Linh kiện

- IC drive động cơ DC, kiểu ULN2003 (http://banlinhkien.vn/goods-2407-uln2003-dip16.html)
- Động cơ DC

Nội dung

Dẫn nhập (1 trang)

- mục tiêu học ở chương này
Điều khiển động cơ DC qua PWM
- các linh kiện cần thiết
- ý nghĩa của bài học này, có thể phát triển ra những ứng dụng nào

Chương này giới thiệu với bạn đọc một lĩnh vực điều khiển thiết bị thông dụng, đó là điều khiển động cơ điện một chiều (động cơ DC), vốn rất phổ biến trong các máy móc cơ điện tử. Động cơ DC được chế tạo với nhiều kích thước, hoạt động ở từng khung điện áp khác nhau, ví dụ 5V, 9V, 12V, 24V. Cách thức nối dây điện để vận hành động cơ DC rất đơn giản, đó là nối dây cực dương và cực âm của nguồn điện DC vào hai cực của động cơ, khi có dòng điện chạy qua thì động cơ sẽ quay theo một chiều nhất định (khi đổi vị trí cực dương và cực âm thì động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại). Tuy nhiên, với nguyên lý hoạt động đơn giản như vậy thì làm sao ta có thể điều chỉnh vận tốc quay động cơ như mong muốn?

Qua chương này, bạn đọc sẽ tìm hiểu nguyên lý về điện để điều chỉnh tốc độ động cơ DC, đó là nguyên lý điều chế độ rộng xung đối với nguồn cấp (pulse witdth modulation). Ý tưởng chính của nguyên lý PWM là cấp nguồn cho động cơ một cách gián đoạn: nguồn điện được cấp theo dạng xung có độ dài nhất định, nối tiếp bằng một khoảng thời gian ngắt điện, rồi lặp lại việc phát và ngắt xung theo chu kỳ tuần hoàn, độ rộng của xung trong mỗi chu kỳ sẽ quyết định tốc độ quay của động cơ (to do: hình minh họa PWM).

Chế độ PWM thường được tích hợp trong các vi điều khiển, để tạo ra chuỗi tín hiệu tuần hoàn trên một chân điều khiển với độ rộng xung mong muốn. Trong RPi cũng có sẵn chức năng PWM để ta dùng một chân xác định phục vụ điều khiển động cơ DC. Ta sẽ học cách lập trình RPi để sử dụng chức năng PWM này.

Bên cạnh kỹ thuật PWM, việc điều khiển động cơ DC thường cần kết hợp với một kỹ thuật khác là dùng mạch cầu H để cho phép điều khiển động cơ chạy theo hai chiều, dùng mạch FET hỗ trợ cấp dòng lớn cho động cơ.

Kết nối mạch điện tử (1 trang - hình ảnh)

- hình sơ đồ nối dây, minh họa mạch kiểu phim âm bản (lấy từ trang web project của nước ngoài như Adafruit)
- hình chụp mạch & breadboard đã kết nối
- coi như khi có sơ đồ nối dây là người ta làm theo được, không cần hướng dẫn từng bước

Chuẩn bị phần mềm (1 trang)

- quy trình từ lúc bật power đến khi sẵn sàng nhập lệnh:
- liệt kê các bước bằng text
- chụp hình màn hình khi chọn menu để vào môi trường nhập lệnh (console)

Code mẫu (1 trang)

- nhập code và xem kết quả:

- nhập các lệnh cấu hình phần cứng
- nhập các lệnh điều khiển

Giải thích các lệnh (3 trang )

- sẽ đưa các lệnh vào file Python để giải thích bằng chế độ comment đằng sau code
- thêm một phần giải thích việc nhập code kiểu interactive (nhập, gõ enter, thấy kết quả ngay, không có biên dịch hay phải nạp vào chip)
- (dự kiến khối lệnh ở mỗi bài trong vòng 20 - 40 dòng)

Bài thực hành thêm (1 trang)

- thêm một số gợi ý để người học tự thực hành (ví dụ: bài học bật tắt 1 LED, thêm bài tập bật tắt tuần tự 2 LED)

Chương 14 - Điều khiển động cơ DC qua chân PWM