Nghiên cứu và thiết kế mạch điều khiển máy giặt công nghiệp ứng dụng tại việt nam

LỜI CAM ĐOAN Bản luận văn nghiên cứu thực dƣới hƣớng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Phan Kiên Để hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu tham khảo đƣợc ghi mục Tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu mà không liệt kê Các kết thu đƣợc kết luận văn, không đƣợc chép từ công trình hay thiết kế ngƣời khác Nếu sai, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định Hà Nội, ngày 20 tháng 03 năm 2014 Người cam đoan Phạm Khánh Toàn LỜI CẢM ƠN Bản luận văn đƣợc thực Viện Điện Tử Viễn Thông, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội dƣới hƣớng dẫn TS Nguyễn Phan Kiên Sau khoảng hai năm nghiên cứu làm việc, đề tài Luận văn hoàn thành Để hoàn thành đƣợc Luận văn xin chân thành cảm ơn hƣớng dẫn tận tình TS Nguyễn Phan Kiên hƣớng dẫn, bảo tận tình thầy giúp hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô thuộc Viện Điện Tử Viễn Thông tạo điều kiện có ý kiến đóng góp quý báu giúp thực tốt nội dung nghiên cứu luận văn Cuối gia đình, bạn bè lớp bên cạnh động viên, giúp đỡ suốt trình thực Luận văn Hà Nội, tháng 03 năm 2014 Tác giả Luận văn Phạm Khánh Toàn MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH BẢNG VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU PHẦN MỞ ĐẦU 10 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP 12 1.1 Lịch sử hình thành phát triển máy giặt 12 1.2 Giới thiệu máy giặt quy mô giặt công nghiệp 13 1.2.1 Nguyên lý giặt đồ máy giặt 13 1.2.2 Nguyên lý làm việc máy giặt 14 1.2.3 Phân loại kết cấu máy giặt công nghiệp 15 1.3 Tính toán công suất giặt 16 CHƢƠNG 2: MỘT SỐ MÁY GIẶT THÔNG DỤNG Ở VIỆT NAM 18 2.1 Một số loại máy giặt thị trường Việt Nam 18 2.2 Nhu cầu thị trường Việt Nam main điều khiển máy giặt công nghiệp 25 2.2.1 Tuổi thọ main điều khiển dành cho máy giặt công nghiệp 25 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 27 3.1 Cơ chế hoạt động máy giặt công nghiệp 27 3.2 Khối chấp hành 30 3.2 Khối xử lý (Vi Điều Khiển) 30 3.3 Khối cảm biến 40 3.3.1 Cảm biến nhiệt độ (sensor nhiệt) 40 3.3.2 Áp suất nguyên lý đo áp suất 45 3.3.3 Khối hiển thị 52 3.4 Khối công suất 55 3.4.1 Tổng quan biến tần 55 CHƢƠNG : SẢN PHẨM THỰC TẾ 62 CHƢƠNG 5: ĐÁNH GIÁ 67 5.1 Đánh giá kết 67 5.2 Hướng phát triển 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 69 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Máy giặt Electrolux W5330S 19 Hình 2.2 Máy giặt công nghiệp Electrolux W5250N 20 Hình 2.3 Máy giặt công nghiệp UNIMAC - UCL – 080 21 Hình 2.4 Máy giặt công nghiệp UNIMAC - UWL – 125 23 Hình 2.5 Máy giặt Hàn Quốc HWASUNG 24 Hình 3.1 AVR studio 35 Hình 3.2 WinAVR 36 Hình 3.3 Codevision-avr 37 Hình 3.4 Bascom 37 Hình 3.5 Khối điều khiển 40 Hình 3.6 Thermocouple 41 Hình 3.7 Nhiệt điện trở (RTD) 42 Hình 3.8 Thermistor 43 Hình 3.9 Bán dẫn 44 Hình 3.10 Khối cảm biến 45 Hình 3.0.11 Cảm biến áp suất 50 Hình 3.12 Cảm biến tiệm cận loại điện dung 52 Hình 3.13 LCD 16L 53 Hình 3.14 Biến tần danfoss 59 Hình 3.15 Mạch điều khiển biến tần 60 Hình 3.16 Mạch điều khiển van 61 Hình 4.1 Sản phẩm thực tế 62 Hình 4.2 Lắp đặt main điều khiển máy giặt công nghiệp 63 Hình 4.3 Main công suất 64 Hình 4.4 Main điều khiển 65 Hình 4.5 Tủ điện sau lắp đặt xong 66 BẢNG VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Tên viết tắt V A AC DC C RISC PIC AVR CPU PWM ADC UART SPI I/O ALU RAM DRAM ROM EEPROM