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

[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

[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,

[hoanf]

Thank you bang chủ Falleaf.
Em là đệ tử mới nhập môn và đang nghiên cứu PIC6F877A.
Thực sự PIC đã chiếm được sự chú ý của em và tạo cho em sự thích thú hơn cả 8051.
Hiện tại em đang lên diễn đàn học hỏi là chính chứ chưa có đóng góp gì cho diễn đàn.
Nay thấy bang chủ Falleaf đưa ra đề nghị rất thiết thực cho việc học Pic đi kèm với thưc hành và em xin hết mình tham gia.
Đây là một cơ hội tìm hiểu về Pic rất là tốt với em và cũng là cơ hội đóng góp cho diễn đàn sau một thời gian chỉ lên diễn đàn tham khảo tài liệu.

Chúc bang chủ và các anh manh khỏe :P
hoanf

[hoanf]

Cho em hỏi.
Em ở Tp.HCM
Em nên mua động cơ ở đâu là tốt nhất và giá mềm :P.
Các bác chỉ em cái.
Em dân điện tử chưa biết gì về động cơ mong các bác chỉ luôn cho em mua động cơ loại nào.
Để em quyết tâm học tập cho bằng anh bằng chị:P
Cám ơn các bác. Mong các bác luôn khỏe.

[hoanf]

A mà quên các bác làm cho em cái mô hình rồi chụp hình lên trên đây cho bọn em xem và học tập làm theo cái.
Cám ơn các bác nha.
Bây giờ để em sang bên mảng động cơ tìm tài liệu về động cơ đọc coi:P
Các bác có lời khuyên nào cho em về cách học về động cơ nhanh nhất thì mong chỉ đường dẫn lối giúp em.

Chúc các bác ngày mới vui vẻ.

[tinhthanthep]

Tớ thì hết sinh viên được 4 năm nay rồi. Cũng rất muốn nghiên cứu về PIC qua các đề tài ứng dụng. Đối với tớ thì kinh phí không phải là vấn đề lớn, cái tớ cần là được hỗ trợ về kỹ thuật, lý thuyết... Tớ xin sẵn sàng đầu tư phần cứng: mua động cơ, chế tạo cơ khí gá lắp, mua linh kiện, làm mạch in... Phần còn lại là chúng ta cùng nhau thảo luận trên diễn đàn này để đi tới thành công của dự án.

[falleaf]

Oki, đây là phần thứ nhất, mọi người làm mô hình cơ như sau:

Một động cơ, và 3 cục tải như hình minh hoạ sau.

Ai làm xong thì chụp hình lại cho mọi người xem. Chú ý rằng trục động cơ đưa ra ngoài để tải không bị vướng.

Lỗ vít để bắt vào trục thay cho then, nhớ đặt xiên 45 độ.

Thử làm nhé.

Chúc vui

[hoanf]

Chào anh Falleaf
Anh đưa hình rất dễ hình dung
Để em mày mò làm thử mô hình coi
Hi vọng xong sớm post hình lên cho anh em coi :P

Thân chào anh em. chúc anh em một đêm ngon giấc.

[bluepine]

ok, mô hình của anh falleaf rất thú vị nhưng em còn một thắc mắc : '' lỗ vít để bắt vào trục thay cho then, nhớ đặt xiên 45 độ'' là sao hả anh ? em chưa hình dung được. Em sẽ tranh thủ tìm cách làm mô hình để sớm post lên cho các bác xem.
Thân chào.
bluepine

[falleaf]

Nghiêng 45 độ là nghiêng theo chiều dọc của trục động cơ. Tưởng tượng trục động cơ là một đường thẳng, vít từ ngoài cắm vào. Như vậy, vít và trục tạo thành góc 90 độ. Bây giờ đặt vít và trục nghiêng với nhau khoảng 45 độ - 60 độ, chứ không đặt thẳng góc 90 độ nữa. Nhớ là góc này để làm sao có thể đưa cái tuộc nơ vít, hoặc là đầu lục giác vào để vặn vít. Nếu các bạn làm nó nghiêng về phía cục tải, thì nó sẽ bị cản, không thể đưa cái tuộc vít vào để xiết chặt được, vậy thì cho nó nghiêng vào phía trong một chút. Nếu trường hợp trục của các bạn quá ngắn, thì các bạn cứ để nguyên nó thẳng góc 90 độ. Phần này chỉ là một chút liên quan đến nguyên tắc thiết kế cơ khí, các bạn nào học cơ điện tử thì phải học thiết kế cơ, còn nếu không biết thì thôi, không cần thiết.

Trong khi chờ đợi các bạn thực hành làm mô hình mẫu, có một bài toán nhỏ đặt ra, mọi người cùng tính nhé.

Tính moment quán tính của tải trụ tròn và tải trụ vuông.
http://em-ntserver.unl.edu/Negahban/...e18/note18.htm

Trang trên là một vài ví dụ về công thức tính moment quán tính của một vật so với một trục. Vậy, các bạn hãy xem một cách gần đúng là trục động cơ nhỏ, không đáng kể so với tải, hoặc tải và trục cùng làm bằng cùng một chất liệu. Khi đó, tải trụ tròn là một vật rắn gồm 2 hình trụ kích thước r và R gắn cứng với nhau. Tải trụ vuông là một hình trụ kích thước r và một hình khối vuông kích thước a, b, c (chữ nhật) gắn với nhau (các bạn tính trường hợp bất kỳ cho a,b,c sau đó, tuỳ theo người nào thiết kế trụ vuông như thế nào, người đó tự tính cho mình từ công thức tổng quát.

Nào, xin mời mọi người vừa làm vừa thực hành nhé.

Chúc vui

[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

[falleaf]

Lưu ý, F tạm dừng lại ở đây khoảng 1 tuần để các bạn có thời gian thực hiện mô hình. Bạn nào làm xong mô hình cơ trước, thì cố gắng chụp hình gửi lên cho mọi người xem nhé.

Các bạn xem phần hướng dẫn gửi hình ở đây:
http://www.picvietnam.com/forum/showthread.php?t=26

Tuy vậy, bạn nào giỏi về lý thuyết, cố gắng trình bày bài toán tính toán moment quán tính của tải như F đã gợi ý ở trên cho mọi người cùng xem nhé. Xin nhờ anh tinhthanthep phần này được không, vì anh chuyên về cơ và máy cnc?

Chúc vui