Phân loại máy giặt theo mức độ tự động
Máy giặt đ-ợc chia làm loại th-ờng, loại bán tự động và loại hoàn toàn tự động
Phân loại máy giặt theo cách giặt
Máy giặt được phân loại thành các loại chính như: máy giặt mâm có cánh, máy giặt ống có cánh (ống khuấy), và máy giặt thùng quay ngang (thùng lăn) Bên cạnh đó, còn có các loại máy giặt khác như máy giặt phun, rung, sóng siêu âm, chân không, và giặt khô.
1.1.3 Phân loại máy giặt theo kết cấu của thùng giặt
Máy giặt có thể phân làm các loại: một thùng, hai thùng và thùng lồng vào nhau.
Phân loại máy giặt theo kiểu cánh trên mâm giặt và luồng n-ớc giặt 1.2 Đặc điểm của các loại máy giặt
Có thể chia máy giặt làm loại mâm giặt có cánh ngắn, cánh cao, cánh gắn trên ống, cánh lõm, thùng ngang quay v.v…
1.2 Đặc điểm của các loại máy giặt
Máy giặt th-ờng
Máy giặt thủ công yêu cầu người sử dụng thực hiện các bước giặt, giũ và vắt bằng tay Có hai loại máy giặt thủ công: loại một thùng và loại hai thùng.
Hình 1.1 Máy giặt loại một thùng
Máy giặt bán tự động
Máy giặt bán tự động là loại máy có khả năng tự động chuyển đổi giữa hai chức năng giặt, giũ và vắt mà không cần sự can thiệp của tay Thông thường, máy giặt này có thiết kế hai thùng, cho phép quá trình chuyển đổi diễn ra giữa giặt và giũ hoặc giũ và vắt một cách thuận tiện.
Máy giặt tự động
Máy giặt tự động là thiết bị cho phép thực hiện toàn bộ quá trình giặt, giũ và vắt mà không cần thao tác tay, tự động chuyển đổi giữa các bước và điều khiển nước vào, tháo nước trong quá trình giặt Thông thường, các máy giặt này có dạng thùng lồng và một số model còn được trang bị bộ gia nhiệt, cho phép điều chỉnh và kiểm soát nhiệt độ giặt theo yêu cầu.
Hình 1.2 Máy giặt tự động thùng lồng
Máy giặt tự động có trang bị bơm xả nước giúp đẩy nước thải đi xa hoặc đến vị trí cao hơn, như bồn rửa.
Máy giặt tự động cao cấp với điều khiển vi tính có khả năng nhận diện mức độ bẩn của nước giặt, tự động chọn bột giặt, thời gian giặt, giũ và vắt, tạo thành chu trình giặt hoàn chỉnh và tiện lợi.
Máy giặt kiểu mâm giặt có cánh
Máy giặt kiểu luồng nước xoáy có thiết kế mâm giặt với cánh lồi ở đáy thùng, giúp khuấy dung dịch giặt hiệu quả khi quay Ưu điểm của loại máy này là thời gian giặt ngắn và hiệu suất giặt sạch cao, có khả năng điều chỉnh mức nước phù hợp cho nhiều loại vải như sợi bông, lanh và sợi tổng hợp Tuy nhiên, nhược điểm của chúng là dễ làm cho đồ giặt bị xoắn lại, ảnh hưởng đến tính đồng đều trong quá trình giặt, đồng thời tăng hệ số mài mòn cho đồ vật Gần đây, thị trường đã xuất hiện các máy giặt với nhiều kiểu mâm mới.
7 giặt tạo các luồng n-ớc khác nhau làm cho tính năng giặt của máy có cải thiện rõ rệt
Hình 1.3 Máy giặt kiểu mâm giặt có cánh a) Mâm giặt hình đĩa
Mâm giặt hình hoa sen có cánh quay tạo ra luồng nước mạnh, nâng và ép vật giặt xuống, hình thành dòng nước xoáy ở giữa giúp các vật giặt giãn ra và không bị cuộn lại.
Hình 1.4 a,b các kiểu mâm giặt b) Mâm giặt có cánh cao kiểu mũ
Mâm giặt có hình dáng giống như một chiếc mũ, với ba kiểu cánh cao, trung bình và thấp, tạo ra hai luồng nước "thẳng đứng" và "ngang" kết hợp với nhau Mâm giặt kiểu vò tay có đường kính 302 mm và cao 140 mm, với ba đường gân nổi bật trên bề mặt Khi mâm quay theo chiều thuận, luồng nước chảy theo bờ vai của mâm.
