(Đồ án hcmute) thiết kế và thi công máy viết chữ tự động

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY VIẾTCHỮ TỰ ĐỘNG GVHD: ThS NGUYỄN THANH NGHĨA SVTH: LÊ ĐỨC ANH MSSV: 14141003 SVTH: NGUYỄN CÔNG TẠO MSSV: 14141273 SKL 0 3 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2021 an BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY VIẾT CHỮ TỰ ĐỘNG GVHD: ThS Nguyễn Thanh Nghĩa SVTH: Lê Đức Anh Nguyễn Công Tạo Tp Hồ Chí Minh - 01/2021 an 14141003 14141273 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 – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY VIẾT CHỮ TỰ ĐỘNG GVHD: ThS Nguyễn Thanh Nghĩa SVTH: Lê Đức Anh 14141003 Nguyễn Cơng Tạo Tp Hồ Chí Minh - 01/2021 an 14141273 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 15 tháng năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Đức Anh MSSV: 14141003 Nguyễn Công Tạo MSSV: 14141273 Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2014 Lớp: 14141DT2A 14141DT1A I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY VIẾT CHỮ TỰ ĐỘNG II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Nhóm tiến hành nghiên cứu loại module Arduino, CNC Shield, Driver A4988 cách thức hoạt động, phương thức giao tiếp, đặc tính, ứng dụng chúng Thu thập tài liệu hướng dẫn cách hoạt động, cách điều khiển, cách xây dựng lắp ráp mơ hình máy Nội dung thực hiện: - Nội dung 1: Viết tóm tắt yêu cầu đề tài chọn, nội dung thiết kế, thông số giới hạn đề tài - Nội dung 2: Tiến hành thiết kế sơ đồ khối, giải thích chức khối - Nội dung 3: Tìm hiểu Arduino, động bước, module, linh kiện - Nội dung 4: Tiến hành vẽ thiết kế phần cứng - Nội dung 5: Tiên hành tính tốn để lựa chọn linh kiện - Nội dung 6: Tiến hành thi công hệ thống - Nội dung 7: Kiểm tra mơ hình thi cơng - Nội dung 8: Viết báo cáo nội dung làm - Nội dung 9: Bảo vệ luận văn i an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng năm 2021 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lê Đức Anh Lớp: 14141DT1A MSSV: 14141003 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Công Tạo Lớp: 14141DT2A MSSV: 14141273 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY VIẾT CHỮ TỰ ĐỘNG Nội dung Tuần/ngày Xác nhận GVHD - Gặp giáo viên hướng dẫn để phổ biến yêu cầu (05/10 – 11/10) làm đồ án, tiến hành chọn đồ án - GVHD tiến hành duyệt đề tài - Viết đề cương cho đề tài (12/10 – 18/10) (19/10 – 25/10) (25/10 – 31/10) (01/11 – 07/11) - Tìm hiểu hoạt động Arduino, phần mềm điều khiển Universal Gcode Sender phần mềm vẽ Inkscape - Cài đặt Arduino, Universal Gcode Sender, Inkscape - Tìm hiểu động bước, module, linh kiện - Tìm hiểu cách giao tiếp Arduino với module điều khiển động bước CNC Shield - Kết nối Arduino với board CNC Shield - Tìm hiểu cách kết nối Arduino (08/11 – 14/11) Universal Gcode Sender - Điều khiển thử động bước qua phần mềm Universal Gcode Sender - Thiết kế mô phần cứng (15/11 – 21/11) - Lắp ráp phần khung hệ thống iii an (22/11 – 28/11) (29/11 – 05/12) 10 (06/12 – 12/12) 11 (13/12 – 19/12) - Lắp ráp kết nối linh kiện với phần khung hệ thống - Kiểm tra, chạy thử sửa lỗi - Viết báo cáo - Hoàn thiện sản phẩm , chỉnh sửa báo cáo gửi cho GVHD để xem xét góp ý lần cuối trước in báo cáo 12 (20/12/2020- - Nộp báo cáo làm Slide báo cáo 15/1/2021) GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) iv an III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 05/10/2020 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/01/2021 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Thanh Nghĩa BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ii an LỜI CAM ĐOAN Chúng em cam đoan đồ án tốt nghiệp công trình tự thực dựa vào tài liệu trước nghiên cứu hướng dẫn Thạc sĩ Nguyễn Thanh Nghĩa Các kết đề tài “Thiết kế thi công máy viết chữ tự động” khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Lê Đức Anh Nguyễn Công Tạo v an LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Thanh Nghĩa _ Giảng viên môn Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để chúng em hồn thành tốt đề tài Chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến thầy cô Khoa ĐiệnĐiện Tử tạo điều kiện tốt cho chúng em hoàn thành đề tài Chúng em gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Lê Đức Anh Nguyễn Công Tạo vi an MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án i Lịch trình iii Cam đoan v Lời cảm ơn vi Mục lục vii Danh mục hình ix Danh mục bảng …………………………………………………………………… xii Tóm tắt xiii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Giới hạn 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Bố cục CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Quá trình phát triển máy viết chữ 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Quá trình phát triển 2.1.3 Một số loại máy viết chữ 2.2 Thiết bị phần cứng 2.2.1 Giới thiệu Arduino 2.2.2 Giới thiệu CNC Shield 2.2.3 Động bước 10 2.2.4 Trục vít me T8 17 2.2.5 Thanh trượt tròn 8mm 17 2.2.6 Khớp nối mềm 18 2.2.7 Một số linh kiện khác 18 2.3 Giới thiệu phần mềm 19 2.3.1 Phần mềm vẽ Inkscape 19 vii an CHƢƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.17: Giao diện chọn thơng số để xuất ảnh Click ảnh bên thấy ảnh cũ, click vào ảnh cũ nhấn nút Delete bàn phím để xóa ảnh cũ Hình 4.18: Giao diện cách xóa ảnh cũ Click ảnh chỗ cũ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 42 CHƢƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.19: Giao diện sau xóa ảnh cũ Click vào biểu tượng hình để chọn điểm thừa cần xóa bỏ Hình 4.20: Giao diện xóa điểm ảnh thừa Click vào trắng ảnh mới, click phải chuột vào nút bao quanh hình đó, chọn Delete BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH an 43 CHƢƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.21: Giao diện sau xóa điểm ảnh thừa Click vào biểu tượng hình, kéo chọn tất Chọn Path > Object To Path, nhấn tổ hợp Ctrl + Shift + C, để tách nét trước vẽ Lƣu ý: Nếu bỏ qua bƣớc khơng thể vẽ đƣợc Hình 4.22: Giao diện hướng dẫn xuất file ảnh Chọn Extensions > Laserengraver > Laser để xuất file NC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 44 CHƢƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.23: Giao diện hướng dẫn xuất ảnh thành file Gcode Dòng 1: Đường dẫn đến thư mục lưu file NC Dòng 2: Chọn đơn vị cho hình vẽ Dịng 3: Chọn Apply để kết thúc Hình 4.24: Giao diện chọn thư mục đường dẫn để lưu file Dòng 1: Tùy chỉnh tốc độ vẽ Dòng 2: Đặt tên cho file NC Dòng 3: Chọn Apply để kết thúc BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 45 CHƢƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.25: Giao diện đặt tên file chọn tốc độ vẽ Qúa trình xử lý xuất file NC Hình 4.26: Giao diện trình xử lý xuất file NC Về phần cài đặt phần mềm đơn giản Có thể chọn mở file cài đặt next cho phần mềm cài tự động đến kết thúc 4.2.2 Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm Universal Gcode Sender Số 1: Chọn cổng giao tiếp máy tính với Arduino Số 2: Chọn tốc độ truyền lệnh xuống Arduino Số 3: Mở cổng COM Số 4: khu vực gửi lệnh điều khiển máy Axidraw BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 46 CHƢƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.27: Giao diện phần mềm Universal Gcode Sender Browse > chọn file NC thiết kế Inkscape để tiến hành vẽ Hình 4.28: Giao diện chọn file Số 1: Reset Zero > đặt lại gốc tọa độ Số 2: Return to Zero > quay lại gốc Số 3: SoftRest > đặt lại phần mềm Số 4: Khu vực điều khiển tọa độ X, Y, Z Số 5: Step size XY > kích thước bước XY BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 47 CHƢƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Số 6: Step size Z > kích thước bước Z Số 7: Feed rate > bước tiến Số 8: Enable Keyboard Movement > cho phép thao tác bàn phím Số 9: Chọn đơn vị hoạt động cho máy Hình 2.29: Giao diện hướng dẫn chỉnh thơng số để vẽ 4.2.3 Hƣớng dẫn copy file GRBL vào phần mềm Arduino Bƣớc 1: Copy file grbl-servo-master Hình 4.30: Giao diện hướng dẫn thêm thư viện GRBL vào Arduino BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 48 CHƢƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Bƣớc 2: Paste file vừa copy vào thư viện Arduino Hình 4.31: Giao diện hướng dẫn tìm file thư viện Bƣớc 3: Vào Arduino kiểm tra lại file vừa paste Hình 4.32: Giao diện hướng dẫn thêm thư viện BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 49 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Chƣơng KẾT QUẢ NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 5.1 Kết Quả Đề tài hoàn thành 80% so với yêu cầu đặt Mục tiêu ban đầu đề tài “Thiết kế thi cơng máy viết chữ tự động” thay người làm công việc thủ công viết vẽ thông qua board điều khiển Arduino CNC shield Sau trình nghiên cứu thực đề tài, nhóm rút nhiều vấn đề khác từ việc sử dụng phần mềm, phương pháp giải thuật, sử dụng phần cứng Thời gian thực khoảng thời gian 15 tuần Trong gồm vấn đề sau, phần cứng: Biết sử dụng c ng đấu nối module, cài đặt thông số cho máy vẽ Đối với phần mềm: Biết cách sử dụng để vẽ thiết kế hình muốn, biết thêm arduino Mơ hình hoản chỉnh máy viết chữ tự động Hình 5.1: Mơ hình hồn chỉnh máy viết chữ tự động BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 50 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Kết máy viết chữ tự động sau hồn thành Hình 5.2: kết hình sau vẽ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 51 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.3: Kết hình trịn sau vẽ Hình 5.4: Kết vẻ hình trái tim BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 52 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.5: kết viết chữ U 5.2 Nhận xét đánh giá - Hệ thống chạy ổn định vẽ số hình - Giao tiếp module với ổn định - Mơ hình xếp gọn gàng - Hệ thống động trược khoan gắn cố định chắn BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 53 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau gần tháng nghiên cứu tìm hiểu với hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy nhóm hồn thành đề tài “Thiết kế thi công máy viết chữ tự động” thời hạn đáp ứng hầu hết yêu cầu đặt phần mục tiêu - Vẽ hình ảnh đơn giản theo yêu cầu - Viết chữ phông chữ đơn giản kích thước lớn - Chưa thể viết chữ có kích thước nhỏ vẽ hình ảnh phức tạp Qua thời gian thực đề tài giúp nhóm nắm vững kiến thức thiết kế khí, sử dụng phần mềm để áp dụng vào hệ thống điều khiển “Thiết kế thi công máy viết chữ tự động” Ngồi ra, nhóm cịn trao dồi thêm số kỹ cần thiết như: Làm việc nhóm, giải vấn đề 6.2 Hướng phát triển - Cải thiện thêm phần khí cho đầu viết hoạt động chưa linh hoạt, nét vẽ chưa hoàn hảo - Tăng thêm độ xác phần khí để viết chữ có kích thước nhỏ, vẽ tranh, phác họa chân dung - Viết chữ với nhiều font chữ khác BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH an 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Trương Đình Nhơn, KS Phạm Quang Huy “Hướng dẫn sử dụng Arduino”, Nhà xuất niên [2] KS Phạm Quang Huy, Lê Cảnh Trung “Lập trình điều khiển với Arduino”, Nhà xuất niên [3] Trang web: http://arduino.vn [4] Trang web: http://www.axidraw.com BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP an 55 S an K L 0 ... khiển tự động hóa thi? ??t bị cơng nghệ kỹ thuật cao chíp vi xử lý, module điều khiển không ngừng phát triển Đề tài ? ?Thi? ??t kế thi công máy viết chữ tự động? ?? với mục tiêu thay hoạt động thủ công người... ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THI? ??T KẾ VÀ THI CÔNG MÁY VIẾT CHỮ TỰ ĐỘNG GVHD: ThS Nguyễn... hi n thi? ??t ết v thi ơng họ nhó l t h thống sử dụng Arduino [7] ềt i iều y viết hữ H thống ó tên l ? ?Thi? ??t kế thi cơng máy viết chữ tự BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an CHƢƠNG TỔNG QUAN động? ??