Báo cáo đề tài khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học, đề tài thiết bị cảnh báo và chặn xe quá tải

MỤC LỤC
1. PHẦN MỞ ĐẦU....................................................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài...............................................................................................1
1.2. Giả thuyết khoa học..........................................................................................3
1.3. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu......................................................................3
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................3
1.3.2. Yêu cầu.......................................................................................................3
1.3.3. Phạm vi của đề tài và phương hướng mở rộng...........................................3
1.4. Thiết kế và phương pháp nghiên cứu................................................................4
1.4.1. Tiến trình.....................................................................................................4
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................4
1.4.3. Thời gian nghiên cứu..................................................................................4
2. PHẦN NỘI DUNG.................................................................................................5
2.1. Lựa chọn phương án.........................................................................................5
2.1.1. Phương pháp tuyên truyền, giáo dục và xử lý theo pháp luật.....................5
2.1.2. Phương pháp sử dụng người giám sát.........................................................5
2.1.3. Phương pháp sử dụng hệ thống camera giám sát........................................5
2.1.4. Phương pháp cân xe trước khi đi qua đường, cầu kết hợp với barie ............
chắn.......................................................................................................................5
2.2. Phân tích dữ liệu...............................................................................................6
2.2.1. Xây dựng phương án...................................................................................6
2.2.2. Sơ đồ khối (Lưu đồ thuật toán) và sơ đồ ngun lí.....................................7
2.3. Tìm hiểu linh kiện trong thiết bị.......................................................................8
2.3.1. Đèn cảnh báo...............................................................................................8
2.3.2. Mạch báo âm thanh.....................................................................................9
2.3.3. Thanh chắn (barie)......................................................................................9
2.3.4. Hệ thống cân trọng tải xe..........................................................................10
2.4. Lắp ráp sản phẩm............................................................................................13
2.5. Cài đặt ban đầu................................................................................................14
2.6. Nguyên lý hoạt động.......................................................................................14
3. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN VÀ KẾT LUẬN........................................................16

3.1. Lợi ích.............................................................................................................16
3.2. Khả năng thực hiện.........................................................................................16
3.3. Về khả năng cảnh báo.....................................................................................16
3.4. Về khả năng chặn............................................................................................16
3.5. Hướng phát triển của đề tài.............................................................................16
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................18

Trang 0


1. PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Ý tưởng sáng tạo Thiết bị cảnh báo và chặn xe quá tải khi đi qua cầu,
đường được nảy sinh từ thực tiễn trong hoạt động thường ngày. Hiện nay xe tải
chở hàng hóa ngày càng có tải trọng lớn, thường xuyên có tình trạng chở khối
lượng hàng hóa quá tải cho nên khi đi qua một số cầu hoặc đường có tải trọng
nhỏ do lái xe không chú ý hay cố tình đi qua làm gãy, sập cầu hoặc hư hỏng
đường sá; gây hư hỏng nghiêm trọng kết cấu hạ tầng giao thông, tiềm ẩn nguy
cơ dẫn đến tai nạn, ảnh hưởng đời sống của nhân dân, gây bức xúc trong dư luận
xã hội.
Thực tế, đã có nhiều tai nạn nghiêm trọng do ô tô chở quá tải so với trọng
tải cho phép của cầu, đường tài xế chở quá tải gây tai nạn như:

Trang 1


Đã gây hư hỏng nghiêm trọng cho các đoạn đường này, nhất là các đoạn đường
bê tông vừa được nhà nước và nhân dân cùng làm trong công cuộc thực hiện nông
thôn mới, đô thị văn minh.
Ngày 20/07/2020, Ủy ban An tồn giao thơng quốc gia đã có văn bản đề nghị

Chủ tịch Ủy ban nhân dân, kiêm Trưởng ban an tồn giao thơng tỉnh Hịa Bình
kiểm tra, xác minh và xử lý nghiêm tình trạng xe q tải hồnh hành ở Hịa
Bình. Nên em/chúng em có suy nghĩ phải thiết kế được một thiết bị có thể cảnh
báo và ngăn xe quá tải qua cầu, đường. Giúp góp một phần nhỏ khắc phục
những hư hỏng, bất cập về kết cấu hạ tầng giao thông bảo đảm người dân đi lại
thuận lợi, an tồn; đẩy mạnh cơng tác tun truyền các quy định của pháp luật
về tải trọng xe, thiệt hại do xe quá tải gây ra.
Nền kinh tế nước ta không ngừng được phát triển, kéo theo sự phát triển
của đa số các ngành nghề, trong đó có ngành giao thông vận tải vận chuyển hàng
hóa từ nơi này đến nới khác. Nói cách khác vận chuyển háng hóa từ nơi sản xuất
tới nơi tiêu dùng. Tuy nhiên xét về cơ sở hạ tầng thì các con đường của nước ta
nhìn chung chưa đảm bảo trong lĩnh vực giao thơng thơng suốt. Hiện nay, loại
hình xe tải ngày càng xuất hiện nhiều, đặc biệt xe tải có trọng lượng hàng hóa
lớn: Oto Xitec, xe kéo rơ moóc, một số xe tải chở vượt quá trọng tải. Những xe
này thường hay chở vượt quá tải trọng hàng hóa từ 8 đến 20 tấn … Xét về mối
quan hệ giữa tải trọng trục xe cơ giới và chỉ số làm hư hỏng đường bộ và hệ
thống cầu các nhà khoa học đã tình tốn nếu tải trọng trục xe tăng lên từ 8 đến
16 tấn thì mức độ làm hư hỏng đường bộ, cầu tăng 20 lần.
Những xe này khi lưu thông qua các đoạn đường có cầu tải trọng yếu,
hoặc do lái xe chưa chú ý hoặc cố tình đi qua cầu sẽ làm cầu gãy thậm chí sập
cầu. Việc này ảnh hưởng rất lớn trong giao thông vùng lân cận và thiệt hại đến
kinh tế thậm chí tính mạng của nhân dân.
Ngồi ra cịn gây ra các hệ lụy khác ảnh hưởng tới gia đình các lái xe do
phải đền bù cơ sở vật chất làm kinh tế gia đình sa sút, thậm chí nợ nần chồng
chất khơng có cơ hội trả được.
Theo các kết quả nghiên cứu về cầu đường bộ: Một số cầu xây dựng có trọng tải
nhỏ chưa đáp ứng sự phát triển các dòng xe tải chở hàng tải trọng lớn. Mặt khác
một số lái xe do tham lợi nhuận nên chở hàng trọng tải quá nhiều so với thiết kế
xe.
Nguyên nhân: do trước cầu chưa có thiết bị cảnh báo cho lái xe biết xe đã chở

quá trọng tải quy định của cầu và thiếu thiết bị chặn những lái xe cố tình vượt
qua cầu mặc dù xe đã chở quá trọng tải của cầu.
Dưới đây là một số hình ảnh trong thời gian qua xe quá tải trọng cầu gây các tai
nạn nghiêm trọng:

Trang 2


Xe 30 tấn đi qua cầu trọng tải 15 tấn ở Sập cầu ở Đồng Nai
Lâm Hà - Lâm Đồng sập vào 06/2009
1.2. Giả thuyết khoa học
Cân điện tử là thiết bị cân chính xác khối lượng, vậy có thể sử dụng cân
điện tử để cân trọng tải xe, từ đó đưa ra phương pháp cảnh báo cũng như ngăn
chặn các xe đi vào các đoạn đường, các cây cầu có trọng tải vượt mức cho phép
không?
1.3. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Trước tiên chúng ta phải xác định rõ mục tiêu và yêu cầu của bài toán
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết bị cảnh báo và chặn xe quá tải khi đi qua cầu, đường được thiết kế
để thực hiện mục tiêu:
Nếu xe có tải trọng ở mức an tồn cho phép của cầu hoặc đường thì khơng
có tín hiệu báo nguy hiểm, xe được phép đi qua.
Khi xe quá tải trọng cho phép của cầu, đường thì thiết bị cảnh báo bằng
đèn, còi và sẽ chặn xe lại bằng cách đóng Barie ngăn không cho xe đi qua.
Thiết bị hoạt động cảnh báo và bảo vệ tự động khơng cần người điều khiển,
bảo vệ an tồn trong hệ thống giao thông đường bộ.
Tránh thiệt hại lớn về kinh tế, nhu cầu lưu thông của nhân dân và những
thiệt hại khác do hỏng đường, sập cầu gây ra.
1.3.2. Yêu cầu
- Thiết bị làm việc ổn định, độ chính xác cao.

- Có khả năng đưa vào ứng dụng trong thực tế.
Với thực tế bài toán này chúng ta phải thiết kế 2 thành phần cơ bản:
Trang 3


-Thiết bị cân xe để xác định trọng tải của xe
- Thiết bị cảnh báo, và ngăn chặn
1.3.3. Phạm vi của đề tài và phương hướng mở rộng
Vì kiến thức còn hạn hẹp, chưa hiểu nhiều về kiến thức lập trình nên chúng
em chỉ thiên về vấn đề cơ khí và phương án thực hiện.
Hướng mở rộng: Sau khi tìm hiểu được nhiều hơn về lập trình, chúng em sẽ
phát triển đề tài này để thiết bị có nhiều tính năng hơn như:
+ Kết hợp với camera quay phim, chụp ảnh lại các xe chở quá tải để gửi đến các
cơ quan chức năng để xử lý.
+ Phân luồng được các phương tiện như xe máy, xe ô tô con, xe tải… để các xe
không quá tải vẫn tiếp tục giao thông được qua đường hoặc cầu nếu có xe quá
tải bị chặn lại.
1.4. Thiết kế và phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Tiến trình
- Thu thập, phân tích các phương pháp xác định xe quá tải để đưa ra phương án
giải quyết.
- Đưa ra các phương pháp cụ thể, tìm hiểu các phương pháp cân xe để thực hiện
sản phẩm một cách ưu việt, hoạt động ổn định nhất.
- Làm mô hình sản phẩm
- Thử nghiệm
- Kết luận
- Viết báo cáo
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập số liệu
- Phương pháp lập luận

- Phương pháp thử sai
1.4.3. Thời gian nghiên cứu
Từ tháng 9/2021 đến tháng 12/2021

Trang 4


2. PHẦN NỘI DUNG
2.1. Lựa chọn phương án
2.1.1. Phương pháp tuyên truyền, giáo dục và xử lý theo pháp luật
Thường xuyên, các cơ quan chức năng và chính quyền địa phương kiểm
tra, xác minh, làm rõ thông tin theo phản ánh của dư luận; xử lý nghiêm hành vi
vi phạm về tải trọng phương tiện; tập trung kiểm soát, xử lý tại các tuyến đường
nóng về xe vi phạm tải trọng phương tiện, xử lý ngay tại đầu mối hàng hóa (mỏ
vật liệu, chân cơng trình xây dựng, bến cảng, kho bãi).
Gắn trách nhiệm người đứng đầu lực lượng chức năng và chính quyền địa
phương để xảy ra tình trạng phương tiện chở quá tải tham gia giao thông trên địa
bàn và chịu trách nhiệm trước Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh.
Đồng thời, rà sốt tồn bộ các đơn vị kinh doanh vận tải trên địa bàn, xử
lý nghiêm theo quy định của pháp luật đối với tổ chức, cá nhân có hành vi vi
phạm chở quá tải trọng cho phép, vi phạm về kích thước thùng xe; khắc phục
những hư hỏng, bất cập về kết cấu hạ tầng giao thông bảo đảm người dân đi lại
thuận lợi, an tồn; đẩy mạnh cơng tác tun truyền các quy định của pháp luật về
tải trọng xe, thiệt hại do xe quá tải gây ra.
Tuy nhiên, do ý thức chấp hành của các tài xế, các doanh nghiệp là chưa
tốt nên tình trạng này vẫn khó có thể thực hiện trong ngày một ngày hai mà cần
có một giải pháp cụ thể khác.
2.1.2. Phương pháp sử dụng người giám sát
Hiện nay trên một số địa bàn dân cư, với tình trạng xe quá khổ quá tải
thường xuyên hoạt động gây ra tình trạng hư hỏng nghiêm trọng về cầu đường;

