BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NÔI THÔNG MINH GVHD: ThS. TƯỞNG PHƯỚC THỌ SVTH: PHẠM QUỐC THÀNH MSSV: 12146171 NGUYỄN HỮU THIỆN MSSV: 12146181 S KL 0 0 4 8 1 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NÔI THÔNG MINH Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. TƢỞNG PHƢỚC THỌ Sinh viên thực hiện: PHẠM QUỐC THÀNH MSSV: 12146171 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU THIỆN MSSV: 12146181 Lớp: 121462C Khoá: 2012 -2016 Tp. Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 07 năm 2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NÔI THÔNG MINH Giảng viên hƣớng dẫn: ThS.
TƢỞNG PHƢỚC THỌ Sinh viên thực hiện: PHẠM QUỐC THÀNH MSSV: 12146171 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU THIỆN MSSV: 12146181 Lớp: 121462C Khoá: 2012 – 2016 Tp. Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 07 năm 2016 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: ThS.Tƣởng Phƣớc Thọ Sinh viên thực hiện: Phạm Quốc Thành MSSV: 12146171 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Thiện MSSV: 12146181 1. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo nôi thông minh.
Các số liệu, tài liệu ban đầu: 3. Nội dung chính của đồ án: Thiết kế chế tạo nôi thông minh với các chức năng chính: ru ngủ tự động, tự chơi với trẻ, điều khiển quạt theo nhiệt độ, hệ thống phát nhạc, chức năng thông báo dùng module SIM-900A. Các sản phẩm dự kiến: Nôi thông minh. Ngày nộp đồ án: 28/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nôi Thông Minh - GVHD: ThS.Tƣởng Phƣớc Thọ - Họ tên sinh viên: Phạm Quốc Thành MSSV: 12146171 Lớp: 121462C Địa chỉ sinh viên: 268/17, Lê Văn Việt, Quận 9, TP.HCM Sốđiện thoại liên lạc: 0163.9808 Email:quocthanhpham94@gmail.com - Họ tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thiện MSSV: 12146181 Lớp: 121462C Địa chỉ sinh viên: Đƣờng số 3, Phƣờng Trƣờng Thọ, Quận Thủ Đức.
Số điện thoại liên lạc: 0166.7922 Email: huuthien692@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 28/07/2016 - Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 07 năm 2016 Ký tên ii do an LỜI CẢM ƠN Đầu tiên chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Nhà trƣờng, khoa Cơ khí chế tạo máy, Bộ môn Cơ điện tử, các thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức cơ sở, chuyên môn trong suốt 4 năm học vừa qua.
Chúng em xin chân thành cảm ơn ThS.Tƣởng Phƣớc Thọ, thầy đã trực tiếp hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình, định hƣớng, góp ý và chỉ dẫn tài liệu thực hiện đồ án. Sự hƣớng dẫn của thầy là yếu tố quan trọng để chúng em có thể hoàn thành đồ án này. Chúng em xin chân thành cảm ơn những góp ý quý báu của ThS.Phan Thị Thu Thủy để nhóm hoàn thiện đồ án này. Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, những ngƣời luôn sát cánh, nuôi dƣỡng chăm sóc chúng em tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập để có kết quả tốt nhƣ ngày hôm nay.
Mặc dù đã cố gắng nỗ lực rất nhiều, song đồ án chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận đƣợc sự thông cảm và chỉ dẫn tận tình của quý thầy cô. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện iii do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NÔI THÔNG MINH Trong đồ án này, nhóm đã thiết kế và chế tạo nôi thông minh nhằm mục đích giúp đỡ những bố mẹ trong công việc chăm sóc em bé, giúp cho em bé có một giấc ngủ ngon và phát triển toàn diện. Bố mẹ có thể yên tâm làm một số công việc khác.
Về phần cơ khí, nhóm thiết kế theo xu hƣớng hiện đại, tạo không gian thoải mái và có thể đƣa nôi theo hai chiều khác nhau. Hệ thống điều khiển cho nôi thông minh sử dụng vi điều khiển PIC 16F887 để điều khiển toàn bộ các chức năng. Tạo sự tƣơng tác cao với em bé thông qua các cảm biến gắn trên nôi. Sau thời gian nghiên cứu và chế tạo, nhóm đã chế tạo thành công nôi thông minh với các chức năng cần thiết và phù hợp với trẻ.
Tóm tắt các chƣơng trong đề tài: Chƣơng 1: Tổng quan đề tài Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Chƣơng 3: Thiết kế và tính toán cơ khí Chƣơng 4: Hệ thống điện và điều khiển Chƣơng 5: Kết quả đạt đƣợc và hƣớng phát triển Sinh viên thực hiện iv do an ABSTRACT DESIGNED AND MANUFACTURING SMART BASSINET In this project, my team designed and manufacturing smart bassinet. To help the parents who care baby, to help the baby have a good sleepy and comprehensive development. Parents can be assured of another job. About the mechanics, my team signed with a modern trend and creating comfortable spaces.It shaked two different directions.
To control smart bassinet, my group used PIC 16F887 microcontroller to control entire function. It create highly interactive with the baby. After a period of research and manufacturing, the team has successfully made the smart bassinet with the new appropriatefunction. Summary of the chapters: Chapter 1: Overview and implement smart smart topic Chapter 2: Theoretical basis Chapter 3: Designing and mechanical calculations Chapter 4: Electrical and Control Systems Chapter 5: Results achieved and development direction v do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.
i LỜI CAM KẾT .ii LỜI CẢM ƠN. iv THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NÔI THÔNG MINH. vi DANH MỤC BẢNG BIỂU. x DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ.
xi CHƢƠNG 1. 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI. Tính cấp thiết của đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Phạm vi nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu. Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể.
Kết cấu luận văn. Cơ sở lý thuyết cơ cấu cam. Dao động tắt dần .Tính công suất động cơ. Lý thuyết điều khiển.
Tổng quan về họ vi điều khiển PIC. IC số 74HC595 và một số linh kiện bán dẫn. 10 vi do an 2. IC mở rộng port 74HC595.
Linh kiện bán dẫn. Điều khiển cộng cơ DC. Lập trình C. 15 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ.
Yêu cầu kỹ thuật cơ khí của nôi thông minh. Tổng quan thiết kế phần cơ khí. Cơ cấu truyền động chính cho nôi. Cơ cấu thay đổi chế độ lắc.
Các chi tiết chính của phần cơ khí. Chi tiết lắp ghép cơ khí. Lắp ghép giá treo. Lắp ghép cơ cấu cam và động cơ.
Lắp ghép thân nôi và giá treo. Lắp khung nôi và thân nôi. Tính toán phần cơ khí. Biên độ dao động.
Tính toán ứng lực, chuyển vị của nôi. Tính toán chọn động cơ. Động cơ quay máy quạt. Động cơ quay đồ chơi.
43 HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN - ĐIỀU KHIỂN. 43 vii do an 4. Sơ đồ khối hệ thống.
Các thiết bị điện công suất. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN. PIC 16F887A và các tính năng cơ bản. Khối ADC module.
Khối CCP-chức năng điều chế xung PWM. Khối truyền nhận dữ liệu nối tiếp UART Module. Tập lệnh AT điều khiển module SIM-900A. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG.
Yêu cầu kỹ thuật. Sơ đồ khối hệ thống. Hệ thống nút nhấn. Hệ thống cảm biến.
Khối hiển thị led 7 thanh. Các module đƣợc sử dụng. Module điều khiển động cơ L298. Module phát nhạc MP3.
THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN. Khối tín hiệu vào. Khối điều công suất điều khiển các động cơ DC. Khối hiển thị LED 7 thanh.
Khối thông báo dùng LED đơn và loa. Khối kết nối ngoại vi. Mô phỏng hệ thống. Lƣu đồ giải thuật hệ thống.
PHẦN MỀM LẬP TRÌNH VÀ BIÊN DỊCH. 79 viii do an 4. Phần mềm lập trình, biên dịch cho vi điều khiển. KIT nạp cho dòng vi điều khiểnPIC.
81 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN. Kết quả đạt đƣợc. Hạn chế và cách giải quyết. Mở rộng và hƣớng phát triển trong tƣơng lai.
82 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 84 ix do an DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Bảng cân nặng trung bình của các bé trai dƣới 18 tháng tuổi .2 Bảng cân nặng trung bình của các bé gái dƣới 18 tháng tuổi .3 Thông số kỹ thuậtổ bi gối đỡ UC203 FK204.4 Kích thƣớc ổ bi gối đỡ UC203 FK204.5 Thuộc tính của vật liệu: .6 Bảng kết quả chuyển vị của khung nôi .7 Bảng kết quả ứng suất tác dụng lên nôi .8 Bảng kết quả kiểm tra an toàn của khung nôi .9 Thông số kỹ thuật của quạt .1 Bảng thiết bị công suất .2 Bảng tính toán công suất điện tiêu thụ của hệ thống. 45 x do an DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1. Ngày xƣa trẻ nằm võng hoặc giƣờng thay cho nôi.
Nôi trẻ em truyền thống. Nôi thông minh của một số hãng tại Việt Nam. Nôi thông minh của Mỹ. Cơ cấu cam phẳng.
Cơ cấu cam không gian. Dao động tắt dần. Tổng thể nôi. Cơ cấu truyền động thứ nhất.
Cơ cấu truyền động thứ hai. Nôi lắc dọc. Nôi lắc ngang. Trục cơ cấu cam.
Khớp nối động cơ. Thanh ghép nối. Lắp ghép giá treo. Lắp ghép thanh xoay.
Lắp ghép cơ cấu cam và động cơ. Lắp ghép thân nôi và giá treo. Chi tiết lắp ghép khung nôi và thân nôi. 26 xi do an Hình 3.
Biên độ dao động của thân nôi. Thanh treo thân nôi. Khung nôi phân tích lực. Động cơ máy quạt và quạt.
Động cơ DC giảm tốc GA25 .