bài tập lớn thiết kế hệ thống cơ điện tử đề tài thiết kế sản phẩm cơ điện tử bàn học thông minh

NỘIDUNG1:PHÂNTÍCHNHIỆMVỤTHIẾT KẾ1.1:Nhucầu thịtrườngHiện nay, nhu cầu sử dụng các sản phẩm bàn học thông minh đang ngày càng tăng,đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục.. Các trường học, tr

BỘCÔNGTHƯƠNG TRƯỜNGĐẠIHỌC CÔNG NGHIỆPHÀNỘI

KHOACƠ KHÍ

BÀITẬP LỚN THIẾTKẾ HỆTHỐNGCƠĐIỆNTỬ

ĐỀTÀI: THIẾTKẾSẢN PHẨMCƠĐIỆN TỬBÀNHỌCTHÔNG MINH

II Nội dunghọctập

1 Tênchủđề:Thiếtkếsảnphẩm cơđiệntử: Bànhọcthôngminh

2 Hoạtđộngcủasinhviên

Nộidung1:Phân tíchnhiệmvụ thiếtkế

-Thiết lập danh sáchyêu cầu

Nộidung 2:Thiết kếsơbộ

3 Sảnphẩm nghiên cứu:Báocáothuhoạchbàitậplớn.

III Nhiệmvụhọctập

Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày 08/05/2023

đến ngày 11/06/2023).

Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh

giá.

IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án

Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các tài liệu tham khảo Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính.

NỘIDUNG1:PHÂNTÍCHNHIỆMVỤTHIẾT KẾ

1.1:Nhucầu thịtrường

Hiện nay, nhu cầu sử dụng các sản phẩm bàn học thông minh đang ngày càng

tăng,đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục Các trường học, trung tâm đào tạo và các tổ chứcgiáodục đang ngày càng chú trọng đến việc trang bị các phòng học và phòng thí nghiệm vớicác thiết bị thông minh nhằm tăng cường hiệu quả giảng dạy và nâng cao hiệu quả học tậpchosinh viên, họcsinh

Hình1.1:Bànhọcthôngminh

Ngoài ra, các doanh nghiệp và công ty đang có xu hướng sử dụng các sản phẩm bànhọc thông minh để tăng cường trải nghiệm học tập và tương tác giữa các thành viên trongtập thể Với tính năng kết nối Internet và tích hợp các ứng dụng học tập, các sản phẩm bànhọc thông minh cũng đang trở thành sự lựa chọn phổ biến cho các tổ chức tổ chức hộithảo,buổi

giớithiệusảnphẩmvàcácsựkiệntươngtự.Dođó, nhucầuthịtrường vềbàn

họcthông minhđangtăngcaovàtiềmnăng chosựpháttriển

Bàn được thiết kế chuẩn công thái học vô cùng tốt cho hệ xương sống theo từng giaiđoạn phát triển của trẻ Tùy vào từng dòng sản phẩm khác nhau mà bàn có thể nâng hạchiều cao bằng trục quay hoặc

cơ điện Vì vậy, phụ huynh có thể dễ dàng điều chỉnh tưthế ngồi phù hợp với vóc dáng của con, tạo sự thuận tiện tối đa cho việc học tập từ Đọc –Viết–Vẽ

Hình1.2:Bàn họcbolaco

BànhọcthôngminhBolacocókhảnăngđiềuchỉnhđượcgócnghiêngmặtbàn tốiđatừ0-70độ, vừagiúp trẻhạnchếbịcậnthịvừagiúp chống đượcgùlưngdophải nhìn

quá gần Bàn còn được thiết kế thêm một lớp matte vừa chống nước, chống xước

vàchống lóa giúp con có thể lau sạch bụi bẩn, mực viết hay bất kỳ thứ gì bám bể trên mặtbànchỉvớimộtchiếckhănmềm

 BànhọcthôngminhErgonomic

Bàn học thông minh Ergonomicđược thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu

ANSI-BIFMAX5.Phòngtránhcáccănbệnhhọcđường.Chẳnghạnnhưbệnhcậnthị,gùlưng,congvẹocộtsốnghayđaucổvaigáy,…

BànhọcsinhHòaPhátcómặtbànđượcthiết kếđặcbiệt,gồm2phần:

Bàn có độ dày dặn, hơn hẳn các mẫu bàn học trên thị trường Khung bàn được làmtừ thép cứng, có khả năng chống xước tốt, chịu nhiệt và chống ẩm hiệu quả, thích ứng tốttrongmôitrườngkhắcnghiệt.

