Thứ Bảy, 25 tháng 8, 2018

Làm thế nào để điều khiển tốc độ động cơ dùng Ic timer 555

Trong bài viết trước chúng ta đã tìm hiểu cơ bản về Ic timer 555 và đã biết nó có cấu tạo và nguyên lí hoạt động của nó ra sao .Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm cách tạo ra bộ điều khiển tốc độ động cơ sử dụng  Ic timer 555,Vậy nó hoạt động như nào và làm sao nó có thể điều khiển tốc độ động cơ được ,sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu về nó nhé




Chúng ta có thể điều khiển tốc độ động cơ bằng rất nhiều cách nhưng trong bài này tôi sẽ sử dụng một phương pháp được dùng rất nhiều trong thực tế  đó là  phương pháp PWM ( Pulse Width Modulation ) - Điều chế độ rộng xung .




Điều chế độ rộng xung (PWM) là một  phương pháp mà qua đó chúng ta có thể tạo ra điện áp biến đổi bằng cách bật và tắt nguồn điện đi vào thiết bị với tốc độ rất nhanh.Điện áp trung bình phụ thuộc vào chu kì của xung hoặc lượng thời gian khi tín hiệu ở mức cao so với tín hiệu ở mức thấp trong một khoảng thời gian .


Bộ đếm timer 555 có khả năng tạo ra PWM khi làm việc ở chế độ dao động tạo xung vuông.Nếu bạn chưa biết gì về Ic timer 555 ,bạn có thể tìm đọc bài viết trước của tôi ,nơi tôi giải thích chi tiết những gì bên trong và nguyên lí làm việc của nó.

Dưới đây là mạch cơ bản của Ic 555 làm việc ở chế độ tạo dao động ,ta có thể thấy rằng tín hiệu ra luôn ở mức cao khi tụ điện được nạp thông qua điện trở R1,R2.




Mặt khác ta thấy tín hiệu ra của Ic luôn thấp khi tụ điện C1 được xả thông qua điện trở R2.Vì vậy ,chúng ta có thể nhận thấy rằng nếu chúng ta thay đổi giá trị của bất kì thành phần nào trong 3 thành phần R1,R2,C1 chúng ta sẽ nhận được thời gian ON và OFF khác nhau hoặc chu kì nhau của tín hiệu ra.Một cách rất dễ dàng và nhanh chóng để làm điều này là ta thay thế điện trở R2 bằng một chiết áp và bổ sung 2 diode trong mạch .


Trong sơ đồ trên ,thời gian xung ở mức cao  sẽ phụ thuộc vào điện trở R1 và phía bên trái của triết apvà tụ C1,trong khi đó thời gian xung ở mức thấp  sẽ phụ thuộc vào tụ điện C1 và phía bên phải của triết áp .Chúng ta cũng có thể nhận thấy rằng tần số sẽ luôn giống nhau bởi vì tổng điện trở khi nạp và xả sẽ vẫn như cũ

.

Thông thường điện trở R1 nhỏ hơn rất nhiều so với điện trở của chiết áp,ví dụ 1k so với 100k của chiết áp.Bằng cách đó ,chúng ta có 99% quyền kiểm soát điện trở và xả điện trong mạch.Chân điều khiển của Ic 555 (chân 5) không được sử dụng nhưng nó có thể được kết nối với 1 tụ điện 100nF xuống mass để lọc nhiễu .Chân số 4 được kết nối với Vcc để ngăn chặn bất kì quá trình thiết lập lại không muốn của đầu ra.

Dòng điện đầu ra của Ic 555 có thể lớn tới 200mA vì vậy nếu động cơ mà chúng ta muốn kiểm soát vượt quá dòng điện này thì ta cần phải sử dụng một bóng bán dẫn BJT hoặc một Mosfet.Trong ví dụ này tôi sử dụng một bóng bán dẫn Darlington (TIP122) có thể xử lý dòng lên tới 5A


Thông số trong mạch.




Đầu ra của Ic được kết nối với  TIP22 thông qua điện trở để hạn bớt dòng cấp vào chân B của Transistor ,ở đây tôi chọn điện trở 1k.Để ngăn chặn bất kì xung điện áp nàp có thể tạo ra bởi động cơ ,chúng ta cần phải sử dụng 1 diode đước kết nối song song với động cơ để bảo về Transistor

Sau đây chúng ta sẽ mô phỏng quá trình này trên phần mềm Proteus để xem ta điều chế độ rộng xung như nào nhé



Như ta đã nói ở phần trên là thời gian xung ở mức cao phụ thuộc vào R1 và phía bên trái của triết áp ở hình trên tôi giảm giá trị phía bên trái của chiết áp xuống dẫn đến thời gian xung cao rất ngắn ,độ rông xung bé dẫn đến  động cơ quay rất chậm .

Sau khi tôi tăng giá trị phía bên trái của triết áp lên cao thì độ rộng xung của thời gian ON rất lớn gần như là tuyến tính và khi đó thời gian OFF rất bé đồng thời động cơ lúc đó sẽ quay rất nhanh .



Hình ảnh thực tế






Ở đây tôi sử dụng động cơ DC 12V và tôi sử dụng pin Li-on 3,7V mắc nối tiếp sẽ cũng cấp ra khoảng 12V. Bây giờ bằng cách điều chỉnh triết áp tôi có thể kiểm soát tốc độ của động cơ DC hoặc độ rộng xung  PWM tạo ra bởi Ic timer 555.



Vậy là tôi đã hướng dẫn các bạn cách để điều khiển tốc độ động cơ dùng Ic timer 555.Tôi hy vọng bạn thích bài viết trên và học được gì đó  mới mẻ.Hãy hỏi bất kì câu hỏi nào trong phần bình luận dưới.

Nguồn : howtomechanics.com.
Tác giả : NVL

Không có nhận xét nào :

Đăng nhận xét

Có nhận xét mới