Thiết Kế Hệ Thống đo Tốc độ động Cơ Sử Dụng Encoder Hiển Thị Trên ...

Tài liệu đại học Toggle navigation

• Miễn phí (current)
• Danh mục
  • Khoa học kỹ thuật
  • Công nghệ thông tin
  • Kinh tế, Tài chính, Kế toán
  • Văn hóa, Xã hội
  • Ngoại ngữ
  • Văn học, Báo chí
  • Kiến trúc, xây dựng
  • Sư phạm
  • Khoa học Tự nhiên
  • Luật
  • Y Dược, Công nghệ thực phẩm
  • Nông Lâm Thủy sản
  • Ôn thi Đại học, THPT
  • Đại cương
  • Tài liệu khác
  • Luận văn tổng hợp
  • Nông Lâm
  • Nông nghiệp
  • Luận văn luận án
  • Văn mẫu
• Luận văn tổng hợp

1. Home
2. Luận văn tổng hợp
3. Thiết kế hệ thống đo tốc độ động cơ sử dụng encoder hiển thị trên máy tính

Trich dan Thiết kế hệ thống đo tốc độ động cơ sử dụng encoder hiển thị trên máy tính - Pdf 12

LỜI NÓI ĐẦUTrong quá trình sản xuất hiện đại, đo tốc độ động cơ là việc làmkhông thể thiếu, nó giúp cho quá trình giám sát sản xuất nhah hơn, tốt hơn,cho ra những sản phẩm như ý, chính xác. Nếu ta không đo được tốc độ củađộng cơ thì không thể điều khiển tốc độ chính xác được. Với những máymóc hiện đại như ngày nay, trong quá trình sản xuất luôn chạy với nhiềutốc độ khác nhau, tùy theo mỗi giai đoạn làm việc của nó, chính vì thế mà tacần phải biết tốc độ động cơ là bao nhiêu để điều chỉnh cho phù hợp.Từ lâu con người đã nghiên cứu chế tạo ra những máy đo tốc độ vàđược sử dụng rộng rãi. Trong các hệ truyền động kinh điển người ta dùngmáy phát tốc đo tốc độ động cơ, máy phát tốc một chiều hay xoay chiềuthực chất cũng chỉ là máy phát điện công suất nhỏ, có suất điện động ra tỷlệ với tốc độ cần đo. Về sau nền sản xuất công nghiệp ngày càng phát triểnhiện đại người ta bắt đầu nghiên cứu và cho ra đời các máy đo tốc độ có độchính xác cao hơn như máy đo góc tuyệt đối, máy đo sử dụng cảm biếnquang tốc độ với đĩa giải mã …Trong quá trình ngồi trên ghế trường đại học em đã được trang bịmột số kiến thức về lĩnh vực này, thấy được tầm quan trọng của nó và đểtìm hiểu kỹ hơn thầy giáo đã giao cho em bài tập “ Thiết kế hệ thốngđo tốc độ động cơ sử dụng encoder hiển thị trên máy tính“ đểlàm cơ sở cho sự phát triển các môn chuyên ngành. Đề tài này cũng khôngcó gì mới mẻ nhưng em nghĩ tuy cũ mà mình chưa nghiên cứu thì với mìnhnó vẫn là mới như thường,với lại tầm quan trọng của nó là rất lớn, trongquá trình làm việc sau này chắc chắn sẽ còn gặp thường xuyên nên phảinghiên cứu để nắm vững.Với đề tài trên yêu cầu người làm phải nắm vững được các phươngpháp đo tốc độ động cơ, từ đó thiết kế và thi công máy đo tốc độ không tiếp1xúc và hiển thị được tốc độ đó, từ cơ sở đó buộc người làm đề tài phải thựchiện được những công việc sau:- Tìn hiểu về các phương pháp đo tốc độ động cơ Chương 1 MÔ TẢ CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐO TỐC ĐỘ1.1 Giới thiệu về động cơ điện một chiều1. Giới thiệu về động cơ điện.a. Động cơ điện xoay chiều:+. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:Động cơ gồm có hai phần chính là stator và rotor. Stato gồm các cuộndây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt bố trí trên một vành tròn để tạo ra từtrường quay. Rôto hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lõithép.Khi mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều, từ trường quay do stato gâyra làm cho rôto quay trên trục. Chuyển động quay của rôto được trục máytruyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấuchuyển động khác.+. Phân loai:Động cơ điện xoay chiều được sản xuất với nhiều kiểu và công suất khácnhau. Theo sơ đồ nối điện có thể phân ra làm 2 loại: động cơ 3 pha và 1 pha, vànếu theo tốc độ có động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ.b. Động cơ điện một chiều:+. Cấu tạo: 3Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châmvĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối vớinguồn điện một chiều, 1 phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộphận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển độngquay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp vàmột bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.+. Cơ chế hoạt động: Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài,động cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điệnTrên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không. Số xung đếm được và tăng lên nó tính bằng số lần ánh sáng bị cắt. Như vậy là encoder sẽ tạo ra các tín hiệu xung vuông và các tín hiệu xung vuông này được cắt từ ánh sáng xuyên qua lỗ. Nên tần số của xung đầu ra sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của tấm tròn đó. Đối với encoder người ta có thể dùng 2 bộ đặt lệch nhau 900 nó sẽ có 2 tín hiệu ra lệch pha nhau 90. Hai tín hiệu này có thể xác định được chiều quay của động cơ.Sơ đồ cấu tạo bên trong của encode52. Đo tốc độ động cơ sử dụng máy phát tốcĐo tốc độ động cơ dùng máy phát tốc, tín hiệu từ máy phát tốc tạo ra có điện áp thay đôi phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Do đó điện áp này được đưa qua bộ chuyển đổi ADC tạo thành các xung vuông, các xung vuông này được đưa vào bộ vi xử lý để đếm số xung trong khoảng thời gian cho phép từ đó ta có thể tính được giá trị vận tốc của động cơ.a, Sử dụng máy phát tốc: có nhược điểm là độ chính xác không cao,lại đòi hỏi kèm theo bộ chuyển đổi tương tự - số để số hóa tín hiệu đo nênphương pháp này không được ưa dùng nên nó dần đi vào dĩ vãng.b, Phương pháp đo sử dụng bộ cảm biến quang tốc độ: với đĩagiải mãi để đo tốc độ động cơ có các ưu điểm: độ phân giải cao dẫn đến kết quảcực kì chính xác, ít nhiễu với sóng điện từ.c, Phương pháp sử dụng máy đo góc tuyệt đối: có ưu điểm ít bịảnh hưởng bởi nhiệt độ, ít nhiễu điện từ tuy nhiên chúng không đạt được độphân giải cao như bộ cảm biến quang tốc độ với tín hiệu hình sin.đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt mộtcon mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghinhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không. Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉcó một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận được tín hiệu đèn led, thì cónghĩa là đĩa đã quay được một vòng. Tuy nhiên, những vấn đề được đặt ra là,làm sao để xác định chính xác hơn vị trí của đĩa quay (mịn hơn) và làm thế nàođể xác định được đĩa đang quay theo chiều nào? Đó chính là vấn đề để chúng tatìm hiểu về encoder.8Hinh 1.2. Nguyên lý cơ bản của hoạt động encoder.a, Với encoder tuyệt đối:Vấn đề chúng ta sẽ quan tâm ở đây, chính là vấn đề về độ mịn củaencoder, có nghĩa là làm thế nào biết đĩa đã quay 1/2 vòng, 1/4 vòng, 1/8 vònghay 1/n vòng, chứ không phải chỉ biết đĩa đã quay được một vòng.Quay lại bài toán cơ bản về bit và số bit, chúng ta xem xét vấn đề theomột cách hoàn toàn toán học như sau:Với một số nhị phân có 2 chữ số, chúng ta sẽ có 00, 01, 10, 11, tức là 4trạng thái. Điều đó có nghĩa là với 2 chữ số, chúng ta có thể chia đĩa encoderthành 4 phần bằng nhau. Và khi quay, chúng ta sẽ xác định được độ chính xácđến 1/4 vòng.Tương tự như vậy, nếu với một số có n chữ số, chúng ta sẽ xác địnhđược độ chính xác đến 1/(2n) vòng.Thế làm sao để xác định 2n trạng thái này của đĩa encoder?Ta xét hình sau:Hình 1.3. Đĩa encoder có 2 vòng đĩaỞ hình trên ta thấy rằng ở vòng trong cùng, có một rãnh rộng bằng 1/2nhiều vòng, điều này không có lợi, bởi vì khi đó, chúng ta phải xử lý để đếm sốvòng quay của trục. Ngoài ra, nếu thiết kế encoder tuyệt đối, chúng ta cần quánhiều vòng lỗ, và dẫn tới giới hạn về kích thước của encoder, bởi vì việc giacông chính xác các lỗ quá nhỏ là không thể thực hiện được. Chưa kể rằng việcthiết kế một dãy đèn led và con mắt thu cũng ảnh hưởng rất lớn đến kích thướcgiới hạn này.Hoạt động của encoder tương đối bằng cách tăng lên 1 đơn vị khi mộtlần lên xuống của cạnh xung.Hình 1.5. Encoder tương đối.Ta thấy cứ mỗi lần quay qua một lỗ, thì encoder sẽ tăng một đơn vị trongbiến đếm. Tuy nhiên, một vấn đề là làm sao để biết được encoder quay hết 1vòng. Nếu cứ đếm vô hạn như thế này thì chúng ta không thể biết được khi nàonó quay hết 1 vòng. Để giải quyết vấn đề này, ta đưa thêm vào 1 lỗ định vị đểđếm số vòng đã quay của encoder. Như vậy, cho dù có lệch xung mà chúng tavẫn thấy rằng encoder đi ngang qua lỗ định vị này thì chúng ta vẫn biết làencoder đã bị đếm sai ở đâu. Nếu vì một rung động nào đó mà chúng ta khôngthấy encoder qua lỗ định vị, vậy thì từ số xung, và việc đi qua lỗ định vị, chúngta sẽ biết rõ hiện tượng sai của encoder.11Hình 1.6. Encoder có lỗ định vị.Tuy nhiên, một vấn đề lớn nữa là, làm sao chúng ta biết encoder đangxoay theo chiều nào? Bởi vì cho dù xoay theo chiều nào, thì tín hiệu encodercũng chỉ là các xung đơn lẻ và xoay theo hai chiều đều giống nhau. Chính vìvậy, người ta đặt thêm một vòng lỗ ở giữa vòng lỗ thứ 1 và lỗ định vị như hìnhsau. Chú