thiết kế bãi đỗ xe ô tô tự động 100 xe cho 3 loại xe

Phụ lục
Lời nói đầu...........................................................................................................2
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG......................4

1.1. Yêu cầu thực tế............................................................................................................ 4
1.2. Giới thiệu vài nét về một bãi đậu xe tự động chuẩn. ...................................................5

CHƯƠNG 2........................................................................................................15
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐẬU XE..........................15
3.4 công tắc hành trình...................................................................................................... 21
3.5. Cấu tạo động cơ điện một chiều :............................................................................... 22
3.6 Bộ nguồn :.................................................................................................................. 23
3.7 GIỚI THIỆU VỀ TIMER VÀ COUNTER:............................................................................ 26

CHƯƠNG 4........................................................................................................30
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG...30
4.1 Yêu cầu công nghệ của bãi đậu xe được thiết kế:........................................................30
4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bãi đậu xe được thiết kế:...................................30

1


Lời nói đầu
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự
động hóa, kết hợp với những thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ
thông tin, đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hoá hoàn toàn trong mọi
lĩnh vực. Có thể nói tự động hoá đã trở thành xu hướng tất yếu của bất kỳ quốc
gia, lãnh thỗ nào.
Ngôn ngữ lập trình PLC đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công

nghiệp như:
Chế biến thực phẩm, sản xuất xi măng, gạch... gắn liền với
các tên tuổi hàng đầu trong việc chế tạo các thiết bị tự động hoá như CNC... là
các hãng như :Siemens, Honeywell, Alen Bradley, ABB, Mitsubishi, Omron...
và các hệ thống mạng kèm theo là : Hệ thống sản xuất linh hoạt(FMS), hệ thống
điều khiển phân tán (DCS)... đã tạo nên bước phát triển nhảy vọt trong nền sản
xuất công nghiệp.
Hiện nay ở nước ta, PLC đã được đưa vào sử dụng trong nhiều
nhà máy, xí nghiệp để giám sát chặt chẽ các quy trình công nghê,
kỹ thuật hết sức phức tạp, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm,
giảm giá thành, đáp ứng kịp thời yêu cầu ngày càng cao của xã
hội.
Xuất phát từ thực trạng giao thông ở các thành phố lớn ở nước ta
(như Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh) và các nước trên thế giới, với sự
gia tăng ngày càng lớn của các phương tiện giao thông (đặc biệt là
ôtô), một nhu cầu về bãi đậu đỗ cho các phương tiện giao thông là
yêu cầu cấp bách. Một mặt, giảm tắt nghẽn giao thông, nó còn đem
lại mặt thẩm mỹ cho một thành phố lớn hiện đại. Với lý do đó,
nhóm chúng em đã khảo sát thiết kế một mô hình bãi đậu xe tự
động Qua một thời gian tìm hiểu và thực hiện đề tài nhờ được sự
hướng dẫn tận tình của thầy giáo: Mai Thế Thắng và các thầy cô
trong Bộ môn kỹ thuật Đo lường & Cảm biến, chúng em đã hoàn
thành đề tài.
Mặc dù đã hết sức cố gắng song chắc chắn đề tài còn có nhiều thiếu sót.
Kính mong được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo. Chúng em
xin chân thành cảm ơn .
Hà Nội, ngày....tháng ....năm 2016
Sinh viên thực hiện

2

3


CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

1.1. Yêu cầu thực tế.
Từ thực trạng thiếu các bãi đỗ xe cho các phương tiện giao thông , khiến
các phương tiện này phải chiếm lòng, lề đường để tạm thời làm nơi đậu đỗ.
Tình hình đó dễ gây ra ùn tắt giao thông, tai nạn giao thông và mất vẻ mỹ quang
của thành phố. Bên cạnh đó, tình trạng này càng gia tăng khi số lượng phương
tiện giao thông đang mỗi ngãy một tăng lên.

