Nghiên cứu và thiết kế mạch điều khiển máy giặt công nghiệp ứng dụng tại việt nam

Do đó việc nghiên cứu chế tạo main điều khiển máy giặt công nghiệp đa năng là rất cần thiết, chế tạo main điều khiển máy giặt sẽ có đáp ứng được rất nhiều nhu cầu như là giá thành của ma

LỜI CAM ĐOAN

Bản luận văn này là do tôi nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo

TS Nguyễn Phan Kiên

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã sử dụng những tài liệu tham khảo được ghi trong mục Tài liệu tham khảo, ngoài ra tôi không sử dụng bất kỳ tài liệu nào mà không liệt kê Các kết quả thu được là kết quả của luận văn, không được sao chép từ công trình hay thiết kế của người khác

Nếu sai, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định

Hà Nội, ngày 20 tháng 03 năm 2014

Người cam đoan

Phạm Khánh Toàn

LỜI CẢM ƠN

Bản luận văn này được thực hiện tại Viện Điện Tử Viễn Thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Phan Kiên Sau khoảng hơn hai năm nghiên cứu và làm việc, đề tài Luận văn đã hoàn thành Để hoàn thành được Luận văn này tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của TS Nguyễn Phan Kiên sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy đã giúp tôi hoàn thành bản luận văn này

Thông đã tạo điều kiện và có những ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi thực hiện tốt những nội dung nghiên cứu của luận văn

Cuối cùng là gia đình, bạn bè lớp đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận văn

Hà Nội, tháng 03 năm 2014

Tác giả Luận văn

Phạm Khánh Toàn

MỤC LỤC

MỤC LỤC HÌNH ẢNH 5

BẢNG VIẾT TẮT 6

LỜI NÓI ĐẦU 8

PHẦN MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP 12

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của những chiếc máy giặt 12

1.2 Giới thiệu máy giặt quy mô giặt công nghiệp 13

1.2.1 Nguyên lý giặt đồ của máy giặt 13

1.2.2 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy giặt 14

1.2.3 Phân loại kết cấu máy giặt công nghiệp 15

1.3 Tính toán công suất giặt 16

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ MÁY GIẶT THÔNG DỤNG Ở VIỆT NAM 18

2.1 Một số loại máy giặt trên thị trường Việt Nam 18

2.2 Nhu cầu thị trường Việt Nam về main điều khiển máy giặt công nghiệp 25

2.2.1 Tuổi thọ của các main điều khiển dành cho máy giặt công nghiệp 25

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 27

3.1 Cơ chế hoạt động của máy giặt công nghiệp 27

3.2 Khối chấp hành 30

3.2 Khối xử lý (Vi Điều Khiển) 30

3.3 Khối cảm biến 40

3.3.1 Cảm biến nhiệt độ (sensor nhiệt) 40

3.3.2 Áp suất và nguyên lý đo áp suất 45

3.3.3 Khối hiển thị 52

3.4 Khối công suất 55

3.4.1 Tổng quan về biến tần 55

CHƯƠNG 4 : SẢN PHẨM THỰC TẾ 62

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ 67

5.1 Đánh giá kết quá 67

5.2 Hướng phát triển 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 69

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Máy giặt Electrolux W5330S 19

Hình 2.2 Máy giặt công nghiệp Electrolux W5250N 20

Hình 2.3 Máy giặt công nghiệp UNIMAC - UCL – 080 21

Hình 2.4 Máy giặt công nghiệp UNIMAC - UWL – 125 23

Hình 2.5 Máy giặt Hàn Quốc HWASUNG 24

Hình 3.1 AVR studio 35

Hình 3.2 WinAVR 36

Hình 3.3 Codevision-avr 37

Hình 3.4 Bascom 37

Hình 3.5 Khối điều khiển 40

Hình 3.6 Thermocouple 41

Hình 3.7 Nhiệt điện trở (RTD) 42

Hình 3.8 Thermistor 43

Hình 3.9 Bán dẫn 44

Hình 3.10 Khối cảm biến 45

Hình 3.0.11 Cảm biến áp suất 50

Hình 3.12 Cảm biến tiệm cận loại điện dung 52

Hình 3.13 LCD 16L 53

Hình 3.14 Biến tần danfoss 59

Hình 3.15 Mạch điều khiển biến tần 60

Hình 3.16 Mạch điều khiển van 61

Hình 4.1 Sản phẩm thực tế 62

Hình 4.2 Lắp đặt main điều khiển máy giặt công nghiệp 63

Hình 4.3 Main công suất 64

Hình 4.4 Main điều khiển 65

Hình 4.5 Tủ điện sau khi lắp đặt xong 66

6 RISC Reduced Instructions Set Computer

12 UART Universal asinchonus Receiver Transmitter

19 EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

31 ASCII American Standard Code for Information Interchange

38 K Kilo

39 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới đất nước, với mục tiêu chiến lược Công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, máy móc dần dần thay thế những công việc nặng nhọc của con người giúp nâng cao năng suất lao động của con người Trong lĩnh vực y tế cũng vậy, các trang thiết bị y tế đang được tự động hóa từng ngày

Với một thực tế là số lượng người có nhu cầu chăm sóc sức khỏe ngày càng nhiều và

số lượng các bệnh viện quá tải đang tăng thì nhu cầu sử dụng các máy móc trong bệnh viện là rất cần thiết Trung bình một ngày tại các khoa Kiểm soát nhiễm khuẩn của các bệnh viện lớn có tới hàng tấn đồ vải cần phải giặt, sấy,nếu như với số lượng lớn như thế mà chỉ sử dụng sức của con người hoặc là những máy giặt thô sơ bán tự động thì không thế đáp ứng kịp Do đó số lượng thực tế những máy giặt vắt công nghiệp tự động được sử dụng trong bệnh viện là rất nhiều

