Công dụng:
Hiển thị các thơng số làm việc bằng màn hình. Nguyên lý hoạt động:
120 Mạch điều khiển ngõ ra từ ESP32
Hình 4.17: Mạch ngõ ra dự phịng Công dụng:
Tạo ngõ ra điều khiển thiết bị (dự phịng). Ngun lý hoạt động:
ESP32 cấp tín hiệu qua chân B transistor, Transistor hoạt động kết nối chân 2 đến đất => ngõ ra thông mạch.
Mạch máy bơm. Công dụng:
Điều khiển hoạt động máy bơm nước cấp vào khay làm đá. Nguyên lý hoạt động:
Tín hiệu được cấp từ chân IO 32 ESP 32 (CTR_PUM) qua điện trở R16 đến tụ C113 (thực hiện quá trình nạp điện) rồi đến chân B transistor. Khi tín hiệu cấp cho chân B transistor sẽ kích dịng cho phép dịng từ chân 2 Relay LS9 đi xuống đất và điều khiển Relay LS9.
121
Khi Relay được kích dịng từ Transistor, chân 3 relay sẽ đóng tiếp điểm với chân 4 dịng điện 220 VAC sẽ đi qua kích hoạt máy bơm hoạt động.
Hình 4.18: Mạch cấp tín hiệu ngõ ra đến máy bơm Mạch máy nén Mạch máy nén
Công dụng:
Điều khiển hoạt động máy nén trong quá trình làm đá. Nguyên lý hoạt động tương tự như của máy bơm…
122
Hình 4.19: Mạch cấp tín hiệu ngõ ra đến máy nén Mạch Fan dàn nóng Mạch Fan dàn nóng
123 Cơng dụng:
Điều khiển quạt tản nhiệt cho dàn nóng.
Nguyên lý hoạt động tương tự như của máy bơm… Mạch solenoid ( vans điện từ )
Hình 4.21: Mạch cấp tín hiệu ngõ ra đến vans điện từ Cơng dụng: Công dụng:
Điều khiển van chặn điện từ mở van ra giúp khí nóng đi ra tác động vào khay làm bong đá và rơi xuống thùng trữ.
124 4.1.3 Thi cơng thiết kế mạch
Hình 4.22: Sơ đồ mạch lớp BOT
125
Hình 4.24: Sơ đồ mạch chân
126
Hình 4.26: Mạch thiết kế sau khi in (mặt sau)
Sau khi nhóm em thiết kế mạch trên phần mềm orcad và bắt đầu vào làm mạch gồm có 8 bước như sau:
Bước 1: Thiết kế bảng mạch in.
Bước 2: In bảng mạch từ phần mềm ra giấy.
Bước 3: Cắt tấm phíp đồng theo kích thước phù hợp và vệ sinh. Bước 4: Chuyển mạch in từ tấm phim lên bảng mạch.
Bước 5: Rửa và vệ sinh giấy bóng cịn sót lại. Bước 6: Ngâm và ăn mòn đồng.
Bước 7: Làm sạch mực in trên mặt. Bước 8: Khoan lỗ cho PCB.
127 4.1.4 Lưu đồ giải thuật quá trình làm đá
128
4.1.5 Lưu đồ hoạt động xử lí tín hiệu trong ESP 32 WROOM
129
130
131
Hình 4.31: Lưu đồ xử lí tín hiệu SOLENOID
Mơ tả lưu đồ
Lưu đồ xử lí tín hiệu WATER SENSE
Khi nhấn ON bắt đầu quá trình, cảm biến mực nước có 2 trường hợp xảy ra. WATER EMPTY và WATER FULL. Nếu mực nước chưa đủ thì sẽ báo tín hiệu mức 0 về IO05 ESP, tính hiệu này qua ngõ vào ESP32 dẫn đến tín hiệu xử lí, Sau đó tiếp tục xuất ra 3 ngõ ra IO32, IO21 & IO22. Với IO32 đưa ra máy bơm ngừng hoạt động (vì khơng đủ nước cấp vào khay làm đá), cịn với ngõ ra IO21 IO22 thì nó sẽ xuất tín hiệu là thiếu nước (đó ra màn hình hiển thị LCD) để dễ dàng quan sát và kiểm tra. Ngược lại nếu nước đủ.
132
Q trình cịn kết nối cảm biến Sense ice khi cảm biến cấp mức 1 (đang quá trình xả đá) thì máy bơm sẽ ngưng cấp nước lên khay đá. Đây cũng là Reset hoạt động làm việc của máy. Khi cảm biến Sense ice cấp tín hiệu mức 0 thì q trình làm việc bắt đầu theo chu trình làm đá.
Lưu đồ xử lí tín hiệu T_COOLER
Khi nhấn ON bắt đầu, cảm biến sẽ cấp 2 trường hợp đến ESP 32 như WATER SENSE
Trường hợp 1: Nếu dàn nóng ở nhiệt độ cho phép thì tiến hành làm việc và xuất ra 3 ngõ ra hoạt động như WATER SENSE.
Trường hợp 2: Nếu nhiệt độ vượt quá ngưỡng cho phép thì ngưng chu trình làm việc và tương tự WATER SENSE xuất ra 3 ngõ ra.
Lưu đồ xử lí tín hiệu T_COM
Khi nhấn ON bắt đầu q trình, có 2 trường hợp xảy ra ở dàn lạnh kiểm tra ở nhiệt độ như T_COOLER.
Lưu đồ xử lí tín hiệu SOLENOID
Khi bắt đầu q trình, có 2 trường hợp xảy ra.
Trường hợp 1: Nếu SENSE ICE ở mức 1 thì máy đang ở trạng thái xả đá, ESP 32 sẽ xử lý tín hiệu ra ngõ ra ở chân IO32 mức 0 để đóng van điện từ và chân IO21 , IO22 để hiển thì LCD báo van đang đóng.
Trường hợp 2: Ngược lại nếu SENSE ICE ở mức 0 tứ máy đang hoạt động chu trình làm đá, ESP 32 sẽ xử lý tín hiệu ra ngõ ra ở chân IO32 mức 1 để mở van điện từ và chân IO21, IO22 để hiển thì LCD báo van đang mở và máy đang hoạt động chu trình làm đá.
133
4.2 Nạp Chương trình vào ESP 32
Hình 4.32: Hồn tất q trình nạp code vào ESP 32
Kết luận thiết kế mơ hình:
Chương 4 là quy trình thiết kế, dưa trên cơ sở tìm hiểu và học hỏi trên mạng nhóm em phân cơng chia nhau ra tìm hiểu khai thác phần mềm để thiết kế và bắt đầu vào thiết kế mơ phỏng hình dáng của máy làm đá viên, thiết kế boar mạch điều khiểu và bắt đầu làm mạch rồi tìm hiểu về code của chương trình nạp vào esp 32. Khi hồn tất nạp code, tìm hiểu về cơ chế hoạt động của máy và vẽ ra lưu đồ hoạt động của máy làm đá viên mini. Vì vài lí do, nên nhóm chúng em chỉ thực hiện mơ hình mơ phỏng và hình ảnh để giảng viên nhìn rõ và hiểu hơn ở chương sau.
134
CHƯƠNG 5: THI CÔNG SẢN PHẨM
5.1 Mơ hình vật lý
Hình 5.1: Board mạch sau khi hàn linh kiện (mặt trước)
135
Hình 5.3: Test tín hiệu sense từ board mạch
136
5.2 Mơ hình mơ phỏng
137
Hình 5.6: Mơ phỏng vẽ thiết kế trên solidwork Tiêu chí đã đạt được thiết kế mơ hình:
Tản nhiệt tốt nhờ 3 cửa thơng giá 2 bên và phía trước máy.
Không gian nắp thùng đủ rộng cho tiện lấy đá cũng như quan sát khay đá có sạch hay cần phải vệ sinh.
138
Hình 5.7: Mơ phỏng bên trên dàn lạnh
139
140
Kết luận q trình thi cơng mơ hình máy làm đá mini:
Sau khi hồn thành cơng đoạn thiết kế mạch trên phần mềm orcad bắt đầu công đoạn in mạch, gắn linh kiện, hàn mạch và đưa ra kết quả, về phần thiết kế hình dạng máy làm đá, thiết kế trên phần mềm solid works và đưa ra kết quả mô phỏng 3D. Sau khi hồn thành mọi thứ thì nhóm chúng em đã có kết luận và hướng phát triển cho đề tài.
141
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN
6.1 THỰC HIỆN ĐỒ ÁN ĐÚNG VỚI YÊU CẦU ĐƯỢC GIAO BAO GỒM:
+ Xây dựng mơ hình mơ phỏng máy làm đá viên mini.
+ Xây dựng ứng dụng Web điều khiển thiết bị thông qua IoT.
+ Thiết lập giao thức để giao tiếp lập trình qua ứng dụng điện thoại App Blynk.
6.2 KHUYẾT ĐIỂM
- Chưa thực hiện được mơ hình thực tế vì tình hình dịch bệnh xảy ra thời gian dài.
- Ứng dụng còn phụ thuộc nhiều vào điều kiện tốc độ đường truyền Internet cũng như tốc độ xử lý tại các thao tác của người sử dụng.
- Hệ thống chưa xây dựng khả năng bảo mật cũng như cấp quyền truy cập cho người sử dụng.
6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Hệ thống có thể phát triển thành một hệ thống giám sát, theo dõi từ xa các thiết bị đang hoạt động chỉ với kết nối Internet Of Things, qua đó cho ta những dữ liệu, hình ảnh cũng như điều khiển thiết bị dễ dàng hơn.
Mở rộng khả năng bảo mật, quyền truy cập, quyền điều khiển của các cá nhân sử dụng khác nhau.
6.4 ỨNG DỤNG
Hệ thống sử dụng được ứng dụng dễ dàng nhất cho người sử dụng. Tiện lợi thao tác để tạo ra nhiều mẻ đá trong thời gian ngắn.
Ứng dụng kết nối Internet Of Thing có thể được mở rộng sử dụng trong các nhà máy, xí nghiệp, cơng ty tư nhân, các cơ sở kinh doanh mà qua đó giám sát viên có thể theo dõi và điều khiển hoạt động của nhiều hệ thống khác nhau tại phòng điều hành.
142
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Thanh Kỳ – “Máy Lạnh” – NXB giáo dục, 1994.
[2]. Nguyễn Dức Lợi – “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh” – NXB giáo dục, 1996. [3]. http://dammedientu.vn/gioi-thieu-chuan-giao-tiep-i2c/.
Tìm hiểu giao tiếp I2C:
[4]. file:///D:/nu300_en_1220.pdf.
Tham khảo thực hiện vẽ mơ hình máy làm đá viên:
[5]. http://www.maylamdatudong.vn/may-lam-dha-ak-110. Tìm hiểu thêm cơng suất và các thơng kỹ máy làm đá viên: [6]. https://www.youtube.com/watch?v=mF5X9ofqeX4. Hướng dẫn các thiết bị cần có và hoạt động máy làm đá viên:
[7]. https://maylamdaelip.com/nguyen-ly-va-cach-su-dung-may-lam-da-vien/ Tìm hiểu ngun lí hoạt động, cấu tạo và cách sử dụng máy làm đá viên:
[8]. https://helpex.vn/article/6-phuc-tap-cua-viec-xay-dung-mot-nen-tang-iot-duoc- quan-ly-5c6b9827ae03f61e2464db9e.
Tìm hiểu các phúc tạp của máy làm đá viên: [9]. https://vi.wikipedia.org/wiki/ESP32. Thông tin wipedia về ESP32 WROO:
[10]. https://philipsvietnam.com/iot-la-gi-y-nghia-cua-iot-trong-cuoc-cach-mang-4-0. Tìm hiểu về IoT và tầm quan trọng và các vấn đề ở IoT:
143
Tìm hiểu về các lợi ich IoT cần thiết trong đời sống:
[12]. https://rdviet.com/phan-mem-ve-mach-dien-orcad-9-2-va-10-5-full/. [14]. https://www.youtube.com/watch?v=mF5X9ofqeX4. [15]. http://maylamdavn.com/may-lam-da-hai-au-ha-100/ [16]. https://www.amazon.com.au/Stainless-Commercial-Household-Machine- Capacity/dp/B07DMJJ8P9 [17] https://dienmayhaiau.com/may-lam-da-hai-au-ha-60/ [18]. https://thietbibepviet.vn/san-pham/may-lam-da-vien-140kg/ https://haiau.com/bo-loc-tho-may-lam-da/ [19]. phadincoffee.com/nhung-loi-thuong-gap-o-may-lam-da-vien-va-cach-xu-ly/ [20]. Scotsman Ice Machine: cs0415 serv man.pdf
[21].https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=t%E1%BB%A5%20%C4%91i %E1%BB%87n#imgrc=rV8-vBx1pqIoNM [22]. https://hoanggiangsolar.com/dien-tro-la-gi/ [23]. https://thietbidoluong.info/diode-la-gi/diode-chinh-luu [24]. https://congnghedoluong.com/2020/03/04/transistor-la-gi/ [25]. https://machdientu.org/transistor-hoat-dong-the-nao [26]. https://mualinhkien.vn/relay-12v-10a-5chan-srd-05vdc-sl-c [27]. https://vidieukhien.xyz/2020/02/08/so-do-chan-esp32-su-dung-cac-chuc-nang- dung-cach-nhat/ [28]. https://tapit.vn/chuc-nang-nhap-xuat-tin-hieu-gpio-tren-nodemcu-esp32-dev-kit- va-nhung-luu-y-khi-su-dung/
144 [29]. http://luanvan.co/luan-van/luan-van-thiet-ke-va-thi-cong-he-thong-dieu-khien- giam-sat-thiet-bi-thong-qua-internet-68819/ [30]. http://luanvan.co/luan-van/luan-van-thiet-ke-va-thi-cong-he-thong-dieu- khien-giam-sat-thiet-bi-thong-qua-internet-68819/ [31]. http://luanvan.co/luan-van/luan-van-thiet-ke-va-thi-cong-he-thong-dieu- khien-giam-sat-thiet-bi-thong-qua-internet-68819/ [32]. https://iotmaker.vn/mach-chuyen-doi-i2c-cho-lcd.html [33]. http://dammedientu.vn/module-nguon-on-ap-lm2596-3a/ [34]. https://tktech.vn/cac-linh-kien-dien-tu-co-ban/ [35]. https://maylamdavien.info/may-lam-da-vien-100kg-va215-gia-re-nhat-thi- truong.html [36]. https://haiau.com/may-lam-da-hai-au-ha-60/ [37]. http://www.dienlanhbatuan.com/tu-lanh/thay-block-tu-lanh-gia-thay-block-tu- lanh-cac-hang [38]. https://www.dienmayxanh.com/kinh-nghiem-hay/cac-loai-gas-tren-may-lanh- 588213 [39]. https://haiau.com/linh-kien-may-lam-da/ [40]. https://www.vsmart.net/vi/internet-van-vat-iot-la-gi [41]. https://dlcorp.com.vn/iot-la-gi-ung-dung-cua-iot-trong-thuc-tien/ [42]. https://mona.media/iot-la-gi/ [43]. https://baodansinh.vn/ngay-an-toan-thong-tin-lan-thu-11-nam-2018--co-hoi-gan- ket-giua-ba-nha-84906.htm.
145
PHỤ LỤC
TÍNH TỐN LỢI NHUẬN
1 Sản lượng đá 60kg/24h 2 Công suất 460W/h 3 Kích cỡ máy 530*570*830mm 4 Sản lượng thùng chứa đá 40kg 5 Nguồn điện 220v/50Hz 6 Hệ thống giải nhiệt 7 Chất làm (GAS) R22/R404A 8 Kích cỡ đá 2.8*2.8/2.3*2.3cm
(1) Tổng chi phí sản xuất đá sạch 60kg/24h gồm ( chi phí tiền điện và tiền nước )
Tiền điện
9 Máy có cơng suất tiêu thụ điện trung bình 460W 10 Số tiêu thụ điện trung bình( Kwh) 0.46Kw/h 11 Giá điện kinh doanh trung bình tại Việt
Nam(đ/Kwh) 2.400đ/Kwh
Điện tiêu thu trung bình (h/24h) (10)*(11)*24h=24.500đ
Tiền nước
12 Lượng nước tiêu thụ (m3/24h) 60 lít =0.06m3 13 Giá nước sạch trung bình tại Việt Nam 20.000đ
14 Tiền nước tiêu thụ trung bình (đ/24h) (12)/24h*(13)=1.200đ
Tổng chi tiêu điện và nước để sản xuất đá viên 60kg/24h
24.500+1.200=25.700đ
(2) Tổng chi phí mua nước đá sạch 60kg/24h bên ngoài thị trường
15 Tại việt nam giá trung bình 1kg đá sạch là 1.000đ 1.000đ 16 Tổng chi phí trung bình mua sản lượng đá sạch
60kg/24h
60.000đ
So sánh giữa (1) chi phí sản xuất và (2) chi phí mua đá sạch 60kg/24h
17 Chi phí tiết kiệm 1 ngày so với mua đá sạch bên ngoài (2) – (1)
60.000-25.700=34.300đ 18 Chi phí tiết kiệm 1 năm so với chi phí mua đá
sạch bên ngồi
34.300đ*365 ngày =12.519.500đ
146
147
DANH SÁCH CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH
STT Số lương Kí tự linh kiện Thông số
1 1 C5 0.01uF 2 1 C6 0.1uF 3 5 C7,C34,C35,C113,C114 22u/16V/1210 4 1 C8 100nF 5 1 C101 220uF/50V 6 3 C102,C104,C106 104 7 1 C103 220uF/16V 8 3 C105,C107,C112 103 9 4 C108,C109,C110,C111 0.22uF 10 6 D3,D4,D7,D8,D11,D12 SS34 11 1 D13 signal 12 5 D101,D102,D104,D105,D106 SS34 13 1 D103 LED 3V3 14 1 F2 3V3 15 1 J2 PROGRAM
148 16 4 J25,J26,J27,J113 hole 17 1 J101 12VAC 18 1 J102 T COOLER 19 1 J103 T_COMPRESSOR 20 1 J104 ICE SENSE 21 1 J105 PUMP 22 1 J106 SOLERNOID 23 1 J107 COOLER 24 1 J108 COMPRESSOR 25 1 J109 WATER SENSE 26 1 J110 OUT1 27 1 J111 OUT2 28 1 J112 220VAC INPUT 29 1 J114 I/O 30 3 LS4,LS8,LS9 RELAY 12VDC_5pin
31 1 LS11 RELAY 30A SLA-12VDC-
149 32 1 L101 100uH 33 8 Q1,Q2,Q5,Q9,Q10,Q12,Q13,Q 14 C1815 34 8 R1,R2,R14,R15,R16,R23,R46, R49 4K7 35 5 R8,R9,R10,R11,R54 1k 36 4 R12,R13,R102,R104 10K 37 1 R101 680 38 2 R103,R105 100 39 1 R106 R 40 4 R107,R108,R109,R110 220 41 1 SW1 RESET 42 1 SW2 BOOT 43 1 U2 Esp32 44 1 U7 LCD I2C 45 1 U101 LM2596 3A
150
154