Tìm người làm bài tập thực hành: Bộ ĐK PID động cơ DC

[falleaf]

Em rất đồng ý với anh về vấn đề này, nhưng em đề nghị rằng trước tiên chúng ta tập trung vào đề tài này. Hiện nay em nghĩ lực lượng của picvietnam đã sẵn sàng rồi, chỉ chờ có các bạn sinh viên có nhiệt tình, và có dám lao vào hay không thôi.

Làm từ A tới Z. Đề tài mẫu, hiện nay có Ngô Hải Bắc (mod) cũng đã làm thực nghiệm, em cũng chưa được xem kỹ, lý do thời gian Bắc làm thì em đang bận quá, mới mấy ngày gần đây có thời gian, quay lại với diễn đàn mà thôi.

Vì vậy, lần này, em muốn kêu gọi các thành viên, không làm những cái gì cao siêu, có ích, đặt ra ý tưởng gì lạ lẫm... Chưa! Tại thời điểm này, chúng ta làm một việc thật cơ bản.

Em không muốn mình đưa ra những cái đó, bởi vì những cái đó, thực sự làm chán nản những người mới bắt đầu. Em muốn đưa ra cái gì cơ bản hơn, đơn giản hơn cơ.

Em dự tính phân chia là mấy đối tượng tham dự như sau:
- Đối tượng làm việc với picvietnam (có thể mua những động cơ lớn, to bự, encoder độ phân giải cao), nói chung là tốn tiền nhiều để làm mô hình mẫu đủ to để mọi người có thể nhìn ngó giống như một mẫu tham khảo trực quan.
- Đối tượng tự thực hành, với các động cơ nhỏ, có sẵn encoder.

Tụi em có thể liên hệ với chị Uyên (anh sẽ thử liên hệ lại thử), anh nhớ hồi đó anh mua động cơ ở đâu gần gần, hoặc có khi ngay chỗ chị Uyên giới thiệu luôn gì đó, cái đó chỉ có 70K, có encoder 502 xung rồi.

Vậy thì em chỉ cần làm một cái cụ tải nhỏ như cục gôm (cục tẩy bút chì) bằng sắt, hoặc làm bằng nhôm to to, là có thể thực hiện tốt bài toán này. Như vậy cái mô hình của tụi em, cũng sẽ bằng 3 ngón tay, hoặc dài hơn một chút thôi (có khi bằng bàn tay).

Và nếu như vậy, thì tụi em chỉ cần tốn khoảng 100K cho bài thí nghiệm này, vì lúc đó, cái bộ điều khiển của tụi em cũng sẽ còn nhỏ xíu thôi, một con điều khiển động cơ chỉ tầm 7000 đồng (vd TA7288P - anh sẽ cung cấp lại mạch này một lần nữa).

Vậy nên, các bạn chuẩn bị học, thực sự lưu ý rằng, chúng ta chưa biết thì chúng ta mới học, đừng ngại rằng có những người đã làm trước chúng ta, biết hơn chúng ta cũng tham gia. Đó là mong muốn của F.

Nếu như ngại rằng mình hỏi những điều vớ vẩn, cứ hỏi. Trong dự án này, đi từ cơ bản mà lên. Từng cái đơn giản, cơ bản, chúng ta sẽ làm, các bạn thật lưu ý điều này. Đây là một cơ hội, picvietnam, các mod, sẽ đầu tư thời gian vào dự án này, để làm được một cái gì đó, thật căn bản, thật hữu ích và mong muốn tất cả mọi người cùng nhiệt tình tham gia.

Chúc vui

[scentoflove]

Hình động cơ và encoder. Động cơ 100W,24V của yaskawa, encoder nay gắn liền động cơ. Lúc em làm đk động cơ này ko có tham số chi đo được Ra=0.2ohm và Momen=0.6Kg.cm
Encoder 8 dây,đen và đỏ la nguồn, vàng la ref, xanh dương và xanh lá là pha A, pha B, đen vàng, đen xanh dương và đen xanh lá là đảo của các dây tương ứng (datatheet nói vậy chứ ko thấy tín hiệu)

[scentoflove]

Ko biết sao lại up ko được thử lại coi sao

[scentoflove]

Hình mạch điều khiển và mạch công suất.
Mạch đk sủ dụng chân RB0 RB1 để đọc pha A pha B encoder, Rb7 để đọc ref (ko cần trong quá trình đk nhưng dùng để xác định số xung encoder và tốc độ). Chân RC0 va RC1 là chân DIR và PWM (ko xài brake)
Mạch cs khi chân DIR là 0 thì opto dẫn có dòng chạy qua cuộn dây relay đảo chiều, chân PWM là 0 thì FET dẫn cho dòng chạy qua động cơ

Phần mạch công suất

Phần module PIC để điều khiển

Phần module giao tiếp máy tính qua RS232

[falleaf]

Nguyên văn bởi scentoflove

Hình mạch điều khiển và mạch công suất.
Mạch đk sủ dụng chân RB0 RB1 để đọc pha A pha B encoder, Rb7 để đọc ref (ko cần trong quá trình đk nhưng dùng để xác định số xung encoder và tốc độ). Chân RC0 va RC1 là chân DIR và PWM (ko xài brake)
Mạch cs khi chân DIR là 0 thì opto dẫn có dòng chạy qua cuộn dây relay đảo chiều, chân PWM là 0 thì FET dẫn cho dòng chạy qua động cơ

Về cái mạch nối nguồn, trên encoder của em, anh không biết có những dây nào, nhưng anh nghĩ trên encoder luôn có dây nguồn và dây mass, tại sao em không kết nối 2 dây nguồn mass để lấy nguồn từ mạch điều khiển luôn?

Cái module RS232, anh gợi ý làm theo thiết kế của bootloader, chuẩn của picvietnam (theo dõi luồng dưới này do Chính trình bày)
http://www.picvietnam.com/forum/showthread.php?t=439

Như vậy, chúng ta sẽ có thể dùng nó làm bootloader, và cũng có thể dùng nó để làm giao tiếp RS232. Vậy chỉ cần sửa đổi một chút là có thể làm được.

À, nhắc luôn Chính, em post lại các hình kích thước lớn hơn để mọi người xem, nói thiệt, anh coi muốn lòi con mắt luôn mà cũng không thấy cái hình của em nó ra sao, trực khi lưu về phóng thiệt to ra

Với lại cái mạch này của em, dùng relay đóng mở. Tốc độ của relay rất chậm, loại nhanh thì khoảng 2ms hay sao đó, cho nên, tốc độ điều động xung sẽ chỉ ở vào khoảng 500Hz được thôi, cái này là một hạn chế lớn trong điều khiển động cơ.

[falleaf]

1) Trên động cơ, cần nối 2 tụ 104 từ chân 1 của động cơ vào vỏ động cơ, và tụ thứ hai từ chân 2 vào vỏ. Có nghĩa là cả hai chân đều nối vào vỏ động cơ, và thông qua con tụ 104.

Cái này để làm gì?
Thực tế, động cơ chổi than sẽ tạo tia lửa điện khi quay, và nó đổi chổi quét liên tục, nghĩa là tia lửa điện phát sinh liên tục. Các tụ này dùng để dập tia lửa điện trong động cơ. Có nhiều động cơ có sẵn các tụ này bên trong, nhưng có nhiều động cơ không có, phải hàn ra bên ngoài.

2) Tần số điều khiển PWM bằng bao nhiêu thì đủ?
Hãy hình dung việc này, khi động cơ quay, nó liên tục xoay o o, và tần số kích đó sẽ nghe tiếng quay o o. Nếu càng làm động cơ lớn, thì càng thấy rõ cái tiếng o o này (không phải tiếng két két do các bạn mua động cơ cũ đâu, nó kêu tiếng o o rất thanh, đúng theo tần số mà các bạn điều khiển PWM).

Để hạn chế tiếng kêu này, người ta điều khiển PWM ở tần số 20 - 25KHz vì tai người chỉ có thể nghe trong phạm vi tần số 20Hz đến 20KHz. Cho nên nếu như điều khiển PWM lên tới khoảng 25KHz thì sẽ không còn nghe được tiếng này nữa.

Trong thực tế, người ta điều khiển động cơ DC ở khoảng 15KHz đến 25KHz.

Như vậy, khi thiết kế mạch điều khiển động cơ, các bạn cần phải dùng FETs hoặc dùng các con motor driver nào đó phải cho phép tốc độ đóng mở trên 50KHz, hoặc 100 KHz thì mới đảm bảo được tốc độ PWM, tốc độ đóng mở càng cao thì càng tốt, nếu là 1MHz thì hợp lý nhất.

