Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Công Minh NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH XE QUẤN ỐNG CAO SU CƠNG NGHIỆP PHẦN ĐIỆN TỬ Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hà Nội – 2017 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Với phát triển không ngừng nghỉ giới công nghệp lĩnh vực, phương diện, ngành nghề Trong phải kể đến đời phát triển ngành điện tử Tuy ngành đời lợi ích đem lại không nhỏ Với niềm đam mê khoa học sinh viên ngành điện tử đến từ trường Đại học Công Nghệ, trường đầu nước việc đào tạo kỹ sư ngành điện tử, em phải tự trang bị cho tảng kiến thức vững ngành điện tử Để khai thác mạnh ngành điện tử nhằm ứng dụng vào đời sống thường ngày Là sinh viên chuyên chế tạo thiết bị, đề tài:” nghiên cứu thiết kế, chế tạo mơ hình xe quấn ống cao su cơng nghiệp phần cơ” đem lại cho em nhiều kiến thức quan trọng hữu ích kết hợp khí điện tử 2.Ý nghĩa khoa học thực tiễn Do việc áp dụng máy móc cơng cụ vào cơng việc sản xuất ngày cấp thiết nhằm tăng suất lao động ổn định chất lượng sản phẩm, em chọn đề tài:” nghiên cứu thiết kế, chế tạo mơ hình xe quấn ống cao su công nghiệp phần điện” để bám sát vào nhu cầu Trong thực tiễn, loại ống cao su thủy lực bố thép có ứng dụng cao lĩnh vực cứu hỏa, ống dẫn khí, hóa chất hút nước, cát sạn… xe quấn ống cao su nghiệp gải pháp cần thiết nhằm tăng suất lao động chất lượng sản phẩm 3.Đối tượng phương pháp nghiên cứu Đối tượng hướng đến việc chế tạo điều khiển cấu quấn ống cao su quấn dây tự động Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp luận Với niềm đam mê khoa học mong muốn áp dụng thành tựu khoa học vào lĩnh vực đời sống, đặc biệt yêu tố tự động hóa điều khiển Đồ án tập trung vào chế tạo cấu quấn dây quấn cao su Phương pháp phân tích Bằng việc chia nhỏ nhiệm vụ xe cần thực chọn giải pháp thích hợp Phương pháp xử lý vẽ số liệu Bằng phần mềm Altium để vẽ mạch, arduino để lập trình Phạm vi đề tài Trong phạm vi thực luận văn tốt nghiệp, em tính tốn thiết kế điều khiển cho xe mơ hình 4.Nội dung nghiên cứu Tính tốn thiết kế phần điện tử cho mơ hình xe cẩu điều khiển từ xa Để xe cầu hoạt động cần phần sau: + Hệ thống nút bấm + Hệ thống xử lý tín hiệu + Hệ thống điều khiển + Động Nội dung đồ án Nội dung đồ án chia làm phần, cụ thể sau: CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU XE QUẤN ỐNG CAO SU CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM KẾT LUẬN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU XE QUẤN ỐNG CAO SU 1.1 Giới thiệu Hiện thị trường loại ống cao su chịu lực, ống cao su lõi thép, cao su bố vải sử dụng rộng rãi đa chức lĩnh vực như: + công nghiệp làm ống dẫn nước, dẫn hóa chất, xăng dầu, chất thải… + dùng tải nguyên liệu rắn cát, xi măng, hồ vữa, bê tơng trộn sẵn… + ống nước cứu hỏa 1.2.Tình hình thực tiễn Tình hình sản xuất ống cao su VN: qua tìm hiểu 100% sở sản xuất ống cao su cơng nghiệp kích thước lớn làm tay, tìm hiểu cụ thể nhà máy cao su Z75 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH 2.1 Chức máy quấn ống cao su tự động 2.1.1 Phân tích mơ hình Nhiệm vụ máy quấn ống cao su tự động là: + Quấn cao su: cao su phải quấn chặt khơng căng q dễ gây rách q trình sản xuất Cao su phải rải đảm bảo độ dẻo dai sản phẩm + Quấn vải: tùy vào nhu cầu quấn 3-5 lớp vải để tăng khả chịu áp suất lớn cho ống cao su Quấn vải phải đảm bảo quấn không trùng không căng + Quấn dây thừng, dây thép lò xo: tác dụng việc quấn dâu thừng hay dây thép lò xo để tăng độ cứng khả chịu áp cho ống cao su Trong trình sử dụng tránh ống cao su bị gập gãy, ổn định hình dáng cho ống 2.1.2 Thiết kế điều khiển Để giúp cho hệ thống hiểu cần phải sử dụng thao tác công đoạn khác nhau, sử dụng điều khiển, điều khiển thông qua nút bấm, quan sát khách quan người 2.2 Xây dựng nhiệm vụ thiết kế (điều khiển) Từ phân tích chức nhiệm vụ phận, ta xây dựng thao tác điều khiển phận máy 2.3 Các thành phần Những phần khơng thể thiếu q trình thiết kế điều khiển động cơ, vi điều khiển, IC, … 2.3.1 Động điện Giới thiệu loại động phổ biến thị trường, chọn động phù hợp với đề tài 2.3.2 Mạch Arduino Nano Arduino tảng điện tử nguồn mở dễ sử dụng người bắt đầu đủ linh hoạt cho người dùng nâng cao Phần cứng bao gồm board mạch nguồn mở thiết kế tảng vi xử lý AVR Atmel 8-bit, ARM Atmel 32-bit 2.3.3 Driver l298 với mạch cầu H Mạch cầu H sử dụng với mục đích đảo chiều động 2.4 Các phần mềm sử dụng 2.4.1 Phần mềm thiết kế mạch điện tử Hiện với phát triển không ngừng hệ thống điện tử kéo theo phát triển vượt bậc lĩnh vực cơng nghệ theo Đặc biệt phát triển nâng cấp phần mềm mơ điện tử có đời nhiều phần mềm Thơng qua tìm hiểu tư vấn bạn bè, nhận thấy Altium cơng cụ đắc lực hữu ích việc mô vẽ mạch in Altium vượt trội phần mềm khác lẽ tiền than Protel DXP đời sớm 2.4.2 Phần mềm viết code biên dịch Các thiết bị dựa tảng Arduino lập trình ngơn riêng Ngôn ngữ dựa ngôn ngữ Wiring viết cho phần cứng nói chung 2.5 Thuật tốn 2.5.1 Ma trận nút điều khiển Ma trận nút "thiết bị nhập" chứa nút nhấn cho phép nhập chữ số, chữ ký hiệu vào điều khiển Số lượng nút nhấn ma trận nút thay đổi phụ thuộc vào yêu cầu ứng dụng Trong đề tài sử dụng ma trận nút đơn giản để điều khiên, ma trận 2×3 Nói đến ma trận ta hình dung tập hợp số xếp theo hàng cột Nguyên lý hoạt động đơn giản, nút nhấn giá trị hàng i, cột j mà hàm quét nút trả thực nhiệm vụ 2.5.2 Bộ điều xung PWM Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) phương pháp điều chỉnh điện áp tải, hay nói cách khác, phương pháp điều chế dựa thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông, dẫn đến thay đổi điện áp CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 3.1 Phần cứng 3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống Sơ đồ khối gồm có: nút bấm, máy tính, mô đum điều khiển, driver, động cơ, nguồn cung cấp 3.2 Phân tích chức + Máy tính: làm nhiệm vụ lập trình + Module điều khiển: gồm vi xử lý Atmega328 board mạch Arduino Nano + Driver L298: sử dụng IC L298 nhận xung tín hiệu trực tiếp từ Arduino điều khiển động + Động cơ: động DC có gắn hộp giảm tốc, nhận nguồn cấp xung từ Driver L298 để hoạt động + Nút bấm: sử dụng ma trận nút 2×3 cung cấp tín hiệu nhiệm vụ vi điều khiển để vi đuều khiển xử lý phân tích tín hiệu cấp tín hiệu cho khối Driver làm nhiệm vụ yêu cầu + Biến trở: kết nối với board mạch điều khiển tốc độ + Nguồn cung cấp: gồm nguồn cung cấp cho module lấy từ nguồn 5V cho vi điều khiển IC, lấy nguồn 12V cho động 3.3 Thiết kế phần mạch điện tử 3.3.1 Trung tâm điều khiển xe Arduino Nano: trung tâm xử lí tín hiệu điều khiển hoạt động + Mạch điều khiển xe + Mạch điều khiển lõi thiết kế tương tự điều khiển bánh xe + Mạch nguồn + Cổng nạp mini usb + Các chân input từ nút bấm output driver 3.3.2 Mạch nguyên lý driver L298 Gồm hình vẽ chi tiết driver L298 3.3.3 Mạch nút nhấn 3.4.1 Sử dụng ngơn ngữ C lập trình Bao gồm giải thuật thuật toán viết ngôn ngữ C Các vấn đề chi tiết code làm rõ chi tiết phần phụ lục 3.4.2 Thuật tốn chương trình + Thuật tốn chương trình KẾT LUẬN Kết đạt + Thiết kế board mạch điện tử driver điều khiển động + Tiến hành chạy thử có kết khả quan Kết chưa đạt + Động làm hoạt động chưa mong muốn + Chưa thực có khả áp dụng vào đời sống sản xuất Hướng phát triển + Nâng cấp thành xe tự động hoàn toàn có khả tự vận hành + Nâng cấp phần mềm board mạch để điều khiên động xác có thể, nâng cao tính chun nghiệp + Có điều kiện kếp hợp với việc thay đổi kết cấu khí nâng cấp hệ quấn dây, căng dây linh hoạt + Tính tốn để xe ứng dụng vào thực tế sản xuất, để nâng cao suất, chất lượng sản phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://arduino.vn [2] http://www.hocavr.com/index.php/vi/hardware/hbridge [3] http://www.hocavr.com/index.php/vi/lectures/timer-counter [4] https://www.youtube.com/watch?v=Egoni7KjrXA [5] https://www.youtube.com/watch?v=i3Ca6e-0fwY