Lý do ch ọn đề tài
Ngày nay, xuất hiện hiện tượng bị nhiễu điện ở tần số cao Nguồn điện lưới truyền tải từ nhà máy phát điện qua các trạm biến thếrồi mới đi đến từng địa điểm sử dụng điện cụ thể Do đó, nếu nguồn điện này không ổn định thì khi đến các hộ gia đình sẽ bị nhiễu điện, hiệu điện thế thấp hơn mức 220V và dòng điện sẽ bị tăng giảm đột ngột.
Nhiễu điện ở tần số cao gây ra méo âm, méo tiếng dẫn tới âm bass thiếu sức sống không đủ sự mạnh mẽ vốn có, âm sắc mờ nhạt, thiếu linh hoạt Các thiết bị thường dùng chung ổ cắm do đó dẫn tới việc nhiễu loạn nội bộ giữa các thiết bị.
Nếu như nguồn điện của bạn không ổn định thì sẽ dễ dẫn đến tình trạng bị nhiễu điện ở tần số cao Bởi nguồn điện lưới sẽ được truyền tải từ nhà máy phát điện qua các trạm biến thế rồi mới đến các địa điểm sử dụng cụ thể Nếu hiệu điện thế thấp hơn mức 220V và dòng điện sẽ bị tăng giảm đột ngột.
Khi bị nhiễu điện ở tần số cao sẽ gây méo âm làm cho âm bass thiếu sức sống, âm sắc mờ nhạt, thiếu linh hoạt Thông thường thì các thiết bị trong bộ dàn sẽ dùng chung 1 ổ cắm vì thế sẽ dẫn đến việc nhiễu loạn nội bộ giữa các thiết bị Vì thế mà ổ cắm dành cho các thiết bị trong hệ thống bạn nên để độc lập với nhau để đảm bảo việc dòng điện đi từ Power Conditioner đến được từng thiết bị trong hệ thống. Để có thể tạo ra âm thanh chất lượng tốt nhất thì ngay từ nguồn phát đến bộ khuếch đại âm thanh rối qua loa mà vẫn giữ được sắc thái, độ trung thực và không có tình trạng méo tiếng thì dây tín hiệu phải có chất lượng tốt Và với nguồn điện cũng tương tự thế, nguồn điện đã qua thanh lọc vẫn cần phải có bộ dây nguồn thật tốt để đảm bảo có thể dẫn điện một cách hoàn hảo.
Do đó chúng em đang đưa ra hướng đề tài và thiết kế bộ quản lý nguồnvì nó có thể quản lý, kiểm soát nguồn điện trong hệ thống âm thanh, giúp lọc nguồn điện, đảm bảo tính ổn định, tránh các sự cố xảy ra như chập điện, sốc điện gây hư hỏng thiết bị Đây là thiết bị rất cần thiết trong bất kỳ hệ thống âm thanh đặc biệt là những hệ thống lớn có nhiều thiết bị Hơn nữa nó còn giúp bật/tắt các thiết bị âm thanh lần lượt theo trình tự Bởi việc bật tắt các thiết bị trong dàn âm thanh cùng lúc sẽ làm sụt giảm nguồn điện, gây ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của các thiết bịtrong bộ dàn
Yêu c ầ u c ủa đề tài
- Nghiên cứu thiết kế cơ khí cho hệ thống đảm bảo yêu cầu về kích thước:
Kích thước của khung bàn
Trọng lượng của chi tiết và linh kiện
Đảm bảo yêu cầu cơ khí và linh kiệnvề hình thức, thẩm mỹ,
Dễ dàng lắp ráp và sử dụng
Các chi tiết thiết kế phải phù hợp với giá thành.
Ph ương pháp nghiên cứ u
• Thiết kế mô hình và chạy mô phỏng
• Thường xuyên trao đổi với giáo viên hướng dẫn để giải quyết các vấn đề khúc mắc
• Làm việc nhóm thường xuyên để đạt hiệu quả công việc và chia sẻ kiến thức
• Tiến hành hoàn thiện mô hình
• Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các module và thiết bị điện trong nhà
• Nghiên cứu các thiết bị
• Thiết kế mạch điều khiển cho hệ thống
Với đề tài “Thiết kế bộ phận cơ khí cho thiết bị quản lý nguồn điện dùng trong hệ thống âm thanh ” em tập trung nghiên cứu những vấn đề chính sau:
• Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của thiết bị quản lý nguồn
• Các linh kiện sử dụng, thông số kỹ thuật
• Kết nối các linh kiện thành mạch điện
• Ứng dụng thực tiễn của đề tài
CH ƯƠNG 2: THI Ế T K Ế CƠ KHÍ
Với mục tiêu là mô hình phục vụ đồ án tốt nghiệp nên không thể đáp ứng đươc đầy đủ các yêu cầu trong thực tế cũng như các điều kiệnphức tạp Tuy nhiên, mô hình thiết kế phải đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật chung như sau:
- Mô hình cơ bản phảiphù hợp với nguyên lý trong thực tế.
- Lắp ráp, đấu nối và vận hành điều khiển dễ dàng.
- Sử dụng các vật tư, thiết bị, linh kiện thông dụng để dễ dàng thay thế và sửa chữa.
