Bãi đậu xe thông minh

I.1.3 Các vấn đề cần giải quyếtI.1.3.1 vấn đề chổ đậu xe hiện nay - quản lí bãi đậu còn lạc hậu - Bãi đậu xe còn chưa ổn định về chổ đậu - lượng xe vào quá chổ quy định - Tranh giành chổ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

-  

 -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: BÃI ĐẬU XE THÔNG MINH

Sinh viên thực hiện : PHẠM THANH ĐỨC-171250443207

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG BÃI ĐẬU XE 4

I.1 GIỚI THIỆU VỀ BÃI ĐỔ XE PHỔ BIẾN HIỆN NAY 5

I.1.1 Tình hình bãi đậu xe hiện nay 5

I.1.2 Những vấn đề còn tồn tại 5

I.1.3 Các vấn đề cần giải quyết 6

I.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 6

I.2.1 Thay những chổ đậu xe còn lạc hậu thay vào thay vào đó thành những cái mới mẽ hơn như: 6

I.2.2 CÁC THIẾT BỊ CẦN THIẾT KẾ MÔ HÌNH 6

CHƯƠNG II :PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HỆ THỐNG THIẾT KẾ 7

II.1 PHÂN TÍCH CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG MÔ HÌNH 7

II.1.1 Hệ thống truyền động 7

II.1.1.3 MODUL RFID 11

II.1.1.3.1 Giới thiệu 11

II.1.1.3.2 Cấu tạo: 11

II.2 phân tích yêu cầu hệ thống điều khiển 12

II.2.1 Hệ thống điều khiển bằng PLC 12

II.2.2 Hệ thống điều Khiển bằng vi điều khiển 15

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG BÃI ĐẬU XE THÔNG MINH 21

III.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH 21

III.1.1 Cách chế tạo mô hình 21

III.1.2 Linh kiện chính cho mô hình 21

III.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 22

III.2.1 Chọn arduino nano là cơ cấu điều khiển chính 22

III.2.2 Giới thiệu về cảm biến tiệm cận 27

III.2.3 ĐỘNG CƠ SERVO 28

III.2.3.1 Động cơ Servo là gì? 28

III.2.3.2 Phân loại động cơ servo 29

III.2.4 ĐỘNG CƠ DC 29

III.2.4.1 Động cơ DC 29

III.2.4.2 Cấu tạo của động cơ DC 30

III.2.5 LED ĐƠN 31

III.2.5.1 sơ đồ led đơn: 31

III.2.5.2 Sử dụng LED đơn ( đỏ , xanh ) 31

III.2.6 CÔNG TẮC HÀNH TRÌNH 32

III.2.7 MODUL RFID 33

III.2.7.1 Nguyên lý: 33

III.2.7.2 Cấu tạo: 33

III.3 MẠCH 35

III.3.1 Mô phỏng phần điều khiển trên Proteus 35

III.4 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 37

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ TRONG HỆ THỐNG 39

IV.1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 39

IV.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ SERVO 39

IV.2.1 Thông số 39

IV.2.2 Tính toán động cơ 39

IV.3 TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ DC 40

CHƯƠNG V: CODE 41

V.1 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 41

CHƯƠNG VI: SẢN PHẨM 51

Lời nói đầu

Ngày nay tại nước ta số lượng ô tô và xe máy ngày càng tăng nhanh trong khi sốlượng và diện tích các bãi đỗ xe chưa đủ để đáp ứng Thực trạng này đòi hỏi sự ra đờicủa các bãi đỗ xe thông minh

