Contents

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ
và nhanh chóng, để đạt được kết quả này thì có sự đóng góp rất lớn của ngành
kỹ thuật điện tử.
Với sự phát triển nhanh chóng như hiện nay thì kĩ thuật điện tử, đang xâm
nhập vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật khác và đáp ứng được mọi nhu
cầu của người dân.
Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi
người. Để góp phần nhỏ vào việc này chúng em đã thực hiện đề tài “ Thiết kế
bộ chỉnh lưu có điều khiển chỉnh tốc độ động cơ một chiều 24V” thông qua đề
tài này chúng em sẽ có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh
nghiệm quý báu, bổ sung thêm và cố gắng tìm hiểu kỹ về các phương án công
nghệ sao cho bản thiết kế vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu kinh tế. Với
hi vọng đồ án là một bản thiết kế kĩ thuật có thể áp dụng được trong thực tế nên
chúng em đã cố gắng mô tả cụ thể, tỉ mỉ như việc lắp đặt bố trí thiết bị.
Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức đã được học ở
trường, qua một số sách và tài liệu có liên quan cùng với sự giúp đỡ tận tình
của giáo viên hướng dẫn và các bạn đồ án môn học của chúng em đã hoàn
thành. Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu và trình bày nhưng không thể tránh khỏi
những sai sót và nhầm lẫn, vì vậy chúng em rất mong các thầy, cô giáo đóng
góp các ý kiến quý báu để đồ án môn học này hoàn thiện hơn.
Chúng em xin trân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

1


xxx
ccc

vvv
bbb
THUYẾT MINH ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nhóm: 1
Họ và tên thành viên: vvv
vvvv
vvv
vvv
Ca/lớp: vvvv
Giáo viên hướng dẫn đề tài: vvvv
Ngày giao đề tài: vvv
Ngày hoàn thành: vvv
Tên đề tài: Thiết kế bộ điều chỉnh lưu có điều khiển để điều chỉnh tốc độ động
cơ điện một chiều 24V.
Yêu cầu:
1.
2.
3.
4.
5.

Thiết kế sơ đồ động lực
Thiết kế mạch điều khiển
Tính chọn thiết bị
Thiết kế mô hình và thi công mạch điện
Đo lường, hiệu chỉnh các thông số của mạch điện

Số liệu và yêu cầu thêm:

2



-

Thuyết minh, trình bày trên khổ giấy a4 chữ Times New Roman, cỡ chữ
14
Các bản vẽ và trình bày trên khổ giấy a1, mô hình được thiết kế thành
khối có thể gá treo, có in sơ đồ mạch điện ở bên ngoài.
Ngày

tháng

năm

2020
Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU (DC)
I.Giới thiệu chung về động cơ một chiều DC
1.1 Khái niệm
Động cơ một chiều DC ( DC là từ viết tắt của "Direct Current Motors") là
Động cơ điều khiển bằng dòng có hướng xác định hay nói dễ hiểu hơn thì đây
là loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp DC- điện áp một chiều(Khác với điện
áp AC xoay chiều). Đầu dây ra của đông cơ thường gồm hai dây (dây nguồnVCC và dây tiếp đất- GND). DC motor là một động cơ một chiều với cơ năng
quay liên tục.
Khi bạn cung cấp năng lượng, động cơ DC sẽ bắt đầu quay, chuyển điện năng
thành cơ năng. Hầu hết các động cơ DC sẽ quay với cường độ RPM rất cao ( số
vòng quay/ phút). Tốc độ không tải của động cơ DC nếu không giảm tốc có thể
đạt từ 1000RPM tới 40.000RPM.

Ứng dụng của động cơ DC cũng rất đa dạng và hầu hết trong mọi lĩnh vực của
đời sống. Trong tivi, trong đài FM, ổ đĩa DC, máy in- photo, máy công
nghiệp...v...v.

3


Đối với động cơ điện một chiều có loại không chổi than (Brussless DC MotorBLDC) và động cơ có chổi than (Brush DC Motor- DC Motor). Do động cơ
BLDC thực chất là động cơ điện 3 pha không đồng bộ vì vậy mình chỉ xét
động cơ điện một chiều có chổi than.
1.2 Phân loại động cơ điện một chiều (đây là cách phân loại theo cách
kích từ)
Động cơ điện một chiều phân loại theo kích từ thành những loại sau:
1.