- Đảm bảo tính thẩm mỹ và gọn gàng Các cơ cấu phải đảm bảo cứng vững trong quá trình vận hành
2.1.1 Vai trò quản lý nguồn điện dùng trong hệ thống âm thanh.
Thiết bị quản lý nguồn điệnlà thiết bị vô cùng cần thiết với mọi dàn âm thanh từ âm thanh hội trường chuyên nghiệp cho đến âm thanh karaoke gia đình,… Do đó việc đầu tư, trang bị thiết bị này trong hệ thống âm thanh là điều không thể thiếu Sau đây là một số lý do bạn nên sử dụng:
Bộ quản lý nguồn có thể thay thế hoàn toàn các ổ cắm thông thường với đầu ra lên đến 8-10 cổng phù hợp cắm các thiết bị của dàn âm thanh Các thiết bị sẽ cắm trực tiếp các cổng trênquản lý nguồn audio và được bật/tắt lần lượt dựa trên cơ chế hoạt động chúng Thay vì bật/tắt đột ngột cùng lúc như các ổ cắm thông thường thì ổ cắm trên bộ quản lý sẽ bật/tắt cách nhau một khoảng thời gian nhỏ nhất định để tránh tình trạng sốc điện.
Một số loại quản lý nguồn được trang bị automat ngay mặt sau cùng các cổng kết nối có thể tự động ngắt điện khi dòng điện quá tải Nó cũng có tính năng tương tự như các automat ở các gia đình, khi nguồn điện không được ổn định, bị quá tải thì automat sẽ tự động nhảy ngắt điện hoàn toàn tự động.
Nguồn điện ổn định sẽ giúp các thiết bị kết nối với nhau được an toàn và bền bỉ hơn, hoạt động đúng công suất Việc này sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí khi không phải mang đi sửa chữa, thay thế khi thiết bị bị hỏng do nguồn điện Chập cháy là điều mà không ai muốn lOMoARcPSD|9242611 gặp phải vì thể để hạn chế các nguy cơ về nguồn điện thì bạn nên sử dụngquản lý nguồn điện cho âm thanh, tránh tổn thất quá lớn khi trường hợp xấu xảy ra.
2.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế
Trên yêu cầu kỹ thuật đã phân tích ở trên, chúng em lựa chọn phương án thiết kế của mô hình như sau:
- Mô hình sử dụng nút ấn by pass mở lần lượt các cổng nguồn
- Mô hình sử dụng núm xoay đổi kênh ,thay đổi thời gian delay
- Mô hình sử dụng8 nút ấn tắt mở riêng từng cổng nguồn
- Mô hình sử dụng 1 màn hình hiện thị hiệu điện thế của dòng điện hiện tại hoặc công xuất đang tiêu thụ
- Mô hình sử dụng 1 aptomat chống quá dòng, quá tải
- Mô hình sử dụng 8 ổ cắm nguồn ra để cắm các thiết bị âm thanh
- Sử dụng 1 mạch cách ly 8 delay
- Sử dụng 1 mạch điều khiển
- Sử dụng 1 biến áp để nuôi mạch điều khiển
2.1.3 Nguyên lý hoạt động của mô hình.
Khi ta bấm nút On lần 1 thì mạch điện chạy hiện đèn sáng dần từ 1 - 8 đồng thời bật dần Relay từ 1-8 sau 3s, khi ta bấm nút On lần 2 thì mạch điện tắt dần từ 8-1 đồng thời tắt dần Relay từ 8-1 Khi ta nhấn nút 1, thì nút 1 đảo trạng thái Tắt thành Bật và ngược lại, Relay số 1 cũng đảo trạng thái tắt thành bật và ngược lại Khi ta bấm nút 2, thì nút 2 sau 3s tắt thành bật và ngược lại đồng thời Relay số 2 cũng đảo trạng thái Tắt thành Bật và ngược lại tiếp tực từ nút 3 đến nút 8 tương tự.
Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lý mạch
Nút nhấn có tác dụng để người dùng tương tác vào để đóng hoặc mở mạch điện của thiết bị nhằm đưa nó chế độ hoạt động theo một mục đích nào đó a Nút nhấn tự giữ:
Thường được sử dụng như một nút nguồn, công tắc chức năng trong các thiết bị như các hệ thống tủ điện điều khiển trong công nghiệp như hệ thống chiếu sáng, bơm, quạt, máy nén,
Nguyên lý hoạt động:Khi nhấn vào đầu nút nhấn tiếp điểm điểm đóng lại hoặc mở ra tùy vào loạithường mở hay thường đóng, khi tay thả tay ra thì cơ cấu tự giữ của nút nhấn được gài lại nhờ vào đó mà tiếp điểm giữ được trạng thái khi buông tay Khi muốn thay đổi trạng thái nút nhấn ta tiếp tục nhấn vào nút nhấn thêm lần nữa lúc này cơ cấu gài được mở ra lò xo bên trong bung ra làm nút nhấn ra trở về vị trí ban đầu. Ứng dụng:Tắt mở máy, đường dây điện Nếu muốncó thời gian tác động lâu hơn theo ý muốn, bạn sẽdùng loại nút nhấn tự giữ. b Nút nhấn nhả: lOMoARcPSD|9242611
Nguyên lý hoạt động:Khác với loại tự giữ khi nhấn vào đầu nút nhấn nhả thì tiếp điểm đóng lại loại NO hoặc mở ra loại NC, bởi vì không có cơ cấu tự giữ nên khi ta buông tay thì lò xo sẽ bung ra nút nhấn trở về trạng thái ban đầu.
