Đồ án nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bàn vẽ tranh cát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO
BÀN VẼ TRANH CÁT

GVHD: TS. NGUYỄN VŨ LÂN
SVTH: ĐỖ CÔNG DANH
NGUYỄN THANH PHÁP
NGUYỄN TIẾN NGUYÊN

SKL011246

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2023


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
----------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ
TẠO BÀN VẼ TRANH CÁT

Giảng viên hướng dẫn:

Ts.Nguyễn Vũ Lân

Sinh viên thực hiện:

MSSV :

Lớp :

Khóa:

Đỗ Cơng Danh

19146163

19146CL1A

2019-2023

Nguyễn Thanh Pháp

19146230

19146CL1A

2019-2023

Nguyễn Tiến Ngun

19146223

19146CL4A

2019-2023

Tp.Hồ Chí Minh tháng 07/2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Bộ môn : Đồ án Tốt Nghiệp

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Học kỳ 2/ năm học 2022-2023
Giảng viên hướng dẫn: Ts.Nguyễn Vũ Lân
Sinh viên thực hiện:
Đỗ Công Danh
Nguyễn Thanh Pháp
Nguyễn Tiến Nguyên

MSSV: 19146163
MSSV: 19146230
MSSV: 19146223

Điện thoại: 0374426066

Điện thoại: 0384332508
Điện thoại: 0944603359

1. Mã số đề tài: 22223DT158
Tên đề tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Và Chế Tạo Bàn Vẽ Tranh Cát
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Chúng tơi đã tìm hiểu và tham khảo các nguồn từ Internet và thị trường về các mô hình
bàn và phương pháp trang trí bàn. Qua q trình này, chúng tôi đã đánh giá tiềm năng và nhu
cầu về việc tạo hình mơ hình trên lớp cát dưới đáy mặt kính trong suốt của bàn.
3. Nội dung chính của đồ án:
Thiết kế và chế tạo một mơ hình bàn kính có hình dạng là một mặt bàn hình chữ nhật
với kích thước 70x76x50cm. Mơ hình bàn này có khả năng tạo hình 2D trên một lớp cát dày
khoảng 2mm, được đặt trên mặt khay phẳng dưới đáy tấm kính trong suốt của bàn. Được hoạt
động và điều khiển trên hệ Corexy.
4. Các sản phẩm dự kiến:
Báo cáo đồ án tốt nghiệp (pdf), bản báo cáo power point, bản vẽ thiết kế cơ khí,
poster và video, mơ hình thực tế
5. Ngày giao đồ án:
6. Ngày nộp đồ án: 18/07/2023
7. Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo:
Trình bày bảo vệ:

Tiếng Anh
Tiếng Anh

Tiếng Việt
Tiếng Việt


TRƯỞNG KHOA

TRƯỞNG BỘ MÔN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

Được phép bảo vệ
(GVHD ký, ghi rõ họ tên)


LỜI CAM KẾT
-

Tên đề tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Và Chế Tạo Bàn Vẽ Tranh Cát

-

GVHD: Ts.Nguyễn Vũ Lân

-

Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Pháp
MSSV: 19146230

-

Địa chỉ sinh viên: 210/13 Đường số 11, Trường Thọ, Thủ Đức
Số điện thoại liên lạc: 0384332508

-

Email:
Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) : 18/07/2023
Lời cam kết: “Chúng tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình

Lớp: 19146CL1A

do chính tơi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào
đã được công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào,
tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2023
Ký tên

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả quý Thầy
Cô của trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TPHCM nói chung cũng như q Thầy Cơ bộ mơn
Cơ Điện Tử nói riêng đã hết lịng giúp đỡ và truyền đạt những kiến thức vơ cùng hữu ích cho
chúng em trong suốt khoảng thời gian đang theo học tại trường. Đồng thời chúng em xin cảm
ơn sự giúp đỡ tận tình từ Thầy Nguyễn Vũ Lân hiện đang là giảng viên hướng dẫn đồ án tốt
nghiệp của chúng em.
Để có thể hồn thành đồ án tốt nghiệp của chương trình đào tạo Công nghệ Kỹ thuật
Cơ điện tử thuộc khoa Đào tạo Chất lượng cao, nhóm đã thực hiện đề tài “THIẾT KẾ CHẾ

TẠO BÀN VẼ TRANH CÁT”. Với mong muốn được tìm tịi, học hỏi, nghiên cứu và phát
huy niềm đam mê với ngành Kỹ thuật Điện này, chúng em mong rằng sẽ nhận được những ý
kiến đóng góp chân thành và hỗ trợ quý báu từ các Thầy Cơ giảng viên trong hội đồng để có
thể giúp chúng em hoàn thiện hơn các kỹ năng của bản thân cũng như vững vàng kiến thức
hơn để tiếp xúc với thực tế cơng việc.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 12 năm 2022
Nhóm sinh viên thực hiện
Đỗ Cơng Danh - Nguyễn Thanh Pháp – Nguyễn Tiến Nguyên

i


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
NGHIÊN CỨU - THIẾT KẾ - CHẾ TẠO BÀN VẼ TRANH CÁT
Đồ án nhằm giới thiệu một cách khái qt về mơ hình bàn vẽ tranh cát và ứng dụng
của sản phẩm này trong lĩnh vực trang trí nội thất, trong lĩnh vực giải trí kết hợp với các yếu
tố công nghệ để theo đuổi kịp kết quả của cách mạng cơng nghiệp 4.0. Sau q trình tìm hiểu
và thực hiện các nội dung trong đề tài, nhóm đã đặt ra những vấn đề và giải quyết từng bước
giúp cho đồ án mang tính logic và hồn thiện hơn. Trong quá trình thực hiện đề tài, các tài
liệu tham khảo được sử dụng là tiếng Việt và tiếng Anh, cộng hưởng sự hướng dẫn của các
Thầy, tiếp xúc với các anh chị đã có kinh nghiệm giúp nhóm có được nhiều kiến thức hữu ích
trong thời gian làm đồ án.
Trong đó, đề tài này nghiên cứu này bao gồm: bản vẽ thiết kế 2D, bản vẽ thiết kế 3D
phần cơ khí của bàn vẽ tranh cát, sơ đồ đấu nối dây điện của hệ thống điều khiển, các linh
kiện được sử dụng để chế tạo bàn vẽ tranh cát, lưu đồ giải thuật các chương trình điều khiển
và những thơng tin về cách điều khiển mơ hình này thông qua webserver và ứng dụng riêng
biệt dùng để điều khiển, đặc biệt là mơ hình hoạt động ổn định của bàn vẽ tranh cát. Ngồi ra,
đề tài cịn có những hình ảnh sản phẩm, mơ hình thực tế được nhóm xây dựng trong q trình
nghiên cứu. Kết quả cho thấy nhóm nghiên cứu đã cơ bản chế tạo thành cơng mơ hình demo
bàn vẽ tranh cát và mơ hình đã hoạt động cơ bản ổn định.

i


PROJECT SUMMARY
RESEARCH - DESIGN - FABRICATION OF SAND ART
DRAWING TABLE
The project aims to provide a general overview of the sand painting drawing board
model and its applications in interior decoration, combining entertainment elements with
technological advancements to keep up with the results of the Fourth Industrial Revolution.
After conducting research and implementing the project's contents, the team has identified
issues and step-by-step solutions to make the project more logical and comprehensive. During
the project's implementation, reference materials in both Vietnamese and English were used,
along with guidance from instructors and interactions with experienced individuals, which
helped the team acquire valuable knowledge throughout the project duration.
The research project includes various aspects such as 2D design drawings, 3D design
drawings of the mechanical parts of the sand painting drawing board, wiring diagrams of the
control system, components used in manufacturing the drawing board, algorithm flowcharts
of control programs, and information on how to control this model through a web server and
dedicated application. Particularly, the project focuses on the stable operation of the sand
painting drawing board. Additionally, the project includes images of the product and real-life
models constructed by the team during the research process. The results show that the research
team has successfully created a functioning demo model of the sand painting drawing board,
which operates stably.

i


MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT ......................................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................... i
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ................................................................................................................... i
MỤC LỤC ................................................................................................................................ i
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................................ i
DANH MỤC BẢNG................................................................................................................. i
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI........................................................................................ 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................................. 1
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài....................................................................... 2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài...................................................................................... 3
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 3
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................. 3
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 3
1.5 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................ 4
1.5.1 Cơ sở phương pháp luận .......................................................................................... 4
1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể ........................................................................ 4
1.6 Kết cấu của đề tài ........................................................................................................... 5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ........................................................... 7
2.1 Bàn vẽ tranh cát – Nội thất thông minh của thế hệ mới ................................................. 7
2.2 Đặc tính của hệ thống ..................................................................................................... 7
2.3 Kết cấu của hệ thống ...................................................................................................... 9
2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài ............................................................................. 11
2.4.1 Các nghiên cứu ngoài nước .................................................................................... 11
2.4.2 Các nghiên cứu trong nước .................................................................................... 12
2.5. Các tồn tại của hệ thống .............................................................................................. 12
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................................... 14
3.1 Giới thiệu về hệ thống bàn vẽ tranh cát ........................................................................ 14
3.2. Nguyên Lý Hoạt Động Của Bàn Vẽ Tranh Cát........................................................... 16
3.3. Hệ Thống Di Chuyển................................................................................................... 16
3.4 Động Cơ Bước .............................................................................................................. 17
3.4.1 Động cơ bước nam châm vĩnh cửu ........................................................................ 18

3.4.2. Động cơ bước biến từ trở ...................................................................................... 19
3.4.3 Động cơ bước hỗn hợp ........................................................................................... 20
i


3.4.4. Động cơ bước 2 pha .............................................................................................. 21
3.4.5. Các phương pháp điều khiển động cơ bước.......................................................... 21
3.4. Sống trượt dẫn hướng .................................................................................................. 22
3.5. Truyền động đai ........................................................................................................... 23
3.6 Cơ sở lý thuyết về lập trình .......................................................................................... 24
3.6.1 React ....................................................................................................................... 24
3.6.2 UART ..................................................................................................................... 25
3.6.3 HTML .................................................................................................................... 26
3.6.4 Thư viện FastLED: ................................................................................................. 27
3.6.6.Nginx: ..................................................................................................................... 29
3.6.7 Node js: .................................................................................................................. 31
3.6.8 Npm trong Node.js ................................................................................................. 31
CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG
BÀN VẼ TRANH CÁT ......................................................................................................... 33
4.1 Thông số thiết kế .......................................................................................................... 33
4.2 Phương hướng và giải pháp thực hiện .......................................................................... 33
4.2.1 Giải pháp 1 ............................................................................................................. 33
4.2.2 Giải pháp 2 ............................................................................................................. 34
4.2.3 Giải pháp 3 ............................................................................................................. 34
4.3 Lựa chọn giải pháp 2 .................................................................................................... 35
4.4 Trình tự cơng việc tiến hành ......................................................................................... 35
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MƠ HÌNH BÀN VẼ TRANH CÁT ..................... 37
5.1 Thiết Kế Khung Máy .................................................................................................... 37
5.2 Thiết kế cụm trục XY: .................................................................................................. 38
5.2.1 Kết cấu truyền động XY: ....................................................................................... 38

5.2.2 Lựa chọn bộ truyền: ............................................................................................... 39
5.2.3 Thiết kế sơ bộ cụm trục XY: .................................................................................. 40
5.2.4 Tính tốn thiết kế sống trượt dẫn hướng: ............................................................... 41
5.2.5

Tính tốn lựa chọn động cơ cụm trục XY ......................................................... 49

5.3 Mặt bàn, nam châm và bi nam châm ............................................................................ 52
5.3.1 Mặt bàn................................................................................................................... 52
5.3.2 Nam châm .............................................................................................................. 52
5.3.3 Viên bi nam ............................................................................................................ 53
5.4 Thiết kế và gia công các chi tiết ................................................................................... 54
5.5 Xây dựng kết nối hệ thống điện và mạch điều khiển ................................................... 55
i


5.5.1 Khối Nguồn ............................................................................................................ 56
5.5.2 LED Dây 5050 RGB WS2812 60 LED/m 5VDC ................................................. 58
5.5.3 Nút Nhấn Nhả DS-318 ........................................................................................... 60
5.5.4. Công tắc E-TEN1121 ............................................................................................ 61
5.5.5 Board Arduino Mega 2560 .................................................................................... 61
5.5.6 Mạch điều khiển ramp 1.6...................................................................................... 63
5.5.7 Mạch điều khiển Raspberry Pi 4 (4GB RAM) ....................................................... 65
5.5.8 Mạch điều khiển động cơ bước TMC2209 ............................................................ 67
5.5.9 Kết nối TMC 2209 với mạch điều khiển Ramp 1.6 ............................................... 69
5.5.10 Kết nối Ramp 1.6, TCM 2209 với Arduino Mega 2560 ...................................... 70
5.6 Sơ đồ khối liên kết điều khiển ...................................................................................... 71
5.7 Sơ đồ mạch điện ........................................................................................................... 71
5.8 Lập trình điều khiển...................................................................................................... 72
5.8.1 Giao tiếp ssh vào Rasberry Pi bằng Vscode để lâp trình: ...................................... 72

5.8.2 Cấu hình Marlin Firmware: .................................................................................... 72
5.8.3 Thuật toán điều khiển ............................................................................................. 74
5.8.4. Sử dụng Repiter-Host để chạy thực nghiệp Marlin : ............................................ 75
5.8.5 FastedLed Library .................................................................................................. 75
5.8.6 Sử dụng nginx để tạo server: .................................................................................. 76
5.8.7 Lập trình điều khiển: .............................................................................................. 76
5.8.8 Lâp Trình React: .................................................................................................... 79
5.8.9 Lâp Trình Chuyển File Ảnh Sang Gcode: ............................................................. 81
CHƯƠNG 6: THỰC NGHIỆM, PHÂN TÍCH – ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ........................... 84
6.1. Kết quả thi cơng mơ hình ............................................................................................ 84
6.2 Thực nghiệm, phân tích, đánh giá kết quả.................................................................... 86
6.2.1 Thực nghiệm, đánh giá độ chính xác của điểm trước và sau khi chỉnh thanh ray. 86
6.2.2 Thực nghiệm và đánh giá về độ chính xác khi khảo sát đường thẳng. .................. 88
6.2.3 Thực nghiệm và đánh giá về độ chính xác khi vẽ góc vng. ............................... 89
6.2.4 Thực nghiệm và đánh giá về độ chính xác khi vẽ cung trịn. ................................ 90
6.2.4 Thực nghiệm và đánh giá về độ chính xác về thời gian......................................... 91
6.3 Đánh giá hoạt động của cơ cấu ................................................................................. 93
CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................... 94
7.1 Kết Luận ....................................................................................................................... 94
7.2 Hướng phát triển ........................................................................................................... 94
i


TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 96
PHỤ LỤC.................................................................................................................................. I
I.
II.

Các bản vẽ nhóm đã thực hiện ........................................................................................ I
Các bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp .................................................................................. VI

i


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Chương 1:
Hình 1. 1 Bàn vẽ tranh cát ....................................................................................................... 1
Chương 2:
Hình 2. 1 Bàn vẽ tranh cát – Nội thất thông minh của thế hệ mới .......................................... 7
Hình 2. 2 Cơng ty Sisyphus Industries LLC và một số sản phẩm của họ ............................. 12
Chương 3:
Hình 3. 1 Sơ đồ hệ thống của bàn vẽ tranh cát ...................................................................... 14
Hình 3. 2 Bề mặt bàn cát ........................................................................................................ 15
Hình 3. 3 Động cơ bước ......................................................................................................... 17
Hình 3. 4 Cấu tạo động cơ bước nam châm vĩnh cửu ........................................................... 18
Hình 3. 5 Nguyên lý hoạt động động cơ bước nam châm vĩnh cửu ...................................... 19
Hình 3. 6 Nguyên lý hoạt động động cơ bước biến trừ trở .................................................... 19
Hình 3. 7 Cấu tạo động cơ bước hỗn hợp .............................................................................. 20
Hình 3. 8 Động cơ bước 2 pha lưỡng cực và đơn cực ........................................................... 21
Hình 3. 9 Phương pháp điều khiển động cơ bước ................................................................. 22
Hình 3. 10 Sống trượt dẫn hướng .......................................................................................... 23
Hình 3. 11 Truyền động đai ................................................................................................... 24
Hình 3. 12 Thư viện React Native ......................................................................................... 25
Hình 3. 13 Giao thức UART .................................................................................................. 26
Hình 3. 14 Ngơn ngữ HTML ................................................................................................. 27
Hình 3. 15 Thư viện FastLED................................................................................................ 28
Hình 3. 16 Phần mềm Marlin Firmware: ............................................................................... 29
Hình 3. 17 Máy chủ web Nginx ............................................................................................. 30
Hình 3. 18 Npm trong Node.js ............................................................................................... 32
Chương 4:

Hình 4. 1 Bộ khung trong và ngồi ........................................................................................ 33
Hình 4. 2 Hệ thống trục Cartesian ......................................................................................... 33
Hình 4. 3 Hệ thống trục coreXY ............................................................................................ 34
Hình 4. 4 Hệ thống trục Polar ................................................................................................ 34
Chương 5:
Hình 5. 1 Nhơm 30x30........................................................................................................... 37
Hình 5. 2 Khung máy. ............................................................................................................ 37
Hình 5. 3 Sơ đồ ngun lí chuyển động hệ CoreXY. ............................................................ 39
Hình 5. 4 Đai GT2 và Pulley. ................................................................................................ 40
Hình 5. 5 Sơ đồ tính tốn trục XY ......................................................................................... 41
Hình 5. 6 Quy trình tính tốn sống trượt dẫn hướng. ............................................................ 43
Hình 5. 7 Bộ sống trượt mã MGN12C .................................................................................. 45
i


Hình 5. 8 Thơng số kích thước sống trượt dẫn hướng. .......................................................... 45
Hình 5. 9 Sơ đồ tính tốn sống trượt dẫn hướng.................................................................... 46
Hình 5. 10 Các thành phần momen tĩnh cho phép ................................................................. 47
Hình 5. 11 Bản vẽ động cơ bước ........................................................................................... 51
Hình 5. 12 Cụm trục X ........................................................................................................... 51
Hình 5. 13 Cụm trục X và Y .................................................................................................. 51
Hình 5. 14 Ván gỗ MDF loại hai mặt tráng nhựa, độ dày 5mm ............................................ 52
Hình 5. 15 Nam châm neodymium hình trịn, size 20x20mm ............................................... 53
Hình 5. 16 Viên bi nam châm ................................................................................................ 54
Hình 5. 17 Sơ đồ khối hệ thống điện ..................................................................................... 55
Hình 5. 18 Adapter 5V 2A ..................................................................................................... 57
Hình 5. 19 Adapter 12V 2A ................................................................................................... 57
Hình 5. 20 Bộ nguồn raspberry Pi 4 ...................................................................................... 58
Hình 5. 21 LED Dây 5050 RGB WS2812 60 LED/m 5VDC ............................................... 59
Hình 5. 22 Nút Nhấn Nhả DS-318 ......................................................................................... 60

Hình 5. 23 Cơng tắc E-TEN1121........................................................................................... 61
Hình 5. 24 Thơng số kích thước Cơng tắc E-TEN1121 ........................................................ 61
Hình 5. 25 Board Arduino Mega 2560 .................................................................................. 62
Hình 5. 26 Ramp 1.6 .............................................................................................................. 63
Hình 5. 27 Sơ đồ chân của Ramp 1.6 .................................................................................... 65
Hình 5. 28Raspberry Pi 4 ....................................................................................................... 65
Hình 5. 29 TMC 2209 ............................................................................................................ 67
Hình 5. 30 Sơ đồ khối của TMC 2209 ................................................................................... 68
Hình 5. 31 Sơ đồ khối liên kết điều khiển ............................................................................. 71
Hình 5. 32 Sơ đồ mạch điện tổng quát................................................................................... 71
Hình 5. 33 Chương trình điều khiển ...................................................................................... 72
Hình 5. 34 Cài đặt Extention SSH trên VS Code .................................................................. 72
Hình 5. 35 Giải thuật điều khiển động cơ .............................................................................. 74
Hình 5. 36 Repiter-Host ......................................................................................................... 75
Hình 5. 37 FastedLed Library ................................................................................................ 75
Hình 5. 38 Tạo server bằng Nginx ......................................................................................... 76
Hình 5. 39 Thuật tốn khởi tạo .............................................................................................. 77
Hình 5. 40 Giải thuật điều khiển led ...................................................................................... 77
Hình 5. 41 Giải thuật điều chỉnh PlayList: ............................................................................ 78
Hình 5. 42 Lưu đồ giải thuật upload file................................................................................ 78
Hình 5. 43 Lưu đồ giải thuật Track Manager ........................................................................ 79
Hình 5. 44 Code lập trình giao diện ....................................................................................... 79
Hình 5. 45 Giao diện chạy động cơ ....................................................................................... 80
Hình 5. 46 Giao diện Menu chọn hình vẽ .............................................................................. 80
Hình 5. 47 Giao diện điều khiển led ...................................................................................... 81
Hình 5. 48 Giao diện Menu chọn hình vẽ .............................................................................. 82
Hình 5. 49 Hình ảnh ví du ...................................................................................................... 82
Hình 5. 50 Hình ảnh ví du sau khi chuyển sang dạng ‘point’ ............................................... 83
Hình 5. 51 Giao diện tổng thể để xuất ra file gcode .............................................................. 83
i

Chương 6:
Hình 6. 1 Mơ hình khi chưa đặt cát ....................................................................................... 84
Hình 6. 2 Hình vẽ khi hồn thành 2 ....................................................................................... 84
Hình 6. 3 Hình vẽ khi hồn thành 3 ....................................................................................... 84
Hình 6. 4 Hình vẽ khi hồn thành 3 ....................................................................................... 85
Hình 6. 6 Mạch điện điều khiển khi hồn thành .................................................................... 85
Hình 6. 7 Nút Nhấn ................................................................................................................ 85
Hình 6. 8 Hệ thống di chuyển CoreXY ................................................................................. 86
Hình 6. 9 Dây đai và puly đạng hoạt động ............................................................................ 86
Hình 6. 10 Viên bi đang hoạt động trên cát ........................................................................... 86
Hình 6. 11 Khảo sát vị trí bi................................................................................................... 87
Hình 6. 12 Bảng khảo sát vị trí trục X ................................................................................... 87
Hình 6. 13 Bảng khảo sát vị trí trục Y ................................................................................... 88
Hình 6. 14 Bảng khảo sát đường thẳng chiều dài 10 cm ....................................................... 89
Hình 6. 15 Vẽ hình vng ...................................................................................................... 89
Hình 6. 16 Hình Bảng khảo sát khi vẽ hình vng ................................................................ 90
Hình 6. 17 Thực nghiệm vẽ hình trịn .................................................................................... 90
Hình 6. 18 Hình bảng khảo sát hình trịn bán kính 10 cm. .................................................... 91
Hình 6. 19 Thực nghiệm vẽ hình vng kích thước 180x180mm ......................................... 91
Hình 6. 20 Biểu đồ thời gian vẽ hình vng của cơ cấu ........................................................ 92

i


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Thông số đai GT2. ..................................................................................................... 40
Bảng 2 Ký hiệu series sống trượt. .......................................................................................... 42
Bảng 3 Các cấp độ chính xác của sống trượt. ........................................................................ 44

Bảng 4 Dung sai kích thước của các cấp chính xác ............................................................... 44
Bảng 5 Lựa chọn sức căng ban đầu. ...................................................................................... 47
Bảng 6 Hệ số an toàn tĩnh ...................................................................................................... 48
Bảng 7 Hệ số tải. .................................................................................................................... 48
Bảng 8 Thiết kế gia công các chi tiết ..................................................................................... 55
Bảng 9 Linh kiện cần dùng .................................................................................................... 56
Bảng 10 Sơ đồ chân LED ...................................................................................................... 59
Bảng 11 Sơ đồ chân Raspberry Pi 4 ...................................................................................... 66

i


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0,
việc ra đời của nội thất thông minh để đáp ứng nhu cầu sống ngày càng cao của con người là
cần thiết. Tuy nhiên, nội thất thông minh đặc biệt là bàn vẽ tranh cát tự động đang có giá
thành rất cao và khó thay thế linh kiện sửa chữa. Do đó, việc giảm chi phí sản xuất để giảm
giá thành của sản phẩm trong thị trường hiện nay để những người có điều kiện trung bình
cũng có thể tiếp cận được với bàn vẽ tranh cát là cần thiết.

Hình 1. 1 Bàn vẽ tranh cát
Đề tài bàn vẽ tranh cát đang trở nên ngày càng cấp thiết và quan trọng trong nhiều khía
cạnh. Nó mang đến một khơng gian đặc biệt, nơi con người có thể tìm thấy sự thư giãn và
sáng tạo trong cuộc sống hiện đại với áp lực và căng thẳng liên tục. Việc tạo ra môi trường
thuận lợi cho sự thư giãn và sáng tạo trở thành điều cần thiết để duy trì sự cân bằng trong cuộc
sống.
Đồng thời, đề tài này kết hợp giữa nghệ thuật và khoa học, khuyến khích sự tương tác và
sáng tạo. Nghiên cứu về bàn vẽ tranh cát không chỉ giúp chúng ta hiểu về q trình sáng tạo
mà cịn khám phá các phương pháp khoa học và kỹ thuật để tạo ra những tác phẩm độc đáo.

Bàn vẽ tranh cát cũng có tiềm năng ứng dụng đa dạng trong giáo dục và trải nghiệm học
tập. Nó có thể được sử dụng để tạo ra môi trường học tập sáng tạo, khuyến khích tư duy phản
biện và khám phá. Đồng thời, việc tham gia vào bàn vẽ tranh cát cung cấp trải nghiệm học
tập thực tế và tương tác, giúp học sinh và sinh viên hiểu sâu hơn về các khái niệm và nguyên
lý khoa học.
Nghiên cứu về đề tài này cũng đóng góp vào việc bảo tồn và truyền bá giá trị văn hóa.
Bàn vẽ tranh cát có nguồn gốc từ các nền văn hóa và truyền thống đặc biệt, và thơng qua
nghiên cứu, chúng ta có thể duy trì sự đa dạng văn hóa và thúc đẩy sự tơn trọng và hiểu biết
giữa các cộng đồng.
Một khía cạnh quan trọng khác là khám phá mối liên hệ giữa con người và tự nhiên. Bàn
vẽ tranh cát tạo ra sự gắn kết giữa con người và tự nhiên thông qua việc làm việc với cát và
1


