Đồ án thư viện tự động

Đồ án Thư viện tự động Nội dung : Đồ án có các ngăn chứa sách theo tên sách, được cập nhật bằng giao diện máy tính. Người dùng có thể dễ dàng lấy sách bằng lựa chọn trên phần mềm máy tính do nhóm tự xây dựng. Nếu muốn bỏ bớt sách, hay cập nhật thêm sách, có thể dễ dàng thêm bớt ở trên giao diện máy tính. Về mặt cơ khí,đồ án được thiết kế 3d trên phần mềm Solidwork, khung mô hình sử dụng nhôm định hình, chắc chắn, thẩm mỹ cao Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ : https:www.facebook.comdoangiaresv Số điện thoại : 0565271668

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, khoa học công nghệ ngày phát triển cơng ty, tổ chức cố gắng tối ưu hóa dây chuyền sản xuất chuỗi cung ứng sản phẩm Do nhu cầu thúc đẩy việc đọc sách người nâng cao đáp ứng tiện lợi nhanh chóng Thư viện phần cốt lõi thị trường, với thư viện truyền thống đáp ứng nhu cầu người sử dụng, cần cải tiến thuận tiện Các vấn đề chậm trễ hoạt động giao nhận sách đơn giản hóa rút ngắn Hệ thống thư viện cũ truyền thống tốn nhiều không gian lưu trữ chủ yếu phụ thuộc vào sức người khơng cịn phù hợp với thị trường Để thay cho thư viện truyền thống hệ thống thư viện tự động đời giúp giải hoạt động xuất nhập sách cách nhanh chóng xác, quản lí sách dễ dàng hơn, tối ưu khơng gian lưu trữ nhiều tiện ích khác Trải qua thời gian học tập trường, với giúp đỡ giảng viên mơn, em tích luỹ vốn kiến thức định để hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình thư viện tự động” Bằng cố gắng thân với giúp đỡ,chỉ bảo tận tình thầy xxx giảng viện Viện kỹ thuật xxx em hoàn thành đồ án thời hạn Nhưng thời gian làm đồ án có hạn trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để đồ án hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy xxx giảng viên môn tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua xxx, tháng 09 năm 2020 Nhóm Sinh viên thực hiện: xxx CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ với xu hướng phát triển dựa tảng tích hợp cao độ hệ thống kết nối số hóa – vật lý – sinh học với đột phá Internet vạn vật trí tuệ nhân tạo làm thay đổi sản xuất giới Thư viện, với vai trị trung tâm văn hóa, trung tâm khoa học giáo dục công nghệ, trung tâm tri thức, đương nhiên đóng vai trị quan trọng đầu mối cung cấp thông tin, cung cấp liệu thành phần “dữ liệu lớn – big data” cách mạng công nghiệp lần Trên thực tế, hệ thống thư viện nói chung nước có bước chuyển thay đổi, đứng trước nhiều hội phải đối mặt với khơng thách thức Một thách thức cần vượt qua người làm công tác quản lý làm chun mơn thư viện cần phải tiếp cận với cơng nghệ để qua có tư áp dụng vào thiết kế mơ hình vận hành hoạt động thư viện Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ nhu cầu thực tế với lần tiếp cận trực tiếp với hệ thống máy móc tự động đại, chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa q trình sản xuất Từ điều nhìn thấy thực tế sống kiến thức mà em học trường với mong muốn tạo hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần Nên chúng em định “Nghiên cưu,thiết kế chế tạo mơ hình thư viện tự động”, điều quan