đại học Giao Thông Vận Tải
khoa Điện-điện tử
THIếT Kế LOGIC MạCH Số

Đề Tài: Đo tốc độ động cơ điện có tốc độ 1000vòng/phút với sai số
1%
và có chỉ thị chiều quay của động cơ. Nhóm thực hiện:
Hà Mạnh Cờng
Nguyễn Phú Dũng

Lớp: ĐTVT1-K44 Giáo viên hớng dẵn:
TS. Nguyễn Nam Quân

1MụC LụCTRang

I. mở đầu
Ii. nhiệm vụ
iii. lý thuyết thực hiện
1. Sơ đô khối mạch đô tốc độ
2. Sơ đồ khối mạch hiển thị chiều quay
a. phần 1: đo tốc độ động cơ
1. Khối chuyển vòng quay sang xung điện
2. Khối khuyếch đại và tạo dạng tín hiệu
3. Khối cổng
4. Khối xung mở cổng, xoá và reset
5. Khối đếm giải mã và hiển thị
B. phần 2: hiển thị chiều quay
1. Dùng mạch đồng bộ
2. Dùng mạch không đồng bộ

tài của chúng tôi còn rất nhiều sai sót, hạn chế. Mặc dù đã cố gắng phần nào
thiết kế và tính toán một các chi tiết các mạch, các thông số nhng đôi khi
còn mang tính lý thuyết, cha thực tế. Chúng tôi mong có sự góp ý và sửa
chữa để đề tài này có tính khả thi hơn về cả phơng diện kinh tế cũng nh kỹ
thuật.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Nam Quân đã
hớng dẫn và giúp đỡ chúng em thiết kế và hoàn thành đề tài này.

II.
NHIệM Vụ:
Vấn đề nêu trên đặt ra cho ta 2 nhiệm vụ cần thực hiện:
1.Đo(chỉ thị) tốc độ của động cơ điện với sai số cho phép(sai số cho phép
trong đề tài chọn là 1%).
2.Hiện(chỉ thị) chiều quay của động cơ điện.
III.
Lý THUYếT THựC HIệN:
Sơ đồ khối để thực hiện nhiệm vụ nêu trên:
1.Phần chỉ thị tốc độ: 3

2.Phần chỉ thị chiều quay của động cơ:
IV.


4
vấu cam

*Phơng án 2(Phơng pháp dùng cảm biến):
Một cảm biến thích hợp đợc đặt đối diện với vật trung gian để ghi nhận một
cách ngắt quãng mỗi khi có một dấu hiệu đi qua và mỗi lần nh vậy nó cung
cấp một tín hiệu xung có biên độ tỉ lệ với +E.
Cảm biến từ:

đầu từ
Mẩu băng từMối 1 vòng quay,mẩu băng từ đợc dán trên trục động cơ quét qua đầu từ
,gây sự biến thiên từ thông ỉ trên cuộn dây của đầu từ,tạo trên cuộn dây một
suất điện động có biên độ E.Khi động cơ quay tạo trên cuộn dây những xung
suất điện động có tần số <--> tốc độ quay của động cơ.Đếm số xung suất
điện động <--> đếm số vòng quay của động cơ. 5
Hoặc ta có thể thay mẩu băng từ bằng một đĩa quay làm bằng vật liệu từ
tính có khía răng(hoặc bánh răng) gắn lên trục động cơ :
vấu từ
khe từ


quang khi 1 vật trung gian quay có các lỗ,đờng vát,hoặc mặt phản xạ.
+Nguồn sáng: LED,IR-LED,LAZER...
+Cảm biến quang: PHOTODIODE,PHOTOTRANSISTOR,PHOTO-JFET,
PHOTORESISTOR,PHOTOTHYRISTOR
Khi động cơ quay,ánh sáng gặp lỗ(hình a>),gặp mặt phản xạ(hình b>) sẽ
tới đợc đầu thu quang.Khi đó trên đầu thu quang ta sẽ thu đợc 1 xung
điện.Biên độ xung điện chủ yếu phụ thuộc:
+Thông lợng ánh sáng ỉ tới đợc đầu thu quang: ỉ càng lớn thì biên độ
xung điện càng lớn.
+Độ nhậy của đầu thu quang. KL:
Chọn phơng án: Dùng cảm biến quang hình a>
+Nguồn phát quang: IR-LED hồng ngoại phát sóng hồng ngoại gần
+Cảm biến quang: PHOTOTRANSISTOR
IR-LED, PHOTOTRANSISTOR đợc lấy thực tế trong mạch là IR-LED,
PHOTOTRANSISTOR của mạch Mouse máy tính.

7
Không biết cảm biến quang mạch Mouse có phải là PHOTOTRANSISTOR
không,hay là PHOTO-JFET
2.Khối khuếch đại tín hiệu xung điện và tạo dạng:
*Tín hiệu xung thu đợc ở khối chuyển vòng quay sang xung là nhỏ,do
đó cần phải khuếch đại tín hiệu này lên để có thể sử dụng đợc.
Một mạch khuếch đại tín hiệu số cho đầu ra ở mức logic 1 khi có xung và
mức 0 khi không có xung .
Do đây là thiết kế Logic nên phần tơng tự không cần quan trọng lắm --->
không thiết kế chi tiết.
*Tín hiệu thu đợc ban đầu cha hẳn đã ở dạng xung vuông chuẩn,vì vậy


a>Đa hài dùng Transistor: tx=0,7.Rb.Cb b>Đa hài dùng Khuếch đại thuật toán:
tx=R.C.Ln(1+2R1/R2)
Chọn R1=0,86R2 ---> tx=R.C.1,0006 9

c>§a hµi dïng bé ®Þnh thêi 555:

t1 = 0.693*( VR + R )*C1
t2 = 0.693*R*C1
f = 1.44 / [( VR + 2*R)*C1 ]
10
Khi xét tới tx ta phải xét luôn cả phần sai số đo và hệ số nhân khi đo tốc
độ với đơn vị vòng/phút.Trong bài này ta sử dụng số lỗ đục trên tấm bìa để
thể hiện sai số phép đo và hệ số nhân.

*Xét tx=1phút:
Trong trờng hợp này là thực hiện đo tốc độ quay của động cơ đúng theo
vòng/phút và do đó chỉ còn thực hiện phần sai số: với sai số phép đo là x%