RTD JTAG R/W RS EN ms W PCB I2C NTC LCD ASCII LED VCC GND PD1 MHZ main Tên đầy đủ Volt Ampe Alternating current Direct current Celsius Reduced Instructions Set Computer Programmable Intelligent Computer Advanced Virtual RISC Central Processing Unit Pulse-width modulation Analog digital convert Universal asinchonus Receiver Transmitter Serial Peripheral Interface Inpu/output Arithmetic and logic unit Random Access Memory Dynamic RAM Read-only memory Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory Regional Transportation District Joint Test Action Group Read/Write Register Select Enable Mili second Watt Printed circuit board Inter-Intergrated Circuit National Telecommunications Conference Liquid Crystal Display American Standard Code for Information Interchange Light Emitting Diode Voltage Controlled Clock Ground PortD Megahertz Bảng mạch 38 39 40 41 K IEEE INVDK OUTVDK Kilo Institute of Electrical and Electronics Engineers Đầu vào vi điều khiển Đầu vi điều khiển LỜI NÓI ĐẦU Trong công đổi đất nƣớc, với mục tiêu chiến lƣợc Công nghiệp hóa - đại hóa đất nƣớc, máy móc thay công việc nặng nhọc ngƣời giúp nâng cao suất lao động ngƣời Trong lĩnh vực y tế vậy, trang thiết bị y tế đƣợc tự động hóa ngày Với thực tế số lƣợng ngƣời có nhu cầu chăm sóc sức khỏe ngày nhiều số lƣợng bệnh viện tải tăng nhu cầu sử dụng máy móc bệnh viện cần thiết Trung bình ngày khoa Kiểm soát nhiễm khuẩn bệnh viện lớn có tới hàng đồ vải cần phải giặt, sấy,nếu nhƣ với số lƣợng lớn nhƣ mà sử dụng sức ngƣời máy giặt thô sơ bán tự động không đáp ứng kịp Do số lƣợng thực tế máy giặt vắt công nghiệp tự động đƣợc sử dụng bệnh viện nhiều Máy giặt công nghiệp đƣợc sử dụng bệnh viện nƣớc ta hầu hết đƣợc nhập từ hãng sản xuất Châu Âu Mỹ Những thiết bị thƣờng đắt trƣờng hợp hỏng hay có cố công việc thay thế, sửa chữa nhiều thời gian Khí hậu Việt Nam khí hậu nhiệt đới bo mạch điện tử thƣờng có tuổi thọ thấp làm việc môi trƣờng khí hậu Do việc nghiên cứu chế tạo main điều khiển máy giặt công nghiệp đa cần thiết, chế tạo main điều khiển máy giặt có đáp ứng đƣợc nhiều nhu cầu nhƣ giá thành main điều khiển giảm, thời gian thay sửa chữa khí có cố nhanh hơn, việc nâng cấp hệ điều khiển từ bán tự động lên tự động với máy giặt cũ trở nên đơn giản Để nghiên cứu chế tạo đƣa thị trƣờng sản phẩm main điều khiển máy giặt đa trình dài không đơn giản Việc phải cạnh tranh chất lƣợng với sản phẩm nƣớc khó khan lớn nhất, hãng giới có hàng chục năm nghiên cứu phát triển nên sản phẩm họ đƣợc tích hợp nhiều chức nhƣ thuật toán điều khiển nhằm tối ƣu hóa trình giặt vắt Tuy khối lƣợng công việc với đề tài nhiều khó khan nhƣng đƣợc quan tâm, động viên hƣớng dẫn thầy cô, bạn bè, gia đình, đặc biệt TS Nguyễn Phan Kiên Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Nên tác giả chọn hoàn thành luận văn với mong muốn thiết bị nghiên cứu chế tạo có tính thiết bị nhập khẩu, thứ hai tự chủ đƣợc thiết bị tự chế tạo, giảm chi phí mua máy sửa chữa máy nhƣ không lệ thuộc nhiều vào công ty hãng cung cấp máy đƣa sản phẩm thị trƣờng với giá chất lƣợng cạnh tranh Nội dung luận văn gồm chƣơng: Chương 1:Tổng quan máy giặt công nghiệp Chương 2: Một số loại máy giặt công nghiệp Việt Nam Chương 3: Thiết kế chế tạo thiết bị Chương 4: Sản phẩm thực tế Chương 5: Đánh giá Tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới TS.Nguyễn Phan Kiên,cùng tập thể Thầy, Cô giáo Bộ môn Công nghệ điện tử Kỹ thuật Y sinh – Viện Điện tử viễn thông-Đại học Bách Khoa Hà Nội,đã tham gia giảng dạy giúp đỡ thời gian học tập nghiên cứu thực đề tài Hà nội, ngày 30 tháng năm 2014 Tác giả PHẦN MỞ ĐẦU a)Lý chọn đề tài: Máy giặt công nghiệp đƣợc sử dụng bệnh viện nƣớc ta hầu hết đƣợc nhập từ hãng sản xuất Châu Âu Mỹ Những thiết bị thƣờng đắt trƣờng hợp hỏng hay có cố công việc thay thế, sửa chữa nhiều thời gian Khí hậu Việt Nam khí hậu nhiệt đới bo mạch điện tử thƣờng có tuổi thọ thấp làm việc môi trƣờng khí hậu Do việc nghiên cứu chế tạo main điều khiển máy giặt công nghiệp đa cần thiết, chế tạo main điều khiển máy giặt có đáp ứng đƣợc nhiều nhu cầu nhƣ giá thành main điều khiển giảm, thời gian thay sửa chữa khí có cố nhanh hơn, việc nâng cấp hệ điều khiển từ bán tự động lên tự động với máy giặt cũ trở nên đơn giản Để nghiên cứu chế tạo đƣa thị trƣờng sản phẩm main điều khiển máy giặt đa trình dài không đơn giản Việc phải cạnh tranh chất lƣợng với sản phẩm nƣớc khó khan lớn nhất, hãng giới có hàng chục năm nghiên cứu phát triển nên sản phẩm họ đƣợc tích hợp nhiều chức nhƣ thuật toán điều khiển nhằm tối ƣu hóa trình giặt vắt b) Lịch sử nghiên cứu Phần lớn main điều khiển máy giặt công nghiệp Việt Nam main hãng có số main đƣợc làm nƣớc nhiên main thƣờng dùng cho máy bán tự động, phải có ngƣời vận hành chỗ số lƣợng chƣơng trình giặt bị giới hạn c) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài nghiên cứu, thiết kế chế tạo main điều khiển máy giặt công nghiệp có tính kỹ thuật tƣơng đƣơng với main điều khiển nhập 10 C3 = 1; // tat dan C2 = 1; C4 = C0 =0; // tat toc 900 break; default: break; } switch(dir) { case 0: // khong quay C0 = 1; C1 = 1; C2 = 1; // tat dan C3 = 1; C4 = 1; // tat toc break; case 1: // quay thuan C0 = 0; C1 = 1; // quay thuan C2 = 1; // tat dan C3 = 1; C4 = 1; // tat toc break; case 2: // quay nghich C0 = 1; C1 = 0; // quay thuan 88 C2 = 1; // tat dan C3 = 1; C4 = 1; // tat toc break; case 3: break; } if(++time_counter>time) { time_counter=0; s=1; } else s=0; return s; } unsigned char washer_control_water_level(unsigned char state,unsigned int time) { unsigned char s=0; switch(state) { case 1: // cap nuoc lanh level cap_nuoc = 0; cap_nuoc_phu1 =0; van_xa = 0; 89 if(nuoc2_value == 1) { s = 1; cap_nuoc = 1; cap_nuoc_phu1 =1; } else s = 0; if(nuoc3_value == 1) { time_counter_water = 0; } if(++time_counter_water >= time) { s = 2; time_counter_water = 0; } break; case 2: // cap nuoc lanh level cap_nuoc = 0; cap_nuoc_phu1 =0; van_xa = 0; if(nuoc1_value == 1) { 90 s = 1; cap_nuoc = 1; cap_nuoc_phu1 =1; } else s = 0; if(nuoc3_value == 1) { time_counter_water = 0; } if(++time_counter_water >= time) { s = 2; time_counter_water = 0; } break; case 3: //cap nuoc nong level cap_nuoc_nong = 0; van_xa = 0; if(nuoc2_value == 1) { s = 1; cap_nuoc_nong = 1; } 91 else s = 0; if(nuoc3_value == 1) { time_counter_water = 0; } if(++time_counter_water >= time) { s = 2; time_counter_water = 0; } break; case 4: //cap nuoc nong level cap_nuoc_nong = 0; van_xa = 0; if(nuoc1_value == 1) { s = 1; cap_nuoc_nong = 1; } else s = 0; if(nuoc3_value == 1) { time_counter_water = 0; } if(++time_counter_water >= time) 92 { s = 2; time_counter_water = 0; } break; case 5: //cap nuoc am level cap_nuoc_phu1 = 0; cap_nuoc_nong = 0; van_xa = 0; if(nuoc2_value == 1) { s = 1; cap_nuoc_phu1 = 1; cap_nuoc_nong = 1; } else s = 0; if(nuoc3_value == 1) { time_counter_water = 0; } if(++time_counter_water >= time) { s = 