Đồ án cơ điện tử Máy cho chó ăn

Mục tiêu của dự án là: chế tạo được máy cho chó ăn có thể hẹn giờ cùng một số tính năng khác; tìm ra qui trình vận hành hiệu quả thiết thực; từng bước hoàn thiện sản phẩm, đáp ứng nhu cầ

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC

KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG

BÁO CÁO HỌC PHẦN THIẾT KẾ DỰ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ

TP Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2018

TÓM TẮT DỰ ÁN

Hiện nay, nhu cầu nuôi chó của con người ngày càng tăng cao Tuy nhiên không phải ai cũng có thời gian chăm sóc cho chó của mình, vì vậy dự án máy cho chó ăn ra đời nhằm phục

vụ cho những người nuôi chó nhưng hay vắng nhà và không có thời gian cho chó ăn

Mục tiêu của dự án là: chế tạo được máy cho chó ăn có thể hẹn giờ cùng một số tính năng khác; tìm ra qui trình vận hành hiệu quả thiết thực; từng bước hoàn thiện sản phẩm, đáp ứng nhu cầu của các đối tượng sử dụng khác nhau; sản phẩm được phát triển rộng trên thị trường, mang lại lợi ích cho người dùng

Dự án được thực hiện thông qua các phương án:

_ Phương án nghiên cứu lý thuyết: thông qua các tài liệu, các đề tài nghiên cứu khoa học

có liên quan, thu thập thông tin đã có về sản phẩm tương tự

_ Phương án khảo sát thị trường: tiến hành khảo sát trực tiếp người nuôi chó và khảo sát online

_ Phương án thiết kế: thiết kế sản phẩm dựa trên các tiêu chí: nhỏ gọn, giá rẻ, hiệu quả cao

Dự án máy cho chó ăn sau khi thực hiện sẽ đạt được mục đích ban đầu của nó là phục vụ cho người nuôi chó nhưng hay vắng nhà, không có thời gian cho chó ăn Ngoài nhiệm vụ cho chó ăn theo giờ cài sẵn ra thì máy còn có chức năng phát ra âm thanh thu hút chó; âm thanh này còn tạo cho chó một phản xạ có điều kiện (Chó sẽ biết tới giờ ăn mỗi khi âm thanh phát ra) Máy còn gián tiếp tạo thói quen ăn uống đúng giờ, đúng lượng cho chó thông qua hệ thống cấp thức ăn tự động Ngoài những điều trên, máy sẽ đạt được các mục tiêu về thông số kỹ thuật

mà nhóm đã đặt ra ban đầu Trong thời gian sắp tới, nhóm có dự tính sẽ bổ sung thêm các chức năng liên quan đến việc giao tiếp qua internet cho máy, biến máy thành một thiết bị IoT thực

thụ

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN 1

1.1 Mục tiêu 1

1.2 Tổng quan dự án 2

1.2.1 Vị trí và vai trò của dự án 2

1.2.2 Dự án liên quan 2

1.3 Kế hoạch thực hiện 4

1.4 Kết cấu của báo cáo 5

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ 6

2.1 Cơ sở thiết kế cơ khí 7

2.1.1 Cơ cấu truyền động 7

2.1.2 Cơ cấu cấp thức ăn 10

2.1.3 Các loại vật liệu sử dụng trong dự án 11

2.2 Cơ sở thiết kế điện – điều khiển 14

2.2.1 Nguồn cấp 14

2.2.2 Pin dự phòng mất điện 16

2.2.3 Các mạch điện – điều khiển 18

2.2.4 Thiết bị âm thanh 23

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 25

3.1 Thiết kế phần cơ 25

3.1.1 Phương án 1 (người thực hiện: Dương Thế Vinh) 25

3.1.2 Phương án 2 (người thực hiện: Nguyễn Khánh Linh) 27

3.1.3 Phương án 3 (người thực hiện: Đỗ Nhật Trường) 28

3.1.4 Phương án thi công 28

3.2 Thiết kế phần điện 31

3.2.1 Phương án 1 (người thực hiện: Dương Thế Vinh) 32

3.2.2 Phương án 2 (người thực hiện: Nguyễn Khánh Linh) 40

3.2.3 Phương án 3 (người thực hiện: Đỗ Nhật Trường) 45

3.3 Thi công 49

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ 51

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 52

5.1 Kết luận 52

5.2 Hướng phát triển 52

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Biểu đồ 1.1 Kết quả khảo sát như câu thị trường về các tính năng của máy 1

Biểu đồ 2.1 Kết quả khảo sát về vật liệu dùng cho máy 11

Bảng 3.1 Bảng thống kê vật tư của phương án thi công 30

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Máy cấp thức ăn cho chó bunma 2

Hình 1.2 Máy cấp thức ăn cho chó qpet 2 3

Hình 1.3 Dụng cụ cấp thức ăn, nước tự động sunzin 3

Hình 1.4 Dụng cụ cấp thức ăn, nước tự động bunma 3

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế máy cho chó ăn 6

Hình 2.2 Động cơ bước 7

Hình 2.3 Động cơ DC 8

Hình 2.4 Vít me đai ốc 8

Hình 2.5 Bánh răng 9

Hình 2.6 Bộ truyền đai 10

Hình 2.7 Bộ nguồn DC 12v 14

Hình 2.8 Nguồn xung (nguồn tổ ong) 15

Hình 2.9 Pin 16850 16

Hình 2.10 Pin li-po 4S 17

Hình 2.11 Module arduino 18

Hình 2.12 Module PIC 16f887a 18

Hình 2.13 Module LCD 16x2 19

Hình 2.14 Module LCD 20x4 19

Hình 2.15 Mạch cầu H đơn giản 20

Hình 2.16 Nguyên lý hoạt động của mạch cầu H đơn giản 21

Hình 2.17 Mạch cầu H sử dụng transistor BJT 21

Hình 2.18 Buzzer 23

Hình 2.19 Loa 5V 24

Hình 3.1 Máy cho chó ăn sử dụng cơ cấu nâng 25

Hình 3.2 Máy cho chó ăn sử dụng cơ cấu xoay 27

Hình 3.3 Máy cho chó ăn sử dụng cơ cấu bánh vít 28

Hình 3.4 Mô hình máy cho chó ăn (thi công) 29

Hình 3.5 Sơ đồ kết nối máy cho chó ăn 31

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lí nguồn tổ ong 32

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lí module bàn phím 4x4 33

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lí module cảm biến siêu âm SRF05 34

Hình 3.9 Sơ đồ chân module arduino nano 35

Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý module L298 36

Hình 3.11 Động cơ giảm tốc RF370 37

Hình 3.12 Sơ đồ kết nối module LCD 38

Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lí module khuếch đại LM386 38

Hình 3.14 Loa 4 ohm 3W 39

Hình 3.15 Cảm biến tiệm cận hồng ngoại 40

Hình 3.16 Sơ đồ chân module arduino uno 41

Hình 3.17 Động cơ bước 12VDC 43

Hình 3.18 Sơ đồ nguyên lí module khuếch đại 8403 44

Hình 3.19 Loa 8 ohm 0.5W 44

Hình 3.20 Sơ đồ nguyên bàn phím 4 nút 45

Hình 3.21 Sơ đồ nguyên lí module cảm biến chuyển động SR501 46

Hình 3.22 Sơ đồ nguyên lí module khuếch đại TDA 2030 47

Hình 3.23 Loa 8Ω 1W 48

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DC Direct Current

AC Alternating Current

MFC Melamine Face Chipboard

MDF Medium Density Fiberboard

BJT Bipolar junction transistor

MOSFET Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor LCD Liquid crystal display

IC Integrated circuit

LED Light Emitting Diode

IoT Internet of Things

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN 1.1 Mục tiêu

Mục tiêu chung

Thiết kế và thi công được máy cho chó ăn

Mục tiêu cụ thể

Biểu đồ 1.1 Kết quả khảo sát như câu thị trường về các tính năng của máy

Dựa trên nhu cầu thị trường về máy cho chó ăn, nhóm đã quyết định đặt ra các mục tiêu cụ thể như sau:

- Máy đạt được các chức năng:

o Máy dành cho người hay vắng nhà từ 1 đến 2 ngày

o Máy thực hiện được nhiệm vụ cho chó ăn đúng giờ

o Máy phát ra âm thanh tạo cho chó phản xa có điều kiện khi đến giờ ăn

o Có thể bảo quản thức ăn trong thời gian 2 ngày

- Máy có hình dạng đảm bảo nhu cầu thị trường:

o Có thể chứa được từ 2000cm3 thức ăn dạng hạt

o Máy có kích thước nhỏ hơn kích thước 40x60x60 cm

o Máy có trọng lượng nhỏ hơn 3kg

- Hoàn thành hệ thống cấp thức ăn:

o Có thể kiểm soát lượng thức ăn mỗi lần cấp

o Có hệ thống hẹn giờ cấp thức ăn

Nhiệm vụ

- Thiết kế giao diện điều khiển trên máy

- Thống kê vật tư, kinh phí, nhân công và thời gian thi công

- Thiết kế và lập trình được:

o hệ thống cấp thức ăn đúng thời gian cài sẵn

o hệ thống cấp đúng lượng thức ăn mỗi lần cấp

o được hệ thống phát âm thanh mỗi lần cấp thức ăn

1.2 Tổng quan dự án

1.2.1 Vị trí và vai trò của dự án

Máy tự động cấp thức ăn cho chó sẽ giải quyết được vần đề người chủ vắng nhà không thể cho chó ăn đúng giờ Máy sẽ giúp người chủ giảm áp lực cho việc nuôi chó Máy sẽ tạo điều kiện nuôi chó dành cho người không có thời gian nhưng vẫn muốn nuôi chó

Hình 1.2 Máy cấp thức ăn cho chó qpet

Ngoài ra còn có các loại dụng cụ cấp thức ăn cho chó tự động sử dụng áp suất để cấp thức ăn

và nước uống tự động cho chó

Hình 1.3 Dụng cụ cấp thức ăn, nước tự động sunzin

Hình 1.4 Dụng cụ cấp thức ăn, nước tự động bunma

Ưu điểm của các loại dụng cụ này là giá thành rẻ, nhỏ gọn, dễ sử dụng Nhược điểm của những dụng cụ này lại rất lớn đó là không kiểm soát được lượng thức ăn cần cấp và không thể bảo quản thức ăn trong thời gian dài và đương nhiên dụng cụ này sẽ tạo một thói quen ăn uống không kiểm soát cho chó của bạn Dựa trên các nhược điểm đó mà dự án “máy tự động cấp thức ăn cho chó” ra đời nhằm đáp ứng được các nhu cầu mà người dùng mong muốn

1.3 Kế hoạch thực hiện

1.4 Kết cấu của báo cáo

Báo cáo dự án “Máy cho chó ăn” được trình bày trong 5 chương, trong đó:

Chương 1 trình bày về tổng quan dự án bao gồm: Mục tiêu của dự án, vai trò của dự án trong thực tiễn và các dự án liên quan

Chương 2 trình bày về cơ sở thiết kế bao gồm: cơ sở thiết kế cơ khí và cơ sở thiết kế điện điều khiển

Chương 3 trình bày về thiết kế và thi công bao gồm thiết kế phần cơ, thiết kế phần điện

và mục tiêu thi công

Chương 4 trình bày về kết quả của dự án bao gồm các tiêu chí và các chức năng máy đã đạt được sau khi hoàn thành

Chương 5 trình bày về kết luận về dự án sau 15 tuần thực hiện

Và một phụ lục về bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp ráp cơ khí của phương án thi công

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế máy cho chó ăn

2.1 Cơ sở thiết kế cơ khí

2.1.1 Cơ cấu truyền động

+ Sử dụng động cơ:

Lựa chọn động cơ:

 Phương án 1: Động cơ bước

Hình 2.2 Động cơ bước

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Có thể kiểm soát số vòng quay động cơ, từ đó có thể thiết lập hệ thống cấp thức ăn chính xác

 Có thể thay đổi chiểu xoay của động cơ thông qua việc điều khiển

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án

 Không thể kiểm soát số vòng quay động cơ

Lựa chọn cơ cấu truyền động:

 Phương án 1: Vít me- đai ốc bi

Hình 2.4 Vít me đai ốc

Có thể sử dụng cơ cấu vít me đai ốc để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Cấu tạo đơn giản

 Kích thước nhỏ, chịu được lực lớn

 Thực hiện được các dịch chuyển chính xác cao

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Hiệu suất thấp do ma sát ren

 Mau mòn

 Khó thiết kế và lắp đặt cho máy

 Phương án 2: Bánh răng

Hình 2.5 Bánh răng

Có thể sử dụng bánh răng để tạo chuyển động xoay và hộp giảm tốc

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Vận tốc trượt nhỏ

 Tổn thất do ma sát ít

 Hiệu suất cao (từ 0.97÷0,99)

 Kích thước nhỏ, chịu được tải lớn

 Có độ chính xác cao

 Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Gây ồn khi hoạt động

 Cấu tạo phức tạp

 Phương án 3: Truyền đai

Hình 2.6 Bộ truyền đai

Có thể sử dụng bộ truyền đai để truyền động từ động cơ đến hệ thống cấp thức ăn

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Cấu tạo đơn giản

 Giá thành rẻ

 Truyền động êm

 Khi quá tải không làm hư hỏng các chi tiết của bộ truyền

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Kích thước cồng kềnh

 Do có trượt đại nên không đảm bảo được độ chính xác về tỉ số truyền

 Dây đai dễ bị nhiễm điện và không chịu được dầu mỡ

2.1.2 Cơ cấu cấp thức ăn

- Vấn đề cấp thức ăn:

 Phương án 1:cơ cấu nâng (thức ăn được chứa trong cơ cấu nâng, động cơ bước xoay làm xoay trục chính của cơ cấu nâng; trục chính xoay làm bàn nâng nâng thức ăn lên, tràn ra và rớt xuống)

 Phương án 2: cơ cấu xoay (thức ăn rớt xuống khe của chân vịt, chân vịt xoay làm thức ăn rớt xuống máng ăn)

 Phương án 3: cơ cấu mở (động cơ DC quay làm cơ cấu cửa mở cho thức ăn thoát ra)

- Vấn đề cấp đúng lượng:

 Phương án 1: Tính toán trung gian ( có thể tính lượng thức ăn tràn ra và rớt xuống một cách chính xác của cơ cấu nâng thông qua khoảng nâng của bàn nâng, từ đó tính được số vòng quay của động cơ bước)

 Phương án 2: Tính toàn trung gian (tính toán lượng thức ăn rơi xuống bằng thời gian quay động cơ)

 Phương án 3: Đo bằng cách cân (sử dụng công tắc hành trình ngắt cơ cấu mở khi lượng thức ăn được cho vào khay lớn hơn vật làm quả cân, cân nặng theo ý muốn )

2.1.3 Các loại vật liệu sử dụng trong dự án

Dựa trên việc khảo sát thị trường mà chúng tôi đã chọn lọc và đưa vào dự án những vật liệu thích hợp cho máy mà vẫn đảm bảo nhu cầu của thị trường

Biểu đồ 2.1 Kết quả khảo sát về vật liệu dùng cho máy

2.1.3.1 Ván ép

Ván ép (gỗ dán) là sự sáng tạo của ngành gỗ kỹ thuật Ván này làm từ nhiều lớp gỗ lạng sắp xếp vuông góc liên tục lẫn nhau theo hướng vân gỗ của mỗi lớp Các lớp này dán với nhau bằng keo như phenol formaldehyde dưới tác dụng của nhiệt và lực ép.

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Giá thành rẻ

 Dễ gia công

 Dễ lắp đặt

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Bị hư hại khi gặp nước

Nó bị đốt cháy ở nhiệt độ là 460 ° C (860 ° F) [2]

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Là chất liệu dẻo có thể dễ dàng gia công lắp, uốn, ép, lắp ghép, tạo hình

 Có khả năng lấy ánh sáng tốt

 Có màu sắc đa dạng

 Bề mặt phẳng, trơn bóng, láng mịn

 Độ bền cao, chịu nhiệt tốt, chống bị ăn mòn

 Không dẫn điện, dẫn nhiệt

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án

 Dễ bị trầy xước

 Bị nứt nếu có va chạm mạnh

Các loại mica có trên thị trường:

 Mica Đài Loan (acrylic)

 Mica Trung Quốc (tấm nhựa PS)

 Mica Nhật Bản (giống mica trung quốc nhưng bền hơn)