trọng giúp cho giảm bớt phần thời gian sức lao động Góp phần giúp ích cho xã hội đất nước ta phát triển 1.2 Tình hình nghiên cứu Hiện giới có nhiều sản phẩm máy bán sách tự động,thư viện điện tử,các quày sách truyền thống,các thư viện,… nhu cầu thực tế cịn nhiều người ln thích cầm tay sách thay thiết bị điện tử thông minh,nhưng nhiều lý khác không đủ chổ lưu trữ,điều kiện kinh tế,… nên người chọn giải pháp đến thư viện để mượn đọc sách đó, thực tế thủ tục chậm,thời gian hạn chế ngày,các thư viện cần diện tích lớn nằm rải rác nên việc lại vấn đề lớn,…nên khó thỏa mãn nhu cầu người đọc tiện lợi cho người Một số loại sản phẩm mơ hình thư viện tự động : + Hệ thống phân loại sách tự động thư viện theo dạng Lego Hình 1.1: Hệ thống phân loại sách tự động thư viện theo dạng Lego + Tủ sách từ xa Remote Locker Hìn h 1.2: Tủ sách từ xa Remote Locker + Máy tính bảng Hublet Hình 1.3: Máy Tính Bảng Hublet Sau q trình nhóm khảo sát số thư viện tìm hiểu sản phẩm tự động Qua ta thấy quy trình vận hành thực qua nhiều cơng đoạn,chi phí bỏ cao,khơng gian chiếm giữ lớn, => Việc thiết kế mơ hình thư viện tự động nhằm giúp ích cho bạn đọc chủ doanh nghiệp, giảm bớt thời gian công sức, cải thiện hiệu quả, đơn giản hóa q trình trình tự phức tạp 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Nhầm đáp ứng nhu cầu tất người tiện lợi mặc giảm thiểu thủ tục, tiết kiệm không gian, sức lao động, giải nhanh chống, giảm thiểu chi phí cho người tiêu dùng,… Đối với đề tài: • • • Hồn thành thiết kế, dựng hình, tạo mơ hình Hồn thiện chương trình điều khiển Arduino đưa vào vận hành hệ thống Mô chạy thử mơ hình Đối với cá nhân: • Là người thực đề tài, hội tốt để tự kiểm tra lại kiến thức mình, đồng thời có hội nỗ lực vận động tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu với vấn đề chưa biết, chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho thân kiến thức bổ ích cần thiết để sau ứng dụng • vào thực tế Nâng cao kỹ làm việc theo nhóm, tư thiết kế gia công 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu Vơi mong muốn tạo sản phẩm với tiêu chí như:  Trong q trình hoạt động, không lấy sai sản phẩm  Phải đảm bảo an toàn cho người sử dụng  Vận hành đơn giản,sửa chữa dễ dàng  Giao nhận sách nhanh chóng,dể thao tác  Hoạt động ổn định,giảm thiểu tiến ồn,không rung lắc  Tiết kiệm khơng gian,chi phí gia cơng thấp  Số lượng sách đa dạng Nhưng nhiều hạn chế thời gian,kinh phí,… nên dừng lại mức mơ hình nên cịn nhiều thiếu sót chưa thể đáp ứng yêu cầu như:  Thiết kế cánh tay khí cịn đơn sơ chiếm nhiều không gian  Không đa dạng loại sách số lượng loại sách  Mơ hình chiệu tải trọng độ bền thấp  Chưa hoàn thiện không gian lưu trữ bảo mật thông tinh khách hàng  Chưa có hệ thơng kiểm tra sách trả có hư hỏng hay biến dạng 1.5 Phương pháp nghiên cứu  Tìm hiểu phương thức thực tế thư viện truyền thống  Xem xét công nghệ trước ưu điểm nhược điểm  Tìm hiểu nhu cầu thực tế  Tìm hiểu qua internet, tìm tài liệu liên quan, ứng dụng tương tự, từ ta thiết kế  Sử dụng phần mềm solidword,autocad,proteus,…  Sử dụng phần mềm visual studio 2015 để lập trinh vi điều khiển 1.6 Kết đạt Trải qua thời gian học tập trường, bảo hướng dẫn nhiệt tình giảng viên Viện kỹ thuật Hutech, em tích luỹ vốn kiến thức định Được đồng ý nhà trường với giảng viên Viện em giao đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu hồn thiện mơ hình thư viện tự động” hoàn thành với nội dung gồm sau chương sau: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan giải pháp Chương 3:Thực Chương 4: Tính tốn thiết kế Chương 5: Xây dựng mơ hình Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận CHƯƠNG TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Giới thiệu chung thư viện tự động 2.2.1 Hệ thống lưu trữ sách Nền cơng nghiệp nước nói riêng cơng nghiệp giới nói chung phát triển mạnh mẽ Trong khứ, sản phẩm tạo cách thủ công nên việc mượn trả chủ yếu thực sức người, dẫn đến việc không tận dụng hết khoảng không gian chứa sách, sức chứa của kệ sách , việc quản lý hàng hoá hiệu tốn nhiều diện tích đất làm nơi trưng bày Với đời hệ thống thư viện tự động, người ta quản lý tốt xuất nhập sách nhanh chóng việc lưu trữ lấy sách khỏi nơi trưng bày tủ sách Các hệ thống thư viện tự động sử dụng cánh tay khí để vận chuyển sách Điều đồng nghĩa với việc đầu tư trang thiết bị đại cho hệ thống lưu trữ trung bày tốn nhiều chi phí cho việc chế tạo máy móc vận chuyển sách bù lại sách tiếp cận nhanh với người đọc thuận tiện cho việc quản lý kiểm sốt, tiết kiệm nhân cơng 2.2.2 Hệ thống mượn trả sách Đây hệ thống lấy cất hàng hóa tự động với cơng nghệ cải tiến Hệ thống gồm có phần chính: phần mềm phần cứng:  Phần mềm gồm có: phần mềm quản lý cánh tay robot lấy cất hàng phần mềm quản lý, lưu trữ sách thông tin khách hàng  Phần cứng bao gồm: hệ thống giá kệ cố định, cánh tay khí lấy cất hàng, hệ thống dây trược vận chuyển sách Hệ thống khí thư viện tự động robot hoạt động theo ba trục di chuyển theo trược để mang sách xếp vào kệ lấy sách từ kệ bên ngồi theo u cầu Mơ hình thư viện tự động có khả lưu động cao,có thể cung cấp lượng sách định nhiều nơi với không gian nhỏ gọn 2.2 Lựa chọn phương án thi công Để thực mơ hình hệ thống ta có phương án đặt • Thứ hệ thống sử dụng PLC để điều khiển xử lý cánh tay khí • kẹp di chuyển vị trí lấy mang trả sách Thứ hai hệ thống sử dụng Arduino để điều khiển cảm biến góc động bước di chuyển vị trí nâng sách lấy mang trả sách Để có lựa chọn tốt ta nên phân tích với ưu nhược điểm hệ thống  Hệ thống sử dụng PLC Ưu điểm: • PLC có ưu điểm dễ dàng thay đổi chương trình theo ý muốn, thực thuật tốn phức tạp độ xác cao Tiết kiệm lớn khơng gian lưu trữ Nhược điểm: • PLC có nhược điểm giá thành phần cứng cao số hãng phải mua • thêm phần mềm để lập trình Địi hỏi người sử dụng phải có chun môn cao  Hệ thống sử dụng Arduino Ưu điểm: • Arduino có ưu điểm sử dụng ngay, giúp đơn giản hóa cơng việc, • giá thành thấp PLC, ưu điểm lớn khác Arduino thư viện • mẫu có sẳn phần mềm Arduino Cảm biến lưu lượng có ưu điểm khả tái tạo đáp ứng tuyệt vời, cấu trúc đơn giản với giá thành rẻ, nhỏ gọn thực phép đo cơng suất lớn Nhược điểm: 10 - Các chân Analogs : Có chân Analog board mạch Arduino Nano ký hiệu A0 đến A7 Được sử