2; time_counter_water = 0; } 93 break; case 6: //cap nuoc am level cap_nuoc_phu1 = 0; cap_nuoc_nong = 0; van_xa = 0; if(nuoc2_value == 1) { s = 1; cap_nuoc_phu1 = 1; cap_nuoc_nong = 1; } else s = 0; if(nuoc3_value == 1) { time_counter_water = 0; } if(++time_counter_water >= time) { s = 2; time_counter_water = 0; } break; case 7: // xa nuoc van_xa = 1; cap_nuoc = 1; 94 cap_nuoc_phu1 = 1; cap_nuoc_nong = 1; nhiet= 1; hoa_chat = 1; hoa_chat1 = 1; hoa_chat2 = 1; if(nuoc3_value == 0) { time_counter_water = 0; } if(++time_counter_water>time) { s=2; time_counter_water=0; } else s=0; break; } return s; } unsigned char hoa_chat_step(unsigned char state, unsigned char time) { unsigned char s=0; switch(state) { 95 case 0: hoa_chat = 1; hoa_chat1 = 1; hoa_chat2 = 1; break; case 1: hoa_chat = 0; break; case 2: hoa_chat1 = 0; break; case 3: hoa_chat2 = 0; break; case 4: hoa_chat = 0; hoa_chat1 = 0; break; case 5: hoa_chat = 0; hoa_chat2 = 0; break; case 6: hoa_chat2 = 0; hoa_chat1 = 0; 96 break; case 7: hoa_chat = 0; hoa_chat1 = 0; hoa_chat2 = 0; break; } if(++time_counter_hoa_chat>time) { s=1; time_counter_hoa_chat=0; } else s=0; return s; } void check_water() { if(!nuoc1) nuoc1_value = 1; else nuoc1_value = 0; if(!nuoc2) nuoc2_value = 1; else 97 nuoc2_value = 0; if(!nuoc3) nuoc3_value = 1; else nuoc3_value = 0; } void open_door() { if (!lock1) { door=1; door1=0; } else { door1=1; door=1; } } void close_door() { if (!lock1) { door=1; 98 door1=1; } else { door1=1; door=0; } } // Timer output compare A interrupt service routine interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void) { // Place your code here read_adc_enable = 1; check_water(); if((start==1)&&(setup_control==0)) { close_door(); washer1(); sec++; if(sec==60) { sec=0; minute++; if(minute==60) 99 { minute=0; hour++; } } Display_clock(); display_parameter(); } else { open_door(); sec=0; minute=0; hour=0; } // External Interrupt service routine interrupt [EXT_INT7] void ext_int7_isr(void) { cb_spin++; } interrupt [TIM3_COMPA] void timer3_compa_isr(void) { time_spin++; 100 if(time_spin==10) { spin_dc = cb_spin*20; cb_spin=0; time_spin=0; } } #include #define FIRST_ADC_INPUT #define LAST_ADC_INPUT unsigned int adc_data[LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT+1]; #define ADC_VREF_TYPE 0x00 // ADC interrupt service routine // with auto input scanning interrupt [ADC_INT] void adc_isr(void) { static unsigned char input_index=0; // Read the AD conversion result index_temperature++; adc_data[input_index]=ADCW; adc_data_tem[0] += adc_data[input_index]; // Select next ADC input if (++input_index > (LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT)) input_index=0; 101 ADMUX=(FIRST_ADC_INPUT | (ADC_VREF_TYPE & 0xff))+input_index; // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; } 102 ... nhập Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu luận văn bo mạch điều khiển máy giặt công nghiệp, đƣa quy trình điều khiển, thiết kế đƣợc mạch điều khiển lập trình theo quy trình điều khiển, từ xây... xuất main điều khiển máy giặt công nghiệp hay nói cách khác thị trƣờng main máy giặt công nghiệp nhƣ nào? Tất máy giặt suất xƣởng có main điều khiển main điều khiển máy giặt bán đƣợc máy giặt có... thị trƣờng Việt Nam main điều khiển máy giặt công nghiệp 2.2.1 Tuổi thọ main điều khiển dành cho máy giặt công nghiệp Một câu hỏi đƣợc đặt phải sản xuất main điều khiển máy giặt công nghiệp, doanh