Thông số kỹ thuật

Driver L298N tích hợp hai mạch cầu H.

Điện áp điều khiển +5 V ~ +12 V

Dòng tối đa cho mỗi cầu H 2A (=>2A cho mỗi motor) Điện áp của tín hiệu điều khiển +5 V ~ +7 V

Dịng của tín hiệu điều khiển 0 ~ 36mA

Cơng suất hao phí 20W (khi nhiệt độ T = 75 ℃) Nhiệt độ bảo quản -25 ℃ ~ +130 ℃

 L298n gồm các chân

 12V power, 5V power. Đây là 2 chân cấp nguồn trực tiếp đến động cơ.

 Power GND chân này là GND của nguồn cấp cho Động cơ.

 2 Jump A enable và B enable

 Gồm có 4 chân Input. IN1, IN2, IN3, IN4.

 Output A: nối với động cơ A. bạn chú ý chân +, -. Nếu nối ngược thì động cơ sẽ chạy ngược.

Nguyên lý hoạt động và sơ đồ nối dây. a. Giai đoạn đầu ra nguồn.

L298 tích hợp hai giai đoạn đầu ra công suất (A; B). Giai đoạn đầu ra cơng suất là một cấu hình cầu và các đầu ra của nó có thể điều khiển tải cảm ứng ở chế độ com-mon hoặc khác nhau, tùy thuộc vào trạng thái của đầu vào. Dòng điện chạy qua tải đi ra từ cầu nối ở đầu ra cảm biến: một điện trở bên ngoài (RSA; RSB.) Cho phép phát hiện mật độ trong của dòng điện này.

b. Giai đoạn đầu vào.

Mỗi cây cầu được điều khiển bởi bốn cổng vào trong đó là In1; Trong 2 ; EnA và In3; In4; EnB. Các đầu vào In thiết lập trạng thái cầu nối khi đầu vào En cao; trạng thái thấp của đầu vào En ức chế cầu nối. Tất cả các đầu vào đều tương thích với TTL.

c. Đề xuất.

- Một tụ điện không cảm ứng, thường là 100 nF, phải được đặt trước giữa cả Vs và Vss, nối đất, càng gần chân GND càng tốt. Khi ca-pacitor lớn của nguồn điện quá xa IC, phải nhìn thấy một thứ hai nhỏ hơn gần L298.

- Điện trở cảm giác, không thuộc loại dây quấn, phải được nối đất gần cực âm của Vs mà phải gần chân GND của I.C.

- Mỗi đầu vào phải được kết nối với nguồn tín hiệu điều khiển bằng một đường dẫn rất ngắn.

- Bật và Tắt: Trước khi BẬT Điện áp Sup-ply và trước khi TẮT, thiết bị Bật trong phải được chuyển sang trạng thái Thấp.

Nhôm alu.

Giới thiệu chung về nhôm alu.

Được biết đến là một loại vật liệu có trọng lượng nhẹ, độ bền cao, chịu được nhiệt độ tốt, dễ tạo hình nên tấm nhơm alu được sử dụng rất phổ biến hiện nay. Đặc biệt, sản phẩm ln có nhiều màu sắc và kiểu dáng đa dạng cho khách hàng lựa chọn, phù hợp với đặc điểm thiết kế của cơng trình, bảng hiệu… Ngồi ra, tấm nhơm nhựa ngày càng được cải tiến theo thời gian về chất liệu cũng như dây chuyền công nghệ sản xuất nên càng nhận được sự yêu mến tin cậy của người dùng.

Hình 3.17 Vật liệu làm khung – Nhơm Alu

Để biết rõ hơn về tấm nhơm alu thì chúng ta cần nắm cấu tạo chính của vật liệu này. Cụ thể, tấm nhơm có kết cấu chính bao gồm 2 lớp nhơm chống ăn mịn dày 0,5mm và có một lõi ở giữa dày 3mm là nhựa chống cháy Polyethylene. Nhìn chung, sản phẩm có thể chịu được nhiệt độ từ -50 đến 80 độ C, thích ứng với mọi điều kiện thời tiết, kháng oxy hóa, chống ăn mịn ngay cả trong mơi trường axit, dầu… Trong q trình sản xuất, tấm nhơm nhựa cũng được chú trọng để đáp ứng

tốt các tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng như đảm bảo độ bền trước những tác động ngoại lực hay môi trường đặc biệt, độ láng của bề mặt và độ dày của lớp sơn phủ phải đẹp, đạt chuẩn.

Đặc điểm kỹ thuật của tấm nhôm alu

a. Đặc điểm cấu tạo chi tiết của tấm nhôm nhựa alu:

- Phần lớp nhơm đế sử dụng keo dính cao phân tử để kết dính với phần lõi nhựa, bề mặt lớp nhơm đế có phủ một lớp sơn chống oxy hóa cao cấp.

- Phần lõi nhựa có chất liệu Polyethylene với khả năng chống cháy siêu tốt. - Phần lớp nhơm ngồi cũng được kết dính với phần lõi nhựa bằng keo kết dính

cao phân tử và được phủ thêm lớp sơn PVDF hay PE trên bề mặt.

- Cuối cùng là lớp màng bảo vệ bề mặt giúp gia tăng độ bền cho sản phẩm, chống chịu các tác động từ bên ngoài và chống trầy xước.

a. Những ưu điểm nổi bật của tấm nhôm nhựa alu bao gồm:

- Đa dạng tùy chọn màu sắc, mẫu mã.

- Vật liệu nhẹ, vận chuyển hay thi cơng đều dễ dàng, đơn giản, nhanh chóng. - Vệ sinh dễ dàng, không tốn nhiều thời gian.

- Bề mặt nhẵn mịn, bóng đẹp, có thể bẻ góc, uốn cong, cắt, cưa, khoan lỗ, bào rãnh, tạo hình tùy ý.

- Cách nhiệt, cách âm – tiêu âm tốt.

- Thời gian sử dụng vượt trội lên đến hơn 20 năm. Bền đẹp, chống mài mịn, chống cháy.

- Khơng dễ bị trầy xước hay bong tróc trên bề mặt.

Với những đặc tính kỹ thuật vượt trội như vậy nên tấm nhôm nhựa được sử dụng khá rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực như làm vách ngăn nội thết, làm đường ống, cầu thàng, trần nhà, ốp nội thất và ngoại thất, trang trí trong xây dựng, thiết kế biển quảng cao, trang trí thân tàu, thân xe, làm vỏ máy…

điều kiện thời tiết, kháng oxy hóa, chống ăn mịn ngay cả trong mơi trường axit, dầu… Trong q trình sản xuất, tấm nhơm nhựa cũng được chú trọng để đáp ứng tốt các tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng như đảm bảo độ bền trước những tác động ngoại lực hay môi trường đặc biệt, độ láng của bề mặt và độ dày của lớp sơn phủ phải đẹp, đạt chuẩn…

Tấm nhôm alu tổ ong.

Tấm nhơm tổ ong là loại tấm nhơm có cấu tạo khác biệt đôi chút với những tấm nhơm thơng dụng thường thấy trên thị trường. Theo đó, nhơm tổ ong bao gồm 2 tấm nhơm trang trí dày khoảng 1mm ở dạng cứng và có phần lõi ở giữa gồm nhiều ống nhôm nhỏ được ghép lại thành dạng tổ ong – đây có thể là yếu tố chính đã tạo nên tên gọi cho loại tấm nhôm này. Một loại kẹo chuyên dụng đã được sử dụng để kết dính tất cả các bộ phận của tấm nhơm lại với nhau, đảm bảo tính chắc chắn và đẹp hồn hảo. Ngồi ra, để có được độ bền tối ưu cho sản phẩm thì 2 tấm nhơm trang trí có chất liệu hợp kim nhơm được phun thêm sơn PE hay PVDF trên bề mặt.

Hình 3.18 Minh hoạ nhơm miếng alu tổ ong

Bên cạnh đó, nhờ vào hình dáng tổ ong của phần lõi ở giữa mà tấm nhơm tổ ong có thể chịu được những lực tác động rất lớn, cực kỳ hữu ích để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Khơng chỉ thế, nó cịn có trọng lượng nhẹ, khơng gây q

nhiều trở ngại khi muốn vận chuyển, lắp đặt. Cùng với những đặc tính vốn có của nhơm, sản phẩm trở thành một sự lựa chọn tuyệt hảo cho những cơng trình xây dựng, kể cả các cơng trình ngồi trời. Dù là nắng mưa hay các điều kiện có bazo, acid hay nhiều hóa chất khác thì vật liệu nhơm tổ ong vận ln bền bỉ.

