3.1.2.1. Khối nguồn:
Sau khi ki m tra công xu t tiêu th c a các m ch có trong hể ấ ụ ủ ạ ệ thống b ng ằ thực nghiệm l n lý thuyẫ ết và có được kết quả như sau :
- Mạch ATMEGA tương ứng với 5V. - Mạch cảm biến tương ứng với 5V.
- Mạch điều khiển động cơ băng chuyền tương ứng với 12V. - Mạch động cơ servo gạt sản phẩm tương ứng với 5V.
Từ k t qu ki m nghiế ả ể ệm ta tính toán được công xu t tiêu th t ng c a m ch nên em ấ ụ ổ ủ ạ chọn m ch ngu n có công su t phù hạ ồ ấ ợp đáp ứng được yêu c u. ầ
Sau khi tìm hi u các chể ức năng mà hệ thống yêu c u, qua các thông s k ầ ố ỹ thuật c a các m ch sủ ạ ẽ được dùng trong hệ thống. Với tiêu chí được đưa ra, công xuất ngu n cung c p phù hồ ấ ợp, đơn giản, d s dễ ử ụng, độ ề b n v ng tữ ốt và có tính ổn định cao nên giải pháp nguồn được chọn như sau :
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn.
Với yêu c u 12V cho m ch ngu n t ng và h áp cho ngu n 5V cho các m ch ầ ạ ồ ổ ạ ồ ạ trong hệ thống. M ch hoàn thiạ ện như sau :
Trong kh i này em s d ng ngu n 12V DC là nguố ử ụ ồ ồn chính để cung cấp điện cho toàn b hộ ệ thống, đồng th i cung c p ngu n cho m ch khờ ấ ồ ạ ối điều khiển băng
chuyền. Nguồn được đưa qua LM7805 để cho ra nguồn n áp 5V vổ ới dòng tối đa là 1A cung c p cho ph n cấ ầ ảm biến và động cơ servo và vi xử lý ATMEGA 328.
3.1.2.2. Khối cảm biến:
Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối c m biả ến
Khối cảm bi n này có khế ả năng phát hiện v t th b ng kim loậ ể ằ ạ ới m i kim i v ỗ loại khác nhau tương ứng v i khoớ ảng cách mặc định của cảm biến.
Có rất nhiều loạ ảm bii c ến tương ứng v i vai trò chung là c m nh n kim loớ ả ậ ại nhưng mỗi loại cảm biến có mỗi khoảng cách tương ứng khác nhau.
Cảm bi n kim loế ại sắt:
Cảm biến để nh n bi t kim loậ ế ại sắt LJ18A3-8-Z/BX. - Đường kính của đầu c m bi n là 160mm. ả ế - Khoảng cách nh n biậ ết là 8mm đến 18mm. - Hoạt động v i m c volt 6VDC 36VDC. ớ ứ - Dòng tiêu thụ là 300mA.
- Với tính năng cảm biến vật thể ở kho ng cách xa, ả ổn định, tiêu thụ năng lượng thấp, dễ dàng lắp đặt và dễ sử dụng .
Hình 3.5: Senser nh n bi t kim loậ ế ại s t thắ ực tế
Cảm bi n kim loế ại đồng:
Cảm biến để nh n bi t kim loậ ế ại đồng UP12RD-4NA - Cảm bi n kim lo i vế ạ ới kho ng cách 4mm. ả - Đây là loại NPN.
- Hoạt động v i m c Volt 5VDC 35VDC. ớ ứ - Dòng tiêu thụ tối đa 200mA.
Hình 3.6: Senser nh n bi t kim loậ ế ại đồng th c t ự ế
3.1.2.3. Khối gạ ảt s n ph m ẩ
Có r t nhi u cách thấ ề ức để đưa sản ph m ra khẩ ỏi băng chuyền: Dùng cánh tay robot để ắp, dùng hơi để g đẩy ... và em chọn dùng động cơ servo để gạt sản phẩm ra khỏi băng chuyền.
Có rất nhiều loạ động cơ có khả năng đải m bảo yêu cầu được đưa ra trong hệ thống gạt sản phẩm trên băng chuyền của đề tài. Sau khi ki m nghi m thì em ch n ể ệ ọ động cơ servo MG90S.
Loại động cơ này có kích thước nhỏ g n d s d ng và phù h p v i yêu c u ọ ễ ử ụ ợ ớ ầ của đề tài.
Động cơ hoạ ộng đượt đ c trong khoảng 4.8VDC 6.0VDC. Trong mạch em dùng 5VDC để điều khiển.
Hình 3.8: Động cơ servo thực tế được sử d ng trong h ụ ệthống
Với tính năng hoạt động quay vòng theo góc tọa độ định mức, cộng với sự hổ trợ c a cáủ c bánh răng để tăng thêm lực momen xo n cắ ủa động cơ.
- Động cơ đạt momen xoắn lên đến 2kg/cm - Được điều chế ở tín hi u analog. ệ
- Kích thước nh g n 2.8×12.2×28.5mm. ỏ ọ
3.1.2.4. Khối xử lý
- Nhận tín hi u t cệ ừ ảm biến x lý và xu t tin hi u ra các kh i, khi ử ấ ệ ố có tin hiệ ừu t cảm biến xác nh n là kim loậ ạ ậi v t li u gi thì s xuệ ẽ ất tin hiệu ra điều khiển động cơ băng chuyền và động cơ gạt sản phẩm và xuất tin hiệu lên giao diện.
Hình 3.9: Khối xửlý
Hình 3.10: Vi điều khi n MCU thể ực tế
Thiết kế ban đầu c a hủ ệ thống dùng vi điều khiển MCU ATMEGA 328 đủ điều kiện đáp ứng được các yêu cầu.
Với nhi m vệ ụ kiểm tra tín hiệu được đưa về ừ ộ t b ph n c m bi n (c m biậ ả ế ả ến kim loại), sau đó so sánh và xử lý tín hi u, xu ra các tín hiệ ất ệu đồng thời điều khi n ể các khối trong h ệthống (khối g t sạ ản ph m và khẩ ối điều khiển băng chuyền).
Các chân được sử dụng trong ATMEGA 328 với các chức năng nhu sau : - Port 2 c m bi n kim loả ế ại sắt.
- Port 3 c m bi n kim loả ế ại đồng.
- Port 4 chân điều khiển động cơ servo gạt sản phẩm kim loai sắt. - Port 5 chân điều khiển động cơ servo gạt sản phẩm kim loại đồng. - Port 6 chân điều khi n khể ối băng chuyền.
Ngoài ra còn chân Reset khi hệ thống có nh ng tr ng thái trữ ạ ục trặc.
3.1.2.5. Khối điều khiển băng chuyền
Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển băng truyền
Để di chuyển sản phẩm đến các cảm biến phân lo i. ạ
Hình 3.12 M: ạch điều khiển động cơ băng chuyền