Chương 5
THI CƠNG MƠ HÌNH
5.1. Khảo sát linh kiện
5.1.1. Motor gập gương
Là loại motor điện dùng nam châm vĩnh cửu.
Hoạt động với nguyên lí đảo chiều dòng điện để đảo chiều motor giúp gập gương hoặc mở gương. Hình 5.1: Motor gập gương Thơng số kĩ thuật: Hiệu điện thế: 12V Tốc độ khơng tải: 10500 vịng/phút Dịng không tải: 1A
Momen xoắn cực đại: 0,0045 Nm
Lý do chọn: kích thước phù hợp với loại gương đang sử dụng, độ bền cao. 5.1.2. Công tắc điều khiển gương
Lựa chọn sử dụng công tắc Toyota Fortuner 2015.
Lý do chọn: Mặt hàng phổ biến, dễ mua, giá thành rẻ, có độ bền cao và dễ thay thế khi bị hư hỏng.
Hình 5.2: Cơng tắc điều khiển gương Toyota Fortuner
Thông số kĩ thuật: Sử dụng nguồn: 12V
Kích thước: 5cm x 4cm x 3cm Sử dụng ngun lí đóng ngắt tiếp điểm để điều khiển các chế độ hoạt động của gương.
Cách xác định các chân của công tắc:
Ta sử dụng đồng hồ VOM, ta chuyển sang chế độ đo thông mạch.
Ta tiến hành đo lần lượt các chân của cơng tắc (hình 5.2) ở các chế độ của công tắc và xác định được các cặp chân thơng với nhau (bảng 5.1).
Hình 5.3: Vị trí số thứ tự chân của cơng tắc Bảng 5.1: Bảng xác định các chân công tắc điều khiển gương
Cụm chỉnh trịng gương
Vị trí nút điều khiển gương Chân thông mạch Kết luận
Nút chỉnh gương bên trái L (*b)
UP ấn phía trên
Chân 4 thông chân 8 Chân 6 thông chân 7
Ta thấy chân 6, 7, 8, luôn xuất hiện ở các chế độ từ đó suy ra trong đó có 2 chân nguồn và 1 chân chung. Mà 2 chân nguồn không thể thông mạch với nhau suy ra chân
7, 8, là chân nguồn , chân 6 là DOWN
ấn phía dưới
Chân 4 thơng chân 7 Chân 6 thơng chân 8
LEFT ấn bên trái
Chân 5 thông chân 8 Chân 6 thông chân 7
RIGHT ấn bên phải
Chân 5 thông chân 7 Chân 6 thông chân 8
Nút chỉnh gương bên phải R (*b)
UP ấn phía trên
Chân 3 thơng chân 8 Chân 6 thông chân 7
DOWN ấn phía dưới
Chân 3 thơng chân 7 Chân 6 thông chân 8
LEFT ấn bên trái
Chân 2 thông chân 8 Chân 6 thông chân 7
chân chung.
RIGHT ấn bên phải
Chân 2 thông chân 7 Chân 6 thông chân 8
Cụm điều khiển gập gương
Nút nhấn gập, mở cả hai gương (*c) Nhấn xuống (gập gương)
Chân 7 thông chân 10 Chân 8 thông chân 9
Chân 8 dương Chân 7 mass Chân 9, 10 nối
với mơ tơ
Nhấc lên (mở gương)
Chân 7 thông chân 9 Chân 8 thông chân 10
Từ bảng 5.1 ta xác định được các chân của công tắc: MR, MF là 2 chân nối vối motor
gập gương..
B là chân nối với nguồn 12V. E là chân nối nguồn mass.
M+ là chân chung của cơng tắc chỉnh
trịng gương. Hình 5.4: Vị trí các chân của cơng tắc
MLH là chỉnh trái, phải của mặt gương bên trái. MLV là chỉnh lên, xuống của mặt gương bên trái. MRH là chỉnh trái, phải của mặt gương bên phải. MRV là chỉnh lên, xuống của mặt gương bên phải. No pin: không sử dụng.
5.1.3. Cảm biến E18-D80NK
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt.
Hình 5.5: Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK E18-D80NK
Nguồn điện cung cấp: 5VDC. Khoảng cách phát hiện: 3 ~ 80cm. Dịng kích ngõ ra: 300mA.
Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu.
Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK có thể chỉnh khoảng cách báo mong muốn thơng qua biến trở.
Chất liệu sản phẩm: nhựa. Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ. Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L).
Hình 5.6: Sơ đồ chân của cảm biến hồng ngoại E18-D80NK ngoại E18-D80NK
Màu nâu(BRN): VCC, nguồn dương 5VDC.
Màu xanh dương(BLU): GND, nguồn âm 0VDC.
Màu đen(BLK): Chân tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN, cần phải có trở kéo để tạo thành mức cao.
Lý do chọn: Giá thành rẻ, dễ sử dụng và thay thế, độ nhạy cao, độ phản hồi nhanh, kích thước nhỏ gọn, nhẹ.
5.1.4. Module relay kích mức thấp
Module 1 Relay gồm 1 rơ le hoạt động tại điện áp 5VDC, chịu được hiệu điện thế lên đến 250VAC 10A. Module 1 relay kích mức thấp được thiết kế chắc chắn, khả năng cách điện tốt. Trên module đã có sẵn mạch kích relay sử dụng transistor và IC
cách ly quang giúp cách ly hoàn toàn mạch điều khiển (vi điều khiển) với relay bảo đảm vi điều khiển hoạt động ổn định.
Có sẵn header rất tiện dụng khi kết nối với vi điều khiển. Module này tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế, khu vực đầu vào và khu vực tải có các khe cách ly.
Mức logic : 0V (GND).
Điều khiển đóng ngắt điện DC hoặc AC, bạn có thể điều khiển tải AC 220V 10A Có tiếp điểm thường mở và thường đóng:
Hình 5.7: Module relay kích mức thấp mức thấp
Đầu vào:
Điện áp ni: 5VDC
Tín hiệu vào điều khiển: 0V Đầu ra:
Tiếp điểm relay: NC: Thường đóng NO: Thường mở COM: Chân chung
VCC, GND là nguồn nuôi Relay, in là chân tín hiệu điều khiển.
Khi có tín hiệu từ cảm biến (tín hiệu 0V) được truyền đến chân in thì module điều khiển relay đóng tiếp điểm để gửi tín hiệu điều khiển gập gương đến mạch điều khiển gập gương tự động.
5.1.5. Module relay tạo trễ đóng
Module relay tạo trễ đóng ngắt thiết bị loại đóng trễ hay cịn gọi là relay đóng trễ là module tạo thời gian trễ 0-10 giây sử dụng IC NE555 với ngõ ra là tiếp điểm relay, được sử dụng trong hệ thống gập gương tự động để điều khiển gương mở sau sau 5 giây khi có tín hiệu điều khiển mở gương từ cảm biến.
Cụ thể: Sau khi cung cấp nguồn điện 12V, relay sẽ khơng đóng ngay lập tức, sau khoảng từ 0 ~ 10s (có thể điều chỉnh) relay đóng lại và duy trì cho đến khi được cấp nguồn lại.
Hình 5.8: Module relay tạo trễ đóng
Thơng số kỹ thuật:
Kích thước: 6.8cm x 2.1cm IC điều khiển: NE555 Điện áp: DC 12V
Điều chỉnh thời gian trễ (0 ~ 10 giây). Tăng chiết áp có thể tăng thời gian trễ. Tăng điện dung có thể tăng thời gian trễ.
Có đèn báo nguồn đầu vào.
Có thể điều khiển các thiết bị AC 220V/10A. (Thiết bị điều khiển tối đa 2000W). Sử dụng module này để khi có tín hiệu khơng cịn vật cản từu cảm biến thì sau 5 giây module sẽ đóng tiếp điểm để gửi tín hiệu điều khiển mở gương đến mạch điều khiển gập gương tự động.
