3.2.3.1 Tính năng bộ sạc pin năng lượng mặt trời YJSS-10A
- Các mạch chuyên dụng có thể bảo vệ q dịng, ngắn mạch, hở mạch, bảo vệ khi kết nối ngược.
- Có thể chống cháy, tăng hiệu suất cách điện khi lắp đặt, đồng thời giảm điện áp mạch, giảm sự tổn thất.
3.2.3.2 Thông số kĩ thuật
- Điện áp: 12/24V tự động điều chỉnh - Dòng sạc: 10A
- Dòng xả: 10A
- Đầu vào solar tối đa: hệ thống 12-25V/ hệ thống 24-50V - Dòng tiêu thụ ở trạng thái chờ: <10mA
3.2.4 Bộ Inverter biến tần cho năng lượng mặt trời
Là một trong những thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điện mặt trời. nó giúp ổn định điện áp nhận được từ tấm pin năng lượn mặt trời.
Trang 23
3.2.5 Motor giảm tốc DC 24V 250W
Động cơ xe điện 24V-250W chổi than hộp số giảm tốc là sản phẩm có phần nhỏ gọn, tuy nhiên khơng kém phần mạnh mẽ,. Động cơ có thể được ứng dụng để chế tạo các loại xe và robot cần cơ cấu có momen quay cao chổi than to cho lực kéo mạnh, mơ-men xoắn lớn thích hợp cho mơ hình học tập, robot dị đường…
3.2.5.1 Thông số kĩ thuật
- Tải trọng cho xe điện từ 80-120kg (cả người và xe) - Điện áp hoạt động: 24V
- Tốc độ không tải chưa qua giảm tốc: 3850RPM - Tốc độ sau giảm tốc: 330-350RPM (vòng/phút) - Dịng khơng tải: <2,2 Amps
- Công suất định mức: 250W (0.33 mã lực) - Dòng định mức: 13,4 Amps - Momen: 0.80Nm - Tỷ số truyền: 9.78: 1 - Kích thước bánh răng: 1/2 "x 1/8" Hình 3.13 Motor giảm tốc DC 24V 250W 3.2.6 Motor giảm tốc 12V 100W
Trang 24
Hình 3.14 Motor giảm tốc 12V 100W
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp sử dụng: 12VDC (có thể sử dụng bình ắc quy hoặc adapter đã đổi thành nguồn DC).
- Cơng suất: 100W.
3.2.7 Bộ mã hóa quay quang điện 100 / 200 / 360 / 400 / 500 / 600p / r (encoder)
Encoder hay còn gọi là Bộ mã hóa quay hoặc bộ mã hóa trục, là một thiết bị cơ điện chuyển đổi vị trí góc hoặc chuyển động của trục hoặc trục thành tín hiệu đầu ra analog hoặc kỹ thuật số. Encoder được dùng để phát hiện vị trí, hướng di chuyển, tốc độ… của động cơ bằng cách đếm số vòng quay được của trục.
Hình 3.15 Bộ encoder
3.2.7.1 Cấu tạo encoder
Encoder cấu tạo chính gồm:
- Đĩa quang trịn có rãnh nhỏ quay quanh trục: Trên đĩa được đục lỗ (rãnh), khi đĩa này quay và chiếu đèn led lên trên mặt đĩa thì sẽ có sự ngắt qng xảy ra. Các rãnh trên đĩa chia vòng tròn 360o thành các góc bằng nhau
Trang 25 - Bộ cảm biến thu (photosensor)
- Nguồn sáng (Light source).
Hình 3.16 Cấu tạo encoder
3.2.7.2 Mô tả sản phẩm
- Nguồn điện: DC5-24V - Trục: 6*13mm/0.23*0.51"
- Kích thước: 38*35.5mm/1.49*1.39"
- Đầu ra: mạch xung trực giao hình chữ nhật đầu ra AB 2 pha, đầu ra cho loại đầu ra bộ thu hở NPN
- Tốc độ cơ học tối đa: 5000 r/phút - Tần số đáp ứng: 0-20kHz
3.2.8 Webcam HD Logitech C270 720P 30FPS
Hình 3.17 Webcam HD Logitech C270 720P 30FPS
Trang 26 - Độ phân giải tối đa: 720p/30fps.
- Loại tiêu cự: tiêu cự cố định. - Loại thấu kính: nhựa.
- Micrơ tích hợp: Đơn hướng. - Tầm nhìn chéo (dFoV): 55°.
3.2.9 Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 NPN 6-36V
Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 NPN 6-36V dùng ánh sáng hồng ngoại để nhận biết 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 3.18 Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 NPN 6-36V
3.2.9.1 Thông số kỹ thuật
- Model: E3F-DS30C4
- Số dây tín hiệu: 3 dây (2 dây cấp nguồn DC và 1 dây tín hiệu).
- Chân tín hiệu ngõ ra: dạng Transistor NPN đã được kéo nội trở 10k lên VCC, khi có vật cản sẽ ở mức thấp (Low-GND), khi khơng có vật cản sẽ xuất ra mức cao (High-VCC).
3.2.9.2 Sơ đồ dây
- Nâu: VCC
- Đen: Chân tín hiệu cấu trúc Transistor NPN đã kéo trở nội 10k lên VCC. - Xanh dương: GND
3.2.10 Động cơ SERVO SG90 180 độ
Servo là một dạng động cơ điện đặc biệt. Không giống như động cơ thông thường cứ cắm điện vào là quay liên tục, servo chỉ quay khi được điều khiển (bằng
Trang 27
xung PPM) với góc quay nằm trong khoảng bất kì từ 0° - 180°. Mỗi loại servo có kích thước, khối lượng và cấu tạo khác nhau.
Hình 3.19 Động cơ servo SG90 180 độ
Thơng số kỹ thuật:
- Khối lượng: 9g
- Kích thước: 23mmX12.2mmX29mm - Momen xoắn: 1.8kg/cm
- Tốc độ hoạt động: 60 độ trong 0.1 giây - Điện áp hoạt động: 4.8V(~5V)
- Nhiệt độ hoạt động: 0 ºC – 55 ºC - Động Cơ Servo SG90 góc quay 180 độ
3.2.11 Domino, cầu đấu điện 12P 25A TB-2512
Domino Cầu đấu điện 12P 25A. Cầu đấu điện là cầu nối trung gian, nối liền nhiều mạch điện lại với nhau giúp chúng ta tiết kiệm nguồn dây.
3.2.11.1 Thông số kỹ thuật: domino đấu điện 12p 25v
- Điện áp định mức: 600V - Số cổng: 12 Cổng
Trang 28
Hình 3.20 Domino, Cầu đấu điện 12P 25A TB-2512
3.2.12 Arduino
3.2.12.1 Giới thiệu về arduino uno
Arduino Uno là một bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiển Microchip ATmega328 được phát triển bởi Arduino.cc. Bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog có thể giao tiếp với các bảng mạch mở rộng khác nhau. Mạch Arduino Uno thích hợp cho những bạn mới tiếp cận và đam mê về điện tử, lập trình…
3.2.12.2 Bảng vẽ arduino
Hình 3.21 Mạch arduino
3.2.12.3 Thông số kĩ thuật
Trang 29
Chip điều khiển ATmega328P
Điện áp hoạt động 5V
Điện áp đầu vào (khuyên dùng) 7-12V Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20V
Số chân Digital 14 (of which 6 provide PWM output)
Số chân PWM Digital 6
Số chân Analog 6
Dòng điện DC trên mỗi chân I/O 20 mA Dòng điện DC trên chân 3.3V 50 mA
Flash Memory 32 KB (ATmega328P) of which 0.5 KB used
by bootloader SRAM 2 KB (ATmega328P) EEPROM 1 KB (ATmega328P) Tốc độ thạch anh 16 MHz LED_BUILTIN 13 Chiều dài 68.6 mm Chiều rộng 53.4 mm Cân nặng 25 g
3.2.13 Mạch điều khiển động cơ DC BTS7960 43A (1 động cơ)
Mạch điều khiển động cơ DC BTS7960 43A dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển với driver tích hợp sẵn trong IC với đầy đủ các tính năng current sense (kết hợp với điện trở đo dòng), tạo dead time, chống quá nhiệt, quá áp, quá dòng, sụt áp và ngắn mạch.
Thông số kỹ thuật
- Điện áp đầu vào: 6~27V - Dòng điện tải mạch: 43A
- Tín hiệu logic điều khiển: 3.3 ~ 5V. - Tần số điều khiển tối đa: 25KHz. - Kích thước: 40 x 50 x12mm.
Trang 30
Hình 3.22 Mạch điều khiển động cơ BTS7960 43A
3.2.14 Mạch giảm áp XL4016 8A
- Mạch nguồn giảm áp, hạ áp DC XL4016 200W 8A: Đem đến khả năng hạ áp công suất cao và hiệu suất tốt, các tính năng bảo vệ như quá dòng, ngắn mạch hay quá nhiệt. Module có triết áp giúp thuận tiện hơn cho việc điều chỉnh.
Thông số kĩ thuật:
- Điện áp đầu vào: 4 – 40VDC - Điện áp đầu ra: 1.25 – 36VDC
- Dòng ra tối đa: 8A, trong thời gian dài nên sử dụng ở mức 5A là tốt nhất - Công suất tối đa: 200W
- Hiệu suất: 94%
- Tần số chuyển đổi: 180KHz - Điều chế PWM
- Kích thước: 61x41x27mm
- Điện áp đầu ra thấp hơn điện áp đầu vào ít nhất 2V - Nhiệt độ làm việc trong môi trường: -45~85 độ CEEEE
Trang 31
Hình 3.23 Mạch hạ áp XL4016 8A
3.2.15 Mạch giảm áp DC LM2596 3A
Mạch giảm áp DC LM2596 3A nhỏ gọn có khả năng giảm áp từ 30V xuống 1.5V mà vẫn đạt hiệu suất cao (92%) . Thích hợp cho các ứng dụng chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị như camera, motor, robot,…
Hình 3.24 Mạch giảm áp DC LM2596 3A
Thông số kĩ thuật
- Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V.
- Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 30V. - Dòng đáp ứng tối đa là 3A.
- Hiệu suất: 92% - Công suất: 15W
Trang 32
3.2.16 Mạch opto cách ly 2 kênh PC817
Mạch Opto cách ly 2 kênh PC817 được sử dụng để chuyển mức tín hiệu Digital hoặc cách ly tín hiệu với các nguồn nhiễu qua Opto,có thiết kế nhỏ gọn, chất lượng gia cơng tốt, dễ sử dụng.
Hình 3.25 Mạch Opto cách ly 2 kênh PC817
Thông số kỹ thuật:
- Port điều khiển tín hiệu điện áp: 3.6-24V - Điện áp đầu ra: 3.6-30V
- Đầu jumper đầu ra có thể được kéo lên hoặc kéo xuống
- Onboard 2-Channel 817 hoạt động độc lập: có thể điều khiển điện áp khác nhau tại thời điểm đó
- Sử dụng 2 opto 817, để đạt được tín hiệu điều khiển và tín hiệu điều khiển cách ly, bạn có thể sử dụng trực tiếp vi điều khiển hoặc cổng IO thiết bị khác để đạt được điều khiển cách ly điện áp, bạn có thể điều khiển điện áp nh
Trang 33
CHƯƠNG IV:
QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH XE ĐIỆN CHẠY BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
4.1 Ý tưởng cơ khí 4.1.1 Khung xe: 4.1.1 Khung xe: Bảng 4.1 Ý tưởng khung xe Phương án 1 Phương án 2 Mô tả - Dùng thép xây dựng các hình dáng vng, V để làm khung. - Kết hợp phương án hàn để tạo khung.
- Vật liệu là khung nhôm định hình kích thước 20x20.
- Nhơm được cưa trên máy cưa cầm tay, dung sai lớn từ 2 - 3mm.
- Các thanh nhơm nối với nhau bằng kê góc L bằng gang và bulong lục giác.
Ưu điểm - Dung sai nhỏ - Chịu tải cao - Chi phí thấp
- Tạo được nhiều hình dáng và kích thước.
- Dễ lắp ghép, dung sai nhỏ, dễ điều chỉnh.
-Tốn ít thời gian cho việc lắp ghép. - Dễ lắp ghép chỉnh sửa.
Nhược điểm
- Mất nhiều thời gian và công sức
- Khó chỉnh sửa khi hư hỏng và sai lệch trong l lúc hàn. - Đòi hỏi kỹ thuật hàn cao.
- Không chịu được tải trọng cao. - Chi phí cao.
- Hình dáng khơng đa dạng.
=>> Sau khi phân tích 2 phương án gia cơng khung. Nhóm chọn phương án 1 vì những ưu điểm trên.
4.1.2 Thân vỏ:
Bảng 4.2 Ý tưởng thân vỏ
Phương án 1 Phương án 2
Trang 34 Composite.
- Dùng xốp để tạo khuôn mẫu. - Làm mịn bề mặt và sơn.
- Nhôm được cắt bằng tay và cố định bằng các mối hàn và bắt vít.
Ưu điểm - Làm được theo khuôn mẫu. - Dễ thi cơng.
- Tạo các đường cong 3D dễ. - Tính thẩm mỹ cao.
- Độ bền cao, chịu nhiệt tốt, cách điện.
- Giá thành rẻ. - Gia công nhanh.
Nhược điểm
- Giá thành cao.
- Gia công tốn thời gian.
- Khơng tạo được các đường cong khó. - Vật liệu mỏng, gia công không sắc nét.
=>> Sau khi phân tích 2 phương án gia cơng vỏ. Nhóm chọn phương án 1 vì những ưu điểm trên.
4.1.3 Hệ thống treo trước:
Bảng 4.3 Ý tưởng hệ thống treo trước
Phương án 1 Phương án 2
Mơ tả - Hệ thống treo tay địn kép, sử dụng hệ thống phuộc và lò xo đàn hồi.
- Hệ thống treo đa liên kết, sử dụng hệ thống phuộc và lò xo đàn hồi
Ưu điểm - Dễ chế tạo cho xe mơ hình. - Độ ổn định cao.
- Êm ái trong quá trình chuyển động.
- Độ ổn định cao.
- Êm ái trong q trình chuyển động.
Nhược điểm
- Rất khó chế tạo. - Thời gian làm rất lâu.
=>> Sau khi phân tích 2 phương án gia cơng hệ thống treo trước. Nhóm chọn phương án 1 vì những ưu điểm trên.
4.1.4 Hệ thống treo sau:
Trang 35
Phương án 1 Phương án 2
Mô tả - Hệ thống treo phụ thuộc, sử dụng hệ thống phuộc và lò xo đàn hồi.
- Hệ thống treo độc lập, sử dụng hệ thống phuộc và lò xo đàn hồi
Ưu điểm - Dễ chế tạo cho xe mơ hình. - Độ ổn định cao.
- Êm ái trong quá trình chuyển động.
- Độ ổn định cao.
- Êm ái trong quá trình chuyển động.
Nhược điểm
- Bị dao động khi vào ổ gà. - Rất khó chế tạo.
=>> Sau khi phân tích 2 phương án gia cơng hệ thống treo sau. Nhóm chọn phương án 1 vì những ưu điểm trên.
4.1.5 Hệ thống lái:
Sử dụng phương pháp hình thang lái, giúp xe vào cua ổn định, tránh trường hợp bị trượt bánh.
Bảng 4.5 Ý tưởng hệ thống lái
Phương án 1 Phương án 2
Mô tả - Hệ thống lái sử dụng motor giảm tốc kéo cam lái.
- Hệ thống lái sử dụng motor kéo thước lái, thước lái kéo cam lái.
Ưu điểm - Dễ chế tạo cho xe mơ hình. - Góc lái rộng.
- Độ ổn định cao.
Nhược điểm
- Cần motor giảm tốc cao (100V/p)
- Rất khó chế tạo. - Chi phí gia cơng cao.
=>> Sau khi phân tích 2 phương án gia cơng hệ thống lái. Nhóm chọn phương án 1 vì những ưu điểm trên.
Trang 36
4.1.6 Động cơ:
Bảng 4.6 Ý tưởng chọn động cơ
Phương án 1 Phương án 2
Mô tả - Sử dụng động cơ điện DC 24V 10A
- Sử dụng động cơ 2 thì dung tích 32cc.
Ưu điểm - Dễ tìm kiếm thiết bị. - Khơng gây ô nhiễm môi trường, hoạt động êm ái. - Xu hướng ngành Ơ tơ. - Dễ điều khiển
- Khơng phải sạc bình ắc quy khi hoạt động.
- Thời gian tiếp nhiên liệu nhanh.
Nhược điểm
- Tiêu tốn năng lượng điện, cần thời gian sạc điện mới hoạt động được.
- Gây ô nhiễm môi trường. - Độ ồn cao.
- Khó điều khiển, lắp đặt.
=>> Sau khi phân tích 2 phương án chọn động cơ. Nhóm chọn phương án 1 vì những ưu điểm trên.
4.1.7 Hệ thống truyền lực: Bảng 4.7 Ý tưởng chọn hệ thống truyền lực Phương án 1 Phương án 2 Mô tả - Sử dụng hệ thống truyền lực bằng bánh răng và xích tải. - Sử dụng hệ thống truyền lực bằng các-đăng.
Ưu điểm - Dễ tìm kiếm các chi tiết, dễ gia cơng.
- Thay đổi tỉ số truyền dễ dàng.
- Chịu lực cao.
- Ít cần bảo trì bảo dưỡng
Nhược điểm
- Lực tải thấp, thường xuyên phải bảo trì bảo dưỡng.
- Khó gia cơng.
- Khó thay đổi tỉ số truyền. =>> Sau khi phân tích 2 phương án gia cơng hệ thống truyền lực. Nhóm chọn phương án 1 vì những ưu điểm trên.
4.1.8 Cầu sau và vi sai:
Trang 37
Phương án 1 Phương án 2
Mô tả - Sử dụng hệ thống Visai cơ khí và bán trục để truyền động đến bánh xe.
- Sử dụng hệ thống Visai điện và động cơ kéo trực tiếp từng bánh xe.
Ưu điểm - Dễ gia cơng và độ chính xác cao.
- Dễ dàng trong quá trình điều khiển.
- Xe vào cua tốt, không bị hiện tượng trượt bánh.
- Các chi tiết cơ khí ít.