2.1.3.3 Nhôm

Nhôm là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13 Nguyên tử khối bằng 27 đvC Khối lượng riêng là 2,7 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy là 660oC Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất

Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ với màu trắng bạc ánh kim mờ, vì có một lớp mỏng ôxi hóa tạo thành rất nhanh khi nó để trần ngoài không khí Tỷ trọng riêng của nhôm chỉ khoảng một phần ba sắt hay đồng; nó rất mềm (chỉ sau vàng), dễ uốn (đứng thứ sáu) và dễ dàng gia công trên máy móc hay đúc; nó có khả năng chống ăn mòn và bền vững do lớp ôxít bảo vệ Nó cũng không nhiễm từ và không cháy khi để ở ngoài không khí ở điều kiện thông thường [3]

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Khả năng chống mài mòn

 Khối lượng nhẹ

 Độ bền cao

 Chịu được tải lớn

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Giá thành cao

 Khó gia công

Các loại nhôm có trên thị trường:

 Nhôm Shal (Việt – Pháp)

 Nhôm Vijalco (Việt – Nhật)

 Nhôm Itabelo (Việt – Ý)

 Sapa (Việt – Thụy Điển)

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Độc hại khi tiếp xúc với chất phụ gia

Nguyên tắc chung của các bộ nguồn này là chuyển đổi điện áp AC lớn ngõ vào thành một điện áp AC nhỏ hơn Tiếp đó thì sử dụng cầu diode để chuyển đổi AC thành DC kết hợp với các tụ có giá trị lớn ngõ ra để tạo ra điện áp DC ngõ ra

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án

 An toàn cho người sử dụng

 Giá thành rẻ

 Dễ dàng thay thế

 Cung cấp điện áp DC không đổi

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án

 Công suất thấp

 Dòng điện phụ thuộc vào bộ nguồn

 Phương án 2: Sử dụng nguồn tổ ong

Hình 2.8 Nguồn xung (nguồn tổ ong)

Nguồn tổ ong (nguồn xung) là bộ nguồn có tác dụng biến đổi dòng điện xoay chiều (220VAC) sang nguồn điện một chiều Mạch nguồn sử dụng nguyên lý dao động xung kết hợp với biến áp xung

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án

 Nhỏ gọn, dễ lắp đặt

 Hiệu suất cao

 Có thể cấp nhiều loại điện áp

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án

 Chi phí sửa chửa cao

 Khó thay thế

 Toả nhiệt lớn khi sử dụng

 Tuổi thọ nguồn không cao

Tuổi thọ của pin 18650 hay pin Li-ion nói chung phụ thuộc vào số lần sạc Nói chung nó

chịu được 500 lần xả và sạc đầy Tuy nhiên con số này chỉ là tương đối, nó còn phụ thuộc

nhiều vào nhiệt độ hoạt động của pin, chất lượng bộ sạc pin Ví dụ như pin dùng trong các sản phẩm laptop chơi game thương bị “nung nóng” bởi laptop với card đồ họa chuyên dụng, nó không thể bền bằng viên pin sử dụng trong laptop thường Pin được sạc bằng bộ sạc tốt cũng

sẽ bền hơn pin sử dụng cục sạc kém chất lượng [5]

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Nhỏ gọn, dễ sử dụng

 Giá thành không cao

 Dễ dàng thay thế

 Dễ tìm mua

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Để cấp đủ nguồn cho máy hoạt động cần kết hợp nhiều cell

 Cần mạch bảo vệ

Lithium-Pin LI-PO 4S có điệp áp là 12v, tuỳ theo từng hàng sản xuất mà có các kích thước và dung lượng khác nhau

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Có thể cấp nguồn trực tiếp cho máy mà không cần kết nối nhiều cell

 Có dung lượng cao

 An toàn cho người sử dụng

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Kích thước lớn

 Trọng lượng lớn

 Giá thành cao

2.2.3 Các mạch điện – điều khiển

 Số chân: 20 (14 chân digital, 6 chân analog)

