ĐỒ ÁN HT CDT PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của nền khoa học kỹ thuật để nâng cao năng suất lao động, nâng cao chất lượng và ổn định chất lượng sản phẩm người ta đã đưa vào các hệ t

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Họ và tên sinh viên :

Lớp:

Ngành:

Tên đề tài: Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao

Các số liệu ban đầu:Tự cho ̣n

A.NỘI DUNG PHẦN THUYẾT MINH

PHẦN 1 : GIỚI THIỆU

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương 2: Phân tích và chọn phương án thi công

Chương 3: Tính toán thiết kế mô hình

Chương 4: Giới thiệu về bộ điều khiển

Chương 5: Thiết kế mạch và chương trình điều khiển

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Khối Lượng

II Nội Dung Trình B ày

III Ưu Khuyết Điểm

IV Kết Luận vàĐánh Giá

Ngày… Tháng… Năm 2012 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

I.Khối Lƣợng

II.Nội Dung Trình B ày

III.Ƣu Khuyết Điểm

IV.Kết Luận vàĐánh Giá

Ngày… Tháng… Năm 2012 GIÁO VIÊN DUYỆT

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của nền khoa học kỹ thuật để nâng cao năng suất lao động, nâng cao chất lượng và ổn định chất lượng sản phẩm người

ta đã đưa vào các hệ thống sản xuất các hệ thống điều khiển tự động từng phần hoặc toàn bộ quá trình sản xuất Cùng với việc đưa vào ngày càng nhiều các hệ thống sản xuất tự động con người đã cải thiện được điều kiện lao động một cách đáng kể, họ làm việc trong một điều kiện càng văn minh hơn, nhẹ nhàng hơn và hàm lượng chất xám trong cấu thành giá thành sản phẩm ngày càng cao hơn

Đặc biệt trong nền sản xuất kinh tế thị trường ngày nay, việc thay đổi mẫu

mã sản phẩm để nâng cao sức cạnh tranh là một nhu cầu bức thiết điều đó càng đòi hỏi các hệ thống sản xuất tự động không chỉ là các dây chuyền sản xuất tự động cứng mà phải mềm hóa bằng cách có thể lập chương trình để thay đổi các chức năng hoạt động của hệ thống theo sự thay đổi của qui trình công nghệ trên

cơ sở vật chất hiện có

Bởi vậy ngành tự động hoá đã được đào tạo kỹ lưỡng ở các trường kĩ thuật trên cả nước Sinh viên được đào tạo về các dây chuyền sản xuất tự động các cơ cấu chấp hành cũng như các thiết bị điều khiển Ngành cơ điện tử là một trong những nghành như thế Sản phẩm của quá trình tự động hóa không chỉ có mặt trong công nghiệp mà hầu như xuất hiện trong tất cả các lĩnh vực của đời sống

Từ những thực tế trên cho ta thấy tầm quan trọng của quá trình tự động hóa là không thể phủ nhận được Để cũng cố, bổ sung thêm những kiến thức đã học và để áp dụng những kiến thức đó vào thực tế em đã được nhận và thực hiện

đồ án môn học với đề tài “ hệ thống lắp ghép chi tiết tự động” Như đã nói ở trên việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế con người là vấn đề hết sức cần thiết Tuy nhiên với phạm vi đồ án việc tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh là nằm ngoài khả năng nên em chỉ tạo ra một mô hình nhằm mô phỏng hoạt động của một hệ thống như thế

Trong thời gian thực hiện đề tài em đã gặp không ít những khó khăn, và

em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các quí thầy bộ môn Đặc biệt là sự

hướng dẫn tận tình của thầy Đặng Phước Vinh đã góp phần không nhỏ cho sự

hoàn thành đề tài của em Em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô bộ môn và các thầy hướng dẫn Em xin chân thành cảm ơn

Việc hoàn thành đề tài của em sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót Em rất mong được sự phê bình đánh giá của các thầy cô để em có thể rút ra được kinh nghiệm và cũng nhằm bổ sung kiến thức cho mình

PHẦN1: GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH VÀ CÁC TRANG THIẾT B Ị

Trong dây chuyền rót nước thành phẩm thì việc đo và cấp nước là một phần hết sức quan trọng trong hệ thống Nó cung cấp cho hệ thống chạy ổn định và liên tục Nó có nhiệm vụ cung cấp nước khi hệ thống rót nươc hết trong quá trình hoạt động Sau đây giới thiệu về động cơ và băng tải

1.1.GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH

1.1.1 Khái niệm về tự động hóa

Tự động hoá là dùng năng lượng phi sinh vật ( cơ, điện, điện tử …) để thực hiện một phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người

Tự động hoá là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các hệ thống cơ khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất Công nghệ này bao gồm:

- Những công cụ máy móc tự động

- Máy móc lắp ráp tự động

- Người Máy công nghiệp

- Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động

- Điều khiển có hồi tiếp và điều khiển quá trình bằng máy tính

- Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập dữ liệu và ra quyết định để hỗ trợ các hoạt động sản xuất

bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp Những đặc trưng chính của tự động hoá cứng là:

- Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bị thiết kế theo đơn đặt hàng

- Năng suất máy cao

- Tương đối không linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sản phẩm

Những chương trình mới có thể được chuẩn bị và nhập vào thiết bị để tạo

ra sản phẩm mới Một vài đặc trưng của tự động hoá lập trình là:

- Đầu tư cao cho những thiết bị có mục đích tổng quát

- Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng

- Sự linh hoạt khi có sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm

- Thích hợp nhất là cho sản xuất hàng loạt

Tự động hoá linh hoạt là sự mở rộng của tự động hoá lập trình được Khái niệm của tự động hoá linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa qua Và những nguyên lý vẫn còn đang phát triển

 Tự động hoá linh hoạt:

Là hệ thống tự động hoá có khả năng sản xuất rất nhiều sản phẩm ( hay bộ phận ) khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác Không mất thời gian cho sản xuất cho việc lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý ( công cụ đồ gá, máy móc ) Hậu quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt Đặc trưng của tự động hoá linh hoạt có thể tóm tắt như sau:

 Đầu tư cao cho thiết bị

 Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau

Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi cần Momen mở máy lớn hoặc trong yêu cầu điều chỉnh tốc độ và phạm vi rộng

Trong các thiết bị tự động, các máy điện khuếch đại, các động cơ chấp hành cũng là máy điện một chiều Ngoài ra, các máy điện một chiều còn thấy trong các thiết

bị ô tô, tàu thủy, máy bay, các máy phát điện một chiều điện áp thấp dùng trong thiết

bị điện hóa, hàn điện với chất lượng cao

Nhược điểm chủ yếu của máy điện một chiều là có cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắc tiền, kém tin cậy và nguy hiểm trong môi trường dễ nổ Khi sử dụng động cơ điện một chiều cần phải có nguồn một chiều kèm theo

Động cơ một chiều

Hình 1.2.1 Động cơ 1 chiều

Với yêu cầu khá đơn giản của băng tải như là

Chỉ cần vận chuyển chai trên băng tải

Băng tải chạy liên tục, có các cụm chi tiết chặn chai

Không đòi hỏi độ chính xác cao, tải trọng nhẹ

Dễ điều khiển, giá thành rẻ

Với tất cả các lý do trên nên nhóm đã quyết định chọn động cơ điện một chiều làm động cơ dẫn động cho băng tải Động cơ được chọn có momen lớn do yêu cầu làm việc của băng tải có tải trọng Tốc độ động cơ có thể điều chỉnh bằng mạch cho phù hợp với tốc độ cần thiết

1.2.2.Nguyên lý làm việc

Khi cho điện áp một chiều U vào 2 chổi điện A và B, trong dây quấn phần ứng

có dòng điện Iư , các thanh dẫn ab, cd có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực Fđttác động làm cho roto quay Chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái

Phương trình điện áp:

U = Eư + RưIưTrong đó:

Eư: sức phản điện

Iư : dòng điện trong dây quấn phần ứng

Rư: điện trở của dây quấn phần ứng

U : điện áp đưa vào

Sức điện động của động cơ điện một chiều:



60

.

n N P

Fu 

Trong đó:

P : số đôi cực từ chính

N : số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng

α : số đôi cực nhánh song song cuả cuộn dây

K

I R U



Mắc điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng:

Khi thêm điện trở vào mạch phần ứng, tốc độ sẽ giảm Tổn hao trên phần ứng lớn nên chỉ số sử dụng với động cơ sẽ có công suất nhỏ

Thay đổi điện áp U:

Nguồn điện một chiều điều chỉnh được dùng để cung cấp điện áp cho động cơ Phương pháp này được sử dụng nhiều

Thay đổi từ thông:

Thay đổi từ thông bằng cách thay đổi dòng điện kích từ Vậy khi điều chỉnh tốc độ

ta kết hợp các phương pháp trên với nhau

Ví dụ: Phương pháp thay đổi từ thông kết hợp với phương pháp thay đổi điện áp thì phạm vi điều chỉnh rất rộng Đây là ưu điểm lớn của động cơ điện một chiều

1.3.ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC BỘ TRUYỀN

Các bộ truyền dưới đây là những bộ truyền thường được dùng trong cơ cấu :

1.3.1 Bộ truyền đai

Hình 1.3.1: Dây đai dẹt trong bộ truyền đai

Bộ truyền đai thường gồm hai bánh đai.Do có ma sát giữa đai và bánh,bánh dẫn quay sẽ truyền chuyển động và cơ năng sang bánh bị dẫn.Thường dùng bộ truyền đai

để truyền chuyển động giữa các trục song song và quay cùng chiều nhau

Theo hình dạng tiết diện đai,đai được chia làm bốn loại:đai dẹt(có tiết diện chữ nhật),đai hình thang(có tiết diện hình thang),đai hình lược(có cấu tạo gồm nhiều gân dọc có tiết diện hình thang) và đai tròn.Đai dẹt và đai hình thang được dùng nhiều hơn cả,còn đai tròng chỉ dùng trong những máy công suất nhỏ

Ưu điểm của truyền động đai:

+ Có khả truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục ở khá xa nhau

+ Làm việc êm,không ồn

+ Truyền động đai giữ được an toàn cho các chi tiết máy khác khi bị qua tải(lúc này đai sẽ trượt trơn trên bánh)

+ Kết cấu đơn giản,giá thành rẻ

Nhược điểm của truyền động đai:

+ Khuôn khổ kích thước khá lớn (khi cùng điều kiện làm việc,thường riêng đường kính bánh đai đã lớn hơn đường kính bánh răng khoảng 5 lần)

+ Tỷ số truyền không ổn định vì có trượt đàn hồi của đai trên bánh

+ Lực tác dụng trên trục và ổ lớndo phải căng đai(lực tác dụng lên trục và ổ tăng thêm khoảng 2÷3 lần so với truyền động bánh răng)

+ Tuổi thọ thấp khi làm việc với vận tốc cao

+ Bộ truyền đai thường được dùng để truyền công suất không quá 40÷50 Kw,vận tốc thông thường khoảng 5÷30m/s

Trong các loại đai thường dùng,đai hình thang có ưu điểm nổi bật là:đaicó tác dụng chêm vào bánh đai cho nên ma sát giữa đai và bánh đai tăng lên(góc chêm φ của đai hình thang bằng 40 độ),đai hình thang được chế tạo thành vòng liền do đó làm việc êm hơn so với đai dẹt(phải nối đai)

1.3.2 Bộ truyền răng

Truyền động bánh răng thực hiện truyền chuyển động và tải trọng nhờ sự ăn khớp của các răng trên bánh răng(hoặc thanh răng)

Truyền động bánh răng thanh răng dùng để đổi chuyển động quay thành tịnh tiến hoặc ngược lại

- Ưu điểm của truyền động bánh răng:

+ Kích thước nhỏ,khả năng tải lớn + Tỷ số truyền không đổi

+ Hiệu suất cao,có thể đạt 0,97-0,99 + Tuổi thọ cao,làm việc tin cậy

- Nhược điểm của truyền động bánh răng:

+ Chế tạo tương đối phức tạp

+ Đòi hỏi độ chính xác cao

+ Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn

Hình 1.3.2.: Bánh răng

trụ tròn răng thẳng

1.3.3 Ổ lăn

Trong ổ lăn,tải trọng từ trục trước khi truyền đến gối trục phải qua các con lăn(bi hoặc đũa).Nhờ có con lăn nên ma sát sinh ra trong ổ là ma sát lăn

Ổ lăn thường gồm 4 bộ phận: Vòng ngoài,vòng trong,con lăn,giữa các con lăn có vòng cách

- Theo khả năng chịu lực ổ lăn được chia ra:

+ Ổ đỡ: Chỉ chịu lực hướng tâm

mà không chịu được một phần nhỏ lực dọc trục

HÌNH 1.3.3: Ổ LĂN

+ Ổ đỡ chặn : Chịu được cả lực hướng tâm lẫn lực dọc trục

+ Ổ chặn đỡ: Chịu lực dọc trục đồng thời chịu được một ít lực hướng tâm

+ Ổ chặn: Chỉ chịu được lực dọc trục mà không chịu được lực hướng tâm

- Theo cỡ đường kính ngoài của ổ lăn(với cùng đường kính trong) chia ổ lăn ra các loại: Ổ lăn cỡ đặc biệt nhẹ,rất nhẹ, nhẹ,trung bình và nặng.Theo cỡ chiều rộng,ổ lăn được chia ra: Ổ hẹp,ổ bình thường,ổ rộng và ổ rất rộng.Các ổ lăn thường được chế tạo tiêu chuẩn hóa

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

2.1 Hình ảnh thực tế trong công nghiệp

 Cấu trúc chung của mô hình phân gắp chai là Modul cấp và Modul băng tải để phân loa ̣i

 Băng tải: có rất nhiều loại với nhiều hướng di chuyển và chức năng khác nhau

Hình 2.1 Băng tải xích nhựa, đưa sản phẩm lên cao

Hình 2.2 Băng tải cân, sử dụng cảm biến

Hình 2.3 Băng tải con lăn xếp

Hình 2.4 Băng tải bậc, góc cua 900

2.2 lựa chọn phương án cho thiết kế

2.2.1 cánh tay kẹp

Tay kẹp hình bình hành được sử dụng rất nhiều trong các robot dùng để

có thể gắp và nhả vật.do đó em chọn cơ cấu kẹp này cho mô hình,thay vì dùng pittong để kẹp và nhả vật thi em dùng động cơ DC để thực hiện chuyển động kẹp nhả vật

 Ưu điểm:

- Kết cấu của cơ cấu kẹp ứng rất nhanh

- Nhờ vào lực của động cơ để kẹp nên có thể kẹp và giữ nguyên vật có thể

nằm trong một phạm vi tương đối rộng

- So với các cơ cấu cơ khí khác thì cơ cấu này nhẹ, hiệu quả cao, điều khiển

2.2.2 băng tải

 Băng tải đai:

Hình 2.2.2: Băng tải đai

 Ưu điểm:

Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các hướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp nằm ngang và nghiêng Vốn đầu tư không lớn lắm có thể tự động được, vận hành đơn giản,bảo dưỡng dễ dàng, làm việc không ồn ảo, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vận chuyển khác không lớn lắm

 Nhược điểm:

Tuy vậy phạm vi sử dụng của băng tải bị hạn chế vì chúng có độ dốc cho phép không cao (16-200, tuỳ theo tính chất vận chuyển) không đi theo đường cong được

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH

3.1.Tính chọn động cơ

3.1.1 Tính chọn động cơ cho băng tải

Sơ đồ nguyên lý truyền động:

1 2 3

4

Hình 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý truyền động băng tải

1-Động cơ 2- Hộp giảm tốc 3-Bộ truyền xích 4- Tang kéo băng tải

Pct là công suất cần thiết trên trục động cơ

η là hiệu suất truyền động

η = η12 η2

3 η3 η4Với: η1 = 0,98 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

η2 = 0,99 hiệu suất của 1 cặp ổ lăn

η3 = 1 hiệu suất của khớp nối

η4 = 0,96 hiệu suất bộ truyền xích

Ta có: Pt = F.v = 2,5.0,5 = 1,25 kw

Áp dụng công thức: Pt = η Pct

Suy ra

Tính số vòng quay của tang:

Nt: tốc độ quay của tang (V/P)

V = 0,5 m/s: vận tốc của tang

D = 500 mm: đường kính tang

 Tính sơ bộ số vòng quay của động cơ

Chọn sơ bộ tỉ số truyền của các bộ truyền:

ihgt = 12 – tỉ số truyền của hộp giảm tốc

ix = 4 – tỉ số truyền của bộ truyền xích

Số vòng quay của động cơ là:

ndc = nt ihgt ix = 31,84 48 = 1528 (v/p)

 Tính sơ bộ số vòng quay của động cơ

Chọn sơ bộ tỉ số truyền của các bộ truyền:

ihgt = 12 – tỉ số truyền của hộp giảm tốc

ix = 4 – tỉ số truyền của bộ truyền xích

Số vòng quay của động cơ là:

ndc = nt ihgt ix = 31,84 48 = 1528 (v/p)

 Chọn động cơ

Vì trong đề tài này sử dụng mạch băm xung để điều khiển tốc độ động cơ nên có thể chọn loại động cơ có tốc độ cao hơn so với tính toán trên và dùng kỹ thuật băm xung để điều chỉnh tốc độ động cơ

 Công suất định mức: Pđm = 1,5 kw

 Tốc độ quay: ndc = 1500 (v/p)

3.1.2 tính toán băng tải

 Số liệu ban đầu:

Năng suất Q(lƣợng vật liệu vận chuyển trong 1 đơn vị thời gian) Ở đây, ta thiết kế máy với năng suất Q= 20 (sp/ph)

Chiều dài vận chuyển L = 10 (m)

Góc nghiêng đặt máy β = 0o

Tốc độ dịch chuyển v = 0,5(m/s)

 Tính chọn tấm băng:

- Chọn loại tấm băng: Với những phân tích ở trên, ta chọn loại tấm băng

vải cao su có phần lõi bằng vải và phần bọc cao su Vì chúng có giá thành rẻ mà vẫn đảm bảo đƣợc những yêu cầu về độ bền kéo và uốn, độ đàn hồi và dãn dài

nhỏ, chịu đƣợc nhiệt tốt

- Tính chiều rộng tấm băng:

Ở đây, băng tải vận chuyển dạng vật liệu đơn chiếc nên ta chọn chiều rộng tấm băng lớn hơn kích thước lớn nhất của vật vận chuyển từ 100-200mm

Do đó, ta chọn chiều rộng tấm băng là B= 500mm

Tra bảng 4.4[2] ta chọn dây băng công dụng chung loại 2, rộng B= 500 mm,

có 4 lớp màng cốt bằng vải bạt Б-820 có bọc cao su bề mặt làm việc dày 3mm,

bề mặt không làm việc dày 1mm

Kí hiệu của tấm băng đã chọn L2-500-4B-830-3-1

- Tính chiều dày tấm băng: δ = δl + i.δm + δk

Trong đó, δl – chiều dày lớp cao su ở bề mặt làm việc: δl= 3mm

δk – chiều dày lớp cao su ở bề mặt không làm việc: δk= 1mm

.36,0

Trong đó, Q là năng suất của băng tải [T/h]

Ta chọn thể tích lớn nhất của một sản phẩm là V= 0,004m3 Do đó, ta có qui đổi như sau: Q= 6.V.ρ= 20.0,004.7850 = 628 (kg/ph) = 37,68 [T/h]

Nên:

v

Q q

.36,0

Khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh không tải lk= 2000 mm

Từ bảng 6.15 [2] ta tìm được khối lượng phần quay của các con lăn đỡ:

i - số lớp màng cốt của dây băng i = 4

Theo tiêu chuẩn của ГOCT10624-63 chọn Dt = 500 mm

- Đường kính tang cuối và tang căng băng bằng Dt = 0,8.500 = 400mm

- Chiều dài của tang lấy lấy hơn chiều rộng băng từ 100-200:

A1 (mm)

L (mm)

L1 (mm)

L2 (mm)

H (mm)

Khối lƣợng (kg)

A1 (mm)

L (mm)

L1 (mm)

L2 (mm)

H (mm)

Khối lƣợng (kg)

1000 mm đối với nhánh không tải

- Con lăn đỡ nhánh có tải: hình 3.3 với các thông số nhƣ bảng 3.3

Hình 3 1.3 : Con lăn đỡ nhánh có tải Bảng 3.3: Thông số con lăn đỡ nhánh có tải

Kí hiệu

con lăn

lƣợng (kg)

Hình 3 1.4 : Con lăn đỡ nhánh không tải Bảng 3.4: Thông số của con lăn đỡ

Kí hiệu

con lăn

lƣợng (kg)

 Tính lực căng băng:

1 2

3 4

tang bi dan

tang dan

Hình 3.1.5 : Sơ đồ tính lực căng băng

Chia dây băng thành các đoạn từ 1 → 7 nhƣ hình vẽ , S1 → S7 thứ tự là lực căng tại các điểm đó Theo công thức : Si+1 = Si ± Wi+ (i+1)

Trong đó, Si , Si+1: Lực căng của dây băng tại hai thứ i và thứ (i+1)

Wi(i+1) : Lực cản tại đoạn giữa hai điểm kế tiếp nhau thứ i

và thứ (i+1)

Ta có lực căng tại các điểm xác định theo S1 nhƣ sau(S1 : coi là ẩn)

- Lực căng tại điểm 2 xác định theo công thức 5.23[2] :

L - Chiều dài của dây băng L = 20 m

ω - Hệ số cản chuyển động ω = 0,04 đối với ổ lăn

- Lực căng tại điểm 6 :

S6 = S5 + W5,6 = 1,1235(1,05S1+90)+ 2,512

W5,6 – Lực cản tại vị trí vào tải để truyền cho hàng có tốc độ của bộ phận kéo Đƣợc xác định nhƣ sau: W5,6=Q v 2,512N

6,3

8,0.304,116,3

- Lực căng tại điểm 7 :

S7 = S6 + W6,7 = 1,1235(1,05S1+90) + 167,4 (1)

W6,7 = (q + qbl).(ϖ.Ln + H)=(39,25+55+115).(0,04.20+0)=167,4 N (Công thức 5.17[2])

Mặt khác : ta có quan hệ giữ lực căng tại điểm đầu và cuối trên dây băng theo công thức Ơle : S7 = S1.eμα = S1.e0,25.3,14 =2,2.S1 (2)

CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN

4.1 giới thiệu về bộ điều khiển

4.1.1 cảm biến

4.1.1.1 Giới thiệu sơ lược về mạch cảm biến

Để cảm nhận mỗi lần sản phẩm đi qua thì cảm biến phải có phần phát và phần thu Phần phát phát ra ánh sáng hồng ngoại và phần thu hấp thụ ánh sáng hồng ngoại vì ánh sáng hồng ngoại có đặc điểm là ít bị nhiễu so với các loại ánh sáng khác Hai bộ phận phát và thu hoạt động với cùng tần số Khi có sản phẩm đi qua giữa phần phát và phần thu, ánh sáng hồng ngoại bị che bộ phận thu sẽ hoạt

động với tần số khác tần số phát như thế tạo ra một xung tác động tới bộ phận xử

lí Vậy bộ phận phát và bộ phận thu phải có nguồn tạo dao động Bộ phận dao động tác động tới công tắc đóng ngắt của nguồn phát và nguồn thu ánh sáng Có nhiều linh kiện phát và thu ánh sáng hồng ngoại nhưng chúng em chọn led hồng ngoại và transitor quang là linh kiện phát và thu vì transistor quang là linh kiện rất

nhạy với ánh sáng hồng ngoại Bộ phận tạo dao động có thể dùng mạch LC, cổng

logic, hoặc IC dao động Với việc sử dụng IC chuyên dùng tạo dao động, bộ tạo dao động sẽ trở nên đơn giản hơn với tần số phát và thu

Vì tín hiệu ở ngõ ra trasitor quang rất nhỏ nên cần có mạch khuyếch đại trước khi đưa đến bộ tạo dao động Chúng em chọn IC khuếch đại để khuếch đại tín hiệu lên đủ lớn Vậy sơ đồ khối của phần phát và phần thu là:

4.1.1.2 Các linh kiện trong mạch cảm biến

a Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của led hồng ngoại:

KHỐI

DAO

ĐỘNG

KHỐI DAO ĐỘN

G

KHUYẾCH ĐẠI TRANSITO

R THU

_Led được cấu tạo từ GaAs với vùng cấm có độ rộng là 1.43eV tương ứng bức xạ 900nm Ngoài ra khi pha tạp Si với nguyên vật liệu GaAlAs, độ rộng vùng cấm có thể thay đổi Với cách này, người ta có thể tạo ra dải sóng giữa 800 - 900nm và do đó tạo ra sự điều hưởng sao cho led hồng ngoại phát ra bước sóng thích hợp nhất cho điểm cực đại của độ nhạy các bộ thu

_Hoạt động: khi mối nối p - n được phân cực thuận thì dòng điện qua nối lớn vì sự dẫn điện là do hạt tải đa số, còn khi mối nối được phân cực nghịch thì chỉ có dòng

rỉ do sự di chuyển của các hạt tải thiểu số Nhưng khi chiếu sáng vào mối nối, dòng điện nghịch tăng lên gần như tỷ lệ với quang thông trong lúc dòng thuận không tăng Đặc tuyến volt – ampere của led hồng ngoại như sau:

Cấu tạo của transistor quang

_ Ký hiệu và cấu tạo:

_Hình thức bên ngoài của nó khác với transistor thông thường ở chỗ trên vỏ của có cửa sổ trong suốt cho ánh sáng chiếu vào Ánh sáng qua cửa sổ này chiếu lên miền bazơ của transistor Chuyển tiếp PN emitor được chế tạo như các transistor thông thường, nhưng chuyển tiếp PN colector, thì do miền bazơ cần được chiếu sáng, cho nên nó có nhiều hình dạng khác nhau, cũng có dạng hình tròn nằm giữa tâm miền bazơ Khi sử dụng transistor quang mắc mạch tương tự như transistor mắc chung emitor (CE) Chuyển tiếp emitor được phân cực thuận còn chuyển tiếp colector được phân cực nghịch Có nghĩa là transistor quang được phân cực ở chế độ khuyếch đại

Dòng điện trong transistor:

Vì nối thu được phân cực nghịch nên có dòng rỉ Ico chạy giữa thu – nền và

vì nối nền - phát được phân cực thuận nên dòng thu là ( + 1)Ico đây là dòng tối của quang transistor Khi chiếu ánh sáng vào miền bazơ, trong miền bazơ có sự phát xạ cặp điện tử lỗ trống làm xuất hiện dòng IL Do ánh sáng khiến dòng thu trở thành:

Ic = ( + 1) (Ico + IL)

C Cực thu (colecter)

Cực nền (base) E