-Kích từ độc lập.

2.

-Kích từ song song.

3.

-Kích từ nối tiếp.

4.

-Kích từ hỗn hợp.

Với mỗi một loại động cơ điện một chiều như trên thì có các ứng dụng khác

nhau. Nhưng trên thực tế, ta chủ yếu tiếp xúc với loại động cơ DC công suất
thấp có phần Stator sử dụng nam châm vĩnh cửu nên thông thường là không
cần đến phần kích từ cho động cơ. Vì vậy việc phân loại trên mang tính chất
tham khảo để các bác có thể tìm hiểu thêm và sâu rộng hơn. Ta nói đến và quan
tâm tới kích từ cho động cơ DC khi nói đến các loại động cơ DC công suất lớn,
Stator của động cơ không phải là nam châm vĩnh cửu mà là nam châm điện.
Phần nam châm điện này cũng gồm lõi thép kỹ thuật và các bó dây. Để Stator
biến thành nam châm điện ta cần phải cấp điện cho phần Startor của nó, khi đó
ta gọi nó là kích từ. Như vậy với những loại động cơ DC chúng ta tiếp cận
không cần phải quan tâm tới "kích từ" của nó.
1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Gồm có 3 phần chính stator( phần cảm), rotor ( phần ứng), và phần cổ gópchỉnh lưu.
4


(Cấu tạo chi tiết động cơ DC với phần than lộ và phần rotor dây đồng)
•

- Stator của động cơ điện một chiều thường là một hay nhiều cặp nam châm
vĩnh cửu, hay nam châm điện.

•

- Rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều.

•

- Bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi
chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này gồm có

một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

5


Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển động
quay của rotor.

Pha 2: Rotor tiếp tục quay

6


Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor
cùng dấu, trở lại pha 1
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 điện động
cảm ứng Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor khi quay
sẽ phát ra một điện áp gọi là sức phản điện động counter-EMF (CEMF) hoặc
sức điện độngđối kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ.
Sức điện động này tương tự như sức điện động phát ra khi động cơ được sử
dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một điện trở tải vào đầu ra của
động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài). Như vậy điện áp
đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động, và điện áp giáng
tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng. Dòng điện chạy qua động cơ
được tính theo biều thức sau:
I = (Vnguon - Vphandienrong ) / Rphanung
Công suất cơ mà động cơ đưa ra được, được tính bằng :

P = I*(Vphandiendong)
Cơ chế sinh lực quay của động cơ điện một chiều
Khi có một dòng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt non,
cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh
đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay

7


trái của Fleming. Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm
cho rotor quay. Để làm cho rotor quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ
góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ
có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường.
Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90 o so với phương ban
đầu của nó, khi đó rotor sẽ quay theo quán tính.
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 rotor.
Phương trình cơ bản của động cơ một chiều:
•

E= K.omega

•

V= E+Rư.Iư

•

M= K Φ Iư


Với:
•

Φ: Từ thông trên mỗi cực(Wb)

•

Iư: dòng điện phần ứng (A)

•

V: Điện áp phần ứng (V)

•

Rư: Điện trở phần ứng (Ohm)

•

omega: tốc độ động cơ(rad/s

•

M: moment động cơ (Nm)

K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ
1.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều
Để điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều ta có 3 phương án :
- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông Φ


8


- Điểu chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở Rf trên mạch phần ứng
- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng Uư

Cả 3 phương pháp trên đều điều chỉnh được tốc độ động cơ điện một chiều
nhưng chỉ có phương pháp điều chỉnh động cơ một chiều bằng cách thay đổi
điện áp đặt vào phần ứng của động cơ là tốt nhất và hay sử dụng nhất vì nó thu
được đặc tính cơ có độ cứng không đổi, điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và không
bị hao tổn, có thể điều chỉnh trơn tốc độ.
Vì vậy trong đồ án này em chỉ giới thiệu phương pháp điều khiển tốc độ động
cơ điện một chiều bằng cách thay đổi điện áp phần ứng.
II. Giới thiệu về Encoder
2.1 Khái niệm:
Encoder hay còn gọi là bộ mã hóa, là một bộ cảm biến chuyển động cơ học tạo
ra tín hiệu kỹ thuật số đáp ứng với chuyển động. Là một thiết bị cơ điện có khả
năng làm biến đổi chuyển động thành tín hiệu số hoặc xung.
Bộ mã hóa Encoder là một bộ phận rất quan trọng trong cấu tạo của máy CNC.
Nó giúp đo và hiển thị các thồn số về tốc độ của máy.
Có hai loại bộ mã hóa: tuyến tính và quay
Encoder tuyến tính đáp ứng chuyển động dọc theo một đường dẫn, còn
Encoder quay thì đáp ứng với chuyển động quay