Hình 1.1: Thực trạng giao thông ở thành phố lớn hiện nay
Theo báo Thanh niên (ra ngày Thứ Năm, 02/06/2005), thì đây là thực
trạng đang diễn ra hằng ngày ở TP. HCM. Theo thống kê sơ bộ của Sở Giao
thông- Công chính TP.HCM(GTCC), cuối năm 2004, tại các quận trung tâm
thành phố chỉ có thể bố trí khoảng 3500 chỗ đậu xe, kể cả chỗ đậu được phép
trên lề đường và trong các bãi đậu xe công cộng. Trong khi đó hằng ngày có
hơn 5800 xe có nhu cầu về chỗ đậu, điều này dẫn đến tình trạng các tài xế có thể
tìm bất cứ chỗ nào để đậu, kể cả lòng lề đường gây cản trở giao thông. Chỉ tính
riêng khu vực trung tâm Q1, nhu cầu đậu đỗ xe trung bình là 1200 xe/ngày,
nhưng các bãi đậu xe công cộng chỉ đáp ứng khoảng 350 xe, các bãi đậu xe của
khách sạn, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng là 500 xe. Ông Trần Quang
Phượng- Phó giám đốc Sở GTCC TP.HCM cho biết toàn thành phố có khoảng
2.6 triệu phương tiện giao thông, trong đó trên 200000 xe 4 bánh. Mức tăng
trưởng phương tiện giao thông, đặc biệt là xe tư nhân đã tăng từ 12% năm 2003

lên 20%năm 2004. Như vậy nhu cầu để có bãi đỗ xe là nhu cầu cấp thiết hiện
nay .

4


1.2. Giới thiệu vài nét về một bãi đậu xe tự động chuẩn.

Hình 1.2.1: Phòng điều khiển trung của một bãi đậu xe
Một bãi đậu xe cạnh tranh phải có không khí thân thiện cho khách hàng, tiện lợi
về vị trí và đội ngũ lao động làm việc đặc biệt hiệu quả. Các công ty hiện đại
tập trung đội ngũ nhân viên, nếu có thể, tại vị trí trung tâm mà các nhân viên có
thể thuận lợi về không gian quản lý. Để làm điều này, nó phải phối hợp một
cách thông minh các kỹ thuật mới trong quản lý tự động, kỹ thuật âm
thanh(audio) và hình ảnh (video) kỹ thuật trong nước (domestic)và truyền thông
tin số. Kỹ thuật này tạo điều kiện tốt nhất cho các khách hàng quan tâm đến
giao tiếp bằng thính giác và thị giác, giữa các khách hàng và trung tâm điều
khiển giám sát có quyền trợ giúp từ xa các vấn đề đang diễn ra, hay các sự kiện
bất thường. Các hoạt động vệ sinh và bảo trì được thực hiện xung quanh khu
vực đậu xe phải cần có kế hoạch và cần thiết.
Các công ty điều hành bãi đậu xe chuyên nghiệp tại các sân bay quốc tế là
một ví dụ về việc quản lý không gian đậu xe hiệu quả và chuyên nghiệp. Thực
sự cách đây nhiều năm, nó đã chính thức thực hiện việc kết nối với trung tâm
điều khiển để quản lý điều hành tất cả khu vực đậu xe với số lượng nhân viên
hạn chế để thực hiện hàng loạt chức năng quản lý bằng kỹ thuật tốt và hữu
ích.Cho đến bây giờ, ở các nơi này, các bãi đậu xe được kết nối một cách dễ
dàng, nó có thể phải dùng nhiều đường dữ liệu, hình ảnh giọng nói mà không
thay đổi kết nối. Nói cách khác, trạm trung tâm ở địa phương và của cả nước có
thể kết nối đồng bộ với nhau dựa vào kỹ thuật truyền dữ liệu, hình ảnh, giọng
5

nói mà sử dụng các mạng tiêu chuẩn quốc tế và do đó giá thành truyền thông sẽ
nhỏ nhất.
Trung tâm điều khiển của bãi đỗ xe với số lượng nhân sự thấp gồm có
các đặc điểm như sau:
Hệ thống đầy đủ là một hệ thống điều khiển tin cậy và dễ hiểu .
Hệ thống điều khiển tự động hổ trợ cho các nhà vận hành và tránh bị căng
thẳng .
Hệ thống truyền thông và thông tin đề cao tính lưu động và tốc độ phản
hồi nhanh
Công nghệ sử dụng phải kinh tế và có khả năng mở rộng .
Hệ thống giám sát và chuẩn đoán lỗi phản ứng nhanh chóng, tin cậy và
liên tục thông báo tình trạng của hệ thống.
Tạo môi trường làm việc thân thiện và khả năng thực hiện cao.
Công ty Scheidt & Bachmann(một công ty hoạt động lâu năm trong
lĩnh vực thiết kế bãi đỗ xe tự động) đặt ra một chuẩn mới cho một bãi đỗ xe
ít nhân sự tại trung tâm điều khiển là:

Hình 1.2.2: Cơ cấu nâng, hạ xe
•

•

Phối hợp kỹ thuật quản lý bãi đỗ xe, ky î thuật nâng và hệ thống hướng
dẫn giao thông, kỹ thuật an ninh, kỹ thuật khoá (locking mechanisms),
truyền thông trực quan, hệ thống trình tự, hệ thống điều khiển video, kỹ
thuật nhận dạng và kỹ thuật định lượng, hệ thống kỹ thuật gia dụng (kỹ
thuật chiếu sáng, kỹ thuật thông gió, thang máy, hệ thống cung cấp nguồn
điện, hệ thống báo cháy ...). Các dịch vụ (cho chăm sóc, vệ sinh, bảo

trì ...) và nhiều hơn nữa.
Các thiết bị kỹ thuật ở hệ thống đậu xe tại địa phương với khả năng
truyền thông ở mức cao giữa khách hàng và trung tâm điều khiển.
6


•
•
•
•
•
•
•
•
•

•
•
•
•
•
•

Hệ thống gồm nhiều máy tính chủ đặt tại nhiều nơi, làm việc thì hoàn
toàn giống nhau và có cùng quyền điều hành.
Màn hình tiếp xúc(touch screen) tại nơi làm việc, điều hành nhanh chóng
và rõ ràng.
Có sự phân chia điều hành và quản lý ở mức điều khiển, cũng như ở
khoảng cách xa.
Thiết bị mạng kỹ thuật số thông thường cho dữ liệu hình ảnh và âm thanh.

Chức năng vượt qua hệ thống (Cross-system ), như là chương trình điều
khiển trong trường hợp nguy hiểm.
Quản lý báo động thông thường với hệ thống báo động phân tán.
Giám sát và điều khiển thông thường thông qua hệ thống.
Quản lý thông qua dịch vụ( Cross-service ) kết nối với trung tâm đường
dây nóng.
Trợ giúp khách hàng trong trường hợp có vấn đề ở lối vào và lối thoát ở,
trạm trả tiền tự động và các điểm nhạy cảm khác bằng tiếp xúc hình ảnh,
giọng nói.
Tận dụng các phương thức trả tiền và phương thức nhận dạng.
Điều khiển rõ ràng và tin cậy.
Hỗ trợ toàn diện khách hàng với các công cụ cần thiết.
Bao gồm cả” đậu xe trên đường” (on-street parking ) thông qua kỹ thuật
nối mạng không dây.
Mở rộng cho các ý tưởng đổi mới và mở rộng
Tăng khả năng di động cho đôi ngũ nhân viên với các thiết bị di động
nhỏ như (PDA, Pocket-PC, Handheld).

An toàn cho người và thiết bị trong việc quản lý khu vục đậu xe
An ninh là một yêu cầu quan trọng đầu tiên với cảm giác an toàn, tin cậy và
thoải mái. Nếu mọi người tự do quyết định, họ sẽ bị lôi cuốn vào nơi mà họ cảm
thấy an toàn.Việc quản lý hiện đai và thu hút ở khu vực đậu xe là ấn tượng tốt
để mọi ngưòi cảm thấy an toàn trong khu vực quản lý. Kỹ thuật an toàn không
được gây khó chịu và tạo ấn tượng như là bị giám sát, nhưng phải tin cậy trong
trường hợp nguy hiểm. Khái niệm an toàn hiện đại bao gồm hàng loạt các thiết
bị kỹ thuật kèm theo
Vấn đễ an toàn được xem xét trước hết khi thiểt kế bãi đậu xe. Sạch sẽ,
sáng sủa , màu thân thiện là tất cả các đặc điểm chính của bãi đỗ xe. Vấn đễ này
đạt được bằng cách sắp xếp rõ ràng, lối đi phải phẳng, chiếu sáng và màu đèn
dễ chịu, nền khô và sạch sẽ chống lại việc bị trượt, lối đi bộ, cầu thang và cẩu

trục phải được sắp xếp sao cho sạch sẽ.

7


Hình
ảnh

1.2.3:Hình
khách hàng
đi vào đậu xe.

Ngoài ra, hệ thống hướng dẫn giao thông cho tài xế hoặc khách đi bộ là
đặc điểm chính của sự an toàn và yên tĩnh. Các cài này cũng bao gồm hệ thống
hướng dẫn có màu. Sự bố trí màu sáng của các thông tin về vị trí và số xe cũng
cần thiết.
Tuy nhiên, cảm giác gần gũi với nhân viên giám sát trong trường hợp khẩn cấp
và sẵn sàng can thiệp là những điều mà làm yên khách hàng và làm cho họ có
cảm giác là an toàn. Điều này được nâng cao bởi hệ thống camera, các loại đèn
cao áp và nhiều nút ấn khẩn cấp đặt khắp nơi.
An toàn cho ngưòi và thiết bị trong hệ thống đậu xe cần rất nhiều hệ
thống an toàn tự động, hệ thống điều khiễn, cảnh báo tại chỗ và nhanh
chóng bởi đội ngũ nhân viên trợ giúp điều khiển từ xa rất tin cậy với các
thiết bị hỗ trợ bên dưới:
• Camera giám sát kỹ thuật số bao quát tất cả các phần được quản lý.
• Lưu giữ hình ảnh kỹ thuật số trong các bộ nhớ sẽ lưu giữ ngày tháng, thời
gian và số lượng camera.
• Cảm biến chuyển động như là các đơn vị dò riêng rẽ .
• Các cảm biến chuyển động bằng phân tích hình ảnh kỹ thuật số khi hình
ảnh camera đang di chuyển.

• Nút ấn trong trường hợp khẩn cấp nhiều dãy với truy xuất hình ảnh tự
động.
• Các loa cho việc thông báo.
•
Bộ kết nối âm thanh và video với trung tâm giám sát tại tất cả lối đi và lối
thoát, tại tẩt cả trạm trả tiền tự động động, tất cả các hành lang (chẳng hạn
ở cửa chính), trong cầu thang và thang máy và tại các điểm nhạy cảm
khác.
• Hệ thống đèn chiếu, đèn thông báo và còi, được điều khiển từ xa bằng tay
hay cảnh báo tự động.
8


•
•
•
•
•
•

Đồng hồ chỉ dẫn để xác định chắc chắn đường đi hoặc hướng dẫn lái xe
trong trường hợp nguy hiểm.
Việc ghi lại và báo cáo tình trạng trộm cắp, bairier bị hư và giám sát trạng
thái của cửa thoát.
Chương trình trong tình trạng khẩn cấp ngăn cản các barier ở lối vào, các
barier ở lối thoát, cửa và cổng và điều khiển giải quyết sự cố.
Hệ thống nguồn điện và đèn trong tình trạng khẩn cấp.
Các thiết bị báo cháy và lọc không khí.
Trung tâm giám sát lưu động và hệ thống điều khiển để dò tìm hư hỏng
nhanh chóng và trực tiếp.

An toàn cho người và thiểt bị được gia tăng thêm bằng các chức năng
bên dưới:
•
•
•

•

Hệ thống camera quay và lưu giữ toàn mặt đất.
So sánh hình ảnh mọi thiết bị rời đi với các hình ảnh được lưu giữ khi đi
vào có đúng hay không.
Hệ thống tự động công nhận các biển báo xe LPR (License Plate
Recognition) của mọi thiết bị khi rời đi, mà được lưu giữ khi đi vào lối
vào(thu thập đồng thời dữ liệu hình ảnh có thể trong trường hợp này ).
Giám sát sinh trắc học (Biometric supervision) ví dụ như bằng dấu vân
tay hoặc hệ thống theo dõi tình trạng của khuôn mặt (face contours )của
tài xế, kết hợp với môi trường nhận dạng.

