đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 12 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương này giới thiệu chung về thang máy (cấu tạo, phân loại, nguyên tắc hoạt động, các tham số liên quan, những yêu cầu về chuyển động). Phần cứng được sử dụng (PIC16F887, động cơ DC, cảm biến hồng ngoại, Led 7 đoạn. Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán Chương này trình bày phần thiết kế phần cứng và tính toán các thông số cần thiết.
Chương 4: Thi Công Hệ Thống Chương này trình bày phần làm mạch in, viết code, thiết kế mô hình. Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét, Đánh Giá Chương này trình bày các kết quả đạt được của đề tài kết hợp việc nhận xét, đánh giá mức độ hoàn thành của đề tài từ đó tìm ra nguyên nhân và hướng khắc phục. Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Chương này trình bày phần đưa ra kết luận và đề ra hướng phát triển cho đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 13 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2.
GIỚI THIỆU THANG MÁY 2. Khái niệm chung về thang máy Thang máy là một thiết bị chuyên sử dụng để vận chuyển nguời, hàng hóa, vật liệu, v. theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 độ so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn. Thang máy thường được sử dụng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, đài quan sát, v.
Đặc điểm vận chuyển thang máy so với các phương tiên vận chuyển khác là thời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn. Ngoài ý nghĩa về vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của công trình. Tùy theo đối tượng nâng, chuyển khác nhau mà thang máy có cấu tạo phù hợp. Nhưng thang máy có thể phân thành 2 phần chính: – Buồng thang: Cabin, đối trọng, hố giếng.
1 – Kết cấu của thang máy BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 14 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. Phân loại thang máy Thang máy hiện nay rất đa dạng, với nhiều kiểu, loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của từng công trình. Có thể phân loại thang máy theo các nguyên tắc và đặc điểm sau: 2. Theo công dụng thang máy a.
Thang máy chở người – Thang máy chở người trong các nhà cao tầng: Có tốc độ chậm hoặc trung bình, đòi hỏi vận hành êm, yêu cầu an toàn cao và có tính mỹ thuật. – Thang máy sử dụng trong các bệnh viện: Đảm bảo tuyệt đối an toàn, tối ưu về tốc độ di chuyển và có tính ưu tiên đáp ứng đúng các yêu cầu của bệnh viện. – Thang máy sử dụng trong các hầm mỏ, xí nghiệp: Đáp ứng được các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp như tác động môi trường về độ ẩm, nhiệt độ, thời gian làm việc, ăn mòn. 2 – Thang máy chở người b.
Thang máy chở hàng Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ngoài ra nó còn được sử dụng trong nhà ăn, thư viện. Loại này có đòi hỏi cao về việc dừng chính xác cabin để đảm bảo hàng hoá lên xuống dễ dàng, tăng năng suất lao động. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 15 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2. 3 – Thang máy chở hàng 2.
Phân loại theo tốc độ di chuyển • Thang máy tốc độ chậm v = 0,5 m/s: Hệ truyền động cabin thường sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hoặc dây quấn, yêu cầu về dừng chính xác không cao. • Thang máy tốc độ trung bình v = (0,75 1,5) m/s: Thường sử dụng trong các nhà cao tầng, hệ truyền động cabin là truyền động một chiều. • Thang máy cao tốc v = (2,5 5) m/s: Sử dụng hệ truyền động một chiều hoặc truyền động bộ biến tần – động cơ xoay chiều ba pha, hệ thống điều khiển sử dụng các phần tử cảm biến phi tiếp điểm, các phần tử điều khiển lôgic, các vi mạch cỡ lớn lập trình được hoặc các bộ vi xử lý. Phân loại theo trọng tải: • Thang máy loại nhỏ Q < 160kg.
• Thang máy trung bình Q = 500 2000 kg. • Thang máy loại lớn Q > 2000 kg. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 16 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. Các nguyên tắc hoạt động cơ bản của thang máy Căn cứ vào điều kiện làm việc của thang máy và phụ thuộc vào sự an toàn của hệ thống nên cơ cấu điều khiển thang máy cần tuân thủ theo một số yêu cầu sau: – Khi buồng thang đang di chuyển thì các cửa tầng, cửa buồng thang, cửa tầng hầm phải đóng kín để đảm bảo cho người vận hành và hàng hóa vận chuyển.
– Trong các thang máy hiện đại, khi thang máy đang hoạt động vẫn có thể ấn nút gọi tầng vì trong mạch điều khiển có bộ nhớ và chế độ ưu tiên đối với các lệnh gần đường chuyển rời của buồng thang. Nguyên lý chung khi điều khiển thang máy: – Gọi buồng thang tại cửa tầng. – Điều khiển đổi tầng tại cửa tầng. – Điều khiển buồng thang khi sửa chữa trên buồng máy.
Khi có sự cố, hoặc điều kiện liên động chưa tác động đủ thì thang sẽ không hoạt động cho dù điều khiển bằng cách nào. Trong buồng thang, ngoài nút gọi tầng, đóng mở cửa còn có đèn chiếu sáng, điện thoại, chuông cấp cứu và nút dừng tầng đột ngột khi có sự cố. Những tham số cần biết đối với thang máy. Khối lượng của đối trọng: Gđt = Gbt + αG (kg) (2.1) Lực kéo đặt lên puli cáp kéo buồng thang khi có tải định mức : F = ( 𝐺𝑏𝑡 + 𝐺 − 𝐺đ𝑡 ).2) Lực kéo để sinh gia tốc cho buồng thang ở chế độ làm việc định mức: F’ = ( 𝐺𝑏𝑡 + 𝐺 − 𝐺đ𝑡 ).3) Lực kéo mà động cơ phải sinh ra: FK = F + F’ (N) (2.4) Mô men tương ứng với lực kéo : Fk .η BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 17 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tốc độ của động cơ: V.6) 2𝜋𝑅 Công suất của động cơ: 2𝜋𝑛 P = Ptt.7) 60 Vậy ta chọn động cơ có công suất lớn hơn P là thỏa yêu cầu.
Trong đó: Gbt :Khối lượng buồng thang (kg) G :Khối lượng hàng (kg) Gđt :khối lượng đối trọng (kg). V :Tốc độ nâng (m/s), chọn V = 0,75 (m/s) g : Gia tốc trọng trường ,chọn g = 9,8 (m/𝑠 2 ) a : Gia tốc ở chế độ làm việc định mức, chọn a = 0,7 (m/𝑠 2 ) i : Tỉ số truyền của hộp số là 18,8 R : Bán kính puli dẫn động (0. α : Hệ số cân bằng(0,3 0.6), chọn α = 0,5 η :Hiệu suất của cơ cấu nâng(0.8), chọn η = 0,8 k :Hệ số tính đến ma sát giữa thanh dẫn và đối trọng(1,15 1,3), chọn k = 1,2 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 18 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.1 Vi Điều Khiển 16F887 Vi xử lý có rất nhiều loại bắt đầu từ 4 bit cho đến 32 bit, vi xử lý 4 bit hiện nay không còn nhưng vi xử lý 8 bit vẫn còn mặc dù đã có vi xử lý 64 bit.
Lý do sự tồn tại của vi xử lý 8 bit là phù hợp với một số yêu cầu điều khiển trong công nghiệp. Các vi xử lý 32 bit, 64 bit thường sử dụng cho các máy tính vì khối lượng dữ liệu của máy tính rất lớn nên cần các vi xử lý càng mạnh càng tốt. Các hệ thống điều khiển trong công nghiệp sử dụng các vi xử lý 8 bit hay 16 bit như hệ thống điện của xe hơi, hệ thống điều hòa, hệ thống điều khiển các dây chuyền sản xuất,…PIC16F887 là loại 8 bit được đưa vào giảng dạy và nó cũng có đủ tính năng để thực hiện đề tài nên nhóm em chọn sử dụng PIC16F887. 4 – Vi điều khiển PIC16F887 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 19 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kích thước lõi 8 Bit Tốc độ 20MHz Số lượng I/O 35 Bộ nhớ chương trình 14KB (8K x 14) Chuyển đổi dữ liệu A/D 14x10b Loại bộ nhớ chương trình FLASH Bộ nhớ EEPROM 256 x 8 Bộ nhớ RAM 368 x 8 Dòng tối đa mỗi I/O 25 mA Nguồn cung cấp 2 V ~ 5.5 V Hỗ trợ kết nối I²C, SPI, UART/USART Phạm vi nhiệt độ hoạt động –40°C ~ 85°C Đóng gói 40–DIP (0.
1 – Thông số PIC16F887 2.2 Động cơ DC giảm tốc JGB37–520 12V Động cơ này được sử dụng trong các máy móc, thiết bị công nghiệp, dân dụng, sử dụng để chế tạo các sản phẩm DIY theo từng ý tưởng mỗi cá nhân. Nhận thấy trong đề tài, để cho cabin chuyển động không quá nhanh và dừng đúng lúc khi cần không bị trượt thì nếu như sử dụng những loại động cơ DC thông thường thì sẽ không đáp ứng được. Vì vậy nhóm em chọn động cơ có tích hợp bộ giảm tốc, do chỉ làm mô hình nên sử dụng động cơ 12V. Để động cơ hoạt động thì ta cấp nguồn vào 2 đầu dây của động cơ thì nó sẽ quay thuận hay nghịch tùy thuộc vào chiều cấp.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 20 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2. 5 – Động cơ DC giảm tốc Điện áp định mức DC 12V Tốc độ không tải 319 vòng / phút Dòng không tải 100mA Mô men tải 0.cm Dòng tải 170mA Công suất 0.8w Mô men xoắn 1.cm Tỷ lệ 18,8 Trọng lượng 150g Bảng 2. 2 – Thông số động cơ DC giảm tốc 2. Module cảm biến hồng ngoại.
Cảm biến có khả năng thích nghi với môi trường, có một cặp truyền và nhận tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại phát ra một tần số nhất định, khi phát hiện hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau khi so sánh, đèn tín hiệu sẽ sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu ra (một tín hiệu mức thấp). Độ nhạy sáng của cảm biến được điều chỉnh bằng chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng. Có thể được sử dụng rộng rãi trong robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vật và dò đường.Nhận thấy cảm biến này có khả năng phát hiện tầng và trạng thái của cửa cabin khi thang máy hoạt động, cảm biến cũng khá nhạy và chính xác nên nhóm chọn mudule này trong đề tài.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 21 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.