Bao Cao Dong Co

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO CÁ NHÂN PROJECT 2 Đề tài:

Thiết kế hệ thống thu phát RF điều khiển động cơ Nội dung thực hiện: Thiết kế mạch điều khiển động cơ Giáo viên hướng dẫn: Thái Vĩnh Hiển Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Tùng Lớp ĐT6 – K50

Hà Nội, 6-2009

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

I – TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Giới thiệu Ngày nay, cùng với sự gia tăng về nhu cầu trao đổi tin tức, việc truyền dữ liệu trở thành một vấn đề hết sức quan trọng, đặc biệt là truyền dữ liệu không dây. Có thể kể đến các phương thức truyền không dây: qua sóng hồng ngoại, sóng radio (vi ba), vệ tinh,… nhưng phổ biến hiện nay vẫn là sóng radio, bởi các ưu điểm truyền ở khoảng cách tương đối xa, đẳng hướng,… Việc truyền dữ liệu không dây được ứng dụng rất rộng rãi trong phát thanh, truyền hình, dự báo thời tiết... phục vụ nhu cầu sinh hoạt, giải trí của con người. Có rất nhiều vi mạch hỗ trợ giải mã, như PT2248-PT2249, PT2262-PT2272…tùy thuộc vào từng ứng dụng cụ thể. Để minh họa cho truyền dữ liệu không dây, ở đây chúng em quyết định chọn đề tài: Sử dụng sóng radio điều khiển động cơ (ô tô đồ chơi). Nhìn chung đây là đề tài tương đối đơn giản, chỉ mang tính chất minh họa, sử dụng các mạch tạo dao động đã học để tạo ra sóng mang, còn việc giải mã sử dụng IC tích hợp sẵn. Việc điều khiển ô tô bao gồm các chuyển động đơn giản: tiến lùi, rẽ trái, rẽ phải.

2. Tổng quan hệ thống

II – MODULE ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1.

Sơ đồ khối

Page 2

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

2. Chi tiết các khối a) Khối điều khiển motor: Sử dụng IC L298. Sơ đồ khối của L298 như sau:

Sơ đồ chân:

Page 3

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

Cụ thể các chân như sau: Vss: nguồn logic 4.5 7V, mức chuẩn là 5V. Vs: nguồn cấp cho động cơ ở đầu ra, có giá trị 2.5 46V tùy loại động cơ. Trong mạch ta dùng 5V, vì chỉ điều khiển động cơ nhỏ. ○ Có bốn đầu vào in1, in2, in3, in4: đây là các đầu vào của 2 mạch cầu H (cầu A và cầu B) nhằm khuếch đại dòng điện. Để cho phép 2 mạch cầu này hoạt động có các chân tín hiệu EnA và EnB. EnA điều khiển mạch cầu ứng với 2 đầu vào in1 và in2 (cầu A); EnB điều khiển mạch cầu ứng với đầu vào in3 và in4 (cầu B). ○ Các chân SenseA, SenseB: được nối đất qua 1 điện trở. Giá trị của điện trở sẽ điều khiển mức dòng điện chạy qua động cơ. ○ Có 4 đầu ra out1, out2, ou3, out4 tương ứng với các đầu vào. Dòng điện ở các đầu ra out1 và out2 được điều khiển bởi điện trở nối vào SenseA, còn dòng điện ở đầu ra out3 và out4 được điều khiển bởi điện trở nối vào SenseB. ○ ○

Page 4

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

Mạch điều khiển motor như sau: (ở đây ta chỉ vẽ minh họa cho 1 động cơ, ứng với đầu ra out3 và out4)

Mức logic của các đầu ra như sau:

Page 5

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

Trong đó: H = mức cao, L = mức thấp, X = không xác định Mạch cho phép điều khiển động cơ theo cả hai chiều thuận và nghịch:  Khi C ở mức cao, D ở mức thấp: động cơ quay theo chiều thuận  Khi D ở mức cao, C ở mức thấp, động cơ quay theo chiều ngược  Khi hai đầu vào C và D cùng ở mức cao hoặc mức thấp, điện áp giữa 2 đầu động cơ = 0 nên động cơ dừng lại nhanh chóng. b) Các motor

Nếu ta sử dụng động cơ bước, tốc độ của động cơ tương đối nhỏ, mặt khác giá thành động cơ bước khá cao. Ưu điểm của động cơ bước là có khả năng hãm, động cơ sẽ dừng lại ngay sau khi ngắt nguồn. Tuy nhiên ở đây ta sử dụng động cơ một chiều RF 310T, có giá thành rẻ, gọn nhẹ, Page 6

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

nên được sử dụng phổ biến trong các loại đồ chơi. Do động cơ tương đối yếu nên ta phải thiết kế thêm hệ thống bánh răng. Thông số kỹ thuật:  Đường kính: 24.4 mm  Tốc độ: 2800 vòng/phút  Dòng điện tối đa: 0.17A (2190 vòng/phút)  Công suất: 0.73W  Điện áp chuẩn : 2.5V

c) Sơ đồ mạch điện mô phỏng

Page 7

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

Hoạt động của hai động cơ quyết định chuyển động của ô tô: Chuyển động của ô tô Tiến Lùi Rẽ phải Rẽ trái Lùi phải Lùi trái

Left motor

Right motor

Thuận Ngược Thuận Không quay Ngược Không quay

Thuận Ngược Không quay Thuận Không quay Ngược

Mạch trên ta sử dụng nút bấm để mô phỏng, còn thực tế thay các nút bấm bởi các đầu ra của bộ giải mã PT2272. Page 8

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

d) Mô hình mạch thực tế

e) Khác nhau giữa mạch nguyên lí và mạch thực tế ○ Về nguyên lí, ta có thể lắp trực tiếp bánh xe vào trục động cơ, động cơ vẫn có thể hoạt động ở chế độ không tải, nhưng không thể làm ô tô chuyển động do momen không đủ lớn. Vì thế thực tế ta phải lắp thêm bộ bánh răng: Trục bánh động cơ xe

Page 9

Nguyễn Viết Tùng – Thiết kế mạch điều khiển động cơ

Mức điện áp chuẩn của động cơ là 2.5V, nhưng thực tế ta có thể sử dụng mức điện áp 5V để động cơ khỏe hơn (tất nhiên sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ) ○ Hai động cơ điều khiển hai bánh là cùng loại, mức điện áp cũng xấp xỉ bằng nhau (cùng ở đầu ra out của IC L298). Như vậy về lí thuyết, khi hai động cơ quay cùng chiều thì ô tô sẽ đi thẳng. Nhưng trong thực tế, do hệ thống bánh răng làm thủ công, độ chính xác không cao, ma sát không đều nhau, nên tốc độ hai động cơ khác nhau, và ô tô vẫn đi theo đường vòng. Bên nào có ma sát lớn hơn thì ô tô sẽ đi vòng về bên đó. ○

Page 10