2. Tính toán và thiết kế các chi tiết bộ phạn của máy BKM-10
4.1. Giới thiệu các chƣơng trình viết giao diện
4.1.1. Giới thiệu về Visual Basic
Có rất nhiều chƣơng trình hay ngôn ngữ lập trình khác nhau nhƣ: C++, Delphi, Visual Basic…có thể tạo ra chƣơng trình đáp ứng đƣợc những yêu cầu giao tiếp mạch điều khiển, hiển thị tọa độ trỏ chuột của đề tài. Với điều kiện cũng nhƣ khả năng của mình nhóm quyết định chọn Visua Basic để tạo chƣơng trình chạy.
4.1.1.1. Tổng quan về Visual Basic Giao diện chƣơng trình
IDE là tên viết tắt của môi trƣờng phát triển tích hợp (Inegreated Development Enviroment). IDE là nơi tạo ra các chƣơng trình VB.
IDE của VB là nơi tập trung các menu, thanh công cụ và cửa sổ để tạo ra chƣơng trình. Mỗi phần của IDE có các tính năng ảnh hƣởng đến các hoạt động lập trình khác nhau. Thanh menu cho phép bạn tác động cũng nhƣ quản lý trực tiếp trên toàn bộ ứng dụng. Thanh công cụ cho phép truy cập các chức năng của thanh menu qua các nút trên thanh công cụ.
Các biểu mẫu (Form) - khối xây dựng các chƣơng trình Visual ba- sic - xuất hiện trong cửa sổ form. Hộp công cụ để thêm các điều khiển vào các biểu mẫu của đề án. Project explorer hiển thị các đề án mà bạn đang làm cũng nhƣ các thành phần của các đề án. Bạn duyệt và cài đặt các thuộc tính của điều khiển, biểu mẫu và module trong cửa sổ property. Cuối cùng, bạn bố trí và xem xét một hoặc nhiều biểu mẫu trên màn hình thông qua cửa sổ form layout.
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 159
Hình 4.1 Giao diên Visual Basic
4.1.2. Giới thiệu về LabVIEW
LabVIEW (viết tắt của nhóm từ Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là một phần mềm máy tính đƣợc phát triển bởi công ty National Instrument, Hoa Kỳ. LabVIEW còn đƣợc biết đến nhƣ là một ngôn ngữ lập trình với khái niệm hoàn toàn khác so với các ngôn ngữ lập trình truyền thống nhƣ ngôn ngữ C, Pascal. Bằng cách diễn đạt cú pháp thông qua các hình ảnh trực quan trong môi trƣờng soạn thảo, LabVIEW đã đƣợc gọi với tên khác là lập trình G (viết tắt của Graphical, nghĩa là đồ họa).
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 160
a.Các khả năng chính của LabVIEW
LabVIEW đƣợc dùng nhiều trong các phòng thí nghiệm, lĩnh vực khoa học kỹ thuật nhƣ tự động hóa, điều khiển, điện tử, cơ điện tử, hàng không, hóa sinh, điện tử y sinh….. Hiện tại ngòa phát triển phiên bản LabVIEW cho các hệ điều hành Windows, Linux, hãng NI đã phát triển các modul Lab- VIEW cho máy hỗ trợ cá nhân. Các chức năng chính của LabVIEW có thể tóm tắt nhƣ sau:
- Thu thập tín hiệu từ các thiết bị bên ngoài nhƣ cảm biến nhiệt độ, hình ảnh từ webcam, vận tốc của động cơ…
- Giao tiếp với các thiết bị ngoại vi thông qua nhiều chuẩn giao tiếp thông qua các cổng giao tiếp: RS232, RS485, USB….
- Mô phỏng và xử lý các tín hiệu thu nhận đƣợc để phục vụ các mục đích nghiên cứu hay mục đích của hệ thống mà ngƣời lập trình muốn.
- Xây dựng các giao diện ngƣời dùng một cách nhanh chóng và thẩm mỹ hơn nhiều so với các ngôn ngữ khác nhƣ Visual Basic, Matlab….
- Cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển nhƣ PID, Logic mờ, một cách nhanh chóng thông qua các chức năng tích hợp sẵn trong LabVIEW.
- Cho phép kết hợp với nhiều ngôn ngữ lập trình truyền thông nhƣ C, C++…….
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 161
Hình 4.2 Giao diện chính của chương trình LabVIEW
4.2. Chọn chƣơng trình viết giao diện của máy đo áp suất thủy động
Một số lý do để chọn Visual Basic làm ngôn ngữ thảo chƣơng trình: - Dễ học
- Thíc hợp cho MS WINDOWS
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 162
a. Hộp công cụ
Hộp công cụ là bảng chứa các điều khiển và ta thiết kế giao diện ngƣời sử dụng bằng cách chọn các điều khiển từ hộp công cụ và đƣa chúng vào các biểu mẫu.
Một số điều khiển có sẵn trong Visual basic và không thể gỡ bỏ khỏi hộp công cụ. Một số khác nằm bên ngoài Visual basicvà chứa trong các tập tin mà có phần mở rộng là. ocx. Các điều khiển này có thể đƣợc thêm vào hoặc gỡ bỏ khỏi thanh công cụ.
Trong chƣơng trình của đề tài cần tập tin mở rộng là NTgraph.ocx điều
khiển này cho phép tạo một đồ thị trên form chính. Ngoài ra cần thêm vào
thanh công cụ phần Mscomm1. Để sử dụng ta tìm file Ntgraph.ocx trên trang
chủ sau đó paste và system32 trên giao diện của VB chọn menu project ->
components cửa sổ components hiện ra ta sẽ tìm và chọn các công cụ trên.
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 163
b. Vẽ đồ thị với NTgraph.
Đây là một điều khiển OCX tạo ra một đồ thị 2D với tọa độ X,Y đƣợc tính toán, điều chỉnh nhập vào từ bên ngoài có thể lấy từ tín hiệu qua cổng COM, LPT, Card giao tiếp PC.
Hình 4.4 NTgraph active
Để vẽ đồ thị ta cũng có thể dùng Teechart nhƣng phức tạp hơn mà phải trả phí. Với NTgraph thì giao thức đơn giản và phù hợp với tín hiệu 2 trục mà ta cần trong đề tài này.
Trong NTgraph ta có thể đặt các thuộc tính màu sắc đƣờng nét, trục tọa độ, tạo thêm nhiều đƣờng hiển thị khác…
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 164
Hình 4.5 Bảng lựa chọn chế độ vẽ đồ thị
Ta có thể sử dụng code để áp đặt thuộc tính cho đồ thị: Graph.Caption = “ ” - tiêu đề của đồ thị.
.Xlabel = “ ” – tiêu đề trục X. .Ylabel = “ ” – tiêu đề trục Y.
.PlotAreaColor = (red, green, black, white) - màu nền đồ thị. .XgridNumber - vạch chia trên trục X.
.YgridNumber - vạch chia trên trục Y.
.SetRange(xmin, xmax, ymin, ymax) – đặt dải tọa độ trên các trục.
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 165
.ClearGraph – xóa đồ thị.
Để nhận và vẽ đồ thị từ tín hiệu cảm biến chuột máy tính ta cần khai báo các hàm, lệnh liên kết với windows.
c. Code chƣơng trình giao diện máy đo áp suất
Dim MotorDir As Boolean Dim AD As FIFO
Dim PD As FIFO
Dim InputData As BYTEFIFO Dim NumberStepValue As String Dim Vel As String
Private Sub ExcelSave_Click() 'oXL.oWB.ORng
Dim oXL As Excel.Application Dim oWB As Excel.Workbook Dim oSheet As Excel.Worksheet Dim oRng As Excel.Range Vel = "0"
' Start Excel and get Application object.
Set oXL = CreateObject("Excel.Application") oXL.Visible = True
' Get a new workbook.
Set oWB = oXL.Workbooks.Add Set oSheet = oWB.ActiveSheet
' Add table headers going cell by cell.
oSheet.Cells(1, 1).Value = "Lan Do"
oSheet.Cells(1, 2).Value = "Goc"
oSheet.Cells(1, 3).Value = "Ap Suat"
' Format A1:D1 as bold, vertical alignment = center. With oSheet.Range("A1", "C1")
.Font.Bold = True
.VerticalAlignment = xlVAlignCenter End With
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 166
' Create an array to set multiple values at once. Dim size As Integer
Dim i As Integer AD.ResetReadIndex PD.ResetReadIndex i = 2
Do While Not AD.IsEmpty oSheet.Cells(i, 1).Value = i - 1 oSheet.Cells(i, 2).Value = AD.Pop oSheet.Cells(i, 3).Value = PD.Pop i = i + 1
Loop
' Fill A2:B6 with an array of values (First and Last Names). 'oSheet.Range("A2", "C6").Value = Result
Set oRng = oSheet.Range("A1", "C1") oRng.EntireColumn.AutoFit
' Make sure you release object references. Set oRng = Nothing
Set oSheet = Nothing Set oWB = Nothing Set oXL = Nothing
Exit Sub Err_Handler:
MsgBox Err.Description, vbCritical, "Error: " & Err.Number End Sub
Private Sub CandyButton1_Click() Unload Me
End End Sub
Private Sub ClearCmd_Click() CmdText.Text = ""
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 167
Private Sub Excel_Click() 'oXL.oWB.ORng
Dim oXL As Excel.Application Dim oWB As Excel.Workbook Dim oSheet As Excel.Worksheet Dim oRng As Excel.Range
' Start Excel and get Application object.
Set oXL = CreateObject("Excel.Application") oXL.Visible = True
' Get a new workbook.
Set oWB = oXL.Workbooks.Add Set oSheet = oWB.ActiveSheet
' Add table headers going cell by cell.
oSheet.Cells(1, 1).Value = "Lan Do"
oSheet.Cells(1, 2).Value = "Goc"
oSheet.Cells(1, 3).Value = "Ap Suat"
' Format A1:D1 as bold, vertical alignment = center. With oSheet.Range("A1", "C1") .Font.Bold = True .VerticalAlignment = xlVAlignCenter End With Dim i As Integer AD.ResetReadIndex PD.ResetReadIndex i = 2
Do While Not AD.IsEmpty oSheet.Cells(i, 1).Value = i - 1
oSheet.Cells(i, 2).Value = AD.Pop * 0.9 oSheet.Cells(i, 3).Value = PD.Pop * 25 / 1023 i = i + 1
Loop
' Fill A2:B6 with an array of values (First and Last Names). 'oSheet.Range("A2", "C6").Value = Result
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 168
Set oRng = oSheet.Range("A1", "C1") oRng.EntireColumn.AutoFit
' Make sure you release object references. Set oRng = Nothing
Set oSheet = Nothing Set oWB = Nothing Set oXL = Nothing Exit Sub
Err_Handler:
MsgBox Err.Description, vbCritical, "Error: " & Err.Number End Sub
Private Sub Form_Load() Set PD = New FIFO Set AD = New FIFO
Set InputData = New BYTEFIFO Dim cnttemp As Integer
PD.Reinitialize AD.Reinitialize InputData.Reinitialize InputData.SetSpecialData ("z") NumberStepValue = "1" PWMScroll.Enabled = True PWMScroll.Min = 0 PWMScroll.Max = 255 PWMScroll.Value = 0 ComList.AddItem "COM1" ComList.AddItem "COM2" ComList.AddItem "COM3" ComList.AddItem "COM4" ComList.AddItem "COM5" ComList.ListIndex = 0 For cnttemp = 0 To 255 PWMValue.AddItem Str(cnttemp) Next cnttemp PWMValue.ListIndex = 0 For cnttemp = 1 To 400
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 169
StepNumber.AddItem Str(cnttemp * 0.9) Next cnttemp
StepNumber.ListIndex = 0
MotorDir = True
'ConnectStt.Caption = "Chua Ket Noi"
With Graph
.PlotAreaColor = vbBlack .FrameStyle = BITMAP
.Caption = " Do Thi Goc-Apsuat" .XLabel = "Goc (Do)"
.YLabel = "Ap Suat (mBar)" .ClearGraph .ElementLineColor = RGB(255, 255, 0) .XGridNumber = 19 .YGridNumber = 15 .GridColor = RGB(100, 100, 100) .ShowGrid = True .ElementWidth = 1 .ElementLinetype = Solid .SetRange 0, 380, 0, 30 End With Timer1.Interval = 50
' disable all button when the comport is not already connected Timer1.Enabled = False PWM.Enabled = False Direction.Enabled = False Dir.Enabled = False PWMValue.Enabled = False Command.Enabled = False SaveGraph.Enabled = False ClearGraph.Enabled = False PWMScroll.Enabled = False StartProcess.Enabled = False StepButton.Enabled = False StopMove.Enabled = False
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 170 Excel.Enabled = False CmdText.Enabled = False PWMValue.Enabled = False Label2.Enabled = False SendStt.Enabled = False StepNumber.Enabled = False Connect.ColorButtonUp = &HFF& RefreshGraph.Enabled = False ClearCmd.Enabled = False End Sub
Private Sub PWM_Click()
Vel = Trim$(PWMValue.Text)
PWMScroll.Value = Val(Vel)
End Sub
Private Sub CmdText_Click() On Error GoTo ErrHandle SendStt = "Wait"
Exit Sub ErrHandle:
If Err.Number = 8018 Then MsgBox "Loi: Chua chon cong COM!" End Sub
Private Sub ClearGraph_Click() With Graph
.ClearGraph End With
End Sub
Private Sub Command_Click() On Error GoTo ErrHandle If CmdText.Text = "" Then SendStt = "Error"
MsgBox ("Error:Khong Co du lieu") Exit Sub Else Me.RS232Com.Output = CmdText.Text SendStt = "Done" End If Exit Sub
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 171
ErrHandle:
If Err.Number = 8018 Then MsgBox "Loi: Chua chon cong COM!" End Sub
Private Sub Connect_Click() Dim Rs232ComId As Byte Rs232ComId = 0
If ComList.Text = "COM1" Then Rs232ComId = 1
ElseIf ComList.Text = "COM2" Then Rs232ComId = 2
ElseIf ComList.Text = "COM3" Then Rs232ComId = 3
ElseIf ComList.Text = "COM4" Then Rs232ComId = 4
ElseIf ComList.Text = "COM5" Then Rs232ComId = 5
End If
If RS232Com.PortOpen Then RS232Com.PortOpen = False On Error GoTo ErrHandle
If Not Rs232ComId = 0 Then
RS232Com.CommPort = Rs232ComId RS232Com.Settings = "9600,N,8,1" Me.RS232Com.RThreshold = 1 RS232Com.InputLen = 1 RS232Com.PortOpen = True Me.RS232Com.Output = "a" Timer1.Enabled = True PWM.Enabled = True Direction.Enabled = True Dir.Enabled = True PWMValue.Enabled = True Command.Enabled = True SaveGraph.Enabled = True ClearGraph.Enabled = True PWMScroll.Enabled = True StartProcess.Enabled = True StepButton.Enabled = True StopMove.Enabled = True Excel.Enabled = True
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 172 CmdText.Enabled = True PWMValue.Enabled = True Label2.Enabled = True SendStt.Enabled = True StepNumber.Enabled = True Connect.ColorButtonUp = &H404000 RefreshGraph.Enabled = True ClearCmd.Enabled = True Else
MsgBox ("Chua Chon Cong Com") 'ConnectStt.Caption = "Chua Ket Noi" Timer1.Enabled = False PWM.Enabled = False Direction.Enabled = False Dir.Enabled = False PWMValue.Enabled = False Command.Enabled = False SaveGraph.Enabled = False ClearGraph.Enabled = False PWMScroll.Enabled = False StartProcess.Enabled = False StepButton.Enabled = False StopMove.Enabled = False Excel.Enabled = False CmdText.Enabled = False PWMValue.Enabled = False Label2.Enabled = False SendStt.Enabled = False StepNumber.Enabled = False Connect.ColorButtonUp = &HFF& ClearCmd.Enabled = False End If Exit Sub ErrHandle:
'ConnectStt.Caption = "Chua Ket Noi"
If Err.Number = 8002 Then MsgBox "Error: Thiet bi chua ket noi hoac chua bat nguon !"
If Err.Number = 8018 Then MsgBox "Error: Chi gui duoc khi thiet di da san sang!"
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 173
Timer1.Enabled = False PWM.Enabled = False Direction.Enabled = False Dir.Enabled = False PWMValue.Enabled = False Command.Enabled = False SaveGraph.Enabled = False ClearGraph.Enabled = False PWMScroll.Enabled = False StartProcess.Enabled = False StepButton.Enabled = False StopMove.Enabled = False Excel.Enabled = False CmdText.Enabled = False PWMValue.Enabled = False Label2.Enabled = False SendStt.Enabled = False Connect.ColorButtonUp = &HFF& RefreshGraph.Enabled = False ClearCmd.Enabled = False End Sub
Private Sub Direction_Click() On Error GoTo ErrHandle MotorDir = Not MotorDir If Not MotorDir Then Dir.Text = "Trai" Me.RS232Com.Output = "aAzaRz" Else Dir.Text = "Phai" Me.RS232Com.Output = "aBzaRz" End If Exit Sub ErrHandle:
If Err.Number = 8018 Then MsgBox "Error: Chua chon cong COM!" End Sub
Private Sub PWMScroll_Change()
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 174
End Sub
Private Sub PWMValue_Change()
PWMScroll.Value = Val(PWMValue.Text) End Sub
Private Sub RefreshGraph_Click() Graph.SetRange 0, 380, 0, 30 End Sub
Private Sub RS232Com_OnComm() Dim tempstr As String
If Me.RS232Com.CommEvent = comEvReceive Then tempstr = RS232Com.Input
InputData.Push (tempstr) End If
End Sub
Private Sub SaveGraph_Click() Graph.PrintGraph
End Sub
Private Sub StartProcess_Click() On Error GoTo ErrHandle If Dir.Text = "Trai" Then
Me.RS232Com.Output = "aAz" Else
Me.RS232Com.Output = "aBz" End If
Me.RS232Com.Output = "aD" + Vel + "zaT" + NumberStepValue + "zaEzaRz"
Exit Sub ErrHandle:
If Err.Number = 8018 Then MsgBox "Error: Chua Ket Noi Thiet Bi!" End Sub
Private Sub StepButton_Click()
NumberStepValue = Str(StepNumber.ListIndex + 1) End Sub
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 175
Private Sub StopMove_Click() On Error GoTo ErrHandle
Me.RS232Com.Output = "aD0zaRz" PWMValue.Text = "0"
Exit Sub ErrHandle:
If Err.Number = 8018 Then MsgBox "Error: Chua Ket Noi Thiet Bi!" End Sub
Private Sub ComInputDecoder()
Dim Temp As String
Dim Value As Long
'Ma du lieu gui ve: aX[data]Y[data]z '#define _REPORT_AD 'X' // '#define _REPORT_PD 'Y' // If InputData.CheckData Then ' Go to the Starting code Temp = InputData.Pop Do While Not Temp = "a" Temp = InputData.Pop Loop
' Get the next cmd code Temp = InputData.Pop Value = 0
If Temp = "X" Then Temp = InputData.Pop Do While Not Temp = "Y"
Value = Value * 10 + Val(Temp) Temp = InputData.Pop
Loop
AD.Push (Value) Value = 0
Temp = InputData.Pop Do While Not Temp = "z"
Value = Value * 10 + Val(Temp) Temp = InputData.Pop
Loop
PD.Push (Value) Else
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 176
End If End If End Sub
Private Sub Timer1_Timer() ComInputDecoder
If Not AD.IsEmpty And Not PD.IsEmpty Then
Graph.PlotXY AD.Pop * 0.9, PD.Pop * 25 / 1023, 0 End If
Bộ môn: Máy và ma sát học Đồ án tốt nghiệp
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 177
CHƢƠNG V: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MÁY ĐO ÁP
SUẤT Ổ ĐỠ THỦY ĐỘNG BKM-10
5.1. Sơ đồ độngvà nguyên lý hoạt động của máy BKM-10 5.1.1. Sơ đồ động của máy 5.1.1. Sơ đồ động của máy
m?ch x? lý tín hi?u máy tính 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Hình 5.1 Sơ đồ động thử nghiệm
Máy thử nghiệm gồm các bộ phận chính sau:
1- Khung 9- trục vít
2- Động cơ xoay chiều 10- Bánh vít
3- Dây đai 11- Động cơ điện một chiều
4- Bánh đai 12- Khớp nối
5- Ổ lăn 13- Cảm biến áp suất
6- Buồng dầu 14- Encoder
7- Trục 15- Mạch xử lý tín hiệu
Thực hiện:Nguyễn Tiến Long_Vũ Hoàng Thanh_Nguyễn Tiến Thành 178
5.1.2. Nguyên lý hoạt động của máy.
Khi động cơ 2 quay thông qua bộ truyền đai làm cho trục chính 7 quay, dƣới tác động của tải W tác dụng lên ổ nó tạo ra khe hở giữa trục và bạc ổ 8 dầu bôi trơn đƣợc đƣa từ thùng chứa tới ổ thủy động. Khi trục quay nó sẽ tạo ra một nêm dầu bên trong ổ đỡ, để xác định giá trị của áp suất trong ổ khi có nêm dầu ta sử dụng một cảm biến đo áp suất và dầu từ ổ đƣợc trích ra đƣa lên cảm biến. Động cơ một chiều 12 quay làm cho trục vít 9 quay và làm cho bánh vit quay, bánh vít đƣợc nắp chặt với bạc của ổ thủy động và nó