Máy giặt công nghiệp hiện tại được sử dụng trong các bệnh viện ở nước ta hiện nay hầu hết là được nhập khẩu từ các hãng sản xuất ở Châu Âu và Mỹ Những thiết bị này thường rất đắt trong trường hợp hỏng hay có sự cố thì công việc thay thế, sửa chữa là mất rất nhiều thời gian Khí hậu ở Việt Nam là khí hậu nhiệt đới các bo mạch điện tử thường có tuổi thọ thấp hơn khi làm việc trong môi trường khí hậu này

Do đó việc nghiên cứu chế tạo main điều khiển máy giặt công nghiệp đa năng là rất cần thiết, chế tạo main điều khiển máy giặt sẽ có đáp ứng được rất nhiều nhu cầu như

là giá thành của main điều khiển sẽ giảm, thời gian thay thế sửa chữa khí có sự cố sẽ nhanh hơn, việc nâng cấp hệ điều khiển từ bán tự động lên tự động với những máy giặt

cũ cũng trở nên đơn giản hơn

Để nghiên cứu chế tạo và đưa ra thị trường 1 sản phẩm main điều khiển máy giặt

đa năng là cả một quá trình dài và nó không hề đơn giản Việc phải cạnh tranh về chất lượng với những sản phẩm nước ngoài là khó khan lớn nhất, các hãng trên thế giới đã

Tuy khối lượng công việc với đề tài này là rất nhiều và khó khan nhưng được sự quan tâm, động viên hướng dẫn của thầy cô, bạn bè, gia đình, đặc biệt là TS Nguyễn Phan Kiên của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nên tác giả đã chọn và hoàn thành luận văn này với mong muốn là thiết bị do mình nghiên cứu chế tạo có những tính năng bằng và hơn thiết bị nhập khẩu, thứ hai là tự chủ được thiết bị do mình tự chế tạo, giảm chi phí mua máy và sửa chữa máy cũng như không lệ thuộc quá nhiều vào công

ty và hãng cung cấp máy và có thể đưa sản phẩm ra ngoài thị trường với giá cả và chất lượng cạnh tranh

Nội dung luận văn gồm 4 chương:

Chương 1:Tổng quan về máy giặt công nghiệp

Chương 2: Một số loại máy giặt công nghiệp ở Việt Nam

Chương 3: Thiết kế và chế tạo thiết bị

Chương 4: Sản phẩm thực tế

Chương 5: Đánh giá

Tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới TS.Nguyễn Phan Kiên,cùng tập thể các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn Công nghệ điện tử và Kỹ thuật Y sinh – Viện Điện tử viễn thông-Đại học Bách Khoa Hà Nội,đã tham gia giảng dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài

Hà nội, ngày 30 tháng 3 năm 2014

Tác giả

PHẦN MỞ ĐẦU

a)Lý do chọn đề tài:

Máy giặt công nghiệp hiện tại được sử dụng trong các bệnh viện ở nước ta hiện nay hầu hết là được nhập khẩu từ các hãng sản xuất ở Châu Âu và Mỹ Những thiết bị này thường rất đắt trong trường hợp hỏng hay có sự cố thì công việc thay thế, sửa chữa

là mất rất nhiều thời gian Khí hậu ở Việt Nam là khí hậu nhiệt đới các bo mạch điện tử thường có tuổi thọ thấp hơn khi làm việc trong môi trường khí hậu này

Do đó việc nghiên cứu chế tạo main điều khiển máy giặt công nghiệp đa năng là rất cần thiết, chế tạo main điều khiển máy giặt sẽ có đáp ứng được rất nhiều nhu cầu như là giá thành của main điều khiển sẽ giảm, thời gian thay thế sửa chữa khí có sự cố

sẽ nhanh hơn, việc nâng cấp hệ điều khiển từ bán tự động lên tự động với những máy giặt cũ cũng trở nên đơn giản hơn

Để nghiên cứu chế tạo và đưa ra thị trường 1 sản phẩm main điều khiển máy giặt

đa năng là cả một quá trình dài và nó không hề đơn giản Việc phải cạnh tranh về chất lượng với những sản phẩm nước ngoài là khó khan lớn nhất, các hãng trên thế giới đã

có hàng chục năm nghiên cứu và phát triển nên các sản phẩm của họ đã được tích hợp nhiều chức năng cũng như thuật toán điều khiển nhằm tối ưu hóa quá trình giặt vắt

b) Lịch sử nghiên cứu

Phần lớn main điều khiển máy giặt công nghiệp ở Việt Nam hiện nay đều là main của hãng có 1 số ít main được làm trong nước tuy nhiên những main này thường chỉ dùng cho các máy bán tự động, phải có người vận hành tại chỗ số lượng chương trình giặt bị giới hạn

c) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu:

Mục đích nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo main điều khiển

khẩu hiện đang được sử dụng, nhưng chi phí giá thành sản sản xuất và sửa chữa thấp hơn nhiều so với main nhập khẩu

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn là bo mạch điều khiển máy giặt công nghiệp, đưa ra quy trình điều khiển, thiết kế được mạch điều khiển và lập trình theo quy trình điều khiển, từ đó xây dựng được sản phẩm thực tế

d) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả:

Nội dung chính của luận văn là nghiên cứu, tìm hiều sâu các tính năng nguyên lý hoạt động của máy giặt công nghiệp, các khâu trong quy trình giặt, các chức năng của các main máy giặt có trên thị trường Từ đó đưa ra phương án thiết kế chế tạo bo mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển AT128 để điều khiển máy giặt, thiết kế các modul điều khiển van điện từ, điều khiển biến tần, đọc các tín hiều phản hồi từ các cảm biến như cảm biến nhiệt độ cảm biến áp suất cảm biến tiệm cận đo tốc độ động cơ Đưa các thông số cần thiết lên màn hình LCD, tìm và phát hiện các lỗi trong quá trình hoạt động của máy Kết quả nghiên cứu cuối cùng của đề tài là một sản phẩm có khả năng ứng dụng thực tế, có thể điều khiển cho nhiều dòng máy giặt khác nhau, có độ chính xác tương đương main ngoại nhập về chức năng

e) Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng là phương pháp nghiên cứu tài liệu, kết hợp khảo nghiệm thực tế, thống kê, đo lường và thiết kế thực tế

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của những chiếc máy giặt

Từ năm 1911 chiếc máy giặt chạy điện đầu tiên được ra đời tại Mỹ.Năm 1922 lại xuất hiện máy giặt kiểu trộn, cũng ở thời điểm này ở nước Anh đã xuất hiện máy giặt kiểu phun dòng.Năm 1947 nhiều máy giặt kiểu ống nhào quay xuất hiện đầu tiên ở Châu Âu.Năm 1954 Nhật Bản trên cơ sở máy giặt kiểu phun dòng chế tạo thành công máy giặt kiểu mâm giặt và nhanh chóng được lưu hành ở Nhật Bản

Đến năm 1960 loại máy giặt có hai học giặt kiểu mâm giặt có tác động vắt nước

ly tâm vào thị trường.Năm 1965 máy giặt bánh xe chuyển động sóng hoàn toàn tự động bắt đầu được sản xuất.Ở Trung Quốc, máy giặt bắt đầu được từ năm 1957 nhưng do điều kiện chưa cho phép sản xuất hàng loạt Mãi đến năm 1978 Trung Quốc mới thực

sự phát triển loại sản phẩm này Tuy khởi động hơi chậm nhưng tốc độ đưa mặt hàng này vào cuộc sống lại nhanh,mới qua 10 năm đã hoàn thành lộ trình 30 năm như các nước công nghiệp phát triển, sản lượng hàng năm từ năm 1978,400 máy mà đến năm

1988 đã đạt 10460000 chiếc,trở thành một trong những nước máy giặt.Năm 1999 sản lượng máy giặt của Trung Quốc đạt 13421700 chiếc ,chính là nhờ Trung Quốc đã thực hiện phương châm cải cách mở cửa.Từ năm 1983 bắt đầu giai đoạn đại quy mô tiên tiến vào giai đoạn hưng thịnh về kỹ thuật thiết bị,tang tốc tiến trình cải tạo kỹ thuật sản xuất máy giặt là vì có đến hơn 40 hãng tiên tiến về công nghệ và thiết bị thuộc các nước Anh , Pháp,Mỹ,Ý ,Nhật Bản,Hàn Quốc ….Trên thế giới đưa vào Trung Quốc một lượng rất lớn đã góp phần tiến một bước, nâng cao trình độ tự động hóa và nâng cao năng lực sản xuất đồng thời rút ngắt khoảng cách với các nước tiên tiến và đưa ra nhiều chủng loại máy giặt có nhiều dung lượng lớn,kiểu mới.Cho đến nay ,sản phẩm đã có chứng chỉ ISO 9001,do quốc tế chứng nhận hoặc do UL của Mỹ chứng nhận.Trung Quốc không những đáp ứng được nhu cầu mọi người tiêu dùng trong nước mà còn được xuất khẩu đi các nước Bắc Mỹ,Châu Âu,các quốc gia Đông Nam Á và khu vực.Ở

1.2 Giới thiệu máy giặt quy mô giặt công nghiệp

Máy giặt công nghiệp có thể tích và khối lượng tương đương 4 lần máy giặt bình thường.Cứ 1 tiếng máy giặt sẽ giặt xong một mẻ (trên dưới 40kg quần áo ) cần 50 lít nước và 1 kg bột giặt đặc chủng.Như vậy , chiếc máy giặt này giặt gần 200 kg quần ,áo /1 ngày.Sau 1 hay 2 cối ,máy được ngừng hoạt động để làm mát máy vừa để vệ sinh thùng máy Vì chỉ thực hiện khâu giặt nước nên dù có to lớn hơn các máy gia dụng nhưng cơ câu máy giặt công nghiệp không phức tạp hơn là mấy

1.2.1 Nguyên lý giặt đồ của máy giặt

Phân loại các vết bẩn trên quần áo (Đồ giặt)

Vết bẩn trên quần áo (đồ giặt) là do các chất bài tiết từ cơ thể của con người và những bụi bẩn từ môi trường.Nói chung có thể chia thành 3 loại sau:

Các chất bẩn hòa tan trong nước

Các chất bẩn này do sự bài tiết của cơ thể người hoặc từ thức ăn, như mồ hôi, đường, bột v.v…Đặc điểm của nó là: dễ hòa tan trong nước, dùng nước có thể giặt sạch

Các chất bẩn có tính dầu

Các chất bẩn này từ thực phẩm hay môi trường làm việc, như các loại dầu mỡ động thực vật, các loại dầu mỡ khoáng vật v.v…đặc điểm của nó là không tan trong nước nhưng lại có thể hòa tàn trong dung môi hóa chất Đối với các vết bẩn này, có thể căn cứ vào thành phần của chúng ,chọn loại dung môi thích hợp để tẩy sạch

Các chất bẩn rắn:

Các loại chất bẩn này tới môi trường chung quanh như bụi, xi măng, đất v.v…Các chất bẩn này không tan trong nước và các dung môi chất nhưng hạt nhỏ,trôi nổi trong nước, sau đó loại bỏ;cũng có thể dùng phương pháp rũ đập để loại bỏ