Bãi đỗ xe thông minh là một ý tưởng xây dựng đỗ xe kết hợp với công nghệ và sự đổi mới của con người với nỗ lực sử dụng ít tài nguyên nhất có thể Mô hình bãi đỗ xe thôngminh chính là việc sử dụng nhiên liệu, thời gian và không gian để có được chỗ đậu xe nhanh hơn, dễ dàng hơn Bãi đỗ xe thông minh hay hệ thống giao thông thông minh đều dựa trên nguyên tắc cơ bản là sự kết nối của tất cả các thiết bị, các thành phần Bãi đỗ xe

là một trong những yếu tố cần thiết cho sự chuyển động, lưu thông của con người

Smart parking là một trong những giải pháp của smart city và cũng là một trong những giải pháp phát triển nhanh nhất trên thế giới Những sân bay những trường đại học trung tâm mua sắm chỉ là một vài ví dụ cho việc nhận thấy những lợi ích đáng kể của công nghệ đỗ xe tự động Khả năng kết nối, phân tích và tự động hóa dữ liệu thu thập từ các thiết bị được hỗ trợ bởi Internet of Thing là những gì ta có thể thấy rất rõ ở những bài đỗ

xe thông minh

Bãi đỗ xe thông minh bao gồm việc sử dụng cảm biến chi phí thấp, các thiết bị truyền thông, bộ dò vòng từ phát hiện xe, bộ điều khiển thu thập dữ liệu và các ứng dụng thông minh cho phép người dùng theo dõi các điểm đỗ xe có sẵn và không có sẵn Mục tiêu đặt

ra là nâng cao tính tự động hóa, giảm bớt thời gian cho việc tìm kiếm chỗ trống và khu vực đỗ xe tối ưu Một số giải pháp bãi đỗ xe sẽ bao gồm đầy đủ các dịch vụ như thanh toán trực tuyến, thông báo thời gian đỗ xe hay chức năng tìm kiếm xe

Nên nhóm chúng em cũng muốn thay đổi cho các bãi đổ xe còn lạc hậu hay những bãi đậu xe còn gian giở những thiết bị thiết kế còn chưa hiện đại và thông minh

Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Cơ Khí, trường ĐH

Sư Phạm Kỹ Thuật Đà Nẵng đã giúp đỡ tạo điều kiện và cung cấp tài liệu để em

hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Đồng thời, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TRẦN NGỌC HOÀNG , là

người thầy đã hướng dẫn nhóm chúng em trong việc lựa chọn đề tài và nhiệt tình

hướng dẫn chúng em làm các công đoạn khó trong công việc ,thầy đã truyền tải nhiều kinh nghiệm của thầy vốn có để chia sẽ cho chúng em để hoàn thành được đề tài tốt nghiệp này!

Sau đay thì chúng em cũng có đôi lời là đồ án chúng em thì cũng còn thiều thiếu sót Vậychúng em cần thầy cô cùng với bạn bè đóng góp để đồ án chúng em hoàn thiện hơn.Chúng em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG BÃI ĐẬU XE

I.1.1 Tình hình bãi đậu xe hiện nay

Những bãi đậu xe hiện nay còn khá lạc hậu khi còn sử dụng lực lượng quản lý chính là con người , quản lý bằng những những tấm vé xe rất sơ sài, việc tìm chỗ đểđậu xe gây khó khăn và còn có thể không đủ chỗ để đậu gây khó khăn cho người sử dụng

Các loại hình gửi xe hiện nay:

Hình I.1: bãi đậu xe truyền thống

I.1.2 Những vấn đề còn tồn tại

- Quản lý chưa được tốt , hiệu xuất công việc chưa cao

- Không kiểm soát được nguồn vốn

- Phương tiện lưu thông khó khăn

- Khó tìm được nơi đậu xe

- Tốn thêm chi phí thuê nhân sự

- Không kiểm soát được lượng xe ra vào

I.1.3 Các vấn đề cần giải quyết

I.1.3.1 vấn đề chổ đậu xe hiện nay

- quản lí bãi đậu còn lạc hậu

- Bãi đậu xe còn chưa ổn định về chổ đậu

- lượng xe vào quá chổ quy định

- Tranh giành chổ đậu

- Tập trung nhiều nhân lực để quản lí

1.3.2 việc chổ đậu xe có an toàn hay không

- với các bãi đậu xe hiện nay thì còn lạc hậu như dùng phiếu để kiểm soát lượng xe ravào