tạo ra những hình ảnh và mẫu đồng nghĩa với sự tương tác với môi trường xung quanh. Nghiên
cứu về đề tài này mở ra những cơ hội để hiểu sâu hơn về mối quan hệ giữa con người và môi
trường sống, cũng như khám phá sự cân bằng và hài hịa với thiên nhiên.
Tóm lại, đề tài bàn vẽ tranh cát mang lại không chỉ không gian sáng tạo và thư giãn, mà
cịn tích hợp nghệ thuật và khoa học, ứng dụng rộng rãi trong giáo dục và trải nghiệm học tập,
bảo tồn và truyền bá văn hóa, cùng với khám phá mối liên hệ giữa con người và tự nhiên. Do
đó, đề tài này đáng được quan tâm và nghiên cứu để đáp ứng nhu cầu của xã hội hiện đại và
đóng góp vào sự phát triển và cân bằng trong cuộc sống.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài bàn vẽ tranh cát (sand table) mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng trong
nhiều lĩnh vực. Sau đây là một số điểm nổi bật về ý nghĩa của đề tài này:
+ Tư duy không gian và sáng tạo: Bàn vẽ tranh cát khuyến khích sự phát triển của tư duy
khơng gian và khả năng sáng tạo. Việc tạo hình và vẽ trên bề mặt cát đòi hỏi sự tưởng tượng
và tư duy không gian để tạo ra những hiệu ứng thị giác độc đáo. Nó cũng khuyến khích sự
sáng tạo trong việc thiết kế và xây dựng các phong cảnh và mơ hình.
+ Giáo dục và truyền thơng: Bàn vẽ tranh cát có thể được sử dụng trong giáo dục để trực

quan hóa các khái niệm và thu hút sự quan tâm của học sinh. Nó cung cấp một cách tương tác
và thú vị để học về địa lý, lịch sử, khoa học và nhiều lĩnh vực khác. Ngoài ra, bàn vẽ tranh
cát cũng có thể được sử dụng trong truyền thông để truyền đạt thông tin một cách tương tác
và gây ấn tượng.
+ Kiến trúc và quy hoạch đô thị: Bàn vẽ tranh cát có ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực
kiến trúc và quy hoạch đơ thị. Nó cho phép kiến trúc sư và nhà quy hoạch tạo ra mơ phỏng và
mơ hình thử nghiệm về các thiết kế kiến trúc và quy hoạch đô thị. Điều này giúp hiểu rõ hơn
về tương tác không gian và tạo ra sự thích nghi và cải thiện trong q trình thiết kế.
+ Nghiên cứu và phát triển công nghệ: Đề tài bàn vẽ tranh cát cũng có ý nghĩa trong việc
nghiên cứu và phát triển cơng nghệ liên quan. Nó thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ
mới, bao gồm cả cảm biến, hệ thống điều khiển và phần mềm, để tạo ra môi trường bàn vẽ
tranh cát tốt hơn và tăng cường tính tương tác và hiệu suất.
+ Giải trí và thư giãn: Bàn vẽ tranh cát mang lại giá trị giải trí và thư giãn cho người
dùng. Nó là một hoạt động sáng tạo và thú vị, giúp giảm căng thẳng và tạo ra sự thư thái.
Người dùng có thể tạo ra các tác phẩm nghệ thuật tạm thời trên bề mặt cát và thưởng thức quá
trình tạo ra và biến mất của chúng.
Đề tài bàn vẽ tranh cát (sand table) có ý nghĩa khoa học và thực tiễn đa dạng. Nó ứng
dụng rộng rãi trong giáo dục, truyền thông, kiến trúc, nghiên cứu công nghệ và giải trí. Đồng
thời, nó cũng tạo ra cơ hội để phát triển tư duy không gian, sáng tạo và khám phá.

2


1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bàn vẽ tranh cát (sand table) bao gồm những mục tiêu như
sau: Nâng cao hiệu suất và tính tương tác, Một mục tiêu quan trọng là nghiên cứu và phát
triển các công nghệ, phần cứng và phần mềm để nâng cao hiệu suất và tính tương tác của bàn
vẽ tranh cát. Điều này có thể bao gồm việc tối ưu hóa hệ thống cảm biến và độ chính xác,
phát triển giao diện người-máy tối ưu; Phát triển ứng dụng mới: Mục tiêu tiếp theo là phát
triển và nghiên cứu các ứng dụng mới cho bàn vẽ tranh cát. Ví dụ, nghiên cứu có thể tập trung

vào việc sử dụng bàn vẽ tranh cát trong giáo dục và đào tạo, kiến trúc và thiết kế, truyền thông
và giải trí. Phát triển các ứng dụng đa ngành và đa nền tảng có thể mở ra nhiều cơ hội sáng
tạo và ứng dụng cho bàn vẽ tranh cát.
Tối ưu hóa phần cứng và hiệu suất: Mục tiêu khác là tối ưu hóa phần cứng và hiệu suất
của bàn vẽ tranh cát. Nghiên cứu có thể tập trung vào việc nghiên cứu vật liệu và cấu trúc của
bàn, cải thiện hệ thống điều khiển và phần cứng của động cơ, và tối ưu hóa q trình vẽ và
xóa trên bề mặt cát. Mục tiêu là tạo ra một hệ thống ổn định, chính xác và có hiệu suất cao;
Khám phá ứng dụng tiềm năng: Mục tiêu cuối cùng là khám phá và khai thác ứng dụng tiềm
năng của bàn vẽ tranh cát trong các lĩnh vực khác nhau. Nghiên cứu có thể tập trung vào việc
sử dụng bàn vẽ tranh cát trong nghệ thuật, truyền thông quảng cáo, triển lãm và sự kiện, và
thậm chí trong việc tạo ra sản phẩm truyền thông tương tác mới.
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu hướng đến chủ yếu là bàn vẽ tranh cát, bao gồm các thành phần
phần cứng và phần mềm của nó. Nghiên cứu có thể tập trung vào các yếu tố như cảm biến,
động cơ bước, mạch điều khiển, giao diện người-máy và các thành phần khác liên quan đến
bàn vẽ tranh cát.
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu về phần cứng: tập trung vào cấu trúc và vật liệu của bàn vẽ tranh cát, bao gồm
các thành phần như bề mặt cát, viên bi nam châm, khung kết cấu, mạch điều khiển, cảm biến
và động cơ bước. Mục tiêu là tối ưu hóa phần cứng để đảm bảo hiệu suất, độ chính xác và độ
tin cậy của bàn vẽ tranh cát.
Nghiên cứu về điện: Tìm hiểu sâu về những thiết bị điện cần sử dụng, xây dựng các giao
thức kết nối giữa các thiết bị, cảm biến cũng như động cơ. Mục tiêu giúp kết nối vi điều khiển
với phần cứng để hỗ trợ việc lập trình chính xác.
Phạm vi nghiên cứu về phần mềm: Nghiên cứu có thể tập trung vào phát triển và tối ưu
hóa phần mềm điều khiển của bàn vẽ tranh cát. Điều này bao gồm việc phát triển các thuật
toán và giao thức để điều khiển động cơ bước và tương tác với người dùng. Nghiên cứu cũng
có thể tập trung vào phát triển ứng dụng và giao diện người-máy để tạo ra trải nghiệm tương
tác tốt hơn cho người dùng.

3


Phạm vi nghiên cứu về ứng dụng: Đề tài cũng có thể nghiên cứu và khám phá các ứng
dụng của bàn vẽ tranh cát trong các lĩnh vực như giáo dục, nghệ thuật, truyền thông, kiến trúc
và thiết kế. Mục tiêu là tìm hiểu cách bàn vẽ tranh cát có thể được sử dụng để cung cấp giá trị
và trải nghiệm tương tác trong các lĩnh vực này.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
1.5.1 Cơ sở phương pháp luận
Cơ sở phương pháp luận nghiên cứu bàn vẽ tranh cát (sand table) được xây dựng dựa
trên sự kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn. Phương pháp này nhằm đảm bảo tính
khoa học và chính xác của q trình nghiên cứu, đồng thời tạo điều kiện cho việc áp dụng
thực tế và thử nghiệm các ý tưởng trong thực tế.
Trước hết, quá trình nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tìm hiểu các kiến thức liên quan
đến bàn vẽ tranh cát thông qua việc nghiên cứu lý thuyết. Chúng ta sẽ khám phá lịch sử, phát
triển, công nghệ và ứng dụng của bàn vẽ tranh cát. Để có được cái nhìn tổng quan và nền tảng
lý thuyết, sau đó sẽ tìm hiểu thông qua các tài liệu tham khảo, sách báo, nghiên cứu trước đây
và các nguồn thông tin đáng tin cậy khác.
Sau khi nắm vững kiến thức lý thuyết, quá trình thiết kế và chế tạo bàn vẽ tranh cát sẽ
được tiến hành. Điều này yêu cầu sự kết hợp giữa kiến thức kỹ thuật, kỹ năng chế tạo và sáng
tạo. Những kiến thức này sẽ được áp dụng để tạo ra một mơ hình bàn vẽ tranh cát chất lượng
cao và đáp ứng được yêu cầu của nghiên cứu.
Tiếp theo, các thử nghiệm sẽ được tiến hành để đánh giá hiệu suất và tính năng của
bàn vẽ tranh cát. Q trình thử nghiệm có thể bao gồm đo lường hiệu suất, kiểm tra chất lượng
vẽ, đánh giá khả năng sử dụng và độ bền của sản phẩm. Kết quả từ các thử nghiệm này sẽ
cung cấp thông tin cần thiết để đánh giá và cải thiện sản phẩm. Dữ liệu thu thập được từ các
thử nghiệm sẽ được phân tích và xử lý để đưa ra kết luận và nhận định về hiệu suất và tính
năng của bàn vẽ tranh cát. Phương pháp này sẽ sử dụng các công cụ và phần mềm phân tích
dữ liệu để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy của kết quả.
Cuối cùng, quá trình so sánh và đánh giá sẽ được tiến hành để so sánh bàn vẽ tranh cát

với các sản phẩm tương tự có sẵn trên thị trường và đánh giá tính cấp thiết và độ phù hợp của
nó trong lĩnh vực nghệ thuật, trang trí và giải trí. Qua quá trình này, những ưu điểm và hạn
chế của bàn vẽ tranh cát sẽ được xác định.
1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
Các phương pháp nghiên cứu cụ thể trong đề tài về bàn vẽ tranh cát tạo ra sự kết hợp
giữa nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn, bao gồm nghiên cứu thư mục, thiết kế và chế tạo, thử
nghiệm và đánh giá, phân tích và xử lý dữ liệu, và so sánh và đánh giá. Việc kết hợp các
phương pháp này giúp đảm bảo tính khoa học và chính xác của q trình nghiên cứu và đưa
ra những kết quả ý nghĩa về bàn vẽ tranh cát.

4


Đầu tiên, việc nghiên cứu thư mục giúp xây dựng nền tảng lý thuyết, hiểu rõ về lịch
sử, phát triển và ứng dụng của bàn vẽ tranh cát thông qua việc tìm hiểu các nguồn tài liệu và
nghiên cứu trước đây.
Tiếp theo, phương pháp thiết kế và chế tạo đóng vai trị quan trọng trong việc tạo ra
một mơ hình bàn vẽ tranh cát chất lượng cao. Bằng cách áp dụng các phương pháp kỹ thuật,
công nghệ và sử dụng vật liệu phù hợp, nhà nghiên cứu có thể thiết kế và chế tạo bàn vẽ tranh
cát đáp ứng các yêu cầu và mục tiêu đã đặt ra. Sau khi hồn thành việc chế tạo, q trình thử
nghiệm và đánh giá sẽ được thực hiện để đo lường hiệu suất và tính năng của bàn vẽ tranh
cát. Các thử nghiệm có thể bao gồm đánh giá chất lượng vẽ, khả năng sử dụng và độ bền của
sản phẩm. Việc thu thập dữ liệu từ các thử nghiệm sẽ cung cấp thông tin quan trọng để đánh
giá khả năng và giới hạn của bàn vẽ tranh cát.
Dữ liệu thu thập từ các thử nghiệm sẽ được phân tích và xử lý để đưa ra kết luận và
nhận định về hiệu suất và tính năng của bàn vẽ tranh cát. Bằng cách sử dụng các phương pháp
và cơng cụ phân tích dữ liệu, nhà nghiên cứu có thể tìm ra các mẫu, xu hướng và mối quan
hệ trong dữ liệu, từ đó đưa ra những nhận định rõ ràng.
Cuối cùng, quá trình so sánh và đánh giá được thực hiện để so sánh bàn vẽ tranh cát
với các sản phẩm tương tự đã có trên thị trường và đánh giá tính cấp thiết và độ phù hợp của

nó trong lĩnh vực nghệ thuật, trang trí và giải trí. Việc so sánh giúp đưa ra nhận định tổng thể
về bàn vẽ tranh cát so với các giải pháp hiện có và đánh giá sự đột phá và sáng tạo của nó.
1.6 Kết cấu của đề tài
Kết cấu của Đồ Án Tốt Nghiệp sẽ được xây dựng theo các phần chính tương ứng với
các chương như sau:
+ Chương 1: Giới thiệu đề tài. Phần giới thiệu giải thích về đề tài, mục tiêu nghiên cứu,
lý do chọn đề tài và ý nghĩa của nghiên cứu về bàn vẽ tranh cát. Nó cũng bao gồm việc
trình bày vấn đề nghiên cứu và tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực nghệ thuật và giải
trí.
+ Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài. Phần này trình bày một cái nhìn tổng quan
về bàn vẽ tranh cát, bao gồm lịch sử, phát triển và ứng dụng của nó. Nghiên cứu trước
đây về bàn vẽ tranh cát cũng có thể được trình bày để xác định tình hình hiện tại và
các khía cạnh cần nghiên cứu thêm. Đồng thời hần này mô tả các phương pháp nghiên
cứu được sử dụng trong đề tài, bao gồm nghiên cứu thư mục, thiết kế và chế tạo, thử
nghiệm và đánh giá, phân tích và xử lý dữ liệu, và so sánh và đánh giá. Mỗi phương
pháp được trình bày chi tiết để cho thấy quy trình và các bước cụ thể được thực hiện.
+ Chương 3: Cơ sở lí thuyết. Cơ sở lý thuyết của đề tài bàn vẽ tranh cát (sand table) sẽ
nghiên cứu và khám phá các khía cạnh quan trọng liên quan đến nguyên lý vật lý, nghệ
thuật và thiết kế, tâm lý và thị giác, công nghệ và kỹ thuật, cũng như ứng dụng và giá
trị của nó.
5


+ Chương 4: Phương hướng và các giải pháp về thiết kế, xây dựng bàn vẽ tranh cát.
Phần này chúng ta sẽ tìm hiểu về các thơng số thiết kế, các giải pháp thiết kế hiện có
trên thị trường, nêu được giải pháp của nhóm chọn để phát triển đề tài. Cuối cùng là
lên kế hoạch chi tiết trình tự thực hiện đề tài.
+ Chương 5: Tính tốn, thiết kế mơ hình bàn vẽ tranh cát. Phần này trình bày về quá
trình thiết kế và chế tạo bàn vẽ tranh cát. Nó bao gồm các yếu tố cần thiết để tạo ra một
mơ hình bàn vẽ tranh cát chất lượng cao, bao gồm thiết kế kết cấu, vật liệu sử dụng,

công nghệ áp dụng và các yêu cầu kỹ thuật khác.
+ Chương 6: Thử nghiệm, đánh giá và phân tích kết quả. Phần này mơ tả q trình
thử nghiệm và đánh giá hiệu suất và tính năng của bàn vẽ tranh cát. Nó có thể bao gồm
các tiêu chí đánh giá, quy trình thử nghiệm và phương pháp đo lường để đo lường chất
lượng vẽ, khả năng sử dụng và độ bền của sản phẩm. Sau khi phân tích dữ liệu thu thập
được từ các thử nghiệm và đưa ra kết quả và nhận định về hiệu suất và tính năng của
bàn vẽ tranh cát. Nó có thể sử dụng các phương pháp và cơng cụ phân tích dữ liệu để
tìm ra mẫu, xu hướng và mối quan hệ trong dữ liệu.
+ Chương 7: Kết luận và đề xuất hướng phát triển: Phần kết luận tóm lược lại các
kết quả chính của nghiên cứu và trả lời các câu hỏi nghiên cứu. Nó cũng có thể đề xuất
các hướng phát triển tiếp theo, cơng việc nghiên cứu có thể được thực hiện để nâng
cao bàn vẽ tranh cát và ứng dụng của nó.
+ Ngồi ra cịn có tài liệu tham khảo: Cuối cùng, danh sách các tài liệu tham khảo
được sử dụng trong quá trình nghiên cứu sẽ được liệt kê để đảm bảo tính chính xác và
đáng tin cậy của thơng tin được trình bày.

6


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
2.1 Bàn vẽ tranh cát – Nội thất thông minh của thế hệ mới
Nội thất thông minh là một khái niệm mới xuất hiện trong thời gian gần đây, chúng
được tạo ra từ yêu cầu có hiệu quả sử dụng cao, ứng dụng được nhiều lĩnh vực linh hoạt và
có khả năng tiết kiệm chi phí. Với khả năng thực hiện nhiều chức năng đồng thời, có tính chất
hiện đại và có thể thay thế các sản phẩm truyền thống trước đây. Đồ nội thất thông minh đã
và đang được trang bị dưới nhiều hình thức khác nhau, ngày càng đa dụng và hiệu quả hơn.
Bàn vẽ tranh cát đã và đang trở thành nội thất dẫn đầu xu hướng ứng dụng nhiều tiện
ích và các yếu tố thơng minh vào sản phẩm trang trí nội thất bởi vì mơ hình bàn vẽ tranh cát
có tính thẩm mỹ cao, rất thuận tiện cho việc giải trí, chiếc bàn này vừa có thể vẽ tranh, vừa
có thể được sử dụng làm bể cá hay làm chậu cảnh,… chính tính đa dụng này đã làm nổi bật

sản phẩm so với các sản phẩm nội thất khác. Bàn vẽ tranh cát được thiết kế như là một tác
phẩm điêu khắc động học được tạo ra nhờ lăn một quả bóng qua một lớp cát mỏng trên bề
mặt bàn, nó tạo ra và xóa đi các đường nét khiến cho vơ vàn hình ảnh khơng trùng nhau được
hình thành trong quá trình bàn hoạt động. Bàn phù hợp với mục đích trang trí dưới vai trị đồ
nội thất mang trong mình nghệ thuật tuyệt đẹp. Hơn nữa bàn vẽ tranh cát không chỉ là một tác
phẩm nghệ thuật động học: nó là một nhạc cụ nếu ta tích hợp âm nhạc vào q trình hoạt động
của bàn.

Hình 2. 1 Bàn vẽ tranh cát – Nội thất thông minh của thế hệ mới
2.2 Đặc tính của hệ thống
- Khả năng tạo hình và vẽ tranh: Hệ thống bàn vẽ tranh cát cung cấp một lớp cát mịn
và mềm trên bề mặt. Người sử dụng có thể sử dụng các công cụ bi sắt hoặc bi thép được
nam châm hút để tạo hình và vẽ tranh trên bề mặt cát. Điều này cho phép tạo ra các hình
dạng, đường nét, và mẫu mã đa dạng theo ý muốn.
- Tương tác trực tiếp với vật liệu và người sử dụng: Bàn vẽ tranh cát cho phép người
sử dụng tương tác trực tiếp với cát. Người dùng có thể sử dụng đầu vẽ nam châm điều
khiển viên bi để di chuyển trên bề mặt cát, tạo ra các dấu vết, đường cong và hình ảnh.
Hệ thống bàn vẽ tranh cát khuyến khích sự tương tác và thích nghi của người sử dụng.
7


Người ta có thể thay đổi và chỉnh sửa những gì đã tạo ra trên bề mặt cát theo ý muốn,
tạo ra sự linh hoạt và sáng tạo không giới hạn.
-

Khả năng thay đổi và chỉnh sửa: Một trong những ưu điểm lớn của hệ thống bàn vẽ
tranh cát là khả năng xóa và tạo lại. Khi hồn thành một tác phẩm, người sử dụng có thể
dễ dàng xóa sạch bề mặt cát và bắt đầu một tác phẩm mới mà không bị giới hạn bởi giới
hạn vật liệu. Điều này khuyến khích sự sáng tạo khơng giới hạn và sự thay đổi liên tục
trong quá trình tạo hình. Khả năng xóa và tạo lại là một ưu điểm đáng chú ý của bàn vẽ

tranh cát. Nó cho phép bạn khám phá và thử nghiệm nhiều ý tưởng và thiết kế khác nhau
mà không cần lo lắng về việc làm hỏng hoặc mất đi bức tranh trước đó. Điều này tạo ra
một quy trình vẽ linh hoạt và thú vị, cho phép bạn sáng tạo và khám phá không giới hạn

-

-

-

-

trên bề mặt cát.
Tính tương tác và sáng tạo: Bàn vẽ tranh cát tạo ra một trải nghiệm tương tác và sáng
tạo cho người sử dụng. Việc tạo ra những hình ảnh động, dấu vết chuyển động và mẫu
vẽ theo ý thích mang lại sự thú vị và sáng tạo trong q trình vẽ.
Tính thẩm mỹ và trải nghiệm: Bức tranh cát trên bàn vẽ tranh cát có tính thẩm mỹ cao
và mang đến trải nghiệm độc đáo. Những mẫu vẽ tạo ra trên bề mặt cát có thể tạo ra hiệu
ứng thị giác hấp dẫn và mang lại cảm giác thư thái và thú vị cho người xem.
Đa dạng hóa mẫu vẽ: Bàn vẽ tranh cát cho phép người dùng tạo ra nhiều loại mẫu vẽ
khác nhau. Từ những hình ảnh tự do, đường nét mềm mại cho đến những hình họa phức
tạp, người dùng có thể thể hiện sự sáng tạo và khám phá đa dạng mẫu vẽ trên bề mặt cát.
Sự phù hợp cho mọi lứa tuổi: Bàn vẽ tranh cát là hoạt động sáng tạo phù hợp cho mọi
lứa tuổi, từ trẻ em đến người lớn. Việc tạo hình và vẽ tranh trên bề mặt cát khơng địi
hỏi kỹ năng nghệ thuật cao, mà tập trung vào sự sáng tạo và trải nghiệm thú vị của người
sử dụng:
+ Trẻ em: Bàn vẽ tranh cát là một hoạt động thú vị và sáng tạo cho trẻ em. Nó khuyến
khích trẻ phát triển tư duy sáng tạo, khả năng tạo hình và tư duy logic. Trẻ em có thể
tạo ra các hình dạng, mẫu với các bi thép trên bề mặt cát, khám phá màu sắc và tạo
ra những câu chuyện theo ý thích của mình. Bàn vẽ tranh cát cũng giúp trẻ rèn kỹ

năng tương tác và phát triển khả năng tập trung.
+ Thanh thiếu niên và người trẻ: Bàn vẽ tranh cát cung cấp một hình thức nghệ thuật
độc đáo và sáng tạo cho thanh thiếu niên và người trẻ. Nó cho phép họ thể hiện cái
tơi và ý tưởng của mình thơng qua việc tạo ra các tác phẩm tranh cát độc đáo. Bàn
vẽ tranh cát cũng có thể được sử dụng như một phương tiện thư giãn và giảm căng
thẳng trong cuộc sống học tập và công việc.
+ Người lớn: Bàn vẽ tranh cát khơng chỉ là một hoạt động giải trí, mà cịn là một cách
để người lớn thể hiện sự sáng tạo và giải tỏa stress. Nó có thể được sử dụng như một
hình thức thư giãn và tĩnh lặng, cho phép người lớn thư giãn tâm trí và khám phá khả
8


năng sáng tạo của mình. Bàn vẽ tranh cát cũng có thể được sử dụng làm cơng cụ
giảng dạy hoặc trong các hoạt động nhóm, tạo cơ hội cho người lớn tương tác và
giao tiếp.
+ Người cao tuổi: Bàn vẽ tranh cát có thể là một hoạt động giải trí và thư giãn cho
người cao tuổi. Nó giúp cải thiện khả năng tập trung và thư giãn tinh thần. Bàn vẽ
tranh cát cũng có thể kích thích trí não và giữ trí nhớ linh hoạt, là một hoạt động thú
-

vị và bổ ích cho người cao tuổi.
Tính giáo dục và giải trí:
+ Tính giáo dục: Việc sử dụng bi thép trên bề mặt cát của bàn vẽ tranh cát giúp người
tham gia phát triển tư duy khơng gian. Họ có thể tạo ra các đường cong, hình dạng
và mẫu với sự chính xác và tỉ mỉ, từ đó rèn luyện khả năng quan sát và tư duy khơng
gian của mình. Đồng thời cho phép người tham gia khám phá và hiểu về các nguyên
lý vật lý như lực hấp dẫn, lực ma sát và lực đẩy. Họ có thể tạo ra các mơ hình, thử
nghiệm và quan sát các hiện tượng vật lý trong quá trình tạo hình và di chuyển bi
thép. Bi thép mang đến khả năng tạo ra các đường nét và hình dạng đa dạng trên bề
mặt cát. Người tham gia có thể tạo ra các mẫu hình, tranh vẽ và thậm chí cả câu

chuyện qua việc sử dụng bi thép. Điều này khuyến khích sự sáng tạo và trí tưởng
tượng của họ.

+ Tính giải trí: Việc tạo hình trên bàn vẽ tranh cát mang lại trải nghiệm thú vị và thư
giãn. Người tham gia có thể thỏa mãn sự sáng tạo của mình và tận hưởng quá trình
tạo ra các hình ảnh và mẫu với bi thép trên bề mặt cát. cho phép người tham gia tự
do tạo ra các tác phẩm cá nhân. Họ có thể thể hiện ý tưởng, cảm xúc và cái tôi của
mình thơng qua việc vẽ tranh và tạo hình với bi thép, mang lại sự thỏa mãn và giải
trí cá nhân. Bàn vẽ tranh cát cũng tạo ra cơ hội cho sự tương tác xã hội. Người tham
gia có thể chia sẻ ý tưởng, cùng nhau tạo ra các tác phẩm và khám phá sự sáng tạo
của nhau. Điều này tạo ra một môi trường giao lưu, học hỏi và kết nối với nhau.
2.3 Kết cấu của hệ thống
Hệ thống bàn vẽ tranh cát có kết cấu bao gồm các thành phần chính sau đây, hoạt động
cùng nhau để tạo ra trải nghiệm vẽ tranh cát:
- Bề mặt làm việc:
Bàn vẽ tranh cát có bề mặt được làm bằng vật liệu chất lượng cao để đảm bảo chất
lượng và trải nghiệm tốt cho người. Bề mặt này thường được phủ một lớp cát mịn, tạo ra
một không gian tuyệt đẹp để tạo hình và vẽ tranh Thơng thường, bề mặt của bàn vẽ tranh
cát được làm bằng các vật liệu sau:
+ Gỗ: Gỗ là một lựa chọn phổ biến cho bề mặt của bàn vẽ tranh cát. Gỗ có độ bền cao,
cung cấp một bề mặt cứng và ổn định để làm việc. Bề mặt gỗ thường được mịn và
phẳng để người sử dụng có thể dễ dàng tạo hình và vẽ tranh trên cát.
9