Quá trình giặt diễn ra khi tám quay dâng lên mặt nước và sau đó hạ xuống, tạo thành hai luồng nước ngang Hai luồng nước này va chạm với nhau, tạo ra sóng xung kích tương tự như khi dùng tay xát (hình 1.5a) Mâm giặt kiểu trụ là một thiết kế kết hợp giữa mâm có cánh và một trụ khuấy, tạo ra hai luồng nước thẳng đứng và nằm ngang Trụ đứng rỗng bên trong có thể chứa chất làm mềm vải và thúc đẩy tuần hoàn nước qua hệ thống lọc (hình 1.5b).
Hình 1.5 a,b các kiểu mâm giặt e) Mâm giặt kiểu thùng quay
Phần trên của thùng giặt được cố định, trong khi phần dưới hoạt động như một mâm quay Khi quay với tốc độ thấp, nước giặt từ ngoài vách thùng chảy vào trong, tạo ra dòng nước chảy vào tâm, giúp giặt đều hơn và có khả năng giặt các sản phẩm bằng len.
Máy giặt kiểu thùng quay ngang
Máy giặt có thiết kế thùng trụ tròn nằm ngang với 3-4 đường gân nổi bên trong, giúp đồ vật giặt quay và đảo liên tục khi hoạt động Ưu điểm của loại máy này là động tác giặt nhẹ nhàng, giảm mài mòn cho đồ giặt, tiết kiệm nước và bột giặt, đồng thời có mức độ tự động hóa cao Tuy nhiên, nhược điểm bao gồm thời gian giặt dài, cấu trúc phức tạp, khả năng giặt sạch thấp hơn, tiêu thụ điện nhiều hơn (đặc biệt với máy có bộ gia nhiệt nước), và giá thành cao hơn.
Hình1.6 Máy giặt lọai thùng quay ngang
Máy giặt kiểu trụ khuấy
Máy giặt lồng đứng là loại máy có cánh khuấy cố định trên trụ khuấy, giúp giặt đồ vật một cách hiệu quả Khi động cơ điện hoạt động, cánh khuấy quay theo chiều thuận và nghịch, tạo ra sự khuấy động liên tục trong nước giặt, giúp đồ vật không bị xoắn vào nhau Ưu điểm của máy giặt này là giặt đều, ít mài mòn và có dung tích lớn lên đến 8kg Tuy nhiên, nhược điểm của nó là thời gian giặt lâu, kết cấu phức tạp và giá thành cao.
Hình 1.7 Máy giặt kiểu trụ khuấy
Máy giặt kiểu phun n-ớc
Mâm giặt của máy giặt kiểu phun nước được lắp bên hông thùng, tạo ra luồng nước mạnh khi khởi động Luồng nước này sẽ phun lên đồ vật giặt, giúp tẩy sạch hiệu quả.
Hình 1.8 Máy giặt kiểu phun n-ớc
Máy giặt kiểu rung
Máy giặt kiểu rung hoạt động mà không cần mâm quay hay động cơ quay, mà sử dụng một đầu giặt được kết nối với cuộn dây điện từ Khi giặt, cuộn dây này tạo ra sự rung động với tần số lên đến 25.000 lần mỗi giây, khiến đồ vật giặt rung theo trong nước Sự va chạm giữa đồ vật và thành thùng, cùng với lực xung kích do nước tác động, tạo ra hiệu quả giặt sạch hơn cho quần áo.
Hình 1.9 Máy giặt kiểu rung
Máy giặt kiểu siêu âm
Máy giặt siêu âm được trang bị bộ phát sóng siêu âm, hoạt động với tần số trên 25.000 Hz Khi sóng siêu âm tác động vào nước, chúng tạo ra sự co giãn của các bọt khí nhỏ, khiến bọt khí bị ép và tạo ra hiệu ứng làm sạch hiệu quả.
Máy giặt này hoạt động bằng cách tạo ra áp suất lớn, và khi giãn nở nhanh, nó tạo ra chân không cục bộ Quá trình này giúp làm rã chất bẩn trên đồ vật, đồng thời tiêu diệt vi khuẩn, mang lại hiệu quả giặt sạch cao.
Hình 1.10 Máy giặt kiểu siêu âm
Nguyên lí giặt của máy giặt 1 Nguyên lí cơ bản về tẩy bẩn của máy giặt
Nguyên lí tẩy bẩn của máy giặt kiểu mâm giặt
a) Tác dụng hút và thải một cách tuần hoàn
Khi mâm giặt quay, dòng xoáy hình thành sẽ tạo ra lực hút, khiến đồ giặt bị nén lại và tăng cường hiệu quả tẩy rửa của dung dịch giặt Đồng thời, dung dịch này thấm sâu vào vải, giúp đẩy chất bẩn ra ngoài Tác động của việc đảo và cọ sát cũng góp phần quan trọng vào quá trình làm sạch.
