CHƯƠNG 1: TRÌNH BÀY TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN 1.1 Tìm hiểu về ý nghĩa chức năng của cảm biến Khái niệm về cảm biến : Cảm biến là một thiết bị điện tử có khả năng phát hiện và thu nhận nhữ
TRÌNH BÀY TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN
Tìm hiểu về ý nghĩa chức năng của cảm biến
Khái niệm về cảm biến :
Cảm biến là một thiết bị điện tử có khả năng phát hiện và thu nhận những thay đổi từ môi trường xung quanh, có thể liên quan đến các yếu tố vật lý, hóa học hoặc sinh học Các tín hiệu mà cảm biến thu thập sẽ được truyền đến một thiết bị đo để chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau đó hiển thị trên màn hình để người dùng có thể đọc được các thông số liên quan đến các biến động mà cảm biến
Cảm biến thường có độ nhạy rất cao và hoạt động liên tục, ngay cả trong môi trường khắc nghiệt hoặc bị ô nhiễm Vì vậy, chúng thường được bọc bởi một lớp vỏ bảo vệ để tăng cường độ bền và dễ dàng thao tác hơn Khi được gắn thêm lớp bảo vệ này, biến thể có thể được gọi là đầu dò hoặc que đo Nên đâu đó bạn sẽ bắt gặp người ta gọi luôn những que đo (đầu dò) với tên gọi chung là cảm biến Để hoạt động, cảm biến cần có nguồn điện, vì đây là một thiết bị điện tử Nguồn điện có thể được cung cấp bởi thiết bị đo kết nối với cảm biến hoặc từ nguồn tín hiệu mà cảm biến nhận được, có tính hạn chế như độ sáng
Sơ đồ kết nối để cảm biến hoạt động đơn giản sẽ cần những bộ phận sau đây:
- Cảm biến: phù hợp với ứng dụng
- Dây dẫn: nhận và truyền các tín hiệu từ cảm biến đưa vào thiết bị đo
- Thiết bị đo: sẽ gồm bộ chuyển đổi tín hiệu thu từ cảm biến thành tín hiệu điện, màn hình hiển thị dữ liệu để ta có thể đọc được và các phím điều chỉnh chức năng cho cảm biến
Cảm biến có rất nhiều loại khác nhau, sẽ có những cách hoạt động riêng tuy nhiên sơ đồ kết nối này vẫn được xem là cơ bản nhất để chúng ta có thể nhận tín hiệu từ cảm biến
Hình1.1: Cảm biến được ứng dụng
Phân loại Cảm biến
Ngày nay, với sự phát triển và yêu cầu sử dụng đa dạng hơn trong hầu hết mọi ngành công nghiệp, trong phòng thí nghiệm và ngay cả tại nhà của chúng ta… Cảm biến xuất hiện để đảm nhận vị trí trong nhiều công việc khác nhau, do đó bạn có thể phân loại nó thành nhiều nhóm khác nhau
Cảm biến vật lý: sóng điện từ, ánh sáng, các loại tia, hạt bức xạ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách, chuyển động… – Cảm biến hóa học: độ ẩm, pH, ion, khói…
Cảm biến sinh học: đường glucose, DNA/RNA, Protein đặc biệt, vi khuẩn, virus…
Ngoài ra, bạn cũng có thể phân loại cảm biến dựa trên chức năng Cảm biến phát hiện vật lý: ngọn lửa, kim loại, rò rỉ khí hóa chất
Cảm biến dùng để cảm nhận: nhiệt độ, áp suất, bức xạ, chuyển động…
Cảm biến được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, phổ biến nhất là dựa trên đại lượng vật lý mà nó cảm nhận:
- Cảm biến nhiệt độ: Đo lường nhiệt độ môi trường
- Cảm biến áp suất: Đo lường áp suất của chất lỏng, khí nén hoặc chân không
- Cảm biến ánh sáng: Đo lường cường độ, màu sắc hoặc bước sóng của ánh sáng
- Cảm biến vị trí: Xác định vị trí hoặc chuyển động của vật thể
- Cảm biến gia tốc: Đo lường gia tốc của vật thể
- Cảm biến khí: Phát hiện sự hiện diện của các loại khí khác nhau
- Cảm biến sinh học: Đo lường các đại lượng sinh học như nhịp tim, huyết áp, nồng độ glucose trong máu,
Ngoài ra, cảm biến còn được phân loại theo nguyên lý hoạt động, cấu tạo, ứng dụng, v.v.
Ý nghĩa của cảm biến
- Nâng cao hiệu quả và hoạt động của linh hoạt:
Kích thước nhỏ gọn của cảm biến gắn gọn giúp chúng dễ dàng được tích hợp vào nhiều thiết bị và hệ thống khác nhau, từ những thiết bị di động nhỏ gọn như điện thoại thông minh, đồng hồ thông minh đến các thiết bị công nghiệp phức tạp như robot, xe tự lái Vì vậy, các thiết bị này trở nên thông minh hơn, có khả năng thu thập dữ liệu và phản ứng với môi trường xung quanh một cách hiệu quả hơn
- Mở rộng khả năng ứng dụng:
Với kích thước nhỏ gọn, cảm biến gắn gọn có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực mà trước đây không thể, ví dụ như y tế, môi trường, nông nghiệp, v.v Ví dụ, cảm biến gắn kết có thể được sử dụng để theo dõi sức khỏe bệnh nhân, giám sát chất lượng không khí, kiểm soát ẩm thực trong đất,
Việc sản xuất và sử dụng cảm biến gắn gọn có chi phí thấp hơn so với các loại truyền thông cảm biến Rất tiếc, các thiết bị sử dụng cảm biến gắn gọn cũng có giá thành rẻ hơn, giúp người tiêu dùng tiết kiệm chi phí
- Thúc đẩy việc đổi mới sáng tạo:
Kích thước nhỏ gọn và tính hoạt động của cảm biến gắn gọn mở ra nhiều cơ sở mới cho việc đổi mới sáng tạo Các nhà khoa học và kỹ sư có thể sử dụng cảm biến gắn kết để phát triển các sản phẩm và dịch vụ mới, mang lại lợi ích cho con người và xã hội.
Chức năng của cảm biến
Cảm biến là thiết bị điện tử có khả năng nhận biết, cảm nhận và phản ứng với các thay đổi của môi trường xung quanh Nó có thể biến đổi các vật liệu đại lượng như nhiệt độ, ứng dụng, ánh sáng, âm thanh, chuyển động, thành tín hiệu điện có thể xử lý được Dưới đây là các chức năng chính của cảm biến:
- Nhận biết: Cảm nhận các đại lượng vật lý như nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, âm thanh, chuyển động,
- Biến đổi: Chuyển đổi đại lượng vật lý thành tín hiệu điện có thể xử lý được Tín hiệu điện phải chính xác, tỷ lệ thuận với đại lượng vật lý cần đo Có độ nhạy cao, có thể phát hiện được những thay đổi nhỏ nhất của đại lượng vật lý
- Xử lý: Khuếch đại tín hiệu điện để phù hợp với hệ thống thu nhận dữ liệu Lọc nhiễu để đảm bảo độ chính xác của thông tin Chuyển đổi tín hiệu điện sang dạng số để có thể xử lý bằng máy tính
- Hiển thị: Hiển thị dữ liệu đo lường dưới dạng số, biểu đồ hoặc hình ảnh Dễ dàng quan sát và giải thích thông tin Cung cấp cho người dùng thông tin chính xác và hữu ích
- Ngoài ra, cảm biến còn có một số chức năng khác như:
Lưu trữ dữ liệu: Ghi lại dữ liệu đo lường để sử dụng sau này
Truyền thông: Gửi dữ liệu đo lường đến các thiết bị khác qua mạng lưới Điều khiển: Điều khiển các thiết bị khác dựa trên dữ liệu đo lường
Nhờ những chức năng trên, cảm biến đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như tự động hóa, công nghiệp, y tế, môi trường, hàng không vũ trụ, v.v Cảm biến giúp con
10 người thu thập thông tin chính xác về môi trường xung quanh, từ đó đưa ra các quyết định hiệu quả và nâng cao chất lượng cuộc sống.
Tìm hiểu công dụng của một số loại cảm biến
Loại này thường được thiết kế dưới dạng đầu dò nhiệt độ, nó giúp phát hiện các thôngsố nhiệt và truyền tín hiệu đến đầu vào của thiết bị đo nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ thường dựa vào RTD hoặc điện trở nhiệt để thu nhận nhiệt độ và đi qua thiết bị đo để chuyển nó thành giá trị nhiệt mà bạn có thể theo dõi trên màn hìnhCác thông số kỹ thuật của loại này bao gồm, dải đo nhiệt độ tối đa và tối thiểu, đường kính, chiều dài của cảm biến Cảm biến nhiệt độ thường được sử dụng để đo các đặc tính nhiệt của khí, chất lỏng và chất rắn trong nhiều ngành công nghiệp chế biến, thông số môi trường
Hình 1.2: Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến chuyển động: Được định nghĩa là thiết bị điện được trang bị một loại cảm biến đặc biệt nhằm phát hiện ra các chuyển động vật lý trên một thiết bị hoặc trong môi trường thật Ngoài ra, thiết bị này cũng có khả năng phát hiện và nắm bắt cácchuyển động vật lý hoạt động học trong thời gian thực
Hình 1.3: Cảm biến chuyển động
Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến được sử dụng khá phổ biến, công dụng chính là để phát hiện sự hiện diện của các vật thể gần đó mà không cần phải tiếp túc Cảm biến tiệm cận có thể phát hiện sự hiện diện của các đối tượng trong phạm vi vài mm Khi có vật thể tiến đến gần, cảm biến tạo ra tín hiệu vào báo về bộ điều khiển
Cảm biến tiệm cận nói chung là một thiết bị giúp phát hiện ở tầm ngắn, tuy nhiên các nhà khoa học cũng đã có những cải tiến tối ưu giúp thiết bị có thể cảm nhận được ở phạm vi đến vài cm Nhờ vào ứng dụng đặc biệt hữu ích này, cảm biến tiệm cận được sử dụng trong vô số hoạt động sản xuất và rất nhiều thiết bị ngày nay Loại cảm biến tiệm cận thường được sử dụng là cảm biến tiệm cận điện dung Nó
12 sử dụng sự thay đổi điện dung do giảm khoảng cách tách biệt giữa các bản của tụ điện Một bản tụ điện được gắn cố định vào đối tượng đang được giám sát, để làm phương tiện xác định chuyển động và vị trí của đối tượng từ vị trí gắn cảm biến
Hình 1.4:Cảm biến tiệm cận
Cảm biến vị trí/đầu dò vị trí là thiết bị điện tử được sử dụng để cảm nhận vị trí của van, cửa, van tiết lưu, v.v Loại cảm biến này thường được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần thông tin vị trí trong vô số các ứng dụng điều khiển Một bộ chuyển đổi vị trí phổ biến là cái gọi là dây-nồi, hoặc dây chiết áp
Các thông số kỹ thuật chính bao gồm loại cảm biến, chức năng cảm biến, phạm vi đo và các tính năng dành riêng cho loại cảm biến
Hình 1.5: Cảm biến vị trí
Cảm biến mưa (Rain water sensor) là thiết bị chuyên dụng để nhận biết giọt nước, mực nước, trời mưa, lượng mưa hay các môi trường có nước Loại cảm biến này hoạt động giống như một công tắc Bất cứ khi nào mưa rơi trên bề mặt của tấm cảm biến thì mô-đun cảm biến sẽ đọc dữ liệu từ tấm cảm biến để xử lý và chuyển nó thành đầu ra tương tự hoặc kỹ thuật số
Chủ yếu được sử dụng để phát hiện các đối tượng hoặc sự thay đổi trong trên bề mặt thông qua đặc tính quang học Cấu tạo cơ bản của các loại cảm biến quang điện bao gồm bộ phát (dùng để phát ánh sáng) và bộ thu (dùng để nhận ánh sáng)
Hình 1.7: Cảm biến quang điện
Cảm biến khói: Đây là thiết bị được thiết kế chuyên biệt để kịp thời nhận biết khói Thông thường, các loại cảm biến khói được sử dụng trong hệ thống phòng cháy chữa cháy tại các trung tâm thương mại, văn phòng, tòa nhà,…Cảm biến này sẽ phát hiện khói trong không gian và truyền tín hiệu về bộ điều khiển để phát thông báo đến mọi người
Hình 1.8: Cảm biến quang điện
Cảm biến áp suất (Pressure Sensor):
Là một thiết bị cơ điện tử dùng để đo lường, theo dõi và kiểm tra áp suất trong hệ thống đường ống Cảm biến áp suất dùng đầu dò cơ học để đo giá trị áp suất, chuyển chúng sang tín hiệu điện và truyền tín hiệu điện về thiết bị hiển thị hoặc thiết bị điều khiển, PLC thông qua dây cáp điện
Hình 1.9: Cảm biến áp suất
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN GIÀN PHƠI TỰ ĐỘNG
Giới thiệu tổng quan về đề tài giàn phơi tự động
Ngày nay, kỹ thuật điện tử đã có những bước tiến vượt bậc, đặc biệt trong lĩnh vực chế tạo vi mạch và cảm biến Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử, đặc biệt là kỹ thuật vi xử lý và công nghệ chế tạo cảm biến biến đổi, đã đánh dấu một bước lớn trong tiến trình của khoa học kỹ thuật Điều này tạo nền tảng cho chế độ tạo các máy móc thiết bị có tính năng tự động hóa cao
Với điều kiện thời tiết ở Việt Nam, đặc biệt là vào mùa hè thường xuất hiện những cơn mưa rào bất ngờ, việc phơi quần áo trở nên khó khăn Trong những năm gần đây, thị trường đã xuất hiện giải pháp giàn phơi thông minh cho các hộ gia đình Giàn phơi thông minh có nhiều ưu điểm như an toàn, tiện lợi, tiết kiệm diện tích Tuy nhiên, các sản phẩm hiện có chủ yếu được nhập khẩu từ Đài Loan và Trung Quốc, với giá rẻ
Giải quyết tình trạng nhếch nhác ở các khu chung, đô thị và mang lại sự tiện nghi cho cuộc sống hàng ngày, nhóm chúng em đã bắt tay vào nghiên cứu và thực hiện đề tài "thiết kế mạch điều khiển gian phơi quần áo tự động"
Hình 2.1: Giàn phơi tự dộng
2.1.1 Mục đích của đề tài
Nghiên cứu và xây dựng mô hình điều khiển giàn phơi thông minh dựa trên cảm biến mưa Từ đó phát triển cao hơn, đưa bộ điều khiển áp dụng vào trong thực tế
Làm quen với việc tính toán thiết kế, chế tạo, nguyên lý hoạt động của giàn phơi và cũng có phần lý thuyết về mạch điện tử, cảm biến và mạch điều khiển bằng vi điều khiển
Việc thực hiện nghiên cứu đề tài “thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cho giàn phơi quần áo thông minh” trong điều kiện :
- Thời gian thực hiện đề tài chỉ trong một học kỳ
- Kinh nghiệm thực tế chưa nhiều
- Vật tư và linh kiện không đồng bộ
Vì vậy chúng em đã thực hiện nghiên cứu đề tài với những đặc điểm chính sau đây:
- Thiết kết mô hình thí nghiệm
Giàn phơi Giàn phơi quần áo thông minh rất đa dạng về nguồn gốc chủng loại và tính năng hoạt động Đề tài thiết kế giàn phơi thông minh cũng đã được nghiên cứu.
Đưa ra các phương án
2.2.1 Phương án1: Sử dụng cảm biến mưa
Các tính năng / Thông số kỹ thuật của cảm biến mưa:
Cảm biến mưa thường được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của nước hoặc mưa Một ví dụ điển hình là Rain Sensor Module YL-83
Thông số kỹ thuật Điện áp hoạt động: 3.3V – 5V
Tín hiệu số (Digital): 0 hoặc 1, phản ứng tức thì khi phát hiện có nước
Tín hiệu tương tự (Analog): Tín hiệu analog thay đổi tùy thuộc vào mức độ mưa hoặc nước Kích thước bảng cảm biến: 54mm x 40mm Độ nhạy: Có thể điều chỉnh qua biến trở trên module
Nhiệt độ hoạt động: -40°C đến 80°C
Chống thấm: Bản cảm biến cần được giữ khô khi không sử dụng, nhưng vẫn có khả năng chịu được nước trong thời gian ngắn Đặc điểm
Cảm biến: Tấm dẫn điện với các điện cực song song Độ nhạy cao: Phát hiện ngay khi có nước tiếp xúc với tấm cảm biến Ứng dụng: Hệ thống tưới tự động, kích hoạt gạt nước ô tô, cảnh báo thời tiết
Nguyên lý hoạt động của cảm biến mưa
Cảm biến mưa hoạt động dựa trên nguyên lý phát hiện sự thay đổi về điện trở hoặc độ dẫn điện khi có nước tiếp xúc với bề mặt của cảm biến Khi mưa hoặc nước tiếp xúc với bề mặt của cảm biến, mạch điện sẽ nhận diện sự thay đổi này và phát ra tín hiệu
2.2.2 Phương án 2: Sử dụng cảm biến mưa và cảm biến ánh sáng
Các tính năng / Thông số kỹ thuật của cảm biến ánh sáng:
Cảm biến ánh sáng thường được sử dụng để đo cường độ ánh sáng Một ví dụ phổ biến là LDR (Light Dependent Resistor) hoặc Photodiode Sensor Module
Thông số kỹ thuật Điện áp hoạt động: 3.3V – 5V
Dải đo ánh sáng: 0 đến 1000 lux (tùy vào cảm biến cụ thể)
Tín hiệu số (Digital): 0 hoặc 1, xác định dựa trên ngưỡng ánh sáng cài đặt sẵn
Tín hiệu tương tự (Analog): Giá trị điện áp thay đổi theo cường độ ánh sáng
Kích thước module: 30mm x 15mm (kích thước module cơ bản) Độ nhạy ánh sáng: Thay đổi từ khoảng 1kΩ đến vài MΩ, tùy thuộc vào cường độ ánh sáng Nhiệt độ hoạt động: -40°C đến 85°C
Thời gian phản hồi: < 20ms Đặc điểm
Cảm biến: Điện trở nhạy sáng (LDR) hoặc điốt quang Ứng dụng: Điều chỉnh độ sáng màn hình, đèn đường tự động, hệ thống tưới cây dựa vào cường độ ánh sáng
Nguyên lý hoạt động của cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi cường độ ánh sáng thành tín hiệu điện Loại cảm biến này có thể là Photodiode, LDR (Light Dependent Resistor), hoặc Phototransistor, với nguyên lý hoạt động cơ bản như sau:
Trạng thái tối: Khi ánh sáng yếu hoặc không có ánh sáng, điện trở của LDR rất lớn (thường lên đến vài MΩ) Do đó, dòng điện chạy qua cảm biến rất nhỏ hoặc gần như không có
Trạng thái sáng: Khi có ánh sáng chiếu vào, điện trở của LDR giảm mạnh (thường xuống dưới 1kΩ) Điều này cho phép dòng điện tăng lên, và tín hiệu đầu ra thay đổi theo
Nguyên lý hoạt động: Khi cường độ ánh sáng thay đổi, điện trở của LDR thay đổi theo, làm cho dòng điện và điện áp qua mạch thay đổi Mạch điện có thể đo và xử lý sự thay đổi này để xác định cường độ ánh sáng trong môi trường.
Lựa chọn phương án
Sau khi nghiên cứu và tham khảo các nguồn nhóm em đã so sánh các ưu nhược điểm của cả 2 phương án thì nhóm em nhận thấy sử dụng phương án 2 sẽ tối ưu hơn vì nó khắc phục được những nhược điểm của phương án 1 ví dụ như giàn phơi sử dụng cảm biến mưa khi trời tối hoặc khi nắng to sẽ không tận dụng được hết tính năng của sản phẩm.
Sơ đồ khối
Sơ đồ nguyên lý
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý
2.5.2 Chương trình điều khiển adruno
// Motor A connections int enA = 9; int in1 = 8; int in2 = 7;
// Motor B connections int enB = 2; int in3 = 3; int in4 = 4; int rainSensor = 6; // Chân tín hiệu cảm biến mưa ở chân digital 6 (arduino) int lightSensor = 5;
#define MIN_SPEED 0 int value; int value1; bool status_win=true;//true: mo , false dong
22 void setup() { pinMode(rainSensor,INPUT);// Đặt chân cảm biến mưa là INPUT, vì tín hiệu sẽ được truyền đến cho Arduino pinMode(lightSensor,INPUT_PULLUP);
Serial.begin(9600);// Khởi động Serial ở baudrate 9600
// Set all the motor control pins to outputs pinMode(enA, OUTPUT); pinMode(enB, OUTPUT); pinMode(in1, OUTPUT); pinMode(in2, OUTPUT); pinMode(in3, OUTPUT); pinMode(in4, OUTPUT);
} void motor_1_Dung() { digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, LOW);
} void motor_1_Tien() { //speed: từ 0 - MAX_SPEED digitalWrite(in1, HIGH); digitalWrite(in2, LOW); analogWrite(enA,MAX_SPEED);
} void motor_1_Lui() { digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); analogWrite(enA,MAX_SPEED);
} void loop() { value = digitalRead(rainSensor);//Đọc tín hiệu cảm biến mưa value1 = digitalRead(lightSensor);//Đọc tín hiệu cảm biến ánh sáng if (value == LOW) { // Cảm biến đang không mưa khong sang
Serial.println("troi dang mua"); if(status_win==true){ not_rain_light(); status_winse;
Serial.println("troi dang toi"); if(status_win==true){ not_rain_light(); status_winse;
Serial.println("troi khong mua"); if(status_win=se){ rain_light();
Serial.println("troi sang"); if(status_win=se){ rain_light(); status_win=true;
Serial.println("cam bien hong");
Serial.println("mo cua ON"); motor_1_Tien(); delay(5000); motor_1_Dung();
Serial.println("mo cua OFF");
Serial.println("dong cua ON"); motor_1_Lui(); delay(5000); motor_1_Dung();
Serial.println("dong cua OFF");
2.6 Tìm hiểu sơ bộ các phần tử có trên mô hình
Hình 2.6: Mạch cảm biến mưa
Tấm cảm biến: Là phần tiếp xúc trực tiếp với nước mưa, thường được làm bằng kim loại hoặc vật liệu dẫn điện
Mạch điện tử: Bao gồm bộ so sánh, vi điều khiển, rơ le và các linh kiện điện tử khác + Lắp đặt cảm biến mưa tại vị trí dễ tiếp xúc với nước mưa
+ Khi trời mưa, cảm biến sẽ phát hiện tín hiệu và truyền đến mạch điều khiển
+ Mạch điều khiển sẽ tự động thu hồi dàn phơi vào nhà để bảo vệ quần áo khỏi bị ướt
Khi trời không mưa: Tấm cảm biến khô ráo, có điện trở cao Mạch điện tử sẽ so sánh điện trở của cảm biến với giá trị tham chiếu (được cài đặt sẵn hoặc điều chỉnh bằng biến trở) Do điện trở cao, điện áp tại đầu ra của bộ so sánh cao hơn giá trị tham chiếu Vi điều khiển sẽ kích hoạt rơ le ở trạng thái ngắt
Khi trời mưa: Nước mưa rơi xuống làm cho tấm cảm biến bị ướt, điện trở giảm xuống Điện áp tại đầu ra của bộ so sánh thấp hơn giá trị tham chiếu Vi điều khiển sẽ kích hoạt rơ le ở trạng thái bật
Module L298 V3 là một module điều khiển động cơ H-Bridge sử dụng IC L298N, được thiết kế để điều khiển các loại động cơ DC hoặc động cơ bước Cấu tạo của module bao gồm:
1 IC L298N: Là trung tâm của module, chịu trách nhiệm điều khiển dòng điện cấp cho động cơ L298N có thể điều khiển hai động cơ DC hoặc một động cơ bước
2 Cổng cấp nguồn (VCC, GND, 5V): Cung cấp nguồn cho module và động cơ Thường thì cổng VCC cấp nguồn chính cho động cơ (thường từ 7V đến 35V), còn cổng 5V có thể được sử dụng để cấp nguồn cho logic bên trong
3 Chân điều khiển (IN1, IN2, IN3, IN4): Được kết nối với vi điều khiển (như Arduino) để điều khiển trạng thái của các transistor bên trong IC L298N, từ đó điều khiển chiều quay và tốc độ của động cơ
4 Chân ENA và ENB: Được sử dụng để bật/tắt hoặc điều chỉnh tốc độ của động cơ thông qua điều chế xung (PWM)
5 Diode bảo vệ: Bảo vệ module khỏi dòng ngược do động cơ tạo ra khi dừng đột ngột
6 Tản nhiệt: Giúp module tản nhiệt khi điều khiển động cơ với dòng lớn
Module L298 V3 hoạt động theo nguyên lý cầu H (H-Bridge) Các chân IN1, IN2, IN3, và IN4 được sử dụng để điều khiển các transistor bên trong IC, điều này quyết định dòng điện đi qua động cơ theo chiều nào, giúp động cơ quay thuận hoặc ngược
• Điều khiển chiều quay: Bằng cách điều khiển các chân IN1, IN2 (cho động cơ 1) và IN3, IN4 (cho động cơ 2), ta có thể đảo chiều dòng điện qua động cơ, từ đó đảo chiều quay của động cơ
• Điều khiển tốc độ: Sử dụng PWM trên các chân ENA và ENB, ta có thể điều chỉnh tốc độ quay của động cơ bằng cách điều chỉnh độ rộng xung Ứng Dụng
Module L298 V3 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển động cơ, bao gồm:
• Xe robot: Điều khiển động cơ để di chuyển xe theo các hướng khác nhau
• Cửa tự động: Điều khiển động cơ mở hoặc đóng cửa tự động
• Dàn phơi thông minh: Điều khiển động cơ kéo dàn phơi theo tín hiệu từ cảm biến (như cảm biến mưa) hoặc nút nhấn
• Điều khiển băng tải: Ứng dụng trong các hệ thống băng tải, nơi cần điều khiển động cơ để di chuyển hàng hóa.
1 Động cơ điện (Motor): Phần chính của motor giảm tốc, có thể là động cơ DC hoặc
AC tùy thuộc vào ứng dụng Động cơ này cung cấp chuyển động quay với tốc độ cao
2 Hộp giảm tốc (Gearbox): Hộp giảm tốc được gắn liền với động cơ để giảm tốc độ quay của trục đầu ra Nó bao gồm các bánh răng được thiết kế để giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn
3 Trục đầu ra (Output Shaft): Trục này truyền động lực từ hộp giảm tốc đến tải Tốc độ của trục này thấp hơn nhưng mô-men xoắn cao hơn so với trục đầu vào của động cơ
4 Vỏ bọc (Housing): Vỏ bọc bảo vệ các thành phần bên trong khỏi bụi bẩn và các tác động bên ngoài
1 Cung cấp điện: Khi cấp nguồn cho động cơ, động cơ sẽ bắt đầu quay với tốc độ cao
2 Chuyển động qua hộp giảm tốc: Chuyển động quay của động cơ được truyền qua hộp giảm tốc Hộp giảm tốc bao gồm các bánh răng với tỉ số truyền nhất định Các bánh răng này làm giảm tốc độ quay và tăng mô-men xoắn
3 Truyền động đến trục đầu ra: Sau khi qua hộp giảm tốc, tốc độ quay của trục đầu ra sẽ thấp hơn nhưng mô-men xoắn sẽ cao hơn, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu lực đẩy mạnh nhưng không cần tốc độ cao Ứng dụng
Motor giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:
• Robot: Được sử dụng trong các hệ thống điều khiển robot, nơi cần điều khiển chính xác tốc độ và lực đẩy
• Băng chuyền: Sử dụng trong các hệ thống băng chuyền trong nhà máy sản xuất để vận chuyển hàng hóa
• Máy móc công nghiệp: Được sử dụng trong các máy móc cần lực đẩy mạnh như máy ép, máy cắt, và các thiết bị tự động hóa
THI CÔNG SẢN PHẨM
Bảng vật tư
STT Tên vật tư Thông số Số lượng
8 Cảm biến ánh sáng 5.4*4.0mm, 5V 1
Thi công sản phẩm
31 Hình 3.2.2: Hoàn thiện mô hình
32 Hình 3.2.3: Hoàn thiện sản phẩm
