(Đồ án hcmute) mô hình thang máy 4 tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY GVHD: ThS NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: NGƠ ĐỨC THỊNH ĐỖ VĂN KHOA S KL 0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2017 an LỜI CẢM ƠN Tuy thời gian có hạn hẹp, hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Đình Phú cố gắng thành viên nhóm Chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian quy định Sau hồn thành đồ án chúng em tìm hiểu nắm vững kiến thức adurino, pic, cảm biến, mạch đếm, sơ đồ dây ứng dụng thực tế chúng Vì thời gian có hạn, nhóm chưa tham quan thực tế mơ hình vận hành bên ngồi, điều kiện khơng cho phép nên khó tránh khỏi thiếu sót q trình thi cơng mơ hình hồn tất đề tài Thơng qua đề tài này, nhóm học hỏi nhiều kiến thức thang máy Arduino Cuối lần nhóm chúng em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Đình Phú Thầy Cô khoa Điện-Điện Tử, Thầy Cô trường Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh truyền đạt cung cấp cho em nhiều kiến thức quý báu suốt thời gian học trường Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM , Ngày tháng 01 năm 2017 Sinh viên thực Ngô Đức Định Đỗ Văn Khoa i an Mục lục LỜI CẢM ƠN i DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ v DANH SÁCH BẢNG BIỂU vii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Bố cục Đồ án CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cấu tạo chung thang máy 2.1.1 Các thành phần thang máy 2.1.2 Các tín hiệu điều khiển hiển thị 2.1.3.Thông số thang máy 2.3.4.Tính chọn cơng suất truyền động thang máy 2.3.5.Ảnh hưởng tốc độ, gia tốc độ giật với hệ truyền động thang máy: 2.3.6.Dừng xác buồng thang 2.3.7 Thiết bị an tồn khí : 13 2.4.Phục vụ yêu cầu thang máy 13 2.4.1.Phục vụ thang máy 13 2.4.2.Yêu cầu kỹ thuật thang máy chở người 15 2.4.3 Các chức thực mơ hình thang máy 16 CHƯƠNG 3: THIÊT KẾ HỆ THỐNG 18 3.1.Thiết kế phần cứng 18 3.1.1 Thiết kế khung 18 ii an 3.1.2 Thiết kế Cabin 20 3.1.2.1 Kích thước Cabin 20 3.1.2.2 Vật liệu Cabin 20 3.1.2.3 Cơ cấu mở cửa 21 3.1.3 Thiết kế ray dẫn lăn 22 3.1.4 Thiết kế đối trọng 23 3.2.Thiết kế phần mềm 24 3.2.1 Sơ đồ khối hệ thống 24 3.2.1.1.Yêu cầu hệ thống 24 3.2.1.2.Sơ đồ chức khối 24 3.2.1.3 Hoạt động thang máy tầng 25 3.2.2 Hoạt động hệ thống 25 3.2.2.1 Hoạt động thang máy tầng 25 3.2.2.2 Thiết kế, tính toán hệ thống 26 3.3 Các thiết bị khác 68 3.3.1 Thiêt bị khí 68 3.3.1Thiêt bị điện tử 76 3.4 Kết nối hệ thống 78 3.4.1 Sơ đồ kết nối khối trung tâm 78 3.4.2 Sơ đồ kết nối Photocell 79 3.5 Lưu đồ giải thuật 80 3.5.1 Lưu đồ nút nhấn gọi tầng 80 3.5.2 Lưu đồ bảng điều khiển 81 3.5.3 Lưu đồ đóng cửa 82 3.5.4 Lưu đồ mở cửa 82 CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT 83 4.1 Kết 84 4.2 Nhận xét 86 iii an CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 87 5.1 Kết luận 87 5.1.1 Cơ khí 87 5.1.2 Phần mềm 87 5.2 Hướng phát triển đề tài 87 Tài liệu tham khảo 87 iv an DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Mơ hình thang máy Hình 2.2: Sơ đồ thang máy trung bình hay cao Hình 2.3: Sơ đồ thang máy chậm Hình 2.4: Dừng xác buồng thang 12 Hình 3.1: Nhơm định hình 18 Hình 3.2: Nhơm hộp 19 Hình 3.3: Thép chữ V 19 Hình 3.4: Khung thép chữ V 20 Hình 3.5: Cơ cấu mở cửa 21 Hình 3.6: Bìa nhựa giả gỗ 22 Hình 3.7: Hệ thống ray dẫn 23 Hình 3.8: Đối trọng 24 Hình 3.9: Sơ đồ khối 25 Hình 3.10: Pic 16F887 26 Hình 3.11: Arduino 2560 27 Hình 3.12: Kết nối Arduino 2560 28 Hình 3.13: Sơ đồ chân Arduino 2560 29 Hình 3.14: LCD 34 Hình 3.15: LCD chân 35 