Khi giặt, đồ vật không chỉ bị quay xoáy mà còn bị va đập vào thùng giặt, giúp chúng được đảo đều hơn Dòng nước giặt tạo ra sự cọ xát giữa các phần tử, khiến chất bẩn bị rã ra nhanh chóng Hơn nữa, tác dụng đổi chiều và tạm ngừng quay của mâm giặt cũng góp phần vào hiệu quả giặt sạch.
Mâm giặt quay theo chu kỳ "thuận, dừng, nghịch, dừng" giúp giảm hiện tượng xoắn rối của đồ giặt, nâng cao hiệu quả thẩm thấu của dung dịch giặt và đảm bảo tính đồng đều trong quá trình giặt.
Nguyên lí tẩy bẩn của máy giặt thùng quay ngang
a) Tác dụng vò và sát
Khi thùng giặt quay, các đồ vật trong dung dịch giặt sẽ bị đảo lộn nhờ vào các gân bên trong thùng, dẫn đến việc chúng cọ xát với nhau như khi dùng tay vò hoặc xát Tác dụng này giúp tăng hiệu quả giặt sạch.
Khi thùng giặt quay với tốc độ nhất định, đồ vật sẽ được nâng lên một độ cao nhất định Sau đó, do trọng lực, chúng sẽ rơi xuống và va chạm với dung dịch giặt Quá trình này lặp đi lặp lại giống như khi chúng ta giặt quần áo bằng tay, tạo ra tác dụng nén hiệu quả trong việc làm sạch.
Khi giặt đồ vật ở nhiệt độ cao, chúng rơi vào dung dịch giặt và tạo ra áp lực lên các lớp đồ vật Cụ thể, đồ vật ở lớp trên sẽ đè lên lớp dưới, dẫn đến việc đồ vật dưới bị nén vào thành thùng Hiện tượng này tương tự như khi ép quần áo bằng tay, làm thay đổi hình khối của chúng.
Hình 1.13 Tác dụng vò và xát, tác dụng đập, tác dụng nén
Kết cấu của máy giặt 1 Kết cấu máy giặt hai thùng kiểu mâm giặt có cánh
Kết cấu cơ bản của máy giặt tự động kiểu mâm giặt
Kết cấu máy giặt tự động kiểu mâm giặt có cánh gồm các bộ phận sau:
Hệ thống giặt, giũ, vắt, hệ thống truyền động, hệ thống vào n-ớc, hệ thống xả n-ớc và hệ thống khống chế
1.4.2.1 Hệ thống giặt, giũ và vắt
Hệ thống này gồm có thùng giặt (đồng thời là thùng vắt), thùng hứng n-ớc, vòng cân bằng và mâm giặt có cánh
Thùng hứng nước, hay còn gọi là thùng ngoài, có nhiệm vụ chứa dung dịch giặt và nước sạch trong quá trình giặt và giũ Khi vắt, thùng này tích nước văng ra từ đồ giặt để xả ra ngoài Để giảm rung, thùng ngoài được treo bằng 4 lò xo vào vỏ máy giặt Ngược lại, thùng giặt (vắt) hay thùng trong không quay khi giặt và giũ, mà chỉ hoạt động khi vắt Trong quá trình vắt, thùng trong và mâm giặt quay theo chiều kim đồng hồ, giúp nước trong đồ giặt thoát ra qua các lỗ nhỏ trên vách thùng Đáy thùng trong được lắp một đĩa tròn bằng sắt, gắn chặt vào trục vắt nước bằng bulông.
Thùng giặt được trang bị một vòng cân bằng rỗng chứa nước muối đậm đặc, giúp cân bằng khi thùng quay với tốc độ cao Khi hoạt động, nước muối tự động chảy đến phía đối diện với đồ vật giặt, tạo ra sự cân bằng động, từ đó giảm rung lắc và tiếng ồn hiệu quả.
Hình 1.21 Máy giặt tự động kiểu mâm giặt
Hệ thống truyền động của máy giặt chủ yếu bao gồm động cơ và bộ ly hợp giảm tốc, được lắp đặt ở đáy thùng ngoài Khi lật ngược đáy máy giặt, cơ cấu truyền động sẽ hiện ra như trong hình vẽ.
Hệ thống truyền động của máy giặt kiểu mâm giặt sử dụng động cơ 4 cực với khả năng khởi động tốt và năng lực quá tải lớn, thường đạt tốc độ quay khoảng 1400 vòng/phút Động cơ được trang bị một puli nhỏ có cánh quạt để làm mát, và thông qua dây cua roa hình thang, puli nhỏ này kéo puli lớn của bộ ly hợp giảm tốc Puli lớn có đường kính gấp đôi puli nhỏ, dẫn đến tốc độ quay của puli lớn chỉ đạt khoảng 700 vòng/phút.