3) Cùng vì yêu cầu đóng mở 25KHz, cho nên, các diode mà các bạn dùng để hạn dòng phản hồi ở trước các con FETs (nếu không có diode nội), thì phải dùng các diode nhanh, schotsky diode. Để đảm bảo. Chứ con FET đóng mở nhanh, mà cái diode không đóng mở nhanh được thì cũng như không thôi.

4) Thiết kế driver điều khiển động cơ, các bạn cần chú ý có rất nhiều cách thiết kế điều khiển:

a) Cách 1: DIRECTION + PWM
Cách này các bạn thiết kế để ngõ vào của bộ điều khiển có một chân là DIRECTION và một chân cứ liên tục xuất PWM. Như vậy, trong chương trình điều khiển của các bạn
if vận tốc < 0, then thay đổi Direction = 0
pwm = giá trị vận tốc
if vận tốc > 0, then thay đổi Direction = 1
pwm = giá trị vận tốc

b) Cách 2: 2 chân PWM
Cách này các bạn thiết kế PWM trên hai chân, và điều khiển trực tiếp cầu H. Nghĩa là nếu như:
if vận tốc < 0, then PWM1 = xuất xung, PWM2 = 0
PWM1 = giá trị vận tốc
if vận tốc > 0, then PWM1 = 0, PWM2 = xuất xung
PWM2 = giá trị vận tốc

Cách này đổi chiều trực tiếp bằng tín hiệu điều khiển trên chân vi điều khiển.

Vì sao F nói cách này, vì ví dụ như các bạn tự thiết kế mạch cầu H, thì chúng ta sẽ có thể dùng cách b để đỡ phải thiết kế nhiều, nhưng một số driver giống như LM18200 chẳng hạn, nó cho chân điều khiển chiều.

5) Trên board điều khiển, ngõ vào, các bạn cần có gì, ngõ ra, cần có gì?
Ngõ vào: tín hiệu encoder hồi tiếp, và tín hiệu đặt vật tốc
- Encoder, 4 hoặc 5 chân: VDD, MASS, kênh A, kênh B, có khi có kênh Z (xem bài về encoder trong box về Cảm biến).
- Chúng ta sẽ đặt vận tốc bên trong PIC, hoặc dùng biến trở để đặt vận tốc, hoặc dùng nút bấm để đặt vận tốc (nếu dùng biến trở, hoặc nút bấm, thì cần phải có LED, LED7 đoạn, ma trận LED, hoặc LCD.. để hiển thị vận tốc (để mình biết đã đặt giá trị bao nhiêu)), hoặc chúng ta có thể dùng RS232 để đặt vận tốc từ máy tính...
Cái này các bạn có thể lựa chọn cách thiết kế, và tùy thuộc vào hiểu biết của mình về PIC. Nếu chưa biết gì, các bạn cứ chọn giải pháp setup vận tốc bằng chương trình, nếu thêm một chút, các bạn chọn giải pháp dùng nút bấm và LED7 đoạn, nhiều tiền hơn một chút, các bạn dùng LCD, nếu thích thì các bạn dùng RS232 để truyền giá trị vận tốc xuống cho vi điều khiển, nhưng nó đòi hỏi phải lập trình trên máy tính.
- Một ý mở rộng, chúng ta có thể làm thêm một phần này nữa, gợi ý thôi nhé, nếu các bạn thiết kế tốt, các bạn có thể dùng thêm một chân để hồi tiếp dòng của động cơ về để sau này có thể điều khiển moment luôn. Thiết kế một lần đỡ mất công, nếu sau này các bạn muốn tiếp tục làm các phần phát triển thêm. Vd như LM18200 hoặc L298 có sẵn cái chân SENSE này . Cái này chỉ là thành phần mở rộng, các bạn nào chưa biết nhiều về thiết kế mạch điều khiển, thì không cần quan tâm phần này.

Ngõ ra: có hai chân điều khiển động cơ như phần trên đã nêu, có thể chọn loại 4a, hoặc loại 4b.

Chúc các bạn thành công.

[falleaf]

Các bạn xem một số luồng tham khảo sau đây:

Dùng encoder như thế nào?
http://www.picvietnam.com/forum/showthread.php?t=224

Thiết kế driver điều khiển động cơ lên tới 4A với L298
http://www.picvietnam.com/forum/showthread.php?t=79

Trong luận văn của ami, có một mạch điều khiển động cơ DC
http://www.picvietnam.com/forum/showthread.php?t=93

Giới thiệu một vài con điều khiển động cơ L298, LM1800, LM18200, IRF540, IRFxxx (FETs điều khiển động cơ), BAxxxx...
À, một thông tin nữa, bác Bình Anh có vài con điều khiển động cơ kích thước nhỏ, F cũng chẳng nhớ là con gì nữa, ai ở HN có thể liên hệ hỏi bác BA (nhưng tuần này bác BA rất bận, không đảm bảo sẽ trả lời được cho các bạn).

Chúc vui

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Hình động cơ và encoder. Động cơ 100W,24V của yaskawa, encoder nay gắn liền động cơ. Lúc em làm đk động cơ này ko có tham số chi đo được Ra=0.2ohm và Momen=0.6Kg.cm
Encoder 8 dây,đen và đỏ la nguồn, vàng la ref, xanh dương và xanh lá là pha A, pha B, đen vàng, đen xanh dương và đen xanh lá là đảo của các dây tương ứng (datatheet nói vậy chứ ko thấy tín hiệu)

Em post luôn cái datasheet lên đi. Có thể các tín hiệu là dạng differential, chứ không phải single-ended.

Nên kẹp zener 12V vào giữa gate và source của MOSFET, khi đó có thể giảm R5 để tăng tốc độ đóng của MOSFET.

Em đang dùng Optocoupler loại nào? Nếu dùng thẳng như vậy thì khó kích nhanh MOSFET lắm. Tuy nhiên, với loại FET này thì cũng không cần mạch kích phức tạp.

Thân,

[Hieu98DT]

xem ảnh này tốt hơn nè. Vì mới post ảnh lần đầu nên hơi bị trục trặc thông cảm nha .

[hocpic]

hiện nay nhóm em đang làm mạch điều khiển động cơ.Phần cơ tụi em làm xong mong các bạn chỉ thêm.Nay em gửi hình ảnh về động cơ,còn mạch thì tụi em gửi sau ngay khi có con pic va cả giải thuật điều khiển.Nhóm em gồm 3 bạn hiện nay là sv nên chi phí cũng rất khó khăn.Địa chỉ của tụi em là
964/19N Lò Gốm ,F8,Q6.Tụi em đang cầ pic để thí nghiệm.Em xin cảm ơn.

[hocpic]

hinh ảnh của nhóm tụi em đây(hocpic)

[hocpic]

hình ảnh đây

[scentoflove]

Encoder yaskawa 5 dây dây trừ 2 dây đỏ đen, 3 dây còn lại là vàng xanh dương và xanh lá. Theo như scent nhớ ko lầm thì màu xanh lá là reference (index) còn màu vàng và xanh dương là pha A và B hoặc ngược lại.
Ko đếm được encoder bằng mắt đâu cách dễ nhất là bạn viết 1 đoạn code cho pic đọc ngắt (1 pha A hoặc B) sau đó quay bằng tay trong 1 vòng thì biết có bao nhiêu xung thôi -> phần này chưa làm tới thì phải.
Tính toán điện trở và tụ cho mạch cầu H theo tài liệu anh Namqn (thiết kế mạch kích tốc độ cao) em đọc ko hiểu nhiều chổ công thức có dạng C=Q/V thì trong đó Q làm sao mình có được

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Tính toán điện trở và tụ cho mạch cầu H theo tài liệu anh Namqn (thiết kế mạch kích tốc độ cao) em đọc ko hiểu nhiều chổ công thức có dạng C=Q/V thì trong đó Q làm sao mình có được

Vấn đề Q đó là điện tích của phần nào, các thông số về điện tích có trong datasheet của MOSFET (ở dạng bảng và ở dạng đồ thị).

Em không hiểu công thức nào thì post lên hỏi.

Thân,

[scentoflove]

Cái này thì mình cũng ko rõ lắm tại sao co A B lại co A- B-, theo mình nghĩ vđk thường nhận tín hiệu sensor là kick 0-> để bảo về vđk, nhưng cũng có lúc xài kick 1 nên encoder có đủ A B và A- B-. Đây là suy nghĩ của riêng mình ko biết có đúng ko

Em đã đọc datasheet đang làm lại từ đầu cám ơn anh namqn

IR2110 ko biết bạn nào ở Tp biết chổ bán chỉ em, sphinx nói ở HN bán 21K/con sao bạn em hỏi thì là 70K/con -> sphinx có thể cho địa chỉ cụ thể của cửa hàng bán được ko thanks