD : Đối với pin lipo 3S, thiết lập mức medium điện áp ngắt : 3*3.15V = 9.45V − NiMH : 0% / 50% / 65% VD : Đối với pin NiMH cell sạc đầy thiết lập medium điện áp cắt công suất : 1.44*6*50% = 4.32V • Start Mode : Normal / Soft / Super – Soft (300ms / 1.5s / 3s) − Normal : Dùng cho máy bay cánh − Soft / Super – Soft : Dùng cho trực thăng, khởi động từ từ động • Timing : Low / Medium / High Thông thường, chế độ Low thích hợp cho động cơ, chế độ High dùng cần tốc độc cao 2.2 Cài đặt • Chế độ chỉnh cần throttle : 1) Bật máy phát ( Tx), đặt cần throttle vị trí cao 2) Bật điện ESC, chờ khoảng 2s 3) Khi nghe tiếng “Bip – Bip” báo hiệu vị trí cao cần throttle xác định 4) Kéo cần throttle xuống mức thấp nhất, có loạt tiếng “Bip-” tương ứng với số cell pin 5) Một tiếng “Bip ” dài báo hiệu vị trí thấp cần throttle xác định, ESC sẵn sàng hoạt động • Chế độ cài đặt : 1) Vào chế độ cài đặt : − − − 2) => Bước 2) Bât máy phát (Tx), đặt throttle vị trí cao nhất, bật điện ESC Chờ 2s, động kêu “Bip – Bip” Chờ tiếp 5s, nhạc hiệu “56712” báo hiệu chế độ cài đặt mở Chọn mục cài đặt : => Bước 3) | Bước 4) (Thoát) Sau chế độ cài đặt mở, ESC dùng âm để báo chức theo thứ tự định bên dưới, gạt cần throttle xuống vòng 3s − − − − − − − − 3) chọn chế độ : “Bip – ” Phanh “Bip – Bip” Kiểu pin “Bip – Bip – Bip” Chế độ Cutoff “Bip – Bip – Bip – Bip” Chế độ Cutoff threshold “Bip -” Chế độ khởi động “Bip - Bip” Timing “Bip - Bip – Bip –” Thiết lập theo mặc định “Bip - Bip -” Thoát Thiết lập giá trị cho mục cụ thể : => Bước 2) => Bước 4) Nếu chọn chế độ cài đặt ta thiết lập chế độ theo bảng dưới, có báo hiệu “1515” giá trị thiết lập lưu : Phanh Kiểu Pin Chế độ Cutofff Chế độ Cutoff threshold Chế độ khởi động Timing Bip OFF LIPO SOFT - CUT LOW NORMAL LOW Bip - Bip ON NIMH CUT - OFF MEDIUM SOFT MEDIUM Bip – Bip - Bip X X X HIGH SUPER SOFT HIGH 4) Chế độ thoát : − Trong bước 3, báo hiệu “1515” gạt cần throttle xuống chọn thoát − Trong bước 2, sau tiếng “Bip - Bip -” gạt cần throttle thoát Các bước để tạo xung PWM Trong báo cáo này, em xin nêu bước lập trình vi điều khiển LM3S811 KIT EK-LM3S811 xuất xung PWM để thực điều khiển động Brushless DC (BLDC) hoạt động VĐK LM3S811 có hai phương pháp tạo xung PWM dùng khối TIMER khối PWM, phần em trình bày cách dùng khối PWM Tín hiệu PWM cung cấp cho ESC PWM 50Hz, để tùy chỉnh tốc độ quay động cần thay đổi độ rộng xung PWM khoảng từ 1-2ms Để sử dụng khối PWM, ta phải khai báo thư viện pwm.h Sau đó, làm theo bước sau: Hình Các bước lập trình khối PWM 1) Thiết lập tần số làm việc đưa vào PWM : SysCtlPWMClockSet(SYSCTL_PWMDIV_n1); • n1 = {1, 2, 4, 16, 32, 64} : tần số đưa vào PWM thương clock hệ thống với n1 2) Khai báo sử dụng khối ngoại vi : SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_PWM); SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOp); • p = {B , D, E} : Chọn port PWM 3) Thiết lập chân xuất tín hiệu PWM : GPIOPinTypePWM(GPIO_PORTp_BASE, GPIO_PIN_n2); • p = {B, D, E} : Chọn port để sử dụng chức PWM • n2 = {0, 1, 2, 3, 4, 5} : Chọn số thứ tự chân tín hiệu 4) Thiết lập chế độ hoạt động cho khối ngoại vi PWM : PWMGenConfigure(PWM_BASE,PWM_GEN_g,PWM_GEN_MODE_DOW N | PWM_GEN_MODE_NO_SYNC); • g = {0, 1, 2} • PWM_GEN_MODE_DOWN : chế độ đếm xuống, thường hay sử dụng Ngoài ra, có chế độ PWM_GEN_MODE_UP_DOWN • PWM_GEN_MODE_NO_SYNC : chế độ không đồng 5) Tạo tín hiệu tần số 50Hz : • Cách : − Khai báo biến kiểu unsigned long lưu giá trị độ rộng xung 50Hz : ulPeriod = SysCtlClockGet()/50; Với hàm SysCtlClockGet() trả lại độ rộng xung 1Hz − Thiết lập xung 50Hz : PWMGenPeriodSet(PWM_BASE, PWM_GEN_g, ulPeriod); • Cách : PWMGenPeriodSet(PWM_BASE, PWM_GEN_g, n3); Với n tính theo công thức sau : n3 = VD: Tần số PWM 6MHz giá trị n3 tương ứng là: N3 = = 120000 6) Điều chỉnh xung có độ rộng tùy chỉnh để điều khiển tốc độ động : • Cách : (Tương ứng cách - bước 5) PWMPulseWidthSet(PWM_BASE, PWM_OUT_n2, ulPeriod/20); Xuất xung có độ rộng 1ms Vì xung 50Hz có độ rộng 20ms; nên xung 1ms có độ rộng ulPeriod/20 • Cách : (Cách – bước 5) PWMPulseWidthSet(PWM_BASE,PWM_OUT_n2,PWMGenPeriodGet(PW M_BASE,PWM_GEN_g)/20); 7) Xuất xung PWM : PWMOutputState(PWM_BASE, PWM_OUT_n2_BIT, true); PWMGenEnable(PWM_BASE, PWM_GEN_g); 10 Tài liệu tham khảo - Tìm tài liệu Google từ khóa : Manual of Brushless Motor Speed Controller http://xommohinh.com/dong-co-servo-esc-gyro/2095-huong-dan-su-dung-dieu- - toc-dien.html http://mohinhdieukhien.com/forum-17.html http://dc376.4shared.com/doc/cizUCvBn/preview.html http://haiduongdancesport.com/forum/showthread.php?t=782 Code mẫu có StellarisWare Các tài liệu đính kèm thư mục 11 [...]...4 Tài liệu tham khảo - Tìm tài liệu trên Google từ khóa : Manual of Brushless Motor Speed Controller http://xommohinh.com/dong-co-servo -esc- gyro/2095-huong-dan-su-dung-dieu- - toc-dien.html http://mohinhdieukhien.com/forum-17.html http:/ /dc3 76.4shared.com/doc/cizUCvBn/preview.html http://haiduongdancesport.com/forum/showthread.php?t=782 Code mẫu có trong ... cho động BLDC được, ta phải dùng thêm điều tốc điện tử ESC (Electronic Speed Controller) có chức thay đổi dòng điện cấp nhận tín hiệu điều biến độ rộng xung PWM để điều khiển động BLDC Hình Động. .. niệm động Brushless DC điều tần điện tử ESC BrushLess DC (BLDC) loại động có tốc độ cao, momen lớn, khối lượng nhỏ, có hiệu suất cao gây tiếng ồn thích hợp dùng cho mô hình máy bay cỡ nhỏ BLDC...MỤC LỤC MỤC LỤC 1.Khái niệm động Brushless DC điều tần điện tử ESC 2.Chế độ hoạt động ESC 2.1Các chức 2.2Cài đặt