BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Trường Sinh viên thực hiện Vũ Xuân Thắng 2018604983 Nguyễn Trọng Vũ 2018602588 Hà Nội 2021 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Giáo viên hướng dẫn 3 ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Giáo viên chấm phản biện 4 LỜI NÓI ĐẦU Quản lý chất thải là một yêu cầu quan trọng đối với sự phát triển bền.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Trường Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Thắng 2018604983 Nguyễn Trọng Vũ 2018602588 Hà Nội-2021 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Giáo viên hướng dẫn ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Giáo viên chấm phản biện LỜI NÓI ĐẦU Quản lý chất thải yêu cầu quan trọng phát triển bền vững mặt sinh thái nhiều quốc gia Phân loại rác hiệu vấn đề lớn xã hội ngày Ở Việt Nam, thị trường hàng tiêu dùng dẫn đến việc sản xuất chất thải ngày gia tăng Nguyên nhân phần hành vi người tiêu dùng Nghịch lý thay, người tiêu dùng lại thờ với việc bảo vệ môi trường Vì vậy, chất thải cần xử lý cách để làm giảm tác động xấu tới môi trường Nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) cơng nghệ điện tốn phổ biến sử dụng để cải thiện việc quản lý chất thải cách cung cấp khả nhận dạng tự động sớm chất thải cấp thùng Chất thải theo dõi thùng thông minh sử dụng hệ thống dựa RFID mà không cần hỗ trợ hệ thống thơng tin bên ngồi Thơng qua đề tài nhóm em có nhứng điều kiện tốt để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu bỏ sung vào hành trang đướng chọn Nhận thức tầm quan trọng chúng em làm việc nghiêm túc vận dụng kiến thức sẵn có thân, đóng góp ý kiến bạn bè đặc biệt hướng dẫn thầy Nguyễn Văn Trường để hoàn thành tập lớn Trong q trình thực đề tài có nhiều sai sót hi vọng q thầy thơng cảm giạy cho chúng em, xin chân thành cảm ơm q thầy MỤC LỤC Lời nói đầu DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÔNG THỨC 10 Chương phân tích nhiệm vụ thiết kế 11 1.1 yêu cầu thị trường, công ty, môi trường 11 1.1.2 Nhu cầu thị trường 11 1.1.3 Tìm kiếm hình thành ý tưởng 13 1.1.4 Khảo sát thị trường 18 1.2 Cấu tạo chung hệ thống phân loại sản phẩm 19 1.2.1 Phễu nguyên liệu 20 1.2.2 Bộ phận điều hướng rác thải 20 1.2.3 Vỏ thùng rác 21 1.2.1 Thiết bị đọc 22 1.2.2 Cụm thiết bị điều khiển 23 1.2.6 Thiết bị xử lý trung tâm 23 1.3 Lập kế hoạch làm rõ nhiệm vụ 25 1.4 thiết lập danh sách yêu cầu .26 Chương Thiết kế sơ 29 2.1 xác định vấn đề .29 2.1.1 Các vấn đề ảnh hường trực tiếp đến chức ràng buộc cần thiết 29 2.1.2 Khái quát cho liệu định tính vấn đề 29 2.1.3 Hình thành vấn đề 29 2.2 thiết lập cấu trúc chức .30 2.2.1 Cấu trúc tổng thể hệ thống 30 2.2.2 Cấu trúc chức hệ thống 30 2.3 Phát triển cấu trúc làm việc 31 2.4 lựa chọn cấu trúc làm việc 32 2.4.1 Đánh giá định tính 32 Chương thiết kế cụ thể 34 3.1 Nhận diện phương án làm rõ ràng buộc không gian 34 3.1.1 Bắt đầu với giải pháp nguyên tắc danh sách yêu cầu 34 3.1.2 Xác định điều kiện biên không gian cưỡng bước thiết kế cụ thể 35 3.2 Xác lập layout thô - xác định phận thực chức .36 3.3 Lựa chọn layout sơ phù hợp 37 3.4 Phát triển layout sơ 38 3.4.1 Phần phễu 38 3.4.2 Phần vỏ 38 3.4.3 Thiết bị đọc RFID 40 3.4.4 Thẻ đọc RFID 41 3.4.5 Trục nối với cấu phân loại rác 43 3.4.6 Động bước 43 3.4.7 Sơ đồ nối dây tổng thể 44 3.5 Giải pháp cho chức phụ trợ .45 3.6 Một số lỗi điều hành xảy .47 3.7 Thiết kế chi tiết .48 3.7.1 Phần phễu 48 3.7.2 Phần phân loại rác 48 3.7.3 Khung 49 3.7.4 Phần phân loại rác 49 3.7.5 Cấu trúc khung tổng thể 50 Phụ lục .51 Tài liệu tham khảo 51 BẢN vẽ Hình chiếu chi tiết 52 vẽ phân rã 56 Sơ đồ nối dây chi tiết 57 Câu hỏi khảo sát 61 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Phân bố lượng rác nước ngày 11 Hình Biện pháp xử lý rác thải 12 Hình Mức giá trung bình loại cảm biến IoT (Đơn vị: USD) 14 Hình Thị trường quản lý rác thải thơng minh – Tỷ lệ tăng trưởng theo vùng 15 Hình Các nhà sản xuất khác thị trường 16 Hình 6: Khảo sát thị trường 18 Hình Sơ đồ tổng quát hoạt động máy phân loại rác sử dụng cơng nghệ RFID 19 Hình Phễu cấp nguyên liệu 20 Hình Bộ phận điều hướng rác thải 20 Hình 10 Vỏ thùng rác 21 Hình 12 UHF RFID Short Range Reader 0-30CM 22 Hình 13 Cụm điều khiển 23 Hình 14 STM32F4 Discovery 24 Hình 15 Cấu trục tổng thể 30 Hình 16 Cấu trúc chức hệ thống 30 Hình 17 Đánh giá kĩ thuật concept 33 Hình 18 Phễu rót 38 Hình 19 Kích thước phần vỏ 38 Hình 20 Kích thước phần vỏ 39 Hình 21 Phần vỏ 39 Hình 22 Phần nắp 40 Hình 23 Thơng số RFID UHF 41 Hình 24 UHF tag ALIEN ALN-9640 42 Hình 25 Chi tiết sản phẩm 42 Hình 26 Sơ đồ tổng thể 44 Hình 27 Bản vẽ chi tiết phễu nguyên liệu 48 Hình 28 Bản vẽ chi tiết phận phân loại rác 48 Hình 29 Bản vẽ chi tiết máng trượt 49 Hình 30 Bản vẽ chi tiết khung nắp 49 Hình 31 Bản vẽ khung thiết kế 50 Hình 32 Bản vẽ chi tiết khung máy 52 Hình 33 Bản vẽ chi tiết cửa 53 Hình 34 Bản vẽ chi tiết cấu phân loại rác 54 Hình 35 Bản vẽ chi tiết phễu 55 Hình 36 Bản vẽ phân rã 56 Hình 37 Sơ đồ nối dây cảm biến tiệm cận 57 Hình 38 Sơ đồ nối dây UHF RFID 58 Hình 39 Sơ đồ nối dây Step motor 59 Hình 40 Sơ đồ nối dây hình 60 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Kế hoạch phát triển thùng rác phân loại rác 25 Bảng Danh sách yêu cầu 28 Bảng Cấu trúc làm việc thùng rác thông minh 31 Bảng Lựa chọn cấu trúc làm việc 33 Bảng Xác định phận thực chức 36 Bảng Giải phápc cho chức phụ trợ 46 Bảng Các lỗi thường gặp biện pháp khác phục 47 DANH MỤC CƠNG THỨC Cơng thức Tính momen cần thiết cho động 43 10 3.7 THIẾT KẾ CHI TIẾT 3.7.1 Phần phễu Hình 26 Bản vẽ chi tiết phễu nguyên liệu 3.7.2 Phần phân loại rác Hình 27 Bản vẽ chi tiết phận phân loại rác 48 3.7.3 Khung Hình 28 Bản vẽ chi tiết máng trượt 3.7.4 Phần phân loại rác Hình 29 Bản vẽ chi tiết khung nắp 49 3.7.5 Cấu trúc khung tổng thể Hình 30 Bản vẽ khung thiết kế 50 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ môn Cơ điện tử, Đề cương giảng môn thiết kế hệ thống điện tử, ĐHCNHN [2] Robert H Bishop (2007), The mechatronics handbook điện tử, NXB đại học quốc gia Hà Nội [3] G Pahl, W Beitz (2008), Engineering design, Springer [4] Matchett, E., 1963 The Controlled Evolution of Engineering Design, Institution of Engineering Designers, London [5] Matousek, R., 1963 Engineering Design: A Systematic Approach, Blackie, London 51 BẢN VẼ HÌNH CHIẾU CÁC CHI TIẾT Bản vẽ khung Hình 31 Bản vẽ chi tiết khung máy 52 Bản vẽ cửa Hình 32 Bản vẽ chi tiết cửa 53 Bản vẽ phận chuyển hướng rác Hình 33 Bản vẽ chi tiết cấu phân loại rác 54 Bản vẽ phễu Hình 34 Bản vẽ chi tiết phễu 55 BẢN VẼ PHÂN RÃ Hình 35 Bản vẽ phân rã 56 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT Sơ đồ nối dây cảm biến tiệm cận Hình 36 Sơ đồ nối dây cảm biến tiệm cận 57 Sơ đồ nối dây UHF RFID Hình 37 Sơ đồ nối dây UHF RFID 58 Sơ đồ nối dây động Step Hình 38 Sơ đồ nối dây Step motor 59 Sơ đồ nối dây hình hiển thị Hình 39 Sơ đồ nối dây hình 60 CÂU HỎI KHẢO SÁT • Nơi sinh sống bạn a Thành thị b Nơng thơn • Lượng rác thải trung bìnnh gia đình ngày a 4 Kg • Gia đình bạn có phân loại rác khơng? a Có b Khơng • Nhu cầu phân loại rác gia đình bạn? a Cần thiết b Khơng cần thiết c Bình thường • Những thiết bị phân loại rác đủ làm bạn hài long chưa a Chưa đủ b Đủ c Dư thừa • Bạn quan tâm đến tiêu chí cho máy phân loại rác thải tự động a Kiểu dáng b Màu sắc c Chức d Độ an toàn e Năng suất 61 f Tuổi thọ g Bảo trì h Tiếng ồn i Giá thành • Giá thành bạn cho hợp lý với máy phân loại rác thải tự động a