5.1.6. Linh kiện điện tử trong mạch điều khiển gập gương tự động Bảng 5.2: Cấu tạo mạch điện điều khiển gập gương tự động Bảng 5.2: Cấu tạo mạch điện điều khiển gập gương tự động
SST Tên linh kiện Thông số kĩ thuật Số lượng (cái)
1 Relay 8 chân 12V 5 2 Relay 5 chân 12V 7 3 Diode 2A 14 4 Transistor C1815 1.5A 1 5 IC ổn áp LM7805 1.5A 1 6 Điện trở 10k 1 7 Điện trở 8k2 1 8 Tụ điện 220 uF – 16V 3 9 Module tạo trễ đóng 12V 2 10 Module relay kích mức thấp 5V 2
11 Cầu đấu dây 2 chân 8
Relay 8 chân:
Cấu tạo gồm: cuộn hút và cặp tiếp điểm.
Cuộn hút tạo ra năng lượng từ trường để hút tiếp điểm về phía mình.
Hai cặp tiếp điểm: khi khơng có từ trường (không cấp điện cho cuộn dây) cặp tiếp điểm 1 tiếp xúc với cặp tiếp điểm 2 nhờ lực lị xo (tiếp điểm thường đóng).
Và khi có năng lượng từ trường thì cặp tiếp điểm 1 bị hút chuyển sang tiếp xúc với cặp tiếp điểm 3 (tiếp điểm thường mở).
Hình 5.9: Relay 8 chân
Thông số kỹ thuật: Điện áp 12V – 5A Số chân: 8 chân
2 cặp tiếp điểm thường đóng. 2 cặp tiếp điểm thường mở.
Relay 5 chân:
Cấu tạo gồm: cuộn hút và cặp tiếp điểm.
Cuộn hút: tạo ra năng lượng từ trường để hút tiếp điểm về phía mình.
Tiếp điểm: khi khơng có từ trường (khơng cấp điện cho cuộn dây) tiếp điểm 1 tiếp xúc với tiếp điểm 2 nhờ lực lị xo (tiếp điểm thường đóng).
Và khi có năng lượng từ trường thì tiếp điểm 1 bị hút chuyển sang tiếp xúc với tiếp điểm 3 (tiếp điểm thường mở).
Hình 5.10: Relay 5 chân
Thơng số kỹ thuật: Điện áp 12V 10A Số chân: 5 chân
1 cặp tiếp điểm thường đóng. 1 cặp tiếp điểm thường mở.
Diode (đi ốt): có cơng dụng chỉ cho phép dịng điện đi qua theo một chiều. Hình 5.11: Diode Thông số kỹ thuật: Điện áp làm việc: 5 - 1000V Dòng điện định mức: 2A Nhiệt độ làm việc: -65 ~ 160 độ C. Transistor C1815: Loại bóng bán dẫn NPN. Hình 5.12: Transistor C1815 Thơng số kỹ thuật:
Bộ IC dòng điện tối đa: 1.5A Điện áp cực đại tại Emitter: 50V Điện áp cực đại tại Base: 60V Điện áp cực đại cực phát: 5V Lưu trữ tối đa và nhiệt độ hoạt động phải là: -55 ~ 150 độ C.
IC ổn áp LM7805: Sử dụng để hạ áp xuống 5V để cấp nguồn cho cảm biến.
Hình 5.13: IC ổn áp LM7805
Thơng số kỹ thuật:
Điện áp đầu vào là 12V Điện áp đầu ra là 5V
Dòng điện cực đại: 1.5A(Max) Nhiệt độ hoạt động: -40 ~ 80 độ C Điện trở Hình 5.14: Điện trở Thơng số kỹ thuật: Giá trị điện trở 8K2 , 10k Công suất 1/4W Sai số: +/-5% Nhiệt độ hoạt động: -55 ~ 150 độ C Linh kiện xuyên lỗ: 0.5mm
Tụ điện Hình 5.15: Tụ điện Thông số kỹ thuật: Điện dung: 220 uF Điện áp: 16V Nhiệt độ hoạt động: - 55 ~ 125 độ C Loại: Tụ phân cực
Cầu đấu dây
Hình 5.16: Cầu đấu dây
Thơng số kỹ thuật:
Khoảng cách chân 5.08mm, Vít M2.5 Điện áp hoạt động lớn nhất: 300V Dòng điện hoạt động lớn nhất: 10A Điện trở cách li: 500MΩ/500V
Bộ khóa cửa smarkey
Sử dụng để lấy tín hiệu khi đóng cửa hoặc mở cửa xe.
