THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐẾM VÍT TỰ ĐỘNG

Nội dung chính của đề tài bao gồm: Tính toán, thiết kế, chế tạo phần cơ khí thiết bị đếm vít tự động. Tính toán, thiết kế bộ phận cấp vít tự động Tính toán chọn động cơ cho thiết bị đếm vít tự động. Thiết kế mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động. Thiết kế mạch hiển thị số lượng trên LED 7 đoạn. Thiết kế mạch nguồn cung cấp cho mạch điều khiển, mạch hiển thị, mạch công suất. Thiết kế mạch công suất để điều khiển động cơ DC. Thiết lập giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động. Viết chương trình điều khiển cho vi điều khiển. Khảo nghiệm khả năng làm việc của thiết bị đếm vít tự động.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐẾM VÍT TỰ ĐỘNG Họ tên sinh viên: TRẦN VĂN ĐẠT NGUYỄN MINH KHOẢNH Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Niên khóa: 2012-2016 Tháng 06 năm 2016 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐẾM VÍT TỰ ĐỘNG TÁC GIẢ Trần Văn Đạt Nguyễn Minh khoảnh Khóa luận tốt nghiệp đệ trình đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Cơ Điện Tử Giáo viên hướng dẫn: ThS Đào Duy Vinh KS Nguyễn Trung Trực Tháng 06 năm 2016 LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu, Phòng đào tạo Khoa Cơ khí Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập suốt năm hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn đến q thầy, giáo Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ đặt biệt thầy, cô Bộ môn Cơ Điện Tử, Trường ĐH Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức cho chúng em suốt khóa học Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy ThS Đào Duy Vinh KS Nguyễn Trung Trực người trực tiếp tận tình hướng dẫn chúng em suốt thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn đến quý bạn bè giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, tháng 06 năm 2016 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh khoảnh Trần Văn Đạt TĨM TẮT Hiện nay, có nhiều sản phẩm bán thị trường có kèm theo túi vít để lắp ráp Việc lấy vít bỏ vào túi thủ cơng tốn nhiều thời gian, cơng sức sai sót số lượng Vì vậy, cần có thiết bị đếm vít tự động để thay cho việc đếm thủ cơng nhằm giảm chi phí, giảm sai sót số lượng, giảm cơng sức Trên thực tế có nhiều loại máy đếm vít tự động khác đa số có giá thành cao, kết cấu phức tạp Vì lý đó, nhóm em tiến hành thực đề tài: “ Thiết kế, chế tạo thiết bị đếm vít tự động” Nội dung đề tài bao gồm: Tính tốn, thiết kế, chế tạo phần khí thiết bị đếm vít tự động Tính tốn, thiết kế phận cấp vít tự động Tính tốn chọn động cho thiết bị đếm vít tự động Thiết kế mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động Thiết kế mạch hiển thị số lượng LED đoạn Thiết kế mạch nguồn cung cấp cho mạch điều khiển, mạch hiển thị, mạch công suất Thiết kế mạch công suất để điều khiển động DC Thiết lập giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động Viết chương trình điều khiển cho vi điều khiển Khảo nghiệm khả làm việc thiết bị đếm vít tự động MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC HÌNH .vi DANH SÁCH CÁC BẢNG viii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.4 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Chương TỔNG QUAN 2.1 Thực trạng máy đếm vít ngồi nước 2.1.1 Thực trạng máy đếm vít giới 2.1.2 Thực trạng