- người quản lí trong coi thì ko sắp xếp được lượng chổ để xe phù hợp

- chổ để xe thì ko máy che

I.2.1 Thay những chổ đậu xe còn lạc hậu thay vào thay vào đó thành những cái mới

mẽ hơn như:

- tiết kiệm được chi phí , thời gian

- Giảm số lượng nhân sự , nâng cao hiệu suất công việc

- Điều hành phương tiện dễ dàng

- Thuận tiện cho người sử dụng

- Nâng cao tính an toàn cho người sử dụng

- Có hệ thống đèn chỉ dẫn giúp tìm được nơi đậu xe dễ dàng

I.2.2 CÁC THIẾT BỊ CẦN THIẾT KẾ MÔ HÌNH

-ván ép làm cho phần khung nền

- meca làm cho phần máy che

- các thành phần shop cho cổng vào và cổng ra

- cảm biến ,Động cơ dc,modun rfid, đèn led

CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HỆ THỐNG

THIẾT KẾII.1 PHÂN TÍCH CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG MÔ HÌNH

II.1.1. Hệ thống truyền động

II.1.1.1 động cơ một chiều

*Giới thiệu về động cơ một chiều

 Trong mô hình, vì sự lựa chọn cùng một động cơ giống nhau thì không có sự độc

lạ nên việc đưa một đông cơ DC vào nó đêm lại sự phong phú và đa dạng

 Với việc không yêu cầu sử dụng tải trọng lớn nên không cần sử dụng động cơ cócông suất lớn

- Dễ điều khiển giá thành rẻ

Vì vậy chỉ cần sử dụng loại động cơ DC có công suất nhỏ, khoản 20-40W, điện ápvào 12-24V

Động cơ điện DC là động cơ điện hoạt động với dòng động cơ hoạt động với điện

áp thấp, dùng với những tải nhỏ Trong công nghiệp động cơ điện 1 chiều được

sử dụng ở những nơi yêu cầu monmen tải mở máy lớn và yêu cầu điều chỉnh tốc

độ bằng phẳng và trong phạm vi rộng

Hình II.1 các loại động cơ

*Cấu tạo của động cơ điện một chiều :

- Stato(phần cảm): Gồm lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừa là vỏ máy.Các cực từ chính có dây quấn kích từ

- Roto(phần cứng): Gồm lõi thép và dây quấn phần ứng Lõi thép hình trụ làm bằng cá lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0.5mm, phủ sơn cách điện ghép lại Mỗi phần tử của dây quấn phần ứng có nhiều vòng dây, 2 đầu với 2 phiến góp,

2 cạnh tác dụng của phần tử dây quấn trong 2 rãnh dưới 2 cực khác lên

- Cổ góp: Gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn ở đầu trục motor

- Chổi than: Làm bằng than graphit Các chổi tì chặt trên cổ góp nhờ các lò xo và

lá chổi điện ghép trên nắp máy

Hình II.2 : Cấu tạo của động cơ điện một chiều

* Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều :

- Khi cho điện áp 1 chiều U vào 2 chổi than A và B, trong dây phần quấn phần ứng có dòng điện I Các thanh dẫn ab,cd có dòng điện nằm trong từ trường sẽ

chịu lực Fdt tác dụng làm cho roto quay Chiều của lực được xác định theo

quy tắc bàn tay trái

- Khi phần ứng quay được nữa vòng, vị trí các thanh dẫn ab,cd sẻ đổi chỗ nhau

do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác động không đổi Khiđộng cơ quay các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng E

- Chiều quay sức điện động được xác định theo quy tắc bàn tay phải Ở động

cơ điện 1 chiều thì sức điện động E ngược chiều với dòng diện I nên E gọi làsức phản điện động

Hình II.3: Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều

*Phân loại động cơ điện một chiều :

