Thơng số kỹ thuật:
Điện áp sử dụng: Có hai loại 5VDC và 12VDC.
Tín hiệu kích: mức thấp Low (GND 0VDC) Relay đóng, mức cao High (VCC 5 hoặc 12VDC tùy loại) Relay ngắt.
Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A (Để an tồn nên dùng cho tải có cơng suất <100W).
Tích hợp Opto cách ly, Diod chống nhiễu và đèn báo tín hiệu kích. Kích thước: 75 x 55 x 20mm.
2.4.8. Công tắc tơ
Cơng tắc tơ (Contactor) hay cịn gọi là Khởi động từ là khi điện hạ áp thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực. Công tắc tơ là thiết bị điện đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện. Nhờ có cơng tắc tơ ta có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng,... thông qua nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.
Hình 2.32: Cơng tắc tơ A. Cấu tạo cơng tắc tơ bao gồm 3 bộ phận chính:
1. Nam châm điện: gồm có các chi tiết: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm; Lõi sắt; Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.
2. Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mịn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.
Hình 2.33: Cấu tạo cơng tắc tơ
- Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dịng điện lớn đi qua. Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của công tắc tơ trong tủ điện làm mạch từ hút lại.
- Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dịng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường mở.
- Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong công tắc tơ ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện). Tiếp điểm này mở ra khi công tắc tơ ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường mở.
Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển của công tắc tơ. B. Nguyên lý hoạt động công tắc tơ
Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của công tắc tơ vào hai đầu cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã được cố định trước đó thì lực từ sinh ra sẽ hút phần lõi từ di động và hình thành mạch từ kín (lúc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lị xo). cơng tắc tơ bắt đầu trạng thái hoạt động.
Nhờ bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm sẽ làm cho tiếp điểm chính đóng lại và tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (khi thường đóng sẽ mở ra và khi thường hở sẽ đóng lại), trạng thái này sẽ được duy trì. Khi nguồn điện ngưng cấp cho cuộn dây thì cơng tắc tơ ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm lại trở về trạng thái ban đầu.
C. Phân loại công tắc tơ
Có nhiều cách phân loại cơng tắc tơ:
Theo nguyên lý truyền động: Ta có cơng tắc tơ kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực,… Thường thì ta gặp contactor kiểu điện từ. Theo dạng dịng điện: Cơng tắc tơ điện một chiều và công tắc tơ điện xoay chiều.
Theo kết cấu: Người ta phân công tắc tơ dùng ở nơi hạn chế chiều cao (như bảng điện ở gầm xe) và ở nơi hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng tàu điện).
Theo dịng điện định mức: Cơng tắc tơ 9A, 12A, 18A,.... 800A hoặc lớn hơn. Theo số cực: Công tắc tơ 1 pha, công tắc tơ 2 pha, công tắc tơ 3 pha, công tắc tơ 4 pha.
Theo cấp điện áp: Công tắc tơ trung thế, công tắc tơ hạ thế.
Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút xoay chiều 220VAC, 380VAC,... cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC,…
2.4.9. Cơng tắc hành trình
Cơng tắc hành trình hay cịn gọi cơng tắc giới hạn hành trình là dạng cơng tắc dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động. Nó có cấu tạo như cơng tắc điện bình thường nhưng có thêm cần tác động để cho các bộ phận chuyển động tác động vào làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong nó. Cơng tắc
hành trình là loại khơng duy trì trạng thái, khi khơng cịn tác động sẽ trở về vị trí ban đầu.
Cơng tắc giới hạn hành trình này có ngun lý hoạt động vơ cùng đơn giản. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Có nghĩa là dựa vào sự di chuyển của một vật để điều khiển đóng ngắt tín hiệu điện. Như tên gọi của nó, chức năng chính là để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động.
Hình 2.35: Cơng tắc hành trình
Như hình 2.37 trên, chúng ta có thể thấy cấu tạo vơ cùng đơn giản của cơng tắc hành trình. Bao gồm có: cần tác động, chân COM, chân thường đóng (NC), chân thường hở (NO). Ở điều kiện bình thường, tiếp điểm giữa chân COM và chân NC sẽ được đấu với nhau. Khi có lực tác động lên cần tác động thì tiếp điểm giữa chân COM và chân NC sẽ hở và chuyển qua chân COM và chân NO. Do đó, khi đấu điện chúng ta cần xác định chính xác 3 chân này, chúng ta cũng có thể kiểm tra bằng cách sử dụng VOM đo ngắn mạch để xác định.
2.4.10. Bàn phím mềm 1x4
Bàn phím mềm 1x4 keypad có thiết kế nhỏ gọn, dễ kết nối và sử dụng, bàn phím có 1 chân chung để nối VCC hoặc GND, các chân cịn lại sẽ xuất tín hiệu tương ứng với chân chung này khi có thao tác nhấn phím, phù hợp cho các ứng dụng điều khiển bằng phím bấm.
Số phím: 4 phím.
Kích thước: 20 x 70mm Chiều dài cáp: 87mm
Cách sử dụng bàn phím với chân VCC chung, các chân tín hiệu được kéo trở chống nhiễu xuống GND:
Hình 2. 36: Sơ đồ kết nối bàn phím mềm 1x4 keypad 2.4.11. Màn hình Grove -16x2 LCD keypad 2.4.11. Màn hình Grove -16x2 LCD
Grove - 16x2 LCD (White on Blue) là dạng màn hình LCD Text với 32 ký tự (16 x 2 dịng) trên màn hình giúp hiển thị các thơng tin điều khiển, giá trị cảm biến, thông báo... trực quan.
Thông số kỹ thuật:
Điện áp sử dụng: 3.3~5VDC.
Số lượng ký tự: 32 (16 ký tự x 2 dòng). Màu sắc: Chữ trắng – nền
xanh. Phù hợp với board MCU. Tích hợp I2C.
Hình 2.37: Mặt trước và sau của Grove-16x2 LCD (White on Blue) 2.4.12. Đèn báo hiển thị điện áp
Đèn báo hiển thị điện áp được sử dụng nhiều tại các tủ điện cơng nghiệp, nơng nghiệp. Được dùng để báo có nguồn và hiển thị mức điện áp.
Thơng số kỹ thuật:
Dịng tiêu thụ: Nhỏ hơn 18mA.
Tuổi thọ: Trên 100.000 giờ sáng liên tục. Nhiệt độ hoạt động: -25~70 độ C.
Tiêu chuẩn kín nước: IP65 chống nước và chống bụi.
Hình 2.38: Đèn báo pha hiển thị điện áp2.5. Phần mềm và ngơn ngữ lập trình 2.5. Phần mềm và ngơn ngữ lập trình
2.5.1. Arduino IDE
Arduino IDE được viết tắt (Arduino Integrated Development Environment) là một phần mềm lập trình vi xử lí. Mơi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một ứng dụng cross-platform (đa nền tảng) được viết bằng Java, và từ IDE này sẽ được sử dụng cho Ngơn ngữ lập trình xử lý (Processing programming language) và project Wiring. Nó được thiết kế để dành cho những người mới tập
làm quen với lĩnh vực phát triển phần mềm. Nó bao gồm một chương trình code editor với các chức năng như đánh dấu cú pháp, tự động brace matching, và tự động canh lề, cũng như compile(biên dịch) và upload chương trình lên board chỉ với 1 cú nhấp chuột. Một chương trình hoặc code viết cho Arduino được gọi là một sketch.
Hình 2.39: Icon Arduino IDE
Các chương trình Arduino được viết bằng C hoặc C++. Arduino IDE đi kèm với một thư viện phần mềm được gọi là "Wiring", từ project Wiring gốc, có thể giúp các thao tác input/output được dễ dàng hơn. Người dùng chỉ cần định nghĩa 2 hàm để tạo ra một chương trình vịng thực thi (cyclic executive) có thể chạy được: setup(): hàm này chạy mỗi khi khởi động một chương trình, dùng để thiết lập các cài đặt.
loop(): hàm này được gọi lặp lại cho đến khi tắt nguồn board mạch.
2.5.2. Sublime Text 3
Sublime text hay trình soạn thảo văn bản sublime là một trình soạn thảo văn bản tinh vi được các developer sử dụng rộng rãi. Sublime text bao gồm một hệ tính năng đa dạng như Syntax Highlight, Auto Indentation, File Type Recognition, Sidebar, Macros, Plug-in và các Package cho phép làm việc với code base dễ dàng hơn.
Hình 2.41: Icon Sublime Text 3
Phiên bản hiện hành của trình soạn thảo văn bản Sublime là 3.0 và version này tương thích với nhiều hệ điều hành khác nhau như Windows, Linux và MacOS.
Sublime Text Editor là một trình soạn thảo văn bản với đầy đủ tính năng cho phép chỉnh sửa các local file hoặc một code base. Trình soạn thảo cũng bao gồm các tính năng chỉnh sửa code base khác nhau giúp các developer theo dõi được các thay đổi.
Các tính năng khác nhau được Sublime hỗ trợ bao gồm: Syntax Highlight - Đánh dấu cú pháp.
Auto Indentation - Tự động lùi lề.
File Type Recognition - Nhận dạng kiểu tệp.
Sidebar with files of mentioned directory - Thanh bên gồm các tệp của thư mục được đề cập.
Macros.
Plug-in và Packages.
Trình soạn thảo Sublime Text được sử dụng như một IDE -
Hình 2.42: Giao diện soạn thảo của Sublime Text
Một số lợi ích bạn có thể đạt được với trình soạn thảo văn bản Sublime như sau: Có thể giải quyết được các lỗi liên kết.
Theo dõi tất cả các tệp và thư mục đang làm việc. Kết nối với các phiên bản control system như Git, Mercurial. Khả năng giải quyết vấn đề.
Giữ tổ hợp màu cho tổ hợp cú pháp. 2.5.3. Node js
Nodejs là một nền tảng (Platform) phát triển độc lập được xây dựng ở trên Javascript Runtime của Chrome mà chúng ta có thể xây dựng được các ứng dụng mạng một cách nhanh chóng và dễ dàng mở rộng.
Nodejs được xây dựng và phát triển từ năm 2009, bảo trợ bởi công ty Joyent, trụ sở tại California, Hoa Kỳ. Dù sao thì chúng ta cũng nên biết qua một chút chút lịch sử của thứ mà chúng ta đang học một chút chứ nhỉ?
Phần Core bên dưới của Nodejs được viết hầu hết bằng C++ nên cho tốc độ xử lý và hiệu năng khá cao.
Nodejs tạo ra được các ứng dụng có tốc độ xử lý nhanh, dung lượng thấp, realtime thời gian thực.
Nodejs áp dụng cho các sản phẩm có lượng truy cập lớn, cần mở rộng nhanh, cần đổi mới công nghệ, hoặc tạo ra các dự án Startup nhanh nhất có thể.
Hình 2.43: Logo Nodejs
Những ứng dụng có thể và nên viết bằng Nodejs:
Websocket server: Các máy chủ web socket như là Online Chat, Game hoặc là Server…
Fast File Upload Client: là các chương trình upload file tốc độ cao. Ad Server: Các máy chủ quảng cáo.
Cloud Services: Các dịch vụ đám mây.
RESTful API: đây là những ứng dụng mà được sử dụng cho các ứng dụng khác thông qua API.
Any Real-time Data Application: bất kỳ một ứng dụng nào có yêu cầu về tốc độ thời gian thực. Micro Services: Ý tưởng của micro services là chia nhỏ một ứng dụng lớn thành các dịch vụ nhỏ và kết nối chúng lại với nhau. Nodejs có thể làm tốt điều này.
2.5.4. Angular JS
Đây là một mã nguồn mở, 1 framwork cho các ứng dụng web. Được phát triển từ năm 2009, hiện tại được duy trì bởi google và đã ra mắt phiên bản 2.0.
Hình 2.44: AngularjsĐịnh nghĩa chính thức được đưa ra như sau : Định nghĩa chính thức được đưa ra như sau :
AngularJS là một framework có cấu trúc cho các ứng dụng web động. Nó cho phép bạn sử dụng HTML như là ngôn ngữ mẫu và cho phép bạn mở rộng cú pháp của HTML để diễn đạt các thành phần ứng dụng của bạn một cách rõ ràng và súc tích. Hai tính năng cốt lõi: Data binding và Dependency injection của AngularJS loại bỏ phần lớn code mà bạn thường phải viết. Nó xảy ra trong tất cả các trình duyệt, làm cho nó trở thành đối tác lý tưởng của bất kỳ công nghệ Server nào.
Để học được AngularJS bạn cần phải có những kiến thức cơ về javascript, object, string. Việc bạn có hiểu biết chuyên sâu về javascript sẽ giúp cho bạn dễ dàng học AngularJS. Bản chất của AngularJS là hoạt động dạng Single Page, sử dụng API để lấy data, cho nên bạn cần biết các kĩ thuật DHTML, AJAX.
Đặc trưng của AngularJS:
Phát triển dựa trên Javascript
Tạo các ứng dụng client-side theo mơ hình MVC.
Khả năng tương thích cao, tự động xử lý mã javascript để phù hợp vứi mỗi trình duyệt.
Mã nguồn mở, miễn phí hồn tồn và được sủ dụng rộng rãi.
Scope : có nhiệm vụ giao tiếp giữa controller và view của ứng dụng. Controller : xử lí dữ liệu cho đối tượng $scope, từ đây bên views sẽ sử dụng các dữ liệu trong scope để hiển thị ra tương ứng. Data-binding : tự động đồng bộ dữ liệu giữa model và view.
Service : là singleton object được khởi tạo 1 lần duy nhất cho mỗi ứng dụng, cung cấp các phương thức lưu trữ dữ liệu có sẵn. ($http,
$httpBackend, $sce, $controller, $document, $compile, $parse, $root Element, $rootScope …..).
Filter : Lọc các tập con từ tập item trong các mảng và trả về các mảng mới.
Directive : dùng để tạo các thẻ HTML riêng phục vụ những mục đích riêng. AngularJS có những directive có sẵn như ngBind, ngModel…
Routing : chuyển đổi giữa các action trong controller, qua lại giữa các view. MVC & MVVM : mơ hình thiết kế để phân chia các ứng dụng thành nhiều phần khác nhau (gọi là Model, View và Controller) mỗi phần có một nhiệm vụ nhất định. AngularJS không triển khai MVC theo cách truyền thống, mà gắn liền hơn với Model-View-ViewModel. Deep link : Liên kết sâu, cho phép bạn mã hóa trạng thái của ứng dụng trong các URL để nó có thể bookmark với cơng cụ tìm kiếm. Các ứng dụng có thể được phục hồi lại từ các địa chỉ URL với cùng một trạng thái.
Dependency Injection: AngularJS có sẵn một hệ thống con dependency injection để giúp các lập trình viên tạo ra các ứng dụng dễ phát triển, dễ hiểu và kiểm tra.
Hình 2.45: Tính năng cơ bản của AngularJS Các components chính AngularJS Các components chính
ng-app : định nghĩa và liên kết một ứng dụng AngularJS tới HTML. ng-model : gắn kết giá trị của dữ liệu ứng dụng AngularJS đến các điều khiển đầu vào HTML.
ng-bind : gắn kết dữ liệu ứng dụng AngularJS đến các thẻ HTML. Ưu điểm của angularJS
Cung cấp khả năng tạo ra các Single Page Aplication dễ dàng.
Cung cấp khả năng data binding tới HTML, khiến cho người dùng cảm giác linh hoạt, thân thiện.
Dễ dàng Unit test.
Dễ dàng tái sử dụng component.
Giúp lập trình viên viết code ít hơn với nhiều chức năng hơn. Chạy được trên các loại trình duyệt, trên cả PC lẫn mobile. Nhược điểm
Khơng an tồn : được phát triển từ javascript cho nên ứng dụng được viết bởi AngularJS khơng an tồn. Nên có sự bảo mật và xác thực phía server sẽ giúp ứng dụng trở nên an toàn hơn. Nếu người sử dụng ứng dụng của vơ hiệu hóa JavaScript thì sẽ chỉ nhìn thấy trang cơ bản.
Git là một Hệ thống kiểm soát phiên bản phân tán mã nguồn mở. Một số định nghĩa được tổng hợp như sau:
Hệ thống điều khiển: Điều này về cơ bản có nghĩa là Git là một trình theo dõi nội dung. Vì vậy, Git có thể được sử dụng để lưu trữ nội dung - nó chủ yếu được sử dụng để lưu trữ mã do các tính năng khác mà nó cung cấp. Hệ thống kiểm sốt phiên bản: Mã được lưu trữ trong Git tiếp tục thay đổi khi thêm mã. Ngồi ra, nhiều nhà phát triển có thể thêm mã song