Báo cáo về hệ thống chiết rót và đóng nắp chai điều khiển bằng arduino Mega 2560p, hệ thống bao gồm code arduino, thiết bị và quá trình thi công hệ thống.
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA PHAN QUỐC BẢO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI GVHD: TRẦN HỒN TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2019 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA PHAN QUỐC BẢO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH HỆ THỐNG CHIẾT RĨT VÀ ĐĨNG NẮP CHAI GVHD: TRẦN HỒN TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2019 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN: TỰ ĐỘNG HÓA TP HCM, ngày….tháng 12 năm 2019 NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tên đồ án: HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI Sinh viên thực hiện: Phan Quốc Bảo Giảng viên hướng dẫn: 2002160165 Trần Hoàn Đánh giá Luận văn Về báo cáo: Số trang _ Số chương _ Số bảng số liệu _ Số hình vẽ _ Số tài liệu tham khảo _ Sản phẩm _ Một số nhận xét hình thức báo cáo: Về nội dung đồ án: Về tính ứng dụng: Về thái độ làm việc sinh viên: Đánh giá chung: Điểm sinh viên: Phan Quốc Bảo:……… /10 Người nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên) LỜI CÁM ƠN ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… .……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019 Tác giả Phan Quốc Bảo TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ……………………………… TP.HCM, ngày….tháng… năm…… ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TÊN ĐỒ ÁN: HỆ THỐNG CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI Giảng viên hướng dẫn: Trần Hoàn Thời gian thực hiện: Từ ngày …/…/2019 đến ngày …/…/2019 Sinh viên thực hiện: Phan Quốc Bảo Nội dung đề tài: - …………………………………….…………………………………….…………………………… - …………………………………….…………………………………….…………………………… - …………………………………….…………………………………….…………………………… - …………………………………….…………………………………….…………………………… - …………………………………….…………………………………….…………………………… Kế hoạch thực hiện: - Từ ngày …/…/201… đến ngày …/…/201…: ( tháng… ): thực hiện…… : - Từ ngày …/…/201… đến ngày …/…/201…: ( tháng… ): thực hiện… …: - Từ ngày …/…/201… đến ngày …/…/201…: ( tháng… ): thực hiện… …: - Từ ngày …/…/201… đến ngày …/…/201…: ( tháng… ): thực hiện… …: - Từ ngày …/…/201… đến ngày …/…/201…: ( tháng… ): thực hiện… …: - Từ ngày …/…/201… đến ngày …/…/201…: ( tháng… ): thực hiện… …: - …………………………………….………………………… Xác nhận giảng viên hướng dẫn TP HCM, ngày….tháng … năm… Sinh viên ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN MỤC LỤ MỤC LỤC i DANH MỤC KÝ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT .iv DANH MỤC BẢNG BIỂU .v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .1 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.5 Các cơng trình nghiên cứu liên quan 1.6 Các mơ hình, hệ thống sản xuất CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHI TIẾT VỀ CÁC LINH KIỆN CỦA HỆ THỐNG DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG 2.1 Giới thiệu arduino 2.1.1 Giới thiệu chung arduino 2.1.2 Thông số Arduino Uno R3 2.1.3 Vi điều khiển Arduino Mega 2560 2.1.4 Năng lượng 2.1.5 Bộ nhớ 10 2.1.6 Các cổng vào 10 2.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 NPN 6-36V 11 2.3 Động giảm tốc hộp số vng góc JGY370 12 2.4 Băng chuyền 12VDC – 50cm 13 2.5 Bơm nước Piston áp lực cao 12VDC 13 2.6 Nguồn tổ ong 12V5A 14 2.6.1 Giới thiệu nguồn tổ ong 12V5A 14 SVTH: PHAN QUỐC BẢO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2.6.2 GVHD: TRẦN HỒN Thơng số kỹ thuật 14 2.7 Mạch tạo trễ đóng ngắt theo chu kỳ relay 15 2.7.1 Giới thiệu timer relay 15 2.7.2 Các chức timer relay 16 2.7.3 Thông số kỹ thuật 17 2.7.4 Sơ đồ kết nối 18 2.8 Mạch điều khiển động L298 19 2.8.1 Giới thiệu mạch động L298 19 2.8.2 Thông số kỹ thuật 19 2.8.3 Các chân tín hiệu 19 2.8.4 Mạch mô L298 động 21 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 22 3.1 Địa điểm thời gian thực đề tài 22 3.1.1 Địa điểm 22 3.1.2 Thời gian 22 3.2 Phương pháp thực .22 3.3 Chọn phương pháp thực phần khí 22 3.4 Chọn phương pháp lập trình điều khiển 22 3.5 Giải thuật điều khiển 22 3.6 Lưu đồ giải thuật .23 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 25 4.1 Kết khảo nghiệm 25 4.1.1 Mục đích 25 4.1.2 Nội dung 25 4.1.3 Kết .25 4.2 Cấu tạo chung máy .26 4.3 Kết chế tạo hệ thống chiết rót sản phẩm đóng nắp chai 26 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 29 5.1 Kết đạt 29 5.2 Hạn chế 29 5.3 Hướng phát triển đề tài 29 SVTH: PHAN QUỐC BẢO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN PHỤ LỤC 31 Code chương trình 31 Giới thiệu phần mềm Arduino 35 Hướng dẫn cài đặt phần mềm Arduino 37 SVTH: PHAN QUỐC BẢO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH SVTH: PHAN QUỐC BẢO GVHD: TRẦN HOÀN Trang 30 ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH GVHD: TRẦN HỒN Hình 4.3: Mơ hình kết hồn chỉnh SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 31 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 5.1 Kết đạt Những kết thu được: - Lập trình, kết nối Arduino Mega 2560 để điều khiển hệ thống chiết rót nước - đóng nắp chai Sử dụng cảm biến hệ thống cấu khí để thực mơ hình Kiểm sốt tốt khâu trung gian hệ thống đồng thời vận hành hệ - thống dễ dàng quản lý bảo dưỡng hệ thống nhanh gọn Từ kết tính tốn thiết kế, mơ hình hệ thống chiết rót nước đóng chai tự động chế tạo lắp ráp hoàn chỉnh 5.2 Hạn chế - Các chi tiết kết hợp với thiếu xác, nên mơ hình vài lỗi - Hệ thống khí chưa ý tưởng, sai số chi tiết - Các chức linh kiện chưa nắm rõ hết - Động chưa hoạt động tối đa 5.3 Hướng phát triển đề tài Do thời gian, yếu tố khác kiến thức, kinh tế Nên Hệ thống chiết rót nước đóng nắp chai lau hoạt động phạm vi cho phép Việc phát triển hệ thống chiết rót nước đóng nắp chai hồn tồn tự động làm việc theo ý nghĩ người Nhằm phục vụ hoạt động sản xuất chai nước giải khát nhà máy, công ty thực tiễn Ngồi hệ thống chiết rót nước đóng nắp chai cải tiến mạnh mẽ thơng qua việc kiểm tra lỗi cảm biến nâng cao xử lý hình ảnh thơng qua camera an toàn cho người sử dụng người điều hành hệ thống dây chuyền tự động, từ Hệ thống chiết rót nước đóng nắp chai ứng dụng nhiều vào sống hỗ trợ cho người công việc sản xuất Số liệu hóa tất phận khí để đạt độ xác cao hơn, lập trình dễ dàng SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 32 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN Làm thêm tủ điện, vẽ mạch, tính tốn cơng suất để trơng gọn gàng dễ dàng sửa chữa bảo trì Thay đổi thiết kế bàn xoay để sử dụng đa dạng cho nhiều loại chai khác Sử dụng biện pháp cách ly với mơi trường bên ngồi như: kính che, nơi chứa nước kín đảm bảo an toàn thực phẩm SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 33 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN PHỤ LỤC Code chương trình #define sensor1 #define sensor2 #define sensor3 int ENA = 6; int IN1 = 8; int IN2 = 9; int ENB = 13; int IN3 = 10; int IN4 = 11; #define ENASpeed 250 #define ENBSpeed 250 int bienn = 0; int bien = 0; boolean cambien1 = 1; boolean cambien2 = 1; boolean cambien3 = 1; void setup() { SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 34 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN pinMode (sensor1, INPUT); pinMode (sensor2, INPUT); pinMode (sensor3, INPUT); pinMode(ENA, OUTPUT); pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT); pinMode(ENB, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT); } void loop() { bangchuyen(); delay(200); if (bien == 1){ banxoay(); } if (bien == && bienn == 1){ banxoay1(); } SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 35 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN } void banxoay() { analogWrite(ENB, 250); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); cambien2 = digitalRead(sensor2); if (cambien2 == 0){ bienn = 1; } } void banxoay1(){ cambien3 = digitalRead(sensor3); if (cambien3 == 1){ analogWrite(ENB, 250); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); } if (cambien3 == 0){ analogWrite(ENB, 0); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 36 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN } } void bangchuyen() { cambien1 = digitalRead(sensor1); if (cambien1 == 1){ analogWrite(ENA, 200); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); } if (cambien1 == 0){ analogWrite(ENA, 0); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); bien = 1; } if (cambien3 == 0){ analogWrite(ENA, 0); SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 37 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); } } void dungbangchuyen(){ analogWrite(ENA, 0); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); } void dungbanxoay() { analogWrite(ENB, 0); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); } Giới thiệu phần mềm Arduino Arduino cung cấp đến môi trường lập trình tích hợp mã nguồn mở hỗ trợ người dùng viết code tải lên bo mạch arduino Đây môi trường đa tảng, hỗ trợ loạt bo mạch arduino nhiều tính độc đáo Ứng dụng lập trình có giao diện xếp hợp lý, phù hợp với người dùng chun nghiệp lẫn khơng chun Arduino có mơi trường lập trình viết java, sử dụng cho bo mạch Arduino Genuido, nhiều công ty giới sử dụng để lập trình cho thiết bị họ SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 38 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HỒN Hình 6.1 Logo phần mềm arduino Hình 6.2 Màn hình viết chương trình Arduino Arduino mơi trường phát triển tích hợp đa tảng, hỗ trợ cho loạt bo mạch Arduino Arduino Uno, Nano, Mega, Esplora, Ethernet, Fio, Pro hay SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 39 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN Pro Mini LyliPad Arduino Phần mềm phù hợp cho lập trình viên C C++ thay hồn hảo cho IDE khác Arduino có chức có chức hữu ích làm bật cú pháp, thụt đầu dòng tự động, giao diện đồ họa xếp hợp lý Phần mềm tích hợp sưu tập ví dụ mẫu trợ giúp cho người lần sử dụng với mảng thư viện phong phú EEPROM, Firmata, GSM, Servo, TFT, WiFi, Hướng dẫn cài đặt phần mềm Arduino Bước 1:Bạn vào trang web “download arduino” Bước 2:Chọn phiên phù hợp nhấn download SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 40 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN Bước 3:Sau tải máy xong bạn nhấp đúp vào biểu tượng hình Bước 4:Chọn “I Agree” “Next” SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 41 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN Bước 5:Chọn “Install”và chờ SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 42 ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH GVHD: TRẦN HỒN Bước 7:Sau hồn tất bạn nhấn “Close” sử dụng phần mềm SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 43 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: TRẦN HOÀN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GV Bạch Hưng Trường Giáo trình kỹ thuật Vi Điều Khiển Trường ĐHSPKT Hưng n [2] Nguyễn Bính (1995) Điện tử cơng suất Nhà xuất khoa học kĩ thuật [3] PGS TS Trịnh Chất & TS Lê Văn Uyển (2007) Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí Nhà xuất giáo dục [4] Phạm Minh Hà (2002) Kỹ thuật mạch điện tử Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [5] Tống Văn Ơn & Hồng Đức Hải (2001) Họ Vi điều khiển 80C51 Nhà xuất Lao động xã hội [6] http://dientuvietnam.net [7] http://www.datasheet.catalog.com [8] http://www.vagam.dieukhien.net SVTH: PHAN QUỐC BẢO Trang 44 ... xuất đóng nắp chai sản phẩm nhà máy sản xuất nước uống đóng chai đời từ dựa tảng có từ trước với nghiên cứu phát triển thêm nhóm,nhóm mạnh dạn thiết kế mơ hình dây chuyền chiết rót đóng nắp chai. .. L298, board mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560 1.3 Mục tiêu đề tài Dưới thông số kỹ thuật mục tiêu hệ thống: - Nghiên cứu mơ hình hệ thống chiết rót nước đóng nắp chai tự động an toàn thực tiễn... Width 53.3 mm 20 mA Bảng 2.1: Thống số Arduino R3: 2.1.3 Vi điều khiển Arduino Mega 2560 Hình 2.1.2 Arduino Mega 2560 Arduino Mega 2560 R3 phiên nâng cấp Arduino Uno R3 với số chân giao tiếp, ngoại