BÁO cáo đề tài nghiên cứu thiết kế , chế tạo máy hút bụi và cơ cấu cắt chỉ tự động cho máy vắt sổ JUKI trong công nghiệp may

Trong sản xuất vẫn còn tồn tại những máy móc thiết bị, dây chuyền công nghệ cũ, việc thay thế và chuyển đổi để bắt kịp xu thế hiện đại hóa cần thời gian và chi phí đầu tư vô cùng lớn, tr

Mục lục

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

A TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG ĐỀ TÀI 8

1.1.Giới thiệu về dòng máy vắt xổ JUKI 8

1.2 Giới thiệu máy vắt sổ JUKI MO 6700 9

1.3 Giới thiệu sản phẩm của đề tài 10

B CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRONG ĐỀ TÀI 12

1.1 Tổng quan về arduino 12

1.1.1 Giới thiệu về arduino 12

1.1.2 Chức năng 13

1.1.3 Phân loại 14

1.1.4 Board arduino uno R3 14

1.2 Tổng quan về động cơ bước 22

1.2.1 Khái niệm 22

1.2.2 Phân loại 22

1.2.3 Cấu tạo của một động cơ bước 23

1.2.4 Ưu điểm của động cơ bước – Step Motor 24

1.2.5 Ứng dụ ̣ng của của Step Motor 24

1.2.6 Giới thiệu động cơ bước 1.8 độ STP-43D3014 25

1.3 Module điều khiển động cơ L298 26

1.5.1 Thông số kỹ thuật: 27

1.5.2 Sơ đồ chân L298 27

1.4 Động cơ 775 28

1.6.1 Giới thiệu 28

1.6.2 Thông số cơ bản 28

1.6.3 Nguyên Lý Hoạt Động Của Động Cơ 775 29

1.5 Relay trung gian 29

1.7.1 Giới Thiệu 30

1.7.2 Cấu tạo của rơ le trung gian 30

1.7.3 Nguyên lý hoạt động 30

1.6 Cảm biến sợi quang phản xạ 31

1.8.1 Giới Thiệu 31

1.8.2 Thông Số Kỹ Thuật 31

1.7 Cảm biến quang 31

GVHD: T.S ĐỖ TUẤN KHANH

1.7.1 Cấu trúc thiết kế 31

1.7.2 Thông số kỹ thuật: 33

1.8 Module hồng ngoại TCRT5000 34

1.8.1 Giới Thiệu TCRT5000 34

1.8.2 Thông số kĩ thuật: 34

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ CHẾ TẠO CƠ CẤU HÚT BỤI VÀ CẮT CHỈ CHO MÁY VẮT SỔ JUKI 6700 35

2.1: Thiết kế cơ cấu hút bụ ̣i 35

2.1.1 Giới thiệu về phụ ̣ kiện chế tạo 35

2.1.2 Cơ cấu sau khi lắp dáp 41

2.1.3 Cơ cấu sau khi ghá đặt 42

2.2 Thiết kế cơ cấu cắt chỉ 42

2.2.1 Sơ đồ cấu trúc chung của hệ thống 42

2.3: Điều khiển cho hệ thống 46

2.3.1: Mô tả công nghệ 46

2.3.2: Điều khiển hệ thống hút bụ ̣i 47

2.3.3: Điều khiển hệ thống cắt chỉ 48

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 52

Ưu điểm 52

Nhược điểm 52

Tính thực tế của sản phẩm đã thiết kế và hướng cải tiến, phát triển 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế , chế tạo máy hút bụ ̣i và cơ cấu cắt chỉ tự động cho máy vắt sổ JUKI trong công nghiệp may

- Sinh viên thực hiện: Trương Tuấn Anh,

Nguyễn Quang AnhQuách Văn Hoài

- Lớp:112161A Khoa: Đ-ĐT Năm thứ: 4 Số năm đào tạo: 4

- Người hướng dẫn: T.S Đỗ Tuấn Khanh

2 Mụ ̣c tiêu đề tài:

- Nghiên cứu và chế tạo cơ cấu hút bụi vải tự động cho máy vắt sổ

- Nghiên cứu về cơ cấu cắt chỉ tự động, thử nghiệm một số phương án cắt chỉ trên máy vắt sổ trong thực tế

3 Tính mới và sáng tạo:

Cải thiện khả năng thời gian cắt chỉ cho máy vắt sổ juki mo 6700

Thay đường xuống bụi vải, vải thừa truyền thống bằng máy hút bụi được chết tạo chắcchắn tự động hút bụi khi máy hoạt động

4 Kết quả nghiên cứu:

Tìm hiểu về cấu tạo chung và nguyên lý khi làm việc của may vắt xổ juki

Chế tạo cơ cấu hút bụi cho máy vắt xổ juki.

Chế tạo cơ cấu cắt chỉ tự động

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dụ ̣c và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụ ̣ng của đề tài:

Góp một phần nào đó vào sự phát triển của ngành may Có khả năng ứng dụng để cắt chỉ và hút bụi vải

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp

chí nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

GVHD: T.S ĐỖ TUẤN KHANH

Ngày 12 tháng 05 năm 2020 Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi):

Ngày 12 tháng 05 năm 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Trương Tuấn Anh

Sinh ngày: 24 tháng 05 năm 1996

Nơi sinh: Châu Giang Hưng Yên

Khoa: Điện Điện Tử

Địa chỉ liên hệ: Đồng Than-Yên Mỹ- Hưng Yên

Điện thoại: 0389857743 Email: Truongtuananh.utehy@gmail.com

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích của sinh viên từ năm thứ 1 đến năm

Xác nhận của trường đại học Sinh viên chịu trách nhiệm chính

(ký, họ và tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, các ngành công nghiệp đóng một vai trò hết sức quan trọng Trong bối cảnh công nghiệp 4.0 bùng nổ, ứng dụng khoahọc công nghệ tiên tiến để đạt được các quy trình sản xuất linh hoạt, thông minh nhằm tăng năng suất, tối ưu hóa quy trình sản xuất Nhưng thực tế, đất nước chúng ta vẫn còn đang ở giai đoạn công nghiệp 2.0 và 3.0 - đó là giai đoạn cơ khí hóa, tự động hóa và cơ

sở vật chất đang được đầu tư mạnh mẽ Trong sản xuất vẫn còn tồn tại những máy móc thiết bị, dây chuyền công nghệ cũ, việc thay thế và chuyển đổi để bắt kịp xu thế hiện đại hóa cần thời gian và chi phí đầu tư vô cùng lớn, trong đó có ngành công nghiệp dệt may.Qua quá trình tham quan và khảo sát trực tiếp tại xưởng may của khoa công nghệ may

và thiết kế thời trang tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, cũng như cáccông ty may mặc như công ty Hưng Long, Tổng công ty May 10, công ty Hưng Việt,một số công đoạn vẫn đang sử dụng các thiết bị chưa đáp ứng được năng suất cần đượccải tiến, trong đó có công đoạn vắt sổ sử dụng máy vắt sổ JUKY MO 6700 Chúng emnhận thấy trong quá trình làm việc còn tồn tại những vấn đề cấp thiết đó là :

Sau khi may xong một sản phẩm chỉ không được tự động cắt mà người công nhân phải móc chỉ lên phía trước để giật đứt chỉ làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm hoặc phảiquay chỉ 1 vòng để chỉ vào phần dao cắt của máy mới cắt được chỉ Thao tác cắt chỉ thủ công này sẽ tốn một khoảng thời gian không nhỏ để thực hiện cắt chỉ và có thể cần thêm một công đoạn cắt lại chỉ thừa của người công nhân nếu chỉ bị cắt chưa đạt tiêu chuẩn Làm mất thêm chi phí sản xuất, ảnh hưởng lớn đến năng suất của công nhân trong thời gian làm việc cũng như năng suất của toàn công ty

Bên cạnh việc nâng cao năng suất chất lượng sản phẩm, thì một vấn đề vô cùng quan trọng không thể coi nhẹ đối với tất cả các công ty, xí nghiệp sản xuất đó là tạo ra môi trường lao động an toàn, năng động và bảo đảm sức khỏe tốt nhất cho người công nhân Nhưng khi các máy vắt sổ hoạt động bụi vải bay ra xung quanh rất nhiều mặc dù người công nhân có mang đồ bảo hộ lao động trong quá trình làm việc nhưng việc bụi vải sinh

ra liên tục từ các sản phẩm may mặc có thể khiến người công nhân mắc một số bệnh nghề nghiệp về mắt và phổi, làm ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của người công nhân

Từ những vấn đề thực tế đó, được sự định hướng của thầy Đỗ Tuấn Khanh chúng em

đã lên ý tưởng cho đề tài “Nghiên cứu thiết kế , chế tạo máy hút bụi và cơ cấu cắt chỉ

tự động cho máy vắt sổ JUKI trong công nghiệp may’’ Ứng dụng tại khoa công nghệ may và thiết kế thời trang trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên.

Chúng em đã cố gắng thực hiện đề tài nhưng do còn hạn chế về kiến thức và kỹ năng nên không tránh khỏi những thiếu sót vì vậy rất mong thầy cô và bạn bè đóng góp ý kiến

để sản phẩm của chúng em hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

A TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG ĐỀ TÀI 1.1.Giới thiệu về dòng máy vắt xổ JUKI

Máy may vắt sổ công nghiệp Juki là một trong những thương hiệu chuyên sản xuất vàcung cấp các loại máy may công nghiệp với mẫu mã đa dạng và chất lượng hàng đầu thế giới Trong những dòng sản phẩm của Juki, máy vắt sổ juki được đánh giá cao về tính năng thông minh và hiệu quả vượt trội mà nó mang lại Hiện nay, Juki cung cấp máy vắt sổ juki công nghiệp với nhiều dòng máy đa dạng phù hợp cho mọi yêu cầu của các công ty, xí nghiệp may mặc

Một số dòng máy vắt sổ thương hiệu juki,máy vắt sổ công nghiệp juki của Juki được đánh giá cao và phổ biến trên thị trường Việt Nam hiện nay nên người tiêu dùng có thể

dễ dàng mua được máy vắt sổ thương hiệu juki,máy vắt sổ công nghiệp juki MO-6714S nằm trong số những dòng máy vắt sổ được các công ty, doanh nghiệp sử dụng nhiều nhấtvới 2 kim 4 chỉ, với tốc độ lên tới 6.000 mũi/phút Hơn nữa nó được trang bị khả năng khóa mũi giúp loại trừ công đoạn đánh bọ Mũi chỉ thừa ở đầu đường may

cũng sẽ được dấu vào đường vắt sổ tại lúc bắt đầu may để khóa mũi may lại và ngănchặn mũi chỉ tự tháo Dòng máy vắt sổ thương hiệu juki,máy vắt sổ công nghiệpjuki đế trụ Mo-6914C lại được cấu tạo đế trụ đường kính nhỏ, dùng để dễ dàng maydiễu hay vắt lai dấu mũi các sản phẩm hình ống như tay áo.

Dòng MO-6714DA cũng được thiết kế công nghệ đầu khô, cắt cạnh của Juki, vận hành đầu khô giúp loại bỏ các vết dầu trên sản phẩm Trong khi đó thế hệ MO-

6743DA với 3 kim 6 chỉ lại được trang bị cụm cò đánh chỉ kim và móc, nên nâng cao được độ đáp ứng của máy từ vải mỏng đến dầy với sức căng chỉ thấp MO-

6714DA cũng là một sự lựa chọn không tồi khi được cấu tạo công nghệ đầu khô, cắt cạnh của Juki, cơ chế đầu khô loại bỏ các vết bẩn dầu trên sản phẩm