Hình 5.17: Bộ khóa cửa smarkey
Thơng số kỹ thuật: Điện áp: DC-12V Dòng điện tĩnh: ≤10mA Dịng điện: 20mA
Cảm biến xung kích dịng điện : <1mA Tần số: 433,92MHz.
Khoảng cách điều khiển (Tối đa): Xấp xỉ 50-80m.
Chốt khỏa cửa
Hình 5.18: Chốt khóa cửa xe Dây màu nâu: Lock input Dây màu nâu: Lock input
Dây màu xanh lam: Unlock output Dây màu trắng: Unlock output Dây màu đen: GND
Dây màu xanh lá: Lock output
Thông số kỹ thuật: Số dây kết nối: 5 dây Điện áp hoạt động: 12VDC Dòng tiêu thụ: 0.15A – 3A Tải kéo và đẩy tối đa: 4kg Khoảng chạy: 20mm Đầu nối xoay 360 độ
Kích thước: 150x63x32mm Trọng lượng: 140g
Có 2 lỗ bắt ốc 3.5mm.
Cơng tắc máy
Cơng tắc có 3 vị trí: OFF, ON, ST (khởi động động cơ).
Hình 5.19: Cơng tắc máy
Thơng số kỹ thuật:
Cấu tạo gồm 3 chân: B, IG, ST Chân B: nguồn từ ac quy
Chân IG: có nguồn khi công tắc máy ở vị trí ON hoặc ST
Chân ST: có nguồn khi cơng tắc máy ở vị trí ST
Cầu chì: dùng để bảo vệ các linh kiện khi quá tải
Hình 5.20: Cầu chì
Thơng số kỹ thuật:
5.2. Thi cơng lắp ráp mơ hình hệ gập gương tự động
5.2.1. Thiết kế bố cục mơ hình
Mơ hình gồm một khố hình hộp chữ nhật kích thước dài 50cm, rộng 40cm, cao 20cm.
Hai gương chiếu hậu đặt hai bên.
Bên trong hình hộp rỗng để chứa mạch điện và dây dẫn điện.
Hình 5.21: Bố cục mơ hình hệ thống gập gương tự động
Mặt trên của mơ hình gồm:
- Tên đề tài
- Thông tin về thành viên và giảng viên - Sơ đồ mạch điện chi tiết
- Công tắc điều khiển - Công tắc máy
Hình 5.22: Mặt trên của mơ hình
Tiến hành in decal để dán lên trên mơ hình sau khi đã hồn thành lắp ráp hồn thiện mơ hình.
5.2.2. Thi cơng lắp ráp mơ hình
5.2.2.1. Lắp ráp phần cơ khí
Tiến hành lắp motor vào khung:
Hình 5.23: Lắp motor vào khung
Đặt motor vào đúng vị trí trên khung và tiến hành bắt vít cố định.
Lắp cụm khung đỡ moto vào vỏ gương:
Hình 5.24: Lắp khung đỡ motor
Đặt cụm khung và motor vào đúng vị trí trong vỏ gương sau đó bắt vít cố định.
Sau đó ta tiến hành lắp bộ chỉnh trịng gương, cảm biến và đế gương:
Hình 5.25: Lắp bộ chỉnh tròng, cảm biến, đế gương cảm biến, đế gương
Tiến hành lắp bộ điều khiển tròng gương
Đặt cảm biến vào vị trí đã tính tốn và tiến hành dán keo cố định.
Gắn đế gương vào và bắt vít chắc chắn.
