Robot khử trùng tia uv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ROBOT KHỬ TRÙNG TIA UV NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.LÊ QUANG ĐỨC Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Hồ Đại Dương 1711050039 17DTDA1 Phạm Văn Đan 1711050083 17DTDA1 Trịnh Hồng Trí Dũng 1711050090 17DTDA1 Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ROBOT KHỬ TRÙNG TIA UV NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.LÊ QUANG ĐỨC Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Hồ Đại Dương 1711050039 17DTDA1 Phạm Văn Đan 1711050083 17DTDA1 Trịnh Hoàng Trí Dũng 1711050090 17DTDA1 Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2021 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: CQ……………………… (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm: ): (1) Hồ Đại Dương……………… MSSV:1711050039……….Lớp: 17DTDA1 Điện thoại: 0392995009 Email: daiduong114.g@gmail.com (2) Phạm Văn Đan……………… MSSV: 1711050083………Lớp: 17DTDA1 Điện thoại: 0948765358 Email: daotrung.1900@gmail.com (3) Trịnh Hồng Trí Dũng…… ….MSSV: 1711050090………Lớp: 17DTDA1 Điện thoại: 0364990942 Email: trinhtridung099@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Chuyên ngành : Tự Động Hóa (4) Tên đề tài đăng ký : ROBOT Khử Trùng Tia UV Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 14 tháng 04 năm 2021 Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) Hồ Đại Dương Phạm Văn Đan TS Lê Quang Đức Trịnh Hồng Trí Dũng VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Mã đề tài: 194 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực hiện: Họ Tên : Hồ Đại Dương MSSV: 1711050039 Điện thoại : 0392995009 Email: daiduong114.g@gmail.com Ngành Lớp: 17DTDA1 : Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Tên đề tài: Robot khử trùng dùng tia UV Nhiệm vụ thực đề tài: a) Tìm hiểu nắm bắt cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kỹ thuật điều khiển robot tự hành bằng cảm biến vật cản Công nghệ khử trùng dùng tia UV, tập trung vào diệt khuẩn virus Covid-19 b) Mô tả chức năng, điều khiển, vận hành, bảo vệ nhiệm vụ dự án Mơ tả thiết bị chính, cần thiết, dùng cho robot, đáp ứng chức di chuyển, hoạt động robot c) Tính tốn cơng suất, chọn động cơ, chọn đèn uv, chọn nguồn cấp điện phù hợp d) Thiết kế, thi cơng phần cứng mơ hình Thiết kế phần mềm điều khiển robot, điều khiển đèn UV e) Nhiệm vụ robot : diệt khuẩn nhà vệ sinh nam nữ trường Đại học Hutech, tự động di chuyển, nhận biết được có vật thể sống xung quanh diệt khuẩn tự động tắt báo động f) Kiểm tra, so sánh dự án robot có đáp ứng được nhiệm vụ đề để sửa chữa, hoàn thiện dự án Sinh Viên Thực Hiện TP HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Hồ Đại Dương TS Lê Quang Đức VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Mã đề tài: 194 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực hiện: Họ Tên : Phạm Văn Đan MSSV: 1711050083 Điện thoại : 0948765358 Email: daotrung.1900@gmail.com Ngành Lớp: 17DTDA1 : Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Tên đề tài: Robot khử trùng dùng tia UV Nhiệm vụ thực đề tài: a) Tìm hiểu nắm bắt cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kỹ thuật điều khiển robot tự hành bằng cảm biến vật cản Công nghệ khử trùng dùng tia UV, tập trung vào diệt khuẩn virus Covid19 b) Mô tả chức năng, điều khiển, vận hành, bảo vệ nhiệm vụ dự án Mô tả thiết bị chính, cần thiết, dùng cho robot, đáp ứng chức di chuyển, hoạt động robot c) Tính tốn công suất, chọn động cơ, chọn đèn uv, chọn nguồn cấp điện phù hợp d) Thiết kế, thi công phần cứng mơ hình Thiết kế phần mềm điều khiển robot, điều khiển đèn UV e) Nhiệm vụ robot : diệt khuẩn nhà vệ sinh nam nữ trường Đại học Hutech, tự động di chuyển, nhận biết được có vật thể sống xung quanh diệt khuẩn tự động tắt báo động f) Kiểm tra, so sánh dự án robot có đáp ứng được nhiệm vụ đề để sửa chữa, hoàn thiện dự án Sinh Viên Thực Hiện TP HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Phạm Văn Đan TS Lê Quang Đức VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Mã đề tài: 194 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực hiện: Họ Tên : Trịnh Hồng Trí Dũng MSSV: 1711050090 Điện thoại : 0364990942 Email: trinhtridung099@gmail.com Ngành Lớp: 17DTDA1 : Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Tên đề tài: Robot khử trùng dùng tia UV Nhiệm vụ thực đề tài: a) Tìm hiểu nắm bắt cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kỹ thuật điều khiển robot tự hành bằng cảm biến vật cản Công nghệ khử trùng dùng tia UV, tập trung vào diệt khuẩn virus Covid-19 b) Mô tả chức năng, điều khiển, vận hành, bảo vệ nhiệm vụ dự án Mơ tả thiết bị chính, cần thiết, dùng cho robot, đáp ứng chức di chuyển, hoạt động robot c) Tính tốn cơng suất, chọn động cơ, chọn đèn uv, chọn nguồn cấp điện phù hợp e) Thiết kế, thi cơng phần cứng mơ hình Thiết kế phần mềm điều khiển robot, điều khiển đèn UV f) Nhiệm vụ robot : diệt khuẩn nhà vệ sinh nam nữ trường Đại học Hutech, tự động di chuyển, nhận biết được có vật thể sống xung quanh diệt khuẩn tự động tắt báo động g) Kiểm tra, so sánh dự án robot có đáp ứng được nhiệm vụ đề để sửa chữa, hoàn thiện dự án Sinh Viên Thực Hiện TP HCM, ngày 20 tháng 05 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Trịnh Hồng Trí Dũng TS Lê Quang Đức LỜI CAM ĐOAN  Em xin được cam đoan: Đề tài đồ án tốt nghiệp “Robot Khử Trùng Bằng Tia UV” được tiến hành công khai, dựa cố gắng, nỗ lực nhóm giúp đỡ khơng nhỏ từ phía Trường Đại Học Cơng Nghệ Hutech, hướng dẫn nhiệt tình TS Lê Quang Đức Các số liệu kết nghiên cứu đề tài trung thực hồn tồn khơng chép sử dụng kết nghiên cứu tương tự Nếu phát có chép kết quả, thành nghiên cứu đề tài khác, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm TP.HCM, ngày 05/09/2021 Sinh Viên Thực Hiện (Ký ghi rõ họ tên) Hồ Đại Dương Phạm Văn Đan Trịnh Hồng Trí Dũng i  PHỤ LỤC   I Thông số linh kiện dùng dự án: Đèn diệt khuẩn: PHỤ LỤC 1: Đèn UV 1.1 Điểm đặc biệt sản phẩm: - Đèn có khả ứng dụng diệt khuẩn - Bước sóng 253.7nm - Đèn chiếu tia UVC dùng để giết làm bất hoạt vi sinh vật - Sử dụng thủy tinh thạch anh - Dãy nhiệt độ hoạt động rộng: ÷ 50oC - Tuổi thọ lên đến 8.000h - Sử dụng chung với máng có ballast 1.2 Thơng số kỹ thuật: * Thông số điện: - Điện áp: 220V - Tần số: 50Hz - Công suất: 20W * Thông số quang: - Nhiệt độ làm việc: ÷ 50oC - Góc chiếu: 360 độ 48 - Loại bước sóng: UVC * Đóng gói: - Kích thước sản phẩm: - Chiều dài đèn: 589mm - Đường kính đèn: 25.4mm 1.3 Vệ sinh bảo dưỡng sản phẩm : - Đây sản phẩm phát xạ UV, thuộc nhóm nguy đèn phát UV với cơng suất cao gây tổn thương nghiêm trọng cho da mắt Tránh để mắt da tiếp xúc trực tiếp với đèn mà khơng có che chắn Chỉ sử dụng mơi trường khép kín với người dùng phải được che chắn khỏi xạ - Tuân thủ hướng dẫn sử dụng sản phẩm - Giữ khoảng cách không nhìn trực tiếp vào đèn hoạt động khoảng cách gần - Do tính chất UVC làm lão hóa vật liệu nhạy cảm với ánh sáng nhựa màu sáng, vật liệu da,… Vì hạn chế để vật không gian chiếu sáng đèn phải được che chắn cẩn thận đèn hoạt động Bộ điều khiển đèn thông minh Apollo: 2.1 Điểm đặc biệt sản phẩm: - PHỤ LỤC 2: Cảm biến quét 49 - Đảm bảo an tồn cho người sử dụng tích hợp chung với đèn diệt khuẩn - Tầm phát cảm biến rộng, lên đến 120 độ đảm bảo linh hoạt việc kiểm sốt khơng gian chuyển động vật thể, tự động bật – tắt đèn - Công suất tối đa điều khiển lên đến 2000W - Có thể thay đổi thời gian bật tắt có nhu cầu (Chỉ được thực nhà cung cấp) - Cấp nguồn cho điều khiển delay 30 giây Bật nguồn điều khiển delay 30 giây, sau hoạt động liên tục 30 phút - Trong q trình hoạt động phát có chuyển động đèn dừng hoạt động được khởi động lại - Chiều cao lắp đặt tối đa (so với mặt đất): 3m - Sau điều khiển tắt trì kiểm tra phút, khơng phát chuyển động bật có chuyển động reset lại phút chờ trình lặp lại 2.2 Thông số kỹ thuật: * Thông số điện: - Điện áp: 180 - 220V - Tần số: 50Hz - Công suất tối đa: 2000W * Thông số khác: - Nhiệt độ làm việc: 10 đến 40 độ C - Cơng nghệ tích hợp: Cảm biển radar * Đóng gói: - Kích thước hộp: 92 x 92 x 40mm - Kích thước sản phẩm: - Chiều cao: 30mm - Đường kinh: 90mm 2.3 Vệ sinh bảo dưỡng sản phẩm: - Không được sử dụng điều khiển nơi ẩm ướt - Không gắn điều khiển với tải có cơng suất vượt q 2000W - Không gắn nhầm ngõ với ngõ vào dây cháy nổ, nguy hiểm - Phải đảm bảo nối dây cẩn thận ngăn ngừa tối đa tuột dây gây cháy nổ 50 Mạch Arduino Uno R3: PHỤ LỤC 3: Bo mạch Aruidno UNO - Thơng số kỹ thuật: + Chip điều khiển chính: ATmega328P + Chip nạp giao tiếp UART: ATmega16U2 + Nguồn ni mạch: VDC từ cổng USB nguồn ngồi cắm từ giắc tròn DC + Số chân Digital I/O: 14 (trong chân có khả xuất xung PWM) + Số chân PWM Digital I/O: + Số chân Analog Input: + Dòng điện DC Current chân I/O: 20 mA + Dòng điện DC Current chân 3.3V: 50 mA + Flash Memory: 32 KB (ATmega328P), 0.5 KB dùng cho bootloader + SRAM: KB (ATmega328P) + EEPROM: KB (ATmega328P) + Clock Speed: 16 MHz + LED_BUILTIN: 13 + Kích thước: 68.6 x 53.4 mm 51 Mạch điều khiển động L293D: PHỤ LỤC 4: Bo mạch L298D 4.1 Motor Driver Shield L293D shield mở rộng dành cho Arduino: - Motor Driver Shield L293D tương thích tốt với board Arduino Uno R3, Arduino Leonado, Arduino Mega 2560 - Sử dụng IC cầu H L293D IC logic 74HC595 điều khiển Do đó, shield điều khiển nhiều loại motor khác với mức áp lên đến 36V, dòng tối đa 600mA kênh điều khiển - L293D tích hợp sẵn IC L293D giúp bạn dễ dàng thao tác với IC 4.2 Các thành phần Motor Driver Shield L293D điều khiển: - servo - motor điện DC (M1, M2, M3, M4) theo hướng khác (mỗi motor chạy với hướng tới/lùi bất kì) thơng qua cầu H L293D dòng 600 mA (cực đại 1.2A) - stepper motor loại đơn cực (unipolar) lưỡng cực (bipolar) - Motor driver shield L293D có sẵn điện trở nối GND nhằm tránh motor tự quay lúc khởi động nút RESET để khởi động lại board Arduino mà gắn vào 52 4.3 Các chân Shield được kết nối với board Arduino sau: - dây điều khiển servo kết nối với chân số 10 Nguồn nuôi lấy trực tiếp từ board Arduino (nguồn V) - Motor nối với chân 11 - Motor nối với chân - Motor nối với chân - Motor nối với chân - Chân 4, 7, 8, 12 dùng điều khiển motor thông qua IC 74HC595 Mạch thu phát Bluetooth HC-05: PHỤ LỤC 5: Mạch Bluetooth HC-05 - Thông số kỹ thuật: + Điện áp hoạt động: 3.2 ~ VDC + Mức điện áp giao tiếp: TTL tương thích 3.3/5 VDC + Dịng điện hoạt động: Pairing 30 mA, sau pairing hoạt động truyền nhận bình thường mA + Baudrate UART chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 + Support profiles: Bluetooth serial port (master and slave) + Bluetooth protocol: Bluetooth specification v2.0 + EDR + Frequency: 2.4 GHz ISM band + Modulation: GFSK (Gaussian frequency shift keying) + Transmit power: =4 dBm, class + Sensitivity: =-84 dBm at 0.1% BER + Rate: Asynchronous: 2.1 Mbps (max.)/160 kbps + Synchronous: Mbps/1 Mbps + Kích thước: 37 x 15.6mm 53 Động Cơ DC Giảm Tốc JGB37-520: PHỤ LỤC 6: Motor giảm tốc - Thông số kỹ thuật: + 12VDC 35RPM + Tỉ số truyền 168:1 (động quay 168 vịng trục hộp giảm tốc quay vịng) + Dịng khơng tải: 50 mA + Dịng chịu đựng tối đa có tải: 1.2 A + Tốc độ khơng tải: 35 RPM (35 vịng phút) + Tốc độ chịu đựng tối đa có tải: 28 RPM (28 vịng phút) + Lực kéo Moment định mức: 2.5 KG.CM + Lực léo Moment tối đa: 10 KG.CM + Chiều dài hộp số L: 26.5 mm Cặp bánh xe Mecanum: PHỤ LỤC 7: Bánh xe 360o 54 - Thông số kỹ thuật: + Chất liệu: Nhựa ABS + bánh cao su mềm + Đường kính: 60 mm + Lỗ trục lục giác kích thước: 6.7 mm Raspberry Pi 4B: PHỤ LỤC 8: Mạch Raspberry Pi - Thông số kỹ thuật Raspberry Pi Model B: + Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz + RAM: 2GB + Wifi chuẩn 2.4 GHz 5.0 GHz IEEE 802.11ac Bluetooth 5.0, BLE + Cổng mạng Gigabit Ethernet + cổng USB 3.0 cổng USB 2.0 + Chuẩn 40 chân GPIO, tương thích với phiên trước + Hỗ trợ cổng hình chuẩn Micro HDMI với độ phân giải lên tới 4K + Cổng MIPI DSI + Cổng MIPI CSI + Cổng AV chân + Nguồn điện 5V 3A DC chuẩn USB-C 55 Pi camera: PHỤ LỤC 9: Camera Raspberry V2 - Thông số kỹ thuật: + Module Camera V1 cho Raspberry Pi + Cảm biến: OV5647 + Độ phân giải: MP + Angle of View (diagonal) : 62.2 degree + Độ phân giải hình: 2592x1944 pixel + Quay phim HD 1080P 30, 720P 60, VGA 640x480P 60 + Lens: Fixed Focus + Conector: Ribon conector + Kích thước: 25x24x9mm 10 Relay : PHỤ LỤC 10: Relay 56 - Thông số kỹ thuật: + Điện áp sử dụng: VDC + Tín hiệu kích: TTL 3.3~5 VDC, mức cao High Relay đóng, mức thấp Low Relay ngắt + Relay tiêu thụ dịng khoảng 80mA + Điện đóng ngắt tối đa: AC 250 V ~ 10 A DC 30 V ~ 10 A (Để an toàn nên dùng cho tải có cơng suất < 100 W) + Tích hợp Diod chống nhiễu đèn báo tín hiệu kích + Kích thước: 34 x 27 x 20mm II Các phần mềm code sử dụng: Code Aruidno: #include AF_DCMotor motor1(1); //Front Left Wheel AF_DCMotor motor2(2); //Back Left Wheel AF_DCMotor motor3(3); //Front Right Wheel AF_DCMotor motor4(4); //Back Right Wheel String readString; void setup() { Serial.begin(9600); motor1.setSpeed(250); //Set Motor Speed motor2.setSpeed(250); motor3.setSpeed(250); motor4.setSpeed(250); } void loop() { while(Serial.available()){ delay(50); char c=Serial.read(); readString+=c; } if(readString.length()>0){ 57 Serial.println(readString); if (readString =="FORWARD"){ // MOVE FORWARD motor1.run (FORWARD); motor2.run (FORWARD); motor3.run (FORWARD); motor4.run (FORWARD); } if (readString =="BACKWARD"){ // MOVE BACKWARD motor1.run (BACKWARD); motor2.run (BACKWARD); motor3.run (BACKWARD); motor4.run (BACKWARD); } if (readString =="ROTATELEFT"){ // ROTATE LEFT SIDE motor1.run (BACKWARD); motor2.run (BACKWARD); motor3.run (FORWARD); motor4.run (FORWARD); } if (readString =="ROTATERIGHT"){ motor1.run (FORWARD); motor2.run (FORWARD); motor3.run (BACKWARD); motor4.run (BACKWARD); } if (readString =="STOP"){ motor1.run (RELEASE); motor2.run (RELEASE); motor3.run (RELEASE); 58 // STOP // ROTATE RIGHT SIDE motor4.run (RELEASE); } readString=""; } } Code Raspberry Pi: def gfg(): GPIO.output(17, 0) timer = threading.Timer(1800.0, gfg) timer.start() GPIO.output(17, 1) Phần mềm điều PHỤ LỤC 11: Code phần mềm 59 III Hình ảnh vẽ kỹ thuật: Bản vẽ mặt cắt: - 5: Thanh chắn bảo vệ, 6: Trụ chắn bảo vệ, 7: Nắp chụp đèn - 8: Nắp thân dưới, 9: Nắp hông thân dưới, 10: Gía đỡ motor PHỤ LỤC 12: Bản vẽ mặt cắt robot 60 Bản vẽ thân trên: - 2: Thân đèn UV, 3: Nắp chụp đèn UV, 4: Trụ đèn U PHỤ LỤC 13: Bản vẽ thân robot 61 Bản vẽ thân dưới: - 1: Nhơm định hình 3030 PHỤ LỤC 14: Bản vẽ thân robot 62