Bài viết mô tả cấu tạo của một hệ thống cơ khí bao gồm bánh đai lớn, trục bánh răng, bộ giảm tốc hành tinh và trục mâm giặt Bánh đai lớn được gắn cố định vào trục bánh răng bằng một ốc vít, trong khi trục bánh răng và trục mâm giặt là hai trục đồng tâm nhưng không đồng trục Bộ giảm tốc hành tinh đóng vai trò là một bộ bánh răng giảm tốc, giúp kết nối hai trục bánh răng và mâm giặt với nhau Cụ thể, khi trục bánh răng quay 5 vòng, trục mâm giặt sẽ quay khoảng 1 vòng.
Khi mâm giặt làm việc ở giai đoạn giặt và giũ, động cơ quay quãng
Hệ thống truyền động của máy giặt hoạt động với tốc độ ban đầu 1400 vòng/phút thông qua bánh đai và trục bánh răng Sau đó, tốc độ được giảm xuống còn 700 vòng/phút trước khi tiếp tục qua bộ giảm tốc hành tinh, giúp mâm giặt quay với tốc độ 140 vòng/phút.
Hình 1.23 Bộ ly hợp giảm tốc b) Bộ phận ly hợp bao gồm các phần sau:
- Bộ ly hợp lồng chặt trên trục bánh răng Bộ ly hợp này có trục ngoài, vỏ bộ giảm tốc hành tinh (làm đĩa hãm) và trục vắt
- Lò xo ly hợp bằng dây lò xo tiết diện vuông, bánh răng khía, cần ly hợp, lò xo xoắn ly hợp, vít điều chỉnh
Trục ngoài và vỏ ngoài của bộ giảm tốc hành tinh cùng với trục vắt tạo thành một khối thống nhất Khi trục ngoài quay, trục vắt cũng quay với cùng tốc độ, do đó, nếu bộ giảm tốc hành tinh bị hãm đứng, trục vắt cũng sẽ ngừng quay đồng thời.
Lò xo ly hợp là một loại lò xo dây có tiết diện vuông và độ chính xác cao, được sử dụng để cố định bộ ly hợp trên trục ngoài và gắn vào lỗ nhỏ trên bánh răng khế Khi lò xo ly hợp xoắn chặt trên ống lồng ly hợp và trục ngoài, nếu trục răng quay theo chiều kim đồng hồ (từ phía trên máy giặt nhìn xuống), lò xo sẽ tạo ra một lực ma sát lớn lên ống lồng ly hợp, trục ngoài và trục bánh răng.
Nếu lò xo ly hợp bị xoắn lỏng, trục bánh răng sẽ không quay được dù ở chiều thuận hay nghịch, và ống lồng ly hợp cũng không thể làm cho trục ngoài quay.
Lò xo xoắn chặt hay nới lỏng nhờ vào bánh răng khế và lẫy Lò xo vòng ôm chặt trục ngoài, với một đầu cố định lên vỏ ngoài và một đầu trên lò xo kéo Khi nhìn từ trên máy giặt xuống, lò xo vòng cuộn chặt lại khi quay ngược chiều kim đồng hồ, tạo ra tác dụng hãm Lò xo vòng này được đặt để hỗ trợ thùng vắt quay theo mâm giặt khi mâm quay ngược chiều kim đồng hồ Bộ phận hãm bao gồm đai hãm, cần hãm và lò xo hãm, hoạt động theo nguyên tắc ly, hợp và hãm.
Bộ phận ly hợp giảm tốc hoạt động nhờ chốt cữ trên cần kéo van điện từ xả nước, giúp điều khiển quá trình giặt và hãm Khi giặt, van điện từ không thông điện, tạo khoảng cách 1-3cm giữa chốt cữ và cần hãm Dưới tác dụng của lò xo xoắn hãm, cần hãm dịch chuyển sang phải, kéo chặt đai hãm, giữ mâm hãm ở trạng thái đứng yên, ngăn trục vắt và đĩa vắt quay Đồng thời, lò xo xoắn ly hợp làm cần ly hợp dịch sang trái, đẩy bánh răng khế quay một góc, khiến lò xo ly hợp trong bánh răng khế xoắn lỏng ra, và ống ly hợp trên trục ngoài ở trạng thái phân ly Khi đó, trục bánh răng thông qua bộ giảm tốc hành tinh làm cho mâm giặt quay trái phải.
Khi van điện từ được kích hoạt, nước sẽ thông điện và hút lõi sắt vào, khiến chốt cữ dịch sang phải và nhả bánh răng khế Dưới tác động của lò xo, ống ly hợp và trục ngoài sẽ ở trạng thái ly hợp, cho phép trục bánh răng quay theo hướng xoắn chặt của lò xo ly hợp Điều này kéo theo trục ngoài quay, dẫn đến việc trục vắt và thùng vắt cũng quay theo Do trục ngoài quay theo chiều kim đồng hồ, lò xo bạc không còn tác dụng.
Van điện từ và bộ khống chế mức nước là hai thành phần chính trong hệ thống cấp nước Van điện từ được lắp đặt trong ngăn khống chế, kết nối với ống nước bên ngoài Khi cần cấp nước, van điện từ tự động mở, cho phép nước chảy qua ống và vào thùng giặt Khi nước đạt mức quy định, van sẽ tự động đóng lại.
Bộ khống chế mức nước được lắp ở mặt sau của bảng khống chế, kết nối với buồng tích khí thông qua một ống dẫn mềm Khi nước ngập lỗ nhỏ ở buồng tích khí, khí trong buồng và ống dẫn sẽ bị bịt kín Khi mực nước trong thùng nâng lên, không khí bị nén và tác động lên bộ khống chế mức nước thông qua ống dẫn mềm Áp suất này tỉ lệ với độ chênh lệch mực nước giữa thùng và buồng tích khí, cho phép điều chỉnh áp suất khí để ngừng cấp nước theo mức cần thiết.
Hình 1.24 Bộ khống chế mức n-ớc
Hệ thống bao gồm van điện từ khóa nước, ống tràn nước và ống xả nước Van thoát nước, hay còn gọi là van xả, được lắp đặt ở đáy thùng hứng nước và kết nối với thùng này Khi thực hiện xả nước, van xả tự động mở, cho phép nước trong thùng thoát ra qua ống thoát nước Sau khi xả nước hoặc vắt xong, van sẽ tự động đóng lại.
cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ truyền động trong máy giặt tự động kiểu mâm giặt 1 Cấu tạo
Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ một pha
Khi dòng điện xoay chiều một pha hình sin được đưa vào cuộn cảm ở stator động cơ, nó tạo ra một từ trường biến thiên theo quy luật hình sin dọc theo trục cuộn cảm Từ trường này là từ trường đập mạch và có độ trễ pha so với điện áp góc.
Để phân tích tác động của từ trường đập mạch lên rotor, chúng ta chia một chu kỳ đập mạch thành bốn khoảng thời gian t1, t2, t3 và t4.
Trong khoảng thời gian t1, từ thông tăng lên từ 0 đến d, với từ thông hướng xuống dưới Theo định luật cảm ứng điện, rotor sẽ tạo ra từ trường có chiều ngược lại để chống lại sự biến thiên của từ thông, tức là từ trường cảm ứng cần có chiều hướng lên để cản trở sự tăng trưởng của từ thông trong cuộn cảm Chiều dòng cảm ứng được thể hiện như trong hình vẽ Từ trường cuộn cảm tác động lên dòng điện cảm ứng một lực từ F theo quy tắc bàn tay trái Các lực này có độ lớn bằng nhau và ngược chiều, do đó không tạo ra mômen để quay rotor.
Hình 1.32 Từ tr-ờng đập mạch không tạo ra mô men quay ban đầu
Trong khoảng thời gian t2, từ thông giảm xuống từ 0 đến d, nhưng vẫn giữ chiều cũ, hướng xuống Dòng điện cảm ứng trong rotor sẽ đảo chiều để tạo ra từ thông cùng chiều với từ thông chính Dòng điện cảm ứng và từ lực tác dụng vào nó có chiều như hình trên, nhưng các lực này không tạo ra mômen để làm quay rotor.
Trong khoảng thời gian t3, từ thông chính đảo chiều, hướng lên và tăng trưởng, dẫn đến sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng Lập luận tương tự như trên cho thấy mối liên hệ giữa chiều dòng điện cảm ứng và từ thông cảm ứng, được minh họa qua hình vẽ.
-T-ơng tự, trong khoảng thời gian t 4 ứng với hình vẽ, ta rút kết luận là từ tr-ờng đập mạch không tạo ra mômen quay ban đầu
Theo lý thuyết và thực nghiệm, một từ trường đập mạch một pha có thể được phân tích thành hai từ trường quay ngược chiều, có cùng tần số góc và biên độ bằng một nửa biên độ của từ trường đập mạch.
-S.t đ của từ tr-ờng đập mạch: F
Sẽ là tổng của 2 vectơ quay t-ơng ứng với từ tr-ờng quay thuận F T
(quay theo chiều kim đồng hồ) và từ tr-ờng quay ng-ợc F N
(quay ng-ợc chiều kim đồng hồ) Về độ lớn: F
Khi động cơ xoay chiều một pha được cấp điện, cuộn dây phần cảm không tạo ra từ trường quay, dẫn đến rotor không quay Nguyên nhân là do hai từ trường quay ngược chiều nhau, tạo ra các mô men quay bằng nhau và ngược chiều, khiến mô men tổng bằng 0, đây là nhược điểm chính của động cơ này Để khắc phục, người ta chế tạo động cơ một pha có tụ điện, cụ thể là động cơ một pha rotor lồng sóc Trong động cơ này, có hai cuộn dây trong các rãnh stator: cuộn chính A nối trực tiếp với lưới điện và cuộn phụ B nối qua tụ điện C Mặc dù động cơ sử dụng nguồn một pha, nhưng thực chất là động cơ hai pha Khi hai cuộn A và B lệch nhau 90 độ và có sức từ động bằng nhau, điện từ trường quay có dạng tròn, giúp tạo ra mô men quay cần thiết cho việc khởi động.
Hình 1.33 Sơ đồ nguyên lý động cơ một pha có tụ điện
Hình 1.34 giải thích nguyên lý tạo ra từ trường quay của động cơ một pha có tụ điện, với hai cuộn dây A và B có dòng điện lệch nhau 90 độ Dòng điện dương của cuộn A tạo ra từ trường hướng xuống, trong khi dòng điện dương của cuộn B tạo ra từ trường hướng sang trái Khi tổng hợp hai từ trường tại các thời điểm t0, t1, t3, ta nhận thấy từ trường tổng quay ngược chiều kim đồng hồ với tần số tương đương tần số dòng điện Động cơ tụ điện có mô men mở máy không vượt quá 30% Mdm, do đó chỉ phù hợp cho các truyền động có mô men mở máy nhỏ.
Hình 1.35 Đặc tính cơ của động cơ tụ điện khi đảo chiều liên tục
Phương pháp đảo chiều động cơ không đồng bộ một pha bao gồm việc đảo đầu đấu dây của cuộn phụ hoặc thay đổi chức năng giữa hai cuộn dây, trong đó cuộn phụ trở thành cuộn làm việc và ngược lại Để thực hiện đảo chiều theo phương pháp này, cuộn dây phụ và cuộn dây làm việc cần có số vòng và thiết diện giống nhau.
Hình 1.36 Ph-ơng pháp đảo chiều động cơ dùng trong máy giặt dân dụng
Ch-ơng 2 : tổng quan về họ vi ®iÒu khiÓn msc-51
2.1 Cấu tạo vi điều khiển họ MSC-51:
Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MSC-51 (89C51): 2.2.2 Khảo sát sơ đồ chân 8951 và chức năng từng chân
IC 8951 thuộc họ vi điều khiển MSC-51, được sản xuất bởi hãng Intel của Mỹ, có những đặc điểm và chức năng hoạt động tương tự nhau.
Các đặc điểm của 8951 đ-ợc tóm tắt nh- sau:
64 KB vùng nhớ mã ngoài
64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại
Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn)
210 vị trí nhớ có thể định vị bit
2.2.2 Khảo sát sơ đồ chân 8951 và chức năng từng chân:
Hình 2.1.Sơ đồ chân IC 8951
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7
2.2.2.2 Chức năng các chân của 8951
Chip 8951 có tổng cộng 40 chân, trong đó 24 chân có chức năng kép, cho phép mỗi chân thực hiện hai nhiệm vụ khác nhau Các chân này có thể hoạt động như đường xuất nhập, đường điều khiển, hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ.
Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 - 39 của 8951 Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng nh- các đ-ờng I/O Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó đ-ợc kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu
Port 1 là port I/O trên các chân 1-8 Các chân đ-ợc ký hiệu P1.0, P1.1, p1.2, p1.7 có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần Port 1 không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ đ-ợc dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài
Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21- 28 đ-ợc dùng nh- các đ-ờng xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng
Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17 Các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8951 nh- ở bảng sau:
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nối tiếp
P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp
P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
P3.4 T0 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 0
P3.5 T1 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 1
P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
P3.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài b.Các ngõ tín hiệu điều khiển:
Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu đầu ra tại chân 29, cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường được kết nối với chân OE (output enable) của Eprom, giúp thực hiện việc đọc các byte mã lệnh.
Trong quá trình vi điều khiển 8951 thực hiện lệnh, tín hiệu PSEN sẽ ở mức thấp khi lấy lệnh Các mã lệnh được đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được lưu vào thanh ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã Khi 8951 thực thi chương trình từ EPROM, PSEN sẽ chuyển sang mức logic 1.
Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable)
Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 đóng vai trò là bus địa chỉ và bus dữ liệu, yêu cầu phải tách biệt các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ALE ở chân thứ 30 được sử dụng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối với IC chốt.
Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động
Xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 tần số dao động trên chip, có thể được sử dụng làm tín hiệu clock cho các phần khác trong hệ thống Chân ALE còn được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho EPROM trong vi điều khiển 8951.
