Đồ án Thiết kế Quạt sạc điều khiển từ xa bằng sóng RF

LỜI CẢM ƠN ˜™ Em xin chaân thaønh caùm ôn söï chæ baûo vaø goùp yù cuûa quyù thaày coâ trong khoa ñaõ taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi cho em hoaøn thaønh ñoà aùn. Em xin chaân thaønh caùm ôn söï giuùp ñôõ vaø chæ baûo taän tình cuûa Thaày Trần Nguyên Bảo Trân höôùng daãn trong quaù trình laøm ñoà aùn 2. Xin caùm ôn caùc baïn sinh vieân trong vaø ngoaøi khoa ñaõ giuùp ñôõ nhoùm chuùng toâi raát nhieàu maët: nhö phöông tieän, taøi lieäu, nhöõng goùp yù chaân tình nhaát. Sinh viên thực hiện: -TRAÀN VAÊN NGOÏC ANH - MSSV:06029621 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……. 000 …… Tp.HCM, Ngày ..….Tháng….... Năm 2009 Giaùo Vieân Höôùng Daãn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……. 000 …… Tp.HCM, Ngày ..….Tháng….... Năm 2009 Giaùo Vieân Phaûn Bieän LỜI MỞ ĐẦU ---o0o--- Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa caùc ngaønh khoa hoïc kyõ thuaät, töï ñoäng hoaù ñoùng vai troø quan troïng trong coâng nghieäp, quaûn lyù, cung caáp thoâng tin…, laø chìa khoùa ñi vaøo coâng ngheä hieän ñaïi. Ñoái vôùi sinh vieân chuyeân ngaønh ñieän töû töï ñoäng , ñaây laø moät lónh vöïc môùi, höùa heïn vaø môû ra nhieàu trieån voïng. Các thiết bị điện tử phục vụ sinh hoạt hằng ngày theo đó cũng phát triển mạnh mẽ với độ tích hợp và tính năng ngày càng ưu việt hơn. Một thiết bị tinh vi có thể giải phóng sức lao động và tạo ra hiệu suất lao động cao chưa từng có. Cùng với viêc học tập, tìm hiểu ứng dụng các thiết bị điện tử, vi điều khiển ở trường và mục đích nghiên cứu đề tài ứng dụng thực tế em chọn đề tài : THIẾT KẾ QUẠT SẠC ĐIỀU KIỂN TÖØ XA BẰNG SÓNG RF. Đề tài này trước hết phục vụ mục đích học hỏi tìm hiểu ứng dụng của họ vi điều khiển 8051 trong thực tế, đồng thời phục vụ yêu cầu đồ án môn học với việc thiết kế một mạch điện tử có khả năng sử dụng trong cuộc sống hằng ngày. Đề tài này nghiên cứu một lĩnh vực thực sự cần thiết trong cuộc sống là điều khiển quạt từ xa và mất nguồn quạt chạy bằng acquy.Ngoài ra đề tài cũng giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học về vi điều khiển, lắp ráp thi công mạch, kiểm tra mạch… NHIỆM VỤ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU : Nhiệm Vụ : Noäi dung laø thieát keá quaït saïc ñieàu khieån töø xa baèng soùng RF Khách quan : Do yêu cầu hoàn thành đồ án môn học. Chủ quan : Nhu cầu học hỏi, ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế và cập nhật kiến thức khoa học kỹ thuật tiên tiến vào hoạt động sinh hoạt hằng ngày Nhiệm vụ thực hiện đề tài này nhằm đạt được các mục đích sau : Khảo sát, củng cố kiến thức. Rèn luyện kỹ thuật thiết kế, thi công mạch. Phương Pháp, Phương Tiện Nghiên Cứu Thực Hiện Đề Tài : Đề tài sử dụng các phương pháp sau đây : Tham khảo tài liệu : Thu thập tài liệu và kiến thức liên quan đến đề tài. Phương pháp đàm thoại : Trao đổi và tiếp thu ý kiến của các bạn học. Tham khảo ý kiến : của các thầy cô trong lĩnh vực liên quan. Quan sát thực tế thực hành lắp ráp mạch bằng phương pháp thủ công. PHAÀN A NỘI DUNG k&k I: KHAÛO SAÙT VI ÑIEÀU KHIEÅN AT89C51 Vi xöû lyù AT89C51 ñöôïc cheá taïo bôûi haõng ATMEL,veà cô baûn noù coù caáu truùc beân trong ,sô ñoà chaân cuõng nhö söû duïng taäp leänh töông thích vôùi hoï MCS_51 cuûa haõng INTEL. SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA AT89C51 Caùc ñaëc ñieåm cuûa AT89C51 ñöôïc toùm taét nhö sau : 8 KB EPROM beân trong. 128 Byte RAM noäi. 4 Port xuaát /nhaäp I/O 8 bit. Giao tieáp noái tieáp. 64 KB vuøng nhôù maõ ngoaøi 64 KB vuøng nhôù döõ lieäu ngoaïi. Xöû lí Boolean (hoaït ñoäng treân bit ñôn). 210 vò trí nhôù coù theå ñònh vò bit. 4 ms cho hoaït ñoäng nhaân hoaëc chia. 1.2. KHAÛO SAÙT SÔ ÑOÀ CHAÂN AT89C51 1.2.1 Sô ñoà chaân AT89C51: 1.2.2 Chöùc naêng caùc chaân cuûa AT89C51: - 89c51 coù taát caû 40 chaân coù chöùc naêng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp. Trong ñoù coù 24 chaân coù taùc duïng keùp (coù nghóa 1 chaân coù 2 chöùc naêng), moãi ñöôøng coù theå hoaït ñoäng nhö ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc nhö ñöôøng ñieàu khieån hoaëc laø thaønh phaàn cuûa caùc bus döõ lieäu vaø bus ñòa chæ. a. Caùc Port: r Port 0 : - Port 0 laø port coù 2 chöùc naêng ôû caùc chaân 32 – 39 cuûa 89c51. Trong caùc thieát keá côõ nhoû khoâng duøng boä nhôù môû roäng noù coù chöùc naêng nhö caùc ñöôøng IO. Ñoái vôùi caùc thieát keá côõ lôùn coù boä nhôù môû roäng, noù ñöôïc keát hôïp giöõa bus ñòa chæ vaø bus döõ lieäu. r Port 1: - Port 1 laø port IO treân caùc chaân 1-8. Caùc chaân ñöôïc kyù hieäu P1.0, P1.1, P1.2, … coù theå duøng cho giao tieáp vôùi caùc thieát bò ngoaøi neáu caàn. Port 1 khoâng coù chöùc naêng khaùc, vì vaäy chuùng chæ ñöôïc duøng cho giao tieáp vôùi caùc thieát bò beân ngoaøi. r Port 2: - Port 2 laø 1 port coù taùc duïng keùp treân caùc chaân 21 - 28 ñöôïc duøng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc laø byte cao cuûa bus ñòa chæ ñoái vôùi caùc thieát bò duøng boä nhôù môû roäng. r Port 3: - Port 3 laø port coù taùc duïng keùp treân caùc chaân 10 - 17. Caùc chaân cuûa port naøy coù nhieàu chöùc naêng, caùc coâng duïng chuyeån ñoåi coù lieân heä vôùi caùc ñaëc tính ñaëc bieät cuûa 8951 nhö ôû baûng sau: Bit Teân Chöùc naêng chuyeån ñoåi P3.0 RXT Ngoõ vaøo döõ lieäu noái tieáp. P3.1 TXD Ngoõ xuaát döõ lieäu noái tieáp. P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 INT0\ INT1\ T0 T1 WR\ RD\ Ngoõ vaøo ngaét cöùng thöù 0. Ngoõ vaøo ngaét cöùng thöù 1. Ngoõ vaøo cuûa TIMER/COUNTER thöù 0. Ngoõ vaøo cuûa TIMER/COUNTER thöù 1. Tín hieäu ghi döõ lieäu leân boä nhôù ngoaøi. Tín hieäu ñoïc boä nhôù döõ lieäu ngoaøi. b. Caùc ngoõ tín hieäu ñieàu khieån: r Ngoõ tín hieäu PSEN (Program store enable): - PSEN laø tín hieäu ngoõ ra ôû chaân 29 coù taùc duïng cho pheùp ñoïc boä nhôù chöông trình môû roäng thöôøng ñöôïc noùi ñeán chaân 0E\ (output enable) cuûa Eprom cho pheùp ñoïc caùc byte maõ leänh. r Ngoõ tín hieäu ñieàu khieån ALE (Address Latch Enable ) : - Khi 89c51 truy xuaát boä nhôù beân ngoaøi, port 0 coù chöùc naêng laø bus ñòa chæ vaø bus döõ lieäu do ñoù phaûi taùch caùc ñöôøng döõ lieäu vaø ñòa chæ. Tín hieäu ra ALE ôû chaân thöù 30 duøng laøm tín hieäu ñieàu khieån ñeå giaûi ña hôïp caùc ñöôøng ñòa chæ vaø döõ lieäu khi keát noái chuùng vôùi IC choát. r Ngoõ tín hieäu EA\(External Access): - Tín hieäu vaøo EA\ ôû chaân 31 thöôøng ñöôïc maéc leân möùc 1 hoaëc möùc 0. Neáu ôû möùc 1, 89c51 thi haønh chöông trình töø ROM noäi trong khoaûng ñòa chæ thaáp 8 Kbyte. Neáu ôû möùc 0, 8951 seõ thi haønh chöông trình töø boä nhôù môû roäng. Chaân EA\ ñöôïc laáy laøm chaân caáp nguoàn 21V khi laäp trình cho Eprom trong 89c51. r Ngoõ tín hieäu RST (Reset) : -Ngoõ vaøo RST ôû chaân 9 laø ngoõ vaøo Reset cuûa 89c51. Khi ngoõ vaøo tín hieäu naøy ñöa leân cao ít nhaát laø 2 chu kyø maùy, caùc thanh ghi beân trong ñöôïc naïp nhöõng giaù trò thích hôïp ñeå khôûi ñoäng heä thoáng. Khi caáp ñieän maïch töï ñoäng Reset. r Caùc ngoõ vaøo boä dao ñoäng X1, X2: - Boä dao ñoäng ñöôïc tích hôïp beân trong 89c51, khi söû duïng 89c51 ngöôøi thieát keá chæ caàn keát noái theâm thaïch anh vaø caùc tuï nhö hình veõ trong sô ñoà. Taàn soá thaïch anh thöôøng söû duïng cho 89c51 laø 12Mhz. r Chaân 40 (Vcc) ñöôïc noái leân nguoàn 5V. II. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ DC 2. Động cơ DC: 2.1 Cấu tạo: Động cơ DC là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ điện DC ứng dụng rộng rãi trong đời sống cũng như công nghiệp bởi lý do dễ điều khiển, hiệu suất cao, “momen” lớn. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu “momen” mở máy lớn hoặc yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. Hình 2.1: Động cơ DC Một động cơ DC có 6 phần cơ bản: 1. Phần ứng hay Rotor (Armature). 2. Cổ góp (Commutat). 3. Nam châm tạo từ trường hay Stator (field magnet). 4. Chổi than (Brushes). 5. Trục motor (Axle). 6. Bộ phận cung cấp dòng điện DC. 2.2 Nguyên tắc hoạt động: Hình dưới mô tả nguyên tắc hoạt động của động cơ DC. Dòng điện chạy qua khung dây sinh ra từ trường. Theo nguyên tắc bàn tay trái lực từ làm cho khung dây quay một góc 900. Khi roto quay được một góc 900 thì lực từ không còn tác dụng là “momen” quay nữa, nhưng do quán tính làm cho roto quay thêm một góc nhỏ nữa. Roto liên tục và đúng chiều là do bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Trong các máy điện một chiều lớn, người ta có nhiều cuộn dây nối ra nhiều phiến góp khác nhau trên cổ góp. Nhờ vậy dòng điện và lực quay được liên tục và hầu như không bị thay đổi theo các vị trí khác nhau của Roto. Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của đông cơ DC 2.3 Các phương pháp điều khiển: Có nhiều cách để điều khiển tốc độ động cơ DC như bằng phương pháp thay đổi điện áp, thay đổi từ thông hoặc phương pháp điều chỉnh độ rộng xung (PWM). Trong điều khiển quặt thì em chọn phương pháp điều khiển bằng cách thay đổi độ rộng xung. Chọn phương pháp này vì chúng dễ thực hiện, mạch cấu tạo đơn giản. Vhi Vlo b a t Hình 2.3: Điều khiển động cơ bằng PWM Khi tỷ lệ thời gian "on" trên thời gian "off" thay đổi sẽ làm thay đổi điện áp trung bình (VAVG). Tỷ lệ phần trăm thời gian "on" trong một chu kỳ chuyển mạch nhân với điện áp cấp nguồn sẽ cho điện áp trung bình đặt vào động cơ. Như vậy với điện áp nguồn cung cấp là 100V, và tỷ lệ thời gian ON là 25% thì điện áp trung bình là 25V. VAV thay đổi từ VL đến VH tùy theo các độ rộng Ton và Toff III. MẠCH THU PHÁT SÓNG RF. 3. Thu cao tần – IC PT2272 3.1 Giới thiệu: PT2272 là con giải mã của PT2262 tương tự với PT2262 có 2 kiểu thì PT2272 cũng có 2 kiểu: PT2272 có 8 địa chỉ giải mã và 4 dữ liệu đầu ra. Thường được kí hiệu: PT2272 - L4 và một loại nữa là PT2272 có 6 địa chỉ giải mã và 6 giữ liệu ra: kí hiệu PT2272 - L6. Ngoài ra nó còn có thêm chân báo hiệu mã đúng VT (chân 17). Loại L4 là thông dụng ở việt nam và ít có loại L6. Sơ đồ chân PT2272: 1.Sơ đồ cấu tạo bên trong: Mạch thực tế: 3.2 Hoạt động của IC PT2272 PT2272 làm nhiệm vụ thu dữ liệu, tốc độ của nó “rùa” ở đây: khi thu được 1 khung truyền, IC giải mã kiểm tra các header / dữ liệu /footer /chốt/ theo định dạng CRC/data/CR C nó sẽ kiểm tra 2 lần chính xác sẽ bật chân 17 VT của PT2272 lên mức cao, nếu đúng tần số (của PT62 và PT72 --- đồng bộ) thì chân này sẽ giữ mức cao liên tục chỉ khi PT62 ngừng phát, nếu không đúng hoặc yếu sẽ nhấp nháy. Cách giải mã như sau: Chân 15 và 16 cũng cần một điện trở để làm dao động giải mã. Trong dải hồng ngoại hoặc dưới 100 KHz có thể dùng R rất lớn hoặc không cần. Nhưng từ khoảng 100 KHz dao động trở lên bắt buộc phải dùng R để tạo dao động cho PT2272. Giá trị R của PT2272 sẽ bằng khoảng: Giá trị R của PT2262 chia cho 10. Ví dụ: PT2262 mắc điện trở 4, 7 megaom thì PT2272 sẽ mắc 470k. Giải mã: các chân mã hóa của PT2262 (chân 1 đến chân 8) nối thế nào thì các chân giải mã của PT2272 cũng phải nối tương tự như vậy. Chân nào nối dương, chân nào nối âm, chân nào bỏ trống…thì chân (1 đến 8) của PT2272 hãy làm như thế. Khi truyền một mã đúng và giải mã đúng thì chân 17 của PT2272 sẽ có điện áp cao đưa ra báo hiệu là đã đúng mã hóa. Bốn chân dữ liệu có thể truyền song song, nối tiếp rất động lập. 4. Truyền phát dữ liệu 1- Đưa dữ liệu vào chân data. 2- Tích cực chân TE xuống mức thấp (dữ liệu sẽ được truyền đi) (tích cực lên cao - sẽ khóa không truyền dữ liệu) (các con khác tương tự). 3- Nên ngắt TE sau đó thay đổi trạng thái dữ liệu rồi lại tích cực TE để truyền (vì đầu thu là dạng chốt latch nên nếu thay đổi dữ liệu trong khi vẫn tích cực TE (cho phép truyền) sẽ xảy ra hiện tượng mất bít cuối và đầu ra VT lên cao để làm chốt dữ liệu sớm. Khi truyền lại lần sau sẽ khó khăn (tốc độ sẽ chậm đi - thậm chí thay đổi dữ liệu đầu ra không phản ứng) (đã test thử với dòng 89, nếu thay đổi dữ liệu liên tục trên data ,các IC khác chưa thử). VD: giả sử muốn truyền lên PT2272 gồm 3 data: 0001; 0010; 0100: 1- đưa 0001 vào con pt2262 rồi tích cực chân TE chờ khoảng 1/2s, sau đó đưa TE lên mức 1. 2- đưa 0010 vào pt2262 tích cực chan TE rồi chờ 1/2s, đưa TE lên 1. Để xác định truyền thành công, chân VT lên mức high (đối với đồng bộ thời gian) hoặc xung cao- thấp (đối với không đồng bộ thời gian). Bốn bit chốt “mãi mãi” có nghĩa là chỉ khi bạn đưa 4 bít khác, khác 4 bit trước thì nó thay đổi và giữ nguyên trạng thái của 4 bit sau cùng (trừ khi bạn rút điện phần thu (giải mã) hoặc phát (không dữ liệu - 4 data nối âm). 3.3 Thu phát RF 4 kênh sử dụng PT2262 và PT2272 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý Mạch phát RF: Mạch thu RF: 3.3.2 Hoạt động: PT2262 và PT2272 L4 có chân 1 đến chân 8 là mã địa chỉ. Chân 1 đến 8 của PT2262 nối như thế nào (mỗi chân chỉ chọn 1 trong 3 trạng thái: nối lên dương nguồn, nối xuống âm nguồn hoặc bỏ trống) thì tương ứng bên PT2272 cũng phải nối y như vậy. VD: PT2262 chân 1 đến 8 (quy định (+) nối lên dương nguồn, (-) nối âm nguồn, (0) bỏ trống): (+) (-) (0) (+) (-) (+) (+) (0) thì bên PT2272 cũng nối như vậy: (+) (-) (0) (+) (-) (+) (+) (0) Đối với loại PT2272 x4 chỉ có 4 đầu ra data và tương ứng PT2262 cần 4 đầu data vào. Như vậy ta có tối đa 16 trạng thái tổ hợp tương đương với 16 nút bấm ở PT2262 và 4 đầu ra tổ hợp ở PT2272(và thông thường ta chỉ sử dụng được 15 phím bấm, tổ hợp 0 0 0 0 là mặc định). VD: Bên PT2272 có các đầu vào D0, D1, D2, D3 0 0 0 1 ==> nút 1 0 0 1 0 ==> nút 2 0 1 0 0 ==> nút 3 1 0 0 0 ==> nút 4 Khi đó các đầu ra D0 đến D3 của PT2272 sẽ có các logic tương ứng 0000: mặc định 0001: khi nút số 1 bên PT2272 bấm 0010: khi nút số 2 bên PT2262 bấm 0100: khi nút số 3 bên PT2262 bấm 1000: khi nút số 3 bên PT2262 bấm Bảng hoạt động: mức cao 0-mức thấp Việc tổ hợp 4 đầu thành 16 trạng thái quá dễ dàng và đơn giản: 1. Có thể dùng vi điều khiển. 2. Bằng một số các diode (VD: 1N 4148 hay tương đương). VD: Ở PT2262: Trạng thái 0000: dùng 4 con điện trở 10K nối lần lượt từ D0, D1, D2, D3 với GND == > đã có trạng thái 0000. Lấy 1 con diode 4148 đầu K nối vào chân D3, đầu A còn lại nối vào phím bấm. Đầu phím bấm nối vào dương nguồn ==> khi bấm phím: Điện áp từ dương nguồn đi qua diode vào D3 (tạo ra logic 1 ở chân này). Chân D0, D1, D2 do có điện trở là 10K nối GND nên đều là 000 ==> Như vậy ta được phím bấm số 1 (trạng thái 0001). ==> Cứ như vậy ta làm được rất nhiều nút. Dưới đây là hình minh họa: với nút số 1 và số 3:  + Khi bấm nút 1 (SW 1, điện áp đi qua nút bấm, vào đi ốt D1 tạo logic 1 cho chân D3 của PT2262 đồng thời điện áp cũng đi qua D2 cấp nguồn cho mạch RF hoạt động. Bên mạch thu và PT2272 nhận được tín hiệu này, chân 17 logic1. Chân D3 của PT2272 có logic 1 (các chân còn lại 000) (nếu nối led vào chân D3 của PT2272 ==> led sáng).  + Khi bấm nút 3, điện áp qua diode 3, 4, 5 cấp nguồn toàn bộ hệ thống ==> bên PT2272 nối led vào đầu ra data D3 và D2 ==> 2 led cùng sáng.  +Khi không bấm nút thì không cấp nguồn nên không tốn năng lượng. Cứ thế cho đến hết 15 nút. Ta có thể “cài” dữ liệu vào PT2262 và lấy dữ liệu ra ở PT2272. mỗi lần truyền được 4 bits. Cách làm thì đơn giản như sau (VD: dùng 5 chân I/O của AT89C51 nối với PT2262): Chân I/O 1 nối vào D0 Chân I/O 2 nối vào D1 Chân I/O 3 nối vào D2 Chân I/O 4 nối vào D3 (Các chân 10, 11, 12, 13 của PT2262) Chân I/0 5 nối vào chân TE (chân 14 của PT2262) ==> Hoạt động: I/O 5 = high (để không cho chip PT2262 hoạt động). Đưa data 4 bits vào 4 chân: VD cần truyền dữ liệu 1010: I/O 1 = 1 ; I/O 2 = 0 ; I/O 3 = 1 ; I/O 4 =0 ; rồi truyền I/O 5 = Low (TE mức 0 là PT2262 hoạt động). Quá trình truyền đơn giản chỉ là lặp đi lặp lại các thao tác sau: + TE = 1; đưa dữ liệu vào D0, D1, D2, D3 (mỗi chân chỉ 1 bit (1 hoặc 0) thôi chứ không phải cả chuỗi mã nhồi nhét vào đó được). + TE= 0; (bắt đầu truyền.) + TE=1; kết thúc truyền. + Đưa 4 bits tiếp theo vào D0.... D3. + Lại TE=0; bắt đầu truyền. + Lại TE=1; kết thúc truyền. + Lại đưa 4 bit tiếp theo nữa vào D0... D3. + Lại truyền + Lại kết thúc. ==> Cứ như thế mà thôi. Tốc độ tối đa mà PT2262 và PT2272 đón nhận thật đáng kinh ngạc. Nó chỉ đạt 6 xung dữ liệu trên 1 giây. Như vậy tối đa là truyền được 6x4 = 24 bits/ giây (nếu bộ RF truyền chính xác 100%). Như vậy chỉ cần truyền 1KB dữ liệu = 1024 bytes, 1 byte = 8 bits sẽ mất thời gian: 1024x8/24 = 341, 33333333333333333333 giây, tương đương khoảng hơn 5 phút rưỡi. Trong thực tế 1KB (kilobyte) dữ liệu là quá bé, rất bé... nên ta không dùng bộ này để truyền dữ liệu mà chỉ điều khiển như nút nhấn, công tắc IV: CÁC LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH ÑIỀU KHIỂN 4. Cấu tạo Relay : - Relay điện là thiết bị điện tự động dùng để điều khiển đóng ngắt chuyển đổi mạch sang acquy a. Thông số cơ bản : - Điện áp cung cấp: 12VDC - NO: 10A – 250V - NC: 6A – 250V - Công suất tiêu tán : 450mW 4.1 TRANSISTOR CÔNG SUẤT H1061 : Điện áp VCEO = 100VDC Điện áp VCB = 100VDC Điện áp VEB = 5VDC Dòng IC = 5 - 8 A Dòng IB = 100mA Là transictor công suất đóng ngắt nguồn cho động cơ dùng để điều xung (PWM). Thứ tự chân nhìn từ mặt trước : chân 1 : Base, chân 2 : collector, chân 3: emitter. 4.2 OPTO EL817 : Điện áp điều khiển : 5VDC Opto cách ly quang giữa mạch điều khiển và mạch công suất Dòng tải cực anode : 50mA Điện áp ngõ ra dùng đóng ngắt Típ122 V. KHÁI NIỆM ACQUY 5. KHÁI NIỆM Ắcquy lµ mét lo¹i nguån ®iÖn ho¸ häc ,biÕn ®æi n¨ng l­îng ho¸ häc th¸nh n¨ng l­îng ®iÖn .qu¸ tr×nh biÕn ®æi x¶y ra trªn c¸c ®iÖn cùc ®Æt c¸ch biệt nhau ,do có phản ứng Ion ho¸ khö ,lµm thay ®æi ®iÖn tÝch ë c¸c ®iÖn cùc vµ sinh ra dßng ®iÖn tö, tạo nªn dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch. Có hai lo¹i nguån ®iÖn ho¸ häc lµ: Nguån s¬ cÊp:pin chØ sö dông mét lÇn do c¸c chÊt ho¹t ®éng khã t¸i sinh (discharge) Thø cÊp ¾c qui sö dông ®öôc nhiÒu lÇn. Do qu¸ tr×nh ho¸ häc lµ thuËn nghÞch ,c¸c chÊt ho¹t ®éng cã thÓ t¸i sinh l¹i d¹ng ban ®Çu.B»ng c¸ch nèi ¾c qui víi nguån ®iÖn cã chiÒu dßng ®iÖn kh¸c víi chiÒu dßng ®iÖn ¾c qui ph¸t ra. Khi ®ã qu¸ tr×nh: Nguån ®iÖn ho¸ häc nãi chung vµ ¾c qui nãi riªng ngµy cµng ®­îc sö dông réng r·i trong mäi ngµnh kinh tÕ quèc d©n, quèc phßng, c«ng n«ng nghiÖp, c¸c ngµnh khoa häc, giao th«ng vËn t¶i …Nh­ ®Ó khëi ®éng ®éng c¬ «t« sö dông trªn c¸c ®oµn tµu, m¸y bay, trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö,®o l­êng c«ng nghiÖp. 1901:£®itx¬n(Mü), Iungne(Thuþ §iÓn) cïng lóc t¹o ra ¾c qui kiÒm. £®itx¬n t¹o ra ¾c qui s¾t kiÒm, ®Õn n¨m 1903 ®­îc ®­a vµo s¶n xuÊt. Cã hai loại ¾c qui lµ ¾c qui axÝt vµ ¾c nqui kiÒm. So víi ¾c qui axÝt ¾c qui kiÒm ®­îc sö dông phæ biÕn h¬n b¬ tuæi thä lín tõ 800 ®Õn 1000 chu kú (h¬n so víi tuæi thä cña ¾c qui axÝt ). §é bÒn ch¾c, gän, nhÑ h¬n. Lµm viÖc gi¸n ®o¹n tèt. Dïng råi, ®Ó l©u, dïng l¹i vÉn tèt. Tuy nhiªn søc ®iÖn ®éng chóng nhá h¬n:E=1,2V-1,4V so víi 2,0V cña ¾c qui axÝt. ¾c qui Fe | Ni: xe ch¹y ®iÖn, xe löa, xe cÇn trôc, ®Ìn má… ¾c qui Cd | Ni: thiÕt bÞ liªn l¹c v« tuyÕn, ®Ìn x¸ch tay 5.1 ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ NhiÖt ®é cã ¶nh h­ëng lín ®Õn ¾c qui. §iÒu kiÖn to: 20-35oC: chÕ ®é phãng n¹p b×nh th­êng. §iÒu kiÖn to: 40oC, sau 30 ngµy th× ¾c qui sÏ tù phãng hÕt 100% dung l­îng. HiÖu suÊt sö dông:®iÒu kiÖn th­êng 75% dung l­îng . NÕu cã ®iÒu kiÖn b¶o qu¶n vµ sö dông tèt th× ¾c qui kiÒm cã thÓ sö dông ®­îc ®Õn 20-25 n¨m liÒn. 5.2 CÁC QUY TRÌNH NẠP ACQUY Điện áp ắc quy khi đầy: là 13,6 VDC đến 13,7 VDC. Chế độ nạp : Có 4 chế độ nạp. * Nạp "thả nổi" : dòng nạp 1/8 dung lượng ắc quy trong 8h --> 10h.Ví dụ : ắc quy 4 Ah nạp vừa với dòng 0,5 A --> 0,6 A. * Nạp nhanh : dòng nạp = 1/4 dung lượng ắc - quy trong hơn 4h.Ví dụ : ắc quy 4 Ah nạp nhanh với dòng 1 A. * Vừa nạp vừa dùng : dòng nạp = 1/2 dung lượng ắc quy cho đến khi đầy (dưới 10 phút). Khi điện áp ắc quy xuống còn 11,8 VDC hay 11,9 VDC thì lại nạp.+ Nguồn nạp :Nguồn nạp phải có điện áp cao hơn điện áp đầy của ắc quy. Tốt nhất là nạp bằng nguồn chỉnh lưu, chỉ nắn mà không lọc (không lọc bằng tụ).Tóm lại, nếu dùng biến áp thì nên mua biến áp ngã ra 12 VAC, dòng bằng 1/2 dung lượng ắc quy để có thể dùng nhiều chế độ nạp. Khi nắn ra ta có điện thế đỉnh Vpp = 12 x (căn)2 - V diod = (12 x 1,414) - (0,6 x2) = 15,768 V. Đạt yêu cầu điện áp và cường độ nạp. VI. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH NẠP Khi dòng xoay chiều qua biến áp hạ thế ra 30VAC qua didoe nắn nửa chu kì tạo ra 15V một chiểu có dạng nhấp nhô,dòng điện sụt áp khi qua bóng đèn Zene 13,5V tạo thành mạch nạp tự động khi ắcquy hết điện thì điện áp trên nó luôn luôn <12V (khoảng 10V) lúc đó: UBE của 2N3055 = 13,5V - 10V = 3,5V transitor dẫn cấp dòng nạp cho acquy khi ắcquy đầy điện thì điện áp của nó tăng cao (khoãng 13V chẵng hạn ) lúc đó: UBE của 2N3055 = 13,5 - 13 = 0,5 V điện áp này không đủ phân cực cho transitor làm việc, transitor ngắt cắt dòng để bảo vệ ắcquy .Bóng đèn có tác dụng hạn dòng và chỉ thị khi bình đang ôû cheá ñoä naïp bình . VII: SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 7.1 SƠ ĐỒ KHỐI: 7.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN: 7.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Khi cấp nguồn, mạch bắt đầu nạp cho acquy đồng thời cũng cung cấp nguoàn 12v -5v dc cho ñoäng cô hoaït ñoäng . Khi nguồn điện bị cúp mạch sài nguồn aquy. Khi có nguồn 220V thì qua cầu didoe chỉnh lưu toàn kì, làm cho relay hút lại lúc đó acquy hở ra đồng thời cũng nạp cho acquy.lúc này dòng điện chạy qua mạch ổn áp 5V,12V cung cấp cho mạch chính và điều khiển mạch Khi không có nguồn 220V thì relay nhaû ra lúc này acquy không được nạp đồng thời mạch chuyển qua sài acquy. Khi mạch hoạt động hiển thị số 0,lúc này độ rộng xung là 0% làm cho opto ngưng dẫn quạt đứng yên. Khi nhấn nút1 lúc này độ rộng xung là 33% làm opto dẫn yếu tốc độ quạt chạy chậm. Khi nhấn nút 2 lúc này độ rộng xung là 66% làm opto dẫn mạnh dần tốc độ quạt chạy nhanh hơn. Khi nhấn nút 3 lúc này độ rộng xung là 100% làm opto dẫn mạnh lên tốc độ quạt chạy tối đa. Khi nhấn nút 0 lúc này độ rộng xung là 0% làm opto ngưng dẫn quạt đứng yên. VIII. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH 8. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 8.1 CHƯƠNG TRÌNH $MOD51 NUTA BIT P2.0 NUTB BIT P2.1 NUTC BIT P2.2 NUTD BIT P2.3 ORG 00H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP NGATNGOAI_0 ORG 000BH LJMP TIMER_0_INTERUPT ORG 0013H LJMP NGATNGOAI_1 ORG 0030H MAIN: MOV IP,#04H ;ưu tiên ngắt MOV TMOD,#01H ; timer0 chế độ 1 MOV TH0,#3CH ;Thời gian ngắt 50ms MOV TL0,#0B0H MOV IE,#87H ;cho phép các ngắt hoạt động MOV TCON,#00000001B;chọn kiểu tắc động của tín hiệu ngắt(tắc động cạnh âm) CLR TF0 ;xóa cờ tràn SETB TR0 ;cho phét timer hoạt động MOV 50H,#00H ;khởi tạo tốc độ quạt QQ: LCALL HIENTHI SJMP QQ ;XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXPWM NGATNGOAI_0: MOV R0,#0 INC 50H ;tăng biến đếm tốc độ quạt MOV R0,50H ;mov ô nhớ vào r0 THOAT: RETI NGATNGOAI_1: JNB NUTA,NUT1 ;nhảy nếu bit bằng 0 MOV R0,#01H ;hiển thị số 1 NUT1: JNB NUTB,NUT2 ;nhảy nếu bit bằng 0 MOV R0,#02H ;hiền thị số 2 NUT2: JNB NUTC,NUT3 ;nhảy nếu bít bằng 0 MOV R0,#03H ;hiển thị số 3 NUT3: JNB NUTD,EXIT ;nhày nếu bit bằng 0 MOV R0,#00H ;hiển thi số 0 EXIT: RETI ;XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX TIMER_0_INTERRUPT: CJNE R0,#00H,DD MOV R7,#00 ;tốc độ xung 0% MOV 51H,#0C0H ;hiển thị số 0 LJMP CC DD: CJNE R0,#01H,AA MOV R7,#85 ;độ rộng xung 37% MOV 51H,#0F9H ;hiển thị số 1 LJMP CC AA: CJNE R0,#02H,BB MOV R7,#135 ;độ rộng xung 60% MOV 51H,#0A4H ;hiển thị số 2 LJMP CC BB: CJNE R0,#03H,CC MOV R7,#255 ;đô rộng xung 100% MOV 51H,#0B0H ;hiển thị số 3 MOV 50H,#0FFH ;ngừng quạt CC: JB F0, HIGH_DONE ;nhảy bit bằng 1 LOW_DONE: SETB F0 ;xét cờ SETB P3.7 ;mở quạt MOV TH0, R7 CLR TF0 RETI HIGH_DONE: CLR F0 CLR P3.7 MOV A, #0FFH CLR C SUBB A, R7 MOV TH0, A CLR TF0 RETI HIENTHI: MOV P1,51H RET DELAY: PUSH 00H MOV R0,#255 MOV TMOD,#01H LOOP1: MOV TH0,#0F6H MOV TL0,#3CH SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 DJNZ R0,LOOP1 POP 00H RET END IX - SẢN PHẨM THI CÔNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Quang Trí – Phạm Hữu Lộc, Vi Xử Lý MCS-51. NXB Đại Học Quốc Gia TP. HCM Các Trang web: http.www.//ant7.com http.www.//dientuvietnam.net http:www.//alldatasheet.com MỤC LỤC Lời cảm ơn………………………………………………………………….1 Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng dẫn…………………………………….2 Nhận Xét Của Giáo Viên phản biện………………………………………3 Lời Nói Đầu………………………………………………………………...4 Nhiệm vụ đề tài……………………………………………………………..5 I. KHẢO XÁC VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51…………..…………………6 II. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ DC…..………………………………..9 2. Động cơ DC 2.1 Cấu tạo 2.2 Nguyên tắc hoạt động 2.3 Các phương pháp điều khiển III. MẠCH THU PHÁT SÓNG RF………………....................................11 3. Thu cao tần –IC PT2272 3.1 Giới thiệu 3.2 Hoạt động của IC PT2272 3.3 Thu phát RF 4 kênh sừ dụng PT2262 và PT2272 IV. CÁC LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG RONG MẠCH……………...18 4. Cấu tạo RELAY 4.1 Transistor công suất H1061 4.2 Opto EL817 V. KHÁI Nieäm veà ACQUY……………………………………………………18 5. Khái niệm 5.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 5.2 Các quy trình nạp VI. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH NẠP……………………………………20 VII. SƠ ĐỒ VÀ CÁC NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG……………………...20 VIII.LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH…………………….23 IX. SẢN PHẨM……………………………………………………………...29 TÀI LIỆU THAM KHÀO……………………….…………………………30 MUÏC LUÏC …………………………………………………………………………………………………………………………..31