Các chất liệu đều được đánh giá cao về sự an toàn, không độc hại nên không

gâyảnh hưởng đến sức khỏe của người dùng Mặt bàn có khả năng chống trơn, giúp ngườidùng khi để sách vở, dụng cụ học tập không bị rơi rớt Hơn thế, bề mặt nhẵn mịn giúp dễdàngvệsinh hơn

Cácchitiết, phụkiệncủabànđềuđượcchămchúttỉmỉ, đảmbảođộgắnkếtchặtchẽgiữa cácbộphậnvớinhau

hệ xương khớp, cột sống và chống cận thị Với việc tích hợp các công năng nhưvậy mà chiếc bàn học sinh thông minh làcông cụ đắc lực giúp chống gù chống cận khihọctậptại nhà.Bànhọccòn

3 Sản phẩm chưa đạt được độ tin cậy tuyệt đối: Một số sản phẩm bàn học

thôngminh hiện nay vẫn còn gặp phải một số lỗi kỹ thuật, hoặc có thể bị hỏng do sử dụng quánhiều

4 Năng suất làm việc bị giảm: Với những học sinh chưa quen sử dụng bàn

họcthôngminh,việclàmquenvàđiềuchỉnhsẽtốnnhiềuthờigian, làm giảmnăng suấtlàmviệc

5 Hạn chế về tính di động: Một số loại bàn học thông minh sử dụng điện năng lớn,dođókhôngthểdùngtrongcácbuổihọchoặchộithảoởnơikhôngcóđiện

6 Khósửachữa: Khisảnphẩmbịhỏng, việcsửachữabànhọcthôngminhsẽtốn

kémhơnsovới bànhọcthôngthường,doyêu cầukỹthuậtcao

DDD

DD

DDD

- Kíchthướctổngthể:

+ Chiềurộngmặtbàn750mm+ Chiềudàimặtbàn1200mm+ Chiềucaotínhđến mặtbànthayđổiđượctừ500-900mm

- Kệsách:

+ Chiềurộng220-250mm+ Chiềucao500-600mm

- Ngắnkéo:

+ Chiềudài300-400mm+ Chiềurộng300-350mm+ Chiềucao170-220mm

Mặtbàn:

DDDDDDD

Điều chỉnh không gian học tập

NỘIDUNG2:THIẾTKẾ SƠBỘ2.1 :Xácđịnh cácvấnđềcơbản

2.2 :Thiếtlậpcấutrúcchứcnăng

 Cấutrúcchứcnăngtổngthể:

Điệnnăng

Cơn ă n g , q u a n g n ă n gTínhiệuđiềukhiển

Ngườisửdụng

TínhiệuđiệnvàhiểnthịNgườisửdụng

Tàiliệu,dụngcụhọc tập Tàiliệu,dụngcụhọc tập

Cungcấpánhsáng

Theo giỏithờigianhọc

Cungcấpđiện

Chốngngủgật

nhắcnhởhọcbài

Xử lý tín hiệu điều khiển ,

dữliệu

HiểnthịĐiều

khiểnbằnggiọngnói

Điện năng Biến áp Chống ngắn mạch Điện năng

ánhsáng

Tín hiệu Tín hiệu nhắc nhở

Tín hiệu độ caoTín hiệu

điều khiển

Đo độ cao

Dẫnhướng

Truyềnđộng

TăngmomenTạo cơ năng

- Chứcnănghiểnthị

Tínhiệu

Kếtnốiđiệnthoại,máytính

Tínhiệuhiểnthị

ghichú

- Chứcnăngnhắcnhở:

Nhắcnhởlichhọc

Nhắcnhởdeadline

- Chứcnăng điềuchỉnh độcaobànghế:

HiểnthịbàihọcHiểnthịthờigianHiểnthịlịchhọc,ghichú

Người sử dụng Nhận biết ngủ gật Phát tín hiệu cảnh báo Cảnh báo

Tài liệu dụng cụ Nâng đỡ Lưu giữ tài liệu dụng cụ Tài liệu dụng cụ

Phíchcắm3chân

Nguyênlýaptomat

Nguyên lýmạchbảovệ

4 Biếnáp Nguyênlý cảmứngđiệntừ

5

Cung cấp

ánhsáng

Chuyển đổiđiện-quang

Nguyênlýdiotphátquang

Nguyênlýđènsợiđốt

Nguyênlýionhóatrongchấtphátquang

hướngsáng

ốngxoayvạnnăng

Nguyênlýcảmbiếnquangdẫn

Nguyên lýPhotodiode

Cảmbiếnquangphátxạ

Điềukhiển Nútnhấn Nútvặn

Nútcảmứng

Điềuchỉnhtần Bămxung cắtgócpha

8 Điềuchỉnh

cườngđộánhsáng

CổngUSB Cổngaudio CổngHDMI

10 Hiển thị

thờigian

CôngnghệLCD

CôngnghêLED

CôngnghệOLED

11 Hiển thị

lịchhọc,ghichú

Mànhìnhcảmứng Trêngiấy

12 Ghichú Bảngđiệntử Ghibằngbút

Hiệnthôngbá

o nhắcnhở

15 Chuyểnđổiđiệncơ

Nguyênlýđộngcơ

Nguyênlýkhínén

Nguyễnlýthủylực

Công tắchànhtrình

Cảmbiếnsiêuâm

Cảmbiếntiệmcận

caobànghế

17 Tạocơnăng

Độngcơđiệnmộtchiều

Độngcơthủylực Tayquay

18 Tăngmomen Nguyênlý bánhrăng

19

Truyềnđộng

Bộtruyềnvítme

Nguyênlýdòngdọc

Nguyênlýxilanhthủylực

Nguyênlýthanhraycontrượt

Nguyênlýốngtrượt

21

Ngồihọc

Ngồi

Ngồikiểughếquỳ

Ngồithẳngchân

Tựalưngđêmbôngđơn

Tự lưng đệmbôngkép

Tựa lưngđệmhơi

23 Xoay Nguyênlý ổbi

24 Dichuyển Bánhxechịulực

25

Mátxa

Tạochuyểnđộngquay

Nguyênlýđộngcơmộtđiều

Nguyênlýđộ

ng cơsevor

Nguyênlýđộngcơxoaychiều

26 Tạođộrung Cơcấutayquaycontrượt

27 Điềuchỉnhđộ

rung

Điềuchỉnhbiên độđiệnáp

Điềuchỉnhtầnsố

28 Chốnggùlưng Điềuchỉnhđộsâ

ulưngghế

Cơcấucontrượt

Khớptịnhtiến

29 Giảmáplựclê

ncộtsống

Đaichốnggù,tựalưngcongtheocộtsống

tựalưngcongtheocộtsốn

30

Chốngngủgật

Nhậnbiếtngủgật

Phân tíchchuyểnđộng

Giámsátmắt

Cảnhbáorung

Cảnhbáoâmthanh

Cảnhbáorungvàâmthanh

Các nguyên tắc làm việc được hình thành các biến thể được biểu diễn như

trongbảng trên Cụ thể những nguyên tắc được ký hiệu cùng màu sẽ tạo thành một biếnthể.Theo bảng trên ta có thể thấy có ba biến thể với ba màu khác nhau được tạo ra tươngứngmàuđỏ(biếnthể1),màuxanhdương(biếnthể2)vàmàuxanhlục

biếnthể.Trongcáctiêuchílớncónhữngtiêuchínhỏhơn đượcđặtra.

STT Tiêuchí Điểmt

Điểmti êuchíco n

Qua quá trình đánh giá ta thấy biến thể số 3 có số điểm đánh giá cáo nhất và xếp hạng tổng thể tốt nhất Điều đó cơ

bảnchứng tỏ biến thể 1 được tối ưu tốt nhất đối với các tiêu chí đề ra Biến thể 3 do đó đại diện cho một giải pháp nguyên tắc tốt đểbắtđầugiaiđoạnthiếtkếcụthể

chỉnh độ nghiêng bàn Xử lý tín hiệu và

điều khiển

Điều khiểngiọng nóichỉnh độ cao mặt bàn

Hiển thị,giao tiếp

Di chuyểnXoay

Chống gù

Lịch học Thời gianNgồi học

Nhắc nhởBài học

chỉnh độ cao ghếMát xa

Ghi hình giám sátCung cấp sáng ánh sáng

Theo giỏi thời gian họcChống ngủ gật

sáng

Đocường độsáng

Chỉnh hướng sángChỉnh độ sáng

3.1.1: Tạosơđồ hệthống

Ánh

Điệnnăng

Giọngnói

Ngườisửdụng

Tài

ĐođộnghiêngĐođộcao

Xửlýtínhiệuvàđiềukhiển

Điềukhiểngiọngnói

Giọngnói

Kếtnốithiếtbịngoạivi

Lưugiữtàiliệu,dụngcụhọc tậpNângtải

Lịchhọc Thờigian

NhắcnhởHiểnthị,

giaotiếpBàihọc

BảovệđiệnCấpđiện

TheogiỏithờigianhọcChốn

gngủgật

ĐocườngđộsángChỉnhhướngsáng

Chỉnhđộsáng

Động cơ Bảnlề Mặtbàn

Ngăn kéoKệsá ch

CổngUSB

Cổng HDMICổng sạc

Nhóm 9 Nhóm 11

Khung ghế

Bánhxe

Tựalưng,cổ Vixử lý

Bộđ iều khiển giọng nói

Đồnghồ Loa Màn hình cảm ứng Khungbàn

Với mỗi nhóm bộ phận thiết kế sẽ có một vài chi tiết chung có tươngquan hình học và vị trí không với nhau Do vậy, ta sắp xếp cho các nhóm cóbộ phận chung cùng thiết kế với nhau Bảng dưới đây thể mô tả một số chứcnăngvà

nhiệmvụđặtrachocácnhómthiếtkế:

Bộđiềuchỉnhđiện áp Ốngxoayđachiều

cắmDây điện Bộchuyểnđổiđiệnáp Aptomat

3 Điềuchỉnh độcaobànghế Xilanhđiện

Bộphậndẫnhướng

4 Điềuchỉnhdộnghiêngmặtbàn Mặt

bànBản lềĐộngc ơ

Cơcấuvítme Nútđiềukhiển

Hệthốngrung

Cổng HDMICổngU SB

kéoTủsác h

Mặtbàncốđịnh

Cơ cấu tịnh tiếnBánh xe Chân ghế

ngồiTựa lưngTựacổ Hệthốngrung