Bàn học thông minh: Thiết kế hệ thống cơ điện tử và đánh giá hiệu quả

MỤC LỤC

Lập kế hoạch và làm rừ nhiệm vụ

Đưa ra thị trường dòng sản phẩm hoàn thiện và liên tục cập nhật thông tin phản hồi. Đõy là bảng lập kế hoạch phõn rừ nhiệm vụ qua từng giai đoạn, qua từng thời gian. Phõn tớch bảng lập kế hoạch chi tiết giỳp hiểu rừ cỏc yếu tố và thành phần quan trọng của dự án.

Trước khi bắt đầu phỏt triển sản phẩm, cần phải làm rừ được nhiệm vụ thiết kế một cách chi tiết. + Lưu trữ được đa dạng loại tài liệu + Dễ dàng lấy tài liệu và dụng cụ học tập - Dễ dàng sử dụng các chức năng. - Đèn báo dung lượng pin - Đèn báo chế độ của máy Kiểm soạt quá tải.

- Ngăn không cho máy hoạt động khi quá tải - Tín hiệu đèn, khi quá tải mọi thao tác chuyển bị loại bỏ. +Thời gian bảo hành: Tối đa 2 năm phần cơ khí, hỏng linh kiện nào đổi linh kiện đó (trong vòng 6 tháng).

Bảng 1.1:Bảng thiết lập danh sách yêu cầu
Bảng 1.1:Bảng thiết lập danh sách yêu cầu

TểM TẮT ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN

Cấu chúc chức năng

    + Có thể điều chỉnh ảnh sáng thủ công theo nhiều mức độ + Điều chỉnh được hướng sáng. + Motor : Động cơ không chổi than - Bảo vệ động cơ và các thiết bị điện + Chống ngắn mạch động cơ. + Có sách hướng dẫn vận hành và cài đặt máy + Gá, gỡ vật liệu thuận tiện, đơn giản, chắc chắn.

    + Dễ dàng thay thế, lắp đặt các thành phần vào mạch + Kết nối các bộ phận cơ khí, điện chắc chắn, an toàn. Giai đoạn 2: Chuyển đổi dữ liệu định lượng thành dữ liệu định tính và giảm chúng thành các tuyến bố thiết yếu. + Dễ dàng lấy tài liệu và dụng cụ học tập + Dễ dàng sử dụng các chức năng.

    + Sử dựng vật liệu thân thiện với môi trường + Có hệ thống bảo vệ quá dòng, quá áp. + Dễ dàng thay thế, lắp đặt các thành phần cơ khí + Kết nối các bộ phận cơ khí, điện chắc chắn, an toàn. + Thời gian bảo hành: Tối đa 2 năm phần cơ khí, hỏng link kiện nào đổi link kiện đó (trong vòng 6 tháng).

    + Sử dựng vật liệu thân thiện với môi trường + Có hệ thống bảo vệ quá dòng, quá áp. + Dễ dàng thay thế, lắp đặt các thành phần cơ khí + Kết nối các bộ phận cơ khí, điện chắc chắn, an toàn. + Thời gian bảo hành: Tối đa 2 năm phần cơ khí, hỏng link kiện nào đổi link kiện đó (trong vòng 6 tháng).

    Các nguyên tắc làm việc được kết hợp thành các biến thể được biểu diễn như trong bảng bảng 2.1 Cụ thể nhưng nguyên tắc được ký hiệu sẽ tạo thành một biến thể. Theo bảng 2.1 ta có thể thấy có ba biến thể khác nhau được chọn ra tương ứng màu xanh biển biến thể 1, màu đỏ thể 2, màu xanh lá cây biến thể 3. Để lựa chọn ra được biến thể phù hợp nhất, ta tiến hành xây dựng các tiểu chí để đánh giá và so sánh các biến thể.

    Tuy nhiên độ phức tạp và quan trọng của các tiểu chí để đánh giá là khác nhau, vì thế có thể bao quát và thấy được mức độ quan trọng của các tiểu trí, ta xây dựng một cây mục tiểu. Số điểm bên trải (W) là độ quan trọng của tiêu chí đó với tiểu chí lớn hơn, số bên phả (Wt) là độ quan trọng của tiểu chí đó với tổng thể hệ thống hình.

    Hình 2.1:Sơ đồ cấu trúc tổng thể của bàn học thông minh
    Hình 2.1:Sơ đồ cấu trúc tổng thể của bàn học thông minh

    Tổng hợp và đánh giá các biến thể

    Từ đây ta xét tới tính khả thi của các biến thể vừa được tạo ra. Dựa vào bảng ma trận lựa chọn concept bên trên, concept 2 là concept được đội ngũ phát triển đánh giá cao nhất, đầy đủ nhất các điều kiện và tiêu chí mà đội thiết kế cũng như khách hàng, thị trường đưa ra. - Công suất bàn phù hợp với các chức năng của bàn, thời gian sử dụng được lâu.

    - Tính công nghệ cao, giúp trải nghiệm người dùng đầy đủ mà giá thành sản phẩm không bị đẩy lên quá nhiều. An toàn cho người sử dụng, chức năng khóa trẻ em giúp đảm bảo an toàn cho trẻ nhỏ.

    Bảng 2.2:Điểm đánh giá các concept bàn học thông minh
    Bảng 2.2:Điểm đánh giá các concept bàn học thông minh

    THIẾT KẾ CỤ THỂ

    Thiết kế chi tiết .1 Thiết kế khung vỏ

      Khung chân bàn thông minh được chọn 1 số kim loại (như thép không gỉ, inox) cho tính chắc chắn và độ bền cao, hoặc gỗ tự nhiên, gỗ công nghiệp, hoặc các vật liệu composite cho một cái nhìn ấm cúng hơn. Và việc nhóm lựa chọn xi lanh điện 12V nhằm tối ưu trong việc nâng hạ độ cao của bàn, không gây ồn ào khi sử dụng cũng như hạn chế được dầu nhớt trong quá trình sử dụng như xi lanh khí nén, thủy lực…. Lưu trữ điện qua pin là quá trình sử dụng các loại pin để lưu trữ và cung cấp năng lượng điện cho các thiết bị điện tử và hệ thống trong một thời gian dài.

      Các pin thường được sử dụng để lưu trữ và cung cấp năng lượng điện trong các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính xách tay, đồng hồ điện tử, đèn pin, và nhiều thiết bị khác. Và ở đây nhóm đã chọn pin lithium với các đặc điểm như nhẹ, có hiệu suất cao thời gian sử dụng lâu dài cũng khả năng tái sử dụng giảm tác động đến môi trường. Để điều khiển máy bàn học, trên thị trường có rất nhiều bộ điều khiển khác nhau nhưng giá thành của các bộ điều khiển này tương đối cao, do đó nhóm thiết kế xin chọn sử dụng bộ điều khiển Arduino Mega 2560 + RAMPS.

      Arduino Mega 2560 là một mạch tích hợp sử dụng vi điều khiển Atmega 2560, sử dụng mã nguồn mở (Open Source), được phát triển bới công ty Arduino. Học và làm việc liên tục trong 1 thời gian dài thì ánh sáng là yếu tố quan trọng, để tránh các bệnh liên quan đến mắt, Đèn sử dụng công nghệ LED (Light Emitting Diode) để tạo ra ánh sáng có mức nhiệt độ màu (Correlated Color Temperature - CCT) gần với ánh sáng tự nhiên của mặt trời, thường là từ 4000K đến 6500K. Điều này tạo ra một nguồn sáng trắng tự nhiên, tương tự như ánh sáng ban ngày, mang lại cảm giác tự nhiên và thoải mái khi sử dụng, bên cạnh đó thì đèn có có tích hợp cảm biến.

      Khi không phát hiện được sự chuyển động hoặc mắt cảm biến không ghi nhận sự hiện diện trong thời gian 10 phút, đèn sẽ tự động tắt để tiết kiệm năng lượng. Ổ cắm USB là một thiết bị đáng chú ý trong việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy tính bảng và các thiết bị điện tử khác. Với ngày nay, điện thoại di động trở thành một phần quan trọng của cuộc sống hàng ngày và việc có một ổ cắm USB sạc tiện lợi đã trở nên cần thiết.

      Và loại ổ cắm này được tích hợp ở cạnh bàn học thông giúp thuận thiện hơn cho việc sạc và sử dụng điện thoại các thiết bị sử dụng sạc USB, tạo sự thuận tiện trong học tập và làm việc khi không phải quá mất thời gian cho việc tìm ổ cắm hay nơi sạc các thiết bị thông minh. Còn khi đọc sách, truyện, viết bài để mắt nhìn được tốt thì cần cúi đầu xuống sao cho đầu song song với mặt bàn (sách, vở đặt trên mặt bàn) để mắt có thể nhìn thẳng vào sách vở. Để tránh việc phải cúi đầu quá nhiều mới có thể nhìn thấy tốt thì điều cần làm là đưa vở, sách lên cao hơn sao cho càng thẳng với mắt thì càng tốt.

      Hình 3.7: Hình ảnh xi lanh điện minh họa
      Hình 3.7: Hình ảnh xi lanh điện minh họa