automatic: tháng 12 2010

công nghệ điều khiển tự động

Sinh viên thưc hiên : Nguyễn Đức Hải

Lớp : DKTD K7A

Môn : Thực tập nghề ban đầu

Mạch Kiểm Soát Tốc độ Động Cơ DC

Dùng Pic18F2620 processor

Giới thiệu:

• Mạch điện tủ sẽ điều khiển và duy trì tốc độ không đổi cho động cơ DC

• ( DC speed controller )

• Điều khiển tôc độ nhanh chậm so với tốc độ quy định của động cơ

• Phát hiện chính xác tốc độ động cơ đang chạy

• Kiểm tra trạng thái động cơ theo đèn led

I Phần cứng

1 Sơ đồ mạch

2 Sơ đồ mẫu

3 Mô tả mạch

4 các thành phần cơ bản

5 vẽ mạch in bằng orcad

II Bộ công cụ làm việc với PIC18F2620

I Phần cứng

I.1 Sơ đồ mạch

Sơ đồ 1 (sơ đồ mẫu )

Sơ đồ 2 ( sơ đồ nguyên lý được vẽ bằng phần mềm orcad )

Chú giải: sơ đồ 1 là sơ đồ tổng quát

Sơ đồ 2 sơ đồ chính

Gồm khối vi xủ lý , khối cống suất ,khối nguồn . và connecter kết nối vơi động cơ , nguồn điện , bộ phân hiển thị .

I.3 mô tả mạch

I.3.1 Là mạch điều khiển điện áp đầu vào

Sơ đồ trên ta thấy

• Điều khiển điện áp để phát hiện tốc độ quay của đầu vào cho các mạch PIC.

• đầu vào cho PIC là chuyển đổi A / D được sử dụng để kiểm soát thông tin, PWM( điều chế độ rộng xung

• động cơ M2 được sử dụng như một máy phát điện.

• PIC điều khiển động cơ M1 khi M2 thay đổi tốc độ

• D1 ( diot zenner) để phát hiện tốc độ động cơ điện áp cao hơn PIC phép (5V) được vượt quá đối với 5V điốt Zener.

• C1 là để bỏ qua độ nhiễu.

• VR1 là biến trở động cơ tăng hoặc giảm tốc độ thi biến trơ sẽ thay đổi

I.3.2 mạch điều khiển M1

Sơ đồ

Gồm các phần tử công suất , vi xủ lý , động cơ

• . Trong PWM CCP1 nhiệm vụ có thể thay đổi dữ liệu đầu ra xung .

•

• kiểm soát động cơ hiện tại do bộ điều chế độ rộng xung PWM của PIC (Pulse Width Modulation) của bộ định thời

I.3.3 bộ cộng hưởng

•
sử dụng một bộ cộng hưởng 10MHz.
Tốc độ quay của động cơ sẽ không trực tiếp liên quan liên quan đến chu kỳ xung chạy bằng mô tơ

I.3.4 bộ ổn định nguồn

Sử dụng IC KA7805

I.4 Các thành phần cơ bản trong mạch

- PIC 18F2620 ( chíp dán )

+ cấutrúc phần cứng theo cấu trúc Voneuman havard

được sử dụng.
Trong mạch ,kiểm soát PWM. Tốc độ quay của động cơ (động cơ này được sử dụng để phát hiện tốc độ), một điện áp tương ứng với các A / D sẽ được để nắm bắt điều khiển của tôc độ hiện hành để chuyển đổi

.Ngoài ra, điều khiên bộ hiển thị LED cũng kiểm soát các tốc độ của động cơ.

PIC18F2620

3 điều chỉnh thiết bị đầu cuối (7805)

+ được sử dụng để tạo ra ổn định5 V điện ápKA7805

MOS FET ổ đĩa bán dẫn (2SC1815)

Dầu ra PIC là 0V tới 5V đầu ra, FET để kiểm soát các chuyển đổi điện áp 0V-12V.

Power MOS FET (2SK3142)

N-kênh MOS FET.
60A giá trị tối đa tiêu hiện nay là ở đó.
Về nhà nước khi thoát FET – trở kháng là 4mΩ.
Vì vậy, về 10A trong khi mất điện là 0.4W khi dòng chảy.
Trong mạch này, FET là công suất lớn hơn nhiều, nhưng không có nhu cầu sử dụng, vì vậy tôi sử dụng được trên tay.

Điốt Zener (RD5A)

PIC pin điện áp đến phải chịu +5 V là. Điều này đi-ốt phát hiện điện áp của 5V cho việc bảo vệ vượt quá tốc độ động cơ. Nếu cần sử dụng một điện áp V 5 bên ngoài được áp dụng trên nó thì không.

Bảo vệ động cơ đi-ốt cầu kết nối tốc độ phát hiện (W02G)

Tôi đặt một cây cầu đi-ốt silic là một vấn đề kết nối thậm chí đảo ngược các điện cực vận động phát hiện tốc độ. Nếu không có cần phải sử dụng kết nối sai.

IC Socket

28-pin PIC18F2620 LA CHIP DÁN có thể sử dụng hai 28-pin socket .

BỘ CỘNG HƯỞNG

sử dụng một bộ cộng hưởng 10MHz.
Nếu bạn thay đổi tần số cộng hưởng, bạn cần thay đổi các thiết lập khác nhau trong phần mềm.

Tốc độ điều chỉnh điên áp
đã được sử dụng cho một cái gì đó.
Trong mạch này, số pinđược hiển thị bên trái.
Khi bạn rẽ trái và chậm, chuyển sang bên phải nhanh hơn.
Pin số cũng có thể đảo ngược các mạch sử dụng một thứ hai và thứ ba. Có vẻ như có nhiều chính xác.

Điện trở

1/8W là OK.

Tụ điện gốm nhiều lớp

Được sử dụng để chống nhiễu .

Bảng mạch

Universal in bảng mạch được sử dụng cho 15 × 25 lỗ.

LED, kết nối tốc độ động cơ điều chỉnh chiết áp

Ban đầu, đèn LED điện trở biến để thiết lập tốc độ động cơ và không có kế hoạch sử dụng một phần của kết nối này để đính kèm vào nắp. Tuy nhiên, trường hợp không thể được lưu trữ để sử dụng trong thiết bị đầu cuối nối dây.

Dây thiết bị đầu cuối

Được sử dụng như thiết bị đầu cuối để kết nối các đường dây điện và dây chuyền sản xuất.
Động cơ chính
Trong mạch này, để lái xe máy. Mabuchimota của sử dụng RS-380PH. Motor thông số kỹ thuật như sau: I.

Giới hạn điện áp:	12V	Đúng tải RPM:	14.200 vòng / phút
Sửa điện áp:	7.2V	Thích hợp tải trọng tĩnh hiện tại:	2.90A
Thích hợp tải trọng:	· Cm 100g	Shaft:	2.30mm
Không RPM Load:	16.400 vòng / phút

Tốc độ phát hiện
Tôi không tìm thấy một động cơ cho các lái xe một mạch động cơ tốc độ phát hiện thời gian này. Mabuchimota RE-280 được sử dụng. Motor thông số kỹ thuật như sau: I.

Giới hạn điện áp:	1.5V ~ 4.5V	Đúng tải RPM:	6.850 vòng / phút
Sửa điện áp:	3.0V	Thích hợp tải trọng tĩnh hiện tại:	750mA
Thích hợp tải trọng:	17.7g · cm	Shaft:	2.0mm
Không RPM Load:	9.000 vòng / phút

Nếu bạn xoay tốc độ động cơ truyền động, ngoài các thông số kỹ thuật trên. Tạo ra điện áp vượt quá đặc tả kỹ thuật, hiện tại là gần như tuôn ra bởi vì tôi không nghĩ. Nói đúng ra, có một vấn đề vì cách điện chịu được điện áp hơn so với điện áp quy định là có lẽ không phải là một điện áp cao mà không gặp khó khăn.

lắp khung Động cơ

Các động cơ đã được mở các vít cố định ở bên động cơ của ổ trục trụ. Panel để gắn động cơ và sử dụng lỗ này. Chúng tôi sử dụng một động cơ loại bánh gắn khung.

Gear

Được sử dụng để phát hiện và kết nối tốc độ của động cơ truyền động động cơ. Vì tình hình hoạt động của động cơ điều khiển tốc độ động cơ không chỉ là một động cơ biến để phát hiện tốc độ.

