Sự khác biệt của adruino nano với các adruno khác

4.4 Giới thiệu về Arduino

4.4.2 Sự khác biệt của adruino nano với các adruno khác

Arduino Nano có chức năng tương tự như Arduino Duemilanove nhưng khác nhau về dạng mạch. Nano được tích hợp vi điều khiển ATmega328P, giống như Arduino UNO. Sự khác biệt chính giữa chúng là bảng UNO có dạng PDIP (Plastic Dual-In-line Package) với 30 chân còn Nano có sẵn trong TQFP (plastic quad flat pack) với 32 chân. Trong khi UNO có 6 cổng ADC thì Nano có 8 cổng ADC. Bảng Nano khơng có giắc nguồn DC như các bo mạch Arduino khác, mà thay vào đó có cổng mini-USB, cổng này được sử dụng cho cả việc lập trình và bộ giám sát nối tiếp.

Đặc điểm kỹ thuật của arduino.

Arduino nano Thông số kỹ thuật

Số chân analog I/O 8

Cấu trúc AVR

Tốc độ xung 16 MHz

Dòng tiêu thụ I/O 40 mA

Số chân Digital I/O 22

Bộ nhớ EEPROM 1 KB

Bộ nhớ Flas 32 KB of which 2 KB used by Bootloader

Điện áp ngõ vào (7-12) Volts

Vi điểu khiển ATmega328P

Nguồn tiêu thụ 19 mA

Ngõ ra PWM 6

SRAM 2KB

51

Sơ đồ chân của arduino nano

52

Thứ tự chân Tên Pin Kiểu Chức năng

1 D1 / TX I / O Ngõ vào/ra số

Chân TX-truyền dữ liệu

2 D0 / RX I / O Ngõ vào/ra số

Chân Rx-nhận dữ liệu 3 RESET Đầu vào Chân reset, hoạt động ở mức thấp

4 GND Nguồn Chân nối mass

5 D2 I / O Ngõ vào/ra digital

6 D3 I / O Ngõ vào/ra digital

7 D4 I / O Ngõ vào/ra digital

8 D5 I / O Ngõ vào/ra digital

9 D6 I / O Ngõ vào/ra digital

10 D7 I / O Ngõ vào/ra digital

11 D8 I / O Ngõ vào/ra digital

12 D9 I / O Ngõ vào/ra digital

13 D10 I / O Ngõ vào/ra digital

14 D11 I / O Ngõ vào/ra digital

15 D12 I / O Ngõ vào/ra digital

16 D13 I / O Ngõ vào/ra digital

17 3V3 Đầu ra (Đầu ra 3V3 từ FTDI)

18 AREF Đầu vào Tham chiếu ADC

19 A0 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 0

20 A1 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 1

21 A2 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 2

22 A3 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 3

23 A4 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 4

24 A5 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 5

53

26 A7 Đầu vào Kênh đầu vào tương tự kênh 7

27 +5V Đầu ra hoặc đầu vào

+ Đầu ra 5V (từ bộ điều chỉnh On- board) hoặc

+ 5V (đầu vào từ nguồn điện bên ngoài)

28 RESER Đầu ra Chân đặt lại, hoạt động ở mức thấp

29 GND Nguồn Chân nối mass

30 VIN Nguồn Chân nối nguồn vào

Bảng 4.11: Chức năng của các chân

Tên pin Arduino Nano ICSP Kiểu Chức năng

MISO Đầu vào hoặc đầu ra Master In Slave Out

Vcc Đầu ra Cấp nguồn

SCK Đầu ra Tạo xung cho

MOSI Đầu ra hoặc đầu vào Master Out Slave In

RST Đầu vào Đặt lại, Hoạt động ở mức

thấp

GND Nguồn Chân nối dất

Bảng 4.12: Chân ICSP

• Các chân: 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 và 16

• Như đã đề cập trước đó, Arduino Nano có 14 ngõ vào/ra digital. Các chân làm việc với điện áp tối đa là 5V. Mỗi chân có thể cung cấp hoặc nhận dòng điện 40mA và có điện trở kéo lên khoảng 20-50kΩ. Các chân có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra, sử dụng các hàm pinMode (), digitalWrite () và digitalRead ().

• Ngồi các chức năng đầu vào và đầu ra số, các chân này cũng có một số chức năng bổ sung.

54

• Hai chân nhận RX và truyền TX này được sử dụng để truyền dữ liệu nối tiếp TTL. Các chân RX và TX được kết nối với các chân tương ứng của chip nối tiếp USB tới TTL.

Chân 6, 8, 9, 12, 13 và 14: Chân PWM

• Mỗi chân số này cung cấp tín hiệu điều chế độ rộng xung 8 bit. Tín hiệu PWM có thể được tạo ra bằng cách sử dụng hàm analogWrite ().

Chân 5, 6: Ngắt

• Khi chúng ta cần cung cấp một ngắt ngoài cho bộ xử lý hoặc bộ điều khiển khác, chúng ta có thể sử dụng các chân này. Các chân này có thể được sử dụng để cho phép ngắt INT0 và INT1 tương ứng bằng cách sử dụng hàm attachInterrupt (). Các chân có thể được sử dụng để kích hoạt ba loại ngắt như ngắt trên giá trị thấp, tăng hoặc giảm mức ngắt và thay đổi giá trị ngắt.

Chân 13, 14, 15 và 16: Giao tiếp SPI

• Khi bạn khơng muốn dữ liệu được truyền đi khơng đồng bộ, bạn có thể sử dụng các chân ngoại vi nối tiếp này. Các chân này hỗ trợ giao tiếp đồng bộ với SCK. Mặc dù phần cứng có tính năng này nhưng phần mềm Arduino lại khơng có. Vì vậy, bạn phải sử dụng thư viện SPI để sử dụng tính năng này.

Chân 16: Led

• Khi bạn sử dụng chân 16, đèn led trên bo mạch sẽ sáng.

Chân 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 và 26 : Ngõ vào/ra tương tự

• Như đã đề cập trước đó UNO có 6 chân đầu vào tương tự nhưng Arduino Nano có 8 đầu vào tương tự (19 đến 26), được đánh dấu A0 đến A7. Điều này có nghĩa là bạn có thể kết nối 8 kênh đầu vào tương tự để xử lý. Mỗi chân tương tự này có một ADC có độ phân giải 1024 bit (do đó nó sẽ cho giá trị 1024). Theo mặc định, các chân được đo từ mặt đất đến 5V. Nếu bạn muốn điện áp tham chiếu là 0V đến 3.3V, có thể nối với nguồn 3.3V cho chân AREF (pin thứ 18) bằng cách sử dụng chức năng analogReference (). Tương tự như các chân digital trong Nano, các chân analog cũng có một số chức năng khác.

55

• Khi giao tiếp SPI cũng có những nhược điểm của nó như cần 4 chân và giới hạn trong một thiết bị. Đối với truyền thông đường dài, cần sử dụng giao thức I2C. I2C hỗ trợ chỉ với hai dây. Một cho xung (SCL) và một cho dữ liệu (SDA). Để sử dụng tính năng I2C này, chúng ta cần phải nhập một thư viện có tên là Thư viện Wire.

Chân 18: AREF

• Điện áp tham chiếu cho đầu vào dùng cho việc chuyển đổi ADC.

Chân 28 : RESET

• Đây là chân reset mạch khi chúng ta nhấn nút rên bo. Thường được sử dụng để được kết nối với thiết bị chuyển mạch để sử dụng làm nút reset.

Hình 4.37: Chân ICSP

• ICSP là viết tắt của In Circuit Serial Programming , đại diện cho một trong những phương pháp có sẵn để lập trình bảng Arduino. Thông thường, một chương trình bộ nạp khởi động Arduino được sử dụng để lập trình một bảng Arduino, nhưng nếu bộ nạp khởi động bị thiếu hoặc bị hỏng, ICSP có thể được

56

sử dụng thay thế. ICSP có thể được sử dụng để khôi phục bộ nạp khởi động bị thiếu hoặc bị hỏng.

• Mỗi chân ICSP thường được kết nối với một chân Arduino khác có cùng tên hoặc chức năng. Ví dụ: MISO của Nano nối với MISO / D12 (Pin 15). Lưu ý, các chân MISO, MOSI và SCK được ghép lại với nhau tạo nên hầu hết giao diện SPI.

• Chúng ta có thể sử dụng Arduino để lập trình Arduino khác bằng ICSP này.

Arduino là ISP ATMega328

Vcc/5V Vcc GND GND MOSI/D11 D11 MISO/D12 D12 SCK/D13 D13 D10 Reset

Bảng 4.13: Thông sô kỹ thuật ICSP 4.4.3 Ưu điểm nhược điểm của arduino nano 4.4.3 Ưu điểm nhược điểm của arduino nano

Trước hết là về ưu điểm

Có thể sử dụng ngay:

• Ưu điểm lớn nhất của Arduino là có thể sử dụng ngay. Vì Arduino là một bộ hoàn chỉnh gồm bộ nguồn 3-5V, một ổ ghi, một bộ dao động, một vi điều khiển, truyền thông nối tiếp, LED và các giắc cắm. chúng ta không cần phải suy nghĩ về các kết nối lập trình hoặc bất kỳ giao diện nào khác. Chỉ cần cắm nó vào cổng USB của máy tính.

Các mẫu có sẵn, kích thước nhỏ gọn

• Một ưu điểm lớn khác của Arduino là thư viện các mẫu có sẵn trong phần mềm Arduino chúng ta có thể dễ dàng lựa chọn

• Với Kích thước nhỏ gọn và các tính năng giống với phiên bản Arduino Uno nên Arduino Nano trở thành một lựa chọn lý tưởng cho hầu hết các ứng dụng

57

thực hiện các projects trong đó kích thước của các thành phần điện tử được tối ưu. Này Ưu Điểm

Các chức năng giúp đơn giản hóa cơng việc:

• Trong q trình mã hóa Arduino, chúng ta sẽ nhận thấy một số chức năng giúp đơn giản hóa cơng việc. Một ưu điểm khác của Arduino là khả năng chuyển đổi đơn vị tự động của nó. Trong quá trình gỡ lỗi (debug), chúng ta không phải lo lắng về chuyển đổi đơn vị. Chỉ cần chú ý vào các phần chính của project mà không phải lo lắng về các vấn đề phụ.

Cộng đồng lớn:

• Hiện nay có rất nhiều diễn đàn trên internet nói về Arduino. Kỹ sư và các chuyên gia đang thực hiện dự án của họ thông qua Arduino. Chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy mọi thơng tin về arduino. Vì vậy, có thể kết luận lợi thế của Arduino là trong khi làm việc trên các project khác nhau, chúng ta chỉ cần lo về ý tưởng sáng tạo. Phần còn lại Arduino sẽ lo hết.

Nhược điểm khi lựa chọn arduino Cấu trúc:

• Cấu trúc của Arduino cũng là nhược điểm của nó. Trong khi xây dựng một dự án thì chúng ta phải làm cho kích thước của nó càng nhỏ càng tốt. Nhưng với cấu trúc lớn của Arduino chúng ta phải gắn với PCB có kích thước lớn.

Hạn chế:

• Có một hạn chế khi sử dụng Arduino Nano đó là khơng đi kèm giắc nguồn DC, có nghĩa là khơng thể cung cấp nguồn điện bên ngồi thơng qua các chân Arduino Nano như các phiên bản Arduino Uno và Arduino Mega.

58

4.5 Tổng thể hệ thống

4.5.1 Các cơ cấu chính của hệ thống

1. Cơ cấu bơm nước. 2. Cơ cấu cấp nắp. 3. Cơ cấu đóng nắp. 4. Cơ cấu dán nhãn.

4.5.2 Bố trí hệ thống

Hệ thống được hồn thiện với các bộ phận bố trí như sau:

Băng tải và mâm xoay:

• Băng tải thẳng hàng, mâm xoay đặt ở giữa.

• Băng tải vng góc với nhau, mâm xoay đặt tại vị trí vng góc.

Cơ cấu bơm nước:

• Đặt ở giữa băng tải.

• Đặt ở cuối băng tải.

Vị trí của cơ cấu cấp nắp so với mâm xoay:

• Đặt tại vị trí (I) của mâm xoay.

• Đặt giữa vị trí (I) và (II) của mâm xoay.

Dựa trên phân tích các yếu tố về ưu nhược điểm của các phương án, nhóm tác

giả đã quyết định bố trí hệ thống như sau:

• Hai băng tải đầu vào và ra được đặt vng góc với nhau, mâm xoay đặt tại vị trí vng góc.

• Cơ cấu bơm đặt gần cuối băng tải 1 tại vị trí I của mâm xoay.

• Cấp nắp đặt giữa vị trí II của mâm xoay.

• Cơ cấu vặn nắp đặt tại vị trí III của mâm xoay.

• Cơ cấu cấp nắp đặt cao hơn mặt phẳng băng tải 65 mm.

59

Hình 4.38: Bố trí hệ thống

60

4.6 Nguyên lí hoạt động của hệ thống

Khi bắt đầu nhấn nút start hệ thống được khởi tạo lúc này mâm xoay sẽ xoay 3 lần để đưa hết chai (chai thành phẩm) trong mâm ra ngoài.

Tiếp theo băng tải 1 chạy đưa chai (chai khơng) đến vị trị cảm biến chiết rót lúc này máy bơm sẽ được bật lên đồng thời cảm biến từ sẽ xác định vị trí ¼ của mâm xoay để đưa chai vào vị trí chiết rót, để đảm bảo được lượng nước các chai được bơm sẻ khơng có chênh lệch và đạt độ chính xác cao thì nhóm sử dụng cảm biến đo lưu lượng nước chảy trong quá trình bơm nước cho chai.