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

 Phương án 2: sử dụng module pic 16f887a

Hình 2.12 Module PIC 16f887a

 Giá thành thấp hơn module LCD 20x4

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án

 Số thông tin hiển thị ít hơn module LCD 20x4

 Phương án 2: sử dụng module LCD 20x4

Hình 2.14 Module LCD 20x4

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án

 Nhỏ gọn, dễ lắp đặt

 Dễ điều khiển

 Số thông tin hiển thị nhiều hơn module LCD 20x4

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án

 Giá thành cao hơn module LCD 20x4

2.2.3.3 Mạch công suất điều khiển động cơ (sử dụng mạch cầu H) [6]

 Khái quát mạch cầu H

Xét một cách tổng quát, mạch cầu H là một mạch gồm bốn "công tắc" được mắc theo hình chữ H

Hình 2.15 Mạch cầu H đơn giản

Bằng cách điều khiển bốn "công tắc" này đóng mở, ta có thể điều khiển được dòng điện qua động cơ cũng như các thiết bị điện tương tự Bốn "công tắc" này thường là Transistor BJT, MOSFET hay relay Tùy vào yêu cầu điều khiển khác nhau mà người ta lựa chọn các loại

"công tắc" khác nhau

Hình 2.16 Nguyên lý hoạt động của mạch cầu H đơn giản

 Mạch cầu H dùng transistor BJT

Mạch cầu H dùng transistor BJT là loại mạch được sử dụng khá thông dụng cho việc điều khiển các loại động cơ công suất thấp Lí do đơn giản là vì transistor BJT thường có công suất thấp hơn các loại MOSFET (relay thì không phải bàn rồi), đồng đời cũng rẻ và dễ tìm mua, sử dụng đơn giản

Đây là sơ đồ tổng quát của một mạch cầu H sử dụng transistor BJT

Hình 2.17 Mạch cầu H sử dụng transistor BJT

Trong sơ đồ này, A và B là 2 cực điều khiển 4 diode có nhiệm vụ triệt tiêu dòng điện cảm ứng sinh ra trong quá trình động cơ làm việc Nếu không có diode bảo vệ, dòng điện cảm ứng trong mạch có thể làm hỏng các transistor Transistor BJT được sử dụng nên là loại có công suất lớn và hệ số khếch đại lớn

 Nguyên lý hoạt động của mạch cầu H

Theo như sơ đồ trên, ta có A và B là 2 cực điều khiển được mắc nối tiếp với 2 điện trở hạn dòng, Tùy vào loại transistor bạn đang dùng mà trị số điện trở này khác nhau Phải đảm bảo rằng dòng điện qua cực Base của các transistor không quá lớn để làm hỏng chúng Trung bình thì dùng điện trở 1k Ohm

Ta điều khiển 2 cực này bằng các mức tín hiệu HIGH, LOW tương ứng là 12V và 0V

- Transistor BJT loại NPN mở hoàn toàn khi điện áp ở cực Base bằng điện áp ở cực Collector, trong mạch đang xét hiện tại là 12V

- Transistor BJT loại PNP mở hoàn toàn khi điện áp ở cực Base bằng 0V

Với 2 cực điều khiển và 2 mức tín hiệu HIGH/LOW tương ứng 12V/0V cho mỗi cực, có

4 trường hợp xảy ra như sau:

- A ở mức LOW và B ở mức HIGH

- A ở mức HIGH và B ở mức LOW

- A và B cùng ở mức LOW

- A và B cùng ở mức HIGH

Như vậy, để dừng động cơ, điện áp ở 2 cực điều khiển phải bằng nhau

 Điều khiển động cơ

Bạn chỉ cần thay đổi điện áp đặt vào 2 cực điều khiển của mạch cầu H

Để ý rằng:

- Hiệu điện thế giữa 2 cực điều khiển càng lớn thì động cơ chạy càng nhanh

- Động cơ chạy theo chiều thuận khi điện áp ở A nhỏ hơn B và ngược lại

2.2.4 Thiết bị âm thanh

2.2.4.1 Buzzer ( Còi báo)

- Điện áp hoạt động: 3.5V – 5.5V

- Dòng hoạt động: <25mA

- Tần số âm thanh: 2500Hz

Hình 2.18 buzzer (còi báo)

Ưu điểm khi sử dụng trong dự án:

 Giá thành rẻ

 Dễ sử dụng

 Dễ điều khiển

 Dễ lắp đặt

Nhược điểm khi sử dụng trong dự án:

 Chỉ có thể phát một loại âm thanh