Người tiêu dùng có thể lựa chọn sản phẩm với rất nhiều độ dày khác nhau, từ 12mm – 30mm, song song đó là bề mặt tấm nhơm cũng có những thiết kế ấn tượng với đa dạng các màu sắc khác nhau hoặc có thêm đá trang trí. Điểm qua những ưu điểm nổi bật của nhơm tổ ong thì chúng ta có thể thấy các yếu tố như trọng lượng nhẹ, chịu lực tốt, chống trầy xước, chống ẩm mốc, chống cháy, chống sốc, cách âm, cách nhiệt, có thể dễ dàng uốn cong tạo dáng đẹp, nhiều màu sắc, bề mặt đẹp…

Với những ưu điểm vượt trội như trên thì việc sản phẩm được ứng dụng rộng rãi cũng là điều tất yếu: để ốp tường, làm mặt ghế, mặt bàn, làm mái nhà, trần nhà, làm vách ngăn phòng, làm tủ trưng bày, làm mái vòm, dùng làm bảng quảng cáo, dùng để chế tạo thân xe tải, xe lửa, máy bay, tàu thuyền…

Sản phẩm mang đến rất nhiều tiện ích cho đời sống và sản xuất, đặc biệt là cho lĩnh vực thiết kế nội thất và quảng cáo. Theo thời gian thì những giá trị của tấm nhơm tổ ong ngày càng trở nên vượt trội hơn nữa chứ không hề lu mờ trước sự ra đời cũng những vật liệu khác.

Vì tính chịu va đập cao, bền nên nhóm đồ án chọn tấm nhơm tổ ong để thiết kế khung máy. Vì mơi trường phịng phẫu thuật nói chung và các khu vực khác trong bệnh viện nói riêng có rất nhiều thiết bị trong q trình di chuyển không tránh khỏi những va chạm . Bởi mơ hình được thiết kế điều khiển từ xa có khả năng sẻ va chạm hay ngã làm ảnh hưởng đến các linh kiện bên trong máy và có khả năng phần thân máy sẽ bị biến dạng do phải chịu lực va đập. Nên khi chọn tấm nhôm tổ ong sẽ hạn chế ảnh hưởng đến các linh kiện bên trong và hạn chế sự biến dạng của khung máy.

CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM MƠ HÌNH SẢN PHẨM

4.1 Thiết kế.

4.1.1 Điều khiển động cơ DC với L298n và Arduino và Esp8266.

Điều khiển động cơ PWM DC.

Chúng ta có thể điều khiển tốc độ của động cơ DC bằng cách điều khiển điện áp đầu vào của động cơ và phương pháp phổ biến nhất để làm điều đó là sử dụng tín hiệu PWM.

Hình 4.1 Minh hoạ điều khiển động cơ PWM DC

PWM hay thay đổi độ rộng xung là một kỹ thuật cho phép chúng ta điều chỉnh giá trị trung bình của điện áp đến thiết bị điện tử bằng cách bật và tắt nguồn với tốc độ nhanh. Điện áp trung bình phụ thuộc vào chu kỳ xung, hoặc lượng thời gian tín hiệu BẬT so với lượng thời gian tín hiệu TẮT trong một khoảng thời gian quy định.

Vì vậy: Tùy thuộc vào kích thước của động cơ, chúng ta có thể chỉ cần kết nối

đầu ra Arduino với chân cua điện trở hoặc chân của MOSFET và điều khiển tốc độ của động cơ bằng cách điều khiển đầu ra PWM. Tín hiệu Arduino công suất thấp bật và tắt chân tại MOSFET thơng qua đó động cơ cơng suất cao được điều khiển.

Hình 4.3 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ Arduino PWM DC

Lưu ý: Arduino GND và nguồn cung cấp năng lượng động cơ GND nên được

kết nối với nhau.

4.1.2 Điều khiển động cơ DC bằng mạch cầu H

Mặt khác, để điều khiển hướng quay, chúng ta chỉ cần đảo ngược hướng của dòng điện qua động cơ, và phương pháp phổ biến nhất để làm điều đó là sử dụng mạch cầu H. Một mạch cầu H chứa bốn chân chuyển mạch, điện trở hoặc MOSFET, với động cơ ở trung tâm tạo thành một cấu hình giống như chữ H. Bằng cách kích hoạt hai cơng tắc cụ thể cùng một lúc, chúng ta có thể thay đổi hướng của dịng điện, do đó thay đổi hướng quay của động cơ.

Hình 4.4 ĐK động cơ DC bằng mạch cầu H

Vì vậy, nếu chúng ta kết hợp hai phương thức này, PWM và H-Bridge, chúng ta có thể kiểm sốt hồn tồn động cơ DC. Có nhiều trình điều khiển động cơ DC có các tính năng này và L298N là một trong số đó.

4.1.3 Chip L298N.

L298N là trình điều khiển động cơ H-Bridge kép cho phép điều khiển tốc độ và hướng của hai động cơ DC cùng một lúc. Mơ-đun có thể điều khiển động cơ DC có điện áp trong khoảng từ 5 đến 35V, với dòng điện cực đại lên đến 2A

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về sơ đồ chân của mơ-đun L298N và giải thích cách thức hoạt động của nó. Mơ-đun này có hai nhóm chân cho động cơ A và B, và một chân ở giữa cho chân Ground, VCC cho động cơ và chân 5V có thể là đầu vào hoặc đầu ra.

Hình 4.6 Sơ đồ chân L298N

Điều này phụ thuộc vào điện áp được sử dụng tại động cơ VCC. Mô-đun này có bộ điều chỉnh 5V trên board được bật hoặc tắt bằng cách sử dụng dây nối. Nếu điện áp cung cấp động cơ lên đến 12V, chúng ta có thể kích hoạt bộ điều chỉnh 5V và chân 5V có thể được sử dụng làm đầu ra, ví dụ để cấp nguồn cho board Arduino của chúng ta. Nhưng nếu điện áp động cơ lớn hơn 12V, chúng ta phải ngắt kết nối dây vì những điện áp đó sẽ làm hỏng cho bộ điều chỉnh 5V trên board. Trong trường hợp này, chân 5V sẽ được sử dụng làm đầu vào vì chúng ta cần kết nối nó với nguồn điện 5V để IC hoạt động bình thường.

Chúng ta có thể lưu ý ở đây rằng IC này làm giảm điện áp khoảng 2V. Vì vậy, ví dụ, nếu chúng ta sử dụng nguồn điện 12V, điện áp tại các chân động cơ sẽ vào khoảng 10V, điều đó có nghĩa là chúng ta sẽ khơng thể cung cấp tốc độ tối đa ra khỏi động cơ DC.

Hình 4.7 Giảm điện áp L298N

Tiếp theo là các đầu vào điều khiển logic. Các chân Bật A và Bật B được sử dụng để bật và kiểm sốt tốc độ của động cơ. Nếu một dây có mặt trên chân này, động cơ sẽ được kích hoạt và hoạt động ở tốc độ tối đa, và nếu chúng ta loại bỏ dây, chúng ta có thể kết nối một đầu vào PWM với chân này và theo cách đó kiểm sốt tốc độ của động cơ. Nếu chúng ta kết nối chân này với Ground, động cơ sẽ bị vơ hiệu hóa.

Hình 4.8 Sơ đồ khối L298N Lưu lượng hiện tại và Cách hoạt động

Tiếp theo, các chân Đầu vào 1 và Đầu vào 2 được sử dụng để điều khiển hướng quay của động cơ A và đầu vào 3 và 4 cho động cơ B. Sử dụng các chân này, chúng

tôi thực sự điều khiển các công tắc của mạch cầu H bên trong IC L298N. Nếu đầu vào 1 ở mức THẤP và đầu vào 2 là CAO thì động cơ sẽ di chuyển về phía trước và ngược lại, nếu đầu vào 1 ở mức CAO và đầu vào 2 ở mức THẤP thì động cơ sẽ di chuyển lùi. Trong trường hợp cả hai đầu vào đều giống nhau, cùng THẤP hoặc CAO, động cơ sẽ dừng. Điều tương tự áp dụng cho đầu vào 3 và 4 và động cơ B.

4.1.4 Arduino và L298N

Bây giờ hãy làm một số ứng dụng thực tế. Trong ví dụ đầu tiên, chúng tơi sẽ điều khiển tốc độ của động cơ bằng biến trở và thay đổi hướng quay bằng nút ấn. Đây là sơ đồ mạch.

Hình 4.9 Sơ đồ mạch Arduino và L298N Điều khiển động cơ DC

Vì vậy: chúng ta cần một trình điều khiển L298N, động cơ DC, biến trở, nút

ấn và board Arduino. Đây là mã code Arduino:

62 #define enA 9 #define in1 6 #define in2 7 #define button 4 int rotDirection = 0; int pressed = false; void setup() {

pinMode(enA, OUTPUT); pinMode(in1, OUTPUT); pinMode(in2, OUTPUT); pinMode(button, INPUT); // Set initial rotation direction digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); }

void loop() {

int potValue = analogRead(A0); // Read potentiometer value

int pwmOutput = map(potValue, 0, 1023, 0 , 255); // Map the potentiometer value from 0 to 255

analogWrite(enA, pwmOutput); // Send PWM signal to L298N Enable pin

// Read button - Debounce

pressed = !pressed; }

while (digitalRead(button) == true); delay(20);

// If button is pressed - change rotation direction if (pressed == true & rotDirection == 0) { digitalWrite(in1, HIGH);

digitalWrite(in2, LOW); rotDirection = 1;

delay(20); }

// If button is pressed - change rotation direction

Phân loại môi trường bề mặt

Phòng phẫu thuật áp lực dương