⇒Nút nhấn nhả chúng chỉ có dụng trong một khoảng thời gian ngắn khi chúng ta nhấn vào thả ra. Ứng dụng:Dùng làm nút đề động cơ, vì vậy nút này còn có tên là nút nhấn đề. c Các phân loại khác:
Nút nhấn có nhiều cách phânloại như:
Theo tiếp điểm đi chung:nút nhấntiếp điểm thường mở (NO), Nút nhấn tiếp điểm thường đóng (NC)
Cấu tạo đầu nhấn:đầu phẳng, đầu lồi
Cấu tạo thân: economy (tích hợp tiếp điểm vào thân nút nhấn) hoặc standar (tiếp điểm rời)…
Khả năng chiếu sáng:có đèn, không đèn
2.3 Màn hình LCD TFT 3.2 inch
TFT LCD là viết tắt của từ Thin Film Transistor và Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng), không trực tiếp tự tạo được ánh sáng mà sử dụngbóng bán dẫn dạng phim mỏng và các đèn nền để có thể phát sáng lên điểm ảnh.
Màn hình TFT LCD được bắt đầu sử dụng đầu tiên lên các dòng smartphone vào năm
2005 bởi có 1 số cải thiện hơn so với loại màn hình ở thời kỳ đó như: Khảnăng tái tạo màu tốt hơn, có thể sản xuất ra màn hìnhđộ phân giải cao hơn và chi phí giá thành thấp
Hình 2.2:Cấu tạo màn LCD TFT
- Màn hình màu 3.2inch, cảm ứng
- IC cảm ứng XPT2046 lOMoARcPSD|9242611
2.4.Núm điều chỉnh các chếđộ
Hình 2.3: Núm xoay cơ bản
- Các núm nhôm dành cho các thiết bị âm thanh hoặc chiết áp quay, để bảo vệ và điều khiển dễ dàng.
- Nội thất PU hữu ích để tránh hư hại và sử dụng lâu dài
- Phụ kiện đồ trang trí tuyệt vời cho thiết bị.
Hình 2 4 : Kích thước núm xoay
2.5 Aptomat chống giật, quá dòng
Hình 2.5: Cấu tạo Aptomat lOMoARcPSD|9242611 a Cấu tạo
Aptomat có cấu tạo gồm các bộ phận chính như: Tiếp điểm, hồ quang dập tắt, bộ phận truyền động, móc bảo vệ… b Nguyên lý hoạt động : Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, Aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm tiếp điểm động Bật Aptomat ở trạng thái
ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút
Đối tượ ng nghiên c ứ u
Với đề tài “Thiết kế bộ phận cơ khí cho thiết bị quản lý nguồn điện dùng trong hệ thống âm thanh ” em tập trung nghiên cứu những vấn đề chính sau:
• Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của thiết bị quản lý nguồn
• Các linh kiện sử dụng, thông số kỹ thuật
• Kết nối các linh kiện thành mạch điện
• Ứng dụng thực tiễn của đề tài.
THIẾ T K Ế CƠ KHÍ 2.1 Yêu cầu công nghệ
Vai trò qu ả n lý ngu ồn điệ n dùng trong h ệ th ố ng âm thanh
Thiết bị quản lý nguồn điệnlà thiết bị vô cùng cần thiết với mọi dàn âm thanh từ âm thanh hội trường chuyên nghiệp cho đến âm thanh karaoke gia đình,… Do đó việc đầu tư, trang bị thiết bị này trong hệ thống âm thanh là điều không thể thiếu Sau đây là một số lý do bạn nên sử dụng:
Bộ quản lý nguồn có thể thay thế hoàn toàn các ổ cắm thông thường với đầu ra lên đến 8-10 cổng phù hợp cắm các thiết bị của dàn âm thanh Các thiết bị sẽ cắm trực tiếp các cổng trênquản lý nguồn audio và được bật/tắt lần lượt dựa trên cơ chế hoạt động chúng Thay vì bật/tắt đột ngột cùng lúc như các ổ cắm thông thường thì ổ cắm trên bộ quản lý sẽ bật/tắt cách nhau một khoảng thời gian nhỏ nhất định để tránh tình trạng sốc điện.
Một số loại quản lý nguồn được trang bị automat ngay mặt sau cùng các cổng kết nối có thể tự động ngắt điện khi dòng điện quá tải Nó cũng có tính năng tương tự như các automat ở các gia đình, khi nguồn điện không được ổn định, bị quá tải thì automat sẽ tự động nhảy ngắt điện hoàn toàn tự động.
Nguồn điện ổn định sẽ giúp các thiết bị kết nối với nhau được an toàn và bền bỉ hơn, hoạt động đúng công suất Việc này sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí khi không phải mang đi sửa chữa, thay thế khi thiết bị bị hỏng do nguồn điện Chập cháy là điều mà không ai muốn lOMoARcPSD|9242611 gặp phải vì thể để hạn chế các nguy cơ về nguồn điện thì bạn nên sử dụngquản lý nguồn điện cho âm thanh, tránh tổn thất quá lớn khi trường hợp xấu xảy ra.
