Nhập môn về kỹ thuật máy rót rượu tự động đề tài máy rót rượu tự động

2Cảm biến tiệm cận hồng ngoại Là thiết bị có khả năng phát hiện và phản ứng khi có vật ở gần cảm biến,khoảng cách này chỉ là vài mm và khoảng cách nhỏ đến vậy nên chúng thườngđược gọi là

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN TỬ

NHẬP MÔN VỀ KỸ THUẬT

MÁY RÓT RƯỢU TỰ ĐỘNG

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Đắc Hải

Nhóm 9 : Nguyễn Trung Sơn - 2019607814

Đỗ Văn Quân - 2019608062 Nguyễn Đức Tân - 2020608742 Đặng Bảo Thạch - 2019607992

Vũ Hồng Quân - 2019608146

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, Ngày … Tháng … Năm… Người nhận xét

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 5

LỜI MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 7

1.1 Giới thiệu về máy rót rượu tự động 7

1.2 Chức năng, yêu cầu thiết kế và phạm vi sử dụng 7

1.2.1 Chức năng 7

1.2.2 Phạm vi sử dụng 7

1.2.3 Yêu cầu thiết kế 7

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

2.1 Tìm hiểu mạch tạo trễ 8

2.1.1 Chức năng mạch tạo trễ 8

2.1.2 Thông số kỹ thuật 8

2.1.3 Nguyên lý hoạt động 8

2.2 Tìm hiểu về cảm biến tiệm cận hồng ngoại 9

2.2.1 Giới thiệu về cảm biến tiệm cận hồng ngoại 9

2.2.2 Cấu tạo của cảm biến tiệm cận hồng ngoại 10

2.2.3 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận hồng ngoại 10

2.2.4 Phân loại cảm biến tiệm cận hồng ngoại 11

2.2.5 Lý do chọn cảm biến tiệm cận hồng ngoại 11

2.2.6 Ưu điểm và ứng dụng 11

CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC,NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ MẠCH 13

3.1 Nguyên lý hoạt động 13

3.1.1 Sơ đồ khối 13

3.1.2 Sơ đồ nguyên lý 13

3.1.3 Chi tiết các linh kiện: 13

3.2 Thiết kế mô hình 15

3.2.1 Chuẩn bị linh kiện 15

3.2.2 Thực hiện thiết kế và lắp ráp 15

3.2.3 Mô hình đã hoàn thành 16

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ 17

4.1 Kết quả đạt được 17

4.2 Kết quả chưa đạt được 17

4.3 Đánh giá 17

KẾT LUẬN 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 19

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2 1 Mạch tạo trễ 8

Hình 2 2 Cảm biến tiệm cận hồng ngoại 9

Hình 2 3 Sơ đồ khối Sensor tiệm cận hồng ngoại 10

Hình 2 4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 10

Hình 3 1 Sơ đồ khối máy rót rượu 13

Hình 3 2 Sơ đồ nguyên lý máy rót rượu 13

Hình 3 3 Cảm biến hồng ngoại 13

Hình 3 4 Mạch Timer 14

Hình 3 5 Mạch sạc và tăng áp 14

Hình 3 6 Máy bơm 14

Hình 3 7 Linh kiện cần thiết khi chế tạo 15

Hình 3 8 Thực hiện chế tạo và lắp ráp 15

Hình 3 9 Mô hình sản phẩm hoàn chỉnh 16

LỜI CAM ĐOAN

Để hoàn thành đồ án này nhóm em có tham khảo một số tài liệu liên quanđến mạch công suất và ứng dụng của nó trong thực tế,

Em xin cam đoan đồ án này là do chúng em thực hiện, các kết quả và sốliệu trong đề tài này là trung thực Mọi sự giúp đỡ cho báo cáo này đã được cảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong báo cáo đã được ghi nguồn gốc rõ ràng

Hà Nội,ngày….tháng 5 năm 2021 Nhóm sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu

trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện cho chúng em có một

môi trường học tập tốt với cơ sở khang trang đầy đủ tiện nghi, tạo điệu kiệnthuận lợi cho việc học tập và làm đồ án của nhóm em Chúng em xin chân thành

cảm ơn thầy TS Nguyễn Đắc Hải đã hướng dẫn tận tình, tạo nhiều điều kiện,

phát huy cho em tính tự học, tự tìm hiểu và khảo sát các linh kiện điện tử vàcách thức hoạt động cùa chúng; hình thành cho chúng em phương pháp nghiêncứu, tìm tòi, tiếp cận với các công nghệ Trau dồi cho tụi em kỹ năng học tậpnăng động và sáng tạo, giúp cho chúng em tiếp cận các hệ thống xử lý thôngminh trong thực tế một cách thiết thực hơn Không có gì quý giá hơn lời cảm ơn,lời cảm ơn chân thành và kính trọng xin gửi đến các quý thầy cô giáo

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đồ án, do kĩ năng và kiến thức của emcòn nhiều hạn chế nên mong được sự chỉ bảo thêm của thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn !

LỜI MỞ ĐẦU

Ý tưởng đề tài

Ngành Công nghệ kĩ thuật Điện tử chiếm một vai trò cực kì quan trọngtrong sự phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Nó là một ngànhquan trọng để nghiên cứu và sản xuất ra những thành tựu nhằm phục vụ chonhững nhu cầu cần thiết đối với đời sống con người Ta có thể bắt gặp nhữngthiết bị điện tử trong cuộc như điện thoại, máy giặt, radio, máy tính… Vì đờisống con người hiện nay đang được cái thiện và nâng cao hơn về mọi mặt thìnhu cầu giải trí, thư giãn sau những giờ làm việc căng thẳng vất vả bằng nhữngbữa tiệc tùng, gặp gỡ giao lưu bạn bè, đồng nghiệp rất được ưa chuộng Và để cóthể thưởng thức những bữa tiệc, cuộc nhậu không thể thiếu đến rượu bia để làmcầu nối giao lưu giữa mọi người với nhau

Là môt sinh viên chuyên ngành “Điện Tử Công Nghiệp”, để đáp ứng nhucầu đó và cũng là để có thêm kĩ năng liên quan đến ngành Điện tử viễn thông

mà chúng em đang theo học nên chúng em quyết định lựa chọn đề tài “MÁYRÓT RƯỢU TỰ ĐỘNG”

Cấu trúc báo cáo

Báo cáo của em gồm những nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Cấu trúc,nguyên lý và thiết kế mạch

Chương 4: Kết quả

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI1.1 Giới thiệu về máy rót rượu tự động

Các dây chuyền công nghệ sản xuất hiện đại hiện nay thì gần như là hoàntoàn tự động hoặc bán tự động Đặc biệt với các công nghệ tự động này đòi hỏi

độ chính xác cao và khử trùng tuyệt đối thì việc tham gia 100% của máy móctrong quá trình sản xuất, vận hành sẽ đáp ứng được các tiêu chí về yêu cầu côngnghệ Với đặc thù được sản xuất trên công nghệ khép kín, đảm bảo vệ sinh Vớicác công nghệ định lượng chính xác lượng rượu mình cần,….Do vậy, con ngườihiện nay đều rất cần máy rót rượu tự động để ứng dụng máy vào sinh hoạt đờisống

1.2 Chức năng, yêu cầu thiết kế và phạm vi sử dụng

1.2.1 Chức năng

Toàn bộ hệ thống là một quá tình để hoàn thành các công đoạn ra thànhphẩm Các máy trong dây chuyền được tự động hóa cao, con người chỉ tham giavận hành Vậy nên đem lại năng suất tốt

1.2.2 Phạm vi sử dụng

Các cơ sở sản xuất nước rửa chén, sản xuất nước giải khát, nước tinhkhiết, bia, rượu… Các sản phẩm chất lỏng hoặc chất lỏng cô đặc có yêu cầu vệsinh khử trùng cao

Sử dụng trong gia đình hoặc các nhà hàng

1.2.3 Yêu cầu thiết kế

 Các biện pháp an toàn điện: Hệ thống được thiết kế sử dụng nguồnđiện DC, các mạch điện được bảo vệ chống nước

 Điện áp sử dụng: 5 VDC – 12VDC

 Khung thiết bị : bằng nhựa đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

 Ống dẫn rượu : Ống nước Tube đảm bảo an toàn vệ sinh, không đóngcặn, gỉ sét và gây ra các nấm mốc vi sinh

 Hoạt động: Thiết bị hoạt động ổn định, liên tục

 Sử dụng: Đơn giản, tiện dụng dễ sử dụng cho tất cả mọi người

 Thiết kế: Đảm bảo tính thẩm mỹ, đa dụng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 Tìm hiểu mạch tạo trễ

2.1.1 Chức năng mạch tạo trễ

Có chức năng điều khiển đóng và ngắt Mosfet với thời gian đóng và ngắt

có thể điều chỉnh được từ 0.1 giây ~ 50 giây

Mạch hoạt động đơn giản với 1 chiết áp điều chỉnh thời gian trễ cho tínhiệu đóng và ngắt Ngõ ra 4 cổng với mức thời gian được lập trình sẵn:

+ Kênh 1: 0.1s ~10s | Chế độ 1+ Kênh 2: 0.5s ~50s | Chế độ 1+ Kênh 1: 0.1s ~10s | Chế độ 2+ Kênh 2: 0.5s ~50s | Chế độ 2

Chế độ 1: Kênh ở chế độ 1 chỉ tắt khi hết thời gian đã setup

Chế độ 2: Kênh được tắt khi vật không được cảm biến phát hiện cho dù chưa

hết thời gian setup

2.1.2 Thông số kỹ thuật

Điện áp hoạt động: 5VDC ~12VDC

Điều chỉnh thời gian đóng ngắt bằng biến trở

Ngõ ra: Tiếp điểm relay NC – COM – NC

Kích thước: 56.5 x 29.5mm

2.1.3 Nguyên lý hoạt động

Chế độ số 1: Khi phát hiện có tay hoặc vật cản trước cảm biến: Bộ

Timmer được kịch hoạt và đếm ngược hết thời gian cài đặt trước, tùy theo việcthay đổi biến trở

Kênh chỉ được tắt khi kết thời gian đếm mặc dù vật cản đã không cònđược nhận biết bởi cảm biến

Hình 2 1 Mạch tạo trễ

Chế độ số 2: Khi phát hiện có tay hoặc vật cản trước cảm biến: Bộ

Timmer được kịch hoạt và đếm ngược hết thời gian cài đặt trước, tùy theo việcthay đổi biến trở

Kênh được tắt ngay sau khi tay hoặc vật cản trước cảm biến rời đi cho dùchưa hết thời gian setup

2.2 Tìm hiểu về cảm biến tiệm cận hồng ngoại

2.2.1 Giới thiệu về cảm biến tiệm cận hồng ngoại

Hình 2 2Cảm biến tiệm cận hồng ngoại

Là thiết bị có khả năng phát hiện và phản ứng khi có vật ở gần cảm biến,khoảng cách này chỉ là vài mm và khoảng cách nhỏ đến vậy nên chúng thườngđược gọi là tiệm cận Cảm biến này hoạt động tốt ngay cả trong môi trường khắcnghiệt

Cảm biến tiệm cận sẽ chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuấthiện của vật thể nào đó trong phạm vi dò tìm thành tín hiệu điện Có 3 hệ thốngphát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này đó là:

- Hệ thống sử dụng dòng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loạinhờ hiện tượng cảm ứng điện từ

- Hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần pháthiện

- Hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ

2.2.2 Cấu tạo của cảm biến tiệm cận hồng ngoại

Thông thường thì một cảm biến tiệm cận sẽ bao gồm 4 khối chính cấu thành nên, chúng bao gồm:

 Cuộn dây và lõi ferit

 Mạch dao động

 Mạch phát hiện

 Mạch đầu ra

Hình 2 3Sơ đồ khối Sensor tiệm cận hồng ngoại

2.2.3 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận hồng ngoại

Cảm biến tiệm cận sẽ hoạt động theo nguyên lý trường điện từ, một chùmbức xạ hoặc một loại ánh sáng (ví dụ ánh sáng hồng ngoại) phát ra xung quanhcảm biến với khoảng cách tối đa 30mm và gặp vật thể thì nó sẽ phát tín hiệutruyền về bộ xử lý Khi vật nằm trong vùng phát ra điện trường của cảm biến thìcảm biến sẽ sinh ra dòng điện xoáy (tức dòng điện cảm ứng) trong vật thể bằngkim loại này Dòng điện xoay sẽ sinh ra hiện tượng tiêu hao năng lượng (do điệntrở của kim loại) làm ảnh hưởng đến biên độ sóng dao động và đến một giá trịnào đó tín hiệu này sẽ được cảm biến phát hiện

Hình 2 4Sơ đồ nguyên lý hoạt động

Lúc này mạch phát hiện của cảm biến sẽ phát hiện ra sự thay đổi của tínhiệu và đồng thời sẽ tác động để mạch cho ra mức ON Khi đối tượng là vật thểkim loại rời khỏi vùng phát sóng của cảm biến, lúc này không còn xuất hiệndòng điện xoáy và biên độ dao động của giảm dần hoặc trở về không Cảm biến

sẽ quay trở lại trạng thái ban đầu

2.2.4 Phân loại cảm biến tiệm cận hồng ngoại

Trên thị trường hiện nay sẽ có hai loại cảm biến tiệm cận chính có thể kểđến đó là loại cảm ứng từ và loại điện dung Cụ thể thì đặc điểm của từng loại sẽnhư sau:

 Cảm biến tiệm cận loại cảm ứng từ:

Cảm ứng từ loại có bảo vệ (Shielded): từ trường được tập trung trước

mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên khoảng cách đongắn đi

Cảm ứng từ loại không có bảo vệ (Un-Shielded): không có bảo vệ từ

trường xung quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn, tuy nhiên dễ bịnhiễu của kim loại xung quanh

Cảm ứng này phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dunggiữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất cả vật thể

2.2.5 Lý do chọn cảm biến tiệm cận hồng ngoại

Nhờ trải nghiệm người dùng đơn giản và dễ tiếp cận, đã được sử dụngtrong hàng ngàn dự án và ứng dụng khác nhau Cảm biến tiệm cận hồng ngoạirất dễ sử dụng cho người mới bắt đầu, nhưng đủ linh hoạt cho người dùng caocấp

2.2.6 Ưu điểm và ứng dụng

Ưu điểm:

Thông thường thì các loại cảm biến tiệm cận trên thị trường hiện nay sẽ có các

ưu điểm như sau:

 Phát hiện vật thể không cần tiếp xúc, không tác động lên vật,khoảng cách xa nhất tới 30mm

 Hoạt động ổn định, chống rung động và chống shock tốt

 Tốc độ đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao so với công tắc giới hạn(limit switch)

 Sensor có kích thước nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi

 Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt

Ứng dụng:

 Kiểm soát chất lỏng trong bể chứa

 Kiểm soát kim loại

 Đếm số lượng vật thể

 Công nghiệp chế tạo ô tô,

 Công nghiệp máy công cụ,

 Công nghiệp chế biến thực phẩm,

 Xe đa dụng (ví dụ: xe tải, máy nông nghiệp),

 Máy rửa xe

 Và còn nhiều ứng dụng khác nữa…

CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC,NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ

MẠCH3.1 Nguyên lý hoạt động

3.1.1 Sơ đồ khối

Hình 3 1 Sơ đồ khối máy rót rượu

3.1.2 Sơ đồ nguyên lý

Hình 3 2 Sơ đồ nguyên lý máy rót rượu

3.1.3 Chi tiết các linh kiện:

1 Cảm biến tiệm cận hồng ngoại:

Hình 3 3 Cảm biến hồng ngoại

2 Mạch timer:

Được thiết kế sẵn bằng IC lập trình vi điều khiển

Hình 3 4 Mạch Timer

Hình 3 6 Máy bơm

3.2 Thiết kế mô hình

3.2.1 Chuẩn bị linh kiện

Hình 3 7 Linh kiện cần thiết khi chế tạo

3.2.2 Thực hiện thiết kế và lắp ráp

Hình 3 8 Thực hiện chế tạo và lắp ráp

3.2.3 Mô hình đã hoàn thành

Hình 3 9 Mô hình sản phẩm hoàn chỉnh

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ4.1 Kết quả đạt được

 Thiết kế được mạch, vận hành và điều chỉnh cho mạch hoạt động

 Được tìm hiểu rõ hơn về một loại cảm biến

 Rèn luyện kĩ năng sử dụng các phần mềm mô phỏng và thiết kế mạch nhưProteus, Altium Design

 Tìm hiểu được ứng dụng của mạch trong các thiết bị trong đời sống

 Lắp ráp đúng theo đúng theo yêu cầu về kĩ thuật,tính thẩm mỹ

4.2 Kết quả chưa đạt được

 Mô hình hoạt động chưa được tối ưu

 Ngoại hình và kiểu dáng chưa đạt được thẩm mỹ như mong muốn

4.3 Đánh giá

 Mô hình thiết kế dễ dàng và hoạt động khá tốt

 Giá thành hợp lý so với bên ngoài thị trường hiện nay

 Có thể ứng dụng để phát triển các sản phẩm khác



- Ứng dụng của sản phẩm còn hạn chế bở nhu cầu người sư dụng.

Hướng phát triển của đề tài

- Tối ưu về linh kiện và thiết kế mang tính thẩm mỹ hơn

- Mở rộng để ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhằm phục vụ nhu cầucủa đời sống

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Giáo trình CAD trong điện tử

[2] P T T Huyền, GIÁO TRÌNH LINK KIỆN ĐIỆN TỬ, NXBHKKT, 2016

[3] L M Long, GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN,

HÀ NỘI: NXB KHKT, 2014

[4] N N A - T X Phương, GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG ĐIỆN

VÀ THIẾT BỊ ĐO, NXB Thống kê, 2019