Ngõ tín hiệu EA\(External Access):
Chân tín hiệu vào EA\ của 8951 thường được kết nối với mức 1 hoặc mức 0 Khi ở mức 1, 8951 sẽ thực hiện chương trình từ EPROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 4 Kbyte Ngược lại, khi ở mức 0, 8951 sẽ chạy chương trình từ bộ nhớ mở rộng Ngoài ra, chân EA\ cũng được sử dụng làm chân cấp nguồn 12V khi lập trình cho EPROM trong 8951.
Ngõ tín hiệu RST (Reset) :
Ngõ vào RST ở chân 9 của vi điều khiển 8951 là ngõ vào Reset Khi tín hiệu tại ngõ vào này được đưa lên cao ít nhất trong 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong sẽ được nạp các giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Đồng thời, khi cấp điện, mạch sẽ tự động thực hiện quá trình Reset.
Các ngõ vào bộ dao động X1,X2:
Bộ dao động tích hợp trong chip 8951 cho phép người thiết kế dễ dàng kết nối thêm thạch anh và các tụ điện theo sơ đồ Tần số thạch anh phổ biến cho 8951 là 12MHz.
Chân 40 (Vcc) đ-ợc nối lên nguồn 5V.
Cấu trúc bên trong vi điều khiển
Hình 2.2 Tổ chức bộ nhớ 89c51
Bảng tóm tắt các vùng nhớ 8951
Bộ nhớ trong của 8951 bao gồm EPROM và RAM, với RAM được chia thành nhiều thành phần như bộ nhớ đa dụng, bộ nhớ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt 8951 sử dụng cấu trúc Harvard, có vùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu Mặc dù chương trình và dữ liệu có thể được lưu trữ bên trong 8951, thiết bị này vẫn có khả năng kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình và 64K byte bộ nhớ dữ liệu.
Bản đồ bộ nhớ Data trên Chip nh- sau:
28 47 46 45 44 43 42 41 40 99 không đ-ợc địa chỉ hoá bit SBUF
23 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 8D không đ-ợc địa chỉ hoá bit TH1
22 17 16 15 14 13 12 11 10 8C không đ-ợc địa chỉ hoá bit TH0
21 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 8B không đ-ợc địa chỉ hoá bit TL1
20 07 06 05 04 03 02 01 00 8A không đ-ợc địa chỉ hoá bit TL0
1F Bank 3 89 không đ-ợc địa chỉ hoá bit TMO
17 Bank 2 87 không đ-ợc địa chỉ hoá bit PCO
0F Bank 1 83 không đ-ợc địa chỉ hoá bit DPH
08 82 không đ-ợc địa chỉ hoá bit DPL
07 Bank thanh ghi 0 81 không đ-ợc địa chỉ hoá bit SP
Hai đặc tính cần chú ý là:
Các thanh ghi và cổng xuất nhập đã được xác định trong bộ nhớ và có thể được truy xuất trực tiếp như các địa chỉ bộ nhớ khác.
Ngăn xếp bên trong Ram nội nhỏ hơn so với Ram ngoại nh- trong các bộ Microcontroller khác
RAM bên trong 8951 đ-ợc phân chia nh- sau:
Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH
RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH RAM đa dụng từ 30H đến 7FH
Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH
Mặc dù hình vẽ chỉ ra rằng 80 byte đa dụng chiếm các địa chỉ từ 30H đến 7FH, nhưng 32 byte từ 00H đến 1FH cũng có thể được sử dụng cho mục đích tương tự, dù các địa chỉ này đã được phân bổ cho những chức năng khác.
Mọi địa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp
RAM cã thÓ truy xuÊt tõng bit:
8951 có khả năng địa chỉ hóa 210 bit, trong đó 128 bit chứa các byte từ 20H đến 2FH, còn lại là các bit trong nhóm thanh ghi chức năng đặc biệt Việc truy xuất từng bit bằng phần mềm là một trong những đặc tính nổi bật của microcontroller xử lý chung Các bit này có thể được đặt, xóa, hoặc thực hiện các phép toán như AND, OR.
Hầu hết các vi điều khiển yêu cầu một chuỗi lệnh đọc-sửa-ghi để thực hiện các tác vụ tương tự Bên cạnh đó, các cổng cũng cho phép truy xuất từng bit một cách linh hoạt.
128 bit có chứa các byte có địa chỉ từ 00H -1FH cũng có thể truy xuất nh- các byte hoặc các bit phụ thuộc vào lệnh đ-ợc dùng
32 byte thấp của bộ nhớ nội đ-ợc dành cho các bank thanh ghi Bộ lệnh
8951 hổ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 -R7 và theo mặc định sau khi reset hệ thống, các thanh ghi này có các địa chỉ từ 00H - 07H
Các lệnh sử dụng các thanh ghi RO - R7 ngắn hơn và nhanh hơn so với lệnh sử dụng địa chỉ trực tiếp Để tối ưu hóa hiệu suất, nên sử dụng các thanh ghi này cho các dữ liệu thường xuyên.