 Tùy theo cách mắc mạch kích từ với mạch phần ứng mà động cơ điện 1 chiều

được chia thành

- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập, có dòng điện kích từ và từ thông động

cơ không phụ thuộc vào dòng điện phần ứng Sơ đồ nối dây của nó như hình vẽvới nguồn điện mạch kích từ Ukt riêng biệt so với nguồn mạch phần ứng U

- Động cơ điện 1 chiều kích từ song song: Khi nguồn điện 1 chiều có công suất vôcùng lớn, điện trở trong của nguồn coi như = 0 thì điện áp nguồn sẽ là khôngđổi, không phụ thuộc vào dòng điện phần ứng động cơ

- Động cơ điện 1 chiều kích nối tiếp: Dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phầnứng

- Động cơ điện 1 chiều kích từ hỗn hợp: Gồm 2 dây quấn kích từ dây quấn kích từsong song và dây quấn kích từ nối tiếp, trong đó dây quấn kích từ song song là chủ yếu

II.1.1.2 Giới thiệu về cảm biến tiệm cận :

- Chúng ta đã quen với việc sử dụng cảm biến siêu âm để phát hiện vật cản, tuy nhiên điểm yếu của nó là dễ bị nhiễu Để khắc phục điểm yếu trên, đồ án đã sửdụng một phương pháp phát hiện vật cản khác Đó chính là sử dụng hồng ngoại, mà cụ thể hơn là sử dụng cảm biến E18-D80NK thường ứng dụng cho các đặc tính Robot tránh vật cản, trên các dây chuyền phát hiện sản phẩm, các

bộ reminder đa chức năng v.v

- Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và pháttia hồng ngoại theo tần số riêng biệt Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách hoạt động thông qua biến trở ở phần cuối thân cảm biến

Hình II.4 : Cảm biến

• Thời gian hồi đáp: ~2ms

• Nhiệt độ môi trường làm việc: -25oC~50oC

• Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên ápbao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu

• Chất liệu vỏ cảm biến: Nhựa

• Hiển thị ngõ ra bằng Led

• Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L)

II.1.1.3 MODUL RFID :

II.1.1.3.1 Giới thiệu

Radio Frequency Identification (RFID)

là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng

sóng vô tuyến Một thiết bị hay một hệ

thống RFID được cấu tạo bởi hai thành

phần chính là thiết bị đọc (RFDI reader)

và thiết bị phát sóng RFID có gắn chip

hay còn gọi là tag

Hình II.5: Rfid RC522

II.1.1.3.2 Cấu tạo:

Các thẻ này có 1kb bộ nhớ và có một vi mạch có thể thực hiện các phép toán số học Tần số hoạt động của chúng là 13,56 MHz và khoảng cách hoạt động lên tới 10 cm tùy thuộc vào hình dạng của ăng ten Nếu chúng ta mang một trong những thẻ này trước một nguồn sáng, chúng ta có thể nhận thấy ăng-ten và vi mạch mà chúng ta đã nói trước đây

II.2 phân tích yêu cầu hệ thống điều khiển

II.2.1 Hệ thống điều khiển bằng PLC :

II.2.1.1 Sơ lược về lịch sử PLC :

- Ngày nay tự động hóa càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và côngnghiệp, tự động hóa đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của líthuyết điều khiển tự động, tiến bộ của ngành điện tử, tin học… Chính vì vậy mànhiều hệ thống điều khiển tự động ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khảnăng ứng dụng rộng là bộ điều khiển lập trình PLC

• Dễ lập trình và sữa chữa thay đổi chương trình

• Cấu trúc dạng module mở rộng, dễ bảo trì và sữa chữa

• Đảm bảo độ tin cậu trong môi trường sản xuất

- Tuy nhiên hệ thống còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiềukhó khăn trong việc vận hành và lập trình hệ thống, vì vậy các nhà thiết kế từngbước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ dễ vận hành Dễ đơn giản hóa trongviệc lập trình, Sự phát triển của hệ thống phần cứng từ năm 1075 cho đến nay