ý rằng, vị trí góc của các lỗ vòng 1 và các lỗ vòng 2 lệch nhau. Cáccạnh của lỗ vòng 2 nằm ngay giữa các lỗ vòng 1 và ngược lại. Chúng ta sẽ khảosát tiếp vấn đề encoder trong phần tín hiệu xung để hiểu rõ hơn về encoder. Tuynhiên, ta sẽ thấy một điều rằng, thay vì làm 2 vòng encoder, và dùng 2 đèn LEDđặt thẳng hàng, thì ta chỉ cần làm 1 vòng lỗ, và đặt hai đèn LED lệch nhau. chức phần cứng và chương trình phần mềm cho một thiết kế là một vấn đề cầnphải cân nhắc. Vì khi tổ chức phần cứng càng phức tạp, càng có nhiều chứcnăng hỗ trợ cho yêu cầu thiết kế thì phần mềm càng được giảm bớt và dễ dàngthực thi nhưng lại đẩy giá thành sản phẩm lên cao, cũng như chi phí bảo trì.Ngược lại với một phần cứng tối thiểu lại yêu cầu một chương trình phần mềmphức tạp hơn, hoàn thiện hơn, nhưng lại cho phép bảo trì hệ thống dễ dàng hơncũng như việc phát triển tính năng của hệ thống từ đó có thể đưa ra gia thànhcạnh tranh.14Khối nguồnKhối hiển thị Hình 2.1. Sơ đồ khối hệ thống đo tốc độ động cơ.Sơ đồ nguyên lý mạch đoa, Khối nguồn :15Động cơKhối thuphát tín hiệu Khối xử lýNguồn điện được thiết kế riêng sử dụng IC 7805 cho phép cung cấp điệnáp ổn định 5V với điện áp vào thay đổi từ 9-12V. Mạch nguồn được thiết kếnhằm giảm thiểu sai số do mạch không ổn định của điện áp cung cấp cho mạchđếm và các phụ kiện liên quan và hạn chế sự gia tăng đột ngột gây hỏng linhkiện.VI1VO3GND321842 1021Hình 2.3. Mạch thu phát hồng ngoại.Nguyên lý hoạt động của mạch: việc đo tốc độ của động cơ dựa vào quátrình đếm xung của vi xử lý thông qua các xung của bộ cảm biến thu phát (ứngvới mỗi vòng quay của động cơ cảm biến sẽ phát một xung đưa về bộ đếm củavi xử lý ). Thông qua chương trình được lập trình sẵn trong vi xử lý, mạch đếmsẽ tính toán số liệu đo được và cho hiển thị kết quả. Với khả năng lập trình đượcvi xử lý cho phép động cơ chọn thang đo ( có thể thay đổi khoảng thời giantrong phép đo từ đó thay đổi thang đo theo giây, phút ). Ngoài ra, vi xử lý còncho phép phát triển thêm các tính năng của mạch như điều khiển tốc độ củađộng cơ khi cần thiết, lưu giữ các kết quả của phép đo trước đó mở rộng khảnăng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của mạch ( đo tần số, đo chu kì… )Nhờ sử dụng xung đồng bộ của thạch anh có độ chính xác và ổn định caonên vi xử lý cho phép loại bỏ sai số của hệ thống do sự “chậm” của thời điểm17“mở “ và “đóng “ các xung của tín hiệu đi vào mạch tính toán. Đầu ra của khốiđược đưa vào một chân ngắt ngoài của IC.d, Khối xử lý:Từ yêu cầu của bài toán ta chọn chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 củaIntel, mà cụ thể ở đây là họ 8051 vì những lý do sau: Thứ nhất họ 8051 là chip vi điều khiển. Đặc điểm của các chip nàynói chung là nó được tích hợp với đầy đủ chức năng của một hệ vi xử lý nhỏ, rấtthích hợp với những thiết kế hướng điều khiển. Tức là trong nó bao gồm: mạchvi xử lý, bộ nhớ chương trình và dữ liệu, bộ đếm, bộ tạo xung, các cổng vào-ra- 210 vị trí nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trí 1 bit.- Nhân /chia trong 4 µs.X1XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD716P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C1470nC2470nC31nFHình 2.4. Sơ đồ chân IC AT89C51.Nhiệm vụ của khối xử lý: nhận tín hiệu từ bộ thu phát dưới dạng xungđiện áp và biến đổi xử lý thành các tín hiệu điều khiển để đưa ra hiển thị trênđến 1,52 ms). Phơng pháp này đợc mô tả bằng lu đồ sau:2223 -Phng phỏp 2: - Phơng pháp 2:Gửi các lệnhvà dữ liệu đến LCD có kiểm tra cờ bận (ở phơng phápnày ta không cần phải đặt một độ trễ lớn trong quá trình xuất dữ liệu hay ra lệnh cho LCD mà chỉ cầnhiện thị cờ bận (đọc cờ bận BF thông qua chân DB7) từ LCD trớc khi xuất một lệnh hoặc dữ liệu tới LCD). Ph-ơng pháp này đợc mô tả bằng lu đồ sau: Lu ý rằng ở bất kì phơng pháp nào để gửi một lệnh bất kì tớiLCD ta phải đa chân RS về 0. Đối với dữ liệu thì bật RS =1 sauđó gửi một sờn xung cao xuống thấp đến chân E để cho phépchốt dữ liệu trong LCD24CHƯƠNG 3LẬP TRÌNH PHẦN MÊM3.2 CODE LỆNH#include <avr/io.h>#include <stdio.h>#include <util/delay.h>#include <avr/pgmspace.h>#include <avr/interrupt.h>#include "lcd_lib.c"#include "lcd_lib.h"/*******************************************// doc gia tri tra ve tu counter, xuat ra LCD// xuat gia tri len PC//tinh ra toc do motor//xuat toc do le LCD Tải File Word Nhờ tải bản gốc Tài liệu, ebook tham khảo khác

