Thiết kế mô hình băng tải cho hệ thống chiết rót tự Động

thì một trong những việc đầu tiên là phải thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống băng tải đê phục vụ cho nhu cầu sản xuất đê tăng năng suât và tiệt kiệm được nhân lực với độ chính xác hiệu quả

; BỘ CÔNG THƯƠNG oe TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THANH PHO HO CHi MINH

KHOA CONG NGHE DIEN

e

INDUSTRIAL UNIVERSITY OF HOCHIMINH CITY

DE TAI:

THIET KE MO HINH BANG TAI CHO HE THONG

CHIET ROT TU DONG

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYÊN CHÍ CƯỜNG NHÓM 2:

MSSV:

NGUYEN ANH KHOA 21020201

THÀNH PHO HO CHi MINH, NGAY 16 THANG 01 NAM 2024

BO CONG THUONG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

ĐÈ TÀI:

THIET KE MO HINH BANG TAI CHO HE THONG

CHIET ROT TU DONG

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYÊN CHÍ CƯỜNG NHÓM 2:

SINH VIÊN THỰC HIỆN: MSSV:

NGUYỄN THANH LAM 21013641

NGUYÊN ANH KHOA 21020201

THANH PHO HO CHi MINH, NGAY 16 THANG 1 NAM 2024

PHIEU GIAO DE TAI

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TS Nguyễn Chí Cường

NHAN XET CUA GIANG VIEN PHAN BIEN

Giảng viên phản biện' ký tên

LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước với tiêu chí công nghiệp hoá và hiện đại

hoá, tự động hoá giữ một vai trò đặc biệt quan trọng, bởi vì tự động hoá có liên quan chặt

chẽ đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, làm tăng năng suất lao động, tạo nên sự phát triển cho các ngành sản xuât các sản phâm đóng chai

Khi xây đựng môt nhà máy nước đóng chai v.v thì một trong những việc đầu tiên là phải thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống băng tải đê phục vụ cho nhu cầu sản xuất đê tăng năng

suât và tiệt kiệm được nhân lực với độ chính xác hiệu quả cao

Thiết kế băng tải là một trong những khối kiến thức chuyên ngành tự động hoá được

trang bị cho sinh viên điện được đào tạo tại khoa Công nghệ điện trường Đại học Công

nghiệp TP.HCM Với những kiến thức đã được trang bị, học tập, nghiên cứu trong nhà trường, đồ án “Thiết kế hệ thống băng tải cho hệ thống chiết rót tự động” là đề tài cụ thê hóa các kiến thức tự động hoá áp dụng vào đối tượng thực tế

Sau thời gian làm đồ án, với nỗ lực của bản thân và các bạn trong nhóm, đồng thời với sự

hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy TS Nguyễn Chí Cường, đến hôm nay nhóm đã hoàn thành đỗ án của mình Với

lượng kiến thức còn hạn chế, cùng với đề tài thiết kế băng tải là tương đối phức tạp đòi

hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và chuyên môn cao nên trong quá trình thiết kế chúng em không thê tránh khỏi những sai sót, mong được sự nhận xét góp ý của thầy

TP.HCM, ngày 16 tháng 01 năm 2024

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi muốn tuyên bồ rằng, ngoài các tài liệu tham khảo đã được chấp thuận, luận văn này hoặc không sử dụng ngôn ngữ, ý tưởng hoặc tài liệu gốc khác từ bất kỳ cá nhân nào khác; hoặc chưa được nộp cho bất kỳ chương trình hoặc tổ chức giáo dục và nghiên cứu nào khác Chúng tôi hoàn toàn hiểu rằng bất kỳ chỉ tiết nào trình bày trong

luận văn này mâu thuẫn với nhận định trên sẽ dẫn đến việc bị từ chối khỏi Hội đồng báo

vệ khóa luận tại Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

TP.HCM, ngày 16 thang 01 nam 2024

Tac gia

Nguyễn Thanh Lam

Nguyễn Anh Khoa

TURNITIN DECLARATION

LOI CAM ON

Đề hoàn thành đề tài luận văn và kết thúc khóa học, với tình cảm chân thành, chúng em

xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới trường Đại học Công nghiệp đã tạo điều kiện cho chúng em có môi trường học tập tốt trong suốt thời gian chúng em học tập, nghiên cứu tại trường

Chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy TS Nguyễn Chí Cường đã giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình nghiên cửu và trực tiếp hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này Đồng thời, chúng em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy cô trong Khoa Công nghệ điện, bạn bè đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho chúng em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bài nghiên cứu này một cách hoàn chỉnh nhất

Xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 16 tháng 01 năm 2024

Tac gia

Nguyễn Thanh Lam

Nguyễn Anh Khoa

NHAN XET CUA GIANG VIEN HƯỚNG DÂN 2-25 cs sex ceeeeesrerrsrs Il NHAN XET CUA GIANG VIEN PHAN BIEN.u.ccscssscsscssssssssssesssssssssescsssssscstsssescsnssssssseese m 098.9171008 a5 3 Ô IV

090099 )9 000087 Vv 0:00) 0909971 74)0090) 0577 VI LOL CAM ON csccsscsscsssssscssscsscsssssncsescsnccescsnccenssnccescenccesssuceansenccsnsenccanceuceaneascaseaesseeseesees VII CHUONG 1: TONG QUAN MO HINH BANG TAI CHO HE THONG CHIET ROT TU’ 09) 0000" .ẻẻẽ '-(d4 2 1

1.1: Lý đo chọn đề tài ác TT HH TH HH H1 HH HH ru 1

1.2: MUC tl6U oo cece cccececccccccesccesceseeectccccececcccccssvseecerttttttssceseeececeserseesesttttttsceeceeeeseeeaaes 3

2.1.5: DOng co DANG 'iiiitÝiÝiAÝ 7

2.2: Động cơ điện một 1 9 2.2.1: Cầu 0 9

2.2.2: Nguyên lý hoạt động: -L Q01 1212211 1192221152112 21 1511111 tới 10

; 8» 0 HH 10

2.3: Cảm biến tiệm cận: 2-5252 SE 2 2712112112112111111211122112 01211111 rg 11 2.3.02 Khaw MIG eee csc eeccescessesvesssesvessvesvessssssessssssessssssesessssessisssesseseseesassesesass ll

P28 0/008 1 .d II

2.3.3: Đặc điểm 0 5c s22 2212121212121 1212 n1 ng 11 2.3.4: Phân loại cảm biến tiệm CAI cccccsceceessessessessessessessessessessessvsvesesessesnees 11

2.6.2: Nguyên lý hoạt động của nút nhắn - 2-52 SE E221 1821215 1212 tre 21 2.6.3: Công dụng của nút nhấn - 5c SE 11E11E111111211211112111111 1t rrag 21

2.7; Phan mém CADE Simu và PC Simu: 2-5222 t2 2213221122211 21

2.8: Nguồn điện “tổ ong” một chiều (nguồn xung) - SE SE EExrry rưên 22 2.9: Module Relay trung Ø14n: L0 012121211 12111 1211121111111 1112111115151 1 ke nHkg 23

2.9.1: Các loại rơ-le và cách xác định trạng thái của nó: (c2 ca 24

2.9.2: Ung Dụng Của Relay St HT 2E ng HH HH HH reo 24 2.9.3: Nguyên Tắc Vận Hành Của Relay - 5 St c E221 t2 xen 24 2.10: Mạch giảm điện áp (Mạch Buck): c0 0 2c 1212 112112 HH re 25

2.10.1: Cầu tẠO: c2 2 2 1112121112111 11 1 101112111111 rre 25

2.10.2: Nguyên lý hoạt động: Q02 122112 1n HH 111115111 key 25

2.11.1: Sơ đồ chân 74L/S4/7 - + 5s 2 2E 1121122121111 221211 errreg 26 2.11.2: Thông số kỹ thuật và tính năng IC 74L.S417 2-5222 trererrere 27 2.11.3: Nguyên lý hoạt động IC 74LŠ47 2 2.22211221112111 11112 1n re sớy 28

2.12: LED 7 đoạn - - L LH ng T501 1k1 515055551 k ky 28

2.12.1: Cầu tẠO 0c 22 2221121111221 11211211 1111111101111111 1e re 29

2.12.2: Phân loại Led 7 đoạn: - Q00 00022 2 2 21v ng S g1 vu chế 29

2.12.3: Chân ngõ ra: Q02 11122 11111 1111110111111 n nen HH 29 2.12.4: Nguyên lý hoạt động: Q0 102112 1n HH 111115111 key 30

CHUONG 3: THIET KE VA THI CONG MO HÌNH - s5 ce«ccrxscres 32

3.1.3: Vận tốc băng tải: - St TỰ TH 11212121 HH1 re 33 3.1.4: Chiều dài dây băng tải: cn TH nnnn HH nHr gge gay 33

3.1.5: Động cơ băng tải: L0 1201121112212 1125115111115 2111111511111 hườ 34

3.2: Lập trình vi điều khiển Arduino cho hộp điều khiển của mô hình băn tải: 35

3.3: Sơ đồ nguyên lý phần điều khiển mô hình băng tải cho hệ thống chiết rót: 39 3.4: Thông số kỹ thuật mô hình băng tải: 5 SE E1 121212181 8E tre 39

3.5: Lựa chọn vật tư đề thi Ẻ 27777 40

ENMdl00v00 30 ((00(155(jiiaddđidtt 41 3.6.1: Công đoạn l: Lắp ráp khung băng tải - 5 SE EHE rgHrrrnyk 4] 3.6.2: Công đoạn 2: Gắn pulley truyén Ong cccccccecccecsscsscesesseseeseseesvsveeseeeeseeeeees 41

3.6.3: Công đoạn 3: Lắp dây băng tải 5 tt n1 HH He 42

3.6.4: Công đoạn 4: Gắn động cơ vào băng tải: HH nga 42 3.6.5: Công đoạn 5: Gắn cảm biển vào băng tải: án ng HH He He 42 3.6.6: Công đoạn 6: Lắp ráp hộp điều khiỂn: 5 ST E221 xe 43

/.10i)00917)/81:17 008 46 200809007 3a5 47

Mục lục bảng biếu

Bảng I: Bảng chọn độ rộng tối thiểu băng tải - SE E2 21211 HH He rat 5 Bảng 2: Báng sơ đồ chân IC74LLS477 5-52 E21211211211211271211 11018122121 nrrea 26 Bảng 3: Bảng trạng thái ngõ vào LED bảy đoạn đương chung 5 52-555 30 Bảng 4: Bảng trạng thái ngõ vào LED bảy đoạn âm chung c2 c2 ccsxs s22 31

Mục lục hình ảnh Hình 1: Băng tái công nghiệp mẫu .- 5c ST SE 2211212111111 E12.1 1 re 1 Hình 2: Băng tải công nghiệp mẫu số 2 S1 1 1E E111 112121112 re 2 Hình 3: Khung băng mẫu 1 1E SE 1 EEE12111112111111 01112 12t 12t ng ni 4 Hình 4: Khung chân băng tải mẫu 2-52 S221 21 E221121811211211127121211 11212121211 re 4

Hình 5: Mô tả biến số tính toán chiều đài băng tải - - cS HE HH HH HH ng 7 Hình 6: Mô tả biến số tính toán động cơ kéo băng tải 0à nhe rưe 8

Hinh 7: Mau động cơ điện một In 9 Hình §: Cấu tạo động cơ điện một 10

Hình 9: Mẫu cảm biến tiệm cận điện đưng - SE EEEE121211 12.121 tt rrrrrte 11

Hình 10: Cấu tạo cảm biến tiệm cận điện dung c1 1111222122 11 1112221 re ớy 12

Hình I1: Cầu tạo cảm biến tiệm cận cảm ứng tỪ 5 tt E111 1x rrte 12

Hình 12: Giao diện tái xuống phiên bản Arduino IDE 2.2 225252 c2 xrrsei 14

Hình 13: Ngõ ra vi điều khiển Arduino MEGA2560 R3 CH340 - 5-5222 s2 15

Hình 14: Mẫu công tắc gạt Ôn-ÔN Q.0 00 1211121112112 2201151115110 k 1kg tra 19

Hình 15: Mẫu công tắt gạt On-OfF s1 1 111 HH gu H te 20 Hình 16: Công tắc gạt On-Off-On 5 n1 E11 12211012121 tre 20

Hình 17: Mẫu nút nhân nhả - 22 2 222 2S222122512211211211121121122112112211211221121101 21 xe 20

Hình 18: Sơ đỗ nguyên lý nút nhấn - 5c St 1 SE 11 1111112121212 EHEtgrHrai 21 Hình 19: Giao diện sử đụng phần mềm CADE Simu(bên trái), PC SImu (bên phải) 22

Hình 20: Sơ đỗ khối nguồn tổ ong - S1 1 1211211 1211 1 211012110121 na 23

Hình 21: Mẫu nguồn tổ ong 5V 2A 70x40x32mm 2 22 2S SE 1221211112121 1E xe 23

Hinh 22: Mau module relay trung gian mức kích cao/thấp 5V - 522cc 24 Hình 23: Cầu tạo mạch giảm áp - 5 2511 12 1212111212111 1.2 11 1 HH re 25

Hình 24: Sơ đồ chân thực tế của IC74L/S47 - ¿- 2+ 22211222221122122111112.1211 2E cte 26

Hình 25: Bảng chuyên đổi từ mã BCD sang tín hiệu 7 chân LED bảy đoạn 28

Hình 26: VỊ trí các đoạn LED - ccccccccccccccccceccessesssstnsttsceceseceeauaetececececceeeuseanes 29

