(Đồ án hcmute) thiết kế và thi công máy rửa thực phẩm dùng sóng siêu âm cho hộ gia đình

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 TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY RỬA THỰC PHẨM DÙNG SĨNG SIÊU ÂM CHO HỘ GIA ĐÌNH GVHD: ThS QUÁCH THANH HẢI SVTH: NGUYỄN PHÚ QUÝ MSSV: 12141185 SVTH: HUỲNH NGUYÊN TRÀ MSSV: 12141234 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 an BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY RỬA THỰC PHẨM DÙNG SĨNG SIÊU ÂM CHO HỘ GIA ĐÌNH GVHD: Qch Thanh Hải SVTH: Nguyễn Phú Qúy MSSV: 12141185 SVTH: Huỳnh Nguyên Trà MSSV: 12141234 Tp Hồ Chí Minh – 7/2016 an BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MÁY RỬA THỰC PHẨM DÙNG SĨNG SIÊU ÂM CHO HỘ GIA ĐÌNH GVHD: Quách Thanh Hải SVTH: Nguyễn Phú Quý MSSV: 12141185 SVTH: Huỳnh Nguyên Trà MSSV: 12141234 Tp Hồ Chí Minh – 7/2016 an PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên Họ tên: Nguyễn Phú Quý MSSV: 12141185 Tel: 0987092918 Email: quyrossi16@gmail.com Họ tên: Huỳnh Nguyên Trà MSSV: 12141234 Tel: 0963262698 Email: nguyenhuynhtra93@gmail.com Thông tin đề tài Tên đề tài: Thiết kế thi cơng máy rửa thực phẩm dùng sóng siêu âm cho hộ gia đình Mục đích đề tài: Ngày vấn đề an toàn thực phẩm trở thành chủ đề nóng đời sống, phương pháp làm thực phẩm trở thành chủ đề nghiêng cứu nhiều Các phương pháp truyền thống kết hợp thao tác tay với loại dung dịch rửa thơng thường khơng cịn đảm bảo loại bỏ hết chất nguy hại có thực phẩm Phương pháp dùng sóng siêu âm tẩy rửa chất nguy hại cho sức khỏe người đời đạt số ưu điểm so với phương pháp truyền thống Đã có nghiên cứu thực dùng sóng siêu âm tẩy rửa lĩnh vực y tế, công nghiệp… Hiện phương pháp sử dụng sóng siêu âm để làm thực phẩm có Việt Nam Tuy nhiên với giá thành cao khả ứng dụng rộng rãi chưa khả thi Do đó, nhóm định thực đề tài “Thiết kế thi cơng máy rửa thực phẩm dùng sóng siêu âm cho hộ gia đình” Mong muốn nhóm nghiên cứu ứng dụng kiến thức học để thiết kế máy rửa thực phẩm dùng sóng siêu âm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đồng thời có chi phí phù hợp để áp dụng rộng rãi đời sống Đồ án tốt nghiệp thực tại: Bộ môn Điện Tử Viễn Thông, Khoa Điện Điện Tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện: Từ ngày 21/03/2016 đến 19/07/2016 Các nhiệm vụ cụ thể đề tài Tìm hiểu ngun lý rửa sóng siêu âm, tính chất sóng Khảo sát thiết bị rửa sóng siêu âm đề xuất thơng số thiết kế Tìm hiểu lựa chọn biến tử siêu âm Thiết kế mạch tạo xung kích mạch cơng suất Viết chương trình điều khiển khối boad arduino BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an i - Thi công, chạy thử máy rửa thực phẩm dùng sóng siêu âm Đánh giá so với đề xuất ban đầu so sánh với số thiết bị có Viết báo cáo Báo cáo đề tài Lời cam đoan sinh viên Chúng – Nguyễn Phú Quý Huỳnh Nguyên Trà cam đoan ĐATN cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn tiến sĩ Quách Thanh Hải Các kết công bố ĐATN trung thực không chép từ cơng trình khác Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 SV thực đồ án Nguyễn Phú Quý Huỳnh Nguyên Trà Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Xác nhận Bộ Môn (Ký ghi rõ họ tên học hàm học vị) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an ii TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự - Hạnh phúc Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp Tp.HCM, ngày… tháng….năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Phú Quý; Lớp: 12141DT1B MSSV:12141185 Họ tên sinh viên 2: Huỳnh Nguyên Trà; Lớp:12141DT2D MSSV:12141234 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY RỬA THỰC PHẨM DÙNG SĨNG SIÊU ÂM CHO HỘ GIA ĐÌNH Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD Tuần Nhận đề tài, gặp giáo viên hướng dẫn Tuần Tìm hiểu tổng quan phương pháp thực đề tài Tuần Nghiên cứu sở lý thuyết sóng siêu âm, khảo sát máy rửa thực tế có thị trường Tuần Tìm hiểu loại biến tử siêu âm, biến áp xung mạch tạo xung kích, báo cáo tiến độ cho GVHD Tuần 5,6,7 Tuần 8,9 Thi công mạch công suất, mạch nguồn Thi công mạch phát xung điều khiển Tuần 10,11,12,13 Nghiên cứu thiết kế biến áp xung, báo cáo tiến độ cho GVHD Tuần 14,15 Hồn thiện mơ hình, viết báo cáo Tuần 16 Chạy thử hệ thống, sửa lỗi phần cứng phần mềm, báo cáo tiến độ cho GVHD Tuần 17,18 Hoàn thiện báo cáo, nộp báo cáo, gặp giáo viên phản biện, tiếp tục hoàn đề tài GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an iii TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự - Hạnh phúc Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp Tp.HCM, ngày… tháng….năm 2016 PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Phú Quý; Lớp: 12141DT1B MSSV:12141185 Họ tên sinh viên 2: Huỳnh Nguyên Trà; Lớp:12141DT2D MSSV:12141234 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MÁY RỬA THỰC PHẨM DÙNG SĨNG SIÊU ÂM CHO HỘ GIA ĐÌNH - Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS Quách Thanh Hải II Nhận xét khóa luận 2.1 Đánh giá chung (hồn thành phần trăm mục tiêu đề tài): 2.2 Ưu điểm đề tài: 2.3 Khuyết điểm đề tài: 2.4 Thái độ làm việc sinh viên: 2.5 Kết thu được: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an iv 2.6 Đề nghị: Được bảo vệ Không bảo vệ Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an v LỜI CAM ĐOAN Chúng – Nguyễn Phú Quý Huỳnh Nguyên Trà cam đoan ĐATN cơng trình nghiên cứu thân chúng tơi hướng dấn tiến sĩ Quách Thanh Hải Các kết công bố ĐATN trung thực khơng chép từ cơng trình khác BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an vi LỜI CẢM ƠN Nhóm thực đề tài xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Quách Thanh Hải _ Giảng viên hướng dẫn, nhiệt tình hướng dẫn tạo điều kiện để nhóm hồn thành tốt đề tài tốt nghiệp Nhóm thực đề tài xin gởi lời chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện-Điện Tử nhiệt tình dẫn tạo điều kiện tốt cho nhóm hồn thành đề tài Nhóm thực đề tài gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp 12141DT1 chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Bên cạnh đó, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến diễn đàn, tác giả viết tham khảo giúp nhóm có thêm kiến thức quý báu để thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đề tài Nguyễn Phú Quý Huỳnh Nguyên Trà BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an vii CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Hình 5.4 Thi công mạch công suất Kết dạng sóng mạch deadtime: Hình 5.5 Dạng sóng ngõ mạch mạch deadtime Khi tín hiệu điều khiển phát xung kích Xung kích đưa qua mạch dead time để tạo thời gian trể khoảng thời gian trể IGBT chuyển từ trạng thái dẫn sang ngắt ngược lại, thể hình 5.5 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 48 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Kết thử nghiệm dạng sóng ngõ để kích biến tử siêu âm Hình 5.6 Dạng sóng ngõ mạch cơng suất để kích biến tử siêu âm Kết dạng sóng thu thể hệ thống phát sóng siêu âm với tần số hàng chục KHz Tuy nhiên dùng mạch điều khiển để phát tần số 27,5KHz, kết thu máy OSC có dạng hình 5.5 có tần số 27,7KHz Ta thấy tần số tính tốn đo chênh lệch khoảng 0,7% Hình 5.5 thể dạng sóng ngõ ra(màu xanh) lớn dạng sóng ngõ(màu vàng) vào với tỷ lệ : 2,5 Trên lý thuyết, tỷ lệ khuếch đại dạng sóng qua biến áp xung 1:3 Như lý thuyết thực nghiệm hệ số khuếch đại chênh lệch 16,6% Kết luận: Kết tính tốn lý thuyết thực nghiệm chưa xác cơng thức tính tốn biến áp xung tính tốn gần Để có kết tốt cần thực quấn nhiều biến áp đo thực nghiệm để lấy kết gần với lý thuyết BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 49 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Sau thiết kế mạch điều khiển mạch cơng suất, ta có mơ hình máy rửa siêu âm hình 5.6 Hình 5.7 Mơ hình máy rửa siêu âm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 50 Chƣơng 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Chƣơng 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết uận Sau trình thực đề tài tốt nghiệp, nhóm hồn thành u cầu đặt việc thiết kế, thi công, điều khiển hệ thống rửa thực phẩm sóng siêu âm Kết thực nghiệm đạt sau:  Thiết kế thi công mạch điều khiển, mạch phát xung hiển thị thông số LCD vi điều khiển 16f877  Thiết kế tính tốn mạch deadtime  Thiết kế thi công biến áp xung  Thiết kế mạch lái chống trùng dẫn cho mạch công suất  Chi phí cho hệ thống cao ( khoảng triệu