máy đếm vít nước ta 2.2 Một số linh kiện sử dụng đề tài 2.2.1 Mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560 .6 2.2.2 Mạch công suất L298 (module L298) 2.2.3 Động DC 2.2.4 Động RC Servo 13 2.2.5 IC ghi dịch 74HC595 14 2.2.6 LED đoạn 15 2.2.7 IC ổn áp nguồn LM7805 18 2.2.8 Cơng tắc hành trình 19 2.2.9 Module cảm biến hồng ngoại .19 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.1 Nội dung thực 21 3.2 Phương pháp nghiên cứu 21 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 4.1 Sơ đồ cấu tạo thiết bị đếm vít tự động .22 4.2 Tính tốn, thiết kế phận cấp vít tự động .24 4.2.1 Tính tốn, thiết kế phễu chứa vít 25 4.2.2 Tính tốn, thiết kế đĩa cấp vít 26 4.2.3 Xác định lực cản tác dụng lên trục đĩa 28 4.2.4 Xác định công suất trục quay đĩa 29 4.2.5 Tính động DC 29 4.2.6 Chọn truyền xích 30 4.2.7 Tính khoảng cách hai trục truyền xích .31 4.2.8 Tính đường kính đĩa xích 32 4.2.9 Thiết kế gạt vít 32 4.3 Tính tốn, thiết kế phận đếm vít 33 4.3.1 Thiết kế máng hứng vít .34 4.3.2 Thiết kế chặn vít 35 4.4 Tính tốn, thiết kế mạch điều khiểm thiết bị đếm vít tự động 35 4.4.1 Sơ đồ khối điều khiển thiết bị đếm vít tự động 35 4.4.2 Sơ đồ điều khiển thiết bị đếm vít tự động 36 4.4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động 37 4.4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 39 4.4.5 Giao tiếp vi điều khiển với cảm biến đếm 39 4.4.6 Giao tiếp vi điều khiển với LED đoạn 40 4.4.7 Giao tiếp vi điều khiển với nút nhấn 41 4.5 Lưu đồ giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động .42 4.5.1 Giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động .42 4.5.2 Giải thuật điều khiển hiển thị giá trị thiết bị đếm vít tự động 44 4.6 Khảo nghiệm khả đếm vít thiết bị đếm vít tự động 47 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48 5.1 Kết luận 48 5.2 Đề nghị .48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .49 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Máy đếm vít KLD-Pro xuất sứ từ Trung Quốc .3 Hình 2.2: Máy đếm vít ( đinh, ốc, ) đóng gói Hình 2.3: Đếm vít thủ cơng Hình 2.4: Máy đến vít xuất xứ từ Việt Nam Hình 2.5: Mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560 Hình 2.6: Mạch cơng suất L298N Hình 2.7: Một số động DC thường gặp Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động động DC .10 Hình 2.9: Đồ thị dạng xung điều chỉnh PWM 10 Hình 2.10: Nguyên lý điều chỉnh độ rộng xung 11 Hình 2.11: Nguyên lý truyền động hộp giảm tốc 12 Hình 2.12: Động RC Servo Futaba S3003 13 Hình 2.13: Thời gian độ rộng xung quy định góc quay động RC Servo 14 Hình 2.14: IC ghi dịch 74HC595 14 Hình 2.15: LED đoạn 16 Hình 2.16: Sơ đồ điều khiển LED đoạn phương pháp chốt 16 Hình 2.17: Sơ đồ điều khiển LED đoạn phương pháp quét 17 Hình 2.18: IC ổn áp nguồn LM7805 18 Hình 2.19: Cấu tạo cơng tắc hành trình .19 Hình 2.20: Cảm biến thu phát hồng ngoại 19 Hình 4.1: Thiết bị đếm vít tự động .22 Hình 4.2: Bộ phận cấp vít tự động .24 Hình 4.3: Biên dạng phễu chứa vít 25 Hình 4.4: Hình khai triển phễu chứa vít .26 Hình 4.5: Biên dạng thơng số kỹ thuật đĩa cấp vít 27 Hình 4.6: Bộ truyền xích 30 Hình 4.7: Thơng số hình học biên dạng gạt 33 Hình 4.8: Bộ phận đếm vít 33 Hình 4.9: Thơng số hình học biên dạng máng hứng .34 Hình 4.10: Thơng số hình học biên dạng chặn 35 Hình 4.11 : Sơ đồ khối mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động .36 Hình 4.12: Sơ đồ điều khiển thiết bị đếm vít tự động 36 Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động .38 Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn LM 7805 39 Hình 4.15: Sơ đồ nguyên lý cảm biến thu phát hồng ngoại 39 Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lý giao tiếp vi điều khiển với LED đoạn 40 Hình 4.17: Giao tiếp vi điều khiển với nút nhấn 41 Hình 4.18: Sơ đồ giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động 43 Hình 4.19: Giải thuật hiển thị giá trị LED đoạn 45 Hình 4.20: Thiết bị đếm vít tự động 46 Hình 4.21: Biểu đồ thể khả đếm vít thiết bị 47 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật máy đến vít KLD-Pro .3 Bảng 2.2: Mã đoạn dịch IC 74HC595 cho LED anot chung katot chung .15 Bảng 4.1: Bảng khảo nghiệm góc nghiêng phễu chứa vít 25 Bảng 4.2: Bảng khảo nghiệm khả đếm vít thiết bị đếm vít tự động 47 Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, ngành kỹ thuật đóng vai trò quan trọng thời kỳ đổi lên đất nước Đất nước giai đoạn công nghiệp hóa đại hóa ngành sản xuất, ngành cơng nghiệp khí xác định ngành cơng nghiệp mũi nhọn có nhiệm vụ giải vấn đề khoa học kỹ thuật để đạt hiệu công việc cao Trong sản xuất nay, để xuất xưởng sản phẩm thường kèm theo túi vít để lắp ráp Cơng việc cơng nhân ngồi đếm bỏ vít vào túi Tuy nhiên cơng việc tốn nhiều thời gian chi phí, nhiều trường hợp mệt mỏi sơ ý đếm sai số lượng cần thiết làm cho việc lắp ráp sản phẩm khơng hồn chỉnh Do việc thiết kế chế tạo thiết bị đếm vít tự động phục vụ cho sản xuất thiết thực Bởi lẽ lợi ích thiết thực mà đem lại: tránh sai xót, tăng xuất, giải phóng lao động chân tay, giảm chi phí giá thành sản xuất Với thiết thực trên, đồng ý Hội Đồng Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ, Trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, hướng dẫn thầy ThS Đào Duy Vinh KS Nguyễn Trung Trực, nhóm thực đề tài: “Thiết Kế, Chế Tạo Thiết Bị Đếm Vít Tự Động” 1.2 Mục tiêu đề tài Hoàn thành việc thiết kế, chế tạo thiết bị đếm vít tự động Thiết bị có khả tự động vận hành theo thông số cài đặt Thiết kế cấu đơn giản phù hợp với khả chế tạo xưởng khí Việt Nam Giảm giá thành, giảm chi phí, dễ vận hành hoàn toàn tự động 1.3 Ý nghĩa khoa học đề tài Từ mơ hình thiết bị đếm vít tự động cho thấy ưu nhược điểm thiết bị mà từ khắc phục nhược điểm, phát huy ưu điểm nhằm tạo thiết bị hồn hảo, đại Tiết kiệm cơng sức lao động Giảm sai sót sản xuất Nâng cao suất 1.4 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Thiết kế thiết bị có khả chế tạo với cơng nghệ nước có giá thành hợp lý Góp phần giảm giá thành sản xuất sản phẩm, tránh sai sót số lượng, làm tăng hiệu công việc 4.3.2 Thiết kế chặn vít Hình 4.10: Thơng số hình học biên dạng chặn Thơng số hình học biên dạng chặn thể (Hình 4.10) Tấm chặn có nhiệm vụ chặn vít cuối máng để vít khơng rơi ngồi khơng có túi tròng vào máng hứng Tấm chặn điều khiển động RC Servo 4.4 Tính tốn, thiết kế mạch điều khiểm thiết bị đếm vít tự động 4.4.1 Sơ đồ khối điều khiển thiết bị đếm vít tự động Sơ đồ khối mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động thể (Hình 4.11) Sau cấp nguồn, tùy vào số lượng vít cần đếm mà ta nhấn nút điều khiển để cài đặt số lượng, tín hiệu từ nút nhấn truyền đến mạch điều khiển xử lý xuất tín hiệu hiển thị lên LED đoạn Sau cài đặt xong, nhấn nút khởi động vi điều khiển nhận tín hiệu kích mạch công suất L298 làm động DC hoạt động kéo theo đĩa cấp vít quay thơng qua truyền xích Lúc này, vít rơi vào rãnh định hình đĩa cấp vít rơi xuống máng hứng thơng qua rãnh phễu chứa Số lượng vít rơi từ phễu chứa xuống máng hứng đếm cảm biến thu phát hồng ngoại Sau cảm biến đếm đủ số lượng mạch điều khiển kích mạch cơng suất L298 làm động DC ngừng hoạt động Khi người sử dụng tròng túi vào máng hứng cơng tắc hành trình tác động, vi điều khiển kích động RC Servo quay kéo theo chặn quay góc 90 Khi người sử dụng lấy túi khỏi máng động RC Servo quay chặn lại vị trí ban đầu 0 để chặn khơng cho vít rơi khỏi máng hứng 35 MẠCH HIỂN THỊ (Module LED đoạn) Mạch điều khiển Mạch công suất CẢM BIẾN CƠ CẤU CHẤP HÀNH Thu phát hồng ngoại Động DC Công tắc hành trình Nút nhấn Động RC Servo Hình 4.11 : Sơ đồ khối mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động 4.4.2 Sơ đồ điều khiển thiết bị đếm vít tự động Hình 4.12: Sơ đồ điều khiển thiết bị đếm vít tự động 36 Sơ đồ điều khiển thiết bị đếm vít tự động thể (Hình 4.12) Mạch điều khiển Arduino sử dụng IC Atmega 2560 làm mạch xử lý trung tâm Khi cảm biến (ở cảm biến đếm, công tắt hành trình, nút nhấn) tác động, tín hiệu từ cảm biến truyền cho mạch điều khiển để xử lý Sau xử lý xong, mạch điều khiển xuất tín hiệu cho mạch hiển thị lên LED đoạn đồng thời điều khiển cấu chấp hành (ở động DC động RC Servo) 4.4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động thể (Hình 4.13) Mạch điều khiển sử dụng IC ATMEGA 2560, có nhiệm vụ chứa chương trình điều khiển đồng thời xử lý xuất tín hiệu điều khiển tồn hệ thống IC ATMEGA 2560 tích hợp board mạch Arduino Mega 2560, thông qua việc điều khiển chân tín hiệu board Arduino xem ta điều khiển chân IC ATMEGA 2560 Chân reset ATMEGA 2560 liên kết với nút nhấn để reset mạch có tác động vật lý ấn vào nút nhấn này, chân reset nối với nguồn thơng qua tụ C3 có nhiệm vụ reset mạch sau cấp nguồn cho mạch Chân 33, 34 IC ATMEGA 2560 nối với tụ điện C1, C2 thạch anh X2, nhiệm vụ linh kiện cấp xung hoạt động cho IC Các nút tăng, nút giảm, nút start, nút stop liên kết với chân D2, D3, D4, D5 vi điều khiển có nhiệm vụ cài đặt số lượng cần đếm điều khiển thiết bị hoạt động hay ngừng hoạt động Chân D6 vi điều khiển kết nối với cơng tắt hành trình có nhiệm vụ nhận tín hiệu để xử lý đồng thời xuất tín hiệu chân D11 để điều khiển động RC Servo Chân D7 vi điều khiển kết nối với chân (+) LED báo với nhiệm vụ xuất tín hiệu cho LED sáng cảm biến đếm đếm đủ số lượng Các chân D8, D9, D10 vi điều khiển kết nối với chân chân lacth, data, clock mạch hiển thị LED đoạn để hiển thị số lượng cần đếm số lượng đếm Các chân D12, D13, D14 kết nối với chân IN1, IN2, ENA có nhiệm vụ kích mạch công suất L298 để điều khiển động DC Còn chân D15 kết nối với chân OUT cảm biến đếm để nhận tín hiệu từ cảm biến đếm 37 Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động 38 4.4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn LM 7805 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn LM 7805 thể (Hình 4.14) Trong nguồn cấp cho mạch dòng điện chiều có điện áp khoảng 12 - 40 V Điện áp đầu vào qua đi-ốt D16 Nhiệm vụ đi-ốt D16 bảo vệ mạch chống ngược dòng làm cháy mạch Sau qua đi-ốt, điện áp vào chân LM 7805 Tụ không phân cực C26 tụ phân cực C4 có nhiệm vụ lọc nhiễu làm phẳng điện áp trước vào LM 7805 Chân LM 7805 nối mass Chân ngõ với mức điện áp 5V Tụ không phân cực C27 tụ phân cực C25 tương tự tụ C26 C4 có nhiệm vụ lọc nhiễu làm ổn định điện áp ngõ LED báo D17 sáng cấp nguồn cho mạch hạn dòng điện trở R5 4.4.5 Giao tiếp vi điều khiển với cảm biến đếm Hình 4.15: Sơ đồ nguyên lý cảm biến thu phát hồng ngoại 39 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến thu phát hồng ngoại thể (Hình 4.15) Sau cấp nguồn, LED phát hồng ngoại phát ánh sáng hồng ngoại Lúc này, LED thu hồng ngoại thu ánh sáng hồng ngoại LED phát đồng thời truyền tín hiệu Opamp LM393 Tại đây, Opamp LM393 so sánh mức điện áp ngõ vào không đảo (chân 3) với ngõ vào đảo (chân 2), điện áp chân số cao chân số có điện áp chân số Khi chân Opamp LM393 có tín hiệu kích chân B transistor C1815 Lúc này, điện áp từ chân C transistor C1815 truyền qua chân E mass transistor rơ-le, có tín hiệu chân B tiếp điểm thường hở chân C E đóng lại Lúc đó, LED báo sáng đồng nghĩa có tín hiệu chân OUT Ta điều chỉnh trị số biến trở RV1 để tín hiệu ngõ chân số tốt ổn định Tụ C19 có nhiệm vụ lọc chống nhiễu trước tín hiệu ngõ LM 393 truyền đến transistor Điện trở R35, R36, R38 có nhiệm vụ hạn dòng cho LED phát, LED thu, LED báo giúp LED không bị hỏng cấp nguồn 5V cho mạch R39 có nhiệm vụ triệt tiêu dòng 4.4.6 Giao tiếp vi điều khiển với LED đoạn Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lý giao tiếp vi điều khiển với LED đoạn 40 Mạch nguyên lý điều khiển khối hiển thị thiết bị đếm vít tự động thể (Hình 4.16) Trong sử dụng LED đoạn để thể giá trị số lượng cần đếm, số lượng đếm theo cặp LED 2, LED hiển thị giá trị hàng chục số lượng cần đếm, LED hiển thị giá trị hàng đơn vị số lượng cần đếm LED hiển thị giá trị hàng chục số lượng đếm được, LED hiển thị giá trị hàng đơn vị số lượng đếm Trong mạch sử dụng IC 74HC595 IC 74HC595 kết nối chân xuất tính hiệu Q0Q7 tương ứng với chân 15, 1, 2, 3, 4, 5, 6, IC U2 với chân a, b, c, d, e, f, g, point chung LED đoạn, chân lacth, clock, data tương ứng chân 11, 12, 14 kết nối với chân D8, D10, D9 vi điều khiển để nhận tín hiệu từ vi điều khiển IC74HC595 thứ hai kết nối chân xuất tín hiệu Q0Q3 tương ứng với chân 15, 1, 2, IC U3 với chân kích LED 1, LED 2, LED 3, LED Chân clock, lacth tương ứng với chân 11, 12 IC U3 kết nối với chân D8, D10 vi điều khiển để nhận tín hiệu từ vi điều khiển chân data tương ứng với chân 14 IC U3 nhận liệu từ chân Q7’ tương ứng chân IC74HC595 truyền đến 4.4.7 Giao tiếp vi điều khiển với nút nhấn Hình 4.17: Giao tiếp vi điều khiển với nút nhấn 41 Nguyên lý hoạt động nút nhấn: Đối với mức 0, ta thiết kế mạch mức Qua mạch ta thấy thiết bị như: nút nhấn, cơng tắt hay cơng tắt hành trình mạch trạng thái hở Lúc điện qua điện trở kéo lên R 4,7 - 10K thẳng vi điều khiển lúc bit nhận tín hiệu thiết bị có điện áp mức cao (mức 1) LED hiển thị không sáng khơng có mass Diode zener có nhiệm vụ ổn định dòng điện áp chuẩn đưa vi điều khiển (vi điều khiển làm việc tốt mức điện áp định mức 5V) Khi thiết bị đóng lại tức thiết bị nối tắt điện áp chạy từ mức cao mức thấp Vì tất điện áp qua tải tức điện trở kéo lên mass nên bit nhận tín hiệu có điện áp mức thấp (mức 0) Lúc LED hiển thị nối mass nên sáng LED báo hiệu Tụ C_104p có tác dụng thiết bị chống dội, lọc phẳng điện áp nhằm chắc thiết bị đóng hồn tồn Vì thiết bị cơng tắt hay nút nhấn đóng ln xảy việc chưa đóng dứt khốt mà chập chờn vị trí tiếp xúc tiếp điểm Điều làm cho việc tiếp nhận tín hiệu vi điều khiển bị nhiễu tụ mắc song song với tiếp điểm nhằm khắc phục nhiễu Đối với mức ta phải thiết kế mạch ln mức Có nghĩa thiết bị nút nhấn, công tắt hay công tắt hành trình mạch ln trạng thái đóng 4.5 Lưu đồ giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động 4.5.1 Giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động Bắt đầu Nhập N1 Hiển thị LED đoạn Sai CB = 1? Đúng 42 Đóng cửa tháo vít Kết thúc ? CTHT = 1? Đúng (Động RC Servo động 0) Động DC ngừng hoạt N2Kết ≥ thúc N1? Đúng SaiĐúng N2 = N2 + Mở cửa tháo vít (Động 900) ĐộngcơcơRC DCServo hoạt động Sai CB: Cảm biến hồng ngoại CTHT: Cơng tắt hành trình N1: Số lượng vít cần đếm N2: Số lượng vít cảm biến đếm đếm Hình 4.18: Sơ đồ giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động Lưu đồ giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động thể (Hình 4.18) Bắt đầu, tùy vào số lượng cần đếm mà ta điều chỉnh nút điều khiển để cài đặt số lượng cần đếm N1 đồng thời hiển thị lên LED đoạn Tiếp theo, nhấn nút khởi động cho động DC hoạt động Số lượng vít rơi xuống máng hứng đếm cảm biến thu phát hồng ngoại Lúc này, vi điều khiển so sánh số lượng vít mà cảm biến thu phát hồng ngoại đếm N2 với số lượng vít cần đếm N1 Nếu số lượng vít đếm lớn số lượng vít cài đặt vi điều khiển xuất tín hiệu cho động DC ngừng Sau đếm đủ số lượng vít cần đếm, người sử dụng lấy túi tròng vào máng hứng, lúc cơng tắt hành trình tác động, vi điều khiển kích động RC servo quay thuận kéo theo chặn quay góc 90 làm vít rơi xuống túi Sau lấy túi khỏi máng hứng động RC Servo quay chặn lại vi trí ban đầu 00 để tiếp tục nhiệm vụ chặn cửa rơi vít máng hứng 4.5.2 Giải thuật điều khiển hiển thị giá trị thiết bị đếm vít tự động Giải thuật hiển thị số lượng cần đếm số lượng đếm thiết bị đếm vít tự động thể (Hình 4.19) Ban đầu tắt LED để chống lem IC 74HC595 (U2) xuất mã cho LED hàng đơn vị số lượng cần đếm sáng ( cho phép sáng LED hàng đơn vị số lượng cần đếm) LED thể nội dung số đơn vị số lượng cần đếm IC 74HC595 (U3) qui định mã đoạn, trì LED hàng đơn vị sáng thời gian khoảng ms IC U2 xuất mã tắt LED hàng đơn vị số lượng cần đếm, cho LED hàng chục số lượng cần đếm sáng, LED thể nội dung số hàng chục số lượng số lượng cần đếm IC U3 qui định mã LED đoạn, trì LED hàng chục số lượng cần đếm sáng mã đoạn giá trị số hàng chục ms Tiếp tục tắt LED hàng chục số lượng cần đếm cho phép sáng LED hàng đơn vị số lượng đếm được, LED thể nội dung số hàng đơn vị số lượng đếm mà mã đoạn IC U3 qui định, trạng thái sáng mã đoạn xuất 43 trì thời gian khoảng 4ms Tiếp theo tín hiệu từ IC U2 tắt LED hàng đơn vị số lượng đếm bật LED hàng chục đơn vị số lượng đếm được, mã đoạn truyền tới LED từ IC U3, tín hiệu truyền tới với trạng thái sáng LED trì 4ms Chương trình chạy quay lại từ đầu, quét xuất mã kích LED đoạn, theo thứ tự liên tục Kết LED đoạn hiển thị nội dung số lúc 44 Bắt đầu Tắt LED đoạn Mở LED hàng đơn vị số lượng cần đếm Tắt LED hàng đơn vị số lượng đếm Xuất mã số đoạn số lượng cần đếm Mở LED hàng chục số lượng đếm Duy trì ms Xuất mã số đoạn số lượng đếm Tắt LED hàng đơn vị số lượng cần đếm Duy trì ms Mở LED hàng chục số lượng cần đếm Xuất mã số đoạn Duy trì ms Kết thúc? Tắt LED hàng chục số lượng cần đếm Đúng Mở LED hàng đơn vị số lượng đếm Kết thúc Xuất mã số đoạn Duy trì ms Hình 4.19: Giải thuật hiển thị giá trị LED đoạn Kết thiết bị đếm vít tự động lắp ráp phần cứng mạch điều khiển: 45 Sai Hình 4.20: Thiết bị đếm vít tự động 4.6 Khảo nghiệm khả đếm vít thiết bị đếm vít tự động Bố trí khảo nghiệm: bỏ vào phễu chứa vít khoảng 0,5kg vít ( tương đương với 50 vít) Cài đặt số lượng cần đếm vít, cho thiết bị hoạt động dùng đồng hồ 46 bấm để khảo nghiệm thời gian đếm thiết bị Khảo nghiệm 10 lần, kết khảo nghiệm thể Bảng 4.2 Bảng 4.2: Bảng khảo nghiệm khả đếm vít thiết bị đếm vít tự động Số lần Thời gian 33 36 41 35 45 29 39 42 35 10 40 10 (s) 50 45 40 T hời gian (s) 35 30 25 20 15 10 5 số lần Thời gian (s) Hình 4.21: Biểu đồ thể khả đếm vít thiết bị Dựa vào kết khảo nghiệm cho thấy thời gian đếm vít thiết bị đếm vít tự động có chênh lệch phụ thuộc vào khả điền vít vào rãnh đĩa Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Sau trình nghiên cứu thực nhóm với hướng dẫn nhiệt tình giảng viên hướng dẫn Đề tài đạt số kết quả: Đã hoàn thành việc thiết kế thiết bị đếm vít tự động Chế tạo khảo nghiệm thiết bị đếm vít tự động 47 Thiết kế mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động Thiết kế mạch công suất điều khiển động DC Thiết kế mạch nguồn Thiết lập giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động Khảo nghiệm sơ thiết bị đếm vít tự động Kết luận: Tùy vào số lượng vít túi mà thời gian đếm khác Với số lượng vít túi vít suất thiết bị khoảng 70-80 túi/giờ 5.2 Đề nghị Do thời gian ngắn kinh phí có hạn nên thiết bị đếm vít tự động mơ hình mang tính chất khảo nghiệm vận hành tự động nên có số sai sót dẫn đến sai số so với tính tốn thiết kế ban đầu Vì cần chế tạo sản phẩm hồn chỉnh với quy mơ lớn với mơ hình để tăng cơng suất suất máy đồng thời kết hợp thêm phận đóng gói tạo thành dây chuyền từ cấp đếm vít đến đóng gói sản phẩm 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Ngọc Cẩn, Kỹ thuật điều khiển tự động, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh [2] PGS TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí, tập 1, NXB Giáo dục –2002 [3] Trần Văn Giản, Khai triển hình gò, NXB cơng nhân kỹ thuật – 1976 [4] Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục – 2003 [5] Phàn Văn Huyên – Hồ Văn Bác, Khai triển hình gò,NXB Hải phòng - 2004 [6] Phan Quốc Phơ - Nguyễn Đức Chính, Giáo trình cảm biến, NXB Khoa học kỹ thuật – 2000 [7] Vương Thành Tiên, Bài giảng nguyên lý máy, ĐHNL [8] Dương Minh Trí, Linh kiện điện tử, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 2004 TIẾNG NƯỚC NGOÀI [9] Michael Margolis (2011), Arduino Cookbook 49 ... thiết kế, chế tạo phần khí thiết bị đếm vít tự động Tính tốn, thiết kế phận cấp vít tự động Tính tốn chọn động cho thiết bị đếm vít tự động Thiết kế mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động Thiết. .. tiết thiết bị đếm vít tự động Lắp ráp chi tiết tạo thành thiết bị đếm vít tự động Thiết kế mạch điều khiển thiết bị đếm vít tự động Thiết lập giải thuật điều khiển thiết bị đếm vít tự động Lập... Thiết Kế, Chế Tạo Thiết Bị Đếm Vít Tự Động 1.2 Mục tiêu đề tài Hoàn thành việc thiết kế, chế tạo thiết bị đếm vít tự động Thiết bị có khả tự động vận hành theo thông số cài đặt Thiết kế cấu đơn