gây mất an toàn cho người dân, nên người dân đã chủ động phân công các cá
nhân cụ thể hoặc yêu cầu các cơ quan chức năng cắt cử người có trách nhiệm
đứng ra giám sát và ngăn không cho các xe này đi qua các con đường, các cây
cầu này. Đây là một giải pháp có tính khả thi hơn phương pháp trên. Tuy nhiên,
với phương pháp cảm tính này rất khó để xác định dược cụ thể xe nào quá tải,
quá tải bao nhiêu; đồng thời không phải lúc nào cũng giám sát được 24 giờ trong
ngày và nhiều lúc gặp sự chống đối của tài xế, chủ hàng. Nên chúng ta vẫn phải
cần một phương pháp khác tối ưu hơn để thay thế.
2.1.3. Phương pháp sử dụng hệ thống camera giám sát
Sử dụng camera an ninh để giám sát, sau đó nhắc nhở hoặc báo với cơ
quan chức năng để phối hợp răn đe, xử lý trách nhiệm.
Phương pháp này có ưu điểm là ít tốn kém, có bằng chứng rõ ràng, có thể
đánh vào ý thức của người tham gia giao thơng. Tuy nhiên với camera thì khơng
thể xác định được xe nào quá tải, xe nào không và các lái xe vẫn chạy qua các
tuyến đường, cầu nên vẫn gây hư hỏng. Nên cần tìm một phương pháp tối ưu
hơn.
Trang 5


2.1.4. Phương pháp cân xe trước khi đi qua đường, cầu kết hợp với barie
chắn
Phương pháp này là chúng ta sẽ đặt các cân trọng tải lớn trước các cầu
hoặc đường, sau đó so sánh với trọng tải cho phép của xe đi qua các cây cầu,
đường này. Nếu xe có trọng tải vượt trọng tải cho phép thì barie được tự động hạ
xuống, không cho xe đi qua.
Đây là phương pháp có thể xác định chính xác được trọng tải của xe, là cơ
sở quan trọng nhất để đảm bảo an toàn cho các cây cầu, các con đường. Tránh
gây hư hỏng cho các con đường này. Mặt khác các lái xe, chủ hàng khó có thể
chống đối như các phương pháp trên. Đồng thời phương pháp này có thể hoạt
động ổn định và trong thời gian liên tục nên đảm bảo chặn bất cứ xe quá tải nào

ở trong thời gian nào.
Dựa trên các phân tích trên, chúng em quyết định sử dụng phương pháp
cân xe trước khi đi qua đường, cầu kết hợp với barie chắn để thực hiện đề tài
này.
2.2. Phân tích dữ liệu
2.2.1. Xây dựng phương án
Sau khi lựa chọn được phương án tối ưu nhất để giải quyết vấn đề là sử
dụng phương pháp cân trọng tải các xe, sau đó sẽ đưa ra phương pháp cảnh báo
và ngăn chặn cho phù hợp thì bước tiếp theo, chúng em đã thử nghiệm các
phương án cân trọng tải xe cho phù hợp và hoạt động hiệu quả nhất bằng
phương pháp thực nghiệm và thử sai.
- Cách 1 sử dụng cân lò xo (cân bàn)

Chúng em sử dụng 1 cơng tắc hành trình gắn vào dưới đĩa cân và căn chỉnh sao
cho khi đặt vật lên có giá trị bằng giá trị căn chỉnh (ví dụ là 1Kg) thì cơng tắc
hành trình được đóng lại, và hệ thống cảnh báo cũng như hệ thống ngăn chặn
hoạt động. Tuy nhiên, sau khi xem xét lại vấn đề thì chúng em thấy phương án
Trang 6


này tuy hoạt động được trên mơ hình, nhưng khơng có cân lò xo nào có thể cân
giá trị đến đơn vị tấn, nên không khả thi khi áp dụng ở thực tế.
- Cách 2: Sử dụng cân điện tử (Cảm biến khối lượng)
Sử dụng các cảm biến đo khối lượng (Load Cell) để xác định khối lượng/ trọng
tải của xe, từ đó điều khiển các relay đóng mạch điện để phát tín hiệu cảnh báo
và điều khiển barie chặn xe qua cầu, đường.
Hiện trên thị trường có nhiều loại loadcell có thể xác định khối lượng từ 1Kg
đến hàng trăm tấn, nên có thể áp dụng phương pháp này để đo khối lượng xe
một cách chính xác nhất. Dựa trên phân tích trên, chúng em quyết định chọn
phương án là sử dụng cân điện tử, vì phương pháp này có thể áp dụng trên thực

tế.
- Phương án cảnh báo: sử dụng âm thanh, ánh sáng để cảnh báo. Đồng
thờ sử dụng màn hình hiển thị trọng tải của xe và hàng để lần sau các tài xế
ước chùng được khối lượng hàng hóa có thể chở trên các đoạn đường, con cầu
đã xác định
- Phương pháp ngăn chặn: sử dụng barie điện để chặn là phương án tối
ưu nhất.
2.2.2. Sơ đồ khối (Lưu đồ thuật toán) và sơ đồ nguyên lí
Qua việc xây dựng phương pháp cụ thể, chúng em hình thành lưu đồ thuật
tốn như sau:

Trang 7


Sơ đồ nguyên lí:

Trang 8


2.3. Tìm hiểu linh kiện trong thiết bị
Dựa vào tổng quan nghiên cứu với xây dựng phương án và sơ đồ thuật
tốn cùng với các kiến thức tự tìm hiểu về thiết bị điện, điện tử cũng như lập
trình chúng em đã đưa ra các linh kiện trong thiết bị như sau:
2.3.1. Đèn cảnh báo
Trong lắp ráp thực tế, đèn cảnh báo được dùng là đèn chớp cảnh báo nguy
hiểm, có nhiều kiểu nháy và có thể xoay để cho tài xế dễ dàng nhận biết, nhất là
trong điều kiện ban đêm.

Tuy nhiên, song mơ hình, để cho kích thước mơ hình nhỏ gọn, chúng em
đã chọn đèn chớp LED có nháy.

2.3.2. Mạch báo âm thanh
Trong lắp ráp thực tế, chúng em chọn hệ thống báo âm thanh là còi hú báo
động, loại có tần số cao để âm truyền được đi xa và tạo cảm giác chói tai để lái
xe dễ dàng nghe thấy.

Trang 9


Trong mơ hình, chúng em đang sử dụng loa buzzer làm mạch báo âm thanh

2.3.3. Thanh chắn (barie)
Trên thị trường hiện nay có ba loại barie tự động là
+ Barie tự động cần thẳng: là loại barie được sử dụng phổ biến nhất. Loại barie
này được sử dụng thanh chắn thẳng. Trong q trình vận hình thì thanh chắn
khơng có sự thay đổi. Model này phù hợp với những nơi có diện tích rộng,
thống như khu cơng nghiệp, trung tâm thương mại, khu chung cư,…
+ Barie tự động cần gập: loại này khi vận hành thì thanh chắn sẽ bị kéo lên dạng
gấp khúc. Do đó, chúng phù hợp với những nơi có diện tích nhỏ, hẹp như trạm
thu phí, tầng hầm bãi giữ xe,…
+ Barie tự động rào chắn: thay vì dùng thanh chắn thẳng, model này lại dùng
hàng rào. Barie này phù hợp với những nơi có yêu cầu an ninh, kiểm soát cao
như doanh trại quân đội, khu đặc kinh tế,… Do đó độ phổ biến không cao.
Dựa trên những ưu và nhược điểm trên, chúng em lựa chọn sử dụng Barie
tự động cần thẳng trong để chặn xe qua cầu, đường.
Barie tự động cần thẳng có 2 cơ chế điều khiển là dùng động cơ điện và
dùng thủy lực. Vì hệ thống của chúng em là cơ bản dùng điện nên chúng em
chọn cơ chế điều khiển là điện. Khi chưa cấp điện cho động cơ thì barie được
nâng lên, khi đó các xe có thể đi qua cầu, đường. Còn nếu xe quá tải qua trạm
cân thì điện được cấp cho động cơ trong barie, làm cho barie hạ xuống và xe

không đi qua được.

