Đề Tài Thiết kế và chế tạo bãi đỗ xe tự động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề Tài : Thiết kế và chế tạo bãi đỗ xe tự động Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện : Lớp : HƯNG YÊN-2023 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển từng ngày Song hành với các thành tựu về khoa học công nghệ thì việc ứng dụng các thành tựu ấy vào sản xuất là điều rất cần thiết Đặc biệt là sự phát triển của ngành kỹ thuật điện tử, đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với độ chính xác cao, gọn nhẹ và việc ứng dụng chúng ngày càng được mở rộng Vậy nên việc tạo nên các bãi đỗ xe tự động này có thể giúp giải quyết những vấn đề chung liên quan đến quản lý chỗ đậu xe, như sự cạnh tranh gay gắt trong việc tìm kiếm chỗ đỗ trống, sự lãng phí tài nguyên và thời gian do việc đợi đến lượt đỗ xe Xuất phát từ lý do trên và những kiến thức em có được trong quá trình học tập và nghiên cứu, đặc biệt là được sự hướng dẫn của cô/thầy em được nhận nghiên cứu đề tài: “Thiết kế chế tạo mạch bãi đỗ xe tự động” nhằm củng cố về mặt kiên thức trong quá trình thực tế Em nghĩ rằng đây là cơ hội cho chúng em học tập nghiên cứu để phục vụ cho kiến thức của riêng chúng em cũng như vận dụng nó vào trong các thành phố đang có mật độ sử dụng ôto cao trên cả nước Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn cùng với sự lỗ lực cố gắng của cả nhóm, sự tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, đến nay đồ án của em về mặt cơ bản đã hoàn thành Trong quá trình thực hiện dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ còn hạn chế, kinh nghiệm còn ít nên không thể tránh khỏi sai sót Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn Xuất phát từ những nhu cầu ứng dụng, em đã thiết kế một mạch điều khiển, đó là “Thết kế và chế tạo mạch bãi đỗ xe tự động” Nội dung báo cáo này gồm 3 Chương: Chương 1: Tổng quan về đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Kết luận Mặc dù rất cố gắng hoàn thành bài báo cáo này nhưng vẫn không tránh khỏi thiếu sót mong thầy và các bạn đóng góp ý kiến để nhóm có thể hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2023 Giảng viên hướng dẫn MỤC LỤC Chương I: Tổng quan về đề tài 6 1.1 Lí do chọn đề tài 6 1.2 Mục tiêu của đề tài 6 1.3 Kế hoạch thực hiện 6 Chương 2: Cơ sở lý thuyết 7 2.1 Máy biến áp .7 2.1.1 Khái niệm .7 2.1.2 Cấu tạo 7 2.1.3 Phân loại 8 2.1.4 Nguyên lý hoạt động 8 2.2 Điện trở .8 2.3 Tụ điện 10 2.3.1 Khái niệm, ký hiệu và phân loại 10 2.3.2 Ký hiệu và nhãn nhận dạng giá trị tụ điện 10 2.4 Diode 14 2.4.1 Cấu tạo của Diode bán dẫn 14 2.4.2 Phân cực thuận cho Diode .15 2.4.3 Phân cực ngược cho Diode 16 2.4.4 Phương pháp đo kiểm tra Diode 16 2.4.5 Ứng dụng của Diode bán dẫn 17 2.5 TRANSISTOR 17 2.5.1 Ký hiệu và cấu tạo của transistor .17 2.5.2 Thông số kĩ thuật của transistor 18 2.5.3 Phân cực cho transistor 18 2.5.5 Các cách mắc transistor cơ bản 19 2.5.6 Hình dạng một số loại transistor thực tế .21 2.5.7 Ứng dụng của transistor 21 2.6 LED 21 2.6.1 LED 21 2.6.2 Led 7 thanh 22 2.7 Sơ lược về IC ổn áp 24 2.7.1 IC 78xx (7812 và 7805) 24 2.8 IC 74192 25 2.9 IC 74247 26 2.10 Giới thiệu về IC 7408 .28 2.10.1 Tìm hiểu IC 