9


2.2 Cấu tạo của encoder:


Encoder bao gồm:
- 1 đĩa quay có khoét lỗ gắn vào trục động cơ.
- 1 đèn Led dùng làm nguồn phát sáng.
- 1 mắt thu quang điện được sắp xếp thẳng hàng.
Bảng mạch điện giúp khuếch đại tín hiệu
Khi Encoder chuyển động bộ chuyển đổi sẽ xử lý các chuyển động và chuyển
thành các tín hiệu điện. Các tín hiệu này sẽ được truyền đến các thiết bị điều
khiển PLC và được xử lý để biểu thị các giá trị cần đo đạt bằng chương trình
riêng biệt.

10


Đối với các tín hiệu có ánh sáng chiếu qua hay không có ánh sáng chiếu qua.
Người ta vẫn có thể ghi nhận được đèn Led có chiếu qua lỗ này hay không.
Hơn thế nữa, số xung đếm được và tăng lên được tính bằng số lần mà ánh sáng
bị cắt.
Ví dụ: trên đĩa có 1 lỗ duy nhất, khi mỗi lần con mắt thu nhận được 1 tín hiệu
đèn Led thì có nghĩa là đĩa đã quay được 1 vòng.
Bởi vậy, đây chính là nguyên lý hoạt động của Encoder cơ bản, còn đối với
nhiều chủng loại Encoder khác thì khi đĩa quay có nhiều lỗ hơn khi đó tín hiệu
thu nhận sẽ khác hơn.
Đối với đồ án này , bọn em sử encoder sử dụng cảm biến Hall, với nguyên lý
hoạt động tương tự như trên .
2.3 Ứng dụng của encoder:
encoder trong công nghiệp là được sử dụng dùng để làm cảm biến chuyển động
của động cơ để kiểm soát tốc độ của động cơ.
Ứng dụng về đo lường:
Khi chúng ta cần cắt các cuộn nhôm dài hàng trăm, hàng nghìn mét thành từng
tấm có kích thước nhất định thông qua máy cắt. Encoder khi đó sẽ được lắp

vào băng tải, đọc nguyên liệu mỗi khi đi qua Encoder và tính độ dài của tấm
nhôm từ khi cho vào đến vị trí cắt. Có thể điều chỉnh dao cắt theo độ dài được
yêu cầu thông qua các thông số về kích thước tấm nhôm.

III. Phương Pháp PWM
3.Giới thiệu chung về PWM
3.1 Phương pháp PWM
Phương pháp điều chế PWM (viết đầy đủ pulse width modulation) là
phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải hay nói chính xác là phương pháp điều

11


chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông dẫn đến sự thay đổi
điện áp ra.
Sử dụng PWM để điều khiển nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa nó
còn được dùng để điều khiển ổn định động cơ. Ngoài lĩnh vực điều khiển hay
ổn định tải thì PWM còn tham gia và điều chế các mạch nguồn như là : Boot,
buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha. Trên thực tế phương pháp PWM còn được
ứng dụng trong nhiều mạch điều khiển khác. Điều đặc biệt là PWM chuyên
dùng để điều khiển các phần tử điện công suất có đường tính là tuyến tính khi
có sẵn 1 nguồn một chiều cố định
Các Xung PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng
của sườn dương hoặc sườn âm.

