Chương 1. TỔNG QUAN Chương 4: Thi công hệ thống: Tiến hành thiết kế mạch in PCB, sau đó thi công mạch và lắp đặt các linh kiện lên board, đóng gói mạch và thi công mô hình. Viết chương trình cho hệ thống và thiết kế giao diện ứng dụng trên điện thoại. Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá: Chương này trình bày kết quả đạt được, nhận xét, đánh giá hoạt động của hệ thống.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển: Đưa ra kết luận và hướng phát triển của đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 do an Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.1 CÁC LOẠI VÕNG TRẺ EM TRÊN THỊ TRƯỜNG 2.1 Võng trẻ em truyền thống a. Lịch sử hình thành: Võng cho trẻ em hay nôi là một vật dụng trong nhà không thể thiếu nhất là những nhà đang có con nhỏ, trẻ sơ sinh.
Việc giữ cho trẻ giữ được giấc ngủ ngon đòi hỏi yêu cầu việc đưa võng phải đều, đôi khi phụ huynh cần phải hát ru để ru cho em bé dễ ngủ. Tuổi thơ bất cứ ai cũng phải trải qua cảm giác nằm trên chiếc nôi nhỏ bé, hay chiếc võng nhỏ đung đưa, được phụ huynh đưa một cách đều tay cùng với lời ru tiếng hát để cho chúng ta say vào giấc ngủ. Một khung cảnh quen thuộc nhất là ở các vùng quê khó khăn. Phân loại: Tùy vào mục đích khác nhau mà võng hay nôi trẻ em sẽ được phân thành nhiều loại: võng nôi ru ngủ cho em bé, võng nôi đễ giữ cho em bé luôn bên cạnh khi di chuyển, võng nôi di chuyển, xe đẩy nôi… Tuy nhiên phần nói chính ở đây là võng dùng để ru ngủ cho trẻ em.
Đặc điểm: Võng trẻ em truyền thống dùng sức người để đưa, đòi hỏi phải duy trì tốc độ đều đặn nên tốn nhiều sức lực. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 4 do an Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1 Võng truyền thống cho trẻ em 2.2 Võng tự động cho trẻ em Ngay từ thời xa xưa, chúng ta đã biết việc đưa võng ru ngủ cho trẻ em sẽ vất vả nếu dùng sức người. Tuy nhiên việc đó nay đã được hạn chế vì hiện nay trên thị trường đã xuất hiện rất nhiều võng đưa bằng máy cho trẻ em.
Đặc điểm: Võng tự động cho trẻ em hiện nay không còn xa lạ gì đối với các gia đình có em nhỏ, trẻ sơ sinh. Với sự đa dạng về kích thước, mẫu mã, hình thái đa sắc màu để các bậc phụ huynh lựa chọn. Thay vì dùng sức người để đưa võng, võng tự động sẽ làm điều đó. Đã có một số võng tự động có chức năng phát nhạc, thay đổi tốc độ động cơ tuy nhiên phải sử dụng các nút vật lý cơ khí chưa thể điều khiển từ xa.
Thông số: Võng hoặc nôi cho trẻ em truyền thống được cấu tạo gồm phần khung đứng và phần nôi hoặc lưới võng. Tại một đầu võng hoặc nôi có thể gắn một động cơ có chức năng đưa đẩy làm cho võng đung đưa. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 5 do an Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Kích thước phổ biến: dài-rộng-cao: (160-180,50,60) cm.
Tải trọng <=30kg.2 Võng tự động cho trẻ em trên thị trường c. Ưu điểm: Tự động đung đưa võng thay thế việc dùng sức từ con người. Nhược điểm: Các loại võng máy hoặc nôi điện ngoài thị trường có chức năng điều chỉnh tốc độ đưa võng, điều khiển nhạc bằng tay. Tuy nhiên vẫn còn nhiều tính năng bị hạn chế như không thể điều khiển từ xa, không thể giám sát hình ảnh bé trên võng.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 6 do an Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Võng tự động sử nguồn trực tiếp lấy từ nguồn trong nhà, tuy sử dụng nguồn điện áp nhỏ nhưng cũng có phần rủi ro.3 Võng tự động cho trẻ em được cải tiến Đa phần khi có con nhỏ trong gia đình, phụ huynh thường mất rất nhiều thời gian để chăm sóc, giám sát hoạt động của bé đặc biệt là lúc ngủ. Việc tạo ra một giấc ngủ ngon và an toàn cho em bé đòi hỏi võng phải có một tốc độ đưa ổn định và an toàn. Sẽ linh hoạt hơn khi võng có thêm tính năng phát nhạc nhẹ nhàng để ru ngủ cho em bé, hay phát được bài hát mà bé thích nghe để dễ tạo tâm lý thoải mái cho bé ngủ.
Đồng thời giám sát được trực tiếp để biết là bé có trên võng hay đã ngủ chưa thông qua smartphone. Nắm bắt được tâm lý quan tâm chăm sóc trẻ em của các bậc phụ huynh hiện nay là rất lớn. Nhóm đã tiến hành nghiên cứu để phát triển thêm nhiều tính năng cho võng như: giám sát trẻ em ngủ, phát nhạc ru ngủ, tăng giảm tốc độ đưa võng có hẹn giờ tắt… và đặc biệt là được điều khiển từ xa bằng điện thoại thông qua wifi. Đối tượng: Căn cứ vào đối tượng nghiên cứu ban đầu là trẻ em dưới 5 tuổi, độ tuổi có cân nặng trung bình vào khoảng <= 30kg, nhóm đã tiến hành nghiên cứu và dựa trên một số mẫu hiện có trên thị trường để cải tiến thêm.
Đặc điểm: Võng thông minh cho trẻ em có cấu tạo phần khung giống với võng nôi truyền thống, khác biệt là võng được điều khiển bằng ứng dụng trên Android. Võng có tích hợp máy phát nhạc, tăng giảm tốc độ có cài giờ, camera giám sát, tất cả được điều khiển và giám sát bằng ứng dụng trên Android thông qua internet. Ngoài ra, võng sử dụng nguồn pin rời và có chức năng cảnh báo khi hết pin. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 7 do an Chương 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Thông số của võng: Chịu tải trọng <= 30kg Hình dáng linh hoạt nhỏ gọn, màu sắc đơn điệu ấm áp Kích thước tương tự võng tự động: DxRxC: (160-180,50,60) cm.3 Nôi võng thông minh được cải tiến Ưu điểm: Điều khiển được tốc độ đưa võng từ xa, hẹn giờ tắt thông qua smartphone. Có trình phát nhạc, điều khiển phát nhạc ru ngủ từ xa bằng smartphone. Có camera giám sát được hình ảnh trực tuyến từ xa bằng smartphone. Sử dụng nguồn pin riêng tách rời nguồn điện trong nhà.
Hệ thống cảnh báo pin khi pin yếu. Nhược điểm: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 8 do an Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phụ thuộc vào mạng wifi nhà mạnh hay yếu. Khả năng chịu tải chưa tốt.2 ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BẰNG PWM 2.
Động cơ giảm tốc DC Động cơ điện một chiều hay còn gọi là Motor DC là động cơ điều khiển trực tiếp có 2 dây. Motor DC là động cơ một chiều với cơ năng quay liên tục. Motor giảm tốc được định nghĩa là động cơ điện có tốc độ thấp, tốc độ đã giảm đi nhiều (có thể là 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/8, 1/10, 1/15, …) so với động cơ thông thường ở cùng công suất và số cực. Motor giảm tốc được cấu tạo từ hai thành phần chính là: động cơ điện và hộp giảm tốc.
Động cơ điện sở hữu số vòng quay lớn nhưng moment xoắn lại nhỏ. Mô-men xoắn đặc biệt cho khả năng chịu tải ngay lập tức của động cơ, đó đó khi gắn hộp giảm tốc vào động cơ điện, moment xoắn nâng cao lên. Các thông số cơ bản của động cơ DC: - Điện áp hoạt động: U(V). - Dòng điện tiêu thụ: I(A).
Phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 9 do an Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn dương hay sườn âm(hệ số công tác)- duty cycle.4 Đồ thị dạng xung được điều chế bằng PWM 2.2 Nguyên lý điều chế độ rộng xung PWM Để điều khiển tốc độ động cơ DC với nhiều cấp độ khác nhau, thay vì sử dụng tín hiệu số (digital), ta sử dụng tín hiệu tương tự (analog). Khí đó hiệu điện thế sẽ tinh chỉnh theo thời gian.
Với kỹ thuật này, nhờ vào tần số dao động của tín hiệu điện trong mạch, ta có được kết quả của việc sử dụng tín hiệu tương tự bằng tín hiệu số. Tín hiệu số tạo ra các xung vuông, một dạng tín hiệu bật/tắt tương đượng mức 5V/0V. Bằng việc thay đổi mức điện áp này trong thời gian rất ngắn, khoảng thời gian bật/tắt trong 1 chu kỳ được gọi là biên độ xung – pulse width. Hệ số chu kỳ được tính theo công thức: Độ rộng xung Hệ số chu kỳ = ×100 chu kỳ xung Với chu kỳ không đổi, muốn thay đổi thời gian xung mức 1 ta thay đổi hệ số chu kỳ.
Khi hệ số chu kỳ thay đổi ta có điện áp trung bình hay dòng trung bình thay BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 10 do an Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT đổi. Hệ số chu kỳ lớn thì điện áp trung bình/dòng trung bình lớn, nếu điều khiển động cơ sẽ làm thay đổi tốc độ động cơ. Điện áp trung bình được tính theo công thức: Độ rộng xung Utb = × Umax chu kỳ xung 2.3 Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM: Có nhiều cách để tạo xung PWM, nhưng phổ biến là: Tạo trực tiếp từ các IC dao động: NE555, LM556… Sử dụng phần mềm lập trình để tạo xung từ các vi điều khiển.
Bằng cách này thì xung tạo được sẽ có độ chính xác cao. Tùy thuộc vào nhu cầu thực tế mà ta sẽ có cách chọn xung sao cho phù hợp.4 Ứng dụng PWM được ứng dụng nhiều trong điều khiển. Điển hình nhất mà chúng ta thường hay gặp là điều khiển động cơ và các bộ xung áp, điều áp… Sử dụng PWM điều khiển độ nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa, nó còn được dùng để điều khiển sự ổn định tốc độ động cơ. Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải thì PWM còn tham gia và điều chế các mạch nguồn như: boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha… PWM còn gặp nhiều trong thực tế ở các mạch điện điều khiển.
Điều đặc biệt là PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyến tính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định. Như vậy PWM được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện- điện tử. PWM cũng chính là nhân tố mà các đội Robocon sử dụng để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ động cơ.