CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MẠCH

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lí khối nguồn

-Xuất phát từ các linh kiện trong mạch điện như các IC số có nguồn nuôi là 5Vvà động

cơ bước có nguồn nuôi là 12V.Chúng em đã thiết kế bộ nguồn một chiều 5V và 12V

như sau:

-Bộ nguồn gồm có 1 biến áp 220V-15V ,1 IC 7805.1 IC7812 và các điện trở ,tụ lọc

cần thiết.

*Tính toán cho các linh kiện:

-Do biến áp có chỉ số đầu ra là 15V và dòng điện là 1A.Mạch được rẽ làm 2 nhánh suy

ra mỗi nhánh có điện áp 15V và dòng bằng ½ dòng chính và bằng 0,5A.

-Khi đi qua 7805 và 7812 dòng đầu ra được duy trì ở mức 1A.

Page 21

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

3.4 Sơ đồ nguyên lí khối tạo dao động

Hình 3.3 Sơ đồ khối tạo xung

3.5 Sơ đồ nguyên lí của khối điều khiển

Hình 3.4 Sơ đồ khối điều khiển

Đối với trường hợp động cơ quay thuận :

– Khi cấp tín hiệu xoay chiều 220v qua máy biến áp đưa ra những tín hiệu điện áp

xoay chiều nhỏ hơn là 0v,6v,9v,12v,15v,18v,24v…

Page 22

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

– IC 7805 có tác dụng ổn định điện áp chuẩn +5v

– NE555 là IC tạo xung vuông

– Op 817 có tác dụng để ngăn cách nguồn điện áp +5v cấp cho động cơ và điện áp

+12v cấp cho động cơ bước, các đầu ra của OP 817 được cấp vào 4 chân của động cơ

bước. Mục đích để bảo vệ khối điều khiển chánh khỏi các sự cố như cháy; chập; tăng

áp…

– IC 74194 là IC dùng để đếm tiến đếm. Chân 2 là chân quay thuận, chân 7 là chân

quay ngược. Khi đưa xung Clk vào chân 11 và chân 9 nối dương nguồn thì bộ đếm sẽ

quay thuận. Và ngược lại khi đưa xung vào chân 11 và chân 10 nối dương nguồn thì

IC sẽ quay ngược

Khi có nguồn cung cấp cho mạch, ta thực hiện ấn nút start, khi đó ở đầu ra của ic

7402 có tín hiệu ở mức 1 kích vào chân số 4 của NE555, lúc này chân số 3 của NE555

có tín hiệu kích vào chân số 11 của ic 74194, đã có xung kích nhưng đầu ra của ic

74194 chưa có tín hiệu. Khi ta ấn nút ON1 thì đầu ra của ic 74194 có tín hiệu đưa ra

cho khối điều khiển động cơ. Tương tự ta ấn nút ON2 thì ic 74194 của mạch điều

khiển động cơ số 2 hoạt động, đưa tín hiệu ra vào khối khuếch đại tín hiệu điều khiển

động cơ số 2, ấn nút ON3 thì đầu ra của ic 74194 có tín hiệu đưa ra cho khối điều

khiển động cơ số 3.

Khi ấn nút stop cả ba động cơ dừng hoạt động.

3.6 Khối động cơ

3.6.1 Nguyên lí hoạt động của khối khuếch đại

Khối khuếch đại dùng 8 transistor công suất tip41 và 4 opto pc817

– Op 817 có tác dụng để ngăn cách nguồn điện áp +5v cấp cho động cơ và điện áp

+12v cấp cho động cơ bước, các đầu ra của OP 817 được cấp vào 4 chân của động cơ

bước. Mục đích để bảo vệ khối điều khiển chánh khỏi các sự cố như cháy; chập; tăng

áp…

– Tip41 có tác dụng ngăn cách nguồn điện áp +5v cung cấp cho IC và điện áp +12v

cấp cho động cơ bước

3.6.2 Khối động lực

Động cơ bước được sử dụng ở đây là động cơ nam châm vĩnh cửu với 1,8 0 / step và

Uđm=4V,Iđm= 1,7A

Công suất cực đại của động cơ:Pmax=U.I=4.1,7=6,8 W

Do vậy ta có thể chọ U= 5V và I=1A

=> Công suất động cơ là P=5.1=5 W

Page 23

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

3.7 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch

Khi cấp nguồn 220v vào cuộn sơ cấp của máy biến áp nhằm hạ áp xuống còn 12v

nguồn điên xoay chiều. Tiếp tục cho qua khối chỉnh lưu điện áp 12v xoay chiều

chuyển thành điện áp một chiều đi qua tụ gốm để lọc phẳng, cho qua IC7805 để tạo

thành điện áp chuẩn +5v cấp cho ICNE555

ICNE555 có tác dụng tạo xung cấp cho IC 74LS194 có thể đếm tiến đếm lùi nhằm

đảo chiều động cơ

Chân 2 là chân quay thuận, chân 7 là chân quay ngược. Khi đưa xung Clock vào

chân 11 và chân 9 nối dương nguồn thì bộ đếm sẽ quay thuận .

TIP41C có tác dụng dùng để ngăn cách nguồn điện áp +5v cấp cho ic và điện áp +12v

cấp cho động cơ bước

-Các đầu ra C của Tip41 được cấp vào 4 chân của động cơ bước

– Dải tín hiệu của động cơ bước khi quay thuận:

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 0

1 0 0 0

-Và ngược lại khi đưa xung vào chân 11 và chân 10 nối dương nguồn thì IC sẽ quay

ngược

-Dải tín hiệu của động cơ bước khi quay ngược:

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 0

0 0 0 1

Khi có nguồn cung cấp cho mạch, khi đó tín hiệu đầu ra của IC 7805 kích vào chân

số 4 của NE555, lúc này chân số 3 của NE555 có tín hiệu kích vào chân số 11 của ic

Page 24

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

74194, đã có xung kích nhưng đầu ra của ic 74194 chưa có tín hiệu. Khi ta gạt nút đế

thì đầu ra của ic 74194 có tín hiệu đưa ra cho khối điều khiển động cơ. Tương tự ta

gạn nút đế theo chiều ngược lại thì ic 74194 của mạch điều khiển động sẽ đảo chiều

Hình 3.6 Sơ đồ board toàn mạch

Page 25

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

4.1 Ưu ,nhược điểm của sản phẩm

a)Một số ưu điểm của động cơ bước

-Mô men ở chế độ giữ lớn

-Điều khiển dễ dàng, chính xác, động cơ bước có độ chính xác 3-5 % của mỗi bước và

không tích lũy sai số sang bước tiếp theo

-Dễ dàng khởi động, dừng và đảo chiều quay của động cơ

– Chế tạo động cơ đơn giản, ít tốn kém, dễ điều khiển -Tốc độ quay tỉ lệ tần số xung

đầu vào.

b)Một số khuyết điểm của động cơ bước

-Rất khó hoạt động ở tốc độ cao

-Cần phải chế tạo bộ điều khiển nên tốn chi phí

4.2 Kết luận quá trình làm việc

*Trong quá trình thưc hiện đồ án,chúng em gặp một vài khó khăn như:

-Đôi lúc làm việc nhóm chưa tốt

-Kỹ năng vẽ mạch chưa tốt lắm

-Kỹ năng in mạch còn kém

– Hàn mạch vẫn còn xấu,….

-Khi làm mạch đôi lúc còn chưa được cẩn thận,…

*Cách khắc phục

-Cần làm việc một cách cẩn thận và tỉ mỉ hơn

-Phải rèn luyện thêm cách in mạch,vẽ mạch,hàn mạch,..

4.3 Hướng phát triển

Trong điều khiển truyền động kĩ thuật số,động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc

biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra.Chúng được sử dụng

ngày càng rộng rãi trong hệ thống tự động,điều khiển từ xa và nhiều thiết bị khác nổi

bật là trong các lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng,ổ mềm và máy in trong hệ thống

máy tính,điều khiển robot,điều khiển tiêu cự trong quang học,điều khiển vị trí trong hệ

quang khắc phức tạp,điều khiển bắt bám mục tiêu trong khí tài quan sát,điều khiển lập

Page 26

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

trình trong các thiết bị gia công,cắt gọt,điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều

trong máy bay……

Sau cùng, một lần nữa em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Tiến Dũng cùng

các thầy cô trong khoa Điện- Điện Tử đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian

làm đồ án.

Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù đã chúng em đã cố gắng để hoàn thành

tốt, xong vì trình độ của bản thân có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu xót.

Chúng em rất mong các thầy cô giáo tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến để đề tài

được hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Nhóm sinh viên thực thiện

Nguyễn Trung Nhất

Hoàng Thị Quỳnh

Page 27

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

Hình ảnh sản phẩm thực tế

Page 28

Trường ĐHDPKT Hưng Yên

Khoa: Điện –Điện Tử

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1] Nguyễn Tấn Phước – Điện tử căn bản – NXB TP Hồ Chí Minh – 2002

[2] Nguyễn Thúy Vân – Thiết kế mạch logic số – NXB Khoa học và Kỹ thuật – 2000

[3] Trương Văn Tám – Mạch điện tử 1,2 – Đại học Cần Thơ – 2005

[4] Đỗ Xuân Thụ – Dụng cụ bán dẫn – Đại học Bách Khoa HN-1996

[5] Tìm hiểu qua mạng internet

Page 29

Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử