Nghiên cứu ứng dụng cảm biến MEMS trong mô hình hệ thống tự động cân bằng tàu

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hải Phòng, ngày 08 tháng 09 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Hoàng Hiếu i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Điện–Điện tử, trường đại học Hàng hải Việt Nam, đóng góp nhiều ý kiến quan trọng để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Viện Đào tạo Sau Đại học tạo điều kiện khích lệ để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy TS Trần Sinh Biên Khoa Điện– Điện tử trường Đại học Hàng hải Việt Nam tận tình hướng dẫn khích lệ tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin cảm ơn thầy giáo, anh chị em phòng thí nghiệm, trường Đại học Hàng hải Việt Nam tạo điều kiện sở vật chất để tác giả thực thành công luận văn Những lời cảm ơn chân thành xin đến tới gia đình bạn bè, người động viên, khuyến khích chia sẻ khó khăn suốt trình học tập nghiên cứu khoa học ii MỤC LỤC Lời cam đoan……………………………………………………………………… i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG TÀU VÀ hỆ thỐng tỰ đỘng cân bẰng tàu Victoria Leader 1.1 Khái quát hệ thống tự động cân tàu 1.2 Giới thiệu hệ thống tự động cân tàu Victoria Leader CHƯƠNG CẢM BIẾN ĐO GÓC NGHIÊNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG TÀU .17 2.1 Cảm biến đo góc nghiêng .17 2.2 Các phương pháp tiến hành cân tàu thủy .30 CHƯƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG TÀU .40 3.1 Xây dựng mô hình vật lý mô chức đo góc nghiêng hệ thống tự động cân tàu 40 3.2 Xây dựng chương trình điều khiển mô số chức hệ thống tự động cân tàu 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .66 iii DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt MEMS ADC MSB LSB Giải thích MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEM Analog Digital Converter Most Significant Bit Least Significant Bit iv DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng 1.1 1.2 3.1 3.2 Tên bảng Vị trí cảm biến đặt két tàu Victoria leader Vị trí van Ballast hệ thống Bảng chức chân ADXL335 Lựa chọn giá trị tụ lọc v Trang 10 13 48 50 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình 1.1 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Tên hình Cấu trúc hệ thống tự động cân tàu tàu Victoria Leader Sơ đồ hoạt động Encoder Đĩa mã hoá encoder tuyệt đối vòng rãnh Đĩa quay encoder tương đối Mô tả đĩa encoder tương đối có lỗ định vị Encoder tương vòng rãnh Encoder tương đối thực tế Minh hoạ cảm biến MEMS Sơ đồ mô tả việc đo gia tốc dùng MEMS Phương pháp sử dụng quay hồi chuyển hệ thống cân tàu Phương pháp sử dụng quay hồi chuyển hệ thống cân tàu Sự xếp bố trí dằn đáy sống tàu Kết cấu vị trí lắp đặt vây hai bên mạn để ổn định tàu Nguyên lý hệ thống chống nghiêng lệch ngang kiểu thùng chứa Chi tiết mặt cắt thùng điển hình vị trí ngang thân tàu Chi tiết mặt cắt két điển hình, vị trí ngang thân tàu, tượng nghiêng lệch điển hình tàu đánh cá Hệ thống điều khiển chống nghiêng kiểu chủ động kết hợp điều khiển bơm van Các tượng xảy nghiêng lệch thường gặp tàu thủy Một ví dụ bố trí két chống lắc, két dằn Hệ thống điều khiển cân kiểu dằn ballast Sơ đồ khối hệ đo góc nghiêng Sơ đồ tổng thể mô hình Sơ đồ nguyên lý khối xử lý tín hiệu đo Vi điều khiển ATMEGA128 tích hợp ADC Vi điều khiển ATMEGA128 Sensor đo góc nghiêng Module cảm biến 5DOF Sơ đồ khối cảm biến ADXL335 Sơ đồ chân cảm biến ADXL335 vi Trang 18 19 20 21 21 22 24 27 28 30 31 32 33 33 35 35 37 38 39 41 42 42 43 44 46 46 47 48 Số hình 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 Tên hình Cấu tạo Gyroscope Cảm biến MEMS Gyro Mô tả hiệu ứng Coriolis Hoạt động MEMS Gyroscope Cấu tạo MEMS Gyroscope Nguyên lý mạch biến đổi MEMS Gyroscope Khối nguồn module Khối hiển thị LCD Màn hìnhText LCD 16x2 Hình ảnh mạch in mô hình mô Mô hình vật lý mô số chức hệ thống tự động cân tàu Khai báo cấu hình cho vi điều khiển dùng phần mềm CodeVisionAVR Khai báo cấu hình cho vi điều khiển Khai báo cổng vào/ra cho vi điều khiển Khai báo ngắt Khai báo ngắt cho Timer Giao diện viết chương trình cho vi điều khiển CodevisionAVR Lưu đồ thuật toán mô số chức hệ thống tự động cân tàu vii Trang 51 51 52 52 53 53 54 54 55 56 57 59 59 60 61 61 62 63 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hệ thống giám sát điều khiển cân tàu hệ thống quan trọng tàu, đảm bảo cho tàu không bị nghiêng khỏi vị trí cân ban đầu, hệ thống giám sát đo đạc thông số độ nghiêng gửi tín hiệu đến buồng điều khiển để thông báo cho người điều khiển Trên tàu thiếu hệ thống này, hệ thống chế độ hoạt động tàu bị nghiêng lật tác động sóng, gió việc xếp hàng hóa không cân tàu Hệ thống giám sát điều khiển cân tàu hệ thống quan trọng tàu, có nhiệm vụ giám sát kiểm tra sai lệch độ nghiêng thực tế tàu so với độ nghiêng thiết kế Hệ thống thực việc giám sát cảm biến mức nước két ballast qua gửi tín hiệu đến trung tâm tính toán Hệ thống tự động cân tàu có nhiệm vụ nâng cao tính ổn định cho tàu, đảm bảo cho tàu cân Nâng cao hiệu suất lực đẩy Trong hai thập kỷ qua nhiều hãng giới đã, tiến hành nghiên cứu giải hai vấn đề nêu Đồng thời thiết kế, chế tạo đưa vào sử dụng hệ thống đo góc nghiêng Trong nước chưa đưa sản phẩm hệ thống đo góc nghiêng tàu thủy, mà dừng lại công trình nghiên cứu lắp đặt vận hành khai thác chúng Việc nghiên cứu nhằm chế tạo hệ thống đo góc nghiêng tàu thủy chế tạo hệ thống tự động cân tàu đặt giai đoạn phát triển mạnh công nghiệp đóng tàu Việt nam cần thiết Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng cảm biến MEMS mô hình hệ thống tự động cân tàu” đưa nhằm giải tính cấp thiết Mục đích chung nhiệm vụ đề tài Nghiên cứu chế tạo hệ thống đo góc nghiêng, ứng dụng xây dựng hệ thống tự động cân tàu tàu thủy Đối tượng nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu cảm biến MEMS, loại van, bơm … Phạm vi nghiên cứu đề tài tập trung nghiên cứu cảm biến MEMS, chức tự động cân tàu Phương pháp nghiên cứu Trên sở tìm hiểu hoạt động cảm biến đo góc nghiêng, hoạt động hệ thống tự động cân tàu Tác giả kế thừa phát triển kinh nghiệm cho việc nghiên cứu mang tính ứng dụng cho thiết bị cụ thể Ý nghĩa khoa học đề tài Đề tài ứng dụng dùng hệ thống đo góc nghiêng, hệ thống tự động cân tàu Thuật toán mô hình đề xuất cho phép áp dụng hệ thống tự động cân tàu Nó tài liệu tham khảo cho quan tâm đến cảm biến đo góc nghiêng, hệ thống tự động cân tàu thủy CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG TÀU VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG TÀU VICTORIA LEADER 1.1 Khái quát hệ thống tự động cân tàu 1.1.1 Chức phân loại hệ thống tự động cân tàu Tàu thuỷ phương tiện hoạt động môi trường nước Trong trình hoạt động di chuyển tác động nhiều yếu tố môi trường sóng, gió, bão… tàu bị cân nghiêng ngang, chúi dọc, lí khiến cho tàu cân tàu xếp dỡ hàng hoá (xếp hàng không cân) trình di chuyển tàu tiêu hao nhiên liệu nước dự trữ két hai bên mạn tàu khiến cho trọng lượng két giảm xuống Để giải vấn đề ổn định cho tàu trình hoạt động người ta sử dụng hệ thống dằn-hút khô (ballast) Bản chất hệ thống dằn-hút khô sử dụng tàu là: đưa nước mạn vào két tàu, thường người ta sử dụng két khoang đáy đôi, mũi tàu đuôi tàu nhằm mục đích cân ổn định thân tàu trình hoạt động Trong thực tế phụ thuộc vào tính năng, kết cấu, hình dáng kích thước loại tàu người ta sử dụng nhiều két chứa nước (két ballast) nhiều hệ thống điều khiển đóng, mở, đo lường dung tích két Đối với tàu chở ôtô Victoria Leader đặc điểm dung tích chứa hàng lớn, độ mớn nước thấp, tàu chạy không tải nhẹ nên vấn đề cân tàu phải trọng nhiều Trong trình xếp dỡ hàng hoá, tàu chạy không tải, tàu chạy có tải chế độ lại phải có phương thức điều chỉnh điều khiển riêng Dựa vào nguyên lý hoạt động hệ thống ballast người ta chia làm loại: Loại 1: Nước mạn tàu lấy vào bơm ballast thông qua hệ thống ống thông biển Bơm ballast hoạt động đưa nước vào két cần thiết Ngược lại bơm ballast làm nhiệm vụ hút nước két đưa mạn Hình 3.12 Mô tả hiệu ứng Coriolis Điều nghĩa là vật thả lăn tự theo phương bán kính, chuyển động phía có quỹ đạo chuyển động đường cong theo hướng ngược chiều quay hệ qui chiếu Còn vật thả lăn tự phía trục ngược lại Hình 3.13 Hoạt động MEMS Gyroscope Do phương lực quán tính ly tâm phương với bán kính r nên lực quán tính ly tâm không làm cho vật bị lệch quỹ đạo, lực Coriolis có phương vuông góc với mặt phẳng tạo w v' nên làm cho vật bị lệch hướng quỹ đạo Dựa sở này, cảm biến gyroscope sử dụng khối proof mass dao động theo phương gọi phương sơ cấp Khối đồng thời bị quay quanh trục, làm xuất lực Coriolis khiến có thêm dao động theo phương khác, gọi phương thứ cấp 52 Hình 3.14 Cấu tạo MEMS Gyroscope Hình 3.15 Nguyên lý mạch biến đổi MEMS Gyroscope Trên phương chuyển động thứ cấp có gắn cực tụ điện để nhận biết thay đổi điện dung gây chuyển động này, từ vận tốc xoay Giá trị thay đổi tụ điện đưa tới khâu mạch khuếch đại, loại bỏ nhiễu cho giá trị đầu giá trị vận tốc góc Khối nguồn 53 +5V +5V L M 1 -3 V C C 20 104 C 17 100uF + O U T + 3 V D LED PO W ER C 22 IN G N D U O + C 18 470uF C 19 104 R 1K Hình 3.16 Khối nguồn module Một hệ thống muốn hoạt động tốt phải cung cấp lượng từ nguồn có chất lượng tốt Chất lượng thể hai mặt: chất lượng điện công suất nguồn Bộ nguồn tác giả thiết kế có tính kỹ thuật sau: - Dải điện áp vào: AC ÷ 50V - Điện áp ra: U = 5VDC/1A Khối hiển thị LCD Trong module để hiển thị thông tin lưới điện pha tác giả sử dụng hình LCD chuẩn HD44780U U R 20 10 + D D D D C 15 100uF R S R W E 10 11 12 13 14 15 16 G V V R R E D D D D D D D D A K N D C C S /W LC D LCD +5V +5V +5V R 10K Hình 3.17 Khối hiển thị LCD Text LCD loại hình tinh thể lỏng nhỏ dùng để hiển thị dòng chữ số bảng mã ASCII Không giống loại LCD lớn, Text LCD chia sẵn thành ô ứng với ô hiển thị ký tự ASCII Cũng lý hiển thị ký tự ASCII nên loại LCD gọi Text LCD (để 54 phân biệt với Graphic LCD hiển thị hình ảnh) Mỗi ô Text LCD bao gồm “chấm” tinh thể lỏng, việc kết hợp “ẩn” “hiện” chấm tạo thành ký tự cần hiển thị Trong Text LCD, mẫu ký tự định nghĩa sẵn Kích thước Text LCD định nghĩa số ký tự hiển thị dòng tổng số dòng mà LCD có Ví dụ LCD 16x2 loại có dòng dòng hiển thị tối đa 16 ký tự Một số kích thước Text LCD thông thường gồm 16x1, 16x2, 16x4, 20x2, 20x4…Màn hình Text LCD 16x2 thể hình 3.18 Hình 3.18 Màn hìnhText LCD 16x2 3.1.3 Thiết kế hoàn chỉnh mô hình Dựa sơ đồ nguyên lý xây dựng, tác giả thực thiết kế mạch in phần mềm Orcad gia công mạch in với sản phẩm thu hình 3.19 Mạch in thiết kế lớp, bề mặt phủ LAG chống ăn mòn cách điện đảm bảo hoạt động với môi trường tàu thủy Các linh kiện hàn dán mặt đảm bảo kết cấu chắn Kích thước nhỏ gọn sử dụng linh kiện điện tử có kích thước nhỏ Các khối đặt vị trí thuận tiện cho việc thao tác thực Các góc module có lỗ bắt chặt thiết bị lên vỏ hộp chống rung lắc Toàn mạch cấp nguồn khối nguồn riêng với mạch lọc bảo vệ giúp hệ thống hoạt động liên tục an toàn trường hợp có cố với hệ thống 55 Hình 3.19.Hình ảnh mạch in mô hình mô Sau thực xây dựng xong mạch in mô hình tác giả tiến hành xây dựng mô hình vật lý thực mô số chức hệ thống tự động cân tàu Mô hình vật lý thể hình 3.20 56 Hình 3.20 Mô hình vật lý mô số chức hệ thống tự động cân tàu Giới thiệu mô hình vật lý mô số chức hệ thống tự động cân tàu: Mô hình xây dựng gồm có khối Module điều khiển, Module điều khiển thực chức tính toán góc nghiêng mô hình, lưu trữ chương trình điều khiển, điều khiển hoạt động bơm mô hình bị nghiêng phải nghiêng trái Trong mô hình sử dụng hai bơm bố trí hai bên két mạn phải két mạn trái Giả sử tàu bị nghiêng sang phải 1,5 module điều khiển phát lện khởi động bơm bên mạn phải để thực bơm nước từ mạn phải sang mạn trái để đưa mô hình vị trí cân 57 3.2 Xây dựng chương trình điều khiển mô số chức hệ thống tự động cân tàu 3.2.1 Giới thiệu phần mềm CodeVisionAVR Nội dung trình xây dựng phần cứng đề cập nội dung trước đề tài Trên sở phần cứng có, sau tìm hiểu ngôn ngữ lập trình công cụ để phát triển cho phần cứng mà tác giả xây dựng Mục đích công cụ phát triển phần cứng giúp cho lập trình viên “thoải mái” qua trình lập trình, rút ngắn thời gian phát triển ứng dụng, gỡ lỗi trợ giúp mặt thuật toán Như đề cập đến nội dung trước sử dụng vi điều khiển để thực công việc tính toán xử lý thông tin nhận Vi điều khiển muốn hoạt động phải cài đặt chương trình theo cấu trúc loại vi điều khiển phải có công cụ phát triển riêng cho loại Trong nội dung giới thiệu chủ yếu vào công cụ CodevisionAVR để lập trình cho mô hình mô thực số chức hệ thống tự động cân tàu Khởi tạo dự án với AVR CodeVisionAVR cho phép tạo dự án để quản lý file có dự án cách khoa học Để tạo dự án ta sử dụng lệnh New Project Khi tạo ta dự án ta sử dụng tuỳ chọn sử dụng đoạn mã sinh chương trình giúp cho qua trình lập trình nhanh 58 Hình 3.21 Khai báo cấu hình cho vi điều khiển dùng phần mềm CodeVisionAVR Hình 3.22 Khai báo cấu hình cho vi điều khiển Trong Tab hình 3.21, 3.22 người lập trình khai báo cấu hình chức cho vi điều khiển 59 Khai báo Port Hình 3.23 Khai báo cổng vào/ra cho vi điều khiển Các cổng vào/ra AVR cổng vào/ra hai hướng In: Bít tương ứng đầu vào Out: Bít tương ứng đầu T: Đầu vào trở kháng cao P: Đầu vào trở sử dụng điện trở treo Khai báo ngắt Ngắt sử dụng tín hiệu vào cần đáp ứng nhanh Trong AVR số lượng ngắt phụ thuộc vào dòng vi điều khiển Trong hình vẽ 3.24 mô tả cách khai báo ngắt điển hình 60 Hình 3.24 Khai báo ngắt Khai báo Timer Hình 3.25 Khai báo ngắt cho Timer Sau cấu hình xong cho vi điều khiển ta phải lưu lại bắt đầu công đoạn viết lệnh cho vi điều khiển 61 Hình 3.26 Giao diện viết chương trình cho vi điều khiển CodevisionAVR 3.2.2 Lưu đồ thuật toán Lưu đồ thuật toán mô hình thể hình 3.27 62 Hình 3.27 Lưu đồ thuật toán mô số chức hệ thống tự động cân tàu Để tiến hành xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống, ta tiến hành cấu hình cho vi điều khiển 63 Tín hiệu góc nghiêng đưa chuyển đổi ADC, tín hiệu góc nghiêng đưa vào chương trình tiến hành tính giá trị góc Giá trị góc tính toán so sánh với giá trị đặt Khi giá trị góc đo lớn +1,5 hệ thống hiểu lúc lệch trái, tiến hành khởi động bơm mạn phải để thực bơm chất lỏng từ mạn phải sang, bơm ngừng làm việc góc nghiêng gần Khi giá trị góc đo lớn -1,5 hệ thống hiểu lúc lệch phải, tiến hành khởi động bơm mạn trái để thực bơm chất lỏng từ mạn trái sang, bơm ngừng làm việc góc nghiêng gần 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nỗ lực tìm hiểu, nghiên cứu với bảo tận tình hỗ trợ nhiều mặt thầy giáo TS TRẦN SINH BIÊN luận văn với đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng cảm biến Mems mô hình hệ thống tự động cân tàu” hoàn thành tiến độ với yêu cầu đặt giải vấn đề: Tìm hiểu khái quát cảm biến MEMS ứng dụng cảm biến mems đời sống Nghiên cứu cấu tạo thành phần tàu, phương án cân tàu phương pháp điều khiển cân tàu Tiến hành xây dựng mô hình vật lý mô số chức hệ thống tự động cân tàu Kiến nghị Đề tài thành công việc thiết kế mô hình mô số chức hệ thống tự động cân tàu Tuy nhiên mặt hạn chế: Trong số điều kiện xuất sai số từ cảm biến Mô hình mô đơn giản, chưa