Dòng vắt sổ MO-6714S với 2 kim 5 chỉ được cấu tạo cụm cò đánh chỉ kim và móc, nên nâng cao được độ đáp ứng của máy từ vải mỏng đến vải dầy với sức căng chỉ thấp Model MO-6800S cũng rất được yêu thích vì dễ dàng sử dụng, giảm độ ồn và tiết kiệm chi phí MO-6914R với nhiều cải tiến được thiết kế cụm cò đánh chỉ kim và móc, nên nâng cao được độ đáp ứng của máy từ vải mỏng đến vải dầy với sức căng chỉ thấp, tạo ra đường may chặt chỉ mềm mại dễ dàng thích ứng với độ co giãn của vải tại tốc độ may tối đa

Mỗi dòng máy vắt sổ thương hiệu juki,máy vắt sổ công nghiệp juki đều có những

ưu điểm riêng Tùy vào mục đích sử dụng mà bạn có thể lựa chọn dòng máy vắt sổ thương hiệu juki,máy vắt sổ công nghiệp juki của Juki phù hợp nhất với nhu cầu củamình

1.2 Giới thiệu máy vắt sổ JUKI MO 6700

Máy vắt sổ Juki 6700 phù hợp nhất với nhà thiết kế thời trang yêu cầu chất lượng

máy móc, chỉ đẹp và những tổ hợp, công ty mong muốn đạt năng xuất cao, ít lỗi trong quá trình vận hành Chính vì vậy đây là dòng máy được ưa chuộng và sử dụng nhiều trong công nghiệp may

Các thông số cơ bản:

Hãng sản xuất : janome

Loại máy : vắt sổ 1 kim

Bờ rộng vắt sổ : 3.1 ÷ 5.1 (mm)

Tốc độ may tối đa : 1200 (rpm)

Xuất sứ : Thái Lan

1.3 Giới thiệu sản phẩm của đề tài.

Bộ cơ cấu là sản phẩm nghiên cứu của sinh viên, sản phẩm gồm có hai cơ cấu chính là:

• Cơ cấu hút bụi vải

• Cơ cấu cắt chỉ tự động a Cơ cấu hút bụi vải

Cơ cấu được chế tạo nhằm mục đích hạn chế bụi sinh ra từ vải may phát tán ra môi

trường, đảm bảo sức khỏe cho công nhân

Thùng chứa là nơi lưu trữ bụi vải

4 Các phụ kiện đi kèm Ống dẫn khí, bộ điều khiển, …

Với thiết kế đơn giản, dễ thực hiện chế tạo bước đầu đã thử nghiệm tạo cơ sở cho

những phát triển hoàn thiện sau này

Cơ cấu gồm 2 bộ phận chính sau:

GVHD: T.S ĐỖ TUẤN KHANH

B CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRONG ĐỀ TÀI

1.1 Tổng quan về arduino

1.1.1 Giới thiệu về arduino

a Khái niệm arduino

Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn

Arduino gồm:

Phần cứng gồm một board mạch mã nguồn mở (thường gọi là vi điều khiển): cóthể lập trình được

Các phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development

Environment) dùng để soạn thảo, biên dịch code và nạp chương cho board

Các ứng dụ ̣ng nổi bật của bo mạch Arduino

Arduino được chọn làm bộ não xử lý của rất nhiều thiết bị từ đơn giản đến phức tạp Trong số đó có một vài ứng dụng thực sự chứng tỏ khả năng vượt trội của Arduino do chúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ rất phức tạp Sau đây là danh sách một

số ứng dụng nổi bật của Arduino

Máy in 3D

Một cuộc cách mạng khác cũng đang âm thầm định hình nhờ vào Arduino, đó là sự phát triển máy in 3D nguồn mở Reprap Máy in 3D là công cụ giúp tạo ra các vật thể thực trựctiếp từ các file CAD 3D Công nghệ này hứa hẹn nhiều ứng dụng rất thú vị trong đó có cách mạng hóa việc sản xuất cá nhân

Robot

Do kích thước nhỏ gọn và khả năng xử lý mạnh mẽ, Arduino được chọn làm bộ xử

lý trung tâm của rất nhiều loại robot, đặc biệt là robot di động

Thiết bị bay không người lái UAV

UAV là một ứng dụng đặc biệt thíchhợp với Arduino do chúng có khả năng xử lý nhiều loại cảm biến như Gyro, accelerometer, GPS…; điều khiển động cơ servo và cả khả năng truyền tín hiệu từ xa

1.1.2 Chức năng

Các bo mạch Arduino có khả năng đọc các tín hiệu tương tự (analog) hoặc tín hiệu số (digital) làm đầu vào từ các cảm biến khác nhau và chuyển nó thành đầu ra như kích hoạtmô-tơ quay, bật tắt đèn LED, kế nối mạng Internet hoặc nhiều hoạt động khác nữa.Bạn

có thể điều khiển các chức năng của bo mạch của mình bằng cách nạp các tập lệnh đến viđiều khiển trên bo mạch Thông qua phần mềm hỗ trợ là Arduino IDE

Không giống như bo mạch có khả năng lập trình trước kia, Arduino chỉ cần bạn sử

dụng cáp USB để nạp mã vào trong bo mạch

Hơn nữa, phần mềm Arduino IDE sử dụng phiên bản giản thể của C++, làm việc học

lập trình nó trở nên dễ dàng hơn rất nhiều

1.1.3 Phân loại

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại mạch của Arduino tùy thuộc và các loại vi điều khiển khác nhau mà nó sử dụng Tuy nhiên, chung quy lại tất cả các bo mạch của

Arduino đều có một điểm chung là: đều có thể lập trình thông qua Arduino IDE

Sự khác biệt nằm ở số đầu vào (input) và số đầu ra (output) - cụ thể là số lượng các cảm biến, các đèn LED và các nút có thể sử dụng trên một mạch đơn, về tốc độ, dòng điện vận hành,…

Một số bo mạch được thiết kế để nhúng và không có giao diện lập trình (phần cứng) mà bạn phải mua riêng Một số có thể chạy trực tiếp từ pin 3.7 V, một số khác cần ít nhất 5V

Nguồn Tốc độ I/O Số đầu vào UAR Giao diện lập

USB qua

Arduino Pro mini

LilyPad Arduino

LilyPad Arduino

1.1.4 Board arduino uno R3

Nhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta thường nói tới chính

là dòng Arduino UNO Hiện dòng mạch này đã phát triển tới thế hệ thứ 3 (R3) Bạn

sẽ bắt đầu đến với Arduino qua thứ này Bạn có thể dùng Arduino Nano cũng được

nhưng mình khuyên bạn nên dùng cái này

Một vài thông số của Arduino UNO R3

Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA

Bộ nhớ flash 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi

bootloader

Vi điều khiển

Arduino UNO là bo mạch vi điều khiển sử dụng chíp ATmega8, ATmega168,

ATmega328 của atmel Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ

khoảng 1,8-5,5 volt Thiết bị đạt được thông lượng tiếp cận 1 MIPS mỗi MHz [1]

Chíp nạp CH340G

CH340 là bộ chuyển đổi tín hiệu USB theo hai hướng như sau.

Bộ chuyển đổi USB sang các cổng giao diện tiếp

nối Bộ chuyển đổi USB sang giao diện máy in

Trong cổng giao diện nối tiếp, CH340 cung cấp tín hiệu MODEM thông thường và được

sử dụng để làm lớn các giao diện nối tiếp không đồng bộ của máy tính hoặc nâng cấp cácthiết bị nối tiếp trong quá trình truyền tín hiệu USB một cách trực tiếp

Chi tiết hơn về bộ chuyển đổi USB sang giao diện máy thì có thể tham khảo đến sản phẩm tương tự như CH340DS2

Trong cổng hồng ngoại (giáo thức kết nối các thiết bị điện tử), CH340 được thêm vào bộthu phát (thu phát tín hiệu) có thể tạo ra một adapter USB (bộ nguồn USB) or SIR (sự truy tìm thông tin giao tiếp)

Thông qua USB chuyển đổi giao diện nối tiếp, CH340 chỉ phù hợp ở mức tương đối của các chương trình ứng dụng.

Phần mềm tương thích với sản phẩm CH341, sử dụng trực tiếp ổ đĩa của CH341

Hỗ trợ 5V và nguồn điện áp 3.3V

Năng lượng

Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoàivới điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V Thường thì cấp nguồn bằngpin vuông 9V là hợp lí nhất nếu bạn không có sẵn nguồn từ cổng USB Nếu cấp nguồnvượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm hỏng Arduino UNO

Các chân năng lượng

GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO Khi bạn dùng

các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nốivới nhau

5V: cấp điện áp 5V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.

3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.

Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn nối cực dương

của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND

IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể được đo ở

chân này Và dĩ nhiên nó luôn là 5V Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V

từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn

RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương

với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ

Lưu ý:

Arduino UNO không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào Do đó bạn phải hết sức cẩnthận, kiểm tra các cực âm – dương của nguồn trước khi cấp cho Arduino UNO.Việc làm chập mạch nguồn vào của Arduino UNO sẽ biến nó thành một miếngnhựa chặn giấy mình khuyên bạn nên dùng nguồn từ cổng USB nếu có thể

Các chân 3.3V và 5V trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho các thiết

bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào Việc cấp nguồn sai vị trí có thể làm hỏng board Điều này không được nhà sản xuất khuyến khích

Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino UNO với điện áp dưới 6V cóthể làm hỏng board

Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiểnATmega328.

Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino

UNO nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển

Cấp điệp áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino UNO sẽ làm hỏng vi điều khiển

Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino UNO vượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển Do đó nếu không dùng để truyền

nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng

Khi mình nói rằng bạn “có thể làm hỏng”, điều đó có nghĩa là chưa chắc sẽ hỏng ngay bởi

các thông số kĩ thuật của linh kiện điện tử luôn có một sự tương đối nhất định Do đó hãy

cứ tuân thủ theo những thông số kĩ thuật của nhà sản xuất nếu bạn không muốn phải mua

một board Arduino UNO thứ 2.Khi mình nói rằng bạn “có thể làm hỏng”, điều đó có

nghĩa là chưa chắc sẽ hỏng ngay bởi các thông số kĩ thuật của linh kiện điện tử luôn có một sự tương đối nhất định Do đó hãy cứ tuân thủ theo những thông số kĩ thuật của nhà sản xuất nếu bạn không muốn phải mua một board Arduino UNO thứ 2

Bộ nhớ

Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:

32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ

nhớ Flash của vi điều khiển Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu

2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo

khi lập trình sẽ lưu ở đây Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ

mà bạn phải bận tâm Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất

1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): đây

giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM

Các cổng vào/ra

Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu Chúng chỉ có 2 mứcđiện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA Ở mỗi chân đều cócác điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc địnhthì các điện trở này không được kết nối).

Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:

2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive –

RX) dữ liệu TTL Serial Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua

2 chân này Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếukhông cần thiết

Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ

phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm

analogWrite() Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những

chân khác

Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Ngoài các chức

năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPIvới các thiết bị khác

LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L) Khi bấm nút

Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu Nó được nối với chân số 13 Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng

Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0 →

210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V Với chân AREF trên board, bạn có

thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog Tức là nếu bạn cấp điện

áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng

từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit

Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác

Lập trình cho Arduino

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn riêng Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói chung Và Wiring lại là một biến thể của C/C++ Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++ Riêng mình thì

gọi nó là “ngôn ngữ Arduino”, và đội ngũ phát triển Arduino cũng gọi như vậy Ngôn ngữ

Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do đó rất dễ học, dễ hiểu Nếu học tốt

chương trình Tin học 11 thì việc lập trình Arduino sẽ rất dễ thở đối với bạn

Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát triển dự

án này đã cũng cấp đến cho người dùng một môi trường lập trình Arduino được gọi là

Arduino IDE (Intergrated Development Environment) như hình dưới đây.

1.2 Tổng quan về động cơ bước

1.2.1 Khái niệm

Động cơ bước hay còn gọi là Step Motor là một loại động cơ chạy bằng điện có nguyên

lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto có khả năng cố định roto vào các vị trí cần thiết (Theo wikipedia)

Nói chung động cơ bước là một loại động cơ mà bạn có thể quy định được góc quay của

nó

Ví dụ một động cơ bước 1,8 độ/bước quay hết 1 vòng 360 độ thì mất 200 bước (gọi là

FULL STEP)

1.2.2 Phân loại

Việc phân loại động cơ Step cũng có thể chia thành nhiều cách.

Cách 1: Phân loại động cơ Step theo số pha động cơ.

– Động cơ Step 2 pha tương ứng với góc bước 1.8 độ.

– Động cơ Step 3 pha tương ứng với góc bước là 1.2 độ.

– Và cuối cùng là động cơ Step 5 pha với góc bước là 0.72 độ.

Cách 2: Phân loại động cơ bước theo rotor.

– Động cơ có rotor được tác dụng bằng dây quấn hoặc nam châm vĩnh cữu

– Động cơ thay đổi từ trở Đây là loại động cơ có rotor không được tác động nhưng

có phần tử cảm ứng

Cách 3: Phân loại theo cực của động cơ.

– Động cơ đơn cực

– Động cơ lưỡng cực

1.2.3 Cấu tạo của một động cơ bước.

Step Motor có cấu tạo như sau:

– 1 Rotor là một dãy các lá nam châm vĩnh cữu được xếp chồng lên nhau một cách

cẩn thận Trên các lá nam châm này lại chia thành các cặp cực xếp đối xứng nhau

– Stato được tạo bằng sắt từ được chia thành các rãnh để đặt cuộn dây

Cách hoạt động

Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, Step motor quay theo từng

bước một nên nó có độ chính xác cao về mặt điều khiển học

Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử Các mạch điện tử sẽ đưa các tín

hiệu của lệnh điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định

Tổng số góc quay của rotor tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay

và tốc độ quay của rotor phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi

1.2.4 Ưu điểm của động cơ bước – Step Motor.

Step Motor có ưu điểm là khả năng cung cấp moment xoắn cực lớn ở dải vận tốc thấp

Khi hoạt động thì Step Motor thường gây ra tiếng ồn và có hiện tượng nóng dần

Với những Step Motor thế hệ mới thì việc độ ồn và nóng của động cơ giảm đáng kể

1.2.5 Ứng dụ ̣ng của của Step Motor.

Động cơ bước hiện nay thường được ứng dụng nhiều trong điều khiển chuyển động kỹthuật số là chủ yếu Nó được thực hiện bởi các lệnh được mã hoá dưới dạng số

Ứng dụng trong ngành tự động hoá, đặc biệt là đối với các thiết bị cần có sự chính xác

Ví dụ như các loại máy móc công nghiệp phục vụ cho gia công cơ khínhư: Máy cắt cnc, máy cắt plasma cnc…

Ngoài ra trong công nghệ máy tính, động cơ Step được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng,

ổ đĩa mềm, máy in

1.2.6 Giới thiệu động cơ bước 1.8 độ STP-43D3014

Các thông số cơ bản:

- Kích thước: 42 x 47.3 x 5 mm

- Dòng không tải: 0.2-0.42A

- Tốc độ hoạt động: 60 độ trong 0.1 giây

- Điện áp hoạt động: 5.6V- 24V

- Nhiệt độ hoạt động: 0 ºC – 55 ºC

- Bước :1.8 độ

- Sơ đồ chân: 1A- , 2NC, 3B-, 4A+, 5NC,7B+

Kết nối động cơ bước với arduino uno r3

1.3 Module điều khiển động cơ L298

Mạch điều khiển động cơ DC L298 có khả năng điều khiển 2 động cơ DC, dòng tối đa 2Amỗi động cơ, mạch tích hợp diod bảo vệ và IC nguồn 7805 giúp cấp nguồn 5VDC chocác module khác (chỉ sử dụng 5V này nếu nguồn cấp <12VDC)