Động cơ DC không chổi than là động cơ DC ba pha, đòi hỏi bộ điều khiển để cấp nguồn cho 3 pha của nó. Bộ điều khiển này được gọi là ESC (Bộ điều khiển tốc độ điện tử).
Bài viết này thể hiện cách điều khiển động cơ BLDC bằng Arduino trong đó tốc độ được điều khiển bằng chiết áp. Mời các bạn xem tiếp để tìm hiểu về mạch điều khiển tốc độ động cơ Brushless.
Ứng dụng của động cơ Brushless:
I. Tạo mạch điều khiển tốc độ động cơ Brushless.
Động cơ không chổi than (BLDC) là động cơ 3 pha có hai loại chính: cảm biến và không cảm biến. Kỹ thuật điều khiển động cơ BLDC không cảm biến dựa trên BEMF (Lực điện trở ngược) được tạo ra trong cuộn dây stato.
Trong bài viết này có nhiều chủ đề thể hiện cách điều khiển động cơ DC không chổi than cảm biến và không cảm biến bằng Arduino và một số bộ vi điều khiển PIC khác.
Một trong những dự án này cũng hướng dẫn cách tạo mạch điều khiển tốc độ động cơ Brushless đơn giản bằng Arduino trong đó tốc độ của động cơ BLDC được điều khiển bằng hai nút ấn.
Các phần cứng cần có.
- Bảng mạch Arduino UNO
- Động cơ BL (trong bài sử dụng A2212/13T 1000KV)
- 6 x 06N03LA mosfet loại N (hoặc tương đương)
- 3 x IC điều khiển cổng IR2101 (hoặc IR2101S)
- IC so sánh quad LM399
- Điện trở 6 x 33k ohm
- Điện trở 6 x 10k ohm
- Điện trở 6 x 10 ohm
- Diode 3 x IN4148
- Tụ 3 x 10uF
- Tụ 3 x 2.2uF
- Chiết áp 10k ohm
- Nguồn 12V
- Bộ cắm dây
- Dây nhảy
II. Điều khiển động cơ DC không chổi than với mạch Arduino:
Hình ảnh sau đây thể hiện sơ đồ mạch dự án.
Tất cả các thiết bị đầu cuối tiếp địa được kết nối với nhau.
Như đã đề cập ở trên, động cơ BC là động cơ 3 pha. Trong sơ đồ mạch trên 3 giai đoạn được đặt tên: Giai đoạn A, Giai đoạn B và Giai đoạn C.
Ba điện áp 33k đầu tiên (kết nối với các pha động cơ) và ba điện trở 10k được sử dụng làm bộ chia điện áp, ba điện trở 33k còn lại tạo ra điểm tự nhiên ảo.
Trong dự án này, chúng ta cần 3 bộ so sánh để so sánh BEMF của từng pha so với điểm tự nhiên ảo vì chúng ta cần phát hiện điểm giao nhau bằng 0 của mỗi pha, ở đây chúng ta sử dụng chip so sánh tứ giác LM339. Điểm ảo được kết nối với đầu vào đảo ngược (-) của ba bộ so sánh như trong sơ đồ mạch ở trên. BEMF A được kết nối với chân không đảo (+) của bộ so sánh số 1, BEMF B được kết nối với cực dương của bộ so sánh 2 và BEMF C được kết nối với cực dương của bộ so sánh 3. Bộ so sánh 4 không được sử dụng và đầu vào của nó thiết bị đầu cuối nên được tiếp địa.
Như chúng ta đã biết đầu ra của bộ so sánh là logic 1 nếu điện áp không đảo lớn hơn điện áp nghịch đảo và ngược lại.
Các đầu ra LM339 là bộ thu mở, có nghĩa là cần một điện trở kéo lên cho mỗi đầu ra, vì đã sử dụng ba điện trở 10k ohm.
Đầu ra của 3 bộ so sánh được kết nối với các chân Arduino 2, 3 và 4 tương ứng cho BEMF A, BEMF B và BEMF C.
Các chân Arduino UNO 2, 3 và 4 lần lượt là các chân ngắt vi điều khiển ATmega328P PCINT18, PCINT19 và PCINT20.
Các chip IR2101 được sử dụng để kiểm soát các mosfet bên cao và bên thấp của từng giai đoạn. Việc chuyển đổi giữa phía cao và phía thấp được thực hiện theo các dòng điều khiển HIN và LIN. Hình dưới đây thể hiện sơ đồ thời gian đầu vào và đầu ra:
Các đường HIN của ba IR2101 được kết nối với các chân 11, 10 và 9 tương ứng cho pha A, pha B và pha C. Arduino UNO có thể tạo tín hiệu PWM trên các chân mà chỉ các mosfet phía cao mới được điều khiển.
Các đường LIN được kết nối với các chân Arduino 7, 6 và 5 tương ứng cho pha A, pha B và pha C.
Chiết áp 10k được sử dụng để thay đổi tốc độ của động cơ BLDC, đầu ra của nó được kết nối với kênh tương tự Arduino 0 (A0).
III. Điều khiển động cơ không chổi than với mã Arduino:
Các chân Arduino 9, 10 và 11 có thể tạo tín hiệu PWM trong đó chân 9 và chân 10 có liên quan đến mô-đun Timer1 (OC1A và OC1B) và chân 11 có liên quan đến mô-đun Timer2 (OC2A). Cả hai mô-đun Timer đều được cấu hình để tạo tín hiệu PWM với tần số khoảng 31KHz và độ phân giải 8 bit. Các chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu PWM được cập nhật khi mô-đun ADC hoàn thành chuyển đổi bằng cách ghi vào các thanh ghi OCR1A, OCR1B và OCR2A.
Với bài hướng dẫn này, bạn hoàn toàn có thể tự làm cho mình mạch điều khiển tốc độ động cơ Brushless hoặc có thể dễ dàng tìm mua trên thị trường. Bạn có thể tìm hiểu để biết thêm chi tiết về động cơ BLDC cũng như các thiết bị khác tại https://uniduc.com/vi/blog.
Công ty Uniduc chuyên cung cấp các giải pháp phần mềm quản lý doanh nghiệp, bạn có thể liên hệ chúng tôi để được sử dụng miễn phí, với chi phí tốt nhất.
Mời bạn tham gia cộng động robotics để xem những thông tin mới về các sản phẩm robot xin cảm ơn bạn!
Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !
Hotline / Zalo: 0903 666 014
Website: https://uniduc.com/vi
-------------////--------------------------------------------////------------
HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.
