Bài giảng Nhập môn về kỹ thuật: Phần 1 - ĐH Phạm Văn Đồng

(NB) Nhập môn về kỹ thuật là môn học nằm trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí ở các trường đại học kỹ thuật, môn học nhằm cung cấp cho người học hiểu được “ Kỹ thuật và nghệ thuật áp dụng các nguyên tắc khoa học và toán học, kinh nghiệm, tri thức và đánh giá nhằm tạo ra mọi thứ mang lại lợi ích cho con người. Kỹ thuật là quá trình sản xuất một sản phẩm hay một hệ thống đáp ứng một nhu cầu cụ thể” (ASEE).

UBND TỈNH QUẢNG NGÃI TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG - BÀI GIẢNG NHẬP MÔN VỀ KỸ THUẬT DÀNH CHO BẬC ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ (15 tiết LT; 60 tiết TH) Biên soạn: ThS Trần Thanh Tùng Quảng Ngãi, tháng 12 năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Kỹ thuật mang lại nhiều lợi ích cho phát triển loài người suốt lịch sử phát triển Kỹ thuật chuỗi hoạt động liên tục, nối tiếp đổi cách đứng vai người trước tương lai Trong cách mạng Công nghiệp lần thứ 4, kỹ thuật đối mặt với nhiều thách thức lớn: vấn đề lượng, máy móc thiết bị địi hỏi u cầu ngày cao hơn, phát triển ứng dụng đời sống sản xuất Thực tế giáo dục kỹ thuật gặp phải nhiều vấn đề: Công nghệ công nghệ cao bùng nổ, làm để đào tạo nhà kỹ thuật có khả giải vấn đề cách tốt vượt qua thành thức Nhập môn kỹ thuật môn học nằm chương trình đào tạo kỹ sư khí trường đại học kỹ thuật, môn học nhằm cung cấp cho người học hiểu “ Kỹ thuật nghệ thuật áp dụng nguyên tắc khoa học toán học, kinh nghiệm, tri thức đánh giá nhằm tạo thứ mang lại lợi ích cho người Kỹ thuật trình sản xuất sản phẩm hay hệ thống đáp ứng nhu cầu cụ thể” (ASEE) Trong môn học yêu cầu truyền cho người học: cảm hứng, khát khao học hỏi hành động; nhiệt tình say mê; tập trung học tập; tư dáng tạo đổi mới; lòng yêu nghề; trách nhiệm cộng đồng xã hội; biết xác định mục tiêu nghề nghiệp Qua giúp người học cảm thấy yêu thích thực ngành nghề kỹ thuật chọn để theo học, hình thành động học tập đắn, xây dựng cho mục tiêu ước mơ nghề nghiệp Bài giảng được biên soạn theo đề cương môn học “ Nhập mơn kỹ thuật” mơn Cơ khí dành cho sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử; sở tham khảo tài liệu ngồi nước tài liệu tham khảo “ Nhập mơn kỹ thuật” chương trình CDIO, Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Nội dung giảng gồm chương sau: + Chương 1: Trang bị cho sinh viên bước để thành công học tập bậc ĐH học tập có hiệu quả, trình bày đặc điểm học tập đại học, phương pháp học tập có hiệu + Chương 2: Trang bị cho sinh viên kiến thức để làm tốt trình thiết kế kỹ thuật mình, trình bày thiết kế kỹ thuật hệ thống điện tử để giúp sinh viên ngành Kỹ thuật điện tử có nhìn tổng qua ngành học + Chương 3: Trang bị cho sinh viên kiến thức làm việc nhóm nhằm làm việc hiệu cho thành viên nhóm + Chương 4: Trang bị cho sinh viên kiến thức liên quan đến kỹ giải vấn đề + Chương 5: Đề cập đến yêu cầu thiếu kỹ sư nghề nghiệp ngồi có tài cần phải có đức Những vấn đề liên qua đến đạo đức nghề nghiệp trình bày Trong trình biên soạn giảng khơng thể tránh khỏi thiếu sót Mọi phản hồi góp ý cho tác giả xin gửi Bộ mơn khí - Khoa Kỹ Thuật Cơng Nghệ - Đại Học Phạm Văn Đồng Tác giả MỤC LỤC -Lời nói đầu Phần I: NHẬP MƠN VỀ KỸ THUẬT Chương Học tập để đạt hiệu quả…………………………………………………… 1.1 Các vấn đề học tập bậc đại học………………………………………… 1.2 Các phương pháp học tập hiệu quả…………………………………………… 1.3 Phương pháp thi hiệu ……………………………………………………….8 1.4 Để tạo động lực họctập……………………………………………….… 10 1.5 Một số vấn đề cần ý để đạt hiệu học tập……………………… 13 Chương Thiết kế kỹ thuật ………………………………………………………… 17 2.1 Định nghĩa thiết kế kỹ thuật……………………………………………………17 2.2 Quá trình thiết kế ………………………………………………………………18 2.3 Tổng quan thiết kế hệ thống điện tử …………………………………… 23 Chương Kỹ làm việc nhóm ……………………………………………… …40 3.1 Hình thành phát triển nhóm……………………………………………… 40 3.2 Những nguyên tắc giúp bạn cải thiện kỹ làm việc nhóm ……………… 41 Chương Kỹ giải vấn đề………………………………………………… 48 4.1 Khái niệm…………………………………………………………………… 48 4.2 Qui trình kỹ cần thiết để giải vấn đề ……………………… 49 4.3 Giải vấn đề sáng tạo …………………………………………………….49 4.4 Kỹ thuật, công cụ phương pháp giải vấn đề …………………………50 Chương Đạo đức nghề nghiệp…………………………………………………… 54 5.1 Các khái niệm………………………………………………………………… 54 5.2 Các chuẩn mực đạo đức nghề nghiệp kỹ sư ………………………………55 5.3 Các tiêu chuẩn đạo đức nghề nghiệp kỹ sư ………………………56 Phần II: THỰC TẬP NHẬP MÔN VỀ KỸ THUẬT Đề cương thực tập nhập môn kỹ thuật Cơ điện tử Tài liệu tham khảo Chương CHƢƠNG 1: HỌC TẬP ĐỂ ĐẠT HIỆU QUẢ Mục tiêu chương giúp cho sinh viên: + Nhận thức đặc điểm học tập bậc đại học phương pháp học tập có hiệu + Lập kế hoạch thực hành phương pháp học tập tự tạo động lực học tập hiệu + Tin tưởng tích cực học tập hiệu 1.1 Các vấn đề học tập bậc đại học 1.1.1 Những quan niệm học tập bậc đại học Khối lượng kiến thức giảng dạy bậc đại học vô lớn, phương pháp giảng dạy môi trường học tập khác xa bậc học phổ thơng Vì vậy, sinh viên cần có phương pháp học tập thích hợp để tiếp thu khối lượng kiến thức đồ sộ Bước vào đại học, khơng tân sinh viên bỡ ngỡ cách học, cách dạy Sinh viên coi người trưởng thành, việc học dạy đại học nhấn mạnh đến tự giác tự chịu trách nhiệm kết học tập cá nhân Do đó, lực người đào tạo trình độ đại học là:  Sáng tạo  Thích nghi, đáp ứng với biến động thay đổi hoàn cảnh  Làm việc tập thể, đồng đội, nhóm  Tự học, tự rèn luyện, tự đánh giá để chủ động tự phát triển  Học tập suốt đời xã hội học tập a) Sự cần thiết phải học tập theo hướng tiếp cận lực Với tốc độ phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật ngày hòa nhập với kinh tế giới khu vực, để đào tạo nguồn lao động đáp ứng với xã hội biến đổi liên tục đa dạng, trước tiên sinh viên đào tạo cần phải điều chỉnh, cải tiến cho phù hợp để tạo “sản phẩm” đáp ứng theo yêu cầu xã hội b) Thế học tập theo hướng tiếp cận lực Khi học tập bậc ĐH Kỹ thuật ta có cách tiếp cận: Nhập mơn kỹ thuật Chương Tiếp cận nội dung: đưa danh mục đề tài, chủ đề lĩnh vưc/môn học đó, tập trung xác định trả lời câu hỏi: Cần phải biết gì? Tiếp cận kết đầu ra: cách tiếp cận nêu rõ kết (những khả kỹ năng) mà sin viên đạt môn học hay trình học tập, nhằm trả lời câu hỏi: Chúng ta muốn biết làm gì? Học tập tiếp cận lực thực chất cách tiếp cận kết đầu Chương trình tiếp cận theo hướng giúp người học học thuộc, ghi nhớ mà cịn phải biết làm thơng qua hoạt động cụ thể, sử dụng tri thức học để giải tình sống Khác với chương trình theo hướng tiếp cận nội dung, chương trình đào tạo theo hướng tiếp cận lực tập trung vào việc mô tả chất lượng đầu ra, “sản phẩm” q trình đào tạo Việc quản lý chất lượng đào tạo chuyển từ việc điều khiển “đầu vào” sang điều khiển “đầu ra”, kết người học Chương trình tiếp cận nội dung chủ yếu yêu cầu người học trả lời câu hỏi: Biết gì? Cịn chương trình tiếp cận theo lực đặt câu hỏi: Biết làm từ điều biết? Chương trình đào tạo theo hướng tiếp cận lực không qui định nội dung dạy học chi tiết mà qui định kết đầu mong muốn trình đào tạo Trên sở đưa hướng dẫn chung việc lựa chọn nội dung, phương pháp, tổ chức đánh giá kết học tập nhằm đảm bảo mục tiêu đào tạo tức đạt kết đầu mong muốn Mục tiêu đào tạo mô tả qua hệ thống lực Cách tiếp cận kết đầu có yêu cầu lực người học về: Kiến thức, Kỹ Năng lực tự chủ trách nhiệm Nhưng hệ thống lực tổng hợp yêu cầu kiến thức, kỹ năng, thái độ rời rạc cách tiếp cận nội dung trước c) Những khó khăn thường gặp sinh viên học tập đại học Nhiều sinh viên cho có nhiều khó khăn khiến họ thất bại việc học họ nghĩ sinh viên giỏi không gặp phải vấn đề Nhập môn kỹ thuật Chương Một kết nghiên cứu cho thấy thật, hầu hết tất học sinh, sinh viên nước giới có chung 16 vấn đề khó khăn phổ biến sau đây:  Trí nhớ kém;  Thích trì hỗn cơng việc;  Lười biếng;  Nghiện trị chơi điện tử, xem tivi, Internet;  Gặp khó khăn việc hiểu giảng;  Dễ dàng bị xao lãng;  Khả tập trung kém;  Ngủ gật lớp;  Sợ thi cử;  Hay phạm lỗi bất cẩn;  Chịu áp lực gia đình;  Có q nhiều thứ để học thời gian;  Thiếu kiên trì; dễ dàng bỏ cuộc;  Thầy dạy khơng lơi cuốn;  Khơng có hứng thú môn học; 1.1.2 Bốn trụ cột học tập đại học Với thách thức quan niệm học tập, Tổ chức Giáo dục Khoa học Liên hiệp quốc (UNESCO) xác định bốn trụ cột học tập đại học sau:  Học để biết (Learning to know)  Học để làm (Learning to do)  Học để làm người, để tồn (Learning to be)  Học để chung sống, hòa nhập (Learning to live together) 1.1.3 Học tập học chế tín Nhập mơn kỹ thuật Chương Tín đại lượng đo khối lượng học tập trung bình người học, tức tồn thời gian mà người học bình thường phải sử dụng để học tập Bao gồm:  Thời gian học tập trung lớp  Thời gian học phịng thí nghiệm, thực hành, thời gian làm việc hướng dẫn giảng viên làm phân việc khác quy định đề cương môn học  Thời gian tự học, nghiên cứu, chuẩn bị bài… Vai trị người học: Trong học tập tín người học cần phải chủ động học tập học tập khơng có khoa học, kiến thức tiếp thu khơng vững khó ứng dụng kiến thứ thực tế Muốn nâng cao chất lượng hiệu học tập, sinh viên phải học có phương pháp tất khâọc : nghe giảng, ghi chép, làm tâm tự học Học đôi với thực hành, lý thuyết cần gắn với thực hành Học không lưu trữ kiến thức để đó, mà thực hành, làm nhiều nhớ kỹ, nhớ lâu Ở bậc học cao hơn, thực hành, thực tập hình thức học tập khơng thể thiếu trường, trường đại học Thực tập tiến hành phịng thí nghiệm, thực địa, hay sở nghiên cứu, sản xuất… Một nguyên nhân khiến hầu hết sinh viên gặp khó khăn học tập làm việc thiếu tập trung Sự hứng thú tập trung với Sự hứng thú giúp dễ dàng tập trung, tập trung tốt giúp có thêm hứng thú, chúng nâng cao suất học tập làm khả tiếp thu kiến thức cách có hiệu Theo khẳng định nhà giáo dục người Mỹ Edgar Dale, người pháp minh tháp học tập, 90% kiến thức số mà người thu nhận học tập phương pháp chơi trị chơi mơ thực tế làm thực tế (Hình 1.1) Nhập mơn kỹ thuật Chương Hình 1.1: Tháp học tập EDGAR DALE 1.2 Các phƣơng pháp học tập hiệu 1.2.1 Để học tập hiệu Học nhanh hay học chậm não khác cách học Vấn đề phương pháp Phương pháp khác mang lại kết khác Vậy làm để đảm bảo kết học tập xuất sắc? Quá trình học thành cơng cần có chín bước phải ngày cảu học kỳ Bước 1: Xác định mục tiêu rõ ràng Bước 2: Lập kế hoạch xếp thời gian hợp lý Bước 3: Hành động kiên định Bước 4: Áp dụng phương pháp đọc hiệu Bước 5: Áp dụng mơ hình trí nhớ hiệu Bước 7: Áp dụng lý thuyết thực hành hiệu Bước 8: Tăng tốc cho kỳ thi Bước 9: Đi thi Để hiểu rõ nắm bắt toàn vấn đề để học tập hiệu tìm hiểu khía cạnh cụ thể phƣơng pháp ASPIRE (J.R Hayes, 1989) để rút cho vài lưu ý giúp học tập hiệu Approach – Tiếp cận vấn đề: Yếu tố quan trọng phương pháp học tập ASPIRE cách tiếp cận vấn đề Với mơn học, tốn cần giải bạn cần nên tìm hướng giải cho cho phù hợp Nhập mơn kỹ thuật Chương 2.2.2 Hệ thống Cơ điện tử Hệ thống điện tử hệ thống phức tạp, tích hợp phần điện, cơ, lý thuyết điều khiển tự động công nghệ thông tin Do đó, việc thiết kế địi hỏi quy trình thiết kế phù hợp hiệu Theo Klaus Janschek hệ thống điện tử trình tạo sản phẩm có phương thức mới, tối ưu nhiều tảng khác thiết kế hệ thống, sản phẩm kết hợp cấu trúc chức năng, chất lượng, kinh tế, trình hợp tác làm việc nhóm Hình 2.3: Cấu trúc chức hệ thống điện tử Hệ thống điện tử (Mechatronics systems) theo quan điểm Okyay Kaynak, Hình 2.4: Hệ thống điện tử theo Okyay Kaynak Nhập môn kỹ thuật 25 Chương Theo S.Ashley hệ thống điện tử hệ thống sử dụng khí xác, hệ thống máy tính cảm biến; kỹ thuật điều khiển để tạo (thiết kế) cải tiến sản phẩm trình sản xuất Theo A.Saleem Philadenphia University, Amman, Jordan hệ thống điện tử hệ thống bao gồm cấu, cảm biến, tích hợp thuyết điều khiển, điều khiển hệ thống điện, điện tử Hình 2.5: Hệ thống điện tử theo A.Saleem Philadenphia Theo National Instruments, hệ thống điện tử hệ thống tích hợp thiết bị điện tử thành phần điện đưa vào kết cấu khí Một hệ thống điện tử bao gồm: thay đổi hệ thống khí, hệ thống điện thành phần phần mềm đưa vào Khi có thay đổi thành phần kết hợp, kết hệ thống điện thay đổi Hệ thống điện tử hệ thống tốt việc thiết kế tối ưu cho sản phẩm, dựa vào phức tạp cao việc thiết kế yêu cầu tích hợp khí, điện tử, thành phần q trình thơng tin Để tốt cho nhóm thiết kế cách thuận lợi cho trình thay đổi thành phần hệ thống không ảnh hưởng lớn đến hệ thống cần chọn công cụ thiết kế hệ thống điện tử phức tạp Nhập môn kỹ thuật 26 Chương Hình 2.6:Thành phần hệ thống điện tử (Theo National Instruments) 2.3.2 Thiết kế điện tử a) Phƣơng pháp thiết kế truyền thống Thiết kế hệ thống điện tử kết hợp thiết kế bao gồm khí xác, hệ thống điện tử điều khiển hệ thống việc thiết kế sản phẩm quy trình sản xuất Thiết kế hệ thống điện tử mục tiêu nhiệm vụ người khách hàng, người sử dụng sản phẩm tích hợp chức năng, tích hợp kỹ thuật, tích hợp thuộc khơng gian Hình 2.7: Cấu trúc chức hệ thống điện tử với phân tích cấu trúc chức Thiết kế hệ thống điện tử nhiệm vụ địi hỏi người thiết kế phải kế thừa, có kiến thức, hay tổ chức từ ngành khác khí, điện tử, điều khiển, máy tính Những kiến thức nhiều ngành khác kết hợp để tạo hệ thống điện tử tốt nhất.Việc thiết kế hệ thống điện tử thông Nhập môn kỹ thuật 27 Chương thường gồm bước sau theo, việc thiết kế theo dẫn đến khó thực nhiều cơng việc đồng thời, qua trình thiết kế bị ràng buộc lần qua nhiều; Hình 2.8 Thiết kế hệ thống điện tử Hình 2.8 trình bày trình thiết kế hệ thống điện tử đơn giản, mũi tên bên bước trình thiết kế khí, điện, điều khiển sản phẩm cuối chịu chi phối hệ thống tương tác với Trong trình này, tác động 03 hệ thống ảnh hưởng hệ thống làm thay đổi thiết kế nhiệm vụ ban đầu sản phẩm, thiết kế cuối nhiệm vụ đưa xem bước thiết kế hệ thống Ảnh hưởng bước thứ hai trình thiết kế xem hiển nhiên Một ảnh hưởng làm cho thiết kế tốt hệ thống làm cho nhiệm vụ tổng thể Việc thiết kế hệ thống điện tử thường thiết kế theo quy trình: Xác định yêu cầu kỹ thuật cứng mạch điện Thiết kế khí Thiết kế phần mềm Nhập môn kỹ thuật Thiết kế điện Thiết kế điều khiển Thiết kế phần Thử nghiệm 28 Chương tối ưu hóa sản phẩm mẫu Thiết kế sản xuất thử nghiệm sản xuất sản xuất bền vững support and service Hình 2.9: Quy trình thiết kế (a) truyền thống Theo A Saleem, Tutunji and L Al-Sharif , Mechatronic System Design Course for Undergraduate Programmes, thiết kế hệ thống điện tử trình địi hỏi phải thiết kế phần khí, cảm biến, giải thuật điều khiển Hình 2.10:Thiết kế điện tử b) Phƣơng pháp thiết kế đại: Có nhiều phương pháp thiết kế điện tử áp dụng, có nhiều lợi ích từ thiết kế hệ thống điện tử, người thiết kế thơng thường làm chi phí sản phẩm cao lên lý nhiều phận phải thay thế, thiếu kinh nghiệm với sản phẩm kỹ thuật kiểm tra sử dụng kỹ thuật xây dựng kết nối cấu trúc thiết kế Vì sản phẩm tạo dựa thành phần độc lập khí, điện, phần mềm điều khiển Các bước thiết kế sản phẩm trình bày hình Nhập mơn kỹ thuật 29 Chương Hình 2.11:Hướng dẫn phát triển sản phẩm từ khí, điện, sản phẩm IT Hình 2.12: Phát triển sản phẩm điện tử với độ tin cậy a) b) tích hợp phát triển sản phẩm Nhập mơn kỹ thuật 30 Chương Như có nhiều tác giả đề cập đến thiết kế hệ thống điện tử quy trình National Instrument đề xuất xem xét tính đơn giản thực tế quy trình Quá trình thiết kế hệ thống điện tử đưa kế thừa mơ hình tuần tự: Thiết kế đồng thời phần khí, điện, phần cứng/ phần mềm, điều khiển -> Mẫu sản phẩm ảo -> Đồng thời; Sản xuất thật, thiết kế sản phẩm Quá trình thiết kế hệ thống điện tử kế thừa mơ hình truyền thống với số thay đổi Hình 2.13 : Mẫu vật lý sử dụng để thực nghiệm, hiệu chỉnh tối ưu hóa thiết kế; Các bước thiết kế triển khai đồng thời (cơ khí, điện, phần cứng/phần mềm, điều khiển); Việc sử dụng mẫu ảo trình thiết kế trước sử dụng mẫu thật giúp giảm thiểu thời gian kinh phí thiết kế sản phẩm Hình 2.13: Quy trình thiết kế điện tử Theo cho thiết kế hệ thống điện tử: cần tích hợp thiết kế phần điều khiển khí vào q trình thiết kế hệ thống điện tử Hình 2.14: Cơng cụ hỗ trợ thiết kế điện tử Nhập môn kỹ thuật 31 Chương Hình 2.15: Hệ thống điện tử Festo Hình 2.16: Hệ thống Cơ điện tử tự động hóa nhà máy Nhập mơn kỹ thuật 32 Chương 2.3.3 Quy trình thiết kế hệ thống điện tử a) Xác định mục tiêu thiết kế Xác định rõ mục tiêu thiết kế gì? Mục tiêu thiết kế rõ ràng, bám theo yêu cầu khách hàng, yêu cầu kỹ thuật sản phẩm hay yêu cầu người sử dụng thuận lợi cho trình thiết kế Xác định mục tiêu thiết kế, ví dụ: thiết kế xe đua, thiết kế xe vận chuyển hàng nhà kho, thiết kế AVG vận chuyển container, … b) Tìm hiểu tổng quan Từ mục tiêu xác định trên, trình bày tổng quan vấn đề thiết kế bao gồm: nghiên cứu nước, patent, thiết bị sản phẩm có, sơ đồ nguyên lý (kết cấu, điều khiển, …), tính năng, ưu nhược điểm, … cuối phần phải đặt toán cụ thể cho vấn đề thiết kế (system specification) Một số số liệu thiết kế ban đầu chưa chuẩn xác, đặt lại trình nghiên cứu Kết thúc phần tổng quan đầu cụ thể vấn đề thiết kế, ví dụ: sơ đồ line (map), vận tốc lớn mobile platform , bán kính cong nhỏ line , sai số bám line cho phép c) Lựa chọn phƣơng án Từ đầu có, đề xuất phương án khả thi chọn phương án phù hợp cho thiết kế Kết phần lựa chọn phương án sơ đồ nguyên lý tổng thể cho thiết kế Tùy thuộc vào mục tiêu đề ra, sơ đồ nguyên lý tổng thể sơ đồ nguyên lý phần cơ, điện, điều khiển, … Kết thúc phần phương án sơ đồ nguyên lý thiết kế Ví dụ kết thúc phương án thiết kế robot dò line sơ đồ nguyên lý Nhập môn kỹ thuật 33 Chương Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý robot dị line ( sử dụng thi đua xe) Ví dụ Kết thúc phương án thiết kế xe chở hàng AGV sơ đồ nguyên lý Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý xe chở hàng AGV Ví dụ Kết thúc phương án thiết kế robot chùi sàn sơ đồ nguyên lý d) Xây dựng kế hoạch thiết kế Dựa phương án triển khai, biểu đồ Gantt xây dựng cho trình thiết kế Trong trình thiết kế sau hoan thiện đối chiếu so sánh biểu đồ cho trình thiết kế thực tế lý thuyết để so sánh Bảng 2.1: Biểu đồ Gantt cho q trình thiết kế Cơng việc Phần Chung Tồng quan Phương án Chọn sơ đồ nguyên lý Thiết kế lựa chọn kết cấu khí Phần Cơ Khí Mơ 3D Xuất vẽ lắp Mô chuyển động Nhập môn kỹ thuật 34 Chương Làm báo cáo Tính tốn cơng suất, chọn nguồn điện Chọn động cơ, driver Phần Điện Thiết kế mạch nguồn Thiết kế mạch cảm biến Thiết kế mạch vi điều khiển Làm báo cáo Chọn phương án điều khiển Chọn vi điều khiển Phần Máy Tính Đưa lưu đồ giải thuật Viết chương trình điều khiển Mơ thử nghiệm thuật toán Làm báo cáo Chọn cảm biến Mơ hình hóa hệ thống cảm biến Phần Toán Thiết kế chọn điều khiển Mô Matlab Xuất kết mô Làm báo cáo Phân chia nhiệm vụ Tổng hợp file Word Project Leader Làm Powerpoint Chỉnh sửa file Word + Powerpoint Kiểm tra tiến độ công việc Tổng hợp báo cáo e) Thiết kế Phần thiết kế bao gồm: Thiết kế khí (mechanical design); Thiết kế điện (electrical design); Thiết kế điều khiển (control design); Thiết kế mạch điều khiển Chương trình điều khiển (embed hardware/software co-design) Kết thiết kế mẫu ảo (virtual prototype) Mẫu ảo thiết kế hiệu chỉnh dựa Nhập môn kỹ thuật 35 Chương kết mô trước xuất vẽ kỹ thuật cho sản xuất mẫu thật (physical prototype) - Thiết kế phần (Mechanical Systems)  Thiết kế nguyên lý, chi tiết, kết cấu, …  Tính tốn cơng suất xác định thông số động (tốc độ, hộp giảm tốc, …)  Thiết lập vẽ khí theo TCVN - Thiết kế phần điện (Electrical Systems)  Lựa chọn động điện: step, DC, DC servo, …  Thiết kế driver cho động  Thiết kế cảm biến, mạch cảm biến  Thiết lập vẽ điện theo TCVN - Thiết kế phần máy tính (Computer Systems)  Xác định yêu cầu (input, output, …) lựa chọn vi điều khiển phù hợp  Xây dựng sơ đồ khối hệ thống điều khiển  Coding cho hệ thống (với luật điều khiển từ nhóm Computer Systems)  Thiết lập vẽ mạch điều khiển theo TCVN - Thiết kế phần công nghệ thông tin (Information Systems)  Mơ hình hóa: cảm biến, mạch động lực, mobile robot, hệ thống  Thiết kế điều khiển bám line  Mô để xác định thơng số thích hợp cho điều khiển bám line  Xuất kết mô cho báo cáo f) Thực nghiệm hiệu chỉnh Dựa mẫu ảo thiết kế, mẫu thật chế tạo để thực nghiệm hiệu chỉnh thiết kế - Xác định yêu cầu mô thực nghiệm Từ yêu cầu trên, xác định thông số cụ thể cần đo để đánh giá Đề xuất phương án mô phỏng/thực nghiệm Số liệu thực nghiệm Đánh giá số liệu thực nghiệm Đề xuất hiệu chỉnh thiết kế có Nhập mơn kỹ thuật 36 Chương Hình 2.3: Mẫu ảo thiết kế phần mềm g) Xây dựng hồ sơ thiết kế Thiết kế sau kiểm tra hoàn thiện sản phẩm mẫu xuất hồ sơ thiết kế Hồ sơ thiết kế bao gồm: * Thuyết minh trình thiết kế gồm nội dung sau: Tổng quan vấn đề giao Đề xuất phương án khả thi chọn phương án triển khai Xây dựng biểu đồ Gantt cho dự án Thiết kế kết cấu khí (2D &3D) cho hệ thống (Mechanical Systems) Mơ hình hóa, thiết kế điều khiển mô (Information Systems) Thiết kế mạch driver cho động mạch liên quan (Electrical Systems) Thiết kế vi điều khiển, lưu đồ giải thuật chương trình điều khiển (Computer Systems) Thực nghiệm kết luận * Tập vẽ Bản vẽ sơ đồ nguyên lý 2.Bản vẽ chi tiết khí Bản vẽ lắp ráp Nhập mơn kỹ thuật 37 Chương Bản vẽ mạch điện Bản vẽ lưu đồ thuật toán Bản vẽ tổng thể * Code thiết kế Code chương trình vi điều khiển Code chương trình mơ Code chương trình Nhập mơn kỹ thuật 38 Chương Câu hỏi ôn tập thảo luận Xác định sản phẩm , kết cấu, hệ thống mà bạn nghĩ thiết kế cải tiến Xác định cá tiêu chí mục tiêu cho trình thiết kế sau: a) Phát triển cải thiện sang số tay cho xe đạp leo núi b) Phát triển hệ thống phanh tốt cho giày trượt patin c) Phát triển ghế ngồi kêt hợp dàn âm vòm sau loa d) Phát triển xe lăn điện e) Phát triển thiết bị cảnh báo xe đạp điện cho trẻ em Thành lập nhóm thành viên Sử dụng trình thiết kế 10 gian đoạn, xây dựng tòa tháp: tháp bạn phải đứng vững độc lập Để tháp phải lắp Tháp bạn đứng giây chế độ chịu tải để đo lường Sau thiết kế xong, xây dựng tháp thời gian cho phép 30 phút Cho ví dụ hệ thống điện tử Phân tích bước tiến hành để thiết kế hệ thống điện tử Nhập môn kỹ thuật 39 ... gửi Bộ mơn khí - Khoa Kỹ Thuật Công Nghệ - Đại Học Phạm Văn Đồng Tác giả MỤC LỤC -Lời nói đầu Phần I: NHẬP MÔN VỀ KỸ THUẬT Chương Học tập để đạt hiệu quả…………………………………………………… 1. 1 Các vấn đề... nghiệp Bài giảng được biên soạn theo đề cương môn học “ Nhập môn kỹ thuật” mơn Cơ khí dành cho sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử; sở tham khảo tài liệu nước tài liệu tham khảo “ Nhập mơn kỹ thuật”... pháp chơi trị chơi mơ thực tế làm thực tế (Hình 1. 1) Nhập mơn kỹ thuật Chương Hình 1. 1: Tháp học tập EDGAR DALE 1. 2 Các phƣơng pháp học tập hiệu 1. 2 .1 Để học tập hiệu Học nhanh hay học chậm não