dụng - để đo điện áp tương tự khoảng từ 0V đến 5V Chân Rx, Tx : Được sử dụng cho giao tiếp nối tiếp - Tx truyền liệu Rx nhận liệu Chân 13 : Để thực bật tắt LED board Arduino Nano, sử dụng để quan sát, kiểm tra chương trình cần - thiết Chân AREF : Chân sử dụng lấy điện áp tham - chiếu cho điện áp đầu vào Chân xung PWM : Bao gồm chân chân 3,5,6,9,10,11 - sử dụng để cung cấp đầu 8-bit xung PWM Giao tiếp SPI : Chân 10(SS), Chân 11(MOSI), Chân 12(MISO), Chân 13(SCK) sử dụng cho SPI Giao diện ngoại vi nối tiếp SPI sử dụng chủ yếu để truyền liệu vi điều khiển thiết bị - ngoại vi khác cảm biến, ghi thẻ nhớ SD Ngắt ( External Interrupts ) : Chân sử dụng làm ngắt thiết lập trường hợp khẩn cấp cần dừng chương trình tác động cảnh báo hướng dẫn thời điểm Chương trình - tiếp tục lại sau lệnh ngắt loại bỏ Giao tiếp I2C : Giao tiếp I2C sử dụng chân A4 (SDA) A5 (SCL) + Vi điều khiển ATmega328P: • • • • • • • • • Chip: ATmega328P Điện áp logic: 5V Điện áp hoạt động: 7-12V Các chân I/O: 14 chân (Bao gồm chân PWM) Dòng diện I/O: 40mA Bộ nhớ Flash: 32Kb SRAM: 2Kb EEPROM: 1Kb Tần số dao động : 16Mhz 46 4.1.2 Lập trình điều khiển 4.1.2.1 Phần mềm lập trình - Hiểu cách đơn giản, Arduino IDE phần mềm giúp nạp code viết vào board mạch thực thi ứng dụng Arduino IDE chữ viết tắt Arduino Integrated Development Environment, công cụ lập trình với board mạch Arduino Nó bao gồm phần Editor (trình soạn thảo văn bản, dùng để viết code), Debugger (cơng cụ giúp tìm kiếm sửa lỗi phát sinh build chương trình), Compiler interpreter (công cụ giúp biên dịch code thành ngôn ngữ mà vi điều khiển hiểu thực thi code theo yêu cầu người dùng) Khởi động Arduino IDE + Vào Tool/Chọn Board mà bạn sử dụng 47 Hìn h 4.14: Khởi động Arduino IDE + Ở mục Processor: Click vào ATmega328P (Old Bootloader) Hì nh 4.15: Mục Processor + Chọn COM hiển thị máy tính bạn 48 Hì nh 4.16: Cổng COM + Sau thiết lập xong, tiến hành nạp chương trình Hìn h 4.17: Nạp Chương Trình + Upload chương trình 49 Hì nh 4.18: Upload chương trình + Chương trình nạp thành cơng 50 HÌnh 4.19: Chương Trình Đã Nạp 4.1.2.2 Lưu đồ, thuật tốn điều khiển Hình 4.20: Lưu đồ thuật toán điều khiển 51 52 CHƯƠNG THI CÔNG 5.1 Khung thư viện cánh tay robot Hình 5.1: Khung thư viện Hình 5.2: Khung định hình 53 Hình 5.3: Cánh tay robot Yêu cầu cần đạt được: • Các chi tiết lắp ráp phải chắn, theo vẽ thiết kế • Căng chỉnh khung cho sai số nhỏ • Các dẫn động trục di chuyển mượt mà dẫn động (nhơm định hình) • Dây đai kéo vừa đủ ko căng, đủ để động quay dẫn động trục di chuyển 54 5.2 Mạch điện Hình 5.4: Lắp ráp linh kiện 55 Hình 5.5: Hàn mạch - Phần board mạch điều khiển đặt bên mơ hình Gắn nguồn vào khung cánh tay robot mơ hình Dây điện gọn gàng, giúp khung dẫn động di chuyển mượt trình hoạt động 5.3 lắp ráp Hồn thiện mơ hình thư viện tự động 56 Hình 5.6: Lấp ráp Hình 5.7: Mơ hình hồn thiện 57 5.4 Kết chạy thử nghiệm - Hoàn thành xong giai đoạn lắp ráp máy hoàn thiện chuẩn bị cho trình chạy thử - Kết đạt : + Mơ hình chạy khơng gây tiếng ồn + Cánh tay robot di chuyển chậm + Lấy sách vị trí chọn + Khơng bị rơi rớt q trình lấy sách + Boord mạch điều khiển tốt không bị hỏng + Trong q trình điều khiển máy tính khơng bị lỗi 5.5 Hướng dẫn cách vận hành + Tất thông tin sách, tài khoản đăng nhập lưu trữ sở liệu + Khi đăng nhập tài khoản admin chuyển hướng đến trang quản lý sách, nhập tên sách vị trí đặt sách, mơ tả trạng thái sách có ngăn hay không + Trang đăng ký : dùng để đăng ký tài khoản người dùng + Có thể đổi mật người dùng + Sau đăng nhập với tài khaonr người dùng chuyển hướng tới trang mượn trả sách + Trang mượn trả sách gồm task task kết nối có chức kết nối máy tính với hệ thống mượn trả task mượn trả dùng để chọn sách cần mượn trả Sau chọn xong ấn mượn/ trả xuất danh sách sách mượn trả liệu sách Sẽ cập nhật theo thời gian thực từ 5.6 Cơ sở liệu + Sau mượn trả sở liệu tự cập nhật trạng thái sách trạng + Sau mượn trả xong có thơng báo hồn thành + Khi ân nút start bắt đầu mượn trả nut ấn chọn mượn/ trả bị vô hiệu hoạn thành trình CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Tóm tắt đánh giá kết đề tài Sau tháng thực đề tài với dẫn nhiệt tình thầy Nguyễn Thanh Phương kết đạt thiết kế thi cơng mơ hình 58 thư viện tự động Tuy nhiên khả gia cơng khí hạn chế nên xảy sai số nhiều dẫn đến hình thức chưa đẹp mắt.Nghiên cứu tổng quan tính tốn thiết kế máy - Lựa chọn phương án tối ưu phương án đưa thông qua thực tế - Vận dụng kiến thức học để tính tốn thiết kế cho đảm báo tính cơng nghệ, kinh tế thẩm mỹ hệ thống - Sử dụng phần mềm mơ phỏng, mơ mơ hình, thấy kết cấu hệ thống - Kết nghiên cứu đề tài ứng dụng thực tiễn Trên sở đó, Kết đề tài áp dụng vào thực tế thư viện trường ,lớp có sử dụng mơ hình thư viện tự động Định hướng tự động hóa q trình sản xuất 6.2 Hướng phát triển - Sản phẩm đề tài cánh tay robot chuyển động chậm nên chưa đa dạng - Sách lấy để vào ổ đặt sách chưa nấp, tốn thêm nhân cơng để gom xếp lại - Nhóm tiếp tục phát triển bổ sung số tính năng: + Thiết kế mơ hình cho phù hợp với sức chứa nhà sách nơi đông người + Cải tiến lại phần khung tủ đựng sách : vừa, gọn, đẹp + Thiết kế thêm cánh tay Robot để lấy sách nhanh để trình lấy sách đỡ tốn thời gian + Sử dụng Bluetooth phát tính hiệu lấy sách từ xa TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Đình Phương -Vẽ khí dung sai lắp ghép -Hutech - Đại Học Công Nghệ TP.HCM, 1995 Nguyễn Trọng Hiệp & Nguyễn Văn Lẫm - Thiết kế chi tiết máy – 1995 59 Nguyễn Trọng Hữu.(2007) Hướng dẫn dụng SOLIWORKS 2007, NXB giao thông vận tải, Hà Nội Trần Hữu Quế.(2007) Vẽ kỹ thuật khí, NXB giáo dục, Hà Nội 60 ... động thư viện Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thu? ??t, kỹ thu? ??t điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thu? ??t, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp... đầu vào Mức kĩ yêu cầu: Một thu? ??c tính quan trọng PLC địi hỏi kiến thức kỹ thu? ??t để lập trình vận hành PLC thiết kế để sử dụng chuyên gia tự động hóa có tay nghề cao kỹ thu? ??t viên nhà máy, người... tin… phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thu? ??t giới nói chung phát triển kỹ thu? ??t điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ nhu cầu thực tế với lần tiếp cận