CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN • Chương 4: Thi Công Hệ Thống Chương này trình bày về quá trình vẽ mạch in lắp ráp các thiết bị, đo kiểm tra mạch, lắp ráp mô hình. Thiết kế lưu đồ giải thuật cho chương trình và viết chương trình cho hệ thống. Hướng dẫn quy trình sử dụng hệ thống.
• Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Trình bày về những kết quả đã được mục tiêu đề ra sau quá trình nghiên cứu thi công. Từ những kết quả đạt được để đánh giá quá trình hoàn thành được bao nhiêu phần trăm. • Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương này trình bày về những kết quả mà đồ án đạt được, những hạn chế, từ đó rút ra kết luận và hướng phát triển để giải quyết các vấn đề tồn đọng để đồ án hoàn thiện hơn. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐẾM BAO Trên thị trường ở Việt Nam có rất nhiều hệ thống đếm bao của nhiều công ty như Vietcontrol Solutions JSC, Công Ty Cổ Phần Giải Pháp Kỹ Thuật Ấn Tượng (ATPro Corp). Công ty Vietcontrol và ATPro Corp chuyên cung cấp các giải pháp và triển khai hệ thống trong lĩnh vực kiểm đếm sản phẩm trên băng chuyền, giám sát và điều khiển từ xa trong công nghiệp, nông nghiệp, viễn thông, thủy sản. Đây là 2 công ty với các giải pháp về các hệ thống đếm bao trong công nghiệp, các hệ thống đếm của Vietcontrol Solutions JSC và ATPro Corp đã được lắp đặt ở nhiều nơi với nhiều khách hàng như: xi măng vicem Hà Tiên, Biên Hòa Sugar, Vina Acecook, Công ty Xi Măng An Giang… Mô hình đếm sản phẩm của Vietcontrol Solutions JSC và ATPro Corp trong thực tế: Hình 2. Mô hình hệ thống đếm bao thức ăn trên băng tải (ATPro Corp) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Mô tả hoạt động của hệ thống bao thức ăn trên băng tải (ATPro Corp) [6] : Khi sản phẩm từ băng chuyền đi qua bộ đếm sản phẩm được cảm biến siêu âm kết hợp cảm biến chiều dài sẽ phát hiện ra sản phẩm và đưa tín hiệu về PLC. Phần mềm điều khiển giám sát lấy dữ liệu từ PLC qua chuẩn truyền thông công nghiệp RS485 phân tích số lượng bao được đếm từ đó cập nhật số lượng lên bảng điện tử tại phòng quản lý các chuyền. Người quản lý, giám sát trong nhà máy có thể vận hành hệ thống bằng cách sử dụng tính năng của phần mềm SCADA trên máy tính. Việc phân quyền được thể hiện qua tài khoản đăng nhập và mật khẩu được cung cấp.
Phần mềm giám sát sản xuất và đếm sản phẩm có các tính năng xem qua web, gửi email, sms để nhà quản lý nắm được thông tin sản xuất kinh doanh một cách nhanh nhất. Hệ thống đếm bao xi măng trên băng tải (Vietcontrol Solutions JSC) Với thiết kế sử dụng công nghệ nhận dạng siêu âm kết hợp cảm biến đo chiều dài. Hệ thống đếm bao của công ty Vietcontrol Solutions JSC [5] có nhiều tính năng giúp quản lý tốt và hạn chế tối đa việc thất thoát sản phẩm như: • Đếm chính xác bao đi qua băng chuyền trong mọi trường hợp: bao đi qua tuần tự, nhiều bao dính liền nhau, bao dừng đột ngột ngay bộ đếm, các loại bao kích thước khác nhau. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT • Sử dụng công nghệ nhận dạng siêu âm nên hoạt động tốt trong môi trường nhiều bụi mà không cần vệ sinh đầu cảm biến. • Hiển thị ra bảng quang báo lớn 3 dòng thông tin: bảng số xe, số lượng dự xuất, số lượng hiện hành. Kích thước bảng quang báo: 720mm x 720mm. • Tính năng chống can thiệp và hoạt động liên tục: bộ đếm vẫn hoạt động bình thường khi mất điện lưới.
• Bộ đếm được đặt trong vỏ hộp bảo vệ chắc chắn, chống va đập. • Kết nối phần mềm quản lý đếm bao trên máy tính. • Lưu được thông tin chi tiết 5.000 đơn vị đếm gần nhất. Trên đây là giới thiệu sơ lượt về 2 hệ thống đếm bao tiêu biểu của 2 công ty đã được ứng dụng rộng rãi khắp các nhà máy lớn và nhỏ ở nước ta giúp quản lý tốt một hệ thống trên dây chuyền đếm trong công nghiệp, tiết kiệm được chi phí nhân công cũng như đạt được năng suất cao trong sản xuất.
Giải pháp đặt ra cho nhóm là thiết kế một bộ đếm có các tính năng gần giống với các bộ đếm trong thực tế nhưng với chi phí đầu tư thấp và có thể ứng dụng được trong thực tế với một dây chuyền nhỏ thực tế trong công nghiệp.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG Thiết bị đầu vào: module LoRa AS32-TTL-100, cảm biến độ dài E6B2-C, cảm biến quang BX700-DDT. Thiết bị đầu ra: led matrix P10 màu đỏ, led 7 đoạn màu đỏ, relay, led đơn, motor AC, relay, IC ULN2803, IC 74HC595. Thiết bị điều khiển trung tâm: board Arduino Nano và máy tính. Các chuẩn truyền dữ liệu: UART, SPI.
Thiết bị lưu trữ: bộ nhớ RAM, ROM. Thiết bị giao diện điều khiển: máy tính.1 Module thu phát RF LoRa a. Giới thiệu Mạch thu phát RF UART LoRa SX 1278 433 Mhz sử dụng chip SX 1278 của nhà sản xuất Sentech chuẩn giao tiếp LoRa. Chuẩn LoRa mang đến 2 yếu tố quan BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT trọng là tiết kiệm năng lượng và khoảng cách siêu xa và có thể cấu hình thành mạng. Mạch thu phát RF UART LoRa SX 1278 433 Mhz được tích hợp phần chuyển đổi giao tiếp SPI qua UART giúp việc giao tiếp và sử dụng dễ dàng hơn [2]. Kích thước và số chân thực tế của LoRa Với kích thước nhỏ gọn 5x20x36mm, LoRa dễ dàng đáp ứng hầu hết các yêu cầu về không gian trong các thiết bị người dùng, ví dụ như các trạm thu phát tín hiệu, trong các thiết bị điều khiển từ xa…Phần mềm đi kèm từ nhà sản xuất giúp việc cấu hình LoRa trở nên dễ dàng hơn. Cấu hình trực tiếp lên LoRa qua Adapter LoRa.
Module có tổng cộng 7 chân được ký hiệu trực tiếp lên module. Mô tả chức năng các chân của module LoRa. Chân Kí hiệu Ứng dụng 1 M0 Kết hợp với M1 để cài đặt 4 chế độ hoạt động của LoRa 2 M1 Kết hợp với M0 để cài đặt 4 chế độ hoạt động của LoRa 3 RXD Nối với chân TX của vi điều khiển để truyền tín hiệu 4 TXD Nối với chân RX của vi điều khiển để truyền tín hiệu 5 AUX Chỉ các trạng thái của LoRa 6 VCC Kết nối với nguồn 3.3V 7 GND Kết nối với Mass (0V) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 do an CHƯƠNG 2. Chế độ hoạt động của module LoRa Trong module LoRa có 2 chân điều khiển M0 và M1.
Giúp người sử dụng có thể dễ dàng chuyển chế độ hoạt động của module. Các chế độ hoạt động của LoRa. Chế độ Trạng M1 M0 Mô tả Chú ý thái Chế độ 0 Bình 0 0 Giao tiếp Serial sẽ mở. Thiết bị nhận sẽ thường Module truyền liên tục.
nhận được dữ liệu khi hoạt động ở chế độ 0, 1. Chế độ 1 Báo 0 1 Giao tiếp Serial mở. Thiết bị nhận chỉ thức Khi gửi dữ liệu LoRa nhận dữ liệu khi ở sẽ gửi kèm theo mã chế độ 0, 1, 2. kích hoạt chế độ 2.
Chế độ 2 Tiết 1 0 Các giao tiếp Serial Thiết bị nhận chỉ kiệm pin đóng. Đợi mã kích hoạt nhận được dữ liệu từ chế độ 1. khi thiết bị truyền ở chế độ 1. Chế độ 3 Ngủ 1 1 Dùng cấu hình LoRa.
Lựa chọn chế độ hoạt động của LoRa qua việc thay đổi điện áp hoạt động vào 2 chân M0, M1 với 2 mức điện áp là (0V - 3. Thời gian để LoRa chuyển chế độ hoạt động là 1ms. • Chế độ hoạt động bình thường (M1=0, M1=0) Truyền: LoRa nhận dữ liệu dùng từ cổng Serial. Khi LoRa nhận được dữ liệu đầu tiên thì đầu ra AUX ở mức thấp, khi LoRa là đặt tất cả các dữ liệu vào IC RF và khởi động, chân TX ở mức cao.
Tại thời điểm này, gói dữ liệu không dây đã bắt đầu truyền, có thể truyền lên đến 256 byte dữ liệu. Các gói dữ liệu được gửi thông qua chế độ 0, nó chỉ có thể được nhận bởi các LoRa ở chế độ 0, 1. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Nhận: LoRa mở cổng nhận dữ liệu không dây, chân AUX sẽ ở mức cao khi nhận xong gói dữ liệu.
• Chế độ hoạt động báo thức (M0=1, M1=0) Truyền: LoRa truyền dữ liệu giống chế độ 0. Ở chế độ này, khi truyền thì LoRa sẽ tự động gửi kèm 1 mã để kích hoạt đánh thức trong mỗi gói dữ liệu. Nhận: LoRa hoạt động giống chế độ Nomal. • Chế độ hoạt động tiết kiệm pin (M0=0, M1=1) Truyền: LoRa sẽ không truyền được dữ liệu.
Nhận: LoRa sẽ nhận dữ liệu khi nhận thì LoRa sẽ nhận mã đánh thức ở chế độ 1, chân AUX sẽ lên lại mức cao khi nhận xong gói dữ liệu. • Chế độ hoạt động ngủ (M0=1, M1=1) Truyền: LoRa sẽ không thể truyền dữ liệu Nhận: LoRa sẽ không nhận được dữ liệu Chế độ “ngủ” này dùng để cấu hình LoRa. Thay đổi thông số cài đặt. Giới thiệu về chân AUX Chân AUX là chân ngõ ra để báo hiệu LoRa có truyền nhận được hay không.
Chân AUX sẽ ở mức thấp khi LoRa không có tín hiệu truyền đi hoặc nhận vào. Các chế độ truyền của LoRa • Chế độ truyền điểm - điểm (Point to Point) Hình 2. Chế độ truyền điểm - điểm Ở hình thức truyền này, cả 2 LoRa được đặt cùng địa chỉ và cùng kênh. Ở hình thức truyền này không phân biệt LoRa nào là địa chỉ Host hay địa chỉ thường.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT • Chế độ truyền cố định( Target) Hình 2. Chế độ truyền cố định Ở hình thức này, một module có thể giao tiếp với một module khác cả khi khác kênh và khác địa chỉ. Phải chọn chế độ chỉ định (Target) trong mục chế độ truyền (Transmit mode).
Chọn chế độ truyền Target để truyền Khi ở chế độ này thì khi gửi mã thì phải kèm theo địa chỉ và số kênh module LoRa cần kết nối.