I. Giới thiệu chung về đề tài Thiết kế và thi công mô hình thang máy tại HCMUTE
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế và thi công mô hình thang máy của sinh viên HCMUTE, ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông, tập trung vào việc thiết kế và xây dựng một mô hình thang máy 4 tầng sử dụng vi điều khiển PIC16F887. Đề tài này hướng đến việc ứng dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn, cho phép sinh viên trải nghiệm quy trình thiết kế và thi công một hệ thống điều khiển tự động phức tạp. Việc sử dụng vi điều khiển PIC16F887 làm trung tâm điều khiển giúp tối ưu hóa quy trình lập trình và điều khiển hoạt động của thang máy. Đề tài cũng chú trọng đến vấn đề an toàn, đặc biệt là giải pháp chuyển nguồn khi mất điện, đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng. Mô hình thang máy được thiết kế với kích thước nhỏ gọn, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm. Các thành phần chính bao gồm: cabin, động cơ DC, hệ thống cảm biến, mạch điều khiển, và nguồn dự phòng. Ngành Cơ khí HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp kiến thức nền tảng cho đề tài này.
1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính là thiết kế và thi công mô hình thang máy hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: thiết kế mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển PIC16F887, thiết kế mạch nguồn với nguồn dự phòng, thiết kế cơ cấu chuyển động của cabin, thiết kế giao diện người dùng với nút nhấn và màn hình hiển thị, lập trình vi điều khiển để điều khiển toàn bộ hệ thống. Việc kiểm định thang máy cũng được thực hiện để đánh giá độ tin cậy của hệ thống. Phần mềm thiết kế như AutoCAD và Solidworks được sử dụng. Đề tài giới hạn ở mô hình thang máy đơn giản, không tính đến trọng tải lớn hay các tính năng phức tạp như hệ thống an ninh, giám sát. Đề tài này góp phần vào việc đào tạo kỹ năng thực hành cho sinh viên HCMUTE, kết nối lý thuyết với thực tiễn. Sinh viên HCMUTE được hướng dẫn bởi ThS. Nguyễn Trường Duy. Các dự án thang máy HCMUTE tương tự sẽ tạo nền tảng cho các nghiên cứu sâu hơn về tự động hóa.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với lý thuyết. Sinh viên tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế mạch điện, lập trình vi điều khiển, thi công mô hình thang máy, và tiến hành thử nghiệm. Quy trình thiết kế thang máy được tuân thủ nghiêm ngặt. Phần mềm lập trình CCS được sử dụng để lập trình cho vi điều khiển PIC16F887. Dữ liệu thu thập được từ quá trình thử nghiệm sẽ được phân tích để đánh giá hiệu quả của thiết kế. Quá trình thi công mô hình thang máy được ghi lại chi tiết. Mô hình 3D thang máy được thiết kế bằng phần mềm Solidworks, hỗ trợ trực quan hóa quá trình thiết kế. Bài tập lớn thang máy HCMUTE tương tự cũng được tham khảo để tối ưu hóa thiết kế. Việc mô phỏng thang máy được thực hiện trước khi thi công để giảm thiểu lỗi. An toàn thang máy luôn được đặt lên hàng đầu trong quá trình thiết kế và thi công.
II. Kết quả và phân tích
Đề tài đã hoàn thành việc thiết kế và thi công mô hình thang máy 4 tầng hoạt động ổn định. Hệ thống sử dụng vi điều khiển PIC16F887 để điều khiển động cơ DC và các thiết bị ngoại vi. Mô hình hoạt động đúng như thiết kế, bao gồm các chức năng chính như lên xuống tầng, hiển thị tầng, đóng mở cửa, và chuyển đổi nguồn khi mất điện. Tuy nhiên, một số hạn chế được ghi nhận, bao gồm kích thước mô hình nhỏ, chưa tích hợp các tính năng an toàn phức tạp, và chưa tính đến trọng tải. Kết quả cho thấy việc ứng dụng vi điều khiển trong thiết kế thang máy là khả thi và hiệu quả. Mô hình thang máy bằng gỗ hoặc các vật liệu khác có thể được xem xét trong các nghiên cứu tương lai.
2.1. Đánh giá hiệu quả của mô hình
Mô hình hoạt động ổn định, đáp ứng được yêu cầu cơ bản của một thang máy. Hệ thống điều khiển chính xác, phản hồi nhanh chóng. Việc chuyển đổi nguồn khi mất điện hoạt động hiệu quả, đảm bảo an toàn. Tuy nhiên, do giới hạn về kích thước và vật liệu, mô hình chưa thể hiện đầy đủ các tính năng của một thang máy thực tế. Trọng tải của mô hình bị hạn chế. Giả thành thiết kế thang máy cũng là yếu tố cần xem xét trong các nghiên cứu tương lai. Các loại thang máy khác nhau có thể được nghiên cứu để mở rộng phạm vi ứng dụng. Thang máy thủy lực, thang máy kéo là những ví dụ. Kiểm định thang máy là bước cần thiết để đảm bảo an toàn. Công ty thiết kế thang máy HCM có thể cung cấp kinh nghiệm thực tiễn cho sinh viên. Đồ án thang máy HCMUTE này có giá trị tham khảo cao.
2.2. Hướng phát triển trong tương lai
Nghiên cứu có thể được mở rộng bằng cách cải tiến mô hình, tích hợp thêm các tính năng an toàn như cảm biến trọng tải, cảnh báo cháy, hệ thống giám sát an ninh. Sử dụng các loại động cơ hiện đại hơn, hiệu quả hơn. Khảo sát và tính toán chi tiết hơn về cơ cấu hoạt động và tải trọng. Áp dụng các công nghệ tiên tiến như AI, IoT để nâng cao hiệu quả và tính năng của thang máy. Tích hợp các phần mềm thiết kế thang máy chuyên nghiệp hơn. Quy trình thi công thang máy cũng cần được cải tiến. Thang máy tải khách, thang máy gia đình là những hướng nghiên cứu có tiềm năng. Học thiết kế thang máy cần kết hợp lý thuyết và thực hành. Trường Đại học Công nghệ TP.HCM đóng góp quan trọng trong việc đào tạo nhân lực ngành này. Đề án thang máy này sẽ là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo.
