Đồ án Vi điều khiển, đồ án tốt nghiệp: Hệ thống kiểm soát tải trọng

Phân loại sản phẩm theo khối lượng, Loadcell, Phân loại sản phẩm theo trọng lượng, Hệ thống kiểm soát tải trọng, Đồ án tốt nghiệp, Đồ án phân loại sản phẩm, Kiểm soát tải trọng xe, LoadcellPhân loại sản phẩm theo khối lượng, Loadcell, Phân loại sản phẩm theo trọng lượng, Hệ thống kiểm soát tải trọng, Đồ án tốt nghiệp, Đồ án phân loại sản phẩm, Kiểm soát tải trọng xe, Loadcell

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: Hệ thống kiểm soát tải trọng Họ tên nhóm sinh viên thực : Lớp Giảng viên hướng dẫn : : Hà nội, năm 2022 MỤC LỤC Mục lục hình ảnh Các từ viết tắt tài liệu HT GTTM ITS CNTT TNGT ISO Ý nghĩa Hệ thống giao thông thông minh lntelligent Transport System Công nghệ thông tin Tai nạn giao thông International Organization for Standardization HT GTVT Hệ thống giao thơng vận tải HT KSTT Hệ thống kiểm sốt tải trọng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG KIỂM SOÁT TẢI TRỌNG 1.1 Khái quát hệ thống kiểm soát tải trọng LỚP: NHÓM: 1.1.1 Thế hệ thống kiểm sốt tải trọng Hình 1.1: Ảnh minh họa – hướng trạm cân tải trọng Hệ thống kiểm soát tải trọng mơ hình kiểm tra, giám sát trọng lượng xe, từ phân tích, xử lý trường hợp xe tải, hay trọng lượng xe vượt giới hạn cho phép hệ thống cầu, đường… 1.1.2 Thực trạng Việt Nam Hình 1.2: Ảnh trạm cân Việt Nam Thuộc nhóm nước phát triển, Việt Nam nước phát triển khác đẩy nhanh q trình cơng nghiệp hóa, bắt kịp xu tồn cầu, nhiên, việc LỚP: NHĨM: phát triển chưa đôi với quản lý GT cách chặt chẽ Nhiều trường hợp thay đổi kết cấu thành, thùng xe để chở tải Luồn lách, bất chấp an tồn giao thơng pháp luật Có nhiều ngun nhân dẫn đến tình trạng hầu hết xe tải chở tải nguyên nhân chủ yếu có lẽ xuất phát từ việc doanh nghiệp tìm cách giảm chi phí đầu tư ban đầu, hạn chế số lượng xe mua vào; chở tải, tăng ca, tăng chuyến để cạnh tranh giảm giá thành vận chuyển Mặt khác, nhận thức pháp luật, kỹ thuật xe ý thức bảo đảm an tồn giao thơng nhiều chủ xe, lái xe cịn yếu hạn chế Chính thế, xuống cấp nhanh HT đường bộ, tai nạn GT tượng xe tải Việt Nam chưa quản lý chặt chẽ mức đáng báo động 1.2 Hệ việc tải trọng lượng phương tiện lưu thông tải 1.2.1 Nguy tiềm ẩn tai nạn giao thơng Hình 1.3: Tai nạn giao thơng xe chở tải trọng Xe tải hoạt động yếu tố gây nhiều vụ tai nạn giao thông thảm khốc Khi chở tải, hệ thống an toàn, trục, kết cấu chịu lực phương tiện bị LỚP: NHĨM: suy giảm, khơng đảm bảo, chí tác dụng điều kiện thời tiết xấu đường xuống cấp, việc xảy tai nạn điều khó tránh khỏi 1.2.2 Ảnh hưởng đến kết cấu cầu, đường Hình 1.4: Xe tải trọng cho phép cầu Xe tải hoạt động khiến kết cấu nhiều tuyến đường nhanh chóng bị xuống cấp, hư hỏng Mỗi tuyến đường hay cầu có biển giới hạn trọng lượng Việc xe trọng lượng lưu thông qua gây ảnh hưởng kết cấu chịu lực hạ tầng 1.3 Các HT KSTT thông minh giới giải pháp Việt Nam 1.3.1 Dự án cân trọng lượng, tải trọng thông minh Trên giới có 03 cơng nghệ cân động phổ biến gồm: cảm biến thạch anh, Piezo-elcectric Bending plate Trong đó, cơng nghệ cảm biến thạch anh đánh giá phù hợp với nhiều loại hình thái thời tiết, tốc độ xe dao động từ 1Km/h đến 230Km/h, độ xác cao lên tới 98% áp dụng nhiều nước giới Cùng với hệ thống cân xách tay Intercomp Mỹ cho độ xác, ổn định cao, thiết kế nhỏ gọn, tích hợp truyền thơng khơng dây sử dụng pin mặt trời thuật tiện cho tuyến đường Việt Nam góp phần hạn chế xe vượt tải trọng lưu thông đường làm giảm tuổi thọ cơng trình giao thơng, đặc biệt gây tai nạn giao thơng, ảnh hưởng tới tính mạng người tài sản LỚP: NHÓM: Hệ thống cân tải trọng xe tự động (Weighing-in-Motion_WIM) Hình 1.5: Minh họa hệ thống WIM Hệ thống WIM(Weighing-in-Motion) xuất Mỹ vào năm 1950, kể từ có nhiều bước phát triển mơ hình ứng dụng khác giới Thời kỳ đầu người ta lập trạm kiểm tra tải trọng xe lắp cân tĩnh (Static Weighing Station) đặt tuyến đường nhằm kiểm tra, phát cưỡng chế dỡ tải xe chất tải giới hạn cầu đường Tuy nhiên sau, tăng trưởng lưu lượng xe tải ngày cao lực thông xe trạm kiểm tra tải trọng xe (Trạm KTTT) bị hạn chế nên gây ùn tắc phiền hà Trạm KTTT điều khiến cho khơng thể kiểm sốt đầy đủ xác tải trọng xe tải Hệ thống cân động (WIM) sử dụng rộng rãi toàn cầu, từ nước phát triển đến nước phát triển Đến năm 2006, số lượng xe sử dụng công nghệ WIM khu vực Bắc Mỹ nhiều giới (3.864), tiếp sau khu vực châu Á (1.700), châu Mỹ la tinh (1.208), châu Âu (1.188), Úc (120), châu Phi (88) khu vực Trung Đông (56) Một hệ thống cân động gồm thành phần sau: - Bộ cảm biến cân: có chức cảm biến chuyển đổi lực gây tải trọng trục xe thành tín hiệu điện Cảm biến sử dụng cơng nghệ thạch anh (Quartz sensor) lắp đặt 04 cảm biến thạch anh kết nối trực tiếp tới thiết bị Thu thập liệu (Data logger) đặt tủ điều khiển Các tín hiệu thu nhận từ cảm biến thạch anh truyền thiết bị thu thập liệu để xử lý LỚP: NHÓM: - Thiết bị dò xe: bao gồm vòng từ dò vòng từ Vòng từ lắp đặt xe gần vị trí cảm biến thạch anh, kết nối tới thiết bị dò vòng từ đặt tủ điều khiển để xử lý tín hiệu Tín hiệu đầu sau thiết bị dò vòng từ truyền đến thiết bị thu thập liệu WIM - Thiết bị thu thập liệu WIM: Được kết nối trực tiếp với cảm biến cân, dò vòng từ để thu thập liệu trọng tải xe xe di chuyển qua khu vực cảm biến thạch anh Từ số liệu lực ghi nhận này, thiết bị thu thập liệu tính tốn tải trọng trục xe, từ tính tốn tải trọng xe - Camera quan sát biển số xe: Có chức thu thập thơng tin biển số xe Nhờ đó, phát xe vi phạm tải trọng, lực lượng chức có đủ thông tin tải trọng biển số để cưỡng chế xe vi phạm khỏi tuyến đường - Camera quan sát xe: Có chức chụp lại hình ảnh xe xe qua khu vực cân Nhằm giúp lực lượng chức có đầy đủ chứng hình ảnh nhận diện xe vi phạm tải trọng - Biển báo điện tử VMS: Loại biển báo LED điện tử có khả lập trình điều khiển từ xa đường Ethernet, có nhiệm vụ thông báo thông tin tải trọng biển số xe có dấu hiệu vi phạm tải trọng - Máy tính xử lý: Tổng hợp thơng tin thu nhận từ thu thập liệu cân hệ thống camera giám sát Các thông tin tổng hợp đóng gói chuyển tới trung tâm điều hành cân (nếu có) sử dụng để giám sát liệu cân chỗ theo thời gian thực Hệ thống sử dụng cảm biến thạch anh có tính ổn định cao Hiệu đo cảm biến thạch anh ổn định tính theo vịng đời hoạt động hệ thống WIM, giảm thiểu chi phí bảo dưỡng hạn chế việc gây ảnh hưởng tới giao thông phải tiến hành bảo dưỡng hệ thống cân Tại vị trí lắp cân, với mặt đường đạt tiêu chuẩn dày 60mm việc lắp cảm biến không gây ảnh hưởng tới chất lượng mặt đường LỚP: NHĨM: Hình 1.6: Hệ thống cân sử dụng cảm biến thạch anh Đối với công nghệ cân xe cảm biến thạch anh triển khai xe qua hệ thống cân tự động, thông tin tải trọng phương tiện tải hiển thị bảng điện tử VMS đặt bên lề đường Ngồi tất thơng tin hình ảnh, liệu chi tiết tải trọng phương tiện qua trạm cân được chuyển lưu trữ trung tâm liệu Các xe tải theo quy định cảnh báo tình trạng lập thành danh sách chuyển cho quan chức xử lý bước Kết cân hồn tồn sử dụng để xử phạt phương tiện vi phạm, góp phần tiến tới xóa bỏ tình trạng xe tải Hệ thống cân xách tay - Intercomp Mỹ Hệ thống cân ô tô xách tay intercomp Mỹ cho độ xác, ổn định cao, thiết kế nhỏ gọn, dễ vận hành đồng thời tích hợp truyền thơng khơng dây sử dụng pin thuật tiện cho tuyến đường Việt Nam Hệ thống cân xách tay bao gồm thành phần sau: -Cân WIM LS630 Hình 1.7: Hệ thống cân WIM LS630 Cân LS630 thiết kế để sử dụng theo cặp hai cân hỗ trợ giao diện nối dây lẫn khơng dây LỚP: NHĨM: -Bộ hiển thị PT20 Hình 1.8: Bộ hiển thị PT20 Bộ hiển thị độc lập hiển thị lưu trữ tồn thơng tin phương tiện cân kết nối với cặp cân LS 630 Các thông số trọng lượng bánh, trọng lượng trục xe, tổng trọng lượng xe, khoảng cách trục, tốc độ xe ghi lại Kết hiển thị hình LCD 5,7” hiển thị lưu giữ thơng tin 2000 lượt phương tiện Dữ liệu xuất cho phần mềm IntercompWIM cho thiết bị khác qua ổ USB RS232 Thiết bị tích hợp máy in nhiệt để in thông tin phương tiện cân * Ngồi cịn có hệ thống cân tĩnh với tốc độ thấp HX711 dout pin const int HX711_sck = A1; //mcu > HX711 sck pin //HX711 constructor: HX711_ADC LoadCell(HX711_dout, HX711_sck); const int calVal_eepromAdress = 0; unsigned long t = 0; void setup() { Serial.begin(57600); delay(10); Serial.println(); Serial.println("Starting "); LoadCell.begin(); float calibrationValue; // calibration value (see example file "Calibration.ino") calibrationValue = 696.0; // uncomment this if you want to set the calibration value in the sketch LỚP: NHÓM: 29 #if defined(ESP8266)|| defined(ESP32) //EEPROM.begin(512); // uncomment this if you use ESP8266/ESP32 and want to fetch the calibration value from eeprom #endif //EEPROM.get(calVal_eepromAdress, calibrationValue); // uncomment this if you want to fetch the calibration value from eeprom unsigned long stabilizingtime = 2000; // preciscion right after power-up can be improved by adding a few seconds of stabilizing time boolean _tare = true; //set this to false if you don't want tare to be performed in the next step LoadCell.start(stabilizingtime, _tare); if (LoadCell.getTareTimeoutFlag()) { Serial.println("Timeout, check MCU>HX711 wiring and pin designations"); while (1); } else { LoadCell.setCalFactor(calibrationValue); // set calibration value (float) Serial.println("Startup is complete"); } lcd.begin(16,2); lcd.setCursor(6,0); lcd.print("GTTM"); servo1.attach(6); servo1.write(0); servo2.attach(7); servo2.write(90); pinMode(LEDMO,OUTPUT); pinMode(LEDTAT,OUTPUT); } void loop() { static boolean newDataReady = 0; LỚP: NHÓM: 30 const int serialPrintInterval = 0; //increase value to slow down serial print activity // check for new data/start next conversion: if (LoadCell.update()) newDataReady = true; // get smoothed value from the dataset: if (newDataReady) { if (millis() > t + serialPrintInterval) { float i = LoadCell.getData(); Serial.print("Load_cell output val: "); Serial.println(i); newDataReady = 0; t = millis(); } } // receive command from serial terminal, send 't' to initiate tare operation: if (Serial.available() > 0) { char inByte = Serial.read(); if (inByte == 't') LoadCell.tareNoDelay(); } // check if last tare operation is complete: if (LoadCell.getTareStatus() == true) { Serial.println("Tare complete"); } float i = LoadCell.getData(); LoadCell.update(); if(digitalRead(TC)==0) { digitalWrite(LEDTAT,HIGH); lcd.setCursor(6,0); lcd.print("CO XE"); servo2.write(0); LỚP: NHÓM: 31 lcd.setCursor(0,1); lcd.print("VUI LONG CHO "); DEM++; float i = LoadCell.getData(); LoadCell.update(); if(DEM>20) { DEM=0; lcd.setCursor(0,1); lcd.print("TAI TRONG :"); lcd.print(round(i*(-1))); lcd.print("T"); if(round(i*(-1))