thiết kế hệ thống đóng mở cửa thông minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÁO CÁO ĐỀ TÀI MÔN ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐĨNG MỞ CỬA THƠNG MINH Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Cảnh Quang HÀ NỘI - 6/2019 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG .4 1.1 VỀ CỬA TỰ ĐỘNG TRONG ĐỜI SỐNG 1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG PHẦN 2: ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN PHẦN 3: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHẦN 4: THIẾT KẾ MẠCH 4.1 KHỐI NGUỒN .5 4.2 MẠCH PHÁT 4.3 MẠCH THU 4.4 MẠCH CẦU H SỬ DỤNG TRANSISTOR BJT CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .10 LỜI NĨI ĐẦU Cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước diễn theo phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật Trước tình hình có nhiều yêu cầu thách thức đặt cho sinh viên Điện tự động hóa lĩnh vực mà nước ta nghiên cứu bước đẩy mạnh phát triển tạo thành tựu công nghệ ứng dụng vào kinh tế, quốc phòng, đời sống xã hội đặc biệt trình sản xuất nhằm nâng cao suất lao động Yêu cầu đặt sinh viên chuyên ngành điện tự động hóa cần phải nắm vững, học hỏi trao dồi kiến thức kỹ từ đến phức tạp như: biết cách sử dụng thành thạo loại cảm biến kết nối với hệ thống để thu nhận tín hiệu, kỹ lập trình hệ thống sử dụng vi điều khiển hệ thống công nghiệp ứng dụng sinh hoạt sản xuất Sau thời gian học tập nghiên cứu với nỗ lực nhóm, chúng em hồn thành đề tài thiết kế hệ thống đóng mở tự động Môn Điện Tử Tương Tự môn sở ngành cung cấp cho chúng em kiến thức bản, chúng em phải tự tìm tịi nghiên cứu nên khơng tránh khỏi thiếu xót, chúng em mong bảo thầy để sản phẩm hoàn thiện ứng dụng vào thực tế Em xin chân thành cảm ơn ! PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG 1.1 VỀ CỬA TỰ ĐỘNG TRONG ĐỜI SỐNG Trong xã hội văn minh đại, cửa phận thiếu cơng trình kiến trúc Nhưng hầu hết loại cửa bình thường mà hay dùng lại có nhược điểm gây phiền tối cho người sử dụng là: cửa thường đóng mở có tác động người vào Việc thiết kế loại cửa tiện ích hơn, đa hơn, phục vụ tốt cho đời sống người tất yếu vô cần thiết Do vậy, cần thiết kế loại cửa tự động khắc phục tốt nhược điểm cửa thường Xuất phát từ yêu cầu đó, cửa tự động thiết kế để tạo loại cửa vừa trì yêu cầu trước đây, vừa khắc phục nhược điểm cửa thơng thường Vì sử dụng cửa tự động người dùng hoàn toàn tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa tự động mở theo ý muốn 1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG Hiện có nhiều loại cửa tự động: cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trượt… Nhưng chúng thường sản xuất nước bán Việt Nam với giá thành cao Vì chúng khơng sử dụng rộng rãi Nhu cầu cửa tự động Việt Nam lớn số lượng chủng loại 1.2.1 Cửa Kéo: Loại cửa lạ nước ta, với kết cấu đơn giản động gắn cố định với trần nhà Cửa động kéo đoạn dây Ưu điểm: đơn giản hiệu quả, cánh cửa Nhược điểm: động gắn với trần nhà cần phải gắn đủ để chịu sức nặng cửa.Vì thực tế người ta dùng loại cửa kéo nhược điểm gây nguy hiểm cho người sử dụng 1.2.2 Cửa Cuốn: Loại cửa có khả cuộn trịn lại Khi có tín hiệu điều khiển đóng mở cửa, động cửa tác động qua trục cửa cuộn tròn quanh trục Loại cửa có ưu điểm gọn nhẹ tiện dụng dễ sử dụng, cần động công suất nhỏ Thường dùng làm cửa cho gara tơ Nó có tính kinh tế cao dễ chế tạo Nhưng có nhược điểm cửa không chắn dễ bị hỏng loại cửa khác 1.2.3 Cửa Trượt: Loại cửa có đặc điểm có rãnh cố định cho phép cánh cửa trượt qua lại Cửa trượt có nhiều loại, tùy thuộc vào hình dạng rãnh trượt rãnh thẳng loại cửa chuyển động tịnh tiến, rãnh trịn loại cửa chuyển động xoay trịn Loại cửa thường sử dụng nhà hàng, khách sạn, sân bay, nhà ga… Cửa có ưu điểm kết cấu nhẹ nhàng tạo cảm giác thoáng đạt, thoải mái lịch Loại