L ự a ch ọn phương án thiế t k ế
Trên yêu cầu kỹ thuật đã phân tích ở trên, chúng em lựa chọn phương án thiết kế của mô hình như sau:
- Mô hình sử dụng nút ấn by pass mở lần lượt các cổng nguồn
- Mô hình sử dụng núm xoay đổi kênh ,thay đổi thời gian delay
- Mô hình sử dụng8 nút ấn tắt mở riêng từng cổng nguồn
- Mô hình sử dụng 1 màn hình hiện thị hiệu điện thế của dòng điện hiện tại hoặc công xuất đang tiêu thụ
- Mô hình sử dụng 1 aptomat chống quá dòng, quá tải
- Mô hình sử dụng 8 ổ cắm nguồn ra để cắm các thiết bị âm thanh
- Sử dụng 1 mạch cách ly 8 delay
- Sử dụng 1 mạch điều khiển
- Sử dụng 1 biến áp để nuôi mạch điều khiển
Nguyên lý ho ạt độ ng c ủ a mô hình
Khi ta bấm nút On lần 1 thì mạch điện chạy hiện đèn sáng dần từ 1 - 8 đồng thời bật dần Relay từ 1-8 sau 3s, khi ta bấm nút On lần 2 thì mạch điện tắt dần từ 8-1 đồng thời tắt dần Relay từ 8-1 Khi ta nhấn nút 1, thì nút 1 đảo trạng thái Tắt thành Bật và ngược lại, Relay số 1 cũng đảo trạng thái tắt thành bật và ngược lại Khi ta bấm nút 2, thì nút 2 sau 3s tắt thành bật và ngược lại đồng thời Relay số 2 cũng đảo trạng thái Tắt thành Bật và ngược lại tiếp tực từ nút 3 đến nút 8 tương tự.
Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lý mạch
Nút ấ n
Nút nhấn có tác dụng để người dùng tương tác vào để đóng hoặc mở mạch điện của thiết bị nhằm đưa nó chế độ hoạt động theo một mục đích nào đó a Nút nhấn tự giữ:
Thường được sử dụng như một nút nguồn, công tắc chức năng trong các thiết bị như các hệ thống tủ điện điều khiển trong công nghiệp như hệ thống chiếu sáng, bơm, quạt, máy nén,
Nguyên lý hoạt động:Khi nhấn vào đầu nút nhấn tiếp điểm điểm đóng lại hoặc mở ra tùy vào loạithường mở hay thường đóng, khi tay thả tay ra thì cơ cấu tự giữ của nút nhấn được gài lại nhờ vào đó mà tiếp điểm giữ được trạng thái khi buông tay Khi muốn thay đổi trạng thái nút nhấn ta tiếp tục nhấn vào nút nhấn thêm lần nữa lúc này cơ cấu gài được mở ra lò xo bên trong bung ra làm nút nhấn ra trở về vị trí ban đầu. Ứng dụng:Tắt mở máy, đường dây điện Nếu muốncó thời gian tác động lâu hơn theo ý muốn, bạn sẽdùng loại nút nhấn tự giữ. b Nút nhấn nhả: lOMoARcPSD|9242611
Nguyên lý hoạt động:Khác với loại tự giữ khi nhấn vào đầu nút nhấn nhả thì tiếp điểm đóng lại loại NO hoặc mở ra loại NC, bởi vì không có cơ cấu tự giữ nên khi ta buông tay thì lò xo sẽ bung ra nút nhấn trở về trạng thái ban đầu.
⇒Nút nhấn nhả chúng chỉ có dụng trong một khoảng thời gian ngắn khi chúng ta nhấn vào thả ra. Ứng dụng:Dùng làm nút đề động cơ, vì vậy nút này còn có tên là nút nhấn đề. c Các phân loại khác:
Nút nhấn có nhiều cách phânloại như:
Theo tiếp điểm đi chung:nút nhấntiếp điểm thường mở (NO), Nút nhấn tiếp điểm thường đóng (NC)
Cấu tạo đầu nhấn:đầu phẳng, đầu lồi
Cấu tạo thân: economy (tích hợp tiếp điểm vào thân nút nhấn) hoặc standar (tiếp điểm rời)…
Khả năng chiếu sáng:có đèn, không đèn
Màn hình LCD TFT 3.2 inch
TFT LCD là viết tắt của từ Thin Film Transistor và Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng), không trực tiếp tự tạo được ánh sáng mà sử dụngbóng bán dẫn dạng phim mỏng và các đèn nền để có thể phát sáng lên điểm ảnh.
Màn hình TFT LCD được bắt đầu sử dụng đầu tiên lên các dòng smartphone vào năm
2005 bởi có 1 số cải thiện hơn so với loại màn hình ở thời kỳ đó như: Khảnăng tái tạo màu tốt hơn, có thể sản xuất ra màn hìnhđộ phân giải cao hơn và chi phí giá thành thấp
Hình 2.2:Cấu tạo màn LCD TFT
- Màn hình màu 3.2inch, cảm ứng
- IC cảm ứng XPT2046 lOMoARcPSD|9242611
N úm điề u ch ỉ nh các ch ế độ
Hình 2.3: Núm xoay cơ bản
- Các núm nhôm dành cho các thiết bị âm thanh hoặc chiết áp quay, để bảo vệ và điều khiển dễ dàng.
- Nội thất PU hữu ích để tránh hư hại và sử dụng lâu dài
- Phụ kiện đồ trang trí tuyệt vời cho thiết bị.
Hình 2 4 : Kích thước núm xoay
Aptomat ch ố ng gi ậ t, quá dòng
Hình 2.5: Cấu tạo Aptomat lOMoARcPSD|9242611 a Cấu tạo
Aptomat có cấu tạo gồm các bộ phận chính như: Tiếp điểm, hồ quang dập tắt, bộ phận truyền động, móc bảo vệ… b Nguyên lý hoạt động : Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, Aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm tiếp điểm động Bật Aptomat ở trạng thái
ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút
Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của Aptomat được mở ra, mạch điện bị ngắt Đặc điểm nổi bật: Tự động ngắt điện để bảo vệ mạch điện khi bị quá tải
Sử dụng làm thiết bị đóng/ngắt an toàn(đóng/ngắt điện cả 2 cực âm và dương nên an toàn hơn so với dùng công tắc 1 cực) Đặc biệt sử dụng làm thiết bị đóng/ngắt cho các thiết bị điện có công suất lớn như: Bếp từ, bếp hồng ngoại, máy bơm nước, máy điều hòa nhiệt độ, lò vi sóng, máy hàn điện Các chi tiết truyền dẫn được làm bằng đồngnguyên chất, vỏ cầu daobằng nhựa chống cháy
Thiết kế nhỏ gọn, sắc nét và thẩm mỹ Dễ dàng lắp đặt Sản phẩm chất lượng cao của LiOA
Thông số kỹ thuật : Được sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế IEC60898-1
Dòng điện định mức: 30A (6.600W/220V) Điện áp định mức : 110V/220V AC
Lắp đặt: lắp nổi hoặc âm tường hoặc trong tủ điện
Công dụng: Bảo vệ mạch điện chống quá tải Sử dụng làm thiết bị đóng/ngắt an toàn(đóng/ngắt điện cả 2 cực âm và dương nên an toàn hơn so với dùng công tắc 1 cực) Đặc biệt sử dụng làm thiết bị đóng/ngắt chocác thiết bị điện có công suất lớn như: Bếp từ, bếp hồng ngoại, máy bơm nước, máy điều hòa nhiệt độ, lò vi sóng, máy hàn điện
Sử dụng tốt cho các mức điện áp theo tiêu chuẩn Nhật 100V/110V, tiêu chuẩn Mỹ 110V/127V, tiêu chuẩn Việt Nam 220V…
Ổ cắm (cổng kết nối)
Ổ cắm điện là gì và cấu tạo ổ cắm điện Ổ cắm điện hiện có đa dạng mẫu mã khác nhau Như những loại ổ cắm điện 2 chấu, 3 chấu,… mỗi loại này thì chúng đều có 1 cấu tạo hơi khácnhau Tuy nhiên hầu hết thiết bị này sẽ có một cấu tạo giống nhau Cụ thể như sau:
+ Lớp vỏ ổ cắm điện: Thông thường thì ở lớp vở này chúng thường được làm bằng nhựa
Và nó được bao bọc bên ở phía bên ngoài của thiết bị. lOMoARcPSD|9242611 Đồng thời lớp vỏ của ổ cắm điện còn được trang trí để tăng thêm tính thẩm mỹ cao Cùng với đó còn bảo vệ ở phía bên trong và bên ngoài của ổ cắm điện.
+ Chấu dây của ổ cắm điện: Ở phía bên trong ổ cắm sẽ tùy vào đó là ổ cắm mấy chấu mà chúng có từng đấy chấu Tuy nhiên chủ yếu là có 3 chấu như chấu dây nóng, chấu dây nguộivà chấu dây tiếp đất Mỗi chấu thì chúng lại có 1 đặc điểm khác nhau như:
–Chấu dây nóng: Loại chấu này chúng có chức năng cho dòng điện chạy qua Đây là sợi dây mà cực kì nguy hiểm bởi nó chứa nguồn điện lên đến 220V.
–Đối với chấu dây nguội: Đây là sợi dây trung tính có chức năng cân pha trong mạch điện 3 pha Đồng thời giúp kín mạch trong mạchđiện 1 pha
– Chấu dây tiếp đất: Sợi dây này chúng sẽ có kích thước lớn hơn 2 dây kia Nó đóng vai trò giúp bảo vệ cho người sử dụng khi gặp sự cố rò rỉ điệnra ngoài hoặc có dòng điện chạy ngoài vỏ thiết bị. Đây là 2 bộ phận mà khá quan trọng cấu tạo nên ổ cắm điện Đồng thời hai bộ phận này là hai bộ phận chủ yếu giúp cho ổ cắm điện có thể hoạt động một cách tốt nhất.
Công dụng của ổ cắm điện : Ổ cắm điện làthiết bị điện dân dụngđược sử dụng phổ biến cho nhu cầu chia sẻ và kết nối của các thiết bị điện với nguồn điện Thiết bị chia sẻ điện năng, giảm tải cho nguồn điện chính, đảm bảo các kết nối đường truyền an toàn, cấp năng lượng hiệu quả Ổ điện được thiết kế cố định trên một thiết bị nguồn hay cấu trúc để phích điện có thể cắm vào, lấy năng lượng từ ổ Thiết kế cấu tạo ổ cắm điện đảm bảo kết nối chắc chắn, đường truyền điện an toàn, giảm tiếp xúc của con người khi sử dụng điện và các thiết bị điện Ổ cắm điện có vai trò rất quan trọng tronghệ thống điện dân dụng Phân loại tùy vào dạng chân cắm và với các bí quyết sau sẽ giúp người dùng hiểu về các ổ cắm điện trên thị trường và cách lựa chọn phù hợp nhất:
Hình 2 8:Cấu tạo của ổ cắm điện
Phân loại theo số chấu
- Chấu cắm kiểu A –Với 2 lá kim loại có chiều rộng và chiều dài cân xứng nhau, được cắm trực tiếp vào ổ điện với định mức 15A.
- Chấu cắm kiểu B –Với 2 lá kim loại mỏng và 1 chấu kim loại hình trụ hoặc bán nguyệt Chấu hình trụ dài hơn 2 chấu thẳng để nối đất trước khi 2 chấu còn lại có điện Định mức điện 15A. lOMoARcPSD|9242611
- Chấu cắm kiểu C –Chấu cắm này với 2 thanh kim loại nối đất có hình trụ tròn, được dùng cho các thiết bị điện hạng 2, cường độ dòng điện định mức là 2.5A.
- Chấu cắm kiểu D –Với 3 chấu hình trụ tròn được xếp hình tam giác, chấu ở giữa dài hơn có tác dụngnối đất Cường độ dòng điện định mức là 5A.
Ngoài ra, còn khá nhiều kiểu chấu cắm đa dạng khác
Với yêu cầu của chịu tải cũng như đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng ta sẽ chọn ổ cắm 3 chấu :
2.7.1 Cấu tạo của biến áp.
BA là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp ( đưa điện áp vào ) và một hay nhiều cuộn thứ cấp ( lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit
Hình 2.11: Cấu tạo của biến áp
2.7.2 Tỷ số vòng / vol của bién áp
Gọi n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp.
U1 và I1 là điện áp và dòng điện đi vào cuộn sơ cấp
U2 và I2 là điện áp và dòng điện đi ra từ cuộn thứ cấp.
Ta có các hệ thức như sau :
U1 / U2 = n1 / n2 Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng dây quấn
U1 / U2 = I2 / I1 Dòng điện ở trên hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa là nếu ta lấy rađiện áp càng cao thì cho dòng càng nhỏ
Công xuất của BA phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều, BA hoạt động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn. Để chế tạo các biến áp ta dựa vào các loại đây cách điện và lõi ferit –thép kỹ thuật được tiêu chuẩn ở hai bảng:Thông số dây quấn cách điện cho máy biến áp và cuộn kháng và Thông số các loại lõi Ferit và lõi thép kỹ thuật
* Biến áp nguồn và biến áp âm tần: lOMoARcPSD|9242611
Hình 2.12: Biến áp nguồn hình xuyến
BA nguồn thường gặp trong Cassete, Âmply , BA này hoạt động ở tần số điện lưới 50Hz, lõi biến áp sử dụng các lá Tônsilic hình chữ E và I ghép lại, biến áp này có tỷ số vòng/vol lớn
BA âm tần sử dụng làm biến áp đảo pha và BA ra loa trong các mạch khuyếch đại công xuất âm tần, BA cũng sử dụng lá Tônsilic làm lõi từ như BA nguồn, nhưng lá tônsilic trong
BA âm tần mỏng hơn để tránh tổn hao, BA âm tần hoạt động ở tần số cao hơn , vì vậy có số vòng vol thấp hơn, khi thiết kế BA âm tần người ta thường lấy giá trị tần số trung bình khoảng 1KHz –đến 3KHz.
* Biến áp xung & Cao áp
BA xung là BA hoạt động ở tần số cao khoảng vài chục KHz như BA trong các bộ nguồn xung, BA cao áp lõi BA xung làm bằng ferit, do hoạt động ở tần số cao nên BA xung cho công xuất rất mạnh, so với BA nguồn thông thường có cùng trọng lượng thì BA xung có thể cho công xuất mạnh gấp hàng chục lần. Ở đây chúng ta chọn “ Biến áp nguồn” đề nuôi mạch điều khiển
Dây ngu ồ n
Dây điện 3 pha thường có 4 dây hoặc 3 dây tùy theo nhu cầu sử dụng của khách hàng.Dây điện 3 pha có vỏ bọc cách điện và không có vỏ bọc cách điện trong mỗi công trình và mức điện áp phân phối mà chúng ta lựa chọn cho hợp lý.
Hiện nay nhu cầu sử dụng điện ngày càng lớn, để đáp ứng được công suất điện lớn như vậy thì cần phải đầu tư hệ thống điện hiện đại và chất lượng.