thể đo đạc tính toán xác góc nghiêng điều khiển nhiều trường hợp nghiêng khác 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Doanh, Phạm Thượng Hàn (2009) Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển NXB KHKT Vũ Quý Điềm, Phạm Văn Tuân (2009) Cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử NXB KHKT Nguyễn Tấn Phước (2007) Cảm biến đo lường điều khiển NXB KHKT Ngô Diên Tập (2003) Kỹ thuật vi điều khiển với AVR NXB KHKT Ngô Diên Tập (2007) Vi xử lý đo lường điều khiển NXB KHKT Ngô Diên Tập (2003) Kỹ thuật ghép nối máy tính NXB KHKT Tài liệu tàu ô tô 4900 (2012) Nhà máy đóng tàu Hạ Long Quảng Ninh J.Boer (2003) Microprocessors in process control Alsevier Applied Science S Senturia (2004) Microsystem Design 10 William Trimmer (2005) Micromechanics and MEMS Website: 11 http//www.Analog.com/datasheet/ADXL335 12 http//www.invensense.com/datasheet/IDG500 13 http://www.starlino.com/imu_guide.html 14 http://www.atmel.com/products/avr 15 http://www.datasheetcatalog.com 16 http://www.dientuvietnam.net 16 http://www.tailieu.vn 66 [...]... thao tác cần thiết 1.2 Giới thiệu về hệ thống tự động cân bằng tàu Victoria Leader 1.2.1 Cấu trúc hệ thống tự động cân bằng tàu Victoria Leader Cấu trúc hệ thống tự động cân bằng tàu Victoria Leader được thể hiện như hình 1.1 Hình 1.1 Cấu trúc của hệ thống tự động cân bằng tàu trên tàu Victoria Leader Hệ thống bao gồm: Hệ thống khoang ballast (Phòng riêng của hệ thống ballast); Bảng điều khiển tại chỗ;... động cân bằng tàu 1.1.3.1 Vai trò của hệ thống tự động cân bằng tàu Hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu là một hệ thống rất quan trọng trên tàu, nó đảm bảo cho con tàu không bị nghiêng khỏi vị trí cân bằng ban đầu, hệ thống này giám sát và đo đạc các thông số về độ nghiêng và gửi tín hiệu đến buồng điều khiển để thông báo cho người điều khiển Trên các con tàu hiện nay không thể thiếu hệ thống. .. bơm, góc nghiêng hiện tại của tàu, các chế độ làm việc của hệ thống Trong hệ thống tự động cân bằng tàu của tàu Victoria Leader ngoài hệ thống các két Ballast và bảng điều khiển tại chỗ, thì nó còn có các van, các bộ chuyển đổi mức Chức năng của hệ thống tự động cân bằng tàu: Điều khiển bằng tay của hệ thống van ballast Điều khiển bằng tay tại chỗ bơm ballast từ bảng điều khiển tại chỗ Điều khiển bằng. .. với hệ thống có giám sát và có tự động điều khiển cân bằng tàu thì đáp ứng được tính tự động hoá cao trên tàu thuỷ nhưng lại có nhược điểm lớn là nếu có trục trặc hay hỏng hóc nào đó với hệ thống thì độ nguy hiểm đối với con tàu sẽ rất lớn Ngày nay đối với các tàu có yêu cầu cao về độ ổn định như các tàu chở container, tàu chở hàng rời thì được ứng dụng loại hệ thống có tự động điều khiển cân bằng tàu. .. có hệ thống này thì trong các chế độ hoạt động của con tàu như chế độ làm hàng, chế độ hành trình trên biển con tàu có thể bị nghiêng và lật do các tác động của sóng, gió hoặc do việc xếp hàng hoá không cân bằng ở trên tàu 1.1.3.2 Phân loại hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu Hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu có thể phân thành hai loại chính: Hệ thống có giám sát nhưng không tự động. .. PHÁP TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG TÀU Có nhiều dạng cảm biến có thể được sử dụng để đo góc nghiêng của tàu thủy Tuy nhiên, chúng có thể được phân thành hai loại chính là cảm biến sử dụng encoder và cảm biến dạng vi cơ điện tử (MEMS – MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEM) 2.1 Cảm biến đo góc nghiêng 2.1.1 Giới thiệu cảm biến đo góc nghiêng dùng ENCODER 2.1.1.1 Nguyên lý hoạt động cơ bản của Encoder Encoder sử dụng một... hoạt động và có tín hiệu báo động bằng đèn Để chọn chế độ tự động cân bằng tàu thì trước hết ta kích hoạt chế độ (Activate Mode) sang chế độ tự động (Automatic) khi đó tín hiệu cân bằng tàu sẽ được đưa vào hoạt động tới khối hiển thị và xử lý trung tâm Giả sử vì một lý do nào đó mà tàu bị nghiêng sang trái thì sẽ có tín hiệu từ khối đo độ nghiêng 16 CHƯƠNG 2 CẢM BIẾN ĐO GÓC NGHIÊNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TỰ... hoạt động của hệ thống Hệ thống cân bằng tàu được thiết kế sao cho có thể điều khiển bằng tay hoặc có thể điều khiển tự động Việc chọn chế độ điều khiển bằng tay hay tự động còn tuỳ thuộc vào yêu cầu điều khiển của tình trạng thực tế của con tàu, với chế độ điều khiển bằng tay thì người điều khiển sẽ quan sát các cơ cấu chỉ báo độ nghiêng của con tàu như độ nghiêng ngang về mạn nào của con tàu (nghiêng... chế tạo theo công nghệ điện tử trước đây Trong luận văn tác giả đặc biệt quan tâm đến khả năng ứng dụng của 26 cảm biến gia tốc vi cơ điện tử Cảm biến gia tốc chế tạo theo công nghệ vi cơ điện tử có hai loại là cảm biến kiểu tụ và cảm biến kiểu áp trở Trong nhiều ứng dụng việc lựa chọn cảm biến kiểu tụ hay kiểu áp trở là rất quan trọng Cảm biến kiểu áp trở có ưu điểm là công nghệ cấu tạo rất đơn giản... của hệ thống mà tín hiệu giám sát và điều khiển không đúng thì có thể dẫn đến con tàu bị nghiêng quá nhiều gây ra tình trạng nước tràn vào tàu và có thể bị đắm tàu 7 Hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu có nhiệm vụ chính là nâng cao tính ổn định cho con tàu, đảm bảo cho con tàu luôn luôn cân bằng (không bị nghiêng, bị lệch) Nâng cao hiệu suất đối với hệ lực đẩy Hệ thống ballast dùng khi tàu ... thống tự động cân tàu Nó tài liệu tham khảo cho quan tâm đến cảm biến đo góc nghiêng, hệ thống tự động cân tàu thủy CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG TÀU VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG... tự động cân tàu Victoria Leader 1.2.1 Cấu trúc hệ thống tự động cân tàu Victoria Leader Cấu trúc hệ thống tự động cân tàu Victoria Leader thể hình 1.1 Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống tự động cân tàu. .. nghiêng tàu thủy chế tạo hệ thống tự động cân tàu đặt giai đoạn phát triển mạnh công nghiệp đóng tàu Việt nam cần thiết Đề tài Nghiên cứu ứng dụng cảm biến MEMS mô hình hệ thống tự động cân tàu