Trang 10


Trong mơ hình, chúng em chế tạo barie dựa trên nguyên mẫu các loại bari
e có bán trên thị trường.
2.3.4. Hệ thống cân trọng tải xe
Như đã nói ban đầu, chúng em đang nghiên cứu về lập trình arduino nên
chưa có nhiều kiến thức về mảng này. Nên chúng em đã đi tham khảo code của
một số đề tài thiết kế cân trên mạng, cùng với sự giúp đỡ của giáo viên tin học
trong trường nên đã thiết kế được hệ thống cân với các linh kiện như sau:

TÊN
THIẾT BỊ
Arduino
nano

HÌNH ẢNH

NGUYÊN LÝ/ CẤU TẠO
Arduino là một nền tảng mã nguồn mở
được sử dụng để xây dựng các ứng
dụng điện tử tương tác với nhau hoặc
với môi trường được thuận lợi hơn.
Arduino giống như một máy tính nhỏ
để người dùng có thể lập trình và thực
hiện các dự án điện tử mà không cần
phải có các công cụ chuyên biệt để
phục vụ việc nạp code.

Arduino tương tác với thế giới thông
qua các cảm biến điện tử, đèn, và động
cơ.
Trang 11


Load Cell

Arduino gồm:
Phần cứng gồm một board mạch
mã nguồn mở (thường gọi là vi điều
khiển): có thể lập trình được.
Các phần mềm hỗ trợ phát triển
tích
hợp
IDE
(Integrated
Development Environment) dùng để
soạn thảo, biên dịch code và nạp
chương cho board.
Là loại cảm biến loadcell chuyên dùng
đo chính xác khối lượng, thường ứng
dụng trong làm cân điện tử.
Cảm biến thường được dùng chung với
module chuyển đổi ADC 24bit HX711

Mạch
Chuyển
Đổi ADC
24bit

Loadcell
HX711

Mạch chuyển đổi ADC 24bit Loadcell
HX711: Module chuyển đổi analog
sang digital 24-bit.
Đây là mạch đọc giá trị cảm biến
loadcell với độ phân giải 24bit và
chuyển sang giao tiếp 2 dây ( clock và
data ) để gửi dữ liệu cho vi điều
khiển / Arduino

Mạch giảm
áp DC
LM2596

Mạch giảm áp DC LM2596 3A nhỏ
gọn có khả năng giảm áp từ 30V
xuống 1.5V mà vẫn đạt hiệu suất cao
(92%). Thích hợp cho các ứng dụng
chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị
như camera, motor, robot,…
Mạch được dùng để hạ xuống điện áp
5V, cấp cho arduino, HX711, loadcell
và relay hoạt động
Hiện giờ, thiết bị hiển thị LCD 1602
(Liquid Crystal Display) được dùng
trong rất nhiều các ứng dụng của
VĐK. LCD 1602 có rất nhiều ưu điểm
so với các dạng hiển thị khác như: khả

năng hiển thị kí tự đa dạng (kí tự đồ
họa, chữ, số); đưa vào mạch ứng dụng

Màn hình
LCD IIC /
I2C 1602
cho
Arduino

Trang 12


theo nhiều giao thức giao tiếp khác
nhau dễ dàng , tiêu tốn rất ít tài nguyên
hệ thống, giá thành rẻ,…
Các linh kiện được đấu nối và nạp chương trình và thử nghiệm và đạt được kết
quả như mong đợi.

Hệ thống cân chúng em hiện tại dùng loadcell có thể cân được 2Kg, có 2
nút cứng để điều khiển: 1 nút dùng để reset bàn cân về 0g sau khi trang trí trên
bàn cân, nút cịn lại dùng để cài đặt khối lượng tối đa để relay hoạt động, với nút
án này chúng em lập trình sao cho mỗi lần ấn thì tăng thêm 0,2 Kg (200g).
Nguyên lý hoạt động: Khi đặt vật cần cân lên loadcell thì khối lượng của vật
được hiển thị trên màn hình LCD. Nếu khối lượng vật nhỏ hơn giá trị cài đặt ban
đầu thì relay ở trạng thái nghỉ, còn ngược lại, nếu khối lượng vật cần cân lớn
hơn hoặc bằng giá trị cài đặt ban đầu thì relay được kích hoạt.
2.4. Lắp ráp sản phẩm
Loadcell được đặt trên mặt đường để cân trọng tải xe. Còi báo, đèn nháy,
động cơ điều khiển barie được lắp đặt sau relay.
Một số hình ảnh mơ hình sau khi lắp ráp

Trang 13


Trang 14


+ Hệ thống này thực chất được đặt ở hai đầu của cầu, hoặc hai đầu đường
cần giám sát trọng tải để bảo vệ.
+ Đối với cầu, để đảm bảo chính xác nhất, cần có thiết bị (có dây hoặc
khơng dây) để truyền dữ liệu giữa hai thiết, khi đó cảnh báo và ngăn chặn tối ưu
nhất.
2.5. Cài đặt ban đầu
Sau khi lắp ráp thiết bị vào đoạn đường hoặc cầu cần giám sát thì chúng ta
sẽ cài đặt trọng tải tối đa của xe cho phép qua cầu hoặc đường bằng cách nhấn
nút điều khiển trên thiết bị. Sau đó, thiết bị hoạt động độc lập, mà không cần đến
sự quản lý của con người.
2.6. Nguyên lý hoạt động
Khi khơng có xe lưu thơng thì barie được dựng lên để mở, đèn khơng
nháy cảnh báo và cịi khơng kêu. Khi có xe ơ tơ đến, thì phải đi qua bàn cân để
cân khối lượng.
Chúng ta phân ra ở hai trường hợp, đặt ở cầu và đặt ở đường.
+ Đối với ở đường, khi xe có tổng trọng tải nhỏ hơn trọng tải cho phép thì
hệ thống barie, đèn và cịi khơng hoạt động, xe đi qua bình thường. Khi tổng
trọng tải lớn hơn khối lượng cho phép thì đèn nhấp nháy, còi kêu báo hiệu xe
quá tải và barie chắn lại không cho xe đi qua. Khi đó xe sẽ quay đầu để di
chuyển ngược lại.
+ Đối với cầu, nếu xe có khối lượng nhỏ hơn trọng tải cho phép thì vẫn
hoạt động giống như trường hợp ở trên. nhưng còn có thể xảy ra trường hợp hai
xe cùng lưu thông trên cầu, khi đó tổng khối lượng hai xe vượt quá tổng trọng tải

cho phép nên chúng em lập trình thêm hai trường hợp sau:
Trang 15


Một là: Đối với 2 xe đi từ hai phía của cầu: Nếu xe từ phía bên này cầu đi
qua, nhưng xe phía ngược lại đi lên bàn cân, mà tổng trọng tải hai xe nhỏ hơn
trọng tải cho phép của cầu thì vẫn đi qua bình thường, cịn nếu vượt q trọng tải
cho phép của cầu thì barie phía xe lên bàn cân sau sẽ đóng lại, đợi sau một
khoảng thời gian (đã được thiết lập sẵn sao cho xe thứ nhất đã đi qua cầu) sẽ mở
barie để xe thứ hai qua cầu.
Hai là: Đối với hai xe đi từ một phía của cầu, nếu xe thứ nhất đủ điều kiện
đi qua cầu, nhưng trong thời gian dự kiến chưa qua cầu mà xe thứ hai lại tiếp tục
nối đuôi sau, nhưng tổng trọng tải hai xe vượt quá trọng tải cho phép của cầu thì
barie cũng đóng lại, đợi xe thứ nhất qua cầu rồi mới mở barie lên cho xe thứ hai
qua.
2.7. Giá thành sản phẩm (tính cho mơ hình)
Stt
Tên linh kiện
1
Arduino nano
2
Load Cell + FN611
3
Cịi báo
4
Đèn báo
5
Mạch giảm áp
6
Nguồn 12V

7
LCD 1602
8
Động cơ servo
9
Vỏ hộp + gỗ
Tổng tiền

Đơn vị
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái

Số lượng
1
1
1
1
1
1
1
1
1

Giá thành
105.000
88.000
55.000
15.000
15.000
60.000
35.000
40.000
65.000

Thành tiền
105.000
88.000
55.000
15.000
15.000
60.000
35.000
40.000
65.000
478.000

Giá thành khi ráp thực tế sẽ phụ thuộc vào giá của loadcell cân được khối
lượng hàng chục tấn, cịi báo và chng báo cũng như barie. Nên giá sẽ cao
hơn. Tuy nhiên giá không đến 10 triệu đồng cho thiết bị này.
3. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN VÀ KẾT LUẬN
3.1. Lợi ích
Góp phần bảo vệ cơ sở hạ tầng trong đời sống nhân dân.
Giúp ích cho lái xe không gây tai nạn nghiêm trọng do xe qua tải làm sập

cầu.
Tránh sự cố tai nạn giao thơng, góp phần bảo vệ an tồn giao thơng. Lợi
ích kinh tế về cho lái xe và nhà nước.
Không cần nguồn nhân lực điều khiển thiết bị.
Trang 16


Giáo dục ý thức cho các tài xế và các bạn trẻ biết về vi phạm khi điều
khiển xe quá tải trọng.
3.2. Khả năng thực hiện
Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, giá thành phù hợp kinh tế nên có
thể áp dụng rộng rãi.
Hệ thống này lắp đặt đơn giản, không ảnh hưởng tới giao thông và cầu đường
bộ.
Để áp dụng vào thực tiễn hệ thống này được sự quan tâm của lãnh đạo các cấp
chính quyền, giao thông vận tải và các nhà tài trợ lắp đặt hệ thống thí điểm một
số cầu, đường, đồng thời hệ thống cũng có thể áp dụng vào cho các đường cao
tốc.
3.3. Về khả năng cảnh báo
Hệ thống chỉ cảnh báo bằng đèn và còi khi trọng tải xe vượt mức cho phép
qua cầu để lái xe biết mức độ nguy hiểm do tai nạn.
So với dự kiến, kết quả của thiết bị: “CẢNH BÁO VÀ CHẶN XE QUÁ
TẢI QUA CẦU, ĐƯỜNG” đã đạt như mong muốn.
3.4. Về khả năng chặn
Hệ thống chỉ chặn rào Barie khi trọng tải xe vượt mức cho phép qua cầu
để không cho xe đi qua cầu.
Thiết bị sẽ góp phần bảo vệ cầu an tồn, khơng làm ảnh hưởng lớn tới
giao thơng và kinh tế do sập cầu.
Hệ thống cân đảm bảo độ chính xác hoàn toàn tải trọng quy định cho xe
qua cầu vì ta lắp cân của các nhà sản xuất chỉ gắn thêm công tắc đóng mạch điện

khi quá tải quy định.
3.5. Hướng phát triển của đề tài
Sau khi tìm hiểu được nhiều hơn về lập trình, chúng em sẽ phát triển đề
tài này để thiết bị có nhiều tính năng hơn như:
+ Kết hợp với camera quay phim, chụp ảnh lại các xe chở quá tải để gửi đến các
cơ quan chức năng để xử lý.
+ Phân luồng được các phương tiện như xe máy, xe ô tô con, xe tải… để các xe
không quá tải vẫn tiếp tục giao thông được qua đường hoặc cầu nếu có xe quá
tải bị chặn lại.
+ Cân được khối lượng xe trên cầu và cả khối lượng cả xe sắp qua cầu.

Trang 17


+Phát triển trạm cân tự động trên đường kết nối với ban quản lý đường bộ và ghi
hình lại những xe quá trọng tải, quá trọng tải bao nhiêu để báo về trạm quản lý
(có thể phạt nguội đối với những xe vi phạm).

Trang 18


TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Sách giáo khoa vật lý 7, vật lý 9, vật lý 11, công nghệ 9, công nghệ 12 hiện
hành. - Các nguyên lý cơ bản điện tử (Principles of Electronics).
- Cơ sở điện và điện tử (Fundamentals of Electrical Engineering and
Electronics).
- Sử dụng trang web:
- Sử dụng trang web:

Trang 19