cửa có thiết kế dễ dàng.Loại cửa nước ta dùng phổ biến PHẦN 2: ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN Đối tượng điều khiển động chiều có gắn với hệ thống cánh cửa, cánh cửa mở động quay thuận chiều đóng động quay ngược chiều PHẦN 3: TỔNG QUAN HỆ THỐNG Sơ đồ khối hệ thống PHẦN 4: THIẾT KẾ MẠCH 4.1 KHỐI NGUỒN Hình 3.2: Khối nguồn -Điện áp vào: 220VAC -Điện áp sau qua biến áp: 16VAC -Điện áp qua chỉnh lưu cầu IV 78L12: 12VDC -Dòng điện ra: dịng nhỏ, thích hợp dùng cho mạch phát, mạch thu Với dịng ni motor, tùy thuộc loại motor khác mà ta thiết kế dòng phù hợp để đảm bảo cơng suất 4.2 MẠCH PHÁT Hình 3.3: Mạch phát hồng ngoại -Nguồn VCC: 12V -Cấu tạo: IC 555, điện trở R2 R5, biến trở RA3, tụ điện C4, tụ hóa C3, LED D1 -Nhiệm vụ: tạo tín hiệu xung truyền tới mạch phát 4.3 MẠCH THU Hình 3.4: Mạch thu hồng ngoại Trong mạch thu hồng ngoại ta sử dụng transistor để thay cho mạch đảo ( cổng NOT): Hình 3.5: mạch đảo ( cổng NOT) 4.4 MẠCH CẦU H SỬ DỤNG TRANSISTOR BJT 4.4.1 Cấu tạo - Mạch cầu H: Xét cách tổng quát, mạch cầu H mạch gồm nguồn DC, motor "cơng tắc" mắc theo hình chữ H 4.4.2 Ngun tắc hoạt động mạch cầu H transistor BJT Hình 2.1 Mạch cầu H Bằng cách điều khiển "công tắc" đóng mở, ta điều khiển dịng điện qua động thiết bị điện tương tự "công tắc" thường Transistor BJT, MOSFET hay relay Tùy vào yêu cầu điều khiển khác mà người ta lựa chọn loại "công tắc" khác - Mạch cầu H dùng transistor BJT loại mạch sử dụng thông dụng cho việc điều khiển loại động công suất thấp Lí đơn giản transistor BJT thường có công suất thấp loại MOSFET, đồng đời rẻ dễ tìm mua, sử dụng đơn giản - Đây sơ đồ tổng quát mạch cầu H sử dụng transistor BJT - Hình 2.2 Mạch cầu H sử dụng transistor - Trong sơ đồ này, A B cực điều khiển Còn diode có nhiệm vụ triệt tiêu dịng điện cảm ứng sinh q trình động làm việc Nếu khơng có diode bảo vệ, dịng điện cảm ứng mạch làm hỏng transistor Transistor BJT sử dụng loại có cơng suất lớn hệ số khếch đại lớn 10 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, chúng em hoàn thành đề tài thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động Các vấn đề giải quyết: - Về tìm hiểu tính năng, thơng số kỹ thuật ngun lý hoạt động số linh kiện, thiết bị điện phục vụ cho ghép nối hệ thống - Nắm cấu trúc nguyên lý hoạt động khối hệ thống điều khiển cửa tự động Với đề tài này, tương lai em phát triển mức cao tích hợp thêm tính bảo mật, tính tự động đóng mở cửa để lưu thơng khơng khí điều hịa nhiệt độ theo nhiệt độ lập trình trước… Ứng dụng rộng rãi vào sống hệ thống cửa tự động thơng minh cho gia đình, siêu thị… Do kiến thức chun mơn cịn nhiều hạn chế nên báo cáo khơng tránh khỏi khiếm khuyết kỹ thuật, kính mong thầy tham gia góp ý để em hồn thiện đề tài, để đề tài sát với thực tế sẵn sàng ứng dụng sử dụng sống Em xin chân thành cảm ơn! 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công (2005), Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, NXB Khoa học kỹ thuật Hồ Khánh Lâm (2008), Giáo trình kỹ thuật vi xử lý, NXB Thông tin truyền thông Một số trang web tham khảo : http://codientu.org/, http://www.hocavr.com, google.com 12 ... người sử dụng là: cửa thường đóng mở có tác động người vào Việc thiết kế loại cửa tiện ích hơn, đa hơn, phục vụ tốt cho đời sống người tất yếu vô cần thiết Do vậy, cần thiết kế loại cửa tự động khắc... phải tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa tự động mở theo ý muốn 1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG Hiện có nhiều loại cửa tự động: cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trượt… Nhưng chúng thường... loại có cơng suất lớn hệ số khếch đại lớn 10 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, chúng em hồn thành đề tài thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động Các vấn đề