Điều khiển động cơ bước theo nhiệt độ

[Virgilio]

Download miễn phí Điều khiển động cơ bước theo nhiệt độ

Lời mở đầu

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay các ứng dụng về điều khiển tự động đang trở thành gần gủi với hầu hết mọi người. Là một sinh viên khoa Điện tử viễn thông sau khi đãhọc xong môn Vi xử lý chúng em thiết nghĩ mình có thể làm một số ứng dụng nhỏ về áp dụng những kiến thức về Vi xử lý và các Vi điều khiên thông dụng. Đề tài của bọn em là dựa vào sự biến đổi của nhiệt độ để đưa ra tín hiện điều khiển tốc độ của động cơ bước thông qua một Vi điều khiển thông dụng.
Chúng em xin chân thành Thank thầy Phạm Ngọc Nam đã hết lòng giúp đỡ bọn em trong việc hoàn thành đề tài này.


Chương I


Mở đầu


I. Đặt vấn đề

Ngày nay với sự phát triển của công nghệ vi điện tử các hệ thống điều khiển dần dần được tự động hoà. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, vi điều khiển được ứng dụng vào các lĩnh vực điều khiển thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lý chậm ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước.
Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy, xí nghiệp,việc đo và khống chế nhiệt độ tự động là một yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng. Vì nếu nắm bắt được nhiệt độ làm việc của hệ thống, dây chuyền sản xuất ,giúp ta biết được tình trạng làm việc của các yêu cầu và có những xử lý kịp thời để tránh hư hỏng và giải quyết các xự cố xảy ra.
Để đáp ứng được yêu cầu đo và không chế nhiệt độ tự động, thì có nhièu phương pháp để thực hiện. Nghiên cứu khảo sát các vi xử lý và vi điều khiển, nhóm chúng em đã thấy rằng việc khống chế nhiệt độ bằng động cơ bước có nhiều ưu điểm như: dễ dàng điều khiển vận tốc động cơ để khống chế nhiệt độ nhờ vào quạt gió


Do trong điều kiện hạn chế về kinh tế, thời gian và trình độ nên nhóm chúng em chỉ dừng lại ở việc mô phỏng điều chỉnh vận tốc động cơ tự động theo nhiệt độ môi trường và phần nhiệt độ môi trường này được hiện thị thông qua Led 7 thanh.

II. Mục đích Thiết kế

- Phát huy những thành quả ứng dụng của vi điều khiển và vi xử lý tạo ra những sản phẩm tiên tiến có độ tích hợp cao về công nghệ.
- Việc thực hiện đề tài này giúp chúng em được tiếp cận với thực tế, phát huy những kiến thức đã được học trong môn Vi xử lý.
- Qua đây có thêm nhiều kinh nghiệm giúp ích sau khi ra trường có thể tham gia ngay vào các hoạt động sản xuất trong xã hội.

III . Giới thiệu về nội dung đề tài

1. Đề tài
Điều khiển tốc độ động cơ theo sự biến đổi của nhiệt độ môi trường

2. Chức năng của hệ thống
- Đo, xử lý và hiện thị nhiệt độ của môi trường thông qua hệ thống LED7 thanh.
- Điều khiển tốc độ động cơ bước theo nhiệt độ của môi trường. Khi nhiệt độ tăng thì vận tốc động cơ (cánh quạt ) tăng và khi nhiệt độ giảm tốc độ giảm. Động cơ có khả năng đảo chiều quay để phục vụ nhiều mục đích khác nhau.

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/25/dieu_khien_dong_co_buoc_theo_nhiet_do.PECptOtY3Y.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-31217/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
-------------------o0o----------------
BµI TËP LíN
M«n: Vi xö lý
§Ò tµi: §iÒu khiÓn ®éng c¬ b­íc theo nhiÖt ®é
Gi¸o viªn h­íng dÉn: ThÇy Ph¹m Ngäc Nam
Sinh viªn thùc tËp: Nhãm 5_§T9K47
1.NguyÔn Sü Dòng (nt)
2.NguyÔn Minh §øc
3.NguyÔn TiÕn Dòng
4.TrÞnh Hoµng Long
5.§µo TrÇn Hïng
6.NguyÔn TuÊn Anh
Hà Nội.11/2005
Lêi më ®Çu
Trong cuéc sèng hiÖn ®¹i ngµy nay c¸c øng dông vÒ ®iÒu khiÓn tù ®éng ®ang trë thµnh gÇn gñi víi hÇu hÕt mäi ng­êi. Lµ mét sinh viªn khoa §iÖn tö viÔn th«ng sau khi ®· häc xong m«n Vi xö lý chóng em thiÕt nghÜ m×nh cã thÓ lµm mét sè øng dông nhá vÒ ¸p dông nh÷ng kiÕn thøc vÒ Vi xö lý vµ c¸c Vi ®iÒu khiªn th«ng dông. §Ò tµi cña bän em lµ dùa vµo sù biÕn ®æi cña nhiÖt ®é ®Ó ®­a ra tÝn hiÖn ®iÒu khiÓn tèc ®é cña ®éng c¬ b­íc th«ng qua mét Vi ®iÒu khiÓn th«ng dông.
Chóng em xin ch©n thµnh c¸m ¬n thÇy Ph¹m Ngäc Nam ®· hÕt lßng gióp ®ì bän em trong viÖc hoµn thµnh ®Ò tµi nµy.
Ch­¬ng I
Më ®Çu
I. §Æt vÊn ®Ò
Ngµy nay víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ vi ®iÖn tö c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn dÇn dÇn ®­îc tù ®éng hoµ. Víi nh÷ng kü thuËt tiªn tiÕn nh­ vi xö lý, vi ®iÒu khiÓn…®­îc øng dông vµo c¸c lÜnh vùc ®iÒu khiÓn th× c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ khÝ th« s¬, víi tèc ®é xö lý chËm Ýt chÝnh x¸c ®­îc thay thÕ b»ng c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng víi c¸c lÖnh ch­¬ng tr×nh ®· ®­îc thiÕt lËp tr­íc.
Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ë c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp,viÖc ®o vµ khèng chÕ nhiÖt ®é tù ®éng lµ mét yªu cÇu hÕt søc cÇn thiÕt vµ quan träng. V× nÕu n¾m b¾t ®­îc nhiÖt ®é lµm viÖc cña hÖ thèng, d©y chuyÒn s¶n xuÊt …,gióp ta biÕt ®­îc t×nh tr¹ng lµm viÖc cña c¸c yªu cÇu vµ cã nh÷ng xö lý kÞp thêi ®Ó tr¸nh h­ háng vµ gi¶i quyÕt c¸c xù cè x¶y ra.
§Ó ®¸p øng ®­îc yªu cÇu ®o vµ kh«ng chÕ nhiÖt ®é tù ®éng, th× cã nhiÌu ph­¬ng ph¸p ®Ó thùc hiÖn. Nghiªn cøu kh¶o s¸t c¸c vi xö lý vµ vi ®iÒu khiÓn, nhãm chóng em ®· thÊy r»ng viÖc khèng chÕ nhiÖt ®é b»ng ®éng c¬ b­íc cã nhiÒu ­u ®iÓm nh­: dÔ dµng ®iÒu khiÓn vËn tèc ®éng c¬ ®Ó khèng chÕ nhiÖt ®é nhê vµo qu¹t giã…
Do trong ®iÒu kiÖn h¹n chÕ vÒ kinh tÕ, thêi gian vµ tr×nh ®é nªn nhãm chóng em chØ dõng l¹i ë viÖc m« pháng ®iÒu chØnh vËn tèc ®éng c¬ tù ®éng theo nhiÖt ®é m«i tr­êng vµ phÇn nhiÖt ®é m«i tr­êng nµy ®­îc hiÖn thÞ th«ng qua Led 7 thanh.
II. Môc ®Ých ThiÕt kÕ
- Ph¸t huy nh÷ng thµnh qu¶ øng dông cña vi ®iÒu khiÓn vµ vi xö lý t¹o ra nh÷ng s¶n phÈm tiªn tiÕn cã ®é tÝch hîp cao vÒ c«ng nghÖ.
- ViÖc thùc hiÖn ®Ò tµi nµy gióp chóng em ®­îc tiÕp cËn víi thùc tÕ, ph¸t huy nh÷ng kiÕn thøc ®· ®­îc häc trong m«n Vi xö lý.
- Qua ®©y cã thªm nhiÒu kinh nghiÖm gióp Ých sau khi ra tr­êng cã thÓ tham gia ngay vµo c¸c ho¹t ®éng s¶n xuÊt trong x· héi.
III . Giíi thiÖu vÒ néi dung ®Ò tµi
§Ò tµi
§iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ theo sù biÕn ®æi cña nhiÖt ®é m«i tr­êng
2. Chøc n¨ng cña hÖ thèng
- §o, xö lý vµ hiÖn thÞ nhiÖt ®é cña m«i tr­êng th«ng qua hÖ thèng LED7 thanh.
- §iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ b­íc theo nhiÖt ®é cña m«i tr­êng. Khi nhiÖt ®é t¨ng th× vËn tèc ®éng c¬ (c¸nh qu¹t ) t¨ng vµ khi nhiÖt ®é gi¶m tèc ®é gi¶m. §éng c¬ cã kh¶ n¨ng ®¶o chiÒu quay ®Ó phôc vô nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau.
Ch­¬ng II
ThiÕt kÕ
NhiÖm vô thiÕt kÕ
ThiÕt m¹ch ®o nhiÖt ®é vµ ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b­íc theo nhiÖt ®é sö dông m¸y tÝnh .VËy ta cÇn tr×nh tù thiÕt kÕ nh­ sau :
+ M¹ch c¶m biÕn
+ Bé chuyÓn ®æi sè t­¬ng tù
+ M¹ch Vi ®iÒu khiÓn
+ Bé gi¶i m· ®Þa chØ vµ hiÖn thÞ nhiÖt ®é th«ng qua LED7
+ ThiÕt kÕ khèi c«ng suÊt cho ®éng c¬
+ ViÕt ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn
S¬ ®å khèi hÖ thèng
Nhiệt độ môi trường
Sensor
ADC
Vi Điều khiển
Khối Công suất
Động cơ Bước
Hiển thị
x
Bé c¶m biÕn ghi l¹i sù thay ®æi nhiÖt ®é cña nguån nhiÖt vµ chuyÓn vÒ ®¹i l­îng ®iÖn.
Bé biÕn ®æi ADC chuyÓn tÝn hiÖu Analog thµnh tÝn hiÖu Digital ®­a vµo M¹ch ghÐp nèi .
Khèi Vi ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô nhËn tÝn hiÖu sè tõ khèi ADC vµ ®­a vµo xö lý cho ra tÝn hiÖu hiÖn thÞ vµ xuÊt xung ®iÒu khiÓn ra khèi c«ng suÊt.
M¹ch c«ng suÊt cã t¸c dông ®iÒu khiÓn ®éng c¬
§éng c¬ b­íc
Khèi hiÖn thÞ hiÓn thÞ nhiÖt ®é m«i tr­êng hiÖn thêi
II. ThiÕt kÕ vµ ph©n tÝch nguyªn lý cña tõng khèi
1.Bé c¶m biÕn
§Ó ®o ®­îc nhiÖt ®é cÇn cã mét ®Çu ®o thÝch hîp. §Çu dß lµ mét c¶m biÕn nhiÖt ®é cã nhiÖm vô chuyÓn tõ nhiÖt ®é m«i tr­êng qua tÝn hiÖu ®iÖn. Cã rÊt nhiÒu lo¹i c¶m biÕn kh¸c nhau nh­ng ®èi víi hÖ thèng nµy ta sö dông IC c¶m biÕn. C¸c IC c¶m biÕn cã ®é chÝnh x¸c cao, dÔ t×m vµ gi¸ thµnh rÎ. Mét trong sè ®ã lµ LM35, lµ lo¹i th«ng dông trªn thÞ tr­êng hiÖn nay ®ång thêi nã cã nh÷ng ®Æc tÝnh lµm viÖc phï hîp víi thiÕt kÕ chi tiÕt cña m¹ch.
Mét sè ®Æc tÝnh kü thuËt cña LM35
LM35 cã ®é biÕn thiªn theo nhiÖt ®é 10mV /1oC
