Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã dần thay thế các tủ điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng. Vi điều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào việc phát triển thông tin. Chính vì các lý do trên, việc tìm hiểu, kh ảo sát điều khiển là điều mà các sinh viên ngành điện mà đặc biệt là chuyên ngành kỹ thuật điệnđiện tử phải hết sức quan tâm. Đó chính là một nhu cầu cần thiết và cấp bách đối với mỗi sinh viên, đề tài này được thực hiện chính là đáp ứng nhu cầu đó.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành: Kỹ thuật Điện điều khiển tự động THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG IC Giảng viên hướng dẫn : GS.TS NGUYÊN ĐẠT LỘC Sinh viên thực : TRẦN MẠNH HÒA Mã số sinh viên : 1662030004 Lớp : K60 ĐKTĐ HÀ NỘI, NĂM 2020 Thanh Hóa năm 2020 MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Error! Bookmark not defined NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Error! Bookmark not defined MỤC LỤC i LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Giới hạn đề tài: 1.3 Nguồn tài liệu: Chương 2: TỔNG QUAN CÁC LINH KIỆN CHÍNH 2.1 IC LM2596 2.1.1 Thông số IC LM2596 2.1.2 Sơ đồ chân chức 2.2 Mạch điều khiển động cầu H sử dụng IC L298 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Cấu tạo chức 2.2.3 Nguyên lý hoạt động 2.3 Mạch giảm áp DC-DC LM 2596 10 2.3.1 Giới thiệu 10 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 10 2.4 Động DC giảm tốc 11 2.4.1 Cấu tạo 12 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 12 2.5 Băng chuyền vải 14 2.5.1 Cấu tạo 14 2.5.2 Nguyên lý hoạt động băng tải 15 2.6 Mô tơ servo 15 2.6.1 Giới thiệu 16 i 2.6.2 Hoạt động & Cấu tạo 16 2.6.3 Giới hạn quay 18 2.6.4 Phân loại kích thước đặc biệt 18 2.6.5 Ứng dụng 18 2.7 Cảm biến vật cản hồng ngoại 19 2.7.1 Nguyên lí hoạt động 19 2.8 Nguồn cấp DC 12- 24V 20 2.8.1 Định nghĩa 20 2.8.2 Các thông số kỹ thuật ký hiệu nguồn cấp DC 12- 24V 20 2.9 Màn hình led LCD 21 2.10 ArduinoUno R3 22 2.10.1 Giới thiệu 22 2.10.2 Uno 24 2.10.3 Cấu tạo 25 2.10.4 Vị trí & chức chân 26 Chuơng 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 28 3.1 Giới thiệu 28 3.2 Giới thiệu phần mềm thiết kế 28 3.2.1 Arduino 28 3.2.2 Proteus Professional 29 3.3 Sơ đồ khối hệ thống 29 3.3.1 Các khối mơ hình 30 3.4 Nguyên lý hoạt động mơ hình 31 3.5 Mạch in 33 3.6 File code 33 Chương 4: KẾT LUẬN 38 4.1 Ưu/Nhựợc điểm 38 4.2 Hướng phát triển 38 ii TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1.1 DIP dạng chân cắm Hình 2.1.2 DIP dạng chân dán Hình 2.1.3 sơ đồ nối chân Hình 2.1.4 Sơ dồ nguyên lý IC LM 2596 Hình 2.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển động cầu H sử dung IC L298 Hình 2.2.2 Giảm điện áp L298N Hình 2.2.3 Sơ đồ khối L298N Lưu lượng Cách hoạt động Hình 2.2.4 Sơ đồ mạch điều khiển động DC kết hợp Arduino Hình 2.2.5 Hình ảnh mạch thực tế Hình 2.3.1 Mạch giảm áp DC –DC LM2596 10 Hình 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý 11 Hình 2.4.1 Động DC giảm tốc 11 Hình 2.4.2: Nguyên lý hoạt động phần cảm phần ứng 13 Hình 2.5.1 Băng tải vải 14 Hình 2.5.2 Sơ đồ khối băng tải 15 Hình 2.6.1 Động servo SG90 15 Hình 2.6.2 Cấu tạo động (motor) servo 16 Hình 2.6.3 Sơ đồ nối dây với Arduino 17 Hình 26.4 Kích thước Micro Servo 17 Hình 2.7.1 Cảm biến vật cản hồng ngoại IR Infrared Obstacle Avoidance 19 Hình 2.7.2 Các linh kiện cảm biến IR Infrared Obstacle Avoidance 19 Hình 2.7.3 Nguyên lý hoạt động cảm biến 20 Hình 2.8.1 Nguồn cấp DC 12-24V 20 Hình 2.9.1 Màn hình hiển thị led LCD 21 Hình 2.9.2 Sơ đồ lắp mạch trực tiếp với arduino 22 Hình 2.10.1 Những phiên Arduino 23 Hình 2.10.2 ArduinoUno R3 24 iii Hình 2.10.3 Các linh kiện ArduinoUno R3 27 Hình 3.1.1 Mơ hình thực tế đếm phân loại sản phẩm 28 Hình 3.2.1 Phần mềm Arduino 28 Hình 3.2.2 phần mềm Proteus Labcenter Electronics 29 Hinh 3.3.1 Sơ đồ khối hệ thống 29 Hình 3.3.2 Adapter AC→DC cho hệ thống 30 Hình 3.3.3 led LCD 30 Hình 3.3.4 Cảm biến vật cản hồng ngoại mơ hình 31 Hình 3.3.5 Board mạch 31 Hình 3.4.1 Sơ đồ ngun lí mơ hình 32 Hình 3.5.1 Mạch in 33 iv Đồ án tốt nghiệp GVHD: NGUYÊN ĐẠT LỘC LỜI MỞ ĐẦU Ngày kỹ thuật vi điều khiển trở nên quen thuộc ngành kỹ thuật dân dụng Các vi điều khiển có khả xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà cần chip vi mạch nhỏ, dần thay tủ điều khiển lớn phức tạp mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng Vi điều khiển khơng góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà cịn góp phần to lớn vào việc phát triển thơng tin Chính lý trên, việc tìm hiểu, kh ảo sát điều khiển điều mà sinh viên ngành điện mà đặc biệt chuyên ngành kỹ thuật điện-điện tử phải quan tâm Đó nhu cầu cần thiết cấp bách sinh viên, đề tài thực đáp ứng nhu cầu Để góp phần đáp ứng nhu cầu đóng góp thêm giải pháp thay tủ điều khiển lớn phức tạp, sau thời gian giảng dạy thầy cô trường đại học Hồng Đức, đồng thời giúp đỡ nhiệt tình thầy NGUYÊN ĐẠT LỘC bạn khoa, tơi “thiết kế mơ hình đếm phân loại sản phẩm dử dụng IC” Do thời gian, kiến thức kinh nghiệm tơi cịn có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót Tôi mong giúp đỡ tham khảo ý kiến thầy bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Trần Mạnh Hòa SVTH: Đỗ Văn Dũng Mã SV: 1662030004 Đồ án tốt nghiệp GVHD: NGUYÊN ĐẠT LỘC CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Lý chọn đề tài: Với phát triển xã hội, khoa học kĩ thuật nói chung vi điều khiển nói riêng ngày ứng dụng hầu hết lĩnh vực Việc tìm hiểu ứng dụng hết khả nhiều loại IC trình dài lý thú hữu ích, thuận tiện, tinh gọn, khả phát triển đa dạng dòng sản phẩm phù hợp nhiều quy mơ ứng dụng Một ý tưởng khác quan tâm đông đảo diễn đàn học tập ngành điện tử tự động hóa, chưa có tài liệu thống phổ biến hướng dẫn hay cung cấp thơng tin nó, chưa giảng dạy nhiều trung tâm ứng dụng IC sản xuất Trước thực tiễn ấy, định chọn đề tài nhằm tìm hiểu vấn đề đếm phân loại sản phẩm qua ứng dụng IC 1.2 Giới hạn đề tài: Trong phạm vi đồ án này, xin trình bày sơ lược cấu tạo nguyên lý hoạt động Mơ hình đếm phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng Arduino Uno R3, IC LM2596, led LCD 1.3 Nguồn tài liệu: Dựa vào mục đích tìm hiểu, phạm vi giới hạn đối tượng nghiên cứu; trình thực hiện, đề tài sử dụng nguồn tư liệu sau: Các tài liệu kỹ thuật cấu trúc, nguyên lý hoạt động Các tài liệu trang thiết bị điện tử Tài liệu lập trình lập trình, mã hóa vi điều khiển 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu: Mục đích nghiên cứu thơng qua đề tài thiết kếmơ hình đếm phân loại sản phẩm nên nhiệm vụ nghiên cứu gồm: Tìm hiểu ngun lý hoạt động Phân tích sơ đồ nguyên lý Nâng cao kỹ lập trình vi điều khiển, hàn mạch, làm sản phẩm điện tử Phát triển khả tư cho sinh viên trình nghiên cứu SVTH: Đỗ Văn Dũng Mã SV: 1662030004 Đồ án tốt nghiệp GVHD: NGUYÊN ĐẠT LỘC Chương 2: TỔNG QUAN CÁC LINH KIỆN CHÍNH 2.1 IC LM2596 2.1.1 Thông số IC LM2596 IC LM2596 IC ổn áp dạng xung DC-DC Điện áp đầu vào dải từ 4,5V-40V Điện áp đầu điều chỉnh khoảng từ 1,5V-37V, dòng điện áp đầu đạt 3A hiệu suất cao nhờ chế băm xong tần số lên tới 150KHz Trong trình hoạt động LM2596 đặt chế độ bảo vệ q nhiệt vào q dịng • DIP – Dạng chân cắm Hình 2.1.1 DIP dạng chân cắm • SMD – Dạng chân dán Hình 2.1.2 DIP dạng chân dán Thơng số bản: IC LM 2596 có chân • Chân 1: V in từ 4,5 ~ 40V • Chân 2: V out • Chân 3: GND • Chân 4: Feedback ( chân phản hồi điện áp) SVTH: Đỗ Văn Dũng Mã SV: 1662030004 Đồ án tốt nghiệp GVHD: NGUYÊN ĐẠT LỘC • Chân 5: ON/OFF chân tắt bật mức logic • Điện áp đầu vào: 4.5-40V DC ( điện áp khuyến khích sử dụng