THIẾT kế, CHẾ tạo THIẾT bị PHÂN LOẠI TRÁI cây THEO màu sắc và KHỐI LƯỢNG

CÁC SỐ LIỆU, TÀI LIỆU BAN ĐẦU - Các loại vi điều khiển: Arduino Nano - Các loại module: Cảm biến màu sắc, cảm biến tiệm cận, cảm biến khối lượng… - Điều khiển thiết bị điện: Relay, động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ MÁY TÍNH – MẠNG

TRUYỀN THÔNG

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHÂN LOẠI TRÁI CÂY THEO

MÀU SẮC VÀ KHỐI LƯỢNG

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Thịnh

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Trọng Nam

Mã sinh viên: 1811505410123 Lớp: 18DT1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tú

Mã sinh viên: 1811505410139 Lớp: 18DT1

Đà Nẵng, 06/2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ MÁY TÍNH – MẠNG

TRUYỀN THÔNG

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHÂN LOẠI TRÁI CÂY THEO

MÀU SẮC VÀ KHỐI LƯỢNG

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Thịnh

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Trọng Nam

Mã sinh viên: 1811505410123 Lớp: 18DT1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tú

Mã sinh viên: 1811505410139 Lớp: 18DT1

Đà Nẵng, 06/2022

Đà Nẵng, ngày …tháng …năm 2022

Ký tên

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN

Đà Nẵng, ngày …tháng …năm 2022

Ký tên

Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng”.

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Thịnh

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Trọng Nam

Mã SV: 1811505410123 Lớp: 18DT1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tú

Mã SV: 1811505410139 Lớp: 18DT1

Đề tài “Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng” là

mô hình phân loại sản phẩm, cụ thể ở đây là nông sản quả cà chua theo cân nặng vàmàu sắc đã được cài đặt sẵn Hoạt động của thiết bị dựa trên cơ chế điều khiển động cơbăng chuyền và xử lí tín hiệu tương tự( màu sắc, cân nặng) thông qua vi xử lý arduinonano được lập trình bởi phần mềm arduino IDE Nhóm sử dụng những đặc điểm riêng

về màu sắc và cân nặng của quả cà chua để làm cơ sở nhận dạng và tiến hành cho thiết

bị phân loại Kết quả thực hiện đề tài là một mô hình có thể phân loại và cân khốilượng được một nhóm quả cà chua thành những nhóm nhỏ có màu sắc khác nhau, cụthể là màu xanh và đỏ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAMĐộc lập- Tự do- Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Thịnh

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Trọng Nam Mã SV: 1811505410123

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tú Mã SV: 1811505410139

I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHÂN LOẠI TRÁI CÂY THEO MÀU SẮC VÀ KHỐI LƯỢNG

II CÁC SỐ LIỆU, TÀI LIỆU BAN ĐẦU

- Các loại vi điều khiển: Arduino Nano

- Các loại module: Cảm biến màu sắc, cảm biến tiệm cận, cảm biến khối lượng…

- Điều khiển thiết bị điện: Relay, động cơ servo

- Màn hình hiển thị: LCD 16x2

- Sử dụng nguồn 5V

Tài liệu ban đầu:

- Tìm hiểu thông tin qua những trang mạng, tài liệu tham khảo

- Tra cứu và tìm hiểu thông tin linh kiện

III NHIỆM VỤ

Nội dung thực hiện:

Nội dung 1: Tổng quan

- Đặt vấn đề liên quan đến đề tài

- Nội dung nghiên cứuNội dung 2: Cơ sở lý thuyết

- Tìm hiểu về cảm biến màu sắc, cảm biến tiệm cận, quang trở

- Tìm hiểu về động cơ điện 1 chiều

- Lựa chọn các linh kiện sử dụng cho hệ thống

- Thiết kế từng khối

- Sơ đồ nguyên lýNội dung 4: Thi công

- Thi công lắp đặt mô hìnhNội dung 5: Kết quả nhận xét, đánh giá, hướng phát triển

- Trình bày kết quả đạt được và không đạt được

- Đưa ra nhận xét và đánh giá sản phẩm

IV CÁC SẢN PHẨM DỰ KIẾN

- Hoàn thành sản phẩm có thể phân loại được trái cây theo yêu cầu đề ra

- Báo cáo tổng kết đồ án tốt nghiệp

V NGÀY GIAO ĐỒ ÁN: 14/02/2022

VI NGÀY NỘP ĐỒ ÁN: 27/05/2022

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022Trưởng bộ môn

ThS Phạm Văn Phát

Người hướng dẫn

ThS Nguyễn Văn Thịnh

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn và biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn VănThịnh, là giảng viên hướng dẫn chúng em thực hiện đề tài này Thầy đã tận tình chỉbảo, giúp đỡ nhóm trong suốt thời gian thực hiện và cũng là người giúp nhóm đưa ranhững ý tưởng, kiểm tra sự phù hợp của đề tài

Nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô trường ĐH Sư phạm Kỹthuật đã giảng dạy và tạo điều kiện cho nhóm trong quá trình học tập và nghiên cứu tạitrường

Cuối cùng, nhóm xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đã luôn ở bên để độngviên và là nguồn cổ vũ lớn lao, là động lực giúp nhóm em hoàn thành đề tài này Mặc

dù đã cố gắng hoàn thành đề tài trong phạm vi và khả năng có thể Tuy nhiên sẽ khôngtránh khỏi những thiếu sót Nhóm em rất mong nhận được sự cảm thông và tận tình chỉbảo của quý thầy cô và toàn thể các bạn

Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

Huỳnh Trọng Nam Nguyễn Tú

i

Đề tài “Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng” là

đề tài nhóm tự nghiên cứu thực hiện dựa vào tham khảo một số tài liệu trước đó vàkhông sao chép tài liệu hay công trình nào khác Nếu có bất kì sự gian lận nào, nhómxin chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

"Đã bổ sung, cập nhật theo yêu cầu của Giảng viên phản biện và Hội đồng chấm

Đồ án tốt nghiệp họp ngày ngày 17, 18/6/2022"

Nhóm sinh viên thực hiện

Huỳnh Trọng Nam Nguyễn Tú

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN 4

TÓM TẮT 5

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ v

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN LOẠI HOA QUẢ, NÔNG SẢN 2

1.1 Thực tế về nền nông nghiệp việt nam [4] 2

1.2 Hiện trạng việc phân loại hoa quả ở việt nam 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Tìm hiểu về cây cà chua 5

2.1.1 Cây cà chua [10] 5

2.1.2 Phân loại quả cà chua theo màu sắc 6

2.2 Cơ sở lý thuyết của cảm biến màu sắc 7

2.2.1 Cảm biến màu sắc là gì? 7

2.2.2 Các loại cảm biến màu phổ biến 8

2.2.3 Nguyên lý hoạt động chung của cảm biến màu 9

2.3 Cảm biến tiệm cận dùng trong phát hiện vật thể 10

2.3.1 Cảm biến tiệm cận [12] 10

2.3.2 Phân loại cảm biến tiệm cận 11

2.3.3 Cấu tạo của 1 cảm biến tiệm cận [12] 12

2.3.4 Đặc điểm của các cảm biến tiệm cận [12] 13

2.4 Động cơ điện 1 chiều [11] 13

2.4.1 Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều 14

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều 14

2.4.3 Phân loại động cơ điện 1 chiều 15

2.4.4 Ứng dụng của động cơ điện 1 chiều 16

2.4.5 Cách khởi động động cơ điện 1 chiều 16

iii

2.5 Cảm biến khối lượng [8] 18

2.5.1 Cấu tạo 18

2.5.2 Nguyên lý hoạt động 20

2.6 Cảm biến cường độ ánh sáng – quang trở 21

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN 22

3.1 Vi điều khiển trung tâm - ardunio nano [14] 22

3.2 Động cơ điều khiển cần gạt [9] 25

3.3 Relay đóng cắt dóng điện SRD 05vdc-sl-c 28

3.4 Bjt đóng cắt relay – 2sc1815 29

3.5 Màn hình hiển thị lcd 16x2 30

3.6 Mạch chuyển đổi adc hx711 32

3.8 Cảm biến loadcell 5kg 34

3.9 Động cơ cho băng tải zs-re81 [5] 35

3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch điện và chức năng linh kiện 36

CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 38

4.1 Sơ đồ khối và chức năng từng khối 38

KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC 1

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Hình 1.1: Nông nghiệp Việt Nam; [4] 2

Hình 2.1: Cây cà chua;[10] 5

Hình 2.2: Quả cà chua chín; 7

Hình 2.3: Một cảm biến màu thương mại; [8] 7

Hình 2.4: Màng lọc màu của cảm biến màu; [13] 8

Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động của cảm biến màu; [13] 10

Hình 2.6: Cảm biến tiệm cận; [12] 11

Hình 2.7: Kiểu đấu nối của từng loại cảm biến; [12] 12

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của cảm biến; [12] 13

Hình 2.9: Cảm biến tiệm cận hồng ngoại; [12] 13

Hình 2.10: Phân loại động cơ điện; [11] 15

Hình 2.11: Điện trở thay đổi tỷ lệ với lực tác động; [8] 19

Hình 2.12: Kết cấu và hoạt động của loadcell; [8] 20

Hình 2.13: Quang trở; [5] 21

Hình 3.1: Arduino nano; [14] 22

Hình 3.2: Động cơ RC Servo; [9] 25

Hình 3.3: Tín hiệu điều khiển của RC servo; [9] 26

Hình 3.4: Ví dụ về momen xoắn; [9] 27

Hình 3.5: Sơ đồ chân của RC Servo; [9] 28

Hình 3.6: Relay; [7] 28

Hình 3.7: Kích thước Relay 5V 10A 5 Chân SRD 05VDC-SL-C; [7] 29

Hình 3.8: BJT C1815; [6] 29

Hình 3.9: Màn hình LCD; [5] 31

Hình 3.10: Module I2C LCD; [9] 31

Hình 3.11: Kết nối HX711 vào hệ thống; [5] 33

Hình 3.12: Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK; [5] 34

Hình 3.13: Hướng dẫn kết nối cảm biến; [5] 34

Hình 3.14: Thông số kỹ thuật của cảm biến; [5] 35

Hình 3.15: Băng tải với động cơ được lắp trong thực tế; 35

Hình 3.16: Sơ đồ nguyên lý mạch điện; 36

Hình 3.17: Cảm biến màu thực tế trên mô hình; 37

Hình 4.1: Sơ đồ khối hệ thống; 38

Hình 4.2: Lưu đồ thuật toán của hệ thống; 39

Hình 4.3: Bo mạch gia công hoàn thiện; 40

Hình 4.5: Cụm cảm biến màu và cảm biến tiệm cận trên mô hình; 41

Hình 4.6: Loadcell kết nối với module HX711 trên mô hình; 41

Hình 4.7: Động cơ servo trên mô hình; 42

Hình 4.8: Mô hình thực tế của sản phẩm; 42

Hình 4.9: Buồng đọc màu, tránh ánh sáng bên ngoài tác động lên cảm biến; 43

Hình 4.10: Cơ cấu gạt servo phân luồng quả xanh – đỏ; 43

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Tên viết tắt Mô tả

AC Alternating Current

ADC Analog to Digital ConverterBJT Bipolar Junction TransistorCdS Cadmium Sulphide

I2C Inter – Integrated CircuitIDE Integrated Development EnvironmentLCD Liquid Crystal Display

LED light-emitting diode

NPN Negative- Positive- NegativePNP Positive- Negative- Positive

RC Radio Controlled

RGB Red, Green, Blue

vii

Với mục đích có tạo ra một thiết bị phân loại sản phẩm theo dây chuyền, thânthiện với người dùng, khả năng tùy biến cao và giá cả phải chăng, nhóm xin giới thiệu

đề tài: “Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng” donhóm tiến hành nghiên cứu và thực hiện Với mô hình này, chúng ta có thể phát triểnthêm thành một hệ thống hoàn chỉnh, có thể giúp nông dân dễ dàng sử dụng, vận hànhcũng như điều chỉnh, thay thế lao động chân tay, giúp giảm nhân công, tăng năng suấtlàm việc đồng thời giảm bớt chi phí lắp đặt và vận hành khi phải đầu tư một hệ thốnglớn Sau quá trình tìm hiểu, nhóm quyết định chọn cà chua làm đối tượng phân loại.Mục tiêu nghiên cứu của đề tài “Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theomàu sắc và khối lượng” là nắm rõ nguyên lý hoạt động của các cảm biến cũng như quátrình hoạt động của băng chuyền, tìm hiểu về vi xử lý arduino nano và phần mềmarduino IDE( Integrated Development Environment) Nhóm mong muốn từ việc tìmhiểu cũng như thực hiện đề tài này sẽ đạt được một số thành công nhất định , thiết kếđược mô hình mạch điều khiển đẹp, tối ưu và xây dựng được mô hình cụ thể

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN LOẠI HOA QUẢ, NÔNG SẢN

1.1 Thực tế về nền nông nghiệp việt nam [4]

Giá trị toàn ngành nông nghiệp ước tính tăng 2,9% trong năm 2021; tỉ lệ số xãchuẩn nông thôn mới đạt 68,2%; kim ngạch xuất khẩu đạt 48,6 tỷ USD Đây là nhữngthành tựu vượt bậc trong bối cảnh dịch COVID-19 Trên cơ sở đó, ngành nông nghiệpxác định trong năm 2022 sẽ triển khai nhiều biện pháp để chuyển đổi sang tư duy kinh

tế nông nghiệp, phát triển chuỗi ngành hàng gia tăng giá trị

Hình 1.1: Nông nghiệp Việt Nam; [4]

Từ việc chủ động, linh hoạt trong chỉ đạo, điều hành sản xuất, năm 2021, ngànhnông nghiệp đã đạt được nhiều kết quả tích cực, nhiều chỉ tiêu phát triển đạt và vượt

kế hoạch đề ra

Về lĩnh vực trồng trọt, cơ cấu cây trồng được chuyển đổi hiệu quả hơn Ngànhnông nghiệp đã đẩy mạnh việc ứng dụng khoa học kỹ thuật, nhất là đối với cây trồngchủ lực; tập trung cải tạo cơ cấu giống, kiểm soát, nâng tỉ lệ sử dụng các giống mới,chất lượng cao Điển hình như sản xuất lúa đã đạt sản lượng đến 43,86 triệu tấn, đápứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu Tỉ trọng gạo chất lượng cao chiếm trên89%, giá gạo xuất khẩu tăng từ 496 USD/tấn năm 2020 lên 503 USD/tấn năm 2021 Rau màu có diện tích khoảng 1,12 triệu ha; sản lượng đạt 18,6 triệu tấn, tăng325.500 tấn so với năm 2020…

SVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 2

Trong lĩnh vực thủy sản, đã đẩy nhanh phát triển bền vững cả nuôi trồng và khaithác Tổng sản lượng thủy sản đạt trên 8,73 triệu tấn, tăng 1,0% so với năm 2020;trong đó khai thác trên 3,9 triệu tấn, tăng 0,9%, nuôi trồng 4,8 triệu tấn, tăng 1,1%.

Đối với lâm nghiệp, tiếp tục thực hiện Chương trình bảo vệ và phát triển rừng,trọng tâm là Đề án “Trồng 1 tỷ cây xanh giai đoạn 2021-2025”; diện tích rừng trồngmới tập trung 278.000 ha và 120 triệu cây phân tán; thu dịch vụ môi trường rừng trên3.100 tỷ đồng

Việc cơ cấu lại ngành nông nghiệp đi vào thực chất, hiệu quả hơn; quy mô và trình

độ sản xuất được nâng cao, chuyển mạnh sang sản xuất hàng hóa trên cơ sở phát huycác lợi thế từng vùng, miền, chuyển dịch theo hướng hiện đại Đồng thời, tiếp tục tậptrung tháo gỡ các điểm nghẽn, nút thắt để thúc đẩy phát triển và cơ cấu lại ngành… vớicác giải pháp đồng bộ, đã tạo đà duy trì tốc độ tăng trưởng GDP với mức tăng 2,85%trên hầu hết các lĩnh vực

Đặc biệt, thị trường tiêu thụ nông sản tiếp tục phát triển, thị trường trong nướcđược mở rộng hơn Kim ngạch xuất khẩu năm 2021 đạt mức cao kỷ lục, trên 48,6 tỷUSD Có 10 nhóm mặt hàng có kim ngạch xuất khẩu trên 1 tỷ USD, trong đó có 6 mặthàng có kim ngạch trên 3 tỷ USD (gỗ và sản phẩm gỗ, tôm, rau quả, hạt điều, gạo, caosu)

Theo Bộ NN&PTNT, tổ chức liên kết chuỗi sản xuất, kinh doanh trong nôngnghiệp tiếp tục được đổi mới; nhiều mô hình liên kết giữa người sản xuất với doanhnghiệp, hợp tác xã (HTX) theo chuỗi được triển khai nhân rộng Năm 2021, thành lậpmới 1.250 HTX nông nghiệp, nâng tổng số lên 78 liên hiệp HTX nông nghiệp, 19.100HTX nông nghiệp; thành lập mới và trở lại hoạt động 1.640 doanh nghiệp, nâng tổng

số lên trên 14.000 doanh nghiệp nông nghiệp

Ứng dụng khoa học công nghệ thúc đẩy cả 3 trục sản phẩm, bảo đảm chất lượng,

an toàn thực phẩm Chương trình “Mỗi xã một sản phẩm” (OCOP) tập trung thực hiệnkết hợp tài nguyên bản địa, văn hóa truyền thống với ứng dụng khoa học-công nghệ,tạo sản phẩm đa dạng, phong phú, chất lượng; đến hết năm 2021, phân hạng và côngnhận 5.320 sản phẩm OCOP, tăng 1,66 lần so với năm 2020

Năm 2021, đã nghiệm thu và công bố, công nhận 54 giống cây trồng, vật nuôi; 80tiến bộ kỹ thuật mới, quy trình kỹ thuật mới; ban hành, công bố 9 Quy chuẩn ViệtNam (QCVN), 106 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và lũy kế đến nay, có 1.220 TCVN

và 232 QCVN

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

Cùng với đó, Chương trình mục tiêu quốc gia xây dựng nông thôn mới (NTM)tiếp tục phát triển, tăng cả về số lượng và chất lượng Hết năm 2021, có 5.614 xã(68,2%) đạt chuẩn NTM, bình quân đạt 17 tiêu chí/xã; có 213 đơn vị cấp huyện thuộc

53 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương; có thêm 3 tỉnh, thành phố với 100% đơn vịcấp huyện đạt chuẩn NTM (Thái Bình, Cần Thơ, Hải Dương), đang hoàn thiện thủ tụctrình Thủ tướng Chính phủ công nhận cấp tỉnh hoàn thành nhiệm vụ xây dựng NTM

Hệ thống kết cấu hạ tầng nông nghiệp, nông thôn được đầu tư nâng cấp và từngbước hiện đại hóa, đồng bộ, nâng cao chất lượng phục vụ ngày càng tốt hơn cho sảnxuất, đời sống dân sinh, phòng chống thiên tai, thích ứng với biến đổi khí hậu Năm

2021, tỉ lệ giải ngân khá, đạt 86,7%, hoàn thành 246/288 dự án triển khai trong kếhoạch trung hạn 2016-2020

Ngoài ra, toàn ngành đã thực hiện hiệu quả 3 đột phá chiến lược, trong đó chútrọng hoàn thiện thể chế, chính sách, pháp luật trong lĩnh vực NN&PTNT Năm 2021,

đã hoàn thành rà soát 443 văn bản, đề xuất sửa đổi, bổ sung, bãi bỏ, thay thế 96 vănbản; kịp thời tháo gỡ ngay các khó khăn, vướng mắc cho doanh nghiệp, người dân đầu

tư vào nông nghiệp, nông thôn do tác động của dịch bệnh COVID-19

1.2 Hiện trạng việc phân loại hoa quả ở việt nam

Hiện nay, ở nước ta nói riêng và ở các nước đang phát triển có nền nông nghiệp làmột trong các ngành sản xuất chủ yếu, quá trình thu hoạch, phân loại và đánh giá chấtlượng các loại sản phẩm nông nghiệp, đặc biệt là các loại hoa quả, chủ yếu còn phảithực hiện bằng các phương pháp thủ công Đây là công việc không quá khó, nhưngtiêu tốn nhiều thời gian, công sức của con người và là rào cản đối với mở rộng pháttriển quy mô sản xuất nông nghiệp [4]

Do đó, nhiều phương pháp tự động hóa công việc thu hoạch, nhận dạng và đánhgiá chất lượng hoa quả đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng thực tế Tuy nhiên,các phương pháp này vẫn chưa thực sự thỏa mãn yêu cầu về khả năng nhận dạng một

số lượng lớn các loại hoa quả với độ chính xác cao do bị hạn chế bởi các đặc trưng củabài toán nhận dạng hoa quả: số lượng chủng loại lớn với nhiều loại hoa quả hết sứctương tự nhau, sự biến thiên về hình dạng, màu sắc, chi tiết trong từng loại quả cũngrất khó dự đoán trước…

Đề tài nghiên cứu “Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc vàkhối lượng” đã được đưa ra với hy vọng có thể ứng dụng thành công các mô hình hiệnđại để xây dựng một hệ thống nhận dạng hoa quả tự động, đặc biệt là đối với các loạihoa quả phổ biến tại nước ta

SVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Tìm hiểu về cây cà chua

2.1.1 Cây cà chua [10]

 Tên khoa học: Lycopersicum esculentum Miller

 Thuộc họ cà: Solanacea

 Danh pháp hai phần: Solanum lycopersicum

 Đặc điểm cây cà chua

 Cây cà chua là giống có thể chịu hạn và có khả năng sinh trưởng tốt trongđiều kiện tự nhiên bình thường

 Là cây dài ngày, thân thảo, màu xanh, có lông, thẳng

 Rễ cây cà chua là rễ chùm, phân nhánh

 Lá cà chua là lá kép, có răng cưa, có lông, nhám

 Hoa cà chua thuộc hoa lưỡng tính, tự thụ phận và nở từng chùm, màu vàngtươi, 5 cánh

Hình 2.1: Cây cà chua;[10]

 Hoa cà chua có màu vàng rất đẹp

 Quả cà chua khi non có màu xanh, và dần chuyển sang màu vàng, màucam, đến khi chín hẳn có màu đỏ tươi

 Quả cà chua hình tròn, bầu dục hoặc hơi dẹt, nhẵn, căng mọng và có nhiềuhột thịt

Công dụng của cà chua [10]

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

 Tốt cho mắt: những người thị lực yếu hoặc bị bệnh quáng cà nên ăn nhiều

cà chua vì trong cà chua có chứa rất nhiều vitamin A và vitamin C Hàmlượng vitamin A còn giúp ngăn ngừa thoái hóa điểm vàng và nguy cơ đụcthủy tinh thể

 Phòng chống ung thư: hàm lượng lycopene rất cao có trong cà chua giúpphòng chống các bệnh ung thư như ung thư tuyến tiền luyệt, dạ dày, cổ tửcung, đại tràng…

 Làm sáng da: chất lycopene trong cà chua có tác dụng chống oxy hóa mạnh

và bảo vệ da khỏi ánh nắng mặt trời Đắp mặt nạ bằng cà chua hàng ngàygiúp bạn có làn da sáng bóng

 Uống nước ép cà chua hàng ngày rất tốt cho sức khỏe và giúp làm đẹp da

 Giảm lượng đường trong máu: các chất chống ôxy hóa trong cà chua giúpbảo vệ thận và thành mạch, ngăn ngừa nguy cơ mắc bệnh tiểu đường Hàmlượng crom và oxy hóa trong cà chua giúp kiểm soát lượng đường trongmáu

 Giúp ngủ ngon: hàm lượng vitamin C và lycopene có tác dụng giúp ngủngon hơn Do đó, những ai bị thiếu ngủ nên bổ sung thêm cà chua vào cácbữa ăn hàng ngày

 Giúp xương chắc khỏe: những ai thường xuyên ăn cà chua có tỷ lệ loãngxương thấp hơn nhiều do trong cà chua có vitamin K và canxi có tác dụnggiúp xương chắc khỏe

 Chữa các bê ̣nh mãn tính: trong cà chua có chứa carotenoid và bioflavonoid

có tác dụng chống viêm rất tốt Những người bị bệnh tim mạch hoặcAlzheimer nên ăn chua rất tốt

 Giúp giảm cân:cà chua chứa rất ít chất béo, không chứa cholesterol, vàchứa rất nhiều chất xơ nên giúp bạn cảm thấy no, d đó có tác dụng giảmcân hiệu quả

2.1.2 Phân loại quả cà chua theo màu sắc

Khi cà chua được chọn lọc bằng màu sắc sẽ đảm bảo được chất lượng của quả càchua giúp cho việc bảo quản được dễ dàng hơn, tính toán được thời gian bảo quản chophù hợp Cũng như bất kì nguyên tắc phân loại khác, việc phân loại theo màu sắc sẽkhông giúp chúng ta chọn lọc được quả cà chua đồng đều, đẹp mắt, nhưng với việc

SVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 6

chất lượng luôn có yếu tố hàng đầu nên việc phân loại theo màu sắc là nguyên tắc quantrọng nhất trong việc phân loại cà chua.

Hình 2.2: Quả cà chua chín;

2.2 Cơ sở lý thuyết của cảm biến màu sắc

2.2.1 Cảm biến màu sắc là gì?

Cảm biến màu phân tách ánh sáng phản xạ từ một đối tượng thành các thành phần

đỏ, xanh lá cây và xanh da trời Mỗi thành phần được đánh giá và xác định xem cóthuộc phạm vi cảm nhận được thiết lập trước đó cho mỗi màu riêng biệt Tiếp cận nàyrất hiệu quả khi giám sát các màu có độ đồng đều trong những ứng dụng như dệt may,công nghiệp nhựa và các quá trình cho màu đồng đều khác

Một kênh nhạy màu cho phép ta thiết lập những đặc tuyến của vật thể cần pháthiện với một lối ra riêng biệt, với những giá trị được lưu ở bộ nhớ trong của cảm biến.Thời gian đáp ứng cho những cảm biến này khoảng 300 µs và kích thước điểm sáng cóthể lên tới 25 mm

Hình 2.3: Một cảm biến màu thương mại; [8]

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

Cảm biến màu lấy tích phân trên toàn diện tích của điểm sáng Vì thế, nếu mộtkhoảng sáng có hai màu, cảm biến sẽ “xem xét” độ tổ hợp của các màu hơn hơn làphân tích từng màu riêng biệt Đây là một cân nhắc rất quan trọng trong các ứng dụngnơi mà điểm cần phân tích có họa tiết hoặc ở dạng mảng màu như các hạt gỗ hoặcnhiều màu sắc như trong nỉ làm ghế xe ôtô Trong những ứng dụng như vậy, cảm biếncho nguồn sáng với điểm sáng lớn lớn với khả năng cho phép lấy tín hiệu trên mộtdiện tích lớn sẽ phù hợp hơn

2.2.2 Các loại cảm biến màu phổ biến

2.2.2.1 Cảm biến dấu màu:

Cảm biến dấu màu được thiết kế để phát hiện dấu màu ở tốc độ cao Chúng khôngthật sự xác định một màu đặc biệt nào đó Thay vào đó, chúng phát hiện sự thay đổimàu trên nền (màu) và xuất một tín hiệu lối ra để chỉ thị sự có mặt của dấu Cảm biếndấu màu cho các điểm sáng tròn có kích thước cỡ 0.5 mm và các điểm sáng hình chữnhật có kích thước 2 mm x 5 mm Để định hướng tốt với dấu màu, cần cố định cảmbiến sử dụng điểm màu hình chữ nhật; điều này làm cho việc phát hiện dấu màu lớn bịhạn chế Cảm biến với điểm sáng tròn phù hợp để phát hiện dấu màu có bề rộng lớnhơn 0.5 mm

Hình 2.4: Màng lọc màu của cảm biến màu; [13]

Mấu chốt để ứng dụng cảm biến dấu màu một cách thành công là phân tích kỹnhững yêu cầu đặc biệt của mỗi ứng dụng Để có kết quả tốt nhât, hãy lựa chọn cảmbiến với điểm sáng không lớn hơn dấu màu nhỏ nhất cần phát hiện

Tốc độ của dấu màu là một yếu tố căn bản trong lựa chọn cảm biến dấu màu Rấtnhiều quá trình như in, và đảo đòi hỏi phát hiện chính xác ở tốc độ cao Ví dụ, dấumàu độ rộng 1 mm di chuyển với tốc độ 610 m/phút, tương đương 1 mm trong 98 µs.Ánh sáng, khi bị điều chế, sẽ cho thẻ ở trạng thái TẮT/MỞ khi dấu màu nằm trongtrường nhận diện hữu hạn Vì thế, độ đáp ứng của cảm biến phải đủ nhanh để thựchiện phép đo trước khi dấu màu nằm ngoài trường nhận diện hữu hạn Nói chung, cầnlựa chọn cảm biến có độ đáp ứng nhanh gấp 4 lần thời gian cần thiết để dấu màu diSVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 8

chuyển một quãng đường bằng chiều rộng của nó sẽ thỏa mãn được yêu cầu vừa nêu.Trong thí dụ này (chiều rộng dấu màu là 0.5 mm), thời gian đáp ứng tối thiểu là 25 µs.2.2.2.2 Cảm biến huỳnh quang:

Cảm biến huỳnh quang đáp ứng với các vật liệu như sơn, mỡ, mực và chất keodính Những vật liệu này thường chứa chất đánh dấu huỳng quang, phát ra những ánhsáng trong vùng khả kiến khi bị nguồn cực tím kích thích Những cảm biến này rất hữudụng trong những ứng dụng có mặt của vật liệu cần xác định một các chính xác

Kỹ thuật áp dụng dấu huỳnh quang thường được sử dụng trong các ứng dụng có

sự biến đổi đáng kể của màu nền và sự biến đổi này cần được bỏ qua như ký tự và hìnhảnh in trên nhãn hàng Một dấu huỳnh quang có thể được in bằng loại mực tàng hìnhlên bất kỳ vị trí nào của nhãn mà không làm ảnh hưởng tới tính thẩm mỹ của nhãn vàvẫn cho phép cảm biến phát hiện được dấu quang (sự có mặt, định hướng và vị trí củanhãn)

Nhiều vật liệu trong sản xuất và đóng gói sử dụng chất đánh dấu lân quang để xácđịnh lại sự có mặt của dấu quang Các vật liệu có thể gồm chất keo dính, gôm, màngmỏng, lực và mỡ bôi trơn Vì nhiều trong số vật liệu này trong suốt hoặc gần như trongsuốt nên sử dụng các loại cảm biến khác không thích hợp

Màu nền hoặc chất huỳnh quang nền là một cân nhắc quan trọng trong những ứngdụng cảm biến huỳnh quang Chúng tôi khuyến nghị nên kiểm tra nền để chắc chắnrằng chất huỳnh quang không tồn tại trong nền, vì điều này có thể ảnh hưởng tới tính

ổn định khi phát hiện dấu quang trong khi đo đạc Những vật liệu này có thể là giấy,chất làm tăng quang có tính huỳnh quang mạnh Rất khó để tạo ra dấu huỳnh quanglớn hơn cường độ nền trên một tờ giấy chất lượng cao Trong những trường hợp đó,mực huỳnh quang trong dải màu Vàng/Xanh lá cây là phù hợp cho phép phân biệt giữadấu quang và trang giấy Nói cách khác, các vật liệu như gỗ, đã có sẵn tính năng phátquang tự nhiên cần một cường độ lớn hơn ở cùng điều kiện chiếu sáng để đảm độ tincậy của phép đo

2.2.3 Nguyên lý hoạt động chung của cảm biến màu

Để phát hiện màu sắc của vật liệu, cần có ba loại thiết bị chính Nguồn sáng đểchiếu sáng bề mặt vật liệu, bề mặt có màu cần được phát hiện và máy thu có thể đobước sóng phản xạ Cảm biến màu chứa một bộ phát ánh sáng trắng để chiếu sáng bềmặt Ba bộ lọc có độ nhạy bước sóng ở 580nm, 540nm, 450nm để đo bước sóng củacác màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam tương ứng [13]

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

Dựa trên sự kích hoạt của các bộ lọc này, màu sắc của vật liệu được phân loại.Một bộ chuyển đổi ánh sáng sang điện áp cũng có trong cảm biến Cảm biến phản ứngvới màu sắc bằng cách tạo ra một điện áp tỷ lệ với màu sắc được phát hiện

Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động của cảm biến màu; [13]

Một cách khác để phát hiện màu sắc là chiếu sáng bề mặt vật liệu bằng đèn LED

Đỏ, Xanh lam và Xanh lục cùng một lúc Ở đây cảm biến không chứa bộ lọc nhưngánh sáng để chuyển đổi điện áp Lượng ánh sáng cao nhất bị bề mặt vật liệu phản xạtrở lại khi được chiếu sáng bằng ánh sáng đỏ, lam và lục được tính toán để phát hiệnmàu

Bên cạnh RGB một số cảm biến màu cũng có thể phát hiện các màu khác nhau.Các bức xạ IR và UV sẽ được lọc ra để xác định màu chính xác của vật liệu Cảm biếncũng chứa bộ chuyển đổi tần số ánh sáng có thể lập trình Các cảm biến này thường rấtmỏng và có thể dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển

2.3 Cảm biến tiệm cận dùng trong phát hiện vật thể

2.3.1 Cảm biến tiệm cận [12]

Cảm biến tiệm cận hay công tắc tiệm cận, sensor tiệm cận, PROX có tên tiếng anh

là Proximity Sensors là loại cảm biến có khả năng phản ứng khi có vật ở gần nó, thôngthường là vài milimet (mm)

Cảm biến tiệm cận thường được lắp tại vị trí cuối của chi tiết máy, tín hiệu đầu racủa cảm biến này sẽ có chức năng khởi động một chức năng khác của máy

Ưu điểm lớn của loại cảm biến này là nó có khả năng hoạt động tốt ngay cả trongmôi trường khắc nghiệt nhất

SVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 10

Hình 2.6: Cảm biến tiệm cận; [12]

2.3.2 Phân loại cảm biến tiệm cận

Có khá nhiều cảm biến tiệm cận công nghiệp Nhưng chỉ có 2 loại chính có thể kểđến, đó là: Cảm biến tiệm cận điện cảm (hay còn gọi là cảm ứng từ) và cảm biến tiệmcận cảm ứng điện dụng Trong đó:

Cảm biến tiệm cận điện cảm – Proximity:

Phát hiện vật bằng cách tạo ra trường điện từ Tuy nhiên, loại cảm biến này chỉ cóthể phát hiện các vật bằng kim loại

Loại này lại tiếp tục được chia thành 02 loại, là:

+ Cảm ứng từ có bảo vệ (Shielded): Từ trường được tập trung ở trước mặt sensortiệm cận nên có ưu điểm là ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh

Tuy nhiên, điều này lại khiến khoảng cách đo bị ngắn đi

+ Cảm ứng từ không có bảo vệ (Un-Shielded): Vì không có sự bảo vệ từ trườngquanh mặt cảm biến nên khoảng cách đo dài hơn loại cảm ứng có bảo vệ Tuy nhiên

nó lại dễ bị nhiễu bởi kim loại xung quanh

Cảm biến tiệm cận điện dụng: Còn gọi là capacitive sensor Cảm biến phát hiệnvật thể ở gần theo nguyên tắc tĩnh điện, tức là dựa vào sự thay đổi điện dung giữa vậtđược cảm biến và đầu cảm biến Loại này có ưu điểm lớn là có thể phát hiện tất cả vậtthể Dù cảm biến tiệm cận điện cảm chỉ có khả năng phát hiện các vật bằng kim loại,nhưng chúng được sử dụng phổ biến hơn trong công nghiệp bởi các loại cảm biến này:+ Ít bị nhiễu hơn

+ Rẻ hơn

Đa phần cảm biến tiệm cận điện cảm đều có đầu ra transistor có logic NPN hoặcPNP (còn được gọi là DC-3 dây) Trong đó cảm biến tiệm cận npn được sử dụng phổbiến hơn

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

Hình 2.7: Kiểu đấu nối của từng loại cảm biến; [12]

2.3.3 Cấu tạo của 1 cảm biến tiệm cận [12]

Về cấu tạo, các loại cảm biến tiệm cận gồm 4 phần:

 Phần cảm biến

 Mạch dao động

 Bộ cảm nhận

 Bộ mạch tín hiệu đầu ra

Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ (đối với loạiProximity Sensor), hoặc vùng điện dung (đối với loại capacitive sensor) Trường điệntừ/ điện dung này phát ra quanh cảm biến trong khoảng cách tối đa đến 60 mm Trongkhoảng cách này, khi gặp vật thể nó sẽ phát ra tín hiệu và truyền về bộ xử lý Tại đây,

bộ xử lý sẽ chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của một vật thể nào

đó trở thành tín hiệu điện Tín hiệu này có thể làm cảnh báo, hoặc dùng để điều khiểnứng dụng thông qua lập trình từ PLC/ máy chủ

Để thực hiện công việc chuyển đổi này, cảm biến tiệm cận cần đến 3 hệ thốngphát hiện tín hiệu, đó là:

Hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần được phát hiện:

SVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 12

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của cảm biến; [12]

2.3.4 Đặc điểm của các cảm biến tiệm cận [12]

Khả năng phát hiện vật thể không cần tiếp xúc trực tiếp, không tác động lên vật.Khoảng cách phát hiện xa nhất có thể lên đến 30 mm

Khả năng hoạt động ổn định, chống rung, chống sốc tốt

Tốc độ đáp ứng cực nhanh, tuổi thọ cao hơn nhiều so với công tắc giới hạn thôngthường (limit switch)

Đầu sensor cảm biến cực nhỏ – lắp được ở nhiều vị trí khác nhau

Có thể hoạt động tốt trong điều kiện môi trường khắc nghiệt

Hình 2.9: Cảm biến tiệm cận hồng ngoại; [12]

2.4 Động cơ điện 1 chiều [11]

Động cơ điện 1 chiều từ lâu đã được áp dụng vào trong máy móc, sản xuấttrong nhiều lĩnh vực, đem lại hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệm được tiền của và công sứclao động

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

Động cơ điện 1 chiều DC (DC chính là từ viết tắt của từ tiếng Anh “DirectCurrent Motors”) tức là động cơ điều khiển bằng dòng điện có hướng được xác định.Hay nói dễ hiểu hơn thì đây chính là loại động cơ hoạt động bằng nguồn điện áp DC -nguồn điện áp 1 chiều

Động cơ điện 1 chiều là loại động cơ đồng bộ, hoạt động bằng dòng điện 1chiều Tốc độ quay của 1 động cơ điện 1 chiều tỷ lệ thuận với nguồn điện áp đặt vào

nó, và ngẫu lực quay cũng tỷ lệ thuận đối với dòng điện Chính vì 2 đặc tính trên màđộng cơ DC được coi là thành phần không thể thiếu trong các hệ thống máy móc kỹthuật đòi hỏi mô men khởi động lớn

2.4.1 Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều

Stato của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hoặc nhiều cặp nam châm vĩnh cửu,(có thể dùng nam châm điện), còn rotor có các cuộn dây quấn, chúng được nối vớinguồn điện 1 chiều Còn bộ phận chỉnh lưu sẽ có nhiệm vụ là làm đổi chiều dòng điệntrong khi chuyển động quay của rotor là chuyển động liên tục Thông thường bộ phậnnày bao gồm có 1 bộ cổ góp và 1 bộ chổi than được mắc tiếp xúc với cổ góp

Nếu trục quay của một động cơ điện 1 chiều được kéo bằng 1 lực từ bên ngoài,động cơ sẽ hoạt động tương tự như 1 chiếc máy phát điện 1 chiều để tạo ra một sứcđiện động cảm ứng có tên là Electromotive force (EMF) Trong quá trình vận hànhbình thường, rotor sẽ quay và phát ra 1 điện áp (còn gọi là sức phản điện động) có tên

là counter - EMF (CEMF) hoặc còn gọi là sức điện động đối kháng

Sức điện động này hoạt động tương tự như sức điện động được phát ra khi động

cơ được sử dụng giống như 1 chiếc máy phát điện Khi đó, điện áp đặt trên động cơ đãSVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 14

bao gồm 2 thành phần đó là: sức phản điện động cùng với điện áp giáng tạo ra do điệntrở ở bên trong của các cuộn dây phần ứng

Dòng điện chạy qua động cơ lúc này sẽ được tính theo biểu thức sau:

I = (Vnguon - Vphandiendong)/ Rphanung

Công suất cơ mà động cơ đưa ra sẽ được tính bằng công thức:

P = I * Vphandiendong

2.4.3 Phân loại động cơ điện 1 chiều

Tùy thuộc vào phương pháp kích từ, có thể tiến hành chia động cơ điện 1 chiềuthành những loại nhỏ hơn dưới đây:

 Động cơ điện 1 chiều được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu

 Động cơ điện 1 chiều có kích từ độc lập

 Động cơ điện 1 chiều với kích từ nối tiếp

 Động cơ điện 1 chiều với kích từ song song

 Động cơ điện 1 chiều với kích từ hỗn hợp, bao gồm 2 cuộn dây kích từ,trong đó 1 cuộn mắc nối tiếp vào phần ứng, còn 1 cuộn mắc song song vàophần ứng

Hình 2.10: Phân loại động cơ điện; [11]

2.4.3.1 Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập

Đặc tính cơ dễ nhận thấy của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập đó là khi nguồn

1 chiều chạy với công suất không đủ lớn thì mạch điện của phần ứng và mạch điệnkích từ mắc vào trong 2 nguồn sẽ độc lập với nhau Lúc này, động cơ điện còn đượcgọi là động cơ điện 1 chiều kích với từ độc lập

Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị phân loại trái cây theo màu sắc và khối lượng

Tham khảo phương trình cân bằng điện áp của mạch điện trong phần ứng sau đây:

Uư = Eư + (Rư + Rf) Iư Trong đó: Uư là ký hiệu của điện áp phần ứng, còn V Eư là

ký hiệu của sức điện động trong phần ứng, V Rư chính là điện trở mạch phần ứng, Iư

là dòng điện của mạch điện phần ứng

Với công thức: Rư = rư + rcf + rb + rct rư, có nghĩa là: Mđt = Mcơ = M u f 2 U R

R K (K ) u M Ф Ф Đây chính là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện mộtchiều hoạt động bằng kích từ độc lập Giả thiết phần ứng đã được bù đủ thì khi đó từthông = const thì các phương trình đặc tính cơ điện cùng với phương trình đặc tính cơ

sẽ được coi là tuyến tính

2.4.3.2 Động cơ điện 1 chiều kích từ song song

Thông thường, chiều dòng điện vào động cơ là I, dòng điện phần ứng là Iư, dòngđiện kích từ là Ikt thì sẽ được tính theo công thức: I = Iư + Ikt Để mở máy, người tathường dùng biến trở để mở máy (gọi là Rmở)

Để điều chỉnh tốc độ của động cơ, người ta thường điều chỉnh Rđc để thay đổidòng điện kích từ Ikt, đồng thời thay đổi cả từ thông Φ Phương pháp này hiện đang sửdụng rất rộng rãi, song cần chú ý một điều rằng, khi giảm từ thông Φ, có thể dòng điệntrong phần ứng Iư sẽ tăng lên quá trị số cho phép Khi đó, cần có bộ phận bảo vệ để cắtđiện kịp thời, không cho động cơ làm việc trong trường hợp từ thông giảm xuống quánhiều

2.4.4 Ứng dụng của động cơ điện 1 chiều

Ứng dụng của động cơ điện 1 chiều hiện nay cũng rất đa dạng, chúng có mặt trongmọi lĩnh vực sản xuất công nghiệp và đời sống: dùng trong đài FM, ổ đĩa DC, trongtivi, máy công nghiệp, các loại máy in, máy photo,

Đặc biệt, trong ngành công nghiệp giao thông vận tải hiện nay, động cơ điện 1chiều được dùng nhiều trong các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay thường xuyên,liên tục trong một phạm vi lớn

2.4.5 Cách khởi động động cơ điện 1 chiều

 Mở máy trực tiếp cho động cơ điện

Đây được xem là phương pháp khởi động đơn giản nhất, vì khi mở máy trực tiếpthì dòng điện mở máy rất lớn, kéo theo momen mở máy cũng lớn

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, dễ thực hiện và chi phí thấp

SVTH: Huỳnh Trọng Nam – Nguyễn Tú GVHD: ThS Nguyễn Văn Thịnh 16