Trong sơ đồ trên, trong một chu kì thì những xung PWM khác nhau có thời
gian đạt trạng thái +1 ( xung dương) khác nhau, độ rộng xung PWM được tính
theo tỉ lệ phần tram giữa thời gian xung dương và thời gian của một chu kì.
Độ rộng xung PWM được tính như sau :
PWM%= (t1/T)*100(%)

12


Như vậy thời gian xung lên càng lớn trong 1 chu kì thì điện áp đầu ra càng
lớn. Nhìn trên hình vẽ trên thì ta tính ra được điện áp tải ra sẽ là :
+ Đối với PWM = 25% => Ut = Umax .(t1/T) = Umax .25% (V)
+ Đối với PWM = 50% => Ut = Umax .50%(V)
+ Đối với PWM = 75% => Ut = Umax .75%(V)
Cứ như thế ta tính được điện áp đầu tải với bât kì độ rộng xung nào.
Bây giờ ta sẽ xem xét những ưu và nhược điểm khi sử dụng PWM để điều
khiển động cơ.
A. Ưu điểm
- Đơn giản , dễ dang điều khiển tốc độ động cơ, độ ổn định cao.
- Tốc độ motor cao hơn khi cấp chuỗi xung điều chế theo kiểu PWM so với

khi cấp một điện áp tương đương với điện áp trung bình của mỗi chuỗi
xung PWM.

B. Nhược điểm
- Cần các mạch điện tử bổ trợ.
- Các xung kích lên 12V có thể gây nên tiếng ồn lớn nếu motor không được

vặn chặt và tiếng ồn sẽ tăng lên nếu gặp phải trường hợp cộng hưởng của
vỏ
3.2 Tạo PWM bằng phương pháp IC dao động (IC NE555)

13


Như chúng ta đã biết có rất nhiều IC có thể tạo được trực tiếp ra được

xung vuông mà không cần phải tạo tín hiệu tam giác là vì trong đó nó đã
tích hợp sẵn hết cả rồi, và ta chỉ việc lắp vào là xong. Em lấy ví dụ, dùng
dao động IC NE555 vì con IC này vừa đơn giản lại dễ kiếm,với tần số xác
định được là:
f = 1.44/(C1.(R1+2R2))
IC 555 có khả năng tạo tín hiệu PWM khi được thiết lập ở chế độ astable.
Đây là một mạch cơ bản của IC 555 hoạt động ở chế độ astable và chúng ta có
thể nhận thấy rằng đầu ra ở mức CAO khi tụ C1 đang nạp qua các điện trở R1
và R2.

14


Ngoài NE555 còn rất nhiều IC tạo xung vuông khác.
3.3 Tạo PWM bằng phần mềm
Đây là cách tối ưu trong các cách để tạo mục xung vuông. Với tạo bằng
phần mềm cho độ chính xác cao về tần số và PWM. Mạch của chúng ta
đơn giản hơn rất nhiều, xung này đươc tạo dựa trên xung nhịp của CPU.
Tuy nhiên, do kĩ năng và kinh nghiệm hạn chế chúng em không sử dụng
được phương pháp này.
4.Một vài ứng dụng nổi bật của PWM
4.1 PWM trong điều khiển động cơ
Điều mà chúng ta dễ dàng nhận thấy là PWM rất hay được sử dụng
trong động cơ để điều khiển động cơ như là: nhanh, chậm, thuận, nghịch,
và ổn định tốc độ cho nó. Cái này được ứng dụng nhiều nhất trong điều
khiển động cơ một chiều.
4.2 Trong các bộ biến đổi xung áp

15



Trong các bộ biến đổi xung áp thì PWM đăc biệt quan trọng trong
việc điều chỉnh dòng điện và điện áp ra tải. Bộ biến đổi xung áp có
nhiều loại như: bộ biến đổi xung áp nối tiếp và bộ biến đổi xung áp
song song.
Kết luận:
Trong đồ án này của chúng em sử dụng phương pháp tạo PWM
bằng phương pháp IC dao động NE555. Vì phương pháp này đơn giản
hơn phương pháp so sánh mà cho xung PWM với chất lượng tốt hơn.
CHƯƠNG II
GIỚI THIỆU VỀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ VÀ CHỨC NĂNG LINH KIỆN
I.CHỨC NĂNG CỦA LINH KIỆN
1.1 IC NE555 tạo xung vuông
Nó hoạt động ở mức điện áp từ +5V đến +18V, Dòng tải là 200mA.
Các linh kiện được mắc bên ngoài phải được chọn đúng để có thể hiện trong
khoảng thời gian vài phút với tần số vượt quá vài trăm kHZ.
Chu kì làm việc của bộ định thời NE555 có thể được điều chỉnh. Công suất tiêu
thụ tối đa trên mỗi IC là 600mW.
1.2 Cấu hình chân của IC