VND)  Nhóm sử dụng điện áp chiều 24V để cấp cho mạch cơng suất  Hệ thống phát công suất tẩy rửa khoảng 20 Watt  Dạng sóng tẩy rửa hệ thống khơng dạng sóng mong muốn ban đầu Kết đề tài chưa đạt được:  Khả tẩy rửa hệ thống thấp  Chưa điều chỉnh công suất  Hệ thống chưa đáp ứng công suất mục tiêu đề tài 100 Watt 6.1 Hƣớng ph t triển đề t i Việc thực mô hình thực nghiệm giúp nhóm hiểu sâu cơng nghệ dùng sóng siêu âm để tẩy rửa chất bẩn Để vào hoạt động thực tế, đề tài cần có thêm hướng phát triển sau:  Hệ thống cần lập trình nhiều chế độ tẩy rửa đa dạng  Hệ thống cần có thêm thiết bị kiểm tra nồng độ hóa chất thực phẩm sau rửa  Thiết kế tối ưu hiệu suất làm việc máy  Nâng cao công suất để rửa với quy mô công nghiệp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ giáo dục đào tạo, “Vật Lý 12”, NXB Giáo Dục Việt Nam [2] http://documents.tips/documents/hieu-ung-ap-dien.html, 12/08/2015 [3] www.voer.edu.vn, Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên (https://voer.edu.vn/c/cam-bien-ap-dien/d9323f75/2b14fb1b, https://voer.edu.vn/c/cam-bien-tu-giao/d9323f75/e930b9d0 ) [4] www.morganelectroceramics.com, Morgan Electro Ceramics, Bursledon Road, Thornhill, Southampton SO19 7TG [5] http://butkythuatso.com/tin-tuc/chi-tiet/nguyen-ly-hoat-dong-cua-be-rua-bang- song-sieu-am, 01/02/2016 [6] Nguyễn Đình Phú – Trương Ngọc Anh, “Giáo trình VI XỬ LÝ ”, NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM [7] http://www.suachuathietbidientu.com/2015/07/bien-ap-xung-la-gi.html, thứ tư, 29/07/2015 [8] http://vimega.vn/san-pham/may-rua-sieu-am-gia-dinh-loai-nho-2-lit/, Công ty cổ phần đầu tư sản xuất xuất nhập Nam Anh [9] http://gtsonic.vn/San-pham/rua-ve-sinh-sieu-am-dan-dung/be-rua-sieu-am-ozon- hoa-qua.html, 2010 by gtsonic.vn [10] Lê Văn Kiên, “Luận văn xây dựng hệ thống biến đổi DC/AC đốt đèn trường hợp điện lưới”, Hải Phòng, 12/07/2010 [11] http://lqv77.com/2009/02/15/co-ban-mach-dao-dong/, 15/02/2009 [12] http://myprojectaboutsmps.blogspot.com/2015/03/tinh-toan-bien-ap-xung-cho- inverter.html, 15/03/2015 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [13] Jun Liu, Licheng Sheng, Jianjiang Shi, “Design of High Voltage, High Power and High Frequency Transformer in LCC Resonant Converter”, Hangzhou, 310027 China, trang 1034-1038 [14] Markus Hermwille, www.Semikron.com/Application/DriverCalculation, 31/10/2007 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 53 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Datasheet IBGT: Datasheet biến áp xung: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 54 PHỤ LỤC Datasheet IC 74HC14: Thư viện chương trình #include #include #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT #use delay(clock=20000000) #include // khai bao ngo vao cac nut nhan, cong tac hanh trinh #define start RA0 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 55 PHỤ LỤC #define mode RA1 #define up RA2 #define down RA3 // bo cong suat #define dc RC0 unsigned int8 thoigian=1, xung=0,giay=0,phut=0,T=19; unsigned int16 dem_timer0; int1 tt=0; unsigned int8 chon_mode; //unsigned int8 ngh1=0,tr1=0,ch1=0,dv1=0,ngh2=0,tr2=0,ch2=0,dv2=0; #INT_TIMER0 void timer0_isr() // Tao ngat timer 2ms voi bo chia thoi gian DIV=64 { dem_timer0++; // Tang gia tri bo dem timer sau moi lan ngat if(dem_timer0>=150) { dem_timer0=0; giay++; if(giay>=60){ giay=0;phut++; if(phut>=59)phut=0; } }set_timer0(100); BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 56 PHỤ LỤC } //xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx void menu_mode() { if(mode==0) { delay_ms(10); //chong doi phim bam if(mode==0)//kiem tra lai { chon_mode++; if(chon_mode>2)chon_mode=0; while(mode==0) {;}//cho nha phim delay_ms(10); //chong doi phim nha }} } void cai_dat_gia_tri() { if(up==0){delay_ms(10); if(up==0){ switch ( chon_mode) { case 1:{thoigian++; if(thoigian>5) thoigian=1;break;} case 2:{xung=xung + 5; if(xung >90) xung=70;break;} }} while(up==0){;}delay_ms(10); //chong doi phim nha BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 57 PHỤ LỤC } else if(down==0){delay_ms(10); if(down==0){ switch (chon_mode) { case 1:{thoigian ; if(thoigian