Những nội dung liên quan thực hiện như: Lập trình điều khiển hệ thống robot lấy xe tự động, ứng dụng công nghệ thẻ từ RFID và các cảm biến.. Nhóm tác giả đã thiết kế bãi đỗ xe ô tô tự độ
Mục tiêu
Hệ thống bãi giữ xe ô tô tự động cao cấp được thiết kế và thi công sử dụng công nghệ PLC cùng các thiết bị tự động như cảm biến, công tắc hành trình và động cơ bước để đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả Ứng dụng công nghệ RFID kết hợp xử lý ảnh nhận dạng biển số xe giúp tăng tính tiện lợi và độ chính xác trong việc quản lý và giám sát xe ra vào Đồng thời, hệ thống còn xây dựng các phần mềm quản lý thông minh, nâng cao khả năng kiểm soát, giám sát và tối ưu hóa vận hành bãi đỗ xe.
Nội dung đề tài
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống
Chương 4: Thi công hệ thống kết quả so sánh, thực nghiệm, phân tích, tổng hợp Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Trình bày vấn đề và lý do chọn đề tài, mục tiêu và bố cục của đề tài
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Các bãi giữ xe trên thị trường hiện nay có những ưu điểm như khả năng chứa đựng lớn, thuận tiện cho người dùng và dễ dàng tiếp cận, nhưng cũng tồn tại nhiều nhược điểm như phí dịch vụ cao, điều kiện bảo mật chưa đảm bảo và không linh hoạt trong việc mở rộng diện tích Để thực hiện đề tài này một cách hiệu quả, cần áp dụng các lý thuyết về quản lý không gian, tối ưu hóa dịch vụ và phân tích chi phí-lợi ích để đánh giá và cải thiện các bãi giữ xe Việc nghiên cứu các mô hình vận hành như hệ thống giữ xe tự động, ứng dụng công nghệ thông minh sẽ giúp nâng cao hiệu quả và trải nghiệm người dùng.
Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống
Lựa chọn phương án thiết kế bãi giữ xe dạng hình tháp trụ xuất phát từ ưu điểm tiết kiệm không gian và khả năng tối ưu hóa diện tích lưu trữ xe Thiết kế này phù hợp với các khu vực đông dân cư hoặc các địa điểm có hạn chế về diện tích, giúp tăng công suất lưu trữ mà không làm mất đi tính thẩm mỹ Các linh kiện phù hợp cho hệ thống bãi giữ xe dạng hình tháp trụ bao gồm cảm biến tự động, hệ thống điều khiển trung tâm và các thiết bị cơ khí chịu lực cao nhằm đảm bảo tính bền vững và an toàn trong quá trình vận hành Ngoài ra, việc sử dụng các vật liệu chống ăn mòn và dễ bảo trì cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu quả hoạt động của bãi giữ xe theo mô hình này.
Chương 4: Thi công hệ thống kết quả so sánh, thực nghiệm, phân tích, tổng hợp
Trình bày các sơ đồ khối, bản thiết kế mô hình và nguyên lý hoạt động của hệ thống
Trình bày quá trình thực hiện mô hình phần cứng và các bước để có thể hoàn thành hệ thống bãi giữ xe ô tô tự động
Trình bày những kết quả đạt được từ thực nghiệm Phân tích, đánh giá và so sánh với mục tiêu ban đầu đặt ra
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Trình bày những điểm mạnh và những điều chưa đạt được của hệ thống và đưa ra các giải pháp phát triển cho đề tài trong tương lai
Phân tích các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động phổ biến trên thị trường
Bãi đỗ xe truyền thống
Bãi đỗ xe đơn giản chỉ cần một mảnh đất trống cùng với đội ngũ nhân viên quản lý, bán vé và ghi lại biển số xe của khách hàng Điều này giúp tối ưu hóa hoạt động và đảm bảo an toàn cho phương tiện gửi xe Với cơ sở hạ tầng phù hợp và quy trình thanh toán hiệu quả, dịch vụ đỗ xe này mang lại sự tiện lợi và hài lòng cho khách hàng.
− Chi phí đầu tư thấp
− Chi phí vận hành thấp
− Hệ thống vận hành đơn giản
− Không có tính tự động cao
− Số lượng chỗ giữ xe ít hơn so với các bãi giữ xe nhiều tầng cùng diện tích
− Cần phải có một diện tích đất khá lớn
Hình 2.1: Bãi đỗ xe truyền thống
Bãi đỗ xe dạng khách hàng sẽ tự lái quanh tòa nhà
Giải pháp giữ xe này cơ bản giống như bãi đỗ xe truyền thống nhưng được xây dựng thành tòa nhà nhiều tầng, giúp tối đa hóa không gian đỗ xe Khách hàng sẽ tự lái xe vào chỗ gửi qua các đường vòng được thiết kế hợp lý để xe di chuyển dễ dàng Mô hình bãi đỗ xe dạng này mang hình dạng như hình 2.2, tối ưu hóa diện tích và thuận tiện cho người sử dụng.
− Có nhiều chỗ giữ xe hơn so với bãi giữ xe truyền thống Tuy nhiên vẫn chưa tối ưu lắm về mặt sử dụng không gian gửi xe
Nhược điểm chính của dịch vụ là khách hàng tự lái xe vào khu vực gửi xe, điều này làm giảm mức độ an toàn Bên cạnh đó, việc khách hàng tự điều khiển xe còn dẫn đến lượng khí thải từ ô tô chưa được giảm thiểu đáng kể, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.
Bãi đỗ xe ô tô dạng xoay vòng
Hệ thống bãi đỗ xe tự động được thiết kế để tối ưu hóa quá trình gửi xe, cho phép các xe được gửi xoay vòng một cách dễ dàng và thuận tiện Với khả năng quay hai chiều, hệ thống giúp lấy xe nhanh chóng hơn, tiết kiệm thời gian cho người dùng Bãi đỗ xe dạng tự động này thường có hình ảnh minh họa như hình 2.4, thể hiện rõ cấu trúc và hoạt động của hệ thống.
− Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp
− Thời gian cất và lấy xe nhanh chóng
− Hệ thống gọn nhẹ, lắp đặt nhanh
− Chỉ phù hợp với những không gian nhỏ
− Số lượng chỗ đỗ xe nhỏ
Bãi đỗ xe ô tô tự động dạng tòa nhà hình trụ tròn
Trong hệ thống bãi giữ xe ô tô tự động, xe được cất giữ quanh các hình trụ tròn giúp tối ưu hóa diện tích và tăng số lượng chỗ đỗ xe Mô hình bãi đỗ xe dạng này không chỉ tiết kiệm không gian mà còn mang lại hiệu quả cao trong quản lý và vận hành Hình ảnh minh họa cho hệ thống này thể hiện rõ cấu trúc hình trụ, như trong hình 2.3, giúp người đọc hình dung dễ dàng về thiết kế sáng tạo của bãi đỗ xe tự động.
− Có sức chứa số lượng xe lớn hơn so với những bãi đỗ xe ô tô tự động khác
− Thời gian lấy xe nhanh, tính tự động cao
− Tính thẩm mỹ của hệ thống cao, làm tăng mỹ quan đô thị của thành phố hiện đại
− Cắt giảm được một lượng khí thải của xe vì hệ thống hoạt động khi xe đã tắt máy góp phần bảo vệ môi trường
✓ Nhược điểm: Vấn đề về chi phí đầu tư và yêu cầu về kỹ thuật công nghệ cao
Hình 2.3: Bãi đỗ xe ô tô tự động hình trụ tròn
Bãi đỗ xe ô tô tự động dạng tòa nhà hình vuông
Trong hệ thống bãi giữ xe ô tô tự động này, xe sẽ được cất giữ ở các vị trí 2 bên của bãi
- Thời gian cất và lấy xe nhanh chóng
− Tính thẩm mỹ khá cao, có thể lắp đặt ngầm dưới lòng đất
− Sử dụng tốt ở những nơi có diện tích đất hẹp
✓ Nhược điểm: Giá đầu tư cao.
Các cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài
Giới thiệu công nghệ RFID
Công nghệ nhận dạng qua tần số vô tuyến (RFID) sử dụng kết nối sóng vô tuyến để xác định đối tượng thông qua các thẻ từ chứa chip điện tử Các thẻ này nhận năng lượng từ thiết bị đọc RFID để gửi lại mã thông tin qua sóng mang, giúp thiết bị nhận biết chính xác thẻ từ đó Mỗi thẻ có mã riêng gọi là UID (Unique Identifier), không trùng lặp Thiết bị RFID có thể hoạt động trong phạm vi vài centimet đến vài trăm mét tùy loại thẻ và tần số sử dụng Công nghệ RFID không dùng tia sáng như mã vạch, giúp đọc thông tin từ khoảng cách nhỏ và xuyên qua môi trường, vật liệu như bê tông, tuyết hay sương mù, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng đọc xuyên vật cản Các thành phần của hệ thống RFID, như antenna, đóng vai trò trong việc phát và thu tín hiệu điện từ, đảm bảo quá trình nhận dạng chính xác và nhanh chóng.
Ngôn ngữ lập trình Ladder Logic và Ladder Diagram
Ladder Logic hay Ladder Diagram (LD/LAD) là một trong năm ngôn ngữ lập trình PLC được chỉ định sử dụng theo tiêu chuẩn IEC 61131-3
Ladder Logic, còn gọi là sơ đồ bậc thang hoặc LD/LAD, là ngôn ngữ lập trình đồ họa dùng để lập trình PLC (Programmable Logic Controller) Nó thể hiện các hoạt động logic bằng ký hiệu tượng trưng trên các nấc thang, tạo thành dạng giống như một chiếc thang, do đó được gọi là “Ladder Logic” hay “Ladder Diagram” Đây là ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến, giúp lập trình viên thiết kế hệ thống điều khiển một cách dễ hiểu và trực quan.
LAD là ngôn ngữ lập trình đồ họa phổ biến trong tự động hóa và điều khiển Ngôn ngữ này sử dụng các đường ray và bậc thang chứa ký hiệu logic để xây dựng các biểu thức ra quyết định, giúp dễ dàng hiểu và thiết lập hệ thống điều khiển Điểm đặc biệt của Ladder Logic là trông giống như một bậc thang thực tế, từ đó có tên gọi quen thuộc là lập trình LAD Đây là công cụ hiệu quả cho các kỹ sư và nhà tự động hóa trong việc phát triển hệ thống điều khiển logic phức tạp một cách trực quan và dễ dàng.
Vision Assistant 2021
AVEVA đã giới thiệu Vision AI Assistant 2021, một công cụ phân tích hình ảnh dựa trên trí tuệ nhân tạo, tích hợp dễ dàng vào nền tảng hệ thống AVEVA và giao diện quản lý hoạt động cũng như AVEVA Insight Giải pháp này giúp khách hàng chuyển đổi video và hình ảnh từ camera đa năng thành thông tin thân thiện với người dùng, cung cấp cảnh báo kịp thời trong môi trường công nghiệp với độ trễ thấp Vision AI Assistant sử dụng deep learning để đào tạo và triển khai các mô hình AI hoạt động 24/7, nâng cao nhận thức tình huống và giảm tải gánh nặng theo dõi nguồn cấp dữ liệu camera trực tiếp, giúp vận hành hiệu quả hơn.
LRP, ANPR và công nghệ nhận dạng biển số xe tự động
Hệ thống Nhận dạng biển số tự động (ANPR/LPR) là công nghệ cho phép đọc biển số xe mà không cần sự can thiệp của con người, hoạt động dựa trên việc chụp ảnh tốc độ cao và phát hiện các ký tự trong hình ảnh Công nghệ này sử dụng khả năng nhận dạng ký tự để chuyển đổi hình ảnh thành dữ liệu văn bản, cung cấp tập hợp siêu dữ liệu xác định biển số xe và nội dung văn bản đã được giải mã Thanh công cụ này giúp tự động hoá quá trình ghi nhận thông tin biển số xe một cách chính xác và hiệu quả.
LPR, còn gọi là Nhận dạng biển số xe, là công nghệ camera đặc biệt được thiết kế để xử lý các thách thức trong việc ghi nhận biển số xe như tốc độ cao, điều kiện thời tiết xấu như sương mù, tầm nhìn ban đêm và phản chiếu của vật liệu Công nghệ LPR giúp cải thiện độ chính xác và tốc độ trong việc phát hiện, ghi nhận biển số xe, hỗ trợ công tác quản lý giao thông và an ninh trật tự Với khả năng thích nghi với các điều kiện khắc nghiệt, LPR đã trở thành công cụ quan trọng trong các hệ thống giám sát và quản lý phương tiện hiện đại.
ANPR, hay Nhận dạng Biển số tự động, là công nghệ sử dụng phần mềm để lấy dữ liệu từ camera LPR và nhận diện các ký tự chữ số trên biển số xe Dữ liệu nhận dạng được phân tích và có thể lưu trữ hoặc sử dụng để so sánh với cơ sở dữ liệu nhằm kiểm tra chính xác và nâng cao hiệu quả quản lý biển số xe Công nghệ ANPR giúp tự động hoá quá trình nhận dạng biển số, tiết kiệm thời gian và tăng cường độ chính xác trong các hệ thống kiểm soát giao thông, đỗ xe hoặc quản lý tài sản.
Các chuẩn truyền dữ liệu
2.2.5.1 Chuẩn giao tiếp USB (Universal Serial Bus)
USB là chuẩn kết nối tuần tự đa dụng trong máy tính, thường được sử dụng để kết nối các thiết bị ngoại vi như Arduino Để máy tính có thể làm việc với Arduino qua cáp USB, cần cài đặt driver phù hợp, trong đó CH341SER đóng vai trò quan trọng bằng cách quét và nhận diện các cổng giao tiếp, bao gồm cả Arduino Đặc biệt trên các máy tính Windows 10, đôi khi xảy ra lỗi không nhận diện được Arduino sau khi cắm, và lúc này driver CH341SER trở nên vô cùng hữu ích để khắc phục sự cố kết nối.
Cáp USB có đặc trưng là chứa hai sợi nguồn (+5V và GND), giúp cấp nguồn lên đến 500mA ở điện áp 5VDC cho thiết bị kết nối Khi cắm Arduino vào máy tính qua cáp USB, nguồn điện đã được cung cấp trực tiếp mà không cần nguồn độc lập Ngoài ra, các thiết bị USB có tính năng nóng, cho phép cắm rút dễ dàng bất cứ lúc nào mà không ảnh hưởng đến hệ thống.
RS232 is a communication standard developed by the Electronic Industry Association (EIA) and the Telecommunications Industry Association (TIA) It was once the most widely used communication protocol, commonly referred to as RS232 or RS-232 This serial communication standard facilitates data exchange between computers and peripheral devices, making it a fundamental technology in various electronic applications Understanding RS232 is essential for those working in electronics and telecommunications, as it remains a key standard for serial data transmission.
The standard 232, also known as EIA/TIA-232-E, specifically pertains to serial data transmission between a host (Data Terminal Equipment - DTE) and a peripheral device (Data Circuit-Terminating Equipment - DCE).
Có 2 phiên bản RS232 được sử dụng trong thời gian dài nhất là RS232B và RS232C Tuy nhiên, hiện nay chúng ta chỉ thấy xuất hiện phiên bản RS232C và thường được gọi với tên ngắn là RS232 Trong phần cứng máy tính, thường có 1 hoặc
2 cổng RS232C và được gọi là cổng COM Cổng COM này thường được chia thành
2 loại là 9 chân hoặc 25 chân tùy theo đời máy, hay main máy tính (tuy nhiên hiện tại thì chúng ta thấy nhiều loại 9 chân hơn)
✓ Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao
✓ Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện
✓ Các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua công nối tiếp
✓ Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +-12V Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ 3000 ôm – 7000 ôm
✓ Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -12V, mức logic 0 từ +-3V đến 12V
✓ Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn hơn)
✓ Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF
✓ Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm
✓ Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m
✓ Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn hay dùng : 9600, 19200, 28800,
Trong các hệ thống truyền tải dữ liệu, tốc độ truyền từ 38.400 đến 115.200 bps và thậm chí lên tới 1.152.000 bps Để giảm nguy cơ nhiễu giữa các tín hiệu kế cận, tốc độ thay đổi (slew rate) được giới hạn tối đa là 30 V/μs, đảm bảo tín hiệu truyền ổn định và giảm thiểu xung nhiễu Ngoài ra, tốc độ truyền dữ liệu cũng được giới hạn tối đa là 20 kbps để tăng cường độ ổn định của hệ thống, mặc dù giới hạn này đã được nâng cao nhiều lần để phù hợp với các yêu cầu mới.
Trở kháng của mạch điều khiển được chỉ định từ 3 đến 7 kΩ để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Tải dung tối đa của đường truyền giới hạn ở mức 2500 pF, giúp duy trì độ ổn định của tín hiệu Chiều dài tối đa của cáp truyền dẫn phụ thuộc vào loại cáp và điện dung trên đơn vị chiều dài, giúp xác định phạm vi truyền tải phù hợp.
✓ Chân 1 : Data Carrier Detect (DCD) : Phát tín hiệu mạng dữ liệu
✓ Chân 2: Receive Data (RxD) : Nhận dữ liệu
✓ Chân 3 : Transmit Data (TxD) : Truyền dữ liệu
✓ Chân 4 : Data Terminal Ready (DTR) : Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng được kích hoạt bởi bộ phận khi muốn truyền dữ liệu
✓ Chân 5 : Signal Ground ( SG) : Mass của tín hiệu
✓ Chân 6 : Data Set Ready (DSR) : Dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt bởi bộ truyền khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu
✓ Chân 7 : Request to Send : yêu cầu gửi, bộ truyền đặt đường này lên mức hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu
Chân 8, hay còn gọi là Clear To Send (CTS), có chức năng xóa để gửi, giúp bộ nhận đặt đường này ở mức kích hoạt để thông báo cho bộ truyền biết rằng nó đã sẵn sàng nhận tín hiệu Đây là bước quan trọng trong quá trình truyền dữ liệu, đảm bảo truyền thông diễn ra chính xác mà không bị gián đoạn Đặc biệt, tín hiệu CTS giúp điều phối lưu lượng truyền dữ liệu, nâng cao hiệu suất của hệ thống mạng không dây.
✓ Chân 9 : Ring Indicate (RI) : Báo chuông cho biết là bộ nhận đang nhận tín hiệu rung chuông
Các hệ thống logic hiện nay chủ yếu sử dụng các chuẩn logic TTL hoặc CMOS để đảm bảo tính tương thích và ổn định trong truyền tín hiệu Khi cần giao tiếp bằng chuẩn RS-232, cần sử dụng các mạch điều khiển và thu phù hợp để chuyển đổi tín hiệu giữa các chuẩn logic này Việc sử dụng mạch RS-232 giúp kết nối các thiết bị với nhau dễ dàng, đảm bảo truyền dữ liệu chính xác và ổn định trong hệ thống viễn thông và máy tính.
RS-232 driver và receiver, hay còn gọi là RS-232 transceiver, đóng vai trò chuyển đổi tín hiệu giữa TTL/CMOS và giao diện RS-232 vật lý Các bộ transceiver hiện nay thường tích hợp bơm điện tích (charge pump) để tạo ra các mức điện áp RS-232 chuẩn (+12 V và -12 V) từ nguồn điện một chiều thấp (5 V hoặc 3.3 V), giúp đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định của các thiết bị truyền thông.
Chuẩn RS-232 chủ yếu dùng để giao tiếp giữa thiết bị DTE và DCE, do đó, khi hai máy tính (là các thiết bị DTE) muốn giao tiếp qua RS-232, cần có các thiết bị DCE như modem làm trung gian Các thiết bị DCE này là ngoại vi có thể giao tiếp trực tiếp với nhau bằng các tiêu chuẩn truyền thông phù hợp.
Mức điện áp của tiêu chuẩn RS232C ( chuẩn thường dùng bây giờ) được mô tả như sau:
Các mức điện áp trong phạm vi từ -3V đến 3V thể hiện trạng thái chuyển tuyến, trong khi phạm vi từ -3V đến 3V không được định nghĩa rõ ràng Khi thay đổi tín hiệu từ thấp lên cao hoặc ngược lại, cần vượt qua một độ trễ nhất định trong thời gian ngắn hợp lý để đảm bảo tính chính xác của tín hiệu Do đó, cần hạn chế điện dung của các thiết bị tham gia và của đường truyền để duy trì hiệu suất tối ưu Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn, với phần lớn hệ thống hiện nay hỗ trợ tốc độ tối đa khoảng 19,2 kBd.
2.2.5.3 Kết nối cổng nối tiếp (Serial Port)
Cổng Serial Port (hay cổng nối tiếp) từng là một trong những cổng kết nối ngoài phổ biến nhất của máy tính trong quá khứ, chủ yếu dùng để kết nối modem Hiện nay, các hệ thống mới dần loại bỏ cổng nối tiếp để chuyển sang cổng USB, nhưng nhiều modem vẫn còn sử dụng cổng Serial Port Đầu nối của cổng nối tiếp có thể là 9 chân hoặc 25 chân, với chức năng chính ban đầu là kết nối modem với máy tính để truyền dữ liệu.
✓ Data Carrier Detect: xác định xem modem có được kết nối với cáp và đang hoạt động hay không
✓ Receive Data: máy tính nhận thông tin được gửi từ modem
✓ Transmit Data: máy tính gửi thông tin đến modem
Data Terminal Ready: máy tính thông báo cho modem rằng nó đã sẵn sàng để giao tiếp
Signal Ground: chân nối đất
Modem gửi tín hiệu "Data Set Ready" để báo cho máy tính biết rằng nó đã sẵn sàng để giao tiếp Khi đó, máy tính sẽ gửi yêu cầu "Request To Send" để hỏi modem có thể gửi thông tin hay không, đảm bảo quá trình truyền dữ liệu diễn ra suôn sẻ và hiệu quả.
Clear To Send: modem cho máy tính biết rằng nó có thể gửi thông tin
Ring Indicator: khi giao tiếp đã được thực hiện, máy tính sẽ nhận tín hiệu (được gửi từ modem) và thông báo được hiển thị
Not Used: không được sử dụng
Transmit Data: máy tính gửi thông tin đến modem
Receive Data: máy tính nhận thông tin được gửi từ modem
Request To Send: máy tính hỏi modem có thể gửi thông tin không
Clear To Send: modem cho máy tính biết rằng nó có thể gửi thông tin
Data Set Ready: modem báo cho máy tính biết rằng nó đã sẵn sàng để giao tiếp
✓ Signal Ground: chân nối đất
✓ Received Line Signal Detector: xác định xem modem có được kết nối với cáp và đang hoạt động hay không
✓ Not Used: Transmit Current Loop Return (+)
✓ Not Used: Transmit Current Loop Data (-)
✓ Not Used: Receive Current Loop Data (+)
✓ Data Terminal Ready: máy tính thông báo cho modem rằng nó đã sẵn sàng để giao tiếp
✓ Ring Indicator: khi giao tiếp đã được thực hiện, máy tính sẽ nhận tín hiệu (được gửi từ modem) và thông báo được hiển thị
Điện áp truyền qua các chân của dòng Current Loop Return (-) có thể ở hai trạng thái: Bật hoặc Tắt Khi chân ở trạng thái Bật, nghĩa là tín hiệu được truyền với giá trị nhị phân “1” từ -3 đến -25 V, còn trạng thái Tắt tượng trưng cho tín hiệu từ +3 đến +25 V với giá trị nhị phân “0”.
Giới thiệu một số phần mềm lập trình
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là nền tảng thiết kế hệ thống và môi trường phát triển phần mềm trực quan do National Instruments, Hoa Kỳ, phát triển, nổi bật với ngôn ngữ lập trình đồ họa “G” Ngôn ngữ này không nhầm lẫn với mã G truyền thống trong lập trình điều khiển số (NC), thường dùng trong tự động hóa sản xuất máy móc Được ra mắt lần đầu trên nền tảng Apple Macintosh vào năm 1986, LabVIEW chủ yếu được ứng dụng trong thu thập dữ liệu, điều khiển thiết bị và tự động hóa công nghiệp trên nhiều hệ điều hành như Windows, Unix, Linux và macOS, giúp nâng cao hiệu quả và tự động hóa các quá trình kỹ thuật.
2.2.6.2 IDE Đây là một phần mềm được dùng để lập trình cho vi điều khiển Arduino được viết bằng Java mà ta có thể dễ dàng biên dịch (compile) và gửi chương trình (upload) lên board mạch Arduino chỉ bằng 1 cú nhấp chuột Một chương trình được viết cho Arduino được gọi là một sketch Ta có thể viết chương trình cho Arduino bằng ngôn ngữ C hoặc C++ Khi lập trình thì ta cần lưu ý đến 2 hàm để tạo ra một chương trình hoàn chỉnh có thể chạy được Đó là:
✓ Setup(): Hàm này để thiết lập các cài đặt, chỉ chạy mỗi khi khởi động một chương trình
Hàm loop() trong Arduino được lặp đi lặp lại liên tục cho đến khi nguồn cấp của board mạch bị tắt, tương tự như vòng lặp while (true) trong C/C++ hoặc khối hàm OB1 trong PLC Siemens Một trong những ưu điểm nổi bật của nền tảng Arduino là là mã nguồn mở, giúp cộng đồng người dùng có thể dễ dàng truy cập và phát triển Nhờ vào cộng đồng lớn trên toàn thế giới, hỗ trợ từ Arduino rất phong phú và hữu ích Tại Việt Nam, cộng đồng Arduino também rất phát triển, trong đó nổi bật là arduino.vn.
Hình 2.7: Phần mềm Arduino 2.2.6.3 GX Works2
Phần mềm GX-Work 2 là phần mềm được Mitsubishi nâng cấp và thay thế cho
GX Developer là phần mềm lập trình PLC có giao diện trực quan, thân thiện và dễ sử dụng hơn, giúp thao tác mượt mà và hiệu quả Ngoài ra, phần mềm còn hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến như FBD (Function Block Diagram) và SFC (Sequential Function Chart), đáp ứng đa dạng nhu cầu của kỹ sư tự động hóa.
✓ GX Works2 là một công cụ lập trình dùng để thiết kế, gỡ lỗi, và duy trì chương trình trên Window
✓ GX Works2 đã cải thiện chức năng và khả năng thao tác, với những tính năng dễ sử dụng hơn khi so sánh với GX Developer đã có.
GX Works2 quản lý các chương trình và thông số đầu vào của dự án cho mỗi CPU điều khiển khả trình
Hình 2.8: Phần mềm GX Works2
MX OPC Server là trình điều khiển truy cập dữ liệu I/O của Mitsubishi, giúp kết nối linh hoạt giữa phần cứng Mitsubishi và phần mềm điều khiển quy trình Nó còn cung cấp khả năng quản lý cảnh báo và sự kiện (Alarm/Event), đảm bảo hệ thống tự động vận hành hiệu quả và an toàn hơn Với khả năng giao tiếp đa giao thức, MX OPC Server là giải pháp lý tưởng cho các hệ thống tự động hóa công nghiệp, nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của quá trình điều khiển.
Tích hợp tính linh hoạt và dễ sử dụng: OLE để kiểm soát quy trình (OPC) V3.00
− Máy chủ MX OPC bao gồm các thành phần sau:
− Trình cấu hình MX OPC
✓ MX RunTime cung cấp các chức năng sau:
− Tự động tạo khối dữ liệu
− Cung cấp cấu hình và điều khiển cục bộ
− Hỗ trợ giao tiếp qua modem điện thoại
− Chuyển đổi thiết bị cá nhân, khối dữ liệu và thẻ
− Cung cấp dữ liệu chốt
− Cung cấp ngày và giờ cho dữ liệu và cảnh báo
− Cung cấp cách viết ra các khối
− Hỗ trợ các phần tử mảng và đọc các bit
− Cung cấp các tính năng chẩn đoán nâng cao
✓ MX OPC Configurator cung cấp các tính năng sau:
− Kết nối với máy chủ IO
− Chế độ xem Thống kê hiển thị trạng thái của IO khi nó đang chạy
− Chế độ xem cấu hình hiển thị can thiệp phần cứng, khối dữ liệu và quy trình thẻ
− Monitor View: giám sát trạng thái thời gian thực
Giới thiệu một số phần cứng được sử dụng trong đề tài
PLC (Programmable Logic Controller) là một bộ điều khiển logic có thể lập trình được, ngày càng phổ biến trong tự động hóa công nghiệp Hiện nay, các hãng như Siemens (Đức), Omron (Nhật Bản), Mitsubishi (Nhật Bản) và nhiều nhà sản xuất khác đều cung cấp các dòng PLC đa dạng Các ngôn ngữ lập trình phổ biến cho PLC bao gồm LAD (Ladder Logic – dạng hình thang), FBD (Function Block Diagram – Khối chức năng), STL (Statement List – liệt kê lệnh), trong đó LAD được ưa chuộng nhất nhờ vào tính đơn giản và dễ hiểu PLC nhận các tín hiệu đầu vào, sau đó sử dụng các thuật toán điều khiển do người dùng lập trình để xuất ra các tín hiệu đầu ra điều khiển thiết bị hoạt động hiệu quả.
Cấu trúc bên trong PLC được thể hiện trong hình 2.10 gồm có :
− Bộ nhớ chương trình RAM, ROM
− Một bộ vi xử lý trung tâm CPU, dùng để xử lý các thuật toán
− Các module tín hiệu vào ra
PLC được cấu trúc thành các module dễ dàng thay thế và mở rộng theo nhu cầu, giúp nâng cao tính linh hoạt cho hệ thống tự động hóa Ngoài ra, PLC còn có khả năng chống nhiễu tốt, đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, trở thành sự lựa chọn hàng đầu cho các hệ thống tự động hóa công nghiệp.
Hình 2.10: Cấu trúc PLC Ứng dụng:
PLC được ứng dụng rộng rãi trong điều khiển các thiết bị công nghiệp như máy bơm, lò nhiệt, động cơ, hệ thống băng tải, thang máy và các dây chuyền sản xuất, góp phần nâng cao hiệu suất vận hành và tự động hóa quy trình sản xuất.
Hình 2.11: Một số loại PLC thông dụng
Arduino là một board mạch vi xử lý dựa trên nền tảng AVR Atmel 8-bit hoặc ARM Atmel 32-bit, phổ biến với cổng USB và các chân input analog lẫn digital để tương tác với các thiết bị khác Đây là giải pháp lập trình dễ dàng, giá thành phải chăng dành cho những người yêu thích công nghệ muốn tạo ra các ứng dụng thực tế bằng cảm biến và cơ cấu chấp hành Về phần cứng, Arduino thường sử dụng các dòng chip như ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 và ATmega2560, phù hợp với nhiều dự án khác nhau Hiện nay, các dòng Arduino phổ biến gồm Arduino Uno, Arduino Mega, Arduino Nano, Arduino Due và Arduino Leonardo, đều thuộc nền tảng phần cứng mã nguồn mở Ngoài ra, nhiều nhà phát triển còn phát hành các sản phẩm thương mại tương thích với Arduino nhưng mang tên gọi '-duino', mở rộng khả năng ứng dụng và sáng tạo trong cộng đồng maker.
Hình 2.12: Một số loại Arduino thông dụng
Cảm biến hồng ngoại (IR sensor) là thiết bị điện tử sử dụng ánh sáng hồng ngoại để cảm nhận các đối tượng trong môi trường xung quanh Nó có khả năng đo nhiệt độ của vật thể và phát hiện chuyển động dựa trên bức xạ hồng ngoại mà các vật thể phát ra Trong quang phổ hồng ngoại, hầu hết các vật thể đều phát ra bức xạ nhiệt mà mắt thường không thể nhận diện, nhưng cảm biến hồng ngoại có thể phát hiện ra những bức xạ này để xác định vị trí và nhiệt độ của các đối tượng.
Bộ phát chỉ là một đèn LED hồng ngoại (Light Emitting Diode), trong khi bộ thu là một điốt quang IR nhạy cảm với ánh sáng hồng ngoại có cùng bước sóng Khi ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED chiếu vào điốt quang, điện trở và điện áp đầu ra của điốt sẽ thay đổi theo mức độ ánh sáng nhận được Điều này cho phép cảm biến hoạt động chính xác dựa trên sự thay đổi của các tham số điện tử trong điốt quang IR.
Trong hệ thống phát hiện hồng ngoại điển hình, có năm yếu tố cơ bản bao gồm nguồn hồng ngoại, phương tiện truyền dẫn, thành phần quang học, đầu dò hoặc máy thu hồng ngoại và xử lý tín hiệu Laser hồng ngoại và đèn LED hồng ngoại đóng vai trò quan trọng trong việc phát ra ánh sáng hồng ngoại để phục vụ quá trình cảm biến và phân tích Các thành phần này phối hợp nhịp nhàng giúp hệ thống hoạt động chính xác, hiệu quả trong các ứng dụng như an ninh, tự động hóa và đo lường.
Các phương tiện chính để truyền tia hồng ngoại gồm chân không, khí quyển và sợi quang học, đảm bảo hiệu quả truyền tải cao và ổn định Các thành phần quang học đóng vai trò quan trọng trong việc tập trung bức xạ hồng ngoại và hạn chế phản ứng quang phổ, nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Có hai loại cảm biến hồng ngoại :
✓ Cảm biến hồng ngoại hoạt động
✓ Cảm biến hồng ngoại thụ động
Hình 2.13: Một số loại cảm biến hồng ngoại thông dụng
Động cơ bước là một loại động cơ điện đồng bộ có khả năng chuyển đổi các tín hiệu xung rời rạc thành các chuyển động góc quay chính xác Nhờ hoạt động theo từng bước, động cơ bước đảm bảo độ chính xác cao trong điều khiển vị trí Chính vì đặc tính này, nó được widely ứng dụng trong ngành tự động hóa, đặc biệt là trong các hệ thống cần kiểm soát vị trí chính xác, như điều khiển vị trí của tay nâng trong hệ thống bãi giữ xe tự động.
Hình 2.14: Một số loại động cơ bước phổ biến
Webcam, còn gọi là “Website camera” hoặc viết tắt là WC, là một thiết bị giống như máy ảnh thông thường nhưng tích hợp với máy tính qua cổng USB để truyền dữ liệu hình ảnh và video Webcam thường được sử dụng trong giám sát an ninh và livestream truyền tải hình ảnh qua internet Các dòng webcam hàng đầu hiện nay gồm LOGITECH HD Pro Webcam C920, LOGITECH Webcam C270, MICROSOFT Lifecam HD-3000, cùng nhiều loại khác phù hợp nhu cầu người dùng.
Yêu cầu chung của hệ thống
− Phải có mô hình phần cứng hệ thống giữ xe ô tô tự động
− Áp dụng công nghệ thẻ từ RFID
− Xây dựng thuật toán làm sao để có thể gửi xe vào vị trí ô trống gần nhất để tiết kiệm năng lượng và thời gian gửi xe
− Xây dựng giải thuật điều khiển hệ thống bằng PLC
− Xây dựng phần mềm giám sát hệ thống trên Labview.
Sơ đồ kết nối tổng quan
Hình 3.1: Sơ đồ kết nối tổng quan.
Thiết kế phần cứng
Chọn giải pháp gửi xe ô tô tự động
Chúng tôi hướng đến việc tối ưu hóa số lượng chỗ gửi xe trong một diện tích nhất định, đồng thời đảm bảo bãi gửi xe có thiết kế đẹp, hiện đại, góp phần nâng cao mỹ quan đô thị Hệ thống bãi gửi xe tự động, có khả năng lấy và cất xe nhanh chóng, vận hành tự động cao, và đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt nhất là giải pháp phù hợp nhất Trong các phương án trình bày, chỉ có hệ thống bãi gửi xe ô tô tự động dạng tòa nhà hình vuông và hình trụ tròn đáp ứng đầy đủ các tiêu chí về tính tối ưu và mỹ quan Cuối cùng, nhóm đã quyết định thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động hình trụ tròn để đạt hiệu quả tối ưu nhất.
✓ Tại sao lại chọn bãi giữ xe ô tô tự động mà không phải bãi giữ xe truyền thống?
Bãi đỗ xe thông minh giúp tăng số lượng chỗ đỗ xe trên cùng một diện tích đất, tối ưu hóa quỹ đất ngày càng hạn hẹp do sự phát triển của các khu nhà hàng, khách sạn, chung cư cao tầng Với hệ thống đỗ xe tự động, không cần xây dựng lối đi bộ, cầu thang hoặc thang máy như trong các bãi đỗ xe truyền thống, từ đó tiết kiệm đáng kể diện tích và chi phí xây dựng Hệ thống tự động còn giảm thiểu diện tích dành cho lối đi xe ra vào, giúp tận dụng tối đa diện tích đất, nâng cao hiệu quả sử dụng không gian đỗ xe.
Hệ thống tự động cất và lấy xe giúp giảm thiểu thời gian đưa xe vào và lấy xe ra, mang lại sự tiện lợi tối đa cho khách hàng Nhờ vào việc đặt xe ở vị trí thuận lợi nhất trong thời gian nhanh nhất, khách hàng không cần mất nhiều công sức và thời gian để tìm chỗ đỗ phù hợp, nâng cao trải nghiệm dịch vụ gửi xe.
Hệ thống xe không cần nổ máy khi di chuyển trong khu vực đỗ xe giúp giảm tiếng ồn và khí thải, nâng cao chất lượng cuộc sống của cư dân Việc này cũng góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tạo môi trường sống trong lành hơn.
Tăng cường xây dựng mỹ quan đô thị bằng các bãi giữ xe tự động giúp nâng cao cơ sở hạ tầng và thúc đẩy hình ảnh chuyên nghiệp, hiện đại của các thành phố lớn tại Việt Nam Việc ứng dụng công nghệ tự động trong việc quản lý đỗ xe không chỉ giảm thiểu tình trạng lộn xộn mà còn góp phần tạo nên môi trường đô thị sạch đẹp, văn minh hơn Các bãi giữ xe tự động hiện đại là giải pháp thiết thực để nâng cao trải nghiệm của người dân và du khách, đồng thời thể hiện sự phát triển bền vững của đô thị Việt Nam.
Để nâng cao chất lượng dịch vụ gửi xe, cần giảm thiểu va chạm trong quá trình đưa xe vào và lấy xe ra khỏi bãi, đặc biệt trong hệ thống gửi xe tự động không có người lái Việc hạn chế va chạm giúp tăng độ an toàn, giảm thiểu hư hỏng xe và cải thiện trải nghiệm khách hàng Áp dụng các công nghệ hiện đại và quy trình quản lý chặt chẽ sẽ giúp hệ thống gửi xe tự động hoạt động hiệu quả hơn, đảm bảo sự an toàn cho xe của khách hàng.
✓ Tại sao lại chọn bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà hình trụ tròn mà không phải dạng tòa nhà hình vuông?
Bãi giữ xe hình trụ giúp tiết kiệm diện tích hơn so với bãi giữ xe hình vuông cùng số lượng chỗ đỗ xe trên cùng một tầng, mang lại hiệu quả tối ưu về không gian sử dụng.
So sánh trong trường hợp có 10 xe trên 1 tầng:
Hình 3.2: So sánh diện tích bãi giữ xe dạng tháp tròn và vuông Bảng 3.1: So sánh bãi giữ xe dạng tháp tròn và vuông
Tiêu chí Tháp vuông Tháp tròn
Khoảng trống Tốn không gian ở giữa để di chuyển tay nâng gửi xe vào hoặc lấy xe ra
Có khoảng trống giữa các ô để xe nhưng cũng không đáng kể
Tận dụng diện tích trống
Không thể Vì khoảng trống đó phải để cho cánh tay nâng di chuyển
Tạo nơi lưu trữ vật dụng an toàn và tiện lợi là rất quan trọng, ví dụ như để chứa các bình chữa cháy, thiết bị bảo vệ hoặc những đồ vật cần thiết trong các tình huống cấp bách Việc sắp xếp và lưu trữ hợp lý giúp đảm bảo sự chuẩn bị sẵn sàng khi cần thiết, nâng cao khả năng ứng phó nhanh chóng và hiệu quả trong các tình huống khẩn cấp.
− Cấu trúc hình trụ tròn có độ bền cao hơn
Hình 3.3: So sánh kết cấu bãi giữ xe dạng tháp tròn và vuông
Hệ thống đỗ xe hình trụ tròn đặt ngầm dưới đất có ưu điểm chống động đất nhờ vào cấu trúc tròn giúp phân tán lực và giảm thiểu biến dạng do chấn động hoặc rung lắc Trong khi đó, hệ thống dạng vuông dễ bị biến dạng bức tường do lực nén và lực căng tác động, bắt buộc phải xây tường dày hơn Vì vậy, sử dụng hệ thống hình tròn tiết kiệm chi phí xây dựng phần mặt tiền của hệ thống đỗ xe.
Lựa chọn cơ cấu truyền động
Hệ thống bãi giữ xe ô tô tự động được lựa chọn có cấu trúc hình trụ tròn, phù hợp để tối ưu hóa không gian Cơ cấu truyền động cần sử dụng các chuyển động tịnh tiến để xác định tầng gửi xe và đưa xe vào hoặc lấy xe ra, cùng với chuyển động xoay để định vị xe chính xác trong tầng Để tạo ra các chuyển động tịnh tiến này, có nhiều cơ cấu truyền động khác nhau để lựa chọn nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả và chính xác của hệ thống.
✓ Cơ cấu vít me – đai ốc trượt Ưu điểm:
− Độ chính xác truyền động cao, tỷ số truyền lớn
− Truyền động êm, có khả năng tự hãm, lực truyền lớn
− Thiết kế nhỏ gọn, gia công đơn giản
− Bánh răng bị mòn bởi ma sát theo thời gian làm giảm hiệu suất hoạt động
Hình 3.4: Cơ cấu vít me – đai ốc trượt
Truyền động bằng dây đai là cơ cấu hoạt động dựa trên lực ma sát giữa các mặt tiếp xúc của vật dẫn và vật bị dẫn Cấu tạo của hệ thống gồm ba bộ phận chính: bánh dẫn, bánh bị dẫn và dây đai, trong đó dây đai có loại có răng và không có răng, đều được làm từ vật liệu tạo ma sát tốt Khi bánh dẫn quay, lực ma sát giữa dây đai và bánh đai khiến bánh bị dẫn quay theo, truyền động hiệu quả Hệ thống truyền động bằng dây đai là một trong những bộ truyền cơ khí sớm nhất được sử dụng và vẫn phổ biến trong các ứng dụng như máy in 3D, máy may và các hộp số vô cấp trong xe máy, ô tô.
Hình 3.5: Truyền động đai Ưu điểm:
− Có thể truyền động giữa các trục xa nhau
− Hiệu suất truyền động tốt
− Hoạt động êm, giá thành rẻ, chi phí bảo dưỡng thấp
− Kết cấu vận hành đơn giản
− Không cần phải bôi trơn
− Khi vận hành nhiều thì dây đai có thể bị kéo dãn
− Có thể xuất hiện hiện tượng trượt đàn hồi giữa dây đai và pulley hoặc ròng rọc dẫn đến tỉ số truyền bị thay đổi
− Nhiệt độ ứng dụng bị giới hạn
Ray trượt vuông (Linear Guideways) sử dụng cơ chế luân chuyển tuần hoàn của các viên bi thép giữa thanh ray hình chữ nhật và hộp trượt, tạo ra chuyển động tuyến tính chính xác Thanh trượt thường được cố định chắc chắn trên bề mặt máy, trong khi con trượt gắn vào chi tiết cần chuyển động tuyến tính, giúp đảm bảo độ bền và độ chính xác cao trong quá trình vận hành.
Hình 3.6: Ray trượt vuông Ưu điểm:
− Chuyển động thẳng mượt, ma sát thấp
Nhược điểm: Chi phí mua sản phẩm đắt
Ray trượt tròn bao gồm các thành phần chính là ray trượt, con trượt và gối đỡ, đảm bảo sự chuyển động linh hoạt của thiết bị Ray trượt được cố định chắc chắn tại vị trí phù hợp, giúp đảm bảo hành trình di chuyển ổn định Con trượt giúp các bộ phận của thiết bị có thể di chuyển dễ dàng và trơn tru, nâng cao hiệu quả vận hành.
Hình 3.7: Ray trượt tròn Ưu điểm:
− Cấu trúc đơn giản, dễ lắp đặt
− Hiệu quả truyền động cao.
Lựa chọn thiết bị phụ kiện
Để phù hợp với trục đầu ra của động cơ 12VDC JGY370 có đường kính khoảng 6.35mm, chúng ta sử dụng pulley có kích thước tương tự để gắn vào đầu trục Điều này giúp tạo thành bánh dẫn trong hệ thống truyền động sử dụng dây đai, đảm bảo truyền lực chính xác và hiệu quả.
Hình 3.8: Pulley GT2 20 răng 6.35mm
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Các linh kiện để tạo thành cơ cấu chuyển động tuyến tính con trượt tròn:
✓ Thanh trượt tròn: Đường kính 8mm, được làm bằng thép không gỉ, mạ crom sáng bóng
Bạc đạn đỡ trục KLF08 có đường kính trong 8mm, phù hợp với kích thước của thanh trượt và con trượt, đảm nhận vai trò làm gối đỡ trục thẳng đứng cho hệ thống thanh trượt, giúp đảm bảo hoạt động chính xác và ổn định của các thiết bị cơ khí.
Hình 3.12: Bạc đạn đỡ trục KLF08
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại cảm biến quang và cảm biến hồng ngoại phát hiện vật cản hoạt động trong dải điện áp từ 5V đến 24V với mức giá khá tương đương Các loại cảm biến này chủ yếu được ứng dụng để phát hiện vật cản, phù hợp với nhiều dự án tự động hóa Trong đề tài này, nhóm sử dụng cảm biến hồng ngoại phát hiện vật cản E3F-DS10C4, tuy nhiên, các loại cảm biến quang khác cũng có thể phù hợp tùy vào yêu cầu cụ thể Các thông số kỹ thuật của cảm biến đảm bảo độ nhạy và độ chính xác trong quá trình phát hiện vật cản, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống.
+ Dây màu nâu: nối nguồn 24VDC
+ Dây màu xanh: nối GND
+ Dây màu đen là dây tín hiệu thường mở NPN, nối vào ngõ vào của PLC
− Khoảng cách: 3-30cm, có thể điều chỉnh được qua biến trở gắn trên cảm biến
− Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ
Hình 3.13: Cảm biến hồng ngoại phát hiện vật cản E3F-DS10C4
Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại webcam đa dạng về giá cả và chất lượng, giúp người dùng dễ dàng lựa chọn phù hợp Để chọn một webcam tầm trung với mức giá hợp lý và độ phân giải cao, nhóm em đã chọn Logitech C270 720p Webcam này lý tưởng để chụp ảnh biển số xe và truyền hình ảnh qua máy tính qua cổng USB, đảm bảo chất lượng hình ảnh rõ nét và đáng tin cậy.