LED hiển thị trạng thái động cơ (GL-107S12)

LED 7 thanh hiển thị một biểu đồ được xây dựng trong hình LED thanh. Hai 8 mạch điều khiển LED có để có thể kiểm soát, từng có 8 LED với điều đó trong bảy không thể có được

Power connector

kết nối này được sử dụng để kết nối các điện.

AC Adapter

Việc đầu tiên là sức mạnh động cơ chính sẽ được chia sẻ với một đơn vị kiểm soát chuyên dụng cung cấp năng lượng bởi vì nó là yêu cầu của các loại động cơ.
bộ chuyển đổi này là dành cho bộ điều khiển.

Núm điều chỉnh tốc độ

Các núm điện trở biến để kiểm soát tốc độ.

Thiết bị đầu cuối bao gồm

FET cống bị đầu cuối (giữa) tôi đặt một trải trên thiết bị đầu cuối. Điều này là để ngăn ngừa tiếp xúc với thiết bị đầu cuối liền kề.

Connecter

I.5 VẼ MẠCH IN VỚI PHẦN MỀM ORCAD

Các chú ý quan trọng khi vẽ bảng mạch thiết kế:

Trong phần Layout chúng ta chú ý đến 2 vấn đề chính là vẽ mạch in tự động và vẽ

mạch in bằng tay (manual), nhưng cho dù là vẽ bằng cách nào đi chăng nữa chúng ta cũng có

một số chú ý sau:

1. Để biết được kích thước của bảng mạch in thì ta vào Tool/Dimension/New (hoặc select

tool),rồi ra màn hình vẽ mạch ta chỉ cần nhấp chuột trái và khi thấy có hình 2 mũi tên

hương ra và ta kéo chuột đi và muốn đo đến đoạn nào thì ta nhấp chuột trái thì thanh

thước đo sẽ hiển thị ra giá trị đo được, nhưng giá trị này mặc nhiên là Mils do đó muốn

đổi về dạng mm hoặc cm thì ta vào Options/systems setting và chọn đơn vị cần đo. Và

bây giờ giá trị này vẫn chưa thay đổi, muốn thay dổi thì ta chỉ cần nhấp chuột vào thước

đo trên bản mạch in rồi nhấp chuột lại lần nữa để xác định.

2. Phải vẽ đường viền bao quanh bản mạch in để kiểm soát đường vẽ, linh kiện để khi vẽ

sẽ không bị vượt ra ngoài giới hạn cho phép. Để làm được điều này ta làm như sau:

Vào Tool/Obstacle/new (hoặc select tool) hay nhấp chuột vào Obstacle Tool trên Menu

lệnh, rồi chọn 0 Global layer (có màu vàng).Nhấp chuột trái và khi thấy con trỏ là dấu

cộng nhỏ hơn. Sau đó kéo chuột cà muồn dừng tại điểm nào thì nhấp chuột trái. Khi

điểm đầu và điểm cuối gặp nhau thì ta nhấp chuột phải để chọn End Command để kết

thúc.

3. Để đặt chiến lươc vẽ mạch in tự động ta vào trong menu Options/ Route

Strategies/Route Sweep. Để chọn vẽ lớp trên bao nhiêu % và lớp dưới bao nhiêu %.

4. Vào Options chọn Global Spacing để chọn khoảng cách giữa các track to track, via to

via, track to via, track to pad, via to pad …

5. Tạo Copper pour cho bản mạch in khi đã thiết kế xong, mục đích của vấn đề này là để

chống nhiễu cho mạch điện. Có thể kéo lớp phủ này đối với VCC hay với GND. Cách

làm như sau:

Từ menu Tool/Obstacle/properties ( nếu đã tạo đường viền bao quanh bản mạch rồi) hoặc

là Tool/Obstacle/new đối với trường hợp chưa tạo đường viền cho bản mạch in và ta phải

vẽ đường viền bao quanh bản mạch. Khi vẽ xong, nhấp chuột trái khi thấy con trỏ co

hình dấu + nhỏ thì nhấp chuột trái chọn Properties. Sau khi trên màn hình xuất hiện hộp

thoại Edit Obstacle. Kế tiếp chúng ta chọn Obstacle Type chọn Copper pour, chọn

Obstacle layer chọn lớp cần phủ copper pour ( có thể là TOP hay BOTTOM…) còn Net

Attachment thì chọn là GND hay VCC tùy theo chúng ta muốn phủ theo GND hay VCC

… Còn Hatch Pattern thì ta chọn là Line hay Cross Hatching hay Soild rồi chọn OK. Sau