16


Sơ đồ chân NE555
Ic này gồm 8 chân chức năng của các chân bao gôm:
Chân số 1: “ GND “ là chân nối đất, tất cả các mức điện áp đều được so sánh
với điện áp tại đường dây nối đất.
chân số 2: “ trigger” là chân kích, chân trigger là chân kích đầu vào để kích
cho ic NE555 hoạt động ở chế độ đơn ổn. Chân này là đầu vào đảo của bộ so
sánh có nhiệm vụ làm cho transitor của flip flop chuyển trạng thái từ “set “

sang “reset”. Ngõ ra của bộ định thời phụ thuộc vào độ lớn xung bên ngoài đưa
vào chân trigger. Môt xung âm.
Chân số 3: “output” là chân xuất tín hiệu ra: ngõ ra ở bộ định thời luôn luôn có
sẵn ở chân này. Có hai cách để một tải có thể kết nối với chân output.
Cách 1 là kết nối giữ chân 3 (output ) và chân 1 (GND)
Cách 2 là giữ chân 3 và chân 8 ( chân nguồn )
Tải nối giữ chân output và chân nguồn thường được gọi là tải thường mở,tải
nối giư chân output và chân GND được gọi là tải thường đóng.
Chân số 4: “reset” là chân reset vi mạch. Bất cứ khi nào bộ định thời bị reset,
một xung âm được đưa đến chân 4. Đầu ra được thiết lập lại trạng thái ban đầu
bất kể điều kiện đầu vào. Khi chân này không được sử dụng, ta nối lên vcc để
tránh mọi khả năng kích hoạt sai.
Chân số 5: “Control voltage” là chân điện áp điều khiển. Chân ngưỡng
(threshold) và chân kích (trigger) điều khiển sử dụng chân này. Biên độ sóng ra
được quyết định bởi một biến trở hoặc một điện áp bên ngoài được đưa vào
chân này. Vì vậy, lượng điện áp trên chân này sẽ quyết định khi nào bộ so sánh
được chuyển đổi, và do đó thay đổi biên độ của đầu ra. Khi không sử dụng
chân này, ta nên nối đất thông qua 1 tụ 0,01 micro Farad để chống nhiễu.

17


Chân số 6: “Threshold” là chân ngưỡng. Nó là ngõ vào không đảo của bộ so
sánh 1, được so sánh với ngõ vào đảo với điện áp tham chiếu là 2/3Vcc, bộ so
sánh trên chuyển sang +Vsat và đầu ra được đặt lại.
Chân số 7: “discharge” là chân xả điện. Chân này nối vào cực C của transistor
và thường có một tụ điện nối giữa chân xả điện và chân nối đất. Nó được gọi là
chân xả điện vì khi transistor dẫn bão hòa, tụ C xả điện thông qua transistor.
Khi transistor ngắt, tụ được nạp thông qua điện trở và tụ bên ngoài.
Chân số 8: “Vcc” là chân cấp nguồn. Nguồn cung cấp trong khoảng từ 5V đến

18V.
2. Tip 122
- Chức năng: dùng để khuếch đại, đóng ngắt dòng.
TIP122 là một transistor NPN cặp Darlington. Linh kiện điện tử này hoạt động
giống như một transistor NPN bình thường, nhưng vì nó có cặp Darlington bên
trong nên nó có dòng collector định mức tốt khoảng 5A và dòng gain khoảng
1000. Nó cũng có thể chịu được khoảng 100V trên collector. Do đó có thể được
sử dụng để chịu tải nặng.

Sơ đồ chân tip 122
Transitor này được biết đến với dòng gain cao (hfe = 1000) và dòng collector
cao (IC = 5A) do đó nó thường được sử dụng để kiểm soát tải với dòng điện
cao hoặc trong các ứng dụng cần khuếch đại cao. Transitor này có điện áp
Base-Emitter thấp chỉ có 5V do đó có thể dễ dàng điều khiển bằng thiết bị logic