Với 4 bank thanh ghi, chỉ một bank có thể được truy xuất bởi các thanh ghi RO - R7 tại một thời điểm Để chuyển đổi giữa các bank thanh ghi, cần thay đổi các bit chọn bank trong thanh ghi trạng thái.
2.2.3.2 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt:
Các thanh ghi nội của 8951 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh và được định dạng như một phần của RAM trên chip, mỗi thanh ghi có địa chỉ riêng, ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương trình và thanh ghi lệnh Ngoài các thanh ghi R0 đến R7, 8951 còn có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR: Special Function Register) nằm ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến FFH.
Chú ý: tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH không đ-ợc định nghĩa, chỉ có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt đ-ợc định nghĩa sẵn các địa chỉ
Ngoại trừ thanh ghi A có khả năng truy xuất ngầm, hầu hết các thanh ghi với chức năng đặc biệt (SFR) đều có thể được địa chỉ hóa theo từng bit hoặc byte.
Thanh ghi trạng thái ch-ơng trình (PSW: Program Status Word):
Từ trạng thái ch-ơng trình ở địa chỉ D0H đ-ợc tóm tắt nh- sau:
PSW.6 AC D6H Auxiliary Cary Flag
PSW4 RS1 D4H Register Bank Select 1
PSW.3 RS0 D3H Register Bank Select 0
00nk 0; address 00H 07H 01nk 1; address 08H 0FH 10nk 2; address 10H 17H 11nk 3; address 18H 1FH
PSW.0 P DOH Even Parity Flag
CêCê CCaarrrryy CCYY ((CCararrryy FlFlaagg))::
Cờ nhớ có chức năng quan trọng trong các phép toán học, với giá trị C=1 khi phép cộng xảy ra tràn hoặc phép trừ có mượn, và ngược lại, C=0 khi phép cộng không tràn và phép trừ không có mượn.
CêCê CCaarrrryy pphhôô AACC ((AAuuxxiilliiaarryy CCaarrrry y FFllaagg))::
Khi cộng các giá trị BCD (Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC sẽ được thiết lập nếu kết quả 4 bit thấp nằm trong khoảng từ 0AH đến 0FH; ngược lại, AC sẽ bằng 0.
Cờ 0 (F0) là 1 bit cờ đa dụng dùng cho các ứng dụng của ng-ời dùng
NhNhữữnngg bbiitt cchhọọnn bbaannkk tthhaannhh gghhii ttrruuyy xxuuấấtt::
RS1 và RS0 quyết định dãy thanh ghi tích cực Chúng đ-ợc xóa sau khi reset hệ thống và đ-ợc thay đổi bởi phần mềm khi cần thiết
Tùy theo RS1, RS0 = 00, 01, 10, 11 sẽ đ-ợc chọn Bank tích cực t-ơng ứng là Bank 0, Bank1, Bank2, Bank3
CờCờ ttrràànn OOVV ((OOvveer r FFllaagg))::
Cờ tràn được thiết lập sau khi thực hiện phép cộng hoặc trừ có sự tràn toán học Khi các số có dấu được cộng hoặc trừ, phần mềm kiểm tra bit tràn để xác định xem kết quả có nằm trong giới hạn cho phép hay không Đối với các số không có dấu, bit tràn sẽ không được xem xét Nếu kết quả lớn hơn +127 hoặc nhỏ hơn -128, bit tràn sẽ được đặt thành 1.
Trong mỗi chu kỳ máy, bit tự động được thiết lập hoặc xóa để tạo ra Parity chẵn với thanh ghi A Số lượng bit 1 trong thanh ghi A cộng với bit Parity luôn phải là số chẵn Chẳng hạn, nếu A chứa giá trị 10101101B, thì bit Parity sẽ được đặt thành 1 để đảm bảo tổng số bit 1 trong A là chẵn.
Bit Parity thường được sử dụng kết hợp với các thủ tục của cổng nối tiếp để tạo ra bit Parity trước khi truyền tải hoặc kiểm tra bit Parity sau khi nhận dữ liệu.
Thanh ghi B tại địa chỉ F0H được sử dụng cùng với thanh ghi A cho các phép toán nhân chia Lệnh MUL AB thực hiện phép nhân hai giá trị không dấu 8 bit trong thanh ghi A và B, trả về kết quả 16 bit với byte cao trong A và byte thấp trong B Lệnh DIV AB thực hiện phép chia A cho B, với kết quả nguyên được lưu vào A và số dư vào B.
Thanh ghi B có thể đ-ợc dùng nh- một thanh ghi đệm trung gian đa mục đích
Nó là những bit định vị thông qua những địa chỉ từ F0H - F7H