− Tốc độ khung hình: 30fps
− Tiêu cự: Lấy nét cố định
− Cổng kết nối với máy tính: Cổng USB
− Hỗ trợ hệ điều hành: Windows® 10, Windows 8, Windows 7, macOS 10.10, Chrome OS, Android™ v 5.0
− Tính năng: Hoạt động với Skype™ - Google Hangouts™ - FaceTime dành cho Mac
Trong luận văn này, động cơ bước được sử dụng để xoay tay nâng đến vị trí mong muốn, đảm bảo độ chính xác và tin cậy cao trong hệ thống Đây là giải pháp tối ưu trong các ứng dụng điều khiển vị trí, đặc biệt khi tải trọng nhẹ như tay nâng không quá nặng Nhóm nghiên cứu chọn động cơ bước NEMA 23 size 57 và NEMA 17 size 42, đều có bước quay 1.8 độ, phù hợp với yêu cầu của hệ thống Việc sử dụng động cơ bước giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác của quá trình điều khiển tay nâng.
Thông số kỹ thuật động cơ bước NEMA 23 size 57 :
− Loại động cơ bước: 2 phase
− Độ phân giải: 1.8 độ/ 1 bước
Hình 3.15: Động cơ bước NEMA size 57
Thông số kỹ thuật động cơ bước NEMA 17 size 42 :
− Kích thước bao: 42mm x 42mm x 32mm
− Lưu ý sản phẩm không có chân nguồn trực tiếp mà sẽ lấy nguồn từ driver động cơ bước để chạy
Hình 3.16: Động cơ bước NEMA size 42
Chọn driver cho động cơ bước
✓ Mạch driver động cơ bước TB6600 Ưu điểm:
− Có vẻ ngoài đẹp và chuyên nghiệp
− Có sẵn các domino giúp cho việc đấu dây được dễ dàng hơn
− Có thể mắc nối tiếp điện trở có giá trị 2k Ohm vào chân PTO của PLC để có thể điều khiển được động cơ bước bằng PLC
− Có thể dễ dàng chỉnh dòng điện cho động cơ bước bằng các công tắc có sẵn trên driver, rất tiện lợi và dễ dàng
Có giá thành đắt hơn các loại driver khác nhưng số tiền chênh lệch là không quá lớn
Thông số kỹ thuật của mạch driver TB6600:
− Nguồn đầu vào là 9V – 42V Nhóm em sử dụng nguồn 24VDC
− Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao
− Có tích hợp đo quá dòng, quá áp
Nối dây cho driver TB6600:
− DC+: Nối với nguồn điện từ 9 – 12VDC
− DC-: Nối với điện áp âm của nguồn
− A+ và A-: Nối vào cặp cuộn dây của động cơ bước
− B+ và B-: Nối vào cặp cuộn dây còn lại của động cơ bước
PUL+ là tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (+5V) cho mạch TB6600, và khi sử dụng tín hiệu +5V, dây được nối trực tiếp Trong trường hợp sử dụng tín hiệu cấp xung từ PLC có điện áp +24V, cần mắc nối tiếp với một điện trở có giá trị 2k Ohm để đảm bảo an toàn và ổn định cho thiết bị Việc kết nối đúng cách tín hiệu PUL+ giúp điều khiển chính xác động cơ bước và tối ưu hiệu suất hoạt động của hệ thống.
− PUL-: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (-) cho TB6600
− DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V) cho TB6600 Mắc dây tương tự như chân PUL+ nếu tín hiệu điều khiển là +24V
− DIR-: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-) cho TB6600
− ENA+ và ENA-: Tín hiệu cho phép
Hình 3.17: Mạch driver động cơ bước TB6600
Board PLC Mitsubishi FX3U-24MT-6AD-2DA
− Có thể lập trình trên GX-Developer, GX-work2
− Số đầu vào: 16, số đầu ra transitor: 16
− X0-X5 đầu vào tốc độ cao, có thể đọc encoder, giá trị mặc định là 12K, có thể lựa chọn 100K
− Y0-Y4 ngõ ra phát xung tần số 100k
− 6 kênh Analog input: 3 kênh 0-10 V và 3 kênh 0-20 mA
− Hỗ trợ mã hóa 16 bit
− Số bước trong chương trình là: 8000
− Tốc độ quét: 3000 bước/1ms
− Hỗ trợ kết nối HMI
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật của Board PLC Mitsubishi FX3U-24MT-6AD-2DA
Ngõ vào/ra 14 vào / 10 ra
Ngõ ra Transistor: 24VDC/5A (Khuyến cáo sử dụng 1A) Ngõ vào analog 6 ngõ vào analog, độ chính xác 12bit, A0-AD2: 0-10V,
A3-AD5: 0-20mA; Đọc cấu trúc lệnh RD3A
Ngõ ra analog 2 ngõ ra analog, độ chính xác 12bit, ngõ ra vôn: 0-10V, ngõ ra analog với cấu trúc lệnh WR3A Phát xung 100KHz (khuyến cáo 40KHz)
Bộ đếm tốc độ cao
Bộ đếm 6 kênh mặc định 8k (Đếm 1 chiều hoặc 2 chiều)
Giao tiếp HMI Có thế kết nối hầu hết các loại HMI RS232 (1
Cổng)/ RS485 (1 Cổng) Phần mềm lập trình
Cổng lập trình DP9/RS232 tốc độ 38.4kbs
Số lượng bước lập trình
Khả năng bảo vệ Chống ăn mòn - chống ẩm - chống tĩnh điện
Hình 3.18: Board PLC Mitsubishi FX3U-24MT-6AD-2DA
✓ Lựa chọn phương án thực hiện ứng dụng RFID
Phương án 1 sử dụng đầu đọc thẻ từ RFID 125Khz USB, được cấp nguồn qua cổng USB và giao tiếp theo chuẩn USB, giúp việc cài đặt trở nên dễ dàng chỉ cần cắm vào máy tính và đợi vài giây để hệ thống cập nhật driver Khi sử dụng, bạn chỉ cần mở các phần mềm như Word, Notepad hoặc Excel, rồi quẹt thẻ, mã thẻ sẽ tự động hiển thị trên phần mềm đó, cung cấp giải pháp đơn giản và hiệu quả cho việc đọc dữ liệu từ thẻ RFID.
− Tần số làm việc: 125KHz
− Điện áp hoạt động 5VDC
− Dòng điện tiêu thụ: