Sử dụng xi lanh khí nén là giải pháp gọn nhẹ và thuận tiện hơn so với thủy lực, công suất ñiều khiển khí nén cũng ñơn giản.
• Ưu ñiểm của hệ thống nén khí:
o Có khả năng truyền năng lượng ñi xa, bởi vì ñộ nhớt ñộng học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên ñường dẫn nhỏ.
o Khả năng chịu nén của không khí, nên dễ dàng tạo ñược các dụng cụ chứa khí nén, thậm chí có thể xây dựng một trạm chứa khí nén.
o Không khí dùng ñể nén, hầu như có không giới hạn về số lượng và có thể thải ra ngoài trở lại bầu khí quyển dễ dàng.
o Hệ thống khí nén sạch sẽ, dù cho có sự rò rỉ khí nén ở hệ thống
ống dẫn cũng không gây mối ñe dọa nhiễm bẩn khí quyển.
o Chi phí nhỏ, ñể thiết lập một hệ thống truyền ñộng bằng khí nén, phần lớn trong các xí nghiệp, nhà máy ñã có sẵn ñường dẫn khí nén.
o Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn ñược ñảm bảo, nên tính nguy hiểm của quá trình sử dụng hệ thống truyền ñộng bằng khí nén thấp.
o Các thành phần vận hành trong hệ thống (cơ cấu dẫn ñộng, van, ...) có cấu tạo ñơn giản và giá thành không ñắt.
o Các van khí nén phù hợp một cách lý tưởng ñối với các chức năng vận hành logic, do ñó ñược sử dụng ñểñiều khiển trình tự phức tạp .
• Nhược ñiểm của hệ thống nén khí:
o Lực ñể truyền tải trọng ñến cơ cấu chấp hành thấp. Khi tải trọng trong hệ thống thay ñổi, thì vận tốc truyền cũng thay ñổi theo, bởi vì khả năng ñàn hồi của khí nén lớn. (Không thể thực hiện
ñược những chuyển ñộng thẳng hoặc quay ñều).
o Dòng khí thoát ra ởñường dẫn ra gây nên tiếng ồn.
• Thiết kế nguyên lý ñiều khiển van khí nén
Tất cả các xilanh trên mô hình MiniCIM ñều sử dụng chung một loại van
ñiều khiển các xi lanh, van ñiều khiển khí nén là một loại van ñiện và có cuộn dây bên trong. Chính vì vậy việc ñiều khiển van cũng như ñiều khiển một relay với một nguyên lý rất ñơn giản và hiệu quả (hình 3.10):
24V J8 CON2 1 2 D18 FR107 R25 1k Micro controler Q11 MMBT2222A/SOT
Hình 3.10: Nguyên lý ñiều khiển van khí nén
Ta có thông số kỹ thuật của van là L + ðiện áp 24V
+ ðiện trở cuộn dây 200Ω
Vậy dòng ñiện ñiều khiển là: 24/200= 0.12A = 120mA
ðể có thể ñiều khiển ñóng mở cuộn hút của relay này tôi dùng tranzitor MMBT2222A.
Với loại tranzitor MMBT2222A này có thể cho phép dòng ñiện lên ñến 1A và ñiện áp UCE = 75V (theo phụ lục 6.10) là hoàn toàn thích hợp ñể ñiều khiển van khí nén.
Dựa trên nguyên lý ñiều khiển van nén khí và phân tích tính năng tranzitor, tôi ñã lựa chọn tranzitor MMBT2222A là hoàn toàn thích hợp ñể
chế tạo ñiều khiển xi lanh khí nén sử dụng trong mô hình này.