Trường ĐHCN Tp.HCM Đồ án 1: Điều khiển tốc độ quay của Động cơ
1
Việt Nam đang là một nước phát triển và giàu mạnh, để thay đổi
nhanh chóng bộ mặt của đất nước Việt Nam như ngày hôm nay thì đã có
nhiều đứa con Việt đã âm thầm, học tập, nghiên cứu trên mọi lĩnh vực. Nắm
bắt nhiều thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là các lĩnh vực khoa học kĩ
thuật nói chung và ngành điện tử nói riêng.
Thế hệ
trẻ của chúng ta không ngừng phấn đấu học hỏi thì chúng ta sẽ
sớm thụt lùi và lạc hậu nhanh chóng. Chính vì điều đó đã làm cho trường
“ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM” đã sớm chủ trương đào tạo theo
hình thức sâu rộng, từ thấp đến cao. Để tăng chất lượng học tập thì nhà
trường nói chung và khoa điện tử nói riêng đã tạo điều kiện và tổ chức cho
sinh viên làm các đồ án. Chính vì làm các đồ án như thế này thì Sinh viên
mới nắm bắt được hết những căn bản, từ đó dần nâng cao kiến thức của
mình. Vì lẽ đó mà nhóm chúng em đã tham khảo nhiều tài liệu và đi đến
quyết định là chọn đề tài: “Điều khiển tốc độ quay của động cơ DC”.

MỤC LỤC

3
GIỚI THIỆU TỔNG QT CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH
1.1 CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH:
¾ Điện trở.
¾ Tụ điện.
¾ Diode 1N4007.
¾ Cơng tắc DIP 10.
¾ Transistor C1815, D718.
¾ Relay 12V.
¾ IC 7408, 4017, 7805.
¾ Led đơn hiển thị.
¾ Động cơ 12V + 1 Encoder.
1.2 GIỚI THIỆU LINH KIỆN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH
1.2.1 Tụ điện:
Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của t
ụ
điện là hai bản cực bằng kim loại ghép cách nhau một
khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch hay chất điện mơi
cách điện có điện dung C. Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoay chiều đi
qua, ngăn cản dòng điện một chiều.
Khi tụ nạp điện thì tụ sẽ bắt đầu nạp điện từ đ
iện áp là 0V tăng dần
đến điện áp UDC theo hàm số mũ đối với thời gian t. Điện áp tức thời trên
hai đầu tụ của tụ được tính theo cơng thức:
U
c
(t) = U

1.2.2 Điện trở:
Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng
và áp.Điện trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện
tử.
Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu
làm dây, tỉ lệ thuận vớ
i chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn. Công
thức tính:
R =ρℓ/S hoặc R=U/I
Trong đó :

ρ: là điện trở suất của vật liệu, Ωm hay Ωmm
2
/m
S: là tiết diện của dây, m
2
hay mm
2

ℓ : là chiều dài của dây (m).
R : điện trở, Ohm (Ω).
Điện trở có đơn vị tính là Ohm, viết tắt là Ω.

1.2.3 Diode:
Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n được ghép với nhau.
Diode thông dụng nhất là 1N4007, có chức năng dùng để đổi điện xoay
chiều – thường là điện thế 50Hz đến 60Hz sang điện thế 1 chiều. Tùy lọai

D
= 5mA – 20mA (thường chọn 10mA).
Led thường được dùng trong các mạch trạng thái báo hiệu, chỉ thị trạng thái
của mạch như báo nguồn, trạng thái thuận hay ngược…
1.2.5 Transistor :
C1815 là Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n,
trong đó miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao
nhất, kí hiệu n+ là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất
thấp hơn, kí hiệu n, gọi là miền thu (collecter). Miề
n giữa có mật độ tạp chất
rất thấp, kí hiệu p, gọi là miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba miền
tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor.
Đặc tính kỹ thuật của transistor :

-Điện áp giới hạn
: có 3 loại :
BV
CEO
: điện áp đánh thủng giữa C và E khi cực B hở.
BV
CBO
: điện áp đánh thủng giữa C và B khi cực E hở.
BV
EBO
: điện áp đánh thủng giữa E và B khi cực C hở.
Trư
ờ

ờ
ng ĐHCN
T
-Dòng
đ
x
là dòng
đ
n
g
t
ối đa đ
ư
n
g
t
ối đa đ
ư
ứ
c năng c
ủ
c
h điện.
-Công
s
có dòng
n
sistor, cô
n
Ký hiệ

ư
a vào cự
c
ủ
a transist
o
s
uất giới h
ạ
điện qua
n
g suất sin
h
u
: transisto
ệu IC 401
C
chia tần
v
a
IC 4017:
ng cộng s
ố
C
hân số 1
6
k
hoảng từ
C
hân số 8

n
3-15 V.
à chân nố
i
Đồ án 1:
Đ
à
I
bmax
là d
ò
m
A.
0
mA.
là khuyế
c
sẽ sinh r
t
ính theo c
ô
N

h
ia tần từ
2
1
6, trong
đ
n

iệu và đó
suất nhiệ
t
P
T
=I
C
.V
C
E

ng của từ
n
g
với mức
c
ủa Động c
ơ
c
b.
ng ngắt c
á
t
làm nó
n
E

n
g chân n
h

o Chân 14 là chân xung clock hoạt động tích cực mức cao. Chân
này có chức năng đưa xung clock từ bên ngoài vào để cấp cho IC hoạt động.
o Chân 13 cũng là chân xung clock nhưng hoạt động ở mức thấp.
Hai chân này có mối liên hệ tương quan như sau: khi ở trạng thái bình
thường: chân 14 ở mức cao, chân 13 ở mức thấp thì IC sẽ hoạt động bình
thường, các ngõ ra sẽ tu
ần tự xuất giá trị. Trong quá trình các ngõ ra đang
hoạt động, ta kích mức cao cho chân 13 thì giá trị nào đang ở mức cao sẽ
giữ nguyên trạng thái, các ngõ ra còn lại sẽ ở trạng thái mức thấp hết.
o Các chân 3, 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11 lần lượt sẽ là thứ tự của
các giá trị xuất ra.
o Chân 12 hoạt động mức thấp trong 5 giá trị xuất ra đầu tiên. Nó
sẽ hoạt động mức cao trong 5 giá trị xuất ra sau đó.
Cấ
u tạo bên trong IC 4017: Trường ĐHCN Tp.HCM Đồ án 1: Điều khiển tốc độ quay của Động cơ
8

Bảng sự thật:1. H = trạng thái mức cao (điện thế

Trư
ờ
Tro
n
cổn
g
đó.
cho
thì
h

Bả
n
Ở
đ
Cò
n
chấ
p
Tro
n
hiệ
u


g
m
ạch
n
u
cần thiết
T
p.HCM
có tổng c
ộ
C
hân 1, 2,
e
o từng cặ
p
C
hân 3, 6,
8
C
hân 14 n
ố
ừ
4,5 V đ
ế
t
ốt nhất.
C
c
ủa IC 740
í

n
g vào ở
m
u
vào là m
ứ
cao hay t
h
0
8 được
s
g
iá trị cần
s
Đồ án 1:
Đ
ổ
ng AND.
0
, 12, 13 l
ầ
ầ
n lượt là t
ấ
V
CC với
m
T
hường th
ì

h
ì ngõ ra s
ẽ
ngõ ra sẽ
ớ
i mục đí
c
ố
c độ quay
c
c
chân nh
ư
các ngõ v
à
r
a của 4 b
ộ
á
p hoạt độ
t
rung bình

ẽ
tích cực
tích cực
m
c
h là AN
D

ạ
n
V

o
.
ấ
t
í
n
Trường ĐHCN Tp.HCM Đồ án 1: Điều khiển tốc độ quay của Động cơ
11
1.2.8 IC 7805:
IC 7805 là IC ổn áp dương. Đối với IC này người ta dùng tụ thoát 0,33
μ
F
khi không cần thiết cho ổn định, có thể dùng tụ 0,1
μ
F ở ngõ ra để cải
thiện đáp ứng quá độ của ổn áp. Các tụ này phải đặt trên hay càng gần các
IC ổn áp càng tốt.

1.2.9 Relay:
Đặc điểm
:
- Dòng chịu được 10 A.
- Áp chịu được 250 V


KHỐI NGUỒN
KHỐI XỬ LÝ CÁC GIÁ TRỊ
CẤN NẠP CHO ĐỘNG CƠ
KHỐI ĐIẾU CHỈNH TỐC
ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ
CHỐT TÍN HIỆU
ĐƯA VÀO
ENCODER ĐẾM
VÒNG QUAY
ĐỘNG CƠ
Trường ĐHCN Tp.HCM Đồ án 1: Điều khiển tốc độ quay của Động cơ
13
2.2 Chức năng từng khối:
2.2.1 Khối nguồn:
Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn hoạt động cho các khối trong
mạch. Cụ thể trong mạch này, ta sử dụng 2 nguồn riêng biệt.
¾ Thứ nhất là nguồn 5VDC dùng để nuôi các IC hoạt động tạo ra các
14
PHẦN 3
SƠ ĐỒ MẠCH
3.1 Sơ đồ nguyên lí: D1
LED
9V
D18
LED
D6
LED
R43
10K
R55
1k
SW9
SW_T_SPDT
1
3
2
R18
1k
R13
4K7
D23
LED

LED
D49
LED
R27
1k
R3
1k
D50
LED
U1
4017
14
13
15
3
2
4
7
10
1
5
6
9
11
12
168
CLK
ENA
RST
Q0

7408
1
2
3
147
R39
1k
C8
104
R11
4K7
D15
LED
R16
1k
D8
LED
U2C
7408
9
10
8
147
5V
D21
LED
R34
1k
R35
1k

1000uF
C123
D38
LED
5V
5V
GND
12V
1
2
SW7
SW_T_SPDT
1
3
2
D20
LED
R53
1k
R49
1k
9V
R7
1k
D14
1N4007
1 2
R20
1k
R28

R40
1k
C11
10U
Q6
D718
R61
8K2
R9
1k
R12
4K7
D32
LED
9V
D37
LED
D48
LED
U4
4017
14
13
15
3
2
4
7
10
1

1k
R17
1k
U6
7805
1 3
2
IN OUT
GND
5V
9V
D35
LED
D33
LED
5V
D28
LED
R8
1k
D51
LED
D22
LED
C10
104
R2
1k
D19
LED

1
3
2
1000uF
C789
C4
104
D57
1N4007
1 2
R58
1k
nguon 12VDC
D29
LED
D47
LED
R5
1k
SW6
SW DIP-10/SM
R32
1k
SW5
SW_T_SPDT
1
3
2
R46
10

9
11
12
168
CLK
ENA
RST
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
CO
VCCGND
R21
1k
U3
4017
14
13
15
3
2
4
7


Trường ĐHCN Tp.HCM Đồ án 1: Điều khiển tốc độ quay của Động cơ
- 16 -
3.3 Nguyên lí hoạt động:
Ý nghĩa của mạch này là kiểm soát động cơ DC quay theo ý của người sử
dụng. Tức là, ta có thể cho động cơ quay bao nhiêu vòng tùy ý. Sau khi
quay đúng số vòng mà ta ấn định cho động cơ ban đầu thì nó sẽ ngừng quay
tức khắc. Đầu tiên, ta chọn vòng quay cho động cơ bằng các công tắc
Switch 10. Các Switch tượng trưng cho các hàng đơn vị, chục, trăm và
nghìn.
Đơn vị ở đây tính bằng xung vì Encoder như ta giải thích ban đầu tức
là sau khi động cơ quay đúng 1 vòng thì sẽ có 1 xung từ Encoder được cấp
vào IC 4017 đầu tiên. Ví dụ như ta chọn số vòng quay mà động cơ cần quay
là 20 vòng. Lúc này ta gạt Switch 1 ở mức 1, Switch 2 ở mức 3. Sau đó, ta
nhấn nút khởi động động cơ thì động cơ sẽ quay, Encoder bắt đầu đếm
xung, đủ số vòng thì tín hiệu được chọn ban đầu sẽ
được chốt bằng cổng
AND. Tín hiệu được chốt này sẽ kích cho Rơle đóng lại làm động cơ ngưng

Trường ĐHCN Tp.HCM Đồ án 1: Điều khiển tốc độ quay của Động cơ
- 18 -
PHẦN 5
TÀI LIỆU THAM KHẢO

¾ www.alldatasheet.com
¾ www.dientuvietnam.net

¾ www.diendandientu.com.vn