Tiết diện lõi đồng: 3 x 0.75mm2,
Công xuất: 10A, có chấu mass, lOMoARcPSD|9242611
Mica trắng sữa là tấm nhựa mica có màu trắng giống như màu sữa, mica trắng sữa còn có nhiều tên gọi khác như trắng kem, trắngđục Mica trắng sữa có mã màu phân biệt là
Thành phần của mica trắng sữa, trắng đục không khác biệt nhiều gì so với mica thông thường Chúng đều được làm từ hợp chất nhựa Poly Methyl Methacrylate (PMMA), tên tiếng anh là Mica Acrylic Sheet hoặc nhựa thủy tinh Acrylic Glass
Tuy nhiên, tấm mica trắng sữa, trắng đục có thêm thành phần chất phụ gia để tạo màu giống như sữa Quy trình pha màu được làm khép kín đạt theo tiêu chuẩn châu u nhằm bảo vệ sức khỏe đối với con người và môi trường.
Hình 2 16 Tấm mica đục trắng sữa (độ dày 2mm)
- Nhôm là kim loại nhẹ (khối lượng riêng 2,7g/cm 3 ), màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ không cao lắm (660 o C)
- Nhôm rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mỏng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm
- Nhôm có cấu tạo mạng lập phương tâm diện, mật độ electron tự do tương đối lớn Do vậy nhôm có khả năng dẫn điện và nhiệt tốt Độ dẫn điện bằng 2/3 đồng, nhưng nhôm nhẹ hơn đồng 3 lần Độ dẫn nhiệt của nhôm hơn sắt 3 lần
+ Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.)
+ Đóng gói (can, giấy gói, v.v)
+ Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván, v.v; tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính dùng làm dây dẫn phần cuối cùng của các mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng.)
+ Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp, v.v)
+ Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của đồng, nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lượng và rẻ tiền hơn.
+ Chế tạo máy móc. lOMoARcPSD|9242611
CHẾ T Ạ O VÀ L Ắ P RÁP
Thi ế t k ế ph ầ n c ứ ng mô hình
3.1.1 Mặt trước bộ quản lý a Nút ấn Ở đây chúng ta có 2 nút ấn với chức năng là nút ấn by pass và 8 nút ấn tắt/mở riêng từng cổng nguồn
Hình 3.1: Kích thước nút ấn by pass
Hình 3.2: Kích thước bày trí nút ấn tắt/mở
Hình 3.3: Kích thước bày trí nút ấn tắt/mở lOMoARcPSD|9242611
Hình 3.4: Nút ấn thực tế b Núm điều chỉnh:
Với công năng điều khiển các chế độ thay đổi thời bật tắt giữa các người và chuyển đổi kênh trên màn hình LCD
Kích thước: đường kính 17, chiều cao 15
Hình 3.5: Kích thước núm điều chỉnh
Hình 3.6: Bản vẽ núm điều chỉnh trên inventor lOMoARcPSD|9242611
Hình 3.7: Núm điều khiển thực tế c Màn hình hiển thị: Để hiển thịđược những thông số của bộ quản lý chúng ta sử dụng màn hình LCD TFT 3.2 inch :
Hình 3.8: Kích thước màn hình LCD
Hình 3.9: Bản vẽ màn hình LCD trên inventor lOMoARcPSD|9242611
Hình 3.10 Màn hình LCD thực tế d Aptomat chốnggiật, quá dòng:
Hình 3.12: Bảnvẽ aptomat trên inventor
Hình 3.13 Aptomat thực tế e Kích thước mặt trước bộ quản lý:
Dựa trên kích thướccủa các thiếtbịhiện thị trên mặttrước chúng ta sẽsắpxếp và đặt các thiếtbịởnhững vị trí phù hợp lOMoARcPSD|9242611
Vớimặttrướccủabộ quản lý chúng ta sẽ dùng vậtliệuchếtạo là MICA với yêu điểmdễ taho hình cắt ghép và có giá thành rẻdễ mua ngoài thịtrường
Hình 3.16: Mặt trước thực tế của mô hình
3.1.2 Mặt sau bộ quản lý a Thiết kế 8 ổ cắm ( cổng kết nối) Đáp ứng nhu cầu kết nối của nhiều thiết bị , chúng ta sẽ thiết kế 8 cổng kết nối tương ứng với 8 ổ cắm cho bộ điều khiển này.
Hình 3.17: Bản vẽ kích thước 8 ổ cắm lOMoARcPSD|9242611
Hình 3.18: Bản Vẽ 8 ổ cắm trên inventor b thiết kế mặt sau của bộ điều khiển
Hình 3.19: Bản vẽ chi tiết mặt sau
Hình 3.20: Bản vẽ mặt sau trên inventor
Hình 3.21 Mặt sau thực tế của mô hình
3.1.3 Mạch điều khiển a Mạch cách ly 8 delay:
Hình 3.22: Kích thước mạch cách ly lOMoARcPSD|9242611
Hình 3.23: Bản vẽ mạch cách ly trên inventor b Mạch điều khiểu:
Hình 3.24: Kích thước mạch điều khiển
Hình 3.25: Bản vẽ mạch điều khiển trên inventor c Biến áp:
Hình 3 26: Biến áp trên inventor
3.1.4 Thiết kế mặt trên , mặt dưới bộ quản lý
Dựa trên kích thước trên kích thước của các mạch cách ly , mạch điều khiển và biến áp chúng ta sẽ thiết kế nắp trên và nắp dưới của bộ quản lý
Chúng ta sử dụng nguyên liệu cho 2 nắp trên dưới là nhôm với tính năng phù hợp dễ chế tạo ,dễ tìm và giá thành không quá cao và đáp ứng nhu cầu độ bền đẹp của mô hình của chúng ta lOMoARcPSD|9242611 a Nắp trên:
Hình 3.27: Bản vẽ nắp trên b Nắp dưới:
L ắ p ráp mô hình
3.2.1 Lắp ráp mặt dưới a Lắp mạch cách ly 8 delay
Hình 3 29: Lắp mạch cách ly vào mặt dưới b Lắp mạch điều khiển
Hình 3 30: Lắp mạch điều khiển vào mặt dưới c Lắp biến áp lOMoARcPSD|9242611
Hình 3 31: Lắp biến áp vào mặt dưới
Với mặt trước đã được thiết kế và gia công với chất liệu MICA chúng ta bắt đầu lắp ráp mặt trước a Lắp nút ấn by pass và nút ấn tắt/mở vào mặt trước
Hình 3 32: Lắp nút ấn vào mặt trước b Lắp núm điều chỉnh c Lắp màn hình LCD
Hình 3 34: Lắp màn hình LCD d Lắp Aptomat
3.3.3 Lắp ráp mặt sau a Lắp ổ cắm( cổng kết nối )
Chúng ta sẽ có 8 ổ cắm tương ứng với 8 cổng kết nối các thiết bị âm thanh.
Hình 3 36: Lắp ổ căm ( cổng kết nối ) b Lắp dây nguồn
Hình 3 37: Lắp dây nguồn lOMoARcPSD|9242611
Dựa trên kích thước của các mặt trước, sau , dưới ta làm sẽ có lắp trên của mô hình
Hình 3 38: Lắp trên của mô hình
Hình 3.40: Bản vẽ lắp lOMoARcPSD|9242611
KẾ T LU ẬN VÀ HƯỚ NG PHÁT TRI ỂN ĐỀ TÀI
K ế t qu ả đạt đượ c
- Bật/tắt lần lượt các thiết bị cắm vào, ổn định điện áp
Bộ quản lý nguồn có thể thay thế hoàn toàn các ổ cắm thông thường với đầu ra lên đến
8-10 cổng phù hợp cắm các thiết bị của dàn âm thanh Các thiết bị sẽ cắm trực tiếp các cổng trênquản lý nguồn audio và được bật/tắt lần lượt dựa trên cơ chế hoạt động chúng Thay vì bật/tắt đột ngột cùng lúc như các ổ cắm thông thường thì ổ cắm trên bộ quản lý sẽ bật/tắt cách nhau một khoảng thời gian nhỏ nhất định để tránh tình trạng sốc điện.
- Tựđộng ngắt khi nguồn điện quá tải
Một số loại quản lý nguồn được trang bị automat ngay mặt sau cùng các cổng kết nối có thể tự động ngắt điện khi dòng điện quá tải Nó cũng có tính năng tương tựnhư các automat ở các gia đình, khi nguồn điện không được ổn định, bị quá tải thì automat sẽ tự động nhảy ngắt điện hoàn toàn tự động.
- Nâng cao tuổi thọ thiết bị, tiết kiệm chi phí
Nguồn điện ổn định sẽ giúp các thiết bị kết nối với nhau được an toàn và bền bỉ hơn, hoạt động đúng công suất Việc này sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí khi không phải mang đi sửa chữa, thay thế khi thiết bị bị hỏng do nguồn điện Chập cháy là điều mà không ai muốn gặp phải vì thể để hạn chế các nguy cơ về nguồn điện thì bạn nên sử dụng quản lý nguồn điện cho âm thanh, tránh tổn thất quá lớn khi trường hợp xấu xảy ra.
- Cách sử dụng quản lý nguồn đơn giản. Để sử dụng thiết bị quản lý nguồn cho hệ thống âm thanh đúng cách thì bạn cần để ý bộ nguồn mặt sau có các ổ cắm vàghi số bên cạnh Khi bật thiết bị lên nó sẽ khởi động theo số thứ tự Bạn chỉ cần cắm thiết bị theo số thứ tự và nên nhớ là ổ cắm cuối cùng sẽ cắm cục đẩy công suất Vì thế khi bật nguồn thì sẽ tuần tự khởi động từ các thiết bị đến
Hướng phát triển đề tài
Do còn hạn chế về mặt thời gian nên chưa phát triển đềtài được nhiều Nhưng với các thiết bị có sẵn như vậy em xin đề ra một sốhướng phát triển cho đềtài như sau:
- Mở rộng điều khiển các thiết bị điện trong nhà nhà máy
- Ứng dụng các bài toán lập trình trong thực hành
- Ứng dụng lập trình điều khiển mô hình thông minh sử dụng
- Ứng dụng lập trình điều khiển mô hình thông minh sử dụng
- Điều khiển các hệ thông liên quan máy móc từ xa trên app điệnthoại lOMoARcPSD|9242611