7408 là gì? 28 2.10.2 Thông số kỹ thuật IC 7408 .28 2.10.3 Chi tiết sơ đồ chân IC 7408 .29 2.10.4 Cách sử dụng 7408 (74LS08) 31 2.10.5 Một số ứng dụng IC 7408 (74LS08) 33 2.11 IC 7414 34 2.11.1 Các tính năng và thông số kỹ thuật của IC 74HC14 34 2.11.2 IC 74HC14 được sử dụng ở đâu? .34 Các ứng dụng 37 2.12 Relay .37 2.13 Nút nhấn hành trình .38 2.14 Cảm biến quang (Cấu trúc, lắp đặt và ứng dụng) 41 2.14.1 Cấu tạo cơ bản 41 2.14.2 Lắp đặt ứng dụng cảm biến quang công nghiệp .42 Chương III: Kết quả tính toán và thi công mạch .45 3.1 Tính toán thông số 45 3.2 Thiết kế sơ đồ khối 45 3.2.1 Giới thiệu về vai trò, nhiệm vụ của từng khối 45 3.3 Thiết kế mạch nguyên lý 49 4.1 Kết luận 50 4.2 Hướng phát triển .50 Chương I: Tổng quan về đề tài 1.1 Lí do chọn đề tài Bãi đỗ xe tự động sử dụng IC số là một trong những đề tài phổ biến trong ngành công nghệ hiện nay Lý do chọn đề tài này là do việc quản lý bãi đỗ xe trở nên khó khăn khi con người không thể kiểm soát tất cả các phương tiện cùng một lúc Với sự phát triển của công nghệ, việc áp dụng IC số vào bãi đỗ xe có thể giúp việc quản lý, kiểm soát trở nên thuận tiện hơn, từ đó giảm thiểu các sai sót trong quá trình quản lý và cải thiện hiệu quả công việc trong lĩnh vực này Đồng thời, đề tài này còn giúp kiểm soát lượng xe vào ra, thu thập dữ liệu và phân tích để quản lý hiệu quả hơn các khoảng trống trống trong bãi đỗ xe, từ đó tối ưu hóa sử dụng không gian ở các bãi đỗ xe công cộng Việc áp dụng công nghệ IC số vào quản lý bãi đỗ xe cũng mang lại lợi ích cho người dân và du khách khi giảm thiểu thời gian tìm kiếm chỗ đỗ xe và phí thường niên cho việc đỗ xe Do đó, làm việc trong lĩnh vực này không chỉ mang lại lợi ích cho các doanh nghiệp mà còn giúp cải thiện cuộc sống của con người 1.2 Mục tiêu của đề tài - Tìm hiểu nguyên lý, chức năng và tác dụng của các IC số - Tìm hiểu được các chức năng, tác dụng của cá linh kiện thiết bị điện tử - Hoàn thành sản phẩm là mạch bãi đỗ xe tự động - Rèn luyện cho sinh viên cách tự học, đi đôi với thực hành và khả năng chiển khai một đè tài đồ án môn học 1.3 Kế hoạch thực hiện - Bước 1: Tìm hiểu lý thuyết chung của mạch đếm sản phẩm Bao gồm nguyên tắc hoạt động của mạch và một số mạch để đưa ra lựa chọn tốt cho đề tài làm đồ án - Bước 2: Tìm hiểu về các linh kiện, thiết bị điện tử sử dụng trong mạch trên, từ đó tính toán lựa chọn các linh kiện, thiết bị đạt yêu cầu sử dụng trong mạch - Bước 3: Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm vẽ mạch proteus, mô phỏng từ đó đưa ra cách vẽ mạch đếm sản phẩm và hoàn thành bản mạch in của mạch - Bước 4: Sau đã có bản mạch in tiến hành thi công hoàn thành sản phẩm 6 Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2.1 Máy biến áp 2.1.1 Khái niệm Máy biến áp: là loại máy dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều Có loại máy biến áp biến đổi dòng điện từ cao xuống thấp hoặc từ thấp lên cao tùy theo nhu cầu của người sử dụng Hình 2.1.1: Máy biến áp 2.1.2 Cấu tạo Máy biến áp có các bộ phận chính gồm: Lõi thép (mạch từ), dây cuốn - Lõi thép của máy biến áp được xếp từ các lá tôn định hướng Dùng để dẫn từ thông chính của Máy, được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện hay lá tôn định hướng Mỏng ghép lại - Dây quấn máy biến áp, quấn xung quanh lõi thép, được làm từ dây đồng hoặc dây nhôm, có loại dây tròn, có loại dây dẹt, bên ngoài dây bọc một hay nhiều lớp giấy cách điện Được chế tạo bằng dây đồng hoặc nhôm có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện 7 Hình 2.1.2: Cấu tạo máy biến áp 2.1.3 Phân loại - Theo cấu tạo ta sẽ phân chia thành máy biến áp một pha và máy biến áp ba pha - Theo chức năng có máy biến áp hạ thế và máy biến áp tăng thế - Theo cách thức cách điện: máy biến áp lõi dầu, máy biến áp lõi không khí,… - Theo mối quan hệ cuộn dây ta chia thành biến áp tự ngẫu và biến áp cảm ứng - Theo nhiệm vụ: máy biến áp điện lực, máy biến áp cho dân dụng, máy biến áp hàn, máy biến áp xung,… 2.1.4 Nguyên lý hoạt động Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ Khi đặt điện áp xoay chiều ở 2 đầu cuộn dây sơ cấp, sẽ gây ra sự biến thiên từ thông ở bên trong 2 cuộn dây Từ thông này đi qua cuộn sơ cấp và thứ cấp, trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng và làm biến đổi điện áp ban đầu Hình 2.1.3: Nguyên lý hoạt động của máy biến áp 2.2 Điện trở a) Khái niệm: Điện trở hay Resistor là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện, hiệu điện thế giữa hai đầu của nó tỉ lệ với cường độ dòng điện qua nó theo định luật ohm: V=IR.b) Ký hiệu: theo hai tiêu chuẩn US và EU 8 Hình 2.2.1: Ký hiệu b) Hình dạng thực tế Hình 2.2.2: Điện trở ngoài thực tế c) Mã màu trên điện trở và cách đọc  Mã Mầu trên điện trở: Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở thì ngoài việc nhà sản xuất in trị số của nó lên linh kiện thì người ta còn dùng một qui ước chung để đọc trị số điện trở và các tham số cần thiết khác Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm Hình 2.2.3: Bảng màu điện trở Cách đọc: + Đối với điện trở 4 vạch màu: 3 vạch giá trị thì 2 vạch đầu là số, còn vạch thứ 3 là vạch mũ… còn vạch cuối cùng là sai số của điện trở + Đối với điện trở 5,6 vạch: 3 vạch đầu là đọc giá trị của điện trở, vạch 4 là vạch mũ, vạch 5 là sai số 9 + Đối với điện trở dán giá trị của điện trở bằng hai số đầu, 10 mũ số thứ 3 2.3 Tụ điện 2.3.1 Khái niệm, ký hiệu và phân loại Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động dùng để làm phần tử tích trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện Thông thường đối với dòng điện 1 chiều thì tụ điện có trở kháng vô cùng lớn còn với dòng điện xoay chiều thì trở kháng tụ điện thay đổi tùy theo tần số dòng điện (nói đơn giản hơn là tụ điện dẫn dòng xoay chiều và ngăn dòng một chiều) Ta có dung kháng của tụ là ZC = j XC = 1/ j 2.f.C Tụ điện là phần tử có giá trị dòng điện qua nó tỉ lệ với tốc độ biến đổi điện áp trên nó theo thời gian theo công thức: Ký hiệu: Các tụ điện được ký hiệu như sau: T T ụ ụ T h h ụ o o kh á á T T ôn c c ụ ụ biến g ó ó hoá dung hay tụ pp p k biến hâ h h hông đổi n â â phân cự n n cực c c c ự ự c c Hình 2.3.1: Ký hiệu một số loại tụ Đối với tụ không phân cực, khi mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý đến cực tính nhưng đối với tụ phân cực thì cực dương phải nối vào điểm điện áp cao hơn, cực âm nối với điểm điện áp thấp hơn 10