Cabin thí nghiệm để nghiên cứu hệ thống điều khiển vi xử lý cho truyền động điện lực

www.vnautomate.net

CABIN THÍ NGHIỆM ĐÊ NGHIÊN1cứu HỆ THỐNG

ĐIỂU KHIỂN VI XỬ LÝ CHO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DC

TRẦN ANH TUẤN1, ROGOZHNIKOV I. A j NGUYỄN TIẾN DŨNG2

'Master's Student. Siberian Stateịlndustriarì University, 2Science Guide. BMSTU; VAA

Trong quá trình đào tạó ở bậc đại học, sinh viên

các ngành Điện tử và Điện tử nano; Năng.lữợng

điện và Kỹ thuật điện cân tìm hiêu các nguyên tăc

thiết lập hệ thống điều khiển vi xử lý cho hệ truyền

động điện.

Các hệ thống vi xử lỵ cần và đủ cho quá trình

đào tạo bậc đại học có thể là ba vi điều khiển tương

đối có tính điển hình cho điều khiển vi xử lý, gồm:

- vi điều khiển ST STM32 (Cortex-M3);

- vi điệu khiển TI LM4F120 (Cortex-M4F);

- vi điều khiển Atmel ATmega328p (AVR).

Trên H. 1 trình bày sơ đô chức năng của Cabin

thí nghiệm.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là thực hiện phát

triển một Cabin thí nghiệm hệ thống điều khiến vi

xử lý trong một truyền động điện DC xác định.

Hệ thống điều khiển vi xử lý để thực hiện điều

khiên hệ truyên đông điện DC được thực hiện theo

nguyên tắc mạch vòng kép: mạch vòng dòng điện

và mạch vòng tốc độ.

Email: [email protected]; [email protected]

Driver motor DC ở dạng pầnel do Công ty Pololu

md30a chế tạo, dứa trên vĩ mạnh MAX14870 [2Ị.

Đe thực hiện điều khiển động cơ DC, có nhiều

phương pháp, ở Cabin thí ngniệm này chọn phương

pháp đơn giản va hiệu quả nhât là phương pháp

điều chỉnh độ rộng xung thông qua bọ điều chế đọ

rộng xung (PWMỈ). I

Tín hiệu phản1 hồi U fb s tnèo tốc độ được thực

hiện bởi cảm biến quang - photointerrupter H92B4

[3], số lượng photointerrupter định vị (góc quay)

có được nhờ đĩa !mã hóa eắn trên truc auav của

motor.

O utside control

Start/Stop Reverse

Í7 w

i/o ports

External

Interrupt

A -O converter]

J~L

Norm aitzer 4f— -

XL

-CD￾O utside control

H. 1. S ơ đồ chức năng của Cabin thí nghiệm điều khiển vi x ử lý cho

truyền động điện DC

Do mục tiêu của Cabin thí nghiệm này là có thể

nghiên cứu cả ba vi điều khiển nên phải lắp cả ba

vi điều khiển trên nó, vì thế về cấu tạo phải có các

chuyển mạch cơ khí tương thích với các chân logic

của mỗi vi điều khiến.

Truyền động điện để nghiên cứu điều khiển vi

xử lý là truyền động điện DC với động cơ điện DC

cổ góp loại R370-173156.0V [1].

Tín hiệu điện ấ]í u task đặt tốc độ mong muốn cho

motor DC cô gó^l được tạo ra từ chiêt áp R4 (H.

2). Với chiết áp này, dễ dàng đặt chu kỳ làm việc

của PWM để điềilỉ khiển tốc âộ quay của phần ứng

motor DC. I ị

Tín hiệu phản hồi Ufbi theo dòng điện được tạo

ra bởi điện trở snunt có giá trị định mức 0.1 Ohm.

Ngoài ra, điện trơ shunt nàyỊỊcòn có tác dụng hạn

chê dòng khởi động của motor DC và nó được lăp

sẵn trên panel gắn1 motor Dc| [2].

Thực tế, tín hiệu thu đứợc từ chiết áp R4

thường rất nhỏ, nen cần phảrkhuyếch đại tín hiệu

này bần§ một khùỵếch đại thuật toán LM358 [4]

với hệ so khuyếch đại của nó là 110 lần. Giá trị

khuyếch đại này 'đáp ứng được sự phôi họp điện

áp cho các panel vi điêu khiên khác nhau, bởi vì

tín hiêu lớn nhất sẽ chỉ khoang dưới 3.3V. Sơ đồ

nguyên lý của kênh đo lường dòng điện được trình

bay trên H. 3. || ị

Việc chọn chiều quay cho motor DC và tín hiệu

Start/Stop đươc tiiưc hien bằng các nút ấn sw 1 và

SW2. II' ’ II

Các nút ấn s\\[ 1 và SW2 khi được nhấn thì các

tiếp điểm sẽ có Ịhiện tượngịbật trở lại (bị nảỵ),

hiện tượng này c'ó thể gây nên nhiễu tần số thấp

ảnh hương lên hoạt động cua các vi điều khiển.

Để loai bỏ ảnh nưởng do sự nảy của tiếp điểm

của hai nút nhânl,l hai bộ Scảmitt trigger (dùng vi

mạch &N74HClj4N [5] có lap bộ lọc thong thấp

trên đầu vào (H.l 4) được bô sung vào Cabin thí

nghiệm.