đó chọn tiếp OK Sau đó chọn ESC hoặc nhấp chuột phải rồi chọn End Command hoặc

Finish. Thi chúng ta sẽ có một bản mạch in đã phủ Copper pour.

6. Kích hoạt kiểm tra lỗi khi vẽ mạch in vào menu Tool/erro chọn select tool để kích hoạt

bẩy lỗi. Muốn xem lỗi thì chọn menu Tool/erro/select from spreadsheet hoặc cũng có

thể chọn menu Auto/Design rule check để kiểm tra lỗi, hoặc kích chuột vào menu lệnh

Design Rule Check.

7. In các linh kiện trên board mạch ở mặt trên của board mạch để thuận tiện cho việc gắn

linh kiện về sau thì ta làm như sau:

Vào menu Options/Post Process Settings thì hộp hộithoại xuất hiện. Sau đó chọn Plot

Output File name là *.AST nhấp chuột phải và chọn Preview để xem các linh kiện ở

mặt trên của board mạch. Bây giờ chỉ cần ta in file này ra để thấy các linh kiện đã được

sắp xếp ở mặt trêncủa board mạch.

8. Sau khi vẽ xong board mạch in, bây giờ Layout trong Orcad có hỗ trợ chức năng filter

tối ưu hóa để làm cho mạch gọn và tối ưu nhất ( trong cả hai chế độ vẽ tự động và vẽ

bằng tay đều sử dụng được tính năng này và chỉ co trong Layout và Layout Plus). Bằng

cách chọn Menu Auto\ Cleanup Design hoặc có thể vào từ Menu

Auto\Refresh/minimize conections .

9. Để thay đổi độ rộng của đường mạch ta chọn đường mạch cần thay đổi độ rộng (lúc này

ta có thể ở đang ở chế độ vẽ manual hay đã kết thúc việc vẽ tự đông, chỉ còn chỉnh độ

rộng đường mạch cho phù hợp) tacó thể chọn ở mode autopath Route hoặc Add/edit

route hoặc Edit segment và nhấn phím W thì có một hộp hội thoại hiện ra cho chúng ta

chọn để có thể thay đổi có thể là cả segment, net hoặc conections.

10. Ta có thể chọn một khối mạch riêng lẻ trên một board để vẽ. Nhằm kiểm tra các chiến

thuật vẽ đã chọn và để tối ưu board mạch in vẽ sau này. Vào menu View\Zoom

DRC/Route Box để rãi linh kiện ( ta có thể thay đổi kích thước của DRC/Route Box

hiện hành, dời nó hoặc có thể đặt kích cỡ của DRC/Route box bằng mouse và phóng to

và chuyển để ở một vị trí khác). Sau đó vào Menu Auto\Autoroute\DRC/Route Box để

vẽ khối mạch đã chọn. Còn nếu muốn Unroute khối mạch đã vẽ trên thì ta làm ngược

lại vào menu Auto\Unroute\DRC/Route Box để không vẽ.

sơ đồ mạch in

Mạch lớp trên

Mạch đã phủ đồng

Mạch lớp dưới

Hình ảnh cho toàn bộ phần cứng

II Bộ công cụ làm việc với PIC18F2620

1.Mạch nạp: DCSPEED CONTROLLER

2.Chương trình nạp: IC - PROG

3.Bootloader: bootloader FOR PIC18FXXX

4.Debugger: ICD2 Clone

5.Chương trình dịch: MPLAB IDE - CCS C

6. Phần mềm

3.Bootloader : PIC-P28 DEVELOPMENT PROTOTYPE BOARD FOR 28 PIN PIC MICROCONTROLLERS

SƠ ĐỒ CHO BOARD ( design on eagle solfwear )

6 .Phan mem

( dang code ASM)

;********************************************************

;

; DC motor speed controller

;

; Device : PIC18F2620

; Author : Seiichi Inoue

;********************************************************

list p=pic16f873

include p16f873.inc

__config _hs_osc & _wdt_off & _pwrte_on & _lvp_off

errorlevel -302 ;Suppress bank warning

;**************** Label Definition ********************

speed equ d'8' ;Reference speed (5x8/256=0.156V)

change equ d'1' ;Change value (10mV/ms)

led equ h'20' ;LED control data save area

;**************** Program Start ***********************

org 0 ;Reset Vector

goto init

org 4 ;Interrupt Vector

goto int

;**************** Initial Process *********************

init

;*** Port initialization

bsf status,rp0 ;Change to Bank1

movlw b'00000001' ;AN0 to input mode

movwf trisa ;Set TRISA register

clrf trisb ;Set TRISB to uotput mode

clrf trisc ;Set TRISC to output mode

bcf status,rp0 ;Change to Bank0

;*** A/D converter initialization

movlw b'10000001' ;ADCS=10 CHS=AN0 ADON=ON

movwf adcon0 ;Set ADCON0 register

bsf status,rp0 ;Change to Bank1

movlw b'00001110' ;ADFM=0 PCFG=1110

movwf adcon1 ;Set ADCON1 register

bcf status,rp0 ;Change to Bank0

;*** PWM initialization

clrf tmr2 ;Clear TMR2 register

movlw b'11111111' ;Max duty (low speed)

movwf ccpr1l ;Set CCPR1L register

bsf status,rp0 ;Change to Bank1

movlw d'255' ;Period=1638.4usec(610Hz)

movwf pr2 ;Set PR2 register

bcf status,rp0 ;Change to Bank0

movlw b'00000110' ;Pst=1:1 TMR2=ON Pre=1:16

movwf t2con ;Set T2CON register

movlw b'00001100' ;CCP1XY=0 CCP1M=1100(PWM)

movwf ccp1con ;Set CCP1CON register

;*** Compare mode initialization

clrf tmr1h ;Clear TMR1H register

clrf tmr1l ;Clear TMR1L register

movlw h'61' ;H'61A8'=25000

movwf ccpr2h ;Set CCPR2H register

movlw h'a8' ;25000*0.4usec = 10msec

movwf ccpr2l ;Set CCPR2L register

movlw b'00000001' ;Pre=1:1 TMR1=Int TMR1=ON

movwf t1con ;Set T1CON register

movlw b'00001011' ;CCP2M=1011(Compare)

movwf ccp2con ;Set CCP2CON register

;*** Interruption control

bsf status,rp0 ;Change to Bank1

movlw b'00000001' ;CCP2IE=Enable

movwf pie2 ;Set PIE2 register

bcf status,rp0 ;Change to Bank0

movlw b'11000000' ;GIE=ON PEIE=ON

movwf intcon ;Set INTCON register

wait

goto $ ;Interruption wait

;*************** Interruption Process *****************

int

clrf pir2 ;Clear interruption flag

ad_check

btfsc adcon0,go ;A/D convert end ?

goto ad_check ;No. Again

movfw adresh ;Read ADRESH register

sublw speed ;Ref speed - Detect speed

btfsc status,c ;Reference < Detect ?

goto check1 ;No. Jump to > or = check

;--- control to low speed ---

movfw ccpr1l ;Read CCPR1L register

addlw change ;Change value + CCPR1L

btfss status,c ;Overflow ?

movwf ccpr1l ;No. Write CCPR1L

goto led_cont ;Jump to LED control

check1

btfsc status,z ;Reference = Detect ?

goto led_cont ;Yes. Jump to LED control

;--- control to fast speed ---

movlw change ;Set change value

subwf ccpr1l,f ;CCPR1L - Change value

btfsc status,c ;Underflow ?

goto led_cont ;Jump to LED control

clrf ccpr1l ;Set fastest speed

;**************** LED control Process ******************

led_cont

comf ccpr1l,w ;Complement CCPR1L bit

movwf led ;Save LED data

movlw b'00010000' ;Set compare data

subwf led,w ;LED - data

btfsc status,c ;Under ?

goto led1 ;No.

movlw b'00000000' ;Set LED control data