18


như vi điều khiển. Ngoài ra cần phải cẩn thận kiểm tra xem thiết bị logic có thể
cung cấp nguồn lên tới 120mA hay không.
Mặc dù TIP có dòng collector và dòng gain cao, nhưng việc điều khiển thiết bị
khá đơn giản vì nó có điện áp Emitter-Base (VBE) chỉ 5V và dòng base chỉ
120mA. Ví dụ có thể sử dụng TIP122 để điều khiển động cơ 48V có dòng điện
liên tục khoảng 3A. Dòng collector liên tục của transistor này là 5A và tải chỉ
tiêu thụ 3A là ổn. Dòng base tối đa là khoảng 120mA, bạn có thể sử dụng điện
trở 100ohm để giới hạn ở mức 42mA. Ngoài ra bạn có thể sử dụng ngay cả
điện trở 1K nếu yêu cầu dòng collector ít hơn. Dòng điện cực đại (xung) của
transistor này là 8A, vì vậy cần đảm bảo động cơ của bạn không tiêu thụ nhiều
hơn mức đó.
Các ứng dụng:

-Có thể được sử dụng chuyển tải dòng cao (tối đa 5A)
-Có thể được sư dụng làm công tắc nguồn trung bình
-Được sử dụng khuếch đại cao
-Kiểm soát tốc độ động cơ
-Sử dụng trong biến tần và mạch chỉnh lưu khác

3. Arduino nano
- Chức năng: dùng để đọc và sử lí dữ liệu từ encoder và chuyển thông tin đến
LCD để hiển thị tốc độ động cơ
Arduino nano là một bảng vi điều khiển thân thiện, nhỏ gọn, đầy đủ. Arduino
Nano nặng khoảng 7g với kích thước từ 1,8cm - 4,5cm.
•

Cấu tạo Arduino nano gồm:
- Phần cứng gồm một board mạch mã nguồn mở (thường gọi là vi điều
khiển): có thể lập trình được.

19


-

•

Các phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development
Environment) dùng để soạn thảo, biên dịch code và nạp chương cho
board.

Ứng dụng của Arduino nano:
- Làm Robot. Arduino có khả năng đọc các thiết bị cảm biến, điều khiển

động cơ,… nên nó thường được dùng để làm bộ xử lý trung tâm của rất
nhiều loại robot.
- Game tương tác: Arduino có thể được sử dụng để tương tác với Joystick,
màn hình,… khi chơi các game như Tetrix, phá gach, Mario…
- Máy bay không người lái.
- Điều khiển đèn tín hiệu giao thông, làm hiệu ứng đèn Led nhấp nháy trên
các biển quảng cáo…
- Điều khiển các thiết bị cảm biến ánh sáng, âm thanh.
- Làm máy in 3D
- Làm đàn bằng ánh sang
- Làm lò nướng bánh biết tweet để báo cho bạn khi bánh chín.
Arduino còn rất nhiều ứng dụng hữu ích khác tùy vào sự sáng tạo của người
dùng.

•

Đặc điểm kỹ thuật Arduino nano:
Arduino Nano

Thông số kỹ thuật

Số chân analog

8

Cấu trúc

AVR

Tốc độ xung


16 MHz

Dòng tiêu thụ I/O

40mA

Số chân Digital I/O

22

Bộ nhớ EEPROM

1 KB

Bộ nhớ flash

32 KB of which 2 KB used by Bootloader

Điện áp ngõ vào

(7-12) Volts

20


•

Vi điều khiển


ATmega328P

Điện áp hoạt động

5V

Kích thước bo mạch

18 x 45 mm

Nguồn tiêu thụ

19mA

Ngõ ra PWM

6

SRAM

2KB

Sơ đồ chân Arduino nano:

21


Tên pin Arduino Nano
Kiểu
ICSP

MISO
Đầu vào hoặc đầu ra
Vcc
Đầu ra
SCK
Đầu ra
MOSI
Đầu ra hoặc đầu vào
RST

Đầu vào

GND

Nguồn

Chức năng
Master In Slave Out
Cấp nguồn
Tạo xung cho
Master Out Slave In
Đặt lại, Hoạt động ở mức
thấp
Chân nối dất

Chức năng các chân Arduino Nano:
Arduino Nano có 14 ngõ vào/ra. Các chân làm việc với điện áp tối đa là
5V. Mỗi chân có thể cung cấp hoặc nhận dòng điện 40mA và có điện trở kéo
lên khoảng 20-50kΩ. Các chân có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra,
sử dụng các hàm pinMode, digitalWrite và digitalRead.

Chân 1, 2: Chân nối tiếp

22


Hai chân nhận RX và truyền TX này được sử dụng để truyền dữ liệu nối
tiếp TTL. Các chân RX và TX được kết nối với các chân tương ứng của chip
nối tiếp USB tới TTL.
Chân 6, 8, 9, 12, 13 và 14: Chân PWM
Mỗi chân số này cung cấp tín hiệu điều chế độ rộng xung 8 bit. Tín hiệu
PWM có thể được tạo ra bằng cách sử dụng hàm analogWrite.
Chân 5, 6: Ngắt
Khi chúng ta cần cung cấp một ngắt ngoài cho bộ xử lý hoặc bộ điều
khiển khác, chúng ta có thể sử dụng các chân này. Các chân này có thể được sử
dụng để cho phép ngắt INT0 và INT1 tương ứng bằng cách sử dụng hàm
attachInterrupt (). Các chân có thể được sử dụng để kích hoạt ba loại ngắt như
ngắt trên giá trị thấp, tăng hoặc giảm mức ngắt và thay đổi giá trị ngắt.

Chân 13, 14, 15 và 16: Giao tiếp SPI
Khi bạn không muốn dữ liệu được truyền đi không đồng bộ, bạn có thể
sử dụng các chân ngoại vi nối tiếp này. Các chân này hỗ trợ giao tiếp đồng bộ
với SCK. Mặc dù phần cứng có tính năng này nhưng phần mềm Arduino lại
không có. Vì vậy, bạn phải sử dụng thư viện SPI để sử dụng tính năng này.
Chân 16: Led
Khi bạn sử dụng chân 16, đèn led trên bo mạch sẽ sáng.
Chân 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 và 26: Ngõ vào/ra tương tự
Như đã đề cập trước đó UNO có 6 chân đầu vào tương tự nhưng Arduino
Nano có 8 đầu vào tương tự (19 đến 26), được đánh dấu A0 đến A7. Điều này
có nghĩa là bạn có thể kết nối 8 kênh đầu vào tương tự để xử lý. Mỗi chân
tương tự này có một ADC có độ phân giải 1024 bit (do đó nó sẽ cho giá trị

1024). Theo mặc định, các chân được đo từ mặt đất đến 5V. Nếu bạn muốn
điện áp tham chiếu là 0V đến 3.3V, có thể nối với nguồn 3.3V cho chân AREF

23


(pin thứ 18) bằng cách sử dụng chức năng analogReference (). Tương tự như
các chân digital trong Nano, các chân analog cũng có một số chức năng khác.
Chân 23, 24 như A4 và A5: chuẩn giao tiếp I2C
Khi giao tiếp SPI cũng có những nhược điểm của nó như cần 4 chân và
giới hạn trong một thiết bị. Đối với truyền thông đường dài, cần sử dụng giao
thức I2C. I2C hỗ trợ chỉ với hai dây. Một cho xung (SCL) và một cho dữ liệu
(SDA). Để sử dụng tính năng I2C này, chúng ta cần phải nhập một thư viện có
tên là Thư viện Wire.
Chân 18: AREF
Điện áp tham chiếu cho đầu vào dùng cho việc chuyển đổi ADC.
Chân 28 : RESET
4.Màn hình hiển thị LCD 16x2
-

Chức năng: dùng để hiển thị dữ liệu được chuyển từ andruino nano và
hiển thị thông số tốc độ động cơ

Màn hình Led là màn hình được cấu tạo nên từ các bóng Led siêu nhỏ với màu
đỏ, xanh lá và xanh dương với khả năng điều chỉnh độ sáng và phối màu để tạo
nên những hình ảnh Fullcolor như một chiếc tivi thông thường
4.1 Phân loại LCD
Có thể chia các module LCD làm hai loại chính :
- Loại hiển thị ký tự (character LCD ) gồm có các kích cỡ 16x1(16 ký tự 1
dòng),16x2 ( 16 ký tự x 2 dòng) ; 16x 4(16 ký tự x 4 dòng); 20x 1(20 ký tự x1

dòng) v.v..
- Loại hiển thị đồ họa (graphic LCD ) đen trắng hoặc màu ,gồm các kích cỡ
1,47 inch (128 x128 điểm ảnh) ;1,8 inch( 128 x 160 điểm ảnh ); 2,4
inch( 240x320 điểm ảnh ) ..v.v…

24


Mô tả về các chân của Màn hình LCD 16x2

Châ
n

Ký
hiệu

I/O

Mô tả

1

VSS

-

Đất

2


VCC

-

Nguồn +5V

3

VEE

-

Cấp nguồn điều khiển phản

25