đã làm hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng

• Số lượng ngõ vào nhiều hơn

• Có khả năng điều khiển các ngõ vào ra từ đằng xa bằng kĩ thuật truyền

thống

• Bộ nhớ lớn hơn

• Nhiều loại module chuyên dùng hơn

- Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kĩ thuậ kết nối các hệ thống PLC riêng lẽthành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẽ Tốc

độ của hệ thống được cải thiện, chu kì quét nhanh hơn Bênh cạnh đó PLCđược chế tạo có thể giao tiếp với các thiết bị ngoại vi nhờ vậy mà khả năng ứngdụng của PLC được mở rộng hơn

II.2.1.2. Cấu trúc của PLC :

- PLC là một thiết bị cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển số thông quamột ngôn ngữ lập trình Toàn bộ chương trình điều khiển sẽ được lưu vàotrong bộ nhớ của PLC Điều này làm cho PLC giống như một máy tính, nghĩa

là có bộ vi xử lý, một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu các chương trình hỗ trợ điềukhiển, dữ liệu, các cổng ra/vào để kết nối với các đối tượng điều khiển… Nhưvậy co thể thấy cấu trúc cơ bản của một PLC bao giờ cũng gồm các thành phần

cơ bản sau:

• Mô đun nguồn

• Mô đun xử lý tín hiệu

• Mô đun vào

II.2.1.3. Ưu nhược điểm của PLC :

 Ưu điểm :

- Sự ra đời của PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển cũng như cáckhái niệm thiết kế về chúng, hệ điều khiển dùng PLC có những ưu điểm sau:

• Giảm đến 80% số lượng dây nối

• Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp

• Khả năng tự chuẩn đoán do đó giúp việc sửa chữa được nhanh chóng và dễ dàng

• Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình , khi không cócác yêu cầu thay đổi các đầu ra thì không cần phải nâng cấp phần cứng

• Giảm thiểu số lượng rơ le và timer so với hệ điều khiển cổ điển

• Không hạn chế số lượng tiếp sử dụng trong chương trình

• Thời gian để một chu trình điều khiển hoàn thành chỉ mất vài ms, điều này tăng tốc độ và năng PLC

• Chương trình điều khiển có thể in ra giấy chỉ trong thời gian ngắn giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống

• Chức năng lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học

• Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

• Dung lượng chương trình lớn để có thể chứa được nhiều chương trình phức tạp

• Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

• Dễ dàng kết nối được với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, kết nối mạng Internet, các module mở rộng

• Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ

• Giá bán cạnh tranh

 Nhược điểm :

- Giá thành cao

- Yêu càu phải biết lập trình

- Chủ yếu ứng dụng trong công nghiệp

- Ngôn ngữ lập trình khó

II.2.1.4. Khả năng ứng dụng :

- Từ các ưu điểm trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều

lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp như:

- Dây chuyền may công nghiệp

- Điều khiển thang máy

- Kiểm tra quá trình sản xuất

- Ngoài ra người ta còn sử dụng PLC trong các ứng dụng giám sát các quátrình trong nhà máy cán tôn, cán thép, các dây chuyền lắp ráp linh kiện điện

tử trong các nhà máy robot, dây chuyền kiểm tra chất lượng sản phẩm…bằng các công tắc hành trình hoặc sen sor và rất nhiều ứng dụng khác

II.2.2 Hệ thống điều Khiển bằng vi điều khiển :

II.2.2.1 Giới thiệu về vi điều khiển :

II.2.2.1.1 Vi điều khiển 8051 :

*Giới thiệu về vi điêu khiên 8051

- Vi điều khiển là một máy tính được tính hợp trên một chip, nó thường được

sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử Vi điều khiển khiển thực chất làmột hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp(khác với các bộ xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khốingoại vi như bộ nhớ, các module vào/ra, các module biến đổi số sang tương

tự và tương tự sang số,… Ở máy tính thì các module thường được xây dựngbởi các chip và mạch ngoài

- Vi điều khiển thường được sử dụng để xây dựng các hệ thống nhúng Nóxuất hiệ khá nhiều trong các thiết bị điện, điện tử, máy giặt lò vi sóng, điệnthoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động

Hình II.6 : Cấu trúc vi điều khiển 8051

- Read only memory (ROM)

- Random access memory (RAM)

- Electrically erasable programmable rom

- Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR)

- Bộ đếm chương trình (PC: program couter)

- Central Processor unit( CPU)

- Các cổng vào ra(I/O)

- Bộ dao động (Oscillator)

- Bộ định thời/đếm (Timers/counters)

- Truyền thông nối tiếp

*Ưu nhược điểm của vi điều khiển :

 Ưu điểm :

- Bộ xử lí có khả năng vượt bậc so với các hệ thống khác về khả năng tínhtoán, xử lý và thay đổi chương trình linh hoạt theo mục đích người dùng, đặcbiệt hiệu quả đối với các bài toán và hệ thống lớn

 Nhược điểm :

- Đối với các ứng dụng nhỏ, tầm tính toán không đòi hỏi khả năng tính toánlớn thì việc ứng dụng vi xử lí cần cân nhắc Bới vì hệ thống dù lớn hay nhỏ, nếudùng vi xử lí thì cũng đòi hỏi các khối mạch điện giao tiếp chức năng phức tạpnhư nhau Các khối này bao gồm bộ nhớ để chứa giữ liệu và chương trình thựchiện, các mạch điện giao tiếp ngoại vi để xuất nhập và điêu khiển trở lại, cáckhối này cùng liên kết với vi xử lí thì mới thực hiện được công việc này Để kếtnối các khối này cần đòi hỏi người thiết kế phải hiểu biết tinh tường về cácthành phần vi xử lí, bộ nhớ, các thiết bị ngoại vi Hệ thống được tạo ra khácphức tạp, chiếm nhiều không gian, mạch in phức tạp và vấn đề chính là trình độngười thiết kế Kết quả là giá thành sản phẩm rất cao, không áp dụng các hệthống nhỏ

• Điều khiển động cơ

• Điều khiển số (PID, mờ…)

• Đo lường( đo điện áp, đo dòng điện, áp suất, nhiệt độ…)

• Cân băng tải, cân toan xe, cân ô tô…)

• phẩm của 1 nhà máy xí nghiệp

• Máy vận hành tự động (dạng CNC)

II.2.2.1.2 Vi điều khiển Arduino :

- Arduino là một bo mạch vi xử lý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác vớinhau hoặc với môi trường thuận lợi hơn

- Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi

xử lý AVR atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32-bit Những Model hiện tại đượctrang bị gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu analog, 14 chân I/O kỹ thuật

số tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau

- Những ví dụ phổ biến cho những người yêu thích mới bắt đầu bao gồm cácrobot đơn giản, điều khiển nhiệt độ và phát triển chuyển động Đi cùng với nó

là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy trên các máy tính cá nhânthông thường và cho phép người dùng viết các chương trình Arduio bằngngôn ngữ C và C++

Hình II.7: Arduino NANO

Ƣu nhƣợc điểm của Arduino :

 Ƣu điểm :

- Ngôn ngữ lập trình dễ hoạc giao tiếp

- Các ngoại vi trên bo mạch đều đã đƣợc chuẩn hóa

- Arduino là một platform đã đƣợc chuẩn hóa nên có rất nhiều bo mạch mởrộng

- Bo mạch Arduino đƣợc thiết kế bởi các chuyên gia hàng đầu về mạch điện

tử, tính ổn định của tín hiệu trong bo mạch cao

- Arduino đƣợc sản xuất công nghiệp , vì vậy độ tin cậy( sử dụng ổn định lâudài) cao, thậm chí trong nhiều móc hiện đại nhƣ một số máy in 3D sử dụngchính bo mạch