Khi chiết rót xong đĩa xoay sẽ xoay đưa chai vừa được chiết rót xong đế vị trí lấy nắp, lấy nắp xong sẽ đi đến vị trí đóng nắp (cảm biến từ sẻ xác định đúng vị trí ¼ và cảm biến đóng nắp nhận thì cơ cấu sẽ tiến hành đóng nắp).

Khi đóng nắp xong đĩa xoay sẽ đưa chai tới băng tải 2 để thực hiện công đoạn dán nhãn, khi tới cảm biến dán nhãn nhận được tín hiệu thì cơ cấu dán nhãn sẽ kéo ra một đoạn nhãn nhất định dính vào chai (do có con cảm biến chữ U xác định được vị trí nhãn kết thúc) sau khi kéo nhãn xong thì xi lanh và động cơ xoay sẽ tiến hành ép nhãn dính chặt vào chai và xoay nhãn xung quanh chai.

61

Chương 5

MÔ PHỎNG

5.1 Lưu đờ tḥt tốn

62

5.2 Giới thiệu về phần mềm SOLIDWORKS

SOLIDWORKS là phần mềm thiết kế 3D tham số chạy trên hệ điều hành Windows và có mặt từ năm 1995, được tạo bởi công ty SOLIDWORKS Dassault Systèmes, là một công ty thành viên của tập đồn cơng nghệ hàng đầu thế giới Dassault Systèmes, S. A. (Vélizy, Pháp). Cộng đồng người dùng SOLIDWORKS bản quyền trên thế giới hiện là gần 6 triệu người với khoảng 200.000 doanh nghiệp và tập đoàn.

Phần mềm SOLIDWORKS được biết đến từ phiên bản SOLIDWORKS 1995. Cho đến nay SOLIDWORKS đã có nhiều bước phát triển vượt bậc về tính năng, hiệu suất và khả năng đáp ứng các nhu cầu thiết kế 3D trong các ngành kỹ thuật, công nghiệp. SOLIDWORKS còn được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong các ngành khác như: đường ống, kiến trúc, nội thất, xây dựng… nhờ tính năng thiết kế 3D mạnh mẽ và danh mục các giải pháp hỗ trợ đa dạng.

ViHoth là đại lý phân phối ủy quyền chính thức của SOLIDWORKS Dassault Systemès từ năm 2011. Với nhiều hoạt động nỗ lực trong việc phát triển cộng đồng người dùng SOLIDWORKS tại Việt Nam, cũng như nền tảng kinh nghiệm tổng hợp về CAD/CAM/CAE/PLM trong các ngành công nghiệp, ViHoth hiện là đối tác uy tín và tin cậy của các doanh nghiệp trong lĩnh vực này.

Chỉ nói riêng ở Việt Nam SOLIDWORKS đã du nhập vào nước ta từ năm 2003 cho đến nay với phiên bản 2021 phần mềm này đã phát triển đồ sộ trong lĩnh vực cơ khí

5.2.1 Các tính năng của phần mềm solidwroks

1. Thiết kế mô hình 3D chi tiết

SOLIDWORKS nổi bật trong số các giải pháp phần mềm thiết kế 3D CAD bởi tính trực quan, phương pháp xây dựng mơ hình 3D tham số, nhanh chóng, dễ dàng và tiện lợi cho người sử dụng. Khả năng tái sử dụng dữ liệu 2D cho phép dễ dàng chuyển đổi từ các bản vẽ, phác thảo 2D thành mô hình hình học 3D. SOLIDWORKS có khả năng dựng mơ hình 3D từ ảnh chụp, điều này vô cùng tiện lợi cho các hoạt động sáng tạo, đổi mới, phát triển sản phẩm.

63 2. Thiết kế lắp ghép và cụm lắp ghép

Các chi tiết 3D sau khi được thiết kế xong bởi tính năng thiết kế có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hoàn chỉnh. Tính năng này giúp bạn dễ dàng chỉnh sửa, thỏa sức sáng tạo và nghiên cứu dễ dàng cho những sản phẩm mới. Từ phiên bản 2019 trở lên, SOLIDWORKS được bổ sung thêm nhiều tính năng hỗ trợ cho các lắp ghép lớn, tốc độ load nhanh và các tác vụ cho phép xem bản vẽ nhanh.

3. Xuất bản vẽ dễ dàng

Phần mềm SOLIDWORKS cho phép ta tạo các hình chiếu vng góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sử dụng quy định mà không ảnh hưởng đến kích thước.

Công cụ tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng. Sau đó nhanh chóng tạo ra các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng. Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng dễ dàng.

4. Tính năng Tab và Slot

Phần mềm SOLIDWORKS 2018 cho phép người dùng tự động tạo ra các tính