GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Giới thiệu
Ngày nay, bộ vi điều khiển ngày càng được phát triển song song với bộ vi xử lý và được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp và điện tử dân dụng như máy điều hòa, máy giặt, và thiết bị nghe nhìn Số lượng bộ vi điều khiển sản xuất hàng năm gấp 10 lần so với bộ vi xử lý.
Việc áp dụng bộ vi điều khiển đã cách mạng hóa kỹ thuật điều khiển tự động hiện đại, cho phép con người phát triển các thiết bị thông minh hơn.
Trong quá trình xem các đồ án bảo vệ của các anh chị khóa trước như hồ cá, mạch quang báo, đồng hồ và máy tính cộng, nhóm chúng em đã học hỏi được nhiều kiến thức từ môn “Vi Xử Lý – Vi Điều Khiển” Từ những kinh nghiệm này, chúng em đã quyết định kết hợp một số mạch và chọn đề tài tốt nghiệp là “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY PHA CHẾ RƯỢU TỰ ĐỘNG”.
Mục đích của đề tài này là giúp cho chúng ta tạo ra nhiều loại đồ uống bằng những cách đơn giản nhất.
Các chức năng chính của hệ thống
Có khả năng pha chế rượu 1 cách tự động
Lựa chọn các loại rượu theo ý thích
Nhiệm vụ thực hiện
1 Tìm hiểu về sắt hộp, động cơ và các linh kiện như động cơ, relay, càm biến
2 Tìm hiểu về phần mền mô phỏng mạch Protues và phần mền vẽ mạch Orcad
3 Tim hiểu phương pháp hàn, ghép nổi thép hộp
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Động cơ DC
Động cơ DC là loại động cơ điện sử dụng dòng điện một chiều, phổ biến trong cả ứng dụng dân dụng và công nghiệp Thông thường, động cơ này hoạt động ở một tốc độ cố định khi kết nối với nguồn điện, nhưng có thể điều chỉnh tốc độ và chiều quay nhờ vào các mạch điện tử và phương pháp PWM Trong lĩnh vực dân dụng, động cơ DC thường hoạt động với điện áp thấp và được sử dụng cho các tải nhỏ Ngược lại, trong công nghiệp, chúng được ưa chuộng ở những nơi cần mô-men xoắn lớn hoặc khả năng thay đổi tốc độ linh hoạt Bài viết này sẽ tập trung vào động cơ DC trong dân dụng, đặc biệt là những loại hoạt động với điện áp 24V trở xuống.
Hình 1.1 Một số loại động cơ trên thực tế
Một động cơDC có 6 phần cơ bản:
Phần ứng hay Rotor (Armature)
Nam châm tạo từ trường hay Stator (field magnet)
Bộ phận cung cấp dòng điện DC
Stator bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ, dây quấn phần cảm (dây quấn kích thích)
Số lượng cực từ chính ảnh hưởng tới tốc độ quay Đối với động cơ công suất nhỏ, người ta có thể kích từ bằng nam châm vĩnh cửu
Hình 1.1: Cấu tạo động cơ điện một chiều
Vít me là cơ cấu trục vít kết hợp với đai ốc để truyền chuyển động cho cơ cấu trượt dọc theo trục Trục vít me có chiều dài lớn so với đường kính, thường có ren hình thang để chịu lực cao Khi trục vít quay, đai ốc và các cơ cấu gắn liền với nó sẽ chuyển động tịnh tiến Ngược lại, nếu đai ốc quay, trục vít sẽ di chuyển tịnh tiến Nguyên lý hoạt động cho thấy rằng nếu trục vít đứng yên, đai ốc sẽ di chuyển, và ngược lại, nếu đai ốc đứng yên, trục vít sẽ chuyển động.
Nguyên lý chế tạo máy vít nâng hạ cửa van dựa vào chiều dài trục vít so với đường kính của nó Khi chiều dài trục vít lớn hơn, tải trọng nâng hạ sẽ thay đổi Cụ thể, trục vít ngắn hơn sẽ tạo ra lực nâng hạ lớn hơn, trong khi trục vít dài hơn sẽ giảm lực nâng hạ.
Hình 1.2 : cấu tạo vít me
LCD
Hình 1.3 : Tổng Quát Về LCD HD44780
Chân Ký hiệu Mô tả
1 Vss Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều khiển
2 VDD Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với
VCC=5V của mạch điều khiển
3 VEE Điều chỉnh độ tương phản của LCD
4 RS Chân chọn thanh ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi
Trong chế độ "ghi", bus DB0-DB7 sẽ kết nối với thanh ghi lệnh IR của LCD, trong khi ở chế độ "đọc", nó sẽ nối với bộ đếm địa chỉ của LCD.
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong
5 R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W với logic “0” để
LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc
6 E Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân E
Trong chế độ ghi, dữ liệu trên bus sẽ được LCD tiếp nhận và chuyển vào thanh ghi nội bộ khi phát hiện xung chuyển đổi từ cao sang thấp của tín hiệu chân E.
Khi ở chế độ đọc, dữ liệu sẽ được LCD xuất ra các chân DB0-DB7 khi phát hiện sự chuyển đổi từ mức thấp sang mức cao (low-to-high transition) ở chân E, và dữ liệu này sẽ được giữ trên bus cho đến khi chân E trở về mức thấp.
Bus dữ liệu gồm 8 đường giúp trao đổi thông tin với MPU, hoạt động trong 2 chế độ Trong chế độ 8 bit, dữ liệu được truyền qua cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7
15 - Nguồn dương cho đèn nền
Sơ đồ chân của LCD16x2
Nút nhấn
Nút nhấn là linh kiện cơ khí được làm từ kim loại dẫn điện, đóng vai trò là tiếp điểm Có hai loại nút nhấn phổ biến: nút nhấn nhả và nút nhấn giữ.
Vi Xử lý PIC16F877A
PIC là dòng vi điều khiển RISC do công ty Microchip Technology sản xuất Dòng vi điều khiển đầu tiên, PIC1650, được phát triển bởi bộ phận Microelectronics của General Instrument.
PIC, viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khả trình thông minh), là sản phẩm đầu tiên của hãng General Instrument với mã PIC1650 Thiết bị này được thiết kế để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16bit CP1600, và vì vậy còn được gọi là "Peripheral Interface Controller" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi) Mặc dù CP1600 là một CPU mạnh mẽ, nhưng nó gặp khó khăn trong các hoạt động xuất nhập Để khắc phục điều này, PIC 8-bit đã được phát triển vào khoảng năm 1975, nhằm hỗ trợ các chức năng xuất nhập cho CP1600 PIC sử dụng microcode đơn giản trong ROM và mặc dù thuật ngữ RISC chưa được phổ biến vào thời điểm đó, PIC thực sự là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, hoạt động với một lệnh mỗi chu kỳ máy (4 chu kỳ của bộ dao động).
Năm 1985, General Instrument đã bán bộ phận vi điện tử và chủ sở hữu mới đã hủy bỏ hầu hết các dự án lỗi thời Tuy nhiên, PIC đã được cải tiến với việc bổ sung EEPROM, tạo thành một bộ điều khiển vào ra khả trình Hiện nay, nhiều dòng PIC được sản xuất với hàng loạt module ngoại vi tích hợp sẵn như USART, PWM, ADC, và bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word.
Hình 1.5 Cấu trúc phần cứng PIC16f877A
Hình 1.5 Cấu trúc phần mềm bên trong PIC16f877A
IC Đệm ULN2030
Thông số kỹ thuật: Điện áp ra max: 50V (Vce) Điện áo vào max: 30V (Vin)
Dòng điện đầu ra liên tục: Ic = 500mA
Dòng điện đầu vào liên tục: IIN = 25mA
Công suất tiêu tán trên mỗi cặp darlington: 1W
ULN 2803 là vi mạch đệm với cấu tạo từ các mảng darlington, cho phép chịu đựng dòng điện lớn và điện áp cao Vi mạch này bao gồm 8 cặp transistor NPN ghép darlington, với cực góp hở và cực phát chung Mỗi kênh của ULN 2803 được trang bị một diode chặn, rất hữu ích cho các tải có tính cảm ứng như relay.
Hình 1.6 Cấu tạo của IC đệm dòng ULN2803
ULN 2003 có khả năng điều khiển 8 kênh riêng biệt và kết nối trực tiếp với vi điều khiển 5V Mỗi kênh của ULN 2303 có thể chịu được dòng điện lên tới 500mA trong thời gian dài, với biên độ đỉnh đạt 600mA ULN 2803 thường được ứng dụng trong các mạch đệm điều khiển động cơ một chiều, động cơ bước và khối hiển thị ma trận LED.
Hình 1.7 Kết nối ULN2803 và vi điều khiển
ULN2003 là tổ hợp của 7 mạch Darlington được tích hợp lại Nó được dùng rộng dãi trong các ứng dụng điều khiển động cơ, Led,…
- Mỗi một kênh của UNL2803 có thể cho dòng đi qua tối đa 0.5A
Hình 1.8 Sơ đồ chân và nguyên lý đệm
UNL2003 thường bị nhầm lẫn với IC đảo (NOT) khi nhìn sơ đồ chân, nhưng thực tế đây là một mạch đệm công suất Khi đầu vào (Input) bằng 1, đầu ra (Output) sẽ là 0; trong khi đó, khi đầu vào bằng 0, đầu ra không xác định Mạch này được sử dụng để tăng cường tín hiệu cho vi điều khiển (VĐK).
Tìm hiểu về máy bơm pittong
Bơm piston thủy lực là thiết bị tuần hoàn sử dụng một hoặc nhiều piston để di chuyển và tạo áp suất cho chất lỏng, thường được điều khiển bởi động cơ điện qua trục khuỷu và thanh nối Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp công nghệ cao Tất cả bơm piston đều có ít nhất một piston chuyển động trong xi lanh kín, với vòng o-ring giúp tạo kín Khi piston di chuyển, nó kéo chất lỏng vào xi lanh và đẩy ra dưới áp suất Nguyên lý hoạt động của bơm này dựa trên việc nén không khí trong khoang, khi áp suất vượt quá lò xo xả, môi trường sẽ được đẩy qua van xả Khi piston kéo lại, van đầu vào mở ra để hút thêm chất lỏng cho quá trình nén tiếp theo Bơm thủy lực piston có nhiều ưu điểm, tuy nhiên cũng tồn tại một số nhược điểm cần cân nhắc.
Dải áp suất rộng cho phép đạt được áp suất rất cao, với khả năng kiểm soát áp lực mà không làm ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy Sự thay đổi của áp suất và tốc độ có tỷ lệ ít tác động đến hiệu suất tổng thể.
Có khả năng di chuyển các chất lỏng nhớt, chất dẻo và chất mài mòn với thiết kế van thích hợp
Chi phí vận hành và bảo trì cao
Thông thường nặng và cồng kềnh
Thông thường chỉ xử lý lưu lượng thấp hơn
Chọn động cơ bơm nước pittong 12v
Relay điện từ
Relay điện chân là linh kiện quan trọng trong việc đóng ngắt điện cơ, bao gồm hai phần chính: cuộn hút và các tiếp điểm Cấu tạo của relay được thể hiện rõ trong hình minh họa.
Hình 1.8 Sơ đồ kích thước Relay 12V 5 chân
Chân 1 và chân 2 được nối vào cuộn hút, khi có điện vào cuộn hút sẽ hút tiếp điểm chuyển từ vị trí
Chân 3: đặt điện áp(nếu là loại Relay 12V thì đặt 12V DC vào đây)
Chân 4, chân 5: tiếp điểm Ứng dụng của rờ-le
Nhìn chung, công dụng của rờ-le là "dùng một năng lượng nhỏ để đóng cắt nguồn năng lượng lớn hơn"
Rờ-le là thiết bị phổ biến trong các ứng dụng điều khiển động cơ và chiếu sáng Để đóng cắt nguồn năng lượng lớn, rờ-le thường được kết nối theo kiểu nối tiếp, trong đó một rờ-le nhỏ điều khiển một rờ-le lớn hơn, và rờ-le lớn sẽ quản lý nguồn công suất.
Nguyên lý hoạt động của relay
Khi dòng điện chạy qua rơ le, nó tạo ra từ trường hút trong cuộn dây bên trong Từ trường này tác động lên đòn bẩy, dẫn đến việc đóng hoặc mở các tiếp điểm điện, thay đổi trạng thái của rơ le Số lượng tiếp điểm điện thay đổi có thể từ 1 đến nhiều, tùy thuộc vào thiết kế của rơ le.
Rơ le hoạt động với hai mạch độc lập, trong đó một mạch điều khiển cuộn dây của rơ le, quyết định trạng thái ON hoặc OFF Mạch còn lại kiểm soát dòng điện đi qua rơ le dựa trên trạng thái này.
-Công Tắc hành trình nó dùng để giới hạn một chuyển động nào đó Gồm 1 hay nhiều tiếp điểm
-Các công tắc hành trình có thể là các nhút nhấn (button) thường đóng, thường mở, công tắc 2 tiếp điểm, và cả công tắc quang
Công tắc hành trình là thiết bị có chức năng đóng mở mạch điện, được lắp đặt trên đường hoạt động của một cơ cấu Khi cơ cấu di chuyển đến một vị trí nhất định, nó sẽ tác động lên công tắc Hành trình của công tắc có thể là tịnh tiến hoặc quay.
Khi công tắc hành trình được kích hoạt, nó sẽ đóng hoặc ngắt mạch điện, từ đó có khả năng khởi động hoặc ngắt một thiết bị khác.
Hình 1.9 Công tắc hành trình
Công tắc hành trình có nhiều loại khác nhau, phù hợp với từng ứng dụng về kích thước, chức năng và môi trường hoạt động Trên thị trường hiện nay, có nhiều hãng sản xuất công tắc hành trình, mang đến sự đa dạng cho người dùng Những ưu điểm của công tắc hành trình bao gồm tính linh hoạt trong ứng dụng và khả năng đáp ứng nhu cầu cụ thể của từng lĩnh vực.
– Có mặt trên thị trường sớm, phổ biến trong công nghiệp
– Có nhiều loại công tắc hành trình với kích thước khác nhau
– Độ an toàn cao, tuổi thọ cao
IC 7805
IC 7805 là loại mạch ổn định điện áp dương, được thiết kế để cung cấp nguồn 5V cho các mạch điều khiển, với điều kiện điện áp đầu vào luôn lớn hơn 3V.
Transistor hay tranzito là một loại linh kiện điện tử bán dẫn chủ động, thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử
Transistor là thành phần cơ bản trong cấu trúc mạch của máy tính điện tử và các thiết bị điện tử hiện đại Với khả năng đáp ứng nhanh và chính xác, transistor được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu và tạo dao động.
Transistor cũng được kết hợp thành mạch tích hợp (IC), có thể tích hợp tới một tỷ transistor trên một diện tích nhỏ
Transistor là linh kiện điện tử được cấu tạo từ hai loại chất bán dẫn, bao gồm PNP và NPN PNP transistor được hình thành khi một bán dẫn điện âm được đặt giữa hai bán dẫn điện dương, trong khi NPN transistor được tạo ra khi một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm.
Chế độ hoạt động của transistor npn và pnp
Tranzito lưỡng cực bao gồm hai tiếp xúc P-N, được hình thành từ ba miền bán dẫn P và N xen kẽ Nếu miền giữa là bán dẫn loại N, thì đó là tranzito P-N-P; ngược lại, nếu miền giữa là bán dẫn loại P, thì ta có tranzito N-P-N.
Hình 1.11 Cấu trúc của transistor
Tranzito có 3 chân cực là:
– Cực Phát ký hiệu là chữ E (Emitter) là nguồn phát ra các hạt tải điện trong tranzito
– Cực Gốc ký hiệu là chữ B (Base) là cực điều khiển dòng điện
– Cực Góp ký hiệu là chữ C (Collector) có nhiệm vụ thu nhận tất cả các hạt dẫn từ phần phát E qua phần gốc B tới
Tiếp xúc P-N bao gồm hai loại chính: tiếp xúc phát, ký hiệu là TE, và tiếp xúc góp, ký hiệu là TC.
Khi chưa cung cấp điện áp ngoài lên các chân cực của tranzito thì hai tiếp xúc phát TE và góp
TC đều ở trạng thái cân bằng và dòng điện tổng chạy qua các chân cực của tranzito bằng 0
Để tranzito hoạt động hiệu quả, cần cung cấp cho các chân cực của nó một điện áp một chiều phù hợp Tranzito có ba chế độ làm việc chính: chế độ tích cực (khuếch đại), chế độ ngắt và chế độ dẫn bão hòa Cả hai loại tranzito P-N-P và N-P-N đều hoạt động theo nguyên lý tương tự, chỉ khác nhau ở chiều nguồn điện cung cấp cho các chân cực.
Chế độ ngắt của tranzito đảm bảo nguồn điện được cung cấp sao cho hai tiếp xúc P-N phân cực ngược Trong trạng thái này, tranzito có điện trở rất lớn, dẫn đến chỉ một dòng điện rất nhỏ chạy qua, khiến tranzito gần như không dẫn điện.
Chế độ dẫn bão hòa của tranzito cho phép cả hai tiếp xúc P-N đều phân cực thuận, dẫn đến điện trở rất nhỏ và dòng điện lớn, hoạt động như một phần tử tuyến tính trong mạch điện Trong chế độ này, tranzito hoạt động như một khóa điện tử, thường được sử dụng trong các mạch xung và mạch số Ngược lại, chế độ tích cực xảy ra khi tiếp xúc phát TE phân cực thuận và tiếp xúc góp TC phân cực ngược, cho phép tranzito thực hiện biến đổi tín hiệu dòng điện, điện áp và công suất, đồng thời có khả năng tạo dao động và khuếch đại tín hiệu Đây là chế độ phổ biến của tranzito trong các mạch điện tử tương tự.
THIẾT KẾ CƠ KHÍ
I Giới thiệu về thép hộp:
Thép hộp là loại thép rỗng bên trong, được ứng dụng phổ biến tại các quốc gia phát triển như Mỹ, Anh, và Pháp Loại thép này có nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm thép hộp vuông và thép hộp hình chữ nhật Với độ bền cao và khả năng chịu áp lực tốt, thép hộp là lựa chọn lý tưởng cho các công trình yêu cầu sản phẩm thép có khả năng chịu lực lớn.
Thép hộp là sản phẩm được sản xuất theo công nghệ tiên tiến và tiêu chuẩn quốc tế như ASTM, JISG, đảm bảo độ bền cao Nhờ vào chất lượng vượt trội, thép hộp được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, từ khung tòa nhà cao tầng đến nền móng các công trình lớn Bên cạnh đó, thép hộp còn được sử dụng để làm lan can cầu thang, cột bóng đèn và nhiều ứng dụng khác.
Tìm hiểu ưu và nhược điểm của thép hộp
Thép hộp, đặc biệt là thép hộp đen, đang trở thành nguyên vật liệu được nhiều nhà thầu ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm nổi bật và tính năng vượt trội Sản phẩm này không chỉ mang lại độ bền chắc cho công trình mà còn đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng.
Thép hộp được ứng dụng ở nhiều những công trình khác nhau, bởi những ưu điểm như sau:
Chi phí sản xuất thép hộp thấp do nguyên liệu dễ tìm, đơn giản và giá thành rẻ, khiến cho sản phẩm thép hộp thường có giá cả cạnh tranh hơn.
28 so với các loại thép khác.Sử dụng thép hộp sẽ giúp tiết kiệm được chi phí xây dựng công trình cho quý khách hàng
Thép hộp có tuổi thọ cao, mặc dù được làm từ nguyên liệu giá rẻ Đặc biệt, thép hộp mạ kẽm có độ bền vượt trội nhờ khả năng chống bào mòn và không bị gỉ sét, đảm bảo tuổi thọ sản phẩm thường kéo dài từ nhiều năm.
60 đến 70 năm tùy từng khu vực xây dựng
Thép ống dễ dàng kiểm tra nhờ vào việc các mối hàn có thể nhìn thấy bằng mắt thường Điều này giúp các kỹ sư nhanh chóng phát hiện và khắc phục các vấn đề liên quan đến mối hàn trên thân thép ống.
Nhược điểm của thép hộp
Mặc dù thép hộp sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật, nhưng cũng tồn tại một số khuyết điểm như độ nhám thấp và tính thẩm mỹ chưa cao.
II Phần mền thiết kế cơ khí:
- Sử dụng autocad để thiết kế phần cơ khí cho đề án
CAD, viết tắt của Computer-Aided Design hoặc Computer-Aided Drafting, là công nghệ hỗ trợ thiết kế và vẽ bằng máy tính Phần mềm CAD đầu tiên, SKETCHPAD, được phát triển bởi Ivan Sutherland tại Viện Kỹ thuật Massachusetts vào năm 1962.
AutoCAD là phần mềm hỗ trợ vẽ kỹ thuật trên máy tính, giúp hình thành, thiết kế, trình bày và xử lý bản vẽ kỹ thuật một cách hiệu quả Đến nay, AutoCAD đã trở thành công cụ phổ biến nhất trong ngành thiết kế, với hơn 90% người dùng lựa chọn cho việc tạo ra bản vẽ 2D.
Thiết kế phần khung và bố trí động cơ:
Hình 3.1 Hình vẽ mô phỏng khung và máy bơm nước
Thiết kế bàn và thanh trượt :
Hình 3.2 Bàn và thanh trượt
Sử dụng 1 vitme ( giữa) và 2 thanh trượt để đảm bảo cân bằng cho bàn đỡ ly nước
Vitme có chiều dài : 80cm, rộng : 10mm
Thanh trượt có chiều dài : 80cm, rộng : 10mm
Giá đỡ ly có diện tích :15x10cm
Những vị trí chấm hàn :
Hình 3.3 Hình mô phỏng vị trí chấm hàn
Hình 3.4 Hình mô phỏng hoàn chỉnh mô hình
THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN
I.Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động:
Nhiệm vụ và chức năng của các khối
Khối nguồn: Dùng để cấp nguồn cho toàn bộ hoạt động của máy
Khối nút nhấn: Dùng để đưa tín hiệu vào PIC Khi được cấp nguồn, các chân A0 A1 A2 A3 của
PIC ở mức 1, Khi nhấn nút nào, thì chân tương ứng sẽ xuất mức 0
Khi được cấp nguồn, các chân cảm biến D0, D1, D2 và D3 sẽ ở mức 1 Khi kệ đỡ di chuyển đến vị trí của cảm biến, cảm biến sẽ gửi tín hiệu mức 0 về chân tương ứng của PIC.
Khối xử lý là thành phần trung tâm của mô hình, có chức năng nhận dữ liệu từ nút nhấn và các thiết bị ngoại vi, sau đó tổng hợp thông tin để đưa ra các mệnh lệnh tiếp theo.
Khối đệm: dùng để đệm công suất cho phần động lực
Khối khuếch đại công suất :Lấy tín hiệu điện từ các chân output D0 D1 D2 D3 D4 D5 qua cặp transitor lắp theo kiểu dalinton để khuyếch đại tín hiệu
Khối chấp hành bao gồm motor bơm nước và motor quay trục Khi được cấp nguồn và mạch hoạt động đúng trạng thái, PIC sẽ gửi tín hiệu điện đến khối đệm, tiếp theo là khối khuếch đại tín hiệu, và cuối cùng là cơ cấu chấp hành.
Quy trình vận hành bắt đầu khi tín hiệu từ các chân của transistor Q1 được nhận, dẫn đến việc đóng lại của transistor này Khi có nguồn từ VCC đi qua, dòng điện sẽ chạy qua diode chống ngược dòng, kích hoạt rơ le.
Nút nhấn tích cực ở mức thấp
Sử dụng điện trở 10k kéo Vcc 5v để kích vào các chân RA0, RA1,RA2,RA3
Sử dụng màn hình LCD 16x2, bạn cần biến trở RV1 để điều chỉnh độ tương phản của chữ số hiển thị Thường thì, biến trở cúc áo 10k là lựa chọn phổ biến Nguồn cấp cho màn hình LCD này được kết nối với nguồn điều khiển chung với vi điều khiển PIC.
Quy trình vận hành của mạch đệm bắt đầu khi nhận tín hiệu mức 1 từ PIC, qua transistor sẽ chuyển đổi tín hiệu này thành mức 0 Đồng thời, chân com (Vcc) duy trì ở mức 1, cho phép mạch đệm hoạt động và cung cấp tín hiệu mức 1 đến phần công suất.
ULN2003 là một mạch tích hợp hữu ích để điều khiển relays, không chỉ giúp đệm dòng mà còn giảm nhiễu Nó được cấu tạo từ một cặp transistor theo kiểu Darlington và có diode chống ngược dòng tích hợp Bên cạnh đó, ULN2003 còn có khả năng khuyếch đại tín hiệu từ PIC, giúp tín hiệu mạnh mẽ hơn khi đưa vào phần công suất.
Dùng relay trung gian để đóng cắt các thiết bị công suất như bơm nước, motor
Quy trình vận hành : khi tín hiệu từ chân 16,15,14,13 pic qua mạch đệm đến rơ le với tín hiệu mức 1 kích rơ le hoạt động
Dựa vào yêu cầu của đề tài thì quy trình hoạt động của mô hình được mô tả như sau :
Quy trình hoạt động chương trình chính:
+ Khi khởi động, chương trình sẽ kiểm tra vị trí và đưa bệ đỡ về vị ban đầu
Sau khi nhận tín hiệu từ bệ đỡ ở vị trí xuất phát, chương trình ngay lập tức dừng động cơ, kết thúc quá trình kiểm tra và sẵn sàng chờ lệnh từ nút nhấn.
- Chương trình kiểm tra nút nào được nhấn
- Thực hiện chương trình con đã được lập trình sẵn
- Kết thúc chương trình con và đưa bệ đỡ về vị trí xuất phát
+ Kết thúc chương trình và đợi lệnh tiếp theo
Quy trình vận hành bắt đầu bằng việc khởi động chương trình, sau đó chương trình home tự động chạy và quét các nút nhấn Nếu nút nhấn được nhận diện đúng, chương trình con tương ứng sẽ được gọi Nếu sai, chương trình sẽ tiếp tục nhận diện nút nhấn thứ hai, và nếu đúng, sẽ gọi chương trình con thứ hai Quá trình này tiếp tục cho đến khi tất cả bốn chương trình được gọi Nếu tất cả đều sai, chương trình sẽ quay lại vị trí home và khởi động lại quá trình quét nút nhấn như ban đầu Khi chương trình yêu cầu được thực hiện đúng và chương trình 1 hoàn thành, quy trình sẽ kết thúc.
Quy trình hoạt động bắt đầu khi động cơ quay ngược cho đến khi cảm biến home phát hiện tín hiệu (xuất mức low), sau đó động cơ sẽ dừng lại, đánh dấu kết thúc quá trình khởi động.
Quy trình hoạt động của chương trình con thứ 1 bắt đầu khi nhấn nút 1, động cơ sẽ di chuyển đến vị trí ly thứ 4 Nếu đạt yêu cầu, động cơ sẽ dừng lại; nếu không, nó sẽ tiếp tục chạy cho đến khi đến vị trí đúng Sau khi dừng, bơm nước sẽ hoạt động trong 2 giây, sau đó dừng lại và động cơ sẽ quay ngược về vị trí ly số 1 Cuối cùng, quy trình sẽ dừng động cơ, dừng bơm nước và tiếp tục di chuyển đến vị trí tiếp theo đã được lập trình, kết thúc tại vị trí home khi hoàn thành quy trình vận hành.
Khi khởi động nút nhấn 2, động cơ sẽ di chuyển đến vị trí ly thứ 3; nếu đúng, động cơ dừng lại, nếu sai, động cơ tiếp tục chạy đến khi đạt vị trí chính xác Sau đó, bơm nước sẽ hoạt động trong 2 giây, và khi đủ thời gian, máy bơm sẽ dừng, động cơ sẽ quay ngược về vị trí ly số 2 Tiếp theo, quy trình sẽ dừng động cơ, bơm nước, và dừng bơm nước, rồi tiếp tục di chuyển đến vị trí đã được lập trình sẵn, cuối cùng dừng tại vị trí home khi hoàn thành quy trình vận hành.
Quy trình vận hành chương trình con thứ 3 bắt đầu khi khởi động nút nhấn 3, động cơ sẽ di chuyển đến vị trí ly thứ 1 Nếu đúng, động cơ dừng lại, nếu sai, động cơ tiếp tục chạy cho đến khi đạt vị trí đúng Sau đó, yêu cầu bơm nước trong 2 giây; khi đủ thời gian, máy bơm sẽ dừng và động cơ quay ngược lại vị trí ly số 4 Tiếp theo, quy trình sẽ dừng động cơ, dừng bơm nước và tiếp tục chạy đến vị trí đã lập trình sẵn, cuối cùng dừng tại vị trí home khi hoàn thành quy trình.
Quy trình vận hành chương trình con thứ 4 bắt đầu khi khởi động nút nhấn 4, khiến động cơ chạy tới vị trí ly thứ 2 Nếu đúng vị trí, động cơ sẽ dừng; nếu sai, động cơ sẽ tiếp tục chạy cho đến khi đạt đúng vị trí Sau đó, yêu cầu bơm nước trong 2 giây; khi đủ thời gian, máy bơm sẽ dừng và động cơ quay ngược lại vị trí ly số 4 Tiếp theo, quy trình dừng động cơ, bơm nước và dừng bơm nước được thực hiện, trước khi động cơ tiếp tục chạy tới vị trí tiếp theo đã được lập trình sẵn và cuối cùng dừng tại vị trí home khi hoàn thành quy trình vận hành.
Thi Công Và Vận Hành
Phần mền mô phỏng mạch điện Protues
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử do Labcenter Electronics phát triển, cho phép thiết kế mạch và lập trình điều khiển cho các vi điều khiển như MCS-51, PIC, và AVR Phần mềm này hỗ trợ hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt là các MCU như PIC, 8051, AVR và Motorola.
Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch và ARES dùng để vẽ mạch in
Proteus là một công cụ mô phỏng vi điều khiển mạnh mẽ, hỗ trợ nhiều dòng vi điều khiển như PIC, 8051, dsPIC, AVR, HC11, MSP430 và ARM7/LPC2000 Nó cung cấp khả năng mô phỏng các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, và Ethernet, cũng như các mạch số và mạch tương tự một cách hiệu quả Được nghiên cứu và phát triển trong hơn 12 năm, Proteus đã thu hút hơn 12.000 người dùng trên toàn cầu Điểm mạnh của nó là khả năng mô phỏng hoạt động của các hệ vi điều khiển mà không cần phần mềm hỗ trợ bổ sung Ngoài ra, phần mềm ISIS cho phép xuất file sang ARES hoặc các phần mềm vẽ mạch in khác.
Sơ đồ mạch in và thi công hoàn thành mô hình :
II Thi công cơ khí và đi dây điện cho mạch :
III Mô hình hoàn chỉnh :
IV Lâp trình cho vi điều khiển :
Sử dụng trương trình lập trình CCS:
CCS là trình biên dịch ngôn ngữ C dành cho vi điều khiển PIC của Microchip, bao gồm ba trình biên dịch riêng biệt cho ba dòng PIC khác nhau.
‐ PCB cho dòng PIC 12‐bit opcodes
‐ PCM cho dòng PIC 14‐bit opcodes
‐ PCH cho dòng PIC 16 và 18‐bit
Trình biên dịch CCS, phiên bản mới nhất là PCWH Compiler Ver 3.227, tích hợp cả trình soạn thảo và biên dịch, giúp người dùng dễ dàng làm quen với vi điều khiển PIC và triển khai các dự án Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình C cho phép thực hiện các chương trình điều khiển nhanh chóng và hiệu quả Tài liệu hướng dẫn sử dụng phong phú, đặc biệt là bản Help đi kèm, cung cấp thông tin chi tiết về hằng, biến, chỉ thị tiền xử lý, cấu trúc câu lệnh và các hàm có sẵn Ngoài ra, có bản dịch tiếng Việt của tác giả Trần Xuân Trường, dựa trên tài liệu Help của CCS.
Đánh Giá Và Kết Luận
- Tìm hiểu về phần mền CCS
- Lập trình điều khiển hệ thống chạy tự động
GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:
Mô hình pha chế rượu mà nhóm chúng em xây dựng nhằm mục đích ứng dụng thực tế trong cuộc sống Dù kiến thức còn hạn chế và gặp nhiều điều kiện khách quan, nhóm đã thực hiện thi công trên mô hình và mô phỏng lại quy trình như trong thực tế Chúng em cũng đã tìm hiểu kỹ về cơ chế hoạt động và nguyên lý của mô hình này để đảm bảo sự chính xác và hiệu quả.
Hướng phát triển của đề tài này gặp một số hạn chế về kiến thức, thời gian và điều kiện kinh tế, vì vậy trong phạm vi đồ án chỉ dừng lại ở mô hình Chúng tôi hy vọng rằng đề tài sẽ được nghiên cứu và phát triển hoàn thiện hơn trong tương lai, nhằm ứng dụng hiệu quả tại các bệnh viện Đây là mục tiêu mà chúng tôi mong muốn đạt được.
Pha rượu theo yêu cầu của khách hàng Điều khiển bằng điện thoại