Cả 3 loại trên không tồn tại riêng lẻ mà thường xuất hiện ở trạng thái hỗn hợp, chẳng hạn những vết bẩn ở tay áo, ống quần là hỗn hợp của chất bẩn rẵn và dầu thì thường là khó loại bỏ.Ngoài ra, có khi còn có các chất bẩn dây vào là những hóa chất

như thuốc nhộm chẳng hạn cần phải căn cứ vào thành phần thuốc nhộm sự dụng chất tẩy rửa thích hợp mới có thể tẩy được

1.2.2 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy giặt

Máy giặt là một khí cụ dùng phương thức giặt nước dùng để giặt các loại quần áo bằng vải bông, gai, nhung, sợi hóa học,đay, len ,lông cừu…cùng các quần áo dệt kim Kết cấu máy gồm có: Vỏ máy, trang bị nước, hệ thống truyền động và hệ thống điều khiển

Nguyên lý làm việc khử bẩn, nói một cách đơn giản là nhờ vào tác dụng lực cơ giới để thay sức người, mô phỏng các phương thức giặt quần áo bằng tay nhờ vào tác dụng khử bẩn của dung dịch giặt tẩy rồi bồi thêm những động tác xung kích của dòng nước tiến hành nhào, xung kích, lăn lộn để khử bẩn.Tóm lại ba yếu tố tham gia vào quá trình giặt đó là lực cơ giới chất tẩy giặt và nước

Lực cơ giới tạo ra những tác động giống như vò tay đó là nhào chải, đập, đánh v.v rồi lợi dụng quá trình giặt tẩy phát huy tác dụng khử bẩn trong nước để rồi phá bỏ liên kết giữa cặn bẩn và vải vóc làm cho các chất dơ bẩn thoát khỏi bề mặt quần áo (đồ giặt),rồi nổi trôi,đạt được mục đích là khử bỏ cặn bã,giặt sạch quần áo (đồ giặt)

Giặt

Nguyên lý hoạt động của máy giặt trong quá trình giặt là: Động cơ bộ phận chuyển động khiến quần áo (đồ giặt) trong máy giặt bị tác dụng bởi lực cơ giới.Từ đó sinh ra ma sát, lăn trở, khiến các sợi vải quần áo (đồ giặt) bị chèn ép, kéo giãn, biến dạng cong, làm thay đổi khe hở giữa sợi vải, phát huy đầy đủ lực tác dụng của chất tẩy rửa, làm sạch chất bẩn trên quần áo (đồ giặt)

Giặt nổi (xả nước)

Giặt nổi là dùng nước sạch hòa loãng dung dịch tẩy rửa trên quần áo (đô giặt), nhằm làm giảm thiểu lượng sót lại của chất bẩn và chất tẩy rửa trên quần áo (đồ giặt) Khi tiến hành giặt nổi, máy giặt được thiết kế dưới đây có 3 hình thức sau:

quần áo (đồ giặt), sau đó thả vào nước sạch để giặt, thường thay nước từ 2-3 lần, mỗi lần giặt nổi 2-3 phút, phương pháp tiếp kiệm điện, được dùng tương đối phổ biến Giặt nổi nước chảy: Trước khi giặt nổi không làm kiệt nước trên quần áo (đồ giặt),khi giặt nổi không ngừng cho nước vào để nước bẩn tràn ra.Phương phán này tốn điện ,tốn nước , mất thời gian,nhưng trước khi giặt không cần vắt kiệt nước nên vẫn dùng

Giặt nổi phun ướt và giặt nổi phun sương: Tiến hành trong thiết bị vắt nước, tiếp kiệm điện, tiếp kiệm nước, có thể tự động hoàn thành nhiều lần giặt nổi và vắt nước, hiện nay cách này càng được sử dụng phổ biến

1.2.3 Phân loại kết cấu máy giặt công nghiệp

Thông thường ở máy giặt công nghiệp người ta hay phân loại theo mức tự động hóa hoặc kết cấu:

Theo mức tự động hóa chia làm hai loại:

Loại bạn tự động: có thể căn cứ vào chương trình chọn sẵn, hoàn thành tất cả chức năng từ định lượng bột giặt đến xả và xả đáy

Theo kết cấu: kết cấu lồng giặt, cửa lồng

 Máy giặt công nghiệp lồng ngang cửa mở trước hoàn toàn tự động

Kết cấu bên trong máy đơn giản

Thiết kế được với công suất lớn, có thể thiết kế hoàn toàn tự động hoặc bán tự động

Có thể dùng một số vật liệu thông thường

1.3 Tính toán công suất giặt

Cách tính chọn máy giặt công nghiệp cho một Bệnh viện với 500 giường bệnh, 500 cán

bộ công nhân viên, 10 phòng phẫu thuật như sau:

Với bệnh nhân

Quần áo: 2 ngày thay 1 lần, trọng lượng 1 kg/bộ

Chăn, màn: 1 tuần thay 1 lần, trọng lượng vỏ chăn 1,8 kg/cái, màn 0,6 kg/cái

Ga giường, vỏ gối: 3 ngày thay 1 lần Trọng lượng ga giường 1.2 kg/cái (khổ 1600 x

2000 mm), vỏ gối 0,2 kg/cái

Đồ mổ của 10 phòng phẫu thuật: Bình quân 350 kg/ngày

Với nhân viên

Quần áo: 2 ngày thay 1 lần Trọng lượng trung bình 0,5 kg / bộ

Chăn, màn, ga giường tại các khoa phòng: trung bình 75 kg / ngày

1/ Chọn máy giặt:

a Giặt cho bệnh nhân

Lượng quần áo cần giặt một ngày:

(500 : 2 ) x 1 kg = 250 kg / ngày Lượng chăn cần giặt một ngày:

( 500 : 7 ) x 1,8 kg = 130 kg / ngày Lượng màn cần giặt một ngày:

(500 : 7 ) x 0,6 kg = 40 kg / ngày Lượng ga giường cần giặt một ngày :

(500 : 3 ) x 1.2 kg = 200 kg / ngày Lượng vỏ gối cần giặt một ngày:

(500 : 3 ) x 0,2 kg = 35 kg/ngày Lượng đồ mổ của 10 phòng phẫu thuật: 350 kg/ngày

b Giặt cho nhân viên

(500 : 2 ) x 0,5 kg = 125 kg/ngày

Lượng chăn, màn, ga giường cần giặt cho một ngày là 75 kg

Tổng khối lượng đồ cần giặt cho một mẻ:

( 125 + 75 ) = 200 kg/ngày

Tổng cộng = 250+130+40+200+35+350+200 = 1205 kg/ngày

Trung bình một mẻ giặt khoảng 45 phút, kể cả thời gian cho đồ vào và lấy đồ ra khoảng 1 giờ / mẻ Mỗi ngày làm việc 8 giờ tương đương với 8 mẻ giặt Vậy lượng vải cần giặt cho một mẻ là:

1205 : 8 = 150 kg (đồ vải khô) / mẻ

STT Tên máy Hãng Xuất xứ Model Công

suất

SL máy

Như vậy ta có thể có được số lượng máy móc và công suất của máy giặt, máy sấy phục

vụ cho một bệnh viện 500 giường điển hình Với các bệnh viện có quy mô khác ta có thể tính toán dựa trên mô hình ở trên

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ MÁY GIẶT THÔNG DỤNG Ở VIỆT NAM

2.1 Một số loại máy giặt trên thị trường Việt Nam

Với 1 quốc gia đang phát triển mạnh mẽ như Việt Nam các nhà máy, bệnh viện, khách sạn, các xưởng giặt dịch vụ liên tục được mở ra.Do đó nhu cầu máy giặt công nghiệp với thị trường trong nước là rất lớn.Tuy nhiên phần lớn máy giặt công nghiệp đang sử dụng ở Việt Nam có xuất xứ từ nước ngoài.Có thể kể đến 1 số loại máy giặt được sử dụng nhiều ở nước ta:

Electrolux được thành lập năm 1918, có trụ sở chính tại Stockholm, Thụy Điển Sau nhiều năm hình thành và phát triển,Electrolux là một trong những thương hiệu hàng đầu trên toàn cầu trong ngành hàng gia dụng và công nghiệp, mỗi năm bán hơn

40 triệu sản phẩm cho người tiêu dùng ở khắp 150 quốc gia trên thế giới Mục tiêu của công ty là thiết kế, cải tiến liên tục để đáp ứng những nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng Electrolux tự hào cung cấp những sản phẩm làm vơi đi gánh nặng của công việc nhà để con người có thêm thời gian cho những nỗ lực sáng tạo hơn

- Electrolux W5330S

Hình 2.1Máy giặt Electrolux W5330S

Công suất tối đa

Chiều sâu mm 1040

- Electrolux W5250N

Hình 2.2Máy giặt công nghiệp Electrolux W5250N

Thông số kỹ thuật chính Đơn vị Thông số

Công suất tối đa

- Máy giặt công nghiệp UNIMAC - UCL – 080

Hình 2.3Máy giặt công nghiệp UNIMAC - UCL – 080

Hình 2.4 Máy giặt công nghiệp UNIMAC - UWL – 125

Công suất : 50.00 kg/mẻ vải khô Đường kính lồng (mm/inch): 1000/39.3

Độ sâu lồng (mm/inch):

640/25.1

Hình 2.5 Máy giặt Hàn Quốc HWASUNG Tốc độ vắt : 400 -750 vòng/phút

2.2 Nhu cầu thị trường Việt Nam về main điều khiển máy giặt công nghiệp

2.2.1 Tuổi thọ của các main điều khiển dành cho máy giặt công nghiệp

Một câu hỏi được đặt ra là tại sao phải sản xuất main điều khiển máy giặt công nghiệp, doanh thu khi sản xuất main điều khiển máy giặt công nghiệp là bao nhiêu hay nói cách khác là thị trường của main máy giặt công nghiệp là như thế nào?

Tất cả các máy giặt khi suất xưởng đều có cả main điều khiển vậy thì main điều khiển máy giặt chỉ bán được khi những chiếc máy giặt có sự cố về main điều khiển và cẩn phải thay thế

Các sự cố đối với main điều khiển máy giặt

Main điều khiển máy giặt nói riêng và các bo mạch điện tử nói chung thường xuyên gặp phải những sự cố sau một khoảng thời gian làm việc nhất định Với những thiết bị làm việc trong môi trường công nghiệp (nhiệt độ và độ ẩm cao,các nhiễu trên lưới điện…) đặc biệt trong môi trường nhiệt đới như ở Việt Nam thì tuổi thọ đối với các linh kiện bán dẫn là rất ngắn.Phần lớn máy giặt công nghiệp ở Việt Nam là hàng nhập khẩu từ châu Âu,Hoa Kỳ,Hàn Quốc và 1 số ít từ Trung Quốc các sản phẩm của những hãng này sản xuất cho tất cả thị trường và rất ít hãng nhiệt đới hóa các thiết bị điện tử của mình.Đây cũng là nguyên nhân lớn nhất dẫn đến những sự cố đối với main điều khiển của máy giặt công nghiệp

Không đồng bộ về thiết kế

Các hãng sản xuất máy giặt 3-4 năm lại nâng cấp các thế hệ sản phẩm của mình các main điều khiển cũng được nâng cấp để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng cùng với đó là các khối cảm biến, hiển thị, phím điều khiển… do đó có những trường hợp 1 khối gặp sự cố sẽ phải thay thế toàn bộ phần điều khiển