5.2.2.2. Lắp ráp mạch điện điều khiển gập gương tự động
Bảng 5.3: Dụng cụ cần thiết để lắp ráp mạch điện
STT Tên dụng cụ Số lượng (cái)
1 Bo đồng 14cmX14cm 1 2 Mạch in 1 3 Chất tẩy mạch đồng 1 4 Máy khoan 1 5 Mũi khoan 0.5mm 1 6 Mỏ hàn chì 1 7 Chì hàn 2 8 Bàn là 1 Quy trình lắp ráp mạch điện:
Bước 1: Từ mạch điện đã thiết kế trên phần mềm Proteus, đầu tiên tiến hành sắp
xếp vị trí các linh kiện, sau đó nối các linh kiện lại với nhau theo đúng sơ đồ mạch điện đã thiết kế.
Đảm bảo các đường dây phải đầy đủ và không chạm vào nhau.
Bước 2: Xuất mạch vừa nối dây xong sang mạch in và in mạch trên giấy chuyên
dụng.
Lưu ý khi xuất mạch in đảm bảo đúng kích thước đã thiết lập.
Bước 3: Tiến hành in mạch lên bo mạch. Ép mạch đã in vào chính giữa bo mạch. Dùng bàn ủi để ủi lên mặt đồng trong khoảng 5 phút để mạch in dính hồn tồn trên bo mạch.
Đảm bảo mực in dính hồn tồn
Bước 4: Lấy một cái ca nhựa và đổ dung dịch rửa mạch đồng vào. Sau đó nhúng bảng mạch in vào dung dịch ăn mịn trong 5 phút. Sau đó dùng kẹp gắp ra và đi rửa lại với nước. Làm sạch phần mực dính trên bo mạch.
Hình 5.27: Quá trình rửa mạch in
Bước 5: Lau khô bo mạch và tiến
hành khoan lỗ chân linh kiện bằng mũi khoan 0.5mm.
Hình 5.28: Khoan các chân để gắn linh kiện kiện
Bước 7: Gắn linh kiện lên bo mạch.
Lưu ý trong khi gắn phải bám sát sơ đồ mạch điện tránh đặt nhầm hoặc ngược chiều của các linh kiện.
Hình 5.29: Sơ đồ bố trí linh kiện trên bo mạch mạch
Bước 8: Tiến hành hàn các chân linh
kiện. Trong quá trình hàn lưu ý tránh trường hợp để các chân linh kiện chạm vào nhau, hàn đủ độ chắc chắn.
Đảm bảo độ kết nối giữa chân linh kiện và đường dây trên bo mạch.
Hình 5.30: Hàn các chân linh kiện vào bo mạch bo mạch
5.2.2.3. Lắp ráp mơ hình
Bảng 5.4: Bảng thống kê nguyên, vật liệu cần sử dụng
STT Nguyên, vật liệu Thông số kĩ thuật Số lượng
1 Tấm gỗ 50cm x 40cm 1 50cm x 20cm 2 40cm x 20Cm 2 2 Ke góc vng chữ V Bản 3cm, 4 lỗ 12 3 Nẹp nhôm chữ V Bản 2cm 1 x 5m 4 Đinh vít gỗ Dài 1cm 60 5 Decal dán 1
Bảng 5.5: Bảng dụng cụ để gia cơng mơ hình
SST Tên dụng cụ
1 Máy cắt gỗ
2 Máy khoan
3 Thước dây
4 Cưa tay loại nhỏ
5 Máy bắn vít, tua vít
Các bước tiến hành lắp ráp hồn thiện mơ hình hệ thống gập gương tự động:
Bước 1: Tiến hành đo và cắt các tấm gỗ để được các kích thước đạt yêu cầu.
Hình 5.31: Quá trình cắt gỗ làm khung mơ hình
Bước 2: Sử dụng ke góc cố định các tấm gỗ
lại với nhau, để tạo thành khung mơ hình.
Hình 5.32: Q trình bắt vít cố định khung
Bước 3: Sử dụng miếng nẹp
nhôm nẹp các góc cạnh bên ngồi mơ hình.
Hình 5.33: Quá trình nẹp viền bên ngồi mơ hình ngồi mơ hình
Bước 4: Tiến hành đo và xác định vị trí chân đỡ gương trên mơ hình và tiến hành khoan lỗ chân đỡ gương.
Bước 5: Cắt, đục lỗ gắn công tắc
máy, công tắc điều khiển gập gương.
Hình 5.35: Quá trình đục lỗ gắn công tắc