Hình 27: Sơ đỗ ngõ vào LED bảy đoạn âm chung - 55-5 SE SE SE xen rrye 30

Hình 29: Mô hình tính toán chiều dài dây băng tải 0 0-1 SE He ru 33

Hình 30: Viết chương trình cho vi điều khiển 5-5 S9 2 E2 2 212122111 reo 35

Hình 31: Lưu đồ giải thuật toàn bộ chương trình 55 s 2E SE sr re 36

Hình 32: Lưu đồ hàm con 2: 2-21 2122212212221221271221271112112121112212112121 1 Ha 37 Hình 33: Lưu đồ hàm chính 2- 2-22 2E92219211211221121122121111212212121122122 1 e6 38

Hình 34: Sơ đỗ nguyên lý hộp điều khiển băng tải - SG ST net 39 Hình 35: Gia công khung băng tải L0 22011211122 1n nxnHH H ng H rnkryu 41 Hình 36: Lắp ráp pulley vào băng tải - 1 5 SE E211 22212 reo 41

Hình 37: Gắn dây băng tải vào khung 5 c2 E121 11 t2 1 tt Hye 42 Hình 38: Gắn động cơ kéo băng tải - 1S TT HH HH HH HH rat 42

Hình 39: Lắp cảm biến tiệm cận dung vào băng tải L2 02211 He 43

Hình 40: Sơ đỗ nối dây hộp điều khiển G5 SE 2112 11212 1 tt Hye 44

Hình 41: Hộp điều khiển sau khi lắp ráp - 5 1 S1 1 1121121 1121111 2E re 44

CHƯƠNG 1: TONG QUAN MO HINH BANG TAI CHO HE

THONG CHIET ROT TU DONG

1.1: Ly do chon dé tai

Việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào các lĩnh vực không còn là điều xa lạ đối với thế

giới ngày nay Nhờ vào sự phát triển của công nghệ, đặc biết là công nghệ tự động hóa đã

tạo ra hàng loạt dây chuyền sản xuất, thiết bị máy móc tự động nhằm phục vụ cho việc

sản xuất hàng loạt, có thể đáp ứng yêu cầu với độ chính xác cao, tốc độ nhanh và có thê thay thế con người làm việc trong môi trường nguy hiểm

Trong công nghiệp, tại những nhà máy sản xuất nước uống thì hệ thông chiết rót tự động

là một khâu không thể thiếu trong cả bộ máy mà đặc biệt là phần băng tải Hệ thống băng tải là thiết bị được sử dụng trong công đoạn di chuyên, nguyên vật liệu, hàng hóa Băng tải giúp nâng cao hiệu suất làm việc, tiết kiệm thời gian vận chuyền và tối ưu chỉ phí Xuất phát từ nhu cầu thực tế, nhóm đã tìm hiểu, thiết kế và thi công mô hình băng tải cho

hệ thống chiết rót tự động

Thông qua khảo sát thị trường nhóm nhận thấy có các sản phân băng tải xích nhựa thường được dùng cho hệ thống chiết rót Dưới đây là thông tin của một số sản phâm có trên thị trường:

1 Băng tải xích nhựa của tập đoàn Intech Group

Kích thước: chiều đài * chiều rộng * chiều cao: tùy chính theo yêu cầu khách hàng

Vật liệu: xích nhựa POM trắng hoặc nâu, bề mặt không gi, chịu nhiệt lên đến 100

độ C

Góc nghiêng: tùy theo không gian lắp đặt Động cơ giảm tốc: 180W Nhật, Ý, Đức, Hàn

Khung băng tải: nhôm định hình, Inox 304, thép không gi

Công suất > 0.2 KW, thay đôi linh hoạt Điện áp: 110V - 220V - 380V

Bang tai sản xuất nước giải khát 03 của công ty TNHH Kỹ thuật Thiên Long

Hình 2: Băng tải công nghiệp mẫu số 2

Khung băng tai: st dụng CI00-150mm, UI00-I50mm, vuông 30x60mm,

40x80mm vật liệu: sắt sơn tĩnh điện, inox201, inox 304

Vật liệu xích: Plastic POM có nhiều đạng xích nhựa khác nhau tùy theo công dụng tải liệu

Tang chuyền động: theo bộ xích nhựa vật liệu inox hoặc nhựa

Hệ thông điện: Motor, biến tầng điều khiền tốc độ, tủ điện điều khiến

Nguồn điện sử dụng Ipha 220V hoặc 3 pha 380V

Chiều rộng xích tải nhựa : tùy theo nhu cầu của khách hàng

Môi trường làm việc từ -l0 — 90° C

Trọng tải của băng tải xích cuốn: 0-50kg/m

Ưu điểm:

- _ Hệ thống băng tải xích nhựa giúp đây chuyền được kết nối, vận hành liên tục cùng

khả năng chịu tải tốt

- _ Khả năng chịu mài mòn

- _ Giảm ma sát trong quá trình vận chuyên

- Chi phí lắp đặt tiết kiệm hơn so các loại băng tai khac, dé bao tri và vận hành

Nhược điểm:

- _ Giới hạn trọng tải chịu đựng được thấp

- Dé bi bién dang trong méi trường có nhiệt độ cao

- _ Không thể làm việc hiệu quả ở địa hình g6 ghé

Tuy nhiên, các băng tải kề trên chỉ có chức năng vận chuyển Mặc khác, các dây chuyền sản xuất trong công nghiệp là khép kín, khó tiếp cận đối với các sinh viên Nên vì thê, dé phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu trước khi ra trường, nhóm đưa ra ý tưởng thiết kế

mô hình băng tải cho hệ thống chiết rót tự động

Để cải tiền thêm, nhóm đưa ra thêm ý tưởng sử dụng các loại cảm biến gắn vào băng tải

để thực hiện việc điều khiến khi chiết rót nước Các tính năng thông minh sau khi hoàn

thiện mô hình sẽ bao gồm: có bảng điều chỉnh thời gian dừng khi gặp cảm biến 1.2: Mục tiêu

1) Mục tiêu tông quát: Tính toán, thiết kế thành công mô hình băng tải cho hệ thông chiết rót tự động

CHUONG 2: CO SO LY THUYET

2.1: Hệ thống băng tải:

2.1.1: Khung băng tải:

Hình 3: Khung băng mẫu

Kết cầu khung băng tải được thiết kế có nhiều hộc, lỗ thông thoáng dễ quan sát, tiện

vệ sinh và bảo dưỡng

Hệ cơ cầu nâng xích giúp công nhân vệ sinh trong lòng bằng một cách thuận tiện và nhanh chóng

Các chỉ tiết cơ khí như bộ tăng xích, các gôi đỡ, quả lô có thê tháo rời tại chỗ đề lắp đặt, vệ sinh, bảo dưỡng, kiểm tra, thay thế một cách dễ đàng

Hình 4: Khung chân băng tải mẫu

Hai nút điều khiển băng tải: được đặt ở cả 2 đầu băng tải giúp lên xuống hàng thuận lợi, cùng các phím tăng giảm tốc độ dễ dàng sử dụng và điều khiên Hệ thống công tắc

khẩn cấp khi gặp sự cô

Ba thanh đỡ băng tải: giúp dẫn hướng sản phẩm, có thể đễ đàng điều chỉnh khoảng

2.1.2: Độ rộng tối thiểu dây băng tải:

Độ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyên và kích cỡ vật phâm (hay kích

thước của các “hạt” vật liệu) cần vận chuyên trên băng Nếu kích cỡ vật phâm càng lớn

thì độ rộng băng tải càng phải rộng Bảng l trình bày độ rộng tối thiêu của băng tải cho các giá trị kích cỡ vật phâm khác nhau Cột A dùng cho các vật phẩm có kích thước khá đồng nhát; cột B cho các đạng vật phẩm có kích thước không đều — “hạt” to nhất không quá 10% thê tích cả khối Bảng tra chỉ mang tính chất tham khảo

Bang 1: Bang chọn độ rộng tối thiểu băng tải

Vận tốc băng tải có thé thay déi tùy thuộc vào mục đích str dung Bang tai duoc su dung

trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm công nghiệp sản xuất, khai thác mỏ, giao

thông van tai va nhiều lĩnh vực khác Dưới đây là một số ví dụ về vận tốc băng tải trong một số ứng dụng cụ thể:

- Sản xuất công nghiệp: Trong ngành sản xuất, băng tải thường được sử dụng đề

chuyên chất liệu hoặc sản phâm từ một vị trí đến vị trí khác trong quá trình sản xuất Vận tốc của băng tái sẽ phụ thuộc vào quy trình sản xuất cụ thê và loại sản phâm

- _ Khai thác mỏ: Trong ngành khai thác mỏ, băng tải có thê được sử dụng đề vận chuyển

quặng và các vật liệu khai thác khác từ vị trí khai thác đến các khu vực chế biến hoặc

lưu trữ Vận tốc băng tải trong trường hợp này có thê rất chậm hoặc rất nhanh, tùy thuộc vào quy mô khai thác

- _ Giao thông vận tải: Băng tải có thê được sử dụng trong hệ thống giao thông vận tải,

chăng hạn như sân bay, để vận chuyển hành lý từ khu vực check-In đến khu vực lưu

trữ hoặc băng chuyền tới máy bay

- Công nghệ thực phẩm: Trong ngành công nghệ thực phẩm, băng tải có thê được sử dụng để vận chuyên thực phẩm từ quy trình chế biến đến quy trình đóng gói hoặc dong chai

Vận tốc của băng tải có thê được điều chính để đảm bảo hiệu suất tốt nhất trong từng ứng

dụng cụ thể Quyết định về vận tốc cần dựa trên yếu tô an toàn, hiệu suất sản xuất, và các

yếu tố khác phụ thuộc vào ngành và ứng dụng cụ thể

- _ Trong công nghệ nước đóng chai, vận tốc băng tải ảnh hưởng đến tốc độ chuyên đổi chai, thời gian sản xuất và cả chất lượng sản phâm cuối cùng Dưới đây là một số điểm liên quan đến vận tốc băng tải trong máy chiết rót nước đóng chai:

- Tốc độ sản xuất: Vận tốc băng tái ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sản xuất của máy

chiết Điều này có thê ảnh hưởng đến khả năng sản xuất hàng ngày hoặc hàng giờ của nha may dong chai

- D6 chinh xac: Van téc bang tai can duoc diéu chinh sao cho phu hop véi toc dé chiét

nước và đóng nắp chai một cách chính xác Nếu vận tốc quá nhanh, có thê dẫn đến sự

mắt cân đối trong quá trình đóng nắp hoặc làm đồ nước ra ngoài chai Ngược lại, nêu

- _ An toàn: Vận tốc băng tải cần phải được điều chỉnh sao cho an toàn cho cả máy móc

và người vận hành Quá trình di chuyên chai trên băng tải phải điển ra một cách ôn định và không gây nguy hiểm

- _ Loại chai và kích thước: Vận tốc băng tải có thé phụ thuộc vào loại chai và kích thước

chai đóng Chai lớn có thể yêu cầu vận tốc thấp hơn đề đám bảo tính ổn định trong quá trình di chuyền

Công thức xác định tốc độ của băng tải trong mô hình chiết rót tự động:

- d: khoang cách giữa hai chai nước tính từ ria chai (m)

-_ tÌ; thời gian hoàn thành tiến trình chiết rót chai (bao gồm di chuyển chai đến vòi, rót nước)

2.1.4: Chiều dài dây băng tải:

Do băng tải lớn chịu tải không lớn nên việc tính toán chiều dài sẽ tính theo băng tải này

*Chiéu dài dây băng tái được tính toán như sau:

Hình 5: Mô tả biến số tính toán chỉ 'âi dài băng tải

Chu vi của pulley: C=2 ar (mm)

r: bán kính pulley (như hình về)

Khoảng cách giữa hai tâm pulley d (mm)

Chiều dai bang tai L=C +2d(mm)

2.1.5: Động cơ băng tải:

Công suất động cơ luôn là yếu tô cần phải lựa chọn tính toán trước tiên dé chọn động cơ

cho băng tải Công suất này là tổng hợp của các thành phần sau:

- _ Công suất cần thiết đê chạy không tai

- _ Công suât cân thiệt đề dị chuyên vật cân tải

- _ Công suât cân thiệt đề thăng lực ma sát

Tổng hợp của 3 thành phân là công suất cần thiết đê chạy băng tải Thành phần tăng tốc chỉ cần thiết trong lúc khởi động Đây là điểm hoạt động tốt nhất bởi vì motor hoạt động

ở hiệu suất lớn nhất và nó dự phòng cho quá tải và sự mất cân bằng khi tải hàng Việc tăng sự căng băng tải và hệ số ma sát giữa đai và pulley đủ để duy trì vận tốc của băng tải bằng với vận tốc của pulley

Hình 6: Mô tả biến số tính toán động cơ kéo băng tải

- - Khối lượng của băng tải là 1,5kg

- _ Khối lượng tải yêu câu trên băng tải 1.8kg

- _ Đường kính pulley truyền động là 30mm

- _ Hệ số ma sát giữa băng tải và bề mặt nhôm là 0,3

Vận tốc đầu ra của hộp giảm tốc motor được tính như sau:

w= * (vong /phut)

mu d

d: duong kinh pulley (mm)

v: van toc bang tai (m/s)

Chọn động cơ có vận tốc đầu ra hộp giảm tốc là n (vòng/phút)

Hộp giảm tốc có tí số truyền i va '\ là hiệu suất

Vận tốc thực của động cơ là ¡*n (vòng/phút)

Lực ma sát giữa băng tái và nhôm:

F=m.g.u Trong đó:

m là khối lượng của băng tải và vật nặng yêu cầu trên băng tải

g:gia tốc trọng trường, lây g=9,8lm/s°

u: hệ số ma sát giữa băng tải và nhôm, u=0.3

Moment can truyén cho pulley truyền động đề kéo băng tải được tính như sau:

_F.d

12

Đây chính là momen đầu ra của hộp giảm tôc Mômen thực tê cần thiết ở đầu ra motor là:

Trong đó:

T„: momen đầu ra của motor

T: là mômen đầu ra của hộp giảm tốc

¡: tỉ số truyền hộp giảm tốc

rr hiệu suất hộp giảm tốc

Công suất động cơ được tính như sau:

— T.n m

_ 955.10

2.2: Động cơ điện một chiều:

Động cơ một chiều DC (DC là từ viết tắt của "Direct Current Motors") loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp DC- điện áp 1 chiều Đầu dây ra của đông cơ thường gồm hai day (dây dương nguồn- VCC và dây tiếp đất- GND) Trong công nghiệp động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu momen mở máy lớn hoặc yêu câu thay đôi tốc

2.2.1: Cầu tạo:

Một động cơ DC gồm 6 phan co ban:

- Phan ung (Armature)

- Phan cam (field magnet)

- C6 gop (Commutat)

- _ Chỗi than (Brushes)

- Truc motor(Axle)

- Bé phan cung cap dong dién DC

Phan cam bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ, dây quấn phần cảm (cuộn kích từ)

Số lượng cực từ chính ảnh hưởng tới tốc độ quay Đối với động cơ công suất nhỏ, người

ta có thê kích từ bằng nam châm vĩnh cửu

Phần ứng gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại có rãnh đề đặt các phần tử của đây quần phân ứng Điện áp một chiều đưa vào phần ứng qua hệ thống chôi than — vành góp 2.2.2: Nguyên lý hoạt động:

Khi cấp điện cho cuộn dây phần ứng sẽ hình thành nên các cực tính Các cực tính này cùng đầu với cực tính của phần cảm, tạo ra lực từ đây nhau, gây nên chuyên động của

Với mỗi một loại động cơ điện DC như trên thì có các ứng dụng khác nhau Nhưng trên

thực tế, ta chủ yếu tiếp xúc với loại động cơ DC công suất thấp có phần cảm sử dụng nam châm vĩnh cửu nên thông Còn khi nói đến và quan tâm tới kích từ cho động cơ DC là nói đến các loại động cơ DC công suất lớn, phần cảm của động cơ không phái là nam châm vĩnh cửu mà là nam châm điện Phần nam châm điện này cũng gồm lõi thép kỹ thuật và các bó đây Đề phần cảm biến thành nam châm điện ta cần phải cấp điện cho phần cảm của nó, khi đó ta gọi nó là kích từ Dòng đi qua cuộn kích từ này có thê thay đổi đề điều

2.3.3: Đặc điểm

- _ Phát hiện vật thê không cần tiếp xúc, không tác động lên vật, khoảng cách xa nhất tới 30mm

-_ Hoạt động ôn định, chống rung động và chồng giật tốt

- Cam bién này hoạt động tôt ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt

2.3.4: Phân loại cảm biến tiệm cận:

Dựa vào nguyên lý hoạt động có hai loại cảm biến chính: cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

và cảm biến tiệm cận điện dung:

2.3.4.1: Cảm biến tiệm cận điện dung:

Nguyên lý hoạt động: Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đôi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor), có thé phát hiện tat ca vat thé

Hình 9: Mẫu cảm biến tiệm cận điện dung

Hình 10: Cấu tạo cảm biến tiệm cận điện dung Gồm 4 phần chính:

- Cuộn dây điện từ

-_ Bộ tạo dao động

- Mach Trigger

- Khéi Output

ở trong cùng là hai điện cực tạo thành tụ điện, vòng tròn thứ ba ngoài cùng gọi là điện cực bù Điện cực bù có tác dụng giảm độ nhạy của cảm biến với bụi bắn, dầu mỡ giúp cho cảm biến hoạt động chính xác hơn

2.3.4.2: Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

Nguyên Tắc Hoạt Động: Từ trường do cuộn dây của sensor tạo ra sẽ thay đổi khi tương

tác với vật thể kim loại (do đó chỉ phát hiện được vật thé kim loại)

Hình 11: Cấu tạo cảm biến tiệm cận cảm ứng tử

2.4: Giới thiệu lập trình Arduino:

Arduino IDE (Integrated Development Environment) là một phần mềm được sử dụng rộng rãi đề lập trình và phát triển ứng dụng cho các bo mạch phát triên Arduino Arduino

là một nền tảng phát trién phố biến trong lĩnh vực điện tử và lập trình nhúng, cho phép người ding dé dang tao ra các dự án điện tử từ những ý tưởng đơn giản đến phức tạp

Arduino IDE cung cap một môi trường thân thiện cho việc viết mã cho các bo mạch Ardumo Dưới đây là một số tính nang chinh cua Arduino IDE:

- Giao dién dé str dụng: Giao điện người dùng đơn giản và trực quan, giúp người dùng

dễ đàng viết mã và tải nó lên bo mạch Arduino

- Trinh bién dich va nap chuong trinh: Arduino I[DE ởi kèm với trình biên dịch GCC (GNU Compiler Collection), cho phép biên địch mã nguồn Arduino thành mã máy có thê chạy trên bo mạch Ngoài ra, nó cũng hỗ trợ chức năng nạp chương trình vào bo mạch thông qua kết nối USB

- Thư viện tiêu chuẩn: Arduino IDE di kém voi mét bé thư viện tiêu chuẩn, giúp đơn

giản hóa việc lập trình cho các chức năng cơ bản như giao tiếp thông qua GPIO, UART, I2C, điều khiển motor, và nhiều chức năng khác

- - Mô phỏng và kiểm tra mã: IDE cung cấp khả năng mô phỏng hoạt động của chương trình trước khi nạp lên bo mạch thực tế, giúp người dùng kiểm tra và sửa lỗi một cách

- Hỗ trợ cộng đồng: Cộng đồng Arduino rất lớn và tích cực, với nhiều tài liệu hướng dẫn, ví đụ mã nguồn và diễn đàn trực tuyến để người dùng chia sẻ kinh nghiệm va giúp đỡ nhau trong quá trình phát triển dự án

- _ Đa nền táng: Arduino IDE có phiên bản cho nhiều hệ điều hành, bao gồm Windows, macOS va Linux

Tổng quan, Arduino IDE là công cụ lập trình mạnh mẽ và dễ dàng sử dụng, thích hợp cho

cả người mới bắt đầu và những người có kinh nghiệm trong lĩnh vực điện tử và lập trình nhúng

2.4.1: Điểm nỗi bật:

- Gia thanh board ré

- Ng6n ngtr lap trinh Arduino hién dang sử dụng phiên bản đơn giản hóa của ngôn ngữ

C+

- Hétro danén tang Windows, MacOS

- _ Phần mềm lập trình mã nguồn mở miễn phí, giao điện đễ sử dụng

- _ Thư viện hỗ trợ phong phú

- _ Sử dụng cáp USB B đề kết nối với máy tính

Hình 12: Giao diện tải xuống phiên bản Arduino IDE 2.2.1

2.4.2: Giới thiệu Arduino MEGA2560 R3 CH340:

Arduino MEGA2560 R3 CH340 là một cơ sở bảng điều khiển vi mô trên ATmega2560

Nó có 54 chân đầu vào / đầu ra kỹ thuật số (trong đó 15 chân có thê được sử dụng làm đầu ra PWM), 16 đầu vào tương tự, 4 UART (cổng nối tiếp phần cứng), bộ dao động tính thê 16 MHz, kết nỗi USB, giắc căm nguồn, ICSP và nút đặt lại

Mega2560 R3 CH340 khác với các board trước vì nó không sử dụng chip điều khiến

EFTDI USB-to-senal Thay vào đó, nó sử dụng chip CH340 được lập trình như một bộ

chuyên đôi USB-to-Serial

Thông số kỹ thuật:

- Vi diéu khién CH340

- Dién ap hoat dong: 5 VDC

- Dién ap dau vao (dé nghi) 7~12 VDC

- Dién áp dau vao (gidi han) 6~20 VDC

- (C654 chan Digital I/O (trong do co 15 dau ra PWM)

- Co 16 ng6 vao Analog

- Dong dién DC cho chan I/O: 40 mA

- Dong DC cho chan 3.3V 50 mA

- Bénhé Flash 256 KB trong do 8 KB duoc str dung nap bootloader

- SRAM 8 KB

- EEPROM 4 KB

- Tan so 16MHz

So dé ngé ra Arduino MEGA2560

2.4.3: Cầu trúc của một chương trình của vi điều khiển:

- Phan khai bao

O Day la phan khai bao kiéu bién trong Arduino IDE, tên các biến, định nghĩa các chân trên board một số kiều khai báo biến thông dụng:

O Nghia cua ti define la định nghĩa, hàm #deñne có tác dụng định nghĩa, hay còn gọi là gán, tức là gán một chân, một ngõ ra nào đó với l cái tên

O Vi dy #define led 13

H Chủý: sau #defne thì không có đấu “,” (day phay)

H Khai báo các kiểu biến khác như: int (kiêu số nguyên), float,

- _ Phần thiết lập: Phần này dùng để thiết lập các tốc độ truyền dữ liệu, kiểu chân là chân ra hay chân vào rõ cầu trúc của nó void setup(){câu lệnh 1, câu lệnh 2, .}

Ví dụ một số câu lệnh thương gặp trong hàm này:

Serial.begin(9600) Dùng đề truyền đữ liệu từ board Ardumo lên

máy tính pinMode(bien,kiểu vào hoặc ra); ; ;

ví dụ: pnMode(chanD0,INPUT); Dùng đề xác định kiêu chân là vào hay ra