Giá của 1 bộ điều khiển chính hãng là rất cao

Không còn main điều khiển cho dòng máy đó

Trong những trường hợp sự cố với biến tần và phải thay thế bằng 1 loại biến tần khác thì thông số điều khiển của main chính hãng là không phù hợp

Từ những thực tế trên có thể thấy việc sử dụng thiết kế và sản xuất những main máy giặt công nghiệp đa năng là rất cần thiết và có tính khả thi cao

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 3.1 Cơ chế hoạt động của máy giặt công nghiệp

 Quy trình giặt

Quy trình giặt trên máy giặt là khác nhau với từng loại vải khác nhau độ bẩn khác nhau.Tuy nhiên ta có thể chia quy trình giặt thành 4 chu trình nhỏ được lặp đi lặp lại

- Chu trình 1: Giặt sơ

Chu trình này công việc chính là làm ướt đều đồ vải và làm sạch các vết bẩn dễ làm sạch.Thời gian cho chu trình này dài hay ngắn phụ thuộc vào độ bẩn của từng loại

đồ giặt Ở đây máy giặt thực hiện chỉ cấp nước và đảo đồ giặt không cấp hóa chất hay cấp nhiệt.Ở cuối chu trình máy giặt thực hiện vắt sơ

- Chu trình 2: Giặt chính

Chu trình này cũng tương tự như chu trình 1 tuy nhiên quá trình giặt sẽ được cấp nhiệt và cấp hóa chất.Vì đây là giặt chính nên thơi gian giặt sẽ dài hơn so với giặt sơ, ở cuối chu trình này máy giặt cũng sẽ thực hiện vắt sơ

Tuy nhiên tùy thuộc vào các loại vải loại đồ ở các môi trường giặt khác nhau mà những quy trình giặt này có sự khác biệt.VD những nơi đồ giặt có mức độ bẩn ít thì chu trình giặt sơ và giặt chính có thể hợp làm 1, hay có thể có thêm 1 chu trình xả đồ thơm kế tiếp chu trình giũ đồ

 Quy trình điều khiển máy giặt công nghiệp

Quy trình điều khiển của máy giặt công nghiệp có thể được chia thành các bước sau:

Sơ đồ khối

VAN CẤP

NƯỚC

VAN XẢ NƯỚC

BIẾN TẦN (Động cơ)

VAN CẤP HƠI NHIỆT

VAN HÓA CHẤT

KHỐI CHẤP HÀNH

KHỐI

HIỂN THỊ

KHỐI CÔNG SUẤT

KHỐI CẢM BIẾN

KHỐI PHÍM ĐIỀU KHIỂN KHỐI XỬ LÝ

3.2 Khối chấp hành

Tuy khối chấp hành không phải là 1 bộ phận của main điều khiển nhưng nó là đối tượng nghiên cứu chính khi thiết kế main điều khiển,vì thực chất main điều khiển máy giặt thông qua các thành phần của khối này để điều khiển các trạng thái của máy giặt Điều khiển trạng thái cấp nước, xả nước, cấp hóa chất, đóng mở cửa thực chất là điều khiển các van điện từ, còn quay đảo lồng giặt chính là điều khiển chiều quay và tốc độ của động cở không đồng bộ 3 pha thông qua biến tần hoặc khởi động từ Do đó việc hiểu rõ về các đối tượng này sẽ giúp việc thiết kế main điều khiển máy giặt trở nên dễ dàng hơn

Van điện từ

3.2 Khối xử lý (Vi Điều Khiển)

Do nhu cầu của máy, và xét tính ưu điểm của các loại vi điều khiển, tôi thấy rằng PIC và AVR là 2 dòng VĐK phổ biến nhất hiện nay

Vi Điều Khiển PIC

PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip

Technology Dòng PIC đầu tiên là PIC1650 được phát triển bởi Microelectronics Division thuộc General Instrument

bắt nguồn là chữ viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khả trình thông minh) là một sản phẩm của hãng General Instrument đặt cho dòng sản

phẩm đầu tiên của họ là PIC1650 Lúc này, PIC1650 được dùng để giao tiếp với các

thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16bit CP1600, vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái tên

"Peripheral Interface Controller" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi) CP1600 là một CPU tốt, nhưng lại kém về các hoạt động xuất nhập, và vì vậy PIC 8-bit được phát triển vào khoảng năm 1975 để hỗ trợ hoạt động xuất nhập cho CP1600 PIC sử dụng microcode đơn giản đặt trong ROM, và mặc dù, cụm từ RISC chưa được sử dụng thời bây giờ, nhưng PIC thực sự là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy một lệnh một chu kỳ máy (4 chu kỳ của bộ dao động)

Năm 1985 General Instrument bán bộ phận vi điện tử của họ, và chủ sở hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án - lúc đó đã quá lỗi thời Tuy nhiên PIC được bổ sung EEPROM để tạo thành 1 bộ điều khiển vào ra khả trình Ngày nay rất nhiều dòng PIC được xuất xưởng với hàng loạt các module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC ), với bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word

Hiện nay, tại Việt Nam, đã có một cộng đồng nghiên cứu và phát triển PIC, dsPIC, và PIC32

PIC sử dụng tập lệnh RISC, với dòng PIC low-end (độ dài mã lệnh 12 bit, ví dụ:

PIC12Cxxx) và mid-range (độ dài mã lệnh 14 bit, ví dụ: PIC16Fxxxx), tập lệnh bao gồm khoảng 35 lệnh, và 70 lệnh đối với các dòng PIC high-end (độ dài mã lệnh 16 bit,

ví dụ: PIC18Fxxxx) Tập lệnh bao gồm các lệnh tính toán trên các thanh ghi, với các hằng số, hoặc các vị trí bộ nhớ, cũng như có các lệnh điều kiện, lệnh nhảy/gọi hàm, và các lệnh để quay trở về, nó cũng có các tính năng phần cứng khác như ngắt hoặc sleep (chế độ hoạt động tiết kiện điện) Microchip cung cấp môi trường lập trình MPLAB, nó bao gồm phần mềm mô phỏng và trình dịch ASM

Một số công ty khác xây dựng các trình dịch C, Basic, Pascal cho PIC Microchip cũng bán trình dịch "C18" (cho dòng PIC high-end) và "C30" (cho dòng dsPIC30Fxxx) Họ cũng cung cấp các bản "student edition/demo" dành cho sinh viên hoặc người dùng thử, những version này không có chức năng tối ưu hoá code và có thời hạn sử dụng giới hạn Những trình dịch mã nguồn mở cho C, Pascal, JAL, và Forth, cũng được cung cấp bởi PicForth

GPUTILS là một kho mã nguồn mở các công cụ, được cung cấp theo công ước về bản quyền của GNU General Public License GPUTILS bao gồm các trình dịch, trình liên kết, chạy trên nền Linux, Mac OS X, OS/2 và Microsoft Windows GPSIM cũng là một trình mô phỏng dành cho vi điều khiển PIC thiết kế ứng với từng module phần cứng, cho phép giả lập các thiết bị đặc biệt được kết nối với PIC, ví dụ như LCD, LED

Hiện nay có khá nhiều dòng PIC và có rất nhiều khác biệt về phần cứng, nhưng chúng ta có thể điểm qua một vài nét như sau:

8/16 bit CPU, xây dựng theo kiến trúc Harvard có sửa đổi

FLASH và ROM có thể tuỳ chọn từ 256 byte đến 256 Kbyte

Các cổng Xuất/Nhập (I/O ports) (mức logic thường từ 0V đến 5.5V, ứng với logic

0 và logic 1)

8/16 Bit Timer

Công nghệ Nanowatt

Các chuẩn Giao Tiếp Ngoại Vi Nối Tiếp Đồng bộ/Không đồng

bộ USART, AUSART, EUSARTs

Bộ chuyển đổi ADC Analog-to-digital converters, 10/12 bit

Bộ so sánh điện áp (Voltage Comparators)

Các module Capture/Compare/PWM

LCD

MSSP Peripheral dùng cho các giao tiếp I²C, SPI, và I²S

Bộ nhớ nội EEPROM - có thể ghi/xoá lên tới 1 triệu lần

Module Điều khiển động cơ, đọc encoder

Hỗ trợ giao tiếp USB

Hỗ trợ điều khiển Ethernet

Hỗ trợ giao tiếp CAN

Hỗ trợ giao tiếp LIN

Hỗ trợ giao tiếp IrDA

Một số dòng có tích hợp bộ RF (PIC16F639, và rfPIC)

KEELOQ Mã hoá và giải mã

DSP những tính năng xử lý tín hiệu số (dsPIC)

Vi Điều Khiển AVR

AVR là một họ vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất (Atmel cũng là nhà sản xuất dòng vi điều khiển 89C51 mà có thể bạn đã từng nghe đến) AVR là chip vi điều khiển

8 bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa-RISC(Reduced Instruction Set Computer), một kiểu cấu trúc đang thể hiện ưu thế trong các bộ xử lí

Tại sao AVR: so với các chip vi điều khiển 8 bits khác, AVR có nhiều đặc tính

hơn hẳn, hơn cả trong tính ứng dụng (dễ sử dụng) và đặc biệt là về chức năng:

Gần như chúng ta không cần mắc thêm bất kỳ linh kiện phụ nào khi sử dụng AVR, thậm chí không cần nguồn tạo xung clock cho chip (thường là các khối thạch anh)

Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho AVR rất đơn giản, có loại mạch nạp chỉ cần vài điện trở là có thể làm được một số AVR còn hỗ trợ lập trình on – chip bằng bootloader không cần mạch nạp…

Bên cạnh lập trình bằng ASM, cấu trúc AVR được thiết kế tương thích C

Nguồn tài nguyên về source code, tài liệu, application note…rất lớn trên internet Hầu hết các chip AVR có những tính năng (features) sau:

Có thể sử dụng xung clock lên đến 16MHz, hoặc sử dụng xung clock nội lên đến 8MHz (sai số 3%)

Bộ nhớ chương trình Flash có thể lập trình lại rất nhiều lần và dung lượng lớn, có SRAM (Ram tĩnh) lớn, và đặc biệt có bộ nhớ lưu trữ lập trình được EEPROM

Nhiều ngõ vào ra (I/O PORT) 2 hướng (bi-directional)

8 bits, 16 bits timer/counter tích hợp PWM

Các bộ chuyển đổi Analog – Digital phân giải 10 bits, nhiều kênh

Chức năng Analog comparator

Giao diện nối tiếp USART (tương thích chuẩn nối tiếp RS-232)

Giao diện nối tiếp Two –Wire –Serial (tương thích chuẩn I2C) Master và Slaver Giao diện nối tiếp Two –Wire –Serial (tương thích chuẩn I2C) Master và Slaver

Giao diện nối tiếp Serial Peripheral Interface (SPI)

Phân loại AVR thông dụng

1 TinyAVR — the ATtiny

series

memory

- 6–32-pin package

- Limited peripheral set

2 MegaAVR — the ATmega

- Extended performance features

- Extensive peripheral

Trình biên dịch: có rất nhiều trình biên dịch bạn có thể sử dụng đế biên dịch

code của bạn thành file intel hex để nạp vào chip, một số trình dịch quen thuộc có thể

kể đến nhƣ sau:

AvrStudio: là trình biên dịch ASM chính thức cung cấp bởi Atmel, đây là trình biên dịch hoàn toàn miễn phí và tất nhiên là tốt nhất cho lập trình AVR bằng ASM Phiên bản hiện tại là 4.18 SP1

Hình 3.1 AVR studio

Wavrasm: cũng được cung cấp bởi Atmel, nó chính là tiền thân của AvrStudio Hiện tại wavrasm không còn được sử dụng nhiều vì so với AvrStudio trình biên dịch này có nhiều hạng chế, nếu bạn quan tâm có thể download tại đây

WinAVR hay avr-gcc: là bộ trình dịch được phát triển bởi gnu, ngôn ngữ sử dụng

là C và có thể được dùng tích hợp với AvrStudio (dùng Avrstudio làm trình biên tập – editor) Đặc biệt bộ biên dịch này cũng miễn phí và đa số nguồn source code C được viết bằng bộ này, vì vậy nó rất lí tưởng cho bạn khi viết các ứng dụng chuyên nghiệp Việc lập trình bằng avrgcc tôi sẽ đề cập trong những phần sau

Hình 3.2 WinAVR

CodeVisionAvr: một chương trình bằng ngôn ngữ C rất hay cho AVR, hỗ trợ nhiều thư viện lập trình Tuy nhiên là chương trình thương mại Codevisionavr là một môi trường phát triển tích hợp phần mềm cho VDK atmel AVR Nó cũng cấp sự hỗ trợ rộng rãi cho các thiết bị AVR và tạo ra một đoạn mã nhỏ gọn và hiệu quá

Codevisionavr bao gồm các thành phần sau:

Trình biên dịch ngôn ngữ C cho AVR

Trình biên dịch hợp ngữ cho AVR

Các máy phát điện của mã chương trình ban đầu cho phép khởi tạo thiết bị ngoại

vi

Module giao tiếp với debug board STK-500

Module tương tác với các lập trình viên

Terminal

Hình 3.3 Codevision-avr

BascomAVR: lập trình cho AVR bằng basic, đây là trình biên dịch khá hay và dễ

sử dụng, hỗ trợ rất nhiều thƣ viện Tuy nhiên rất khó debug lỗi và không thích hợp cho

việc tìm hiểu AVR Vì vậy tôi không bạn khuyến khích bạn sử dụng trình dịch

này Bạn có thể download bản demo (4K limit)

Hình 3.4 Bascom

Và còn rất nhiều trình biên dịch khác cho AVR mà tôi không kể ra đây, nhìn chung tất cả các trình biên dịch này hỗ trợ C hoặc Basic hoặc thậm chí Pascal Việc chọn 1 trình biên dịch tùy thuộc vào mục đích, vào mức độ ứng dụng, vào kinh nghiệm

sử dụng và nhiều lý do khác nữa Ví dụ tôi thường dùng Avrstudio và avrgcc khi học

sử dụng AVR và khi viết thư viện Nhưng khi cần viết chương trình ứng dụng tôi thường chọn avrgcc và CodeVisionAVR

Trong bài viết này tôi hướng dẫn bạn sử dụng AvrStudio để viết chương trình cho AVR bằng ASM

Chương trình nạp (Chip Programmer): đa số các trình biên dịch (AvrStudio,

CodeVisionAVR, Bascom…) đều tích hợp sẵn 1 chương trình nạp chip hỗ trợ nhiều loại mạch nạp nên bạn không quá lo lắng Trong trường hợp khác, bạn có thể sử dụng các chương trình nạp như Icprog hay Ponyprog…là các chương trình nạp miễn phí cho AVR Việc chọn và sử dụng chương trình nạp sẽ được giới thiệu trong các bài sau

Chương trình mô phỏng: avr simulator là trình mô phỏng và debbug được tích

hợp sẵn trong Avrstudio, avr simulator cho phép bạn quan sát trạng thái các thanh ghi bên trong AVR nên rất phù hợp để bạn debug chương trình Proteus là chương trình thứ hai tôi muốn nói đến, Proteus không những mô phỏng hoạt động bên trong chip mà còn mô phỏng mạch điện tử Proteus mô phỏng rất trực quan, nó là 1 công cụ hữu ích khi các bạn chưa có điều kiện làm các mạch điện tử

- ™ EEPROM : 4Kbytes

- ™ 64 thanh ghi I/O

- ™ 160 thanh ghi vào ra mở rộng

- ™ 32 thanh ghi đa mục đích

- ™ 6 kênh PWM có thể lập trình thay đổi độ phân giải từ 2 tới 16 bit

- ™ Bộ so sánh tương tự có thể lựa chọn ngõ vào

- ™ Hai khối USART lập trình được

- ™ Khối truyền nhận nối tiếp SPI

- ™ Khối giao tiếp nối tiếp 2 dây TWI

cũng có dòng tích hợp cả bộ LCD trên chip ( dòng LCD AVR ) Tốc độ của dòng Mega cũng cao hơn so với các dòng khác Sự khác nhau cơ bản giữa các dòng chình là cấu trúc ngoại vi, còn nhân thì vẫn nhƣ nhau

Hình 3.5 Khối điều khiển

3.3 Khối cảm biến

3.3.1 Cảm biến nhiệt độ (sensor nhiệt)

Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận, các đại lƣợng vật lý không điện thành các tín hiệu điện

Ví dụ: Nhiệt độ là 1 đại lƣợng không liê quan đến điện, chúng ta phải chuyển nó về 1 đại lƣợng khác (điện trở, điện áp, ) để phù hợp với các cơ cấu điện tử