Hình 3.16: Giản đồ chân cập nhật AC 37 Hình 3.17: Mối liên hệ DDRam với địa LCD 38 Hình 3.18: Mối liên hệ địa ROM mẫu ký tự 39 Hình 3.19: Bảng mã ký tự 40 Hình 3.20: Mối liên hệ liệu mã ký tự 41 Hình 3.21: Chế độ ghi 48 v an Hình 3.22: Chế độ đọc 48 Hình 3.23: Giao diện bit 50 Hình 3.24: Giao diện bit 51 Hình 3.25: Led đoạn 52 Hình 3.26: Sơ đồ chân Led đoạn 53 Hình 3.27: Led đoạn Anode chung 54 Hình 3.28: Led đoạn Cathode chung 54 Hình 3.29: Led lên xuống 55 Hình 3.30: Sơ đồ chân Led lên xuống 55 Hình 3.31: Led đơn 56 Hình 3.32: Hệ thống photocell 56 Hình 3.33: Mạch thu hồng ngoại 57 Hình 3.34: Loadcell 58 Hình 3.35: Hình dạng Loadcell 59 Hình 3.36: Sơ đồ cấu tạo Loadcell+Thơng số kĩ thuật loadcell 60 Hình 3.37: Loadcell 64 Hình 3.38: Cơng tắc hành trình 64 Hình 3.39: Motor 12V-50W 66 Hình 3.40: Motor 12V-5W 67 Hình 3.41: Nguồn tổ ong 68 Hình 3.42: Module relay kênh 5v 69 Hình 3.43: Module relay kênh 5v 70 Hình 3.45: Cầu H-L298 72 Hình 3.46: Cáp xoắn nhôm 73 Hình 3.47: Cấu tạo cáp xoắn nhơm 73 Hình 3.48: Cấu tạo chi tiết cáp xoắn nhơm 74 Hình 3.49: Vòng bi 74 Hình 3.50: Cấu tạo vòng bi 75 vi an Hình 3.51: Nút nhấn 76 Hình 3.52: Quạt tản nhiệt 77 Hình 3.53: Sơ đồ kết nối trung tâm 78 Hình 3.54: Sơ đồ kết nối Photocell 79 Hình 3.55: Lưu đồ nút nhấn gọi tầng 80 Hình 3.56 Lưu đồ bảng điều khiển 81 Hình 3.57: Lưu đồ đóng cửa 82 Hình 3.58: Lưu đồ mở cửa 83 Hình 4.1: Thang máy tổng quát 84 Hình 4.2: Cabin thang máy 85 Hình 4.3: Hệ thống ray dẫn lăn 86 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2.1 So sánh thang máy xoay chiều chiều .7 Bảng 2.2 Tham số hệ truyền động với độ không xác dừng ∆S 11 Bảng 3.1 Thơng số kỹ thuật Arduino Mega 2560 30 Bảng 3.2 Chức chân LCD 35 Bảng 3.4 Tập lệnh LCD 42 Bảng 3.5 Dải điện áp LCD 46 Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật loadcell model YZC -133 61 vii an CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu Hiện với phát triển đất nước, thị xuất ngày nhiều xuất nhiều khu chung cư, cao ốc, tịa nhà lớn Chính nhu cầu sử dụng thang máy ngày tăng để đáp ứng nhu cầu lại Thang máy dạng máy nâng chuyển, phổ biến tòa nhà cao tầng Việc vận chuyển người vật dụng thang máy khẳng định hiệu so với cầu thang bộ, ròng rọc: Tốc độ cao, độ ổn định lớn, độ an tồn cao, khơng gian tiết kiệm, giá thành vừa phải Vì nhóm nghiên cứu nguyên lý hoạt động thang máy 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Hiểu nguyên lý hoạt động thang máy - Hoàn thành mơ hình thang máy hồn chỉnh, đạt u cầu kỹ thuật - Thang máy có độ xác kỹ thuật, có đủ độ bền, đẹp 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu loại thang máy thị trường - Sử dụng, thiết lập firmware software thang máy - Khắc phục cố thang máy vận hành - Nguyên lý, thông số kỹ thuật linh kiện điện tử, khí 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Board Arduino mega2560 - Pic 16F887 - Cầu H-L298 - Cầu H rơle - Photocell - Loadcell 1.5 Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động thang máy thực tế - Tìm hiểu hệ thống an tồn thang máy - Từ thiết kế thang máy dựa yêu cầu hệ thống an toàn - Tham khảo tài liệu liên quan thang máy 1.6 Bố cục Đồ án Đồ án gồm chương với nội dung sau: an      Chương Chương Chương Chương Chương TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ HỆ THỐNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO an ctht11d = digitalRead(ctht1d); ctht101 = digitalRead(ctht11); if(ctht101 == 1) { sotang1 =1; } ctht102 = digitalRead(ctht12); if(ctht102 == 1) { sotang1 =2; } ctht103 = digitalRead(ctht13); if(ctht103 == 1) { sotang1 =3; } ctht104 = digitalRead(ctht14); if(ctht104 == 1) { sotang1 =4; } if (sotang1 == ) { 128 an Serial2.write(1); } if (sotang1 == ) { Serial2.write(2); } if (sotang1 == ) { Serial2.write(3); } if (sotang1 == ) { Serial2.write(4); } } void nutnhan21() { ctht2(); sw101 = digitalRead(sw11); if(sw101 == 1) { a1=1; 129 an } sw102 = digitalRead(sw12); if(sw102 == 1) { b1=1; } sw103 = digitalRead(sw13); if(sw103 == 1) { c1=1; } sw104 = digitalRead(sw104); if(sw104 == 1) { e1=1; } sw105 = digitalRead(sw15); if(sw105 == 1) { f1=1; 130 an } sw106 = digitalRead(sw16); if(sw106 == 1) { g1=1; } } void nutnhan11() { if(a1 == 1) { if(ctht101 == 1) { digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, LOW); mo1(); a1=0; } else { dong1(); if(ctht11d==1) 131 an { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, HIGH); } } } } void nutnhan12() { if(b1 == 1) { if(ctht102 == 1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, LOW); mo1(); b1=0; } if(ctht101 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { 132 an digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, HIGH); } } if(ctht103 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, HIGH); } } if(ctht104 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, HIGH); } } } 133 an } void nutnhan13() { if(c1 == 1) { if(ctht102 == 1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, LOW); mo1(); c1=0; } if(ctht101 == 1) {dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, HIGH); } } if(ctht103 == 1) { dong1(); 134 an if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, HIGH); } } if(ctht104 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, HIGH); } } } } void nutnhan14() { if(e1 == 1) { if(ctht103 == 1) { 135 an digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, LOW); mo1(); e1=0; } if(ctht101 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, HIGH); } } if(ctht102 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, HIGH); } } 136 an if(ctht104 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, HIGH); } } } } void nutnhan15() { if(f1 == 1) { if(ctht103 == 1) { digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, LOW); mo1(); f1=0; } 137 an if(ctht101 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, HIGH); } } if(ctht102 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, HIGH); } } if(ctht104 == 1) { dong1(); if(ctht11d==1) { 138 an digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, HIGH); } } } } void nutnhan16() { if(g1 == 1) { if(ctht104 == 1) { digitalWrite(motor1x, LOW); digitalWrite(motor1n, LOW); mo1(); g1=0; } else { dong1(); if(ctht11d==1) { 139 an digitalWrite(motor1n, LOW); digitalWrite(motor1x, HIGH); } } } } void loop() { matranphim(); ctht1(); nutnhan(); nutnhan1(); nutnhan2(); nutnhan3(); nutnhan4(); nutnhan5(); nutnhan6(); matran(); // matranphim1(); ctht2(); nutnhan21(); nutnhan11(); 140 an nutnhan12(); nutnhan13(); nutnhan14(); nutnhan15(); nutnhan16(); matran1(); } 141 an an ... 13 2 .4. Phục vụ yêu cầu thang máy 13 2 .4. 1.Phục vụ thang máy 13 2 .4. 2.Yêu cầu kỹ thuật thang máy chở người 15 2 .4. 3 Các chức thực mô hình thang máy 16 CHƯƠNG... SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Mơ hình thang máy Hình 2.2: Sơ đồ thang máy trung bình hay cao Hình 2.3: Sơ đồ thang máy chậm Hình 2 .4: Dừng xác buồng thang ... 72 Hình 3 .46 : Cáp xoắn nhôm 73 Hình 3 .47 : Cấu tạo cáp xoắn nhôm 73 Hình 3 .48 : Cấu tạo chi tiết cáp xoắn nhôm 74 Hình 3 .49 : Vịng bi 74 Hình 3.50: