Máy làm sạch bằng sóng âm

ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN ĐỀ TÀI : MÁY LÀM SẠCH BẰNG SÓNG SIÊU ÂM Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thái Học Hà Nội – 2021 Mục lục Lời mở đầu 3 I. Tìm hiểu chung 4 1. Sóng siêu âm là gì ? 4 2. Ứng dụng của sóng siêu âm 4 II. Giới thiệu về các linh kiện 5 1. Đầu dò siêu âm 5 a. Phương pháp kết nối đầu dò làm sạch bằng siêu âm: 5 b. Quá trình lắp đặt đầu dò làm sạch siêu âm: 5 c. Lựa chọn tần số của đầu dò làm sạch siêu âm 6 2. Mạch điều khiển phát sóng siêu âm 7 3. Bộ nguồn : 3 mạch công suất 100w tần số 28hz – 40hz 8 4. Bể rửa siêu âm 10 a) Bể rửa siêu âm là gì 10 b) Nguyên lí hoạt động của bể rửa siêu âm 10 5. Cảm biến đo độ đục sử dụng Adruino 11 III. Bản vẽ sơ bộ của máy và mạch nguyên lý của bộ nguồn . 15 1. Bản vẽ sơ bộ của máy : 15 2. Mạch nguyên lý của bộ nguồn : 16 IV. Giao tiếp với Adruino, lập trình code 17 1. Code kết nối Arduino với LCD : 17 2. Code chạy cho cảm biến sử dụng Adrunio 17 V. Hoàn thiện và hiệu quả của thiết bị 18 1. Hoàn thiện sản phẩm 18 a. Đặc trưng của sản phẩm: 18 b. Lắp đặt 18 c. Cách sử dụng 18 d. Những điều cần chú ý khi sử dụng 19 2. Chạy thử và xem hiệu quả của thiết bị: 19 Lời mở đầu Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại đã đem lại sự thay đổi to lớn mang tính bước ngoặt trong sự phát triển của xã hội. Sự phát triển mạnh mẽ về khoa học kỹ thuật đã tạo ra những bước nhảy vọt chưa từng thấy trong quá trình phát triển của lực lượng sản xuất và năng suất lao động, làm xuất hiện nhiều ngành sản xuất mới có liên quan đến sự tiến triển của khoa học và công nghệ (công nghiệp tên lửa, điện tử, vi sinh...) và thay đổi hoàn toàn cơ cấu các ngành kinh tế ở nhiều khu vực. Trong khi cách mạng công nghiệp chứng kiến nền sản xuất từ thủ công chuyển sang cơ khí hóa, cách mạng khoa học kỹ thuật cho thấy sự tự động hóa cao độ của nền sản xuất dựa trên việc điện tử hóa và ứng dụng các thành tựu mới nhất của công nghệ vào sản xuất. Ngoài ra, tất cả những thay đổi to lớn trong công nghệ và sản xuất đã tạo ra những thiết bị sinh hoạt, hàng tiêu dùng mới làm thay đổi hoàn toàn lối sống của con người trong xã hội. Bên cạnh những tác động tích cực mà cuộc cách mạng khoa học đem lại thì nó cũng đặt ra những thách thức không nhỏ đối với loài người như tình trạng ô nhiễm môi trường, hiện tượng trái đất nóng dần lên, những tai nạn giao thông, tai nạn lao động, các loại bệnh dịch mới, nhất là chế tạo nhiều vũ khí hiện đại có thể hủy diệt nhiều lần sự sống trên hành tinh... Hiện nay, sóng siêu âm đã được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp và trở thành 1 ngành công nghiệp vô cùng lớn mạnh, có ảnh hưởng nhiều đến cuộc sống của mỗi người. Vậy sóng siêu âm thực sự đang đóng vai trò gì với cuộc sống của chúng ta. Mời bạn cùng tìm hiểu thông qua bài I. Tìm hiểu chung 1. Sóng siêu âm là gì ? Sóng âm là sự rung động truyền qua môi trường, chẳng hạn như không khí, nước và kim loại. Sóng siêu âm tiếng anh là Ultrasonic wave. Sóng siêu âm là một loại sóng âm có tần số cao hơn giới hạn nghe được của tai người. Tần số của sóng siêu âm khoảng 20.000 Hz. Còn sóng âm mà con người nghe được gọi là hạ âm, có tần số khoảng 20 Hz. Siêu âm có thể lan truyền trong nhiều môi trường khác nhau như không khí, lỏng…với tốc độ của âm thanh. Bên cạnh đó, sóng siêu âm có tần số cao hơn âm thanh bình thường, nên bước sóng ngắn nên. Nhờ bước sóng ngắn, nên nó có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, cũng như trong công nghiệp. 2. Ứng dụng của sóng siêu âm Trong y học: Nhờ bước sóng ngắn, hình ảnh khi chụp đủ để phân biệt các vật thể kích thước nhỏ milimet. Do đó, sóng siêu âm được ứng dụng trong việc chẩn đoán y khoa, gọi là siêu âm. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất Như đã nói ở trên, sóng siêu âm nằm ngoài khả năng nghe và nhận biết của tai người. Do đó, nó được ứng dụng trong các ứng dụng quan trắc khác, như để đo vận tốc hay khoảng cách. Hãy cùng tìm hiểu một ví dụ về ứng dụng đo khoảng cách đo là Cảm biến đo mức nước bằng sóng siêu âm. Ngoài ra sóng siêu âm còn dùng cho công nghệ tẩy rửa, làm sạch vật liệu ví dụ như Máy làm sạch vật liệu bằng sóng siêu âm II. Giới thiệu về các linh kiện 1. Đầu dò siêu âm Đầu dò siêu âm Đầu dò siêu âm tần số 8Khz, 40Khz – 200Khz Công suất : 50 – 100w a. Phương pháp kết nối đầu dò làm sạch bằng siêu âm: Đầu tiên, đầu dò làm sạch siêu âm được kết nối song với nhau, nghĩa là điện cực dương được kết nối với điện cực dương và điện cực âm được kết nối với điện cực âm. Thứ hai, sau khi đầu dò làm sạch siêu âm được kết nối, các cực dương và âm của xe buýt đo lường nên không tiến hành. Nếu phân cực sai được kết nối, đồng hồ Nó bị rò rỉ điện và có ít rung động. b. Quá trình lắp đặt đầu dò làm sạch siêu âm: Có hai loại ốc vít hàn và ốc vít rung siêu âm, một là hàn hồ quang argon, đáy của vít là phẳng, và khác được hàn bởi một thợ hàn liên lạc điện dung stud, với một vết sưng trên dưới cùng của vít. Nếu yêu cầu không cao, khoảng cách giữa các máy rung lớn hơn. Tiêu chuẩn công nghiệp chung dựa trên khoảng cách giữa các trung tâm của hai máy rung 100mm. Khoảng cách được giảm, sức mạnh được tăng cường, khoảng cách được tăng lên, sức mạnh giảm, và hiệu quả được liên kết với sức mạnh. Lắp đặt máy rung theo hướng dẫn hoạt động keo. Khoảng cách giữa máy rung và thép không gỉ càng nhỏ, càng tốt. Screwing không đầy đủ

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN - - ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN ĐỀ TÀI : MÁY LÀM SẠCH BẰNG SÓNG SIÊU ÂM Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thái Học Hà Nội – 2021 Mục lục Lời mở đầu I Tìm hiểu chung Sóng siêu âm ? Ứng dụng sóng siêu âm II Giới thiệu linh kiện Đầu dò siêu âm a Phương pháp kết nối đầu dò làm siêu âm: b Q trình lắp đặt đầu dị làm siêu âm: .5 c Lựa chọn tần số đầu dò làm siêu âm Mạch điều khiển phát sóng siêu âm .7 Bộ nguồn : mạch công suất 100w tần số 28hz – 40hz Bể rửa siêu âm 10 III a) Bể rửa siêu âm 10 b) Nguyên lí hoạt động bể rửa siêu âm 10 Cảm biến đo độ đục sử dụng Adruino 11 Bản vẽ sơ máy mạch nguyên lý nguồn 15 Bản vẽ sơ máy : 15 Mạch nguyên lý nguồn : 16 IV Giao tiếp với Adruino, lập trình code 17 Code kết nối Arduino với LCD : .17 V Code chạy cho cảm biến sử dụng Adrunio 17 Hoàn thiện hiệu thiết bị .18 Hoàn thiện sản phẩm .18 a Đặc trưng sản phẩm: 18 b Lắp đặt .18 c Cách sử dụng 18 d Những điều cần ý sử dụng 19 Chạy thử xem hiệu thiết bị: .19 Lời mở đầu Cuộc cách mạng khoa học - kỹ thuật đại đem lại thay đổi to lớn mang tính bước ngoặt phát triển xã hội Sự phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật tạo bước nhảy vọt chưa thấy trình phát triển lực lượng sản xuất suất lao động, làm xuất nhiều ngành sản xuất có liên quan đến tiến triển khoa học công nghệ (công nghiệp tên lửa, điện tử, vi sinh ) thay đổi hoàn toàn cấu ngành kinh tế nhiều khu vực Trong cách mạng công nghiệp chứng kiến sản xuất từ thủ công chuyển sang khí hóa, cách mạng khoa học - kỹ thuật cho thấy tự động hóa cao độ sản xuất dựa việc điện tử hóa ứng dụng thành tựu công nghệ vào sản xuất Ngoài ra, tất thay đổi to lớn công nghệ sản xuất tạo thiết bị sinh hoạt, hàng tiêu dùng làm thay đổi hoàn toàn lối sống người xã hội Bên cạnh tác động tích cực mà cách mạng khoa học đem lại đặt thách thức khơng nhỏ lồi người tình trạng nhiễm mơi trường, tượng trái đất nóng dần lên, tai nạn giao thơng, tai nạn lao động, loại bệnh dịch mới, chế tạo nhiều vũ khí đại hủy diệt nhiều lần sống hành tinh Hiện nay, sóng siêu âm ứng dụng phổ biến công nghiệp trở thành ngành công nghiệp vơ lớn mạnh, có ảnh hưởng nhiều đến sống người Vậy sóng siêu âm thực đóng vai trị với sống Mời bạn tìm hiểu thơng qua I Tìm hiểu chung Sóng siêu âm ? Sóng âm rung động truyền qua mơi trường, chẳng hạn khơng khí, nước kim loại Sóng siêu âm tiếng anh Ultrasonic wave Sóng siêu âm loại sóng âm có tần số cao giới hạn nghe tai người Tần số sóng siêu âm khoảng 20.000 Hz Cịn sóng âm mà người nghe gọi hạ âm, có tần số khoảng 20 Hz Siêu âm lan truyền nhiều mơi trường khác khơng khí, lỏng…với tốc độ âm Bên cạnh đó, sóng siêu âm có tần số cao âm bình thường, nên bước sóng ngắn nên Nhờ bước sóng ngắn, nên có nhiều ứng dụng sống, cơng nghiệp Ứng dụng sóng siêu âm - Trong y học: Nhờ bước sóng ngắn, hình ảnh chụp đủ để phân biệt vật thể kích thước nhỏ mili-met Do đó, sóng siêu âm ứng dụng việc chẩn đoán y khoa, gọi siêu âm - Ứng dụng công nghiệp sản xuất Như nói trên, sóng siêu âm nằm ngồi khả nghe nhận biết tai người Do đó, ứng dụng ứng dụng quan trắc khác, để đo vận tốc hay khoảng cách Hãy tìm hiểu ví dụ ứng dụng đo khoảng cách đo Cảm biến đo mức nước sóng siêu âm - Ngồi sóng siêu âm cịn dùng cho cơng nghệ tẩy rửa, làm vật liệu ví dụ Máy làm vật liệu sóng siêu âm II Giới thiệu linh kiện Đầu dò siêu âm Đầu dò siêu âm - Đầu dò siêu âm tần số 8Khz, 40Khz – 200Khz - Công suất : 50 – 100w a Phương pháp kết nối đầu dò làm siêu âm: Đầu tiên, đầu dò làm siêu âm kết nối song với nhau, nghĩa điện cực dương kết nối với điện cực dương điện cực âm kết nối với điện cực âm Thứ hai, sau đầu dò làm siêu âm kết nối, cực dương âm xe buýt đo lường nên không tiến hành Nếu phân cực sai kết nối, đồng hồ Nó bị rị rỉ điện có rung động b Q trình lắp đặt đầu dị làm siêu âm: - Có hai loại ốc vít hàn ốc vít rung siêu âm, hàn hồ quang argon, đáy vít phẳng, khác hàn thợ hàn liên lạc điện dung stud, với vết sưng vít Nếu yêu cầu không cao, khoảng cách máy rung lớn Tiêu chuẩn công nghiệp chung dựa khoảng cách trung tâm hai máy rung 100mm Khoảng cách giảm, sức mạnh tăng cường, khoảng cách tăng lên, sức mạnh giảm, hiệu liên kết với sức mạnh - Lắp đặt máy rung theo hướng dẫn hoạt động keo Khoảng cách máy rung thép không gỉ nhỏ, tốt Screwing không đầy đủ screwing không đồng gây hàn vít khơng đồng ảnh hưởng đến hiệu ứng cuối Vít đến cùng, sau keo củng cố, khơng ảnh hưởng đến việc sử dụng, khai thác lại M10 * 1.0mm - Máy rung siêu âm chia thành điện cực dương âm (giữa gốm áp điện điện cực dương, điện cực âm kim loại kết nối) Điện cực dương phải kết nối hồn tồn, điện cực âm kết nối với 35 kết nối với vỏ - Sau máy rung cài đặt, mục kiểm tra: máy rung thép không gỉ gần khơng có khoảng cách; lượng keo đùn c Lựa chọn tần số đầu dò làm siêu âm Tần số đầu dò tỷ lệ nghịch với bước sóng, bước sóng có liên quan đến đường kính khoang (nói ra, gây thời gian tạo mầm dài tần số thấp), đường kính khoang có liên quan đến áp suất nổ Nói chung, tần số cao, bước sóng nhỏ đường kính khoang nhỏ, dựa nguyên tắc trên: - Tần số thấp (17 ~ 23KHz): Khi vật làm nặng khó vệ sinh tác động vụ nổ không làm hỏng bề mặt vật làm sạch, nên chọn đầu dò dòng tần số thấp Các ngành cơng nghiệp phổ biến là: cơng nghiệp từ tính, ngành cơng nghiệp bảo trì tơ, ngành dệt may, v.v Lưu ý tiếng ồn loạt lớn, tốt làm điều trị cách âm - Tần số trung gian (25 ~ 28KHz): Khi vật làm bẩn làm vừa phải tác động nổ không làm hỏng bề mặt vật thể, nên chọn đầu dò dòng tần số trung gian Loạt ngành công nghiệp sử dụng rộng rãi Những ngành phổ biến là: công nghiệp gia công, công nghiệp mạ điện, công nghiệp phục vụ ăn uống, v.v - Tần số trung bình cao (33 ~ 60KHz): Nên chọn đầu dị dịng tần số trung bình cao vật làm nhẹ dễ vệ sinh, tác động vụ nổ lên bề mặt vật làm đòi hỏi thiệt hại Các ngành công nghiệp thường sử dụng là: phận xác, kính thủy tinh, linh kiện điện tử, bảng mạch, vv; d - Tần số cao (68-200KHz): Vật thể làm bẩn dễ vệ sinh Khi yêu cầu để cấm thiệt hại cho bề mặt đối tượng làm từ tác động vụ nổ, đầu dò loạt tần số cao nên lựa chọn Mạch điều khiển phát sóng siêu âm Thơng số Mạch điều khiển phát sóng siêu âm - Tần số siêu âm: 40KHz - Điện áp hoạt động: 220V AC - Công suất: 100W (có thể ni đầu phát 60W đầu 40W) Bộ nguồn : mạch công suất 100w tần số 28hz – 40hz Bộ nguồn Bộ nguồn Bể rửa siêu âm Bể rửa siêu âm - Vật liệu : Kính , bánh xe , khung inox - Kích thước: 40x30x30 cm a) Bể rửa siêu âm - Bể rửa siêu âm thiết bị sử dụng máy phát sóng siêu âm với tần số cao để thực chức tẩy rửa bề mặt, ngóc ngách vật cần tẩy rửa b) Nguyên lí hoạt động bể rửa siêu âm - Thiết bị sóng siêu âm truyền dao động tần số cao đến đối tượng cần làm - Sóng siêu âm truyền môi trường dung dịch lỏng áp suất cao, tạo hàng nghìn bong bóng chân khơng - Bong bóng chân khơng đóng vai trị truyền sóng siêu âm mơi trường áp suất âm nhanh chóng đóng lại mơi trường áp suất dương Và từ đây, tượng sủi bọt diễn nhanh chóng - Trong q trình sủi bọt bong bóng, có hàng nghìn bong bóng nhỏ ngăn áp suất khí 10 - Các tiếng nổ nhỏ bề mặt đối tượng tạo nhờ vào áp suất Nhờ đó, vết bẩn nhanh chóng bị tách khỏi từ kẻ nứt - Trong hoạt động thiết bị này, ăn mòn lỗ hỏng xem nguyên tắc hoạt động Cảm biến đo độ đục sử dụng Adruino - Độ đục thuộc tính hạt nước Cảm Biến Đo Độ Đục Của Nước đọc xuất giá trị analog tương ứng với giá trị độ đục Độ đục cần hiệu chỉnh giá trị chuẩn thông qua biến trở để so sánh Ngun lí mạch thay đo điện áp trực tiếp độ đục khác nhau, ta dùng cảm biến để xuất giá trị điện áp tương ứng từ 0-4.5V Cảm biến đo độ đục Thông số kĩ thuật - Đầu vào: 3.3-5V (với mạch chống ngược) 11 - Đầu ra: tương tự mặc định (có thể thiết lập đầu cao thấp) - Dải đo độ đục: 0-1000 NTU - Analog Out : 0-4.5V - Độ xác: 0,1PH(25 độ C - Tốc độ phản ứng: