TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHỆ CAO HÀ NỘIKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ −−−???−−− CHUYÊN ĐỀ/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Mã ngành : ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG CẮT PHỤ
Trang 1TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHỆ CAO HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
−−−🙦🙦🙦−−−
CHUYÊN ĐỀ/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Mã ngành :
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG CẮT PHỤ TẢI ĐA KÊNH ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN
ATMEGA328
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Ngọc Duệ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đăng Kiên
Nguyễn Đức Lương Phạm Minh Hoàng Long
Trang 2UBND THÀNH PHỐ HÀ NỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
CÔNG NGHỆ CAO HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Hà Nội, ngày tháng năm 2020
PHIẾU ĐĂNG KÝ CHUYÊN ĐỀ, KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký: 33
3 09060320105 Phạm Minh Hoàng Long LĐĐ-CLC 9
Nghề: Kỹ thuật lắp đặt điện và điều khiển trong công nghiệp
Tên đề tài đăng ký: Nghiên cứu, thiết kế và xây dựng mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải
đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
2.
3 Mục đích:
4 Kết quả đạt được (Sản phẩm, báo cáo chuyên đề, khóa luận, bản thiết kế… ):
5 Giáo viên hướng dẫn: Thầy Nguyễn Ngọc Duệ
Sinh viên đã hiểu rõ yêu cầu của chuyên đề, khóa luận và cam kết thực hiện theo tiến độ và hoàn thành đúng thời hạn.
TRƯỞNG BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
CÁC SINH VIÊN ĐĂNG KÝ
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trang 3UBND THÀNH PHỐ HÀ NỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
CÔNG NGHỆ CAO HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Hà Nội, ngày tháng năm 2020
PHIẾU GIAO CHUYÊN ĐỀ, KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài: 33
STT Mã số sinh
3 09060320105 Phạm Minh Hoàng Long LĐĐ-CLC 9
2 Tên đề tài đăng ký: Nghiên cứu, thiết kế và xây dựng mô hình điều khiển đóng cắt phụ
tải đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
3 Mục đích:
4 Tóm tắt nội dung (bố cục, dữ liệu……):
5 Kết quả tối thiểu phải có (sản phẩm, báo cáo chuyên đề/khóa luận, bản thiết kế): 1)
2)
3)
6 Giáo viên hướng dẫn: Thầy Nguyễn Ngọc Duệ
Ngày giao đề tài: 30/03/2021; Ngày nộp đề tài: 25/04/2021
PHỤ TRÁCH TRƯỜNG PHÒNG QL ĐÀO TẠO KHOA
Trang 4G
2 Phiếu giao đề tài/chuyên đề khóa luận tốt nghiệp 2
6
Chương 1 – MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG CẮT PHỤ
TẢI ĐA KÊNH ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN
7 1.1 Tổng quan về mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa
kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
1.1.1 Giới thiệu về mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải
đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
1.2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
1.2.6
Chương 2 – Tính toán, lựa chọn thiết bị và xây dựng
phương án thiết kế kĩ thuật
2.1 Tính toán, lựa chọn thiết bị
2.1.1.Tủ mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa kênh ứng
Trang 5dụng vi điều khiển atmega328
2.2 Xây dựng phương án thiết kế kỹ thuật
2.2.1 Phương án thiết kế kỹ thuật tủ mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa kênh ứng dụng vi điều khiển
atmega328
Chương 3 – Xây dựng các bài thực hành dựa trên tủ mô
hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
Kết luận và kiến nghị
Phụ lục
LỜI NÓI ĐẦU
Trang 6LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Ngọc Duệ - giảng viên bộ
môn điện Trường Cao Đẳng Nghề Công Nghệ Cao Hà Nội người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện đề tài
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Cao Đẳng Nghề Công Nghệ Cao Hà Nội nói chung, các thầy cô trong Bộ môn Lắp đặt điện và điều khiển trong công nghiệp, khoa Điện – Điện Tử nói riêng đã giảng dạy kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp chúng em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt quá trình học tập
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp lần này dù bản thân các thành viên trong nhóm rất nỗ lực nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, kính mong được thầy cô và các bạn góp ý để đồ án được hoàn thiện Đối với chúng em, đồ án rất quan trọng và là cách cửa để chúng em hoàn thành những ước mơ và mục tiêu đã dặt ra
Trang 7Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG CẮT PHỤ TẢI ĐA KÊNH
ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA328 1.1 Tổng quan về mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
1.1.1 Giới thiệu về mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
(chưa xong)
Trang 8CHƯƠNG II TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT 2.1 Tính toán, lựa chọn thiết bị
Với các nội dung đã trình bày trong mục 1.1 của chương 1, nhóm thực hiện đồ án đã thực hiện xây dựng: Mô hình mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
2.1.1 Bộ mô hình mô hình điều khiển đóng cắt phụ tải đa kênh ứng dụng vi điều khiển atmega328
Việc tính toán, lựa chọn thiết bị cho bộ mô hình đã được nhóm thực hiện dựa trên các tiêu chí:
- Linh kiện điện tử là loại thông dụng, phổ biến và có nhiều ứng dụng trong thực tế
- Linh kiện điện tử được thiết kế theo dạng module, thuận tiện khi lắp đặt, sửa chữa thay thế
Trang 9-Module được tích hợp sẵn các bộ điều khiển như module Arduino Mega 2560 để người sử dụng có thể tiếp cận các bài thực hành một cách nhanh nhất
- Các module có giá thành rẻ, dễ dàng tìm mua khi cần thiết
Với các tiêu chí như trên, nhóm đã quyết định lựa chọn các thiết bị như sau:
- Kit Arduino MEGA + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266
Trang 10Kit Arduino MEGA + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 là phiên bản kết hợp giữa Arduino Mega 2560 và ESP8266 một cách hoàn hảo với việc tích hợp Vi điều khiển ATmega2560 và ESP8266 trên cùng 1 board mạch với kích thước chuẩn của Arduino Mega 2560, kit có cách sử dụng và cấu hình dễ dàng, chất lượng linh kiện và gia công tốt, thích hợp cho các dự án IoT, Arduino kết nối Wifi, cần sự nhỏ gọn và tích hợp cao
Thông số kỹ thuật:
Vi điều kiển trung tâm: ATmega2560 + ESP8266
Điện áp sử dụng: 6~16VDC (Mạch tích hợp mạch nguồn xung giảm áp đầu vào cho điện áp đầu vào lên đến 16VDC)
Bộ nhớ Flash ESP8266: 32Mb (trên mạch in 8Mb không chính xác)
Tích hợp mạch chuyển USB UART CH340G
Chuẩn chân và cách sử dụng tương tự Arduino Uno
Ra chân đầy đủ ESP8266
Tích hợp Dip Switch cấu hình linh hoạt:
o CH340G <-> ATmega328P (Nạp code cho ATmega2560 qua cổng USB)
o CH340G <-> ESP8266 (Nạp code cho ESP8266 qua cổng USB)
o CH340G <-> ESP8266 (Kết nối ESP8266 với cổng USB máy tính (không nạp code))
o ESP8266 <-> ATmega2560 (Kết nối ESP8266 và ATmega2560 qua giao tiếp UART)
Sử dụng cổng Micro USB nhỏ gọn
Trang 11- Module Relay 8 Kênh 5V-220V 10A
Mô tả sản phẩm
Relay 8 Kênh gồm 8 rơ le hoạt động tại điện áp 5VDC, chịu được hiệu điện thế lên đến 250VAC 10A Relay 8 kênh được thiết kế chắc chắn, khả năng cách điện tốt Trên module đã có sẵn mạch kích relay sử dụng transistor và IC cách ly quang giúp cách ly hoàn toàn mạch điều khiển (vi điều khiển) với rơ le bảo đảm vi điều khiển hoạt động ổn định Có sẵn header rất tiện dụng khi kết nối với vi điều khiển
Relay 8 kênh sử dụng chân kịch mức Thấp (0V), khi có tín hiệu 0V vào chân
IN thì relay sẽ nhảy qua thường Hở của Relay ứng dụng với relay module khá nhiều bao gồm cả điện DC hay AC
Thông số kỹ thuật
- Điện áp hoạt động: 5VDC
- Dòng tiêu thụ: 200mA/1Relay
- Tín hiệu kích: High (5V) hoặc Low (0V) chọn bằng Jumper
- Relay trên mạch:
+ Nguồn nuôi: 5VDC
Trang 12- Kích thước: 155mm * 55mm * 19mm
-Nguồn tổ ong 5V 10A
Nguồn tổ ong 5V 10A được thiết kế để chuyển đổi điện áp từ nguồn xoay chiều 220VAC thành nguồn một chiều 5VDC Nguồn tổ ong này là một trong những bộ nguồn được sử dụng rộng rải trong các thiết bị điện dân dụng và công nghiệp Bởi vì Nguồn tổ ong 5V 10A có khả năng tản nhiệt tốt nên tính ổn định khá cao
Nguồn tổ ong 5V 10A còn được gọi là Nguồn tổ ong 5VDC là sản phẩm được rất nhiều anh em kỹ thuật ưa dùng
Thông số của Nguồn tổ ong 5V 10A
Điện áp đầu vào: 110 – 220VAC chỉnh bằng công tắc gạt
Công suất: 50W
Dòng đầu ra tối đa: 10A
Nhiệt độ làm việc: -10 ~ 60 độ C
Kích thước: 160 x 48 x 42mm
Trang 13- Contactor CHINT 3P 100A NCX-100
* Đặc điểm chung
– Contactor AC NCX-mới có đặc điểm mới lạ và cấu trúc nhỏ gọn Chúng chủ yếu được
sử dụng để khởi động và điều khiển động cơ AC cũng như đóng / ngắt mạch từ xa Chúng cũng có thể được kết hợp với các rơle nhiệt thích hợp để tạo ra những khởi động điện từ – Contactor NCX được cấp chứng chỉ: CE
– Contactor NCX sản xuất đạt tiêu chuẩn: IEC/EN 60947-1, IEC/EN 60947-4-1, IEC/EN 60947-5-1
– Dải dòng định mức Ie: 6A ~ 630A
– Dải điện áp hoạt động: 220~690V
– Số pha cực: 3P và 4P (chỉ có loại NXC-06M ~12M)
Trang 14– Cuộn dây điều khiển có nhiều loại điện áp AC: 24,36,48,110, 127,220,380…VAC 50/60Hz
– Các phụ kiện lắp đặt cho Contactor NXC:
+ Tiếp điểm phụ gắn hông: AX-3C/11
+ Tiếp điểm phụ gắn
mặt: AX-3X/11, AX-3X/20, AX-3X/02, AX-3X/22, AX-3X/40, AX-3X/04
+Tiếp điểm thời gian: F5-T(On delay) , F5-D (Off delay)
– Độ bền cơ khí và độ bền điện cao lên đến 2000 triệu lần đóng cắt
– Kết hợp với relay nhiệt NXR tạo bộ khởi động trực tiếp
– Kết hợp với phụ kiện AX & F5 & NXR tạo thành bộ khởi động sao – tam giác – Nhiệt độ hoạt động: -5ºC ~ +40ºC
– Tiêu chuẩn bảo vệ: NCX-06M~38: IP20; NCX-40~100: IP10; NCX-120~630: IP00
* Ứng dụng:
– Dùng cho điều khiển động cơ trong công nghiệp, dân dụng
– Dùng để đóng cắt nguồn điện trong Công nghiệp, dân dụng, xây dựng …
* Thông số kỹ thuật Contactor NCX-100
– Contactor 3P loại NCX
– Dòng tiếp điểm: 100A
– Tiếp điểm phụ: 1NO+1NC
– Điện áp định mức: 415VAC
– Điện áp cuộn dây điều khiển AC: 220, 380V …
- Relay nhiệt Chint NXR-100 (80-100A)
Trang 15Tên : Relay nhiệt NXR-100-80-100 dãy Amper 80-100 Danh Mục : Thiết bị đóng cắt
Nhà SX : Chint
Phân loại : Rơ le nhiệt
Điện áp định mức : 220V-690V
Dòng điện định mức : 80-100A
số pha : 3 pha
Tiêu chuẩn : IEC 60947-4/5-1
Lắp cùng Conactor NXC-40 đến NXC-100
Trang 16- Aptomat MCB NXB-63-1 pha-10A dòng cắt 6KA
Tên : MCB NXB-63-1 pha-10A dòng cắt 6KA
Danh Mục : Thiết bị đóng cắt
Nhà SX : Chint
Phân loại : MCB
Điện áp định mức : 240/415V
Dòng điện định mức : 10A
số pha : 1 pha
Dòng cắt ngắn mạch : 6KA
Tiêu chuẩn : IEC 60898-1
Trang 17- Aptomat CHINT MCCB 3P 250A
Tên sản phẩm : Aptomat chint NM1 – 250s/3300 250A dòng định mức : 250A
dòng cắt Icu: 50KA
số cực : 3P
Trang 18- Công tắc dừng khẩn cấp LA37-01ZS
Công tắc dừng khẩn cấp LA37-01ZS là loại công tắc dùng để ngắt điện tức thời do có 1 cặp tiếp điểm thường đóng Công tắc có diện kích thước lớn nên dễ thao tác bằng việc nhấn hoặc đập vào một cách nhanh chóng để dừng hệ thống (hoặc bật hệ thống bảo vệ) Khi cần vận hành lại thì xoay công tắc theo chiều mũi tên Công tắc được gia công tốt, độ bền tương đối cao, lắp đặt dễ dàng
THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Điện áp cách điện tối đa Ui = 440V
Dòng tối đa Ith = 10A
1 cặp tiếp điểm thường đóng
Kích thước lỗ lắp đặt 22mm
- Tủ điện
- Dây dẫn điện
- Cầu đấu
- Đầu cốt
- Máng nhựa
Trang 192.2 Xây dựng phương án thiết kế kỹ thuật
Việc xây dựng phương án thiết kế bộ mô hình đã được nhóm thực hiện dựa trên các tiêu chí:
- Đảm bảo an toàn tối đa cho người học và thiết bị trong quá trình thực hành
- Mô hình có thể tháo lắp và vận chuyển một cách đơn giản, dễ dàng nhất với ít dụng
cụ nhất
- Mô hình đáp ứng được cho hầu hết các đối tượng muốn tìm hiểu và khám phá các mạch điện tử, cảm biến đơn giản, thông dụng như các bạn học nghề hệ 9+, các bạn sinh viên các trường trung cấp, cao đẳng, đại học ngành điện
2.2.1 Phương án thiết kế kỹ thuật bộ KIT thực hành module giao tiếp và truyền
dữ liệu
tobe continued