- Arduino để điều khiển thiết bị của máy

mô hình học sinh sinh viên

Các ứng dụng nổi bật của board mạch Arduino

- Arduino đƣợc chọn làm bộ não xử lý của rất nhiều thiết bị từ đơn giản đến phức tạp

 Vì những ƣu điểm trên chúng em quyết định lựa chọn cơ cấu điều

khiển chính của hệ là Arduino NANO

III.1.1 Cách chế tạo mô hình :

- Vẽ mô phỏng mô hình bằng phần mềm Creo 5.0

- Lựa chọn vật liệu phù hợp với yêu cầu của mô hình

- Viết chương trình điều khiển

- Lắp mô hình, gắn động cơ, băng tải

- Lắp phần đế cho mô hình

- Chạy thử

III.1.2 Linh kiện chính cho mô hình

Hình III.1 mô hình bãi đâu xe 3D

III.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

III.2.1 Chọn arduino nano là cơ cấu điều khiển chính :

Hình III.2 : Arduino và các chân

Thứ tự chân Tên Pin Kiểu Chức năng

Chân TX-truyền dữ liệu

Chân Rx-nhận dữ liệu

3 RESET Đầu vào Chân reset, hoạt động ở mức thấp

20 A1 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 1

Đầu ra hoặc đầuvào

+ Đầu ra 5V (từ bộ điều chỉnhOn-board) hoặc

+ 5V (đầu vào từ nguồn điện bên ngoài)

Chân đặt lại, hoạt động ở mứcthấp

Chân ICSP :

Tên pin Arduino Kiểu Chức năng

Nano ICSP

MISO Đầu vào hoặc đầu ra Master In Slave Out

MOSI Đầu ra hoặc đầu vào Master Out Slave In

- Các chân: 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 và 16

• Như đã đề cập trước đó, Arduino Nano có 14 ngõ vào/ra digital Các chânlàm việc với điện áp tối đa là 5V Mỗi chân có thể cung cấp hoặc nhận dòng điện40mA và có điện trở kéo lên khoảng 20-50k Các chân có thể được sử dụng làmđầu vào hoặc đầu ra, sử dụng các hàm pinMode (), digitalWrite () và digitalRead()

• Ngoài các chức năng đầu vào và đầu ra số, các chân này cũng có một sốchức năng bổ sung

- Chân 1, 2: Chân nối tiếp

• Hai chân nhận RX và truyền TX này được sử dụng để truyền dữ liệu nốitiếp TTL Các chân RX và TX được kết nối với các chân tương ứng của chip nốitiếp USB tới TTL

Các chân có thể được sử dụng để kích hoạt ba loại ngắt như ngắt trên giá trị thấp,tăng hoặc giảm mức ngắt và thay đổi giá trị ngắt.

- Chân 13, 14, 15 và 16: Giao tiếp SPI

• Khi bạn không muốn dữ liệu được truyền đi không đồng bộ, bạn có thể sửdụng các chân ngoại vi nối tiếp này Các chân này hỗ trợ giao tiếp đồng bộ vớiSCK Mặc dù phần cứng có tính năng này nhưng phần mềm Arduino lại không có

Vì vậy, bạn phải sử dụng thư viện SPI để sử dụng tính năng này

- Chân 16: Led

• Khi bạn sử dụng chân 16, đèn led trên bo mạch sẽ sáng

- Chân 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 và 26 : Ngõ vào/ra tương tự

 ICSP :

Hình III.3 : Các chân của ICSP

- ICSP là viết tắt của In Circuit Serial Programming , đại diện cho một trongnhững phương pháp có sẵn để lập trình bảng Arduino Thông thường, mộtchương trình bộ nạp khởi động Arduino được sử dụng để lập trình một bảngArduino, nhưng nếu bộ nạp khởi động bị thiếu hoặc bị hỏng, ICSP có thể được

sử dụng thay thế ICSP có thể được sử dụng để khôi phục bộ nạp khởi động bịthiếu hoặc bị hỏng