• Tính toán và thiết kế hệ thống phối khí của động cơ IFA
• Tài liệu LUẬN VĂN :
• tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cơ sở giết mổ đặng thị hùng, tỉnh long an với công suất 300 m3ngày đêm
• thiết kế hệ thống điều chỉnh thyristor động cơ điện 1 chiều mạch vòng
• thiết kế hệ thống điều chỉnh thyristor động cơ điện 1 chiều 2 mạch vòng
• thiết kế hệ thống điều chỉnh thyristor - động cơ điện một chiều
• Thiết kế hệ thống đo tốc độ động cơ sử dụng encoder hiển thị trên máy tính
• Đồ án thiết kế hệ thống điện cho truyền động cơ cấu nâng hạ cầu trục phân xưởng
• thiết kế mạch điều khiển và đo tốc độ động cơ điện một chiều hiển thị trên lcd
• Đồ án tính toán và thiết kế hệ thống nhiên liệu của động cơ theo các thông số kĩ thuật
• Phương pháp dạy học thơ trữ tình Việt Nam hiện đại trong chương trình Văn 6 THCS Hà Nội
• Giải pháp góp phần hoàn thiện các hình thức trả lương tại công ty công trình giao thông
• Sự thay đổi trong kinh doanh quản lý là một tất yếu khách quan
• Hệ thống quản lý Ngân hàng nông nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam
• Tổ chức kế toán tập hợp chi phí sản xuất và tính giá thành sản phẩm tại công ty Cơ khí - Điện Thuỷ Lợi
• Một số giải pháp nhằm hoàn thiện phương pháp phân tích tài chính nhằm làm lành mạnh nền tài chính tại Xí nghiệp đá hoa granito Hà nội
• Kiểm toán chu trình hàng tôn kho trong kiểm toán báo cáo tài chính do Công ty Dịch vụ Tư vấn Tài chính, Kế toán và Kiểm toán (AASC) thực hiện
• Hoàn thiện hạch toán kế toán bán và xác định kết quả kinh doanh của Công ty X
• Những nguyên nhân chính dẫn đến cuộc khủng tài chính tiền tệ Châu Á năm1997
• Giáo trình Công nghệ bê tông xi măng (Tập 2)

Hệ thống tự động tổng hợp link tải tài liệu, ebook miễn phí cho các bạn sinh viên tham khảo.

Học thêm

• Nhờ tải tài liệu
• Từ điển Nhật Việt online
• Từ điển Hàn Việt online
• Văn mẫu tuyển chọn
• Tài liệu Cao học
• Tài liệu tham khảo
• Truyện Tiếng Anh

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©

Top