§é chÝnh x¸c cao, tÝnh nay c¶m biÕn nhiÖt ®é nh¹y, ë nhiÖt ®é 25oC nã cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Víi tÇm ®o tõ -55oC ®Õn 150oC, tÝn hiÖu ra tuyÕn tÝnh víi nh÷ng thay ®æi kü thuËt cña tÝn hiÖu vµo.
Th«ng sè kü thuËt
+ Tiªu t¸n c«ng suÊt thÊp
+ Dßng lµm viÖc 138A – 141A
+ Kho¶ng ®iÖn ¸p lµm viÖc lµ 4-30V
+ sai sè dßng tÜnh 3A
+ Sù thay ®æi dßng theo nhiªt ®é lµ 0,7A/0C
§Æc tÝnh ®iÖn
Theo th«ng sè nhµ s¶n xuÊt LM35, quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ngâ ra ®iÖn ¸p ra nh­ sau :
Vout = 250mV t¹i 250C
1500mV t¹i 1500C
55mV t¹i -550C
ThiÕt kÕ m¹ch c¶m biÕn dïng LM335 :
TÝnh to¸n vµ lùa chän linh kiÖn
Ta chän R sao cho R= Vs/50uA
2. M¹ch ADC
a. Giíi thiÖu vÒ ADC 0804
Mét sè ®Æc tÝnh kü thuËt cña ADC 0804
+ Kh«ng yªu cÇu mét giao diÖn logic nµo ®Ó ghÐp nèi víi VXL
+ Thêi gian chuyÓn ®æi nhá h¬n 100s
+ Cã bé dao ®éng néi
Nguyªn lý ho¹t ®éng cña ADC 0804:
ADC b¾t ®Çu ho¹t ®éng khi ch©n CS vµ WR ®ång thêi ë møc thÊp (tÝch cùc ).Ch©n INTR ®­îc reset ®Ó ë møc cao ( kh«ng tÝch cùc ) TÝn hiÖu analog á c¸c ch©n VIN+ vµ VIN- ®­îc ®­a vµo lÊy mÉu vµ m· ho¸ trong 8 xung clock néi cña 0804. Sau dã ch©n INTR ®­îc chuyÓn xuèng møc thÊp (tÝch cùc) b¸o hiÖu cho vi ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi ADC ®· hoµn tÊt. Vi ®iÒu khiÓn ®­a tÝn hiÖu møc thÊp vµo ch©n RD cña 0804 ®Ó lÊy d÷ liÖn ra . (Ch©n RD vµ CS cã thÓ ®­îc nèi ®Êt). Qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi tiÕp theo l¹i b¾t ®Çu khi CS vµ WR nhËn ®­îc tÝn hiÖu ë møc thÊp ( tõ vi ®iÒu khiÓn )
b. S¬ ®å l¾p m¹ch ADC
3. M¹ch Vi ®iÒu khiÓn
a. Giíi thiÖu s¬ l­îc vÒ 89C51
IC vi ®iÒu khiÓn 89C51 t­¬ng thÝch víi hä MSC51 cã c¸c ®Æc ®iÓm sau :
+ 4Kbyte FLASH ROM
+ 128 Bytes RAM
+ 4 Port 8bit
+ Hai bé ®Þnh thêi 16 bit
+ Cã mét port nèi tiÕp
+ Cã thÓ më réng ®Ó 64KB bé nhí ch­¬ng tr×nh ngoµi.
+ Bé xö lý bit
- CÊu tróc bªn trong cña 89C51 TXD* RXD*
T1*
T2*
P0 P1 P2 P3
INT\*1
INT\*0
TIMER2
TIMER1
PORT nối tiếp
EA\ RST PSEN ALE
Các thanh ghi khác
128 byte Ram
Rom
4K-8051
OK-8031
Timer1
Timer2
Điều khiển ngắt
Ñieàu khieån bus
CPU
Port noái tieáp
Caùc port I\O
Taïo dao ñoäng
18
19
12MHz
40
29
30
31
9
17
16
15
14
13
12
11
10
RD\WR\
T1
T0
INT1
INT0
TXD
RXD
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
28
27
26
25
24
23
22
21
8
7
6
5
4
3
2
1
32
33
34
35
36
37
38
39
Po.7
Po.6
Po.5
Po.4
Po.3
Po.2
Po.1
Po.0
AD7
AD6
AD5
AD4
AD3
AD2
AD1
AD0
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
PSEN\
ALE
EA\
RET
Vcc
20
Vss
30p
30p
XTAL1
XTAL2
S¬ ®å ch©n cña 89C51
M¹ch vi ®iÒu khiÓn cã t¸c dông nhËn tÝn hiÖu tõ bé biÕn ®æi ADC vµ xö lý ®­a ra tÝn hiÖu hiÓn thÞ nhiÖt ®é ®Ó truyÒn vµo bé gi¶i m· ®Þa chØ 7447
Ch©n 9 (RST) lµ m¹ch R...