Thứ Năm, 18 tháng 10, 2012

Điều chế độ rộng xung PWM

PWM là cái gì mà sao nó được ứng dụng nhiều trong điều khiển. Lấy điển hình nhất mà chúng ta thường hay gặp là điều khiển động cơ và các bộ băm xung áp, điều áp… Sử dụng PWM điều khiển nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa nó còn được dùng để điều khiển ổn định tốc độ động cơ.
Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải thì PWM nó còn tham gia và điều chế các mạch nguồn như là : boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha…PWM chúng ta còn gặp nhiều trong thực tế và các mạch điện điều khiển. Điều đặc biệt là PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyến tính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định . Như vậy PWM nó được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện điện tử. Điều mà dân điện điện tử dễ dàng nhận ra là PWM chính nhân tố mà các đội Robocon sử dụng để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ động cơ. Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu phương pháp dùng 8051 để tạo xung có độ rộng mong muốn trong điều khiển động cơ điện.
Giải thuật như sau:
- Tạo một tần số chuẩn từ 0,1 ms đến 10ms dùng các bộ timer của vi điều khiển.
- Thay đổi độ rộng xung bằng cách thay đổi tỷ số xung mức 1 và mức 0 của tần số chuẩn đó kết quả cho xung như yêu cầu .
Các bạn xem hình vẽ sau :

Với độ rộng xung thay đổi chúng ta có thể thay đổi độ sáng tối của đèn led , tốc độ động cơ ..
Dưới đây là một ứng dụng của PWM trong việc điều khiển động cơ điện 1 chiều



Trên mạch có 2 phím tăng giảm để điều chỉnh độ rộng xung. Xung đầu ra được khuếch đại qua tran TIP41 điều khiển động cơ.
Code lập trình :
#include <REGX52.H>
sbit PWM = P2^3;
sbit TANG = P1^2;
sbit GIAM = P1^5;
unsigned char dem=0,tocdo=50;
bit TANG1=1,TANG0=1,GIAM0=1,GIAM1=1;
void timer0(void) interrupt 1
{
TR0 = 0;
TF0 = 0;
dem++;
if(dem > 100)
dem = 0;
if(dem<tocdo)
PWM = 1;
else
PWM = 0;
TR0 = 1;
}
void phimnhan()
{
//////////////////////////
TANG0=TANG1;TANG1=TANG;
if((TANG0==1)&&(TANG1==0))
tocdo=tocdo+10;
if(tocdo==110)tocdo=100;
/////////////////////////////////
GIAM0=GIAM1;GIAM1=GIAM;
if((GIAM0==1)&&(GIAM1==0))
tocdo=tocdo-10;
if(tocdo==-10)tocdo=0;
}
void main(void)
{
TMOD = 0×02;
IE = 0×82;
TH0=TL0=-100; // tao tan so 0.1 ms
TR0 = 1;
PWM=0;
while(1)
{
phimnhan();
}
}

Biến đổi 12V DC lên 220V AC 50W

Biến đổi 12V DC lên 220V AC 50W

Linh kiện:

R1=10Mohms C4=10uF 16V IC2=4013
R2=100ohms C5=47uF 16V IC3=4047
R3=1.2Kohms C6=470nF 400V CR1=3.2768 MHZ crystal
R4=560Kohms D1=5V6 0.4W T1=220Vac/2X10V 2X2.2A *see text
R5-6=2.2Kohms D2-3=47V 1W F1=5A Fuse
R7-8=56 ohms 5W Q1-2=BS170 F2=0.25A Fuse
CX=22pF trimmed capacitor Q3-4=BD139 L1=1H smoothing choke
C1-2=22pF ceramic Q5-6=BD249
C3=8.2nF 100V MKT IC1=4060

Để nâng được điện áp lên 220V người ta dùng nguồn đẩy kéo để có hiệu suất tối ưu. Mạch gồm bộ dao động thạch anh chuẩn cung cấp cho bộ chia tần số 4017, bộ này chi tần số của dao động thạch anh ra làm 10 lần. Đầu ra tần số cao của 4017 được đưa tới FF-RS IC2 có tác dụng tạo ra xung băm tần số cao có hài cơ bản là 50Hz. Xung băm này được đưa tới IC3. Nhiệm vụ của IC3 là tạo ra 2 xung ngược pha nhau 180 độ. Xung này là xung kích được đưa tới hai FET Q1 và Q2. Đóng mở liên tục hai FET này tạo ra dòng điện cảm ứng trên biến áp nên sinh ra đầu ra thứ cấp của biến áp có điện áp xoay chiều cao hơn rất nhiều so với đầu vào.
Ngoài ra mạch còn có chức năng bảo vệ về dòng điện, đầu ra sau biến áp là điện áp 220VAC đây là điện áp không sin tức là xung vuông. Nên chỉ chạy được tải thuần trở.

Hướng dẫn hàn mạch




1) Phương pháp hàn trên dây đồng.

Để hàn được hai dây đồng dính được vào với nhau thì cũng là một nghệ thuật. Nếu ai mà có tay nghề thì hàn cái là OK. Cái này nó cũng gần giống với hàn sắt. (Cái này tôi tham khảo trên sách)
- Dùng dao hay giấy nhám đánh sạch lớp oxyt hay lớp men bọc quanh dây (nếu dùng dây đồng tráng men ê may). Dây được xem là sạch khi ửng màu đồng (màu hồng nhạt), bóng đều quanh vị trí vừa được làm sạch. Điều quan trọng cần chú ý, sau khi làm sạch ta phải thực hiện việc xi chì ngay, vì nếu để lâu, lớp oxyt sẽ phát sinh lại. Tuy nhiên, trên các vị trí vừa làm sạch lớp oxyt, nếu ta dùng mỏ hàn có công suất quá lớn (phát sinh nhiều nhiệt lượng) để hàn cũng phát sinh lại lớp oxyt tại điểm hàn do sự quá nhiệt.
- Muốn xi chì, đầu tiên phải làm nóng dây dẫn cần xi, ta đặt đầu mỏ hànbên dưới dây cần xi để truyền nhiệt (dây dẫn và đầu mỏ hàn đặt vuông góc). Khi truyền nhiệt, quan sát màu hồng của dây, màu hồng sẽ sẫm dần khi nhiệt độ gia tăng, trong khi quan sát ta đưa chì hàn (có bọc nhựa thông) tiếp xúc lên dây dẫn, chì hàn đặt khác phía với đầu mỏ hàn.

- Khi điểm cần xi đủ nhiệt, chì hàn sẽ chảy ra và bọc quanh dây tại điểm cần xi, chì loang từ mặt trên xuống phía dưới (đi về phía nguồn nhiệt, tức đầu mỏ hàn). Nhờ thao tác này, nhựa thông có sẵn trong chì tan trước tẩy sạch điểm xi, tránh oxyt hóa, đồng thời chì nóng chảy sau dễ bám lên dây. Tuy nhiên, nếu đưa quá nhiều chì vào điểm xi (quá mức yêu cầu), lớp xi quá dày hoặc bị bám màu nâu do nhựa thông chảy ra và cháy trên điểm xi.
- Dây đồng luôn phải tiếp xúc với đầu mỏ hàn và thực hiện liên tục theo nguyên tắc tiến hai bước lùi một bước và xoay tròn dây đồng, mỗi bước khoảng 2mm. Điều quan trọng cần nhớ (khi thực hiện lần lượt các điểm xi kế tiếp nhau), tại khớp tiếp giáp giữa hai khoảng xi phải thực hiện sao cho không có sự tích tụ chì thành lớp dày trên đó

Chú ý: trong quá trình xi chì, ta tránh các động tác sau:
- Dùng đầu mỏ hàn kéo rê chì trên dây cần xi, vì sẽ làm cho lớp chìkhông bám hoàn toàn trên dây dẫn, đồng thời lớp chì bị đánh sọc theo đường kéo rê đầu mỏ hàn. Một nhược điểm nữa của động tác này là chì xi không bóng mà ngả màu xám do thiếu nhiệt và nhựa thông.

- Đặt dây cần xi lên miếng nhựa thông, rồi dùng đầu mỏ hàn đặt tiếp xúc lên dây (làm nóng chảy nhựa thông và nóng dây), sau đó đưa chì hàn lên đầu mỏ hàn làm chảy chì và bám vào dây. Với động tác này, ta tránh được sự oxyt hóa bề mặt dây dẫn trong quá trình xi chì, dễ làm chì bám lên dây, tuy nhiên, do lượng nhựa thông chảy quá nhiều sẽ bám lên bề mặt dây sau khi xi làm dây không bóng và nhựa thông cháy dễ bám thành một lớp đen trên bề mặt xi chì của dây.
- Sau khi xi chì xong, không nên sửa các điểm xi chưa hoàn chỉnh bằng cách dùng đầu mỏ hàn rê qua lại trên điểm này mà cần phải giũ chì

2) Phương pháp hàn trên mạch

Hàn trên mạch nó cũng gần giống hàn trên dây đồng. Hàn trên mạch làm sao để lớp đồng bám trên boad mạch không bị long ra vì ta để nhiệt độ quá lớn hay lâu quá.
Cái này các pác chỉ cần để chì hàn và chỗ chân mạch linh kiện và đưa đầu mỏ hàn vào Khi đó chì sẽ chảy ra và lấp kín trung quang chân linh kiện. Và nhớ là không được để chì xì nhiều ra chân làm tích chì to lên chân linh kiện và nó sẽ ảnh hưởng tới việc hàn cho chân linh kiện kế tiếp.
Chúng ta thực hành nhiều và hàn nhiều sẽ quen tay và rút ra kinh nghiệm trong quá trình hàn mạch

Mạch chuyển đổi từ 12V lên 28 DC dùng LM2585

Mạch chuyển đổi từ 12V lên 28 DC dùng LM2585


Nguyên lý nâng áp của mạch này là sử dụng nguyên lý của mạch nguồn Boot trong đó cuộn cảm và mạch đóng cắt đóng vai trò quan trọng. Mạch đóng cắt dùng để đóng cắt dòng điện tạo ra dòng điện biến thiên trong cuộn cảm. Trong Lm2585 đã được tích hợp sẵn bộ dao động và mạch công suất.Do đó theo nguyên lý của nguồn Boot chúng ta chỉ cần lắp thêm cuộn cảm (Như hình trên) . Điện áp và công suất đầu ra phụ thuộc vào giá trị của cuộn cảm. Ngoài ra mạch có chức năng ổn định điện áp đầu ra với chân phản hồi 2 từ LM2585. Điện áp đầu ra luôn đựoc giữa cố định là 28VDC. Do LM2585 có công suất nhỏ nên chúng ta chỉ ứng dụng với nhưng bài toán yêu cầu điều khiển, ứng dụng nhỏ, hay chạy tải nhỏ.

Một số ic thông dụng họ 74xx

Họ 74 có nhiều mức công suất khác nhau. Nó chỉ khác nhau bằng các chữ cái như : LS - HC - HCT. Mức LS là ứng với mức công suất thấp nhất. Điện áp cung cấp cho nó chỉ là từ 4.75 - 5.25V thôi.


74ls00 Cổng NAND với 2 đầu vào
74ls04 Cổng NOT
74ls06 Cổng NOT với cực thu hở
74ls08 Cổng AND với 2 ngõ vào
74ls10 Cổng NAND với 3 ngõ vào
74ls13 Cổng NOT với 3 ngõ vào
74ls11 Cổng AND với 3 ngõ vào
74ls14 Cổng NOT với 6 ngõ vào
74ls12 Cổng NAND với 3 ngõ vào cực thu hở
74ls21 Cổng AND với 4 ngõ vào
74ls22 Cổng NAND với 4 ngõ vào cực thu hở
74ls25 Cổng NOR với 4 ngõ vào
74ls27 Cổng NOR với 3 ngõ vào
74ls30 Cổng NAND với 8 ngõ vào
74ls32 Cổng OR với 2 ngõ vào
74ls33 Cổng NOR với 2 ngõ vào . Cực thu hở
74ls42 Giải mã từ 1 đến 10
74ls45 Giải mã BCD sang thập phân
74ls47 Giải mã BCD sang LED 7 thanh
74ls90 Đếm nhị phân đồng bộ thuận với Kd = 10
74ls92 Đếm nhị phân đồng bộ thuận với Kd = 12
74ls93 Đếm nhị phân đồng bộ thuận với Kd = 16
74ls121 Bộ đa hài 1 xung
74ls154 Giải mã 4 vào --> 16 ra
74ls138 Giải mã 3 vào --> 8 ra
74ls192 Đếm mã BCD lên xuống với Kd = 10
74ls193 Đếm nhị phân đồng bộ 8 bít
74ls237 Bộ phân kênh : 3 -->8
74ls374 Trigio - D . Với 8 chốt điều chỉnh
74ls390 Bộ đếm 10. Chia 2 và chia 5.
74ls107 FipFlop - JK
74ls175 FipFlop - D
74ls289 Định vị 8 bít
74ls279 Chốt RS
74ls164 Thanh ghi 8 bit vào nối tiếp ra song song
74ls166 Thanh ghi 8 bít vào song song ra nối tiếp
74ls273 Thanh ghi 8 bit
74ls150 Dồn kênh : 16 -->1
74ls151 Dồn kênh : 16 -->1
74ls153 Dồn kênh : 2 -->1
74ls157 Dồn kênh : 4 -->2
74ls158 Dồn kênh : 2 -->1
74ls160 Đếm mã BCD
74ls162 Đếm mã BCD
74ls161 Đếm mã nhị phân - 4 bit
74ls163 Đếm mã nhị phân - 4 bit
74ls155 Giải mã từ 2 --> 4
74ls156 Giải mã từ 2 --> 4
74ls167 Giải mã từ 2 --> 4
74ls139 Giải mã từ 2 --> 4
74ls145 Giải mã BCD sang thập phân
74ls185
74ls147 Mã hóa ưu tiên từ 10 --> 4
74ls148 Mã hóa ưu tiên từ 10 --> 4
74ls125 Bộ đệm 3 trạng thái
74ls126 Bộ đệm 3 trạng thái
74ls85 So sánh 2 số nhị phân 8 bít
74ls181 Phép tính số học
74ls74 Trigio - D
74ls76 Trigo - JK
74ls01 Cổng NAND với 4 đầu ra
74ls02 Cổng NOR với 4 đầu ra
74ls595 Thanh ghi 8 bit với chốt đầu ra

DBS M05479
Quang Cao