9


Hinh 1.2.4: Hệ thống giám sát và nhận dạng
An toàn cho lưu trữ các dữ liệu kinh doanh, thu thập, quản lý, xử lý và
truyền thông qua mạng.
Việc quản lý hiện đại yêu cầu điều hành một cách kinh tế và điều khiển
chính xác được cung cấp với mức an ninh cao và tin cậy cho việc lưu trữ dữ liệu
kinh doanh. Các giá trị này chỉ có thể được truy xuất khi thu thập, quản lý xử lý
và truyền dữ liệu an toàn. Toàn bộ khái niệm hệ thống quản lý khu vực đậu xe
phải được thiết kế và bố trí phù hợp, thậm chí ngay trong trường hợp báo

động,việc đánh mất dữ liệu cũng phải được tránh. Bản tổng kết về tình hình kinh
doanh và các hoạt động trong tình trạng
hẩn cấp phải được tài liệu hoá một cách dễ hiễu và nên được xem xét trong thời
gian xác định.
Điều đầu tiên, tiên quyết cho an ninh dữ liệu là sự hoàn hảo về cấu trúc phần
cứng
và phần mềm được sử dụng và có sự hiểu biết về các kiến thức cơ bản của các
quy định an toàn, khả năng linh hoạt lớn nhất gắn liền với độ ổn định cao. Khái
niệm an ninh dữ liệu dựa trên hệ thống chủ đạo này với các thủ tục bên dưới:
Thu thập
• Đảm bảo dữ liệu xác thực của dự án.
• Các chức năng đảm bảo hoạt động đúng.
• Kiểm tra đô tin cậy và cung cấp khả năng dự phòng.
• Bổ sung dữ liệu xử lý (như kiểu dữ liệu, ID của người xử dụng,
dãy số,
thời gian chính xác đến giây, vị trí chính xác, các khoá
ID, và chữ ký).

10


Hình 1.2.5: An toàn dữ liệu cho kinh doanh.
Quản lý
• Đảm bảo các vùng nhớ dữ liệu không gây lỗi.
• Cung cấp và kiểm tra tính độc lập các vùng nhớ dự phòng.
• Mặc định đo lường việc hư hỏng của bộ dự phòng.
• Thẩm tra lưu giữ đúng bằng các kiến thức tin cậy.
Xử lý
• Các chương trình xử lý được xác nhận.
• Kiểm tra độ đảm bảo và sự tin cậy của các dữ liệu xử lý chính.

Truyền dữ liệu qua mạng
• Đảm bảo an toàn dữ liệu thông qua dãy sô.ú
• Bảo vệ dữ liệu chống bị hư hỏng bằng cách xác minh lại dữ liệu.
• Độ tin cậy của các bộ nhớ dự phòng phần nào được đảm bảo mà
không cần bất cứ module bổ sung, bằng cách sử dụng các thiết bị
lưu trữ tin cậy và hệ thống máy tính có liên kết với mạng.
Thu thập, quản lý và truyền dữ liệu kinh doanh một cách an toàn thông
qua mạng và lưu giữ ở nơi tin cậy, hợp lý bằng nhiều cách, các kiểu tiêu
chuẩn là :
•

Xuất vào hệ thống kế toán, tài chính được yêu cầu.

11


Hình 1.2.6: Lưu trữ dữ liệu trên hệ thống máy tính.
Giải quyết các dịch vụ ngân hàng.
• Giải quyết phương tiện giao dịch không thông qua qua ngân
hàng.
• Lập hoá đơn, thoả thuận hợp đồng với khách hàng.
• Các hoạt động thống kê.
•
Đánh dấu thẻ của khách hàng.
•

Hình 1.2.7: Các hình thức đánh dấu thẻ.
Chấp nhận phương pháp trả không thông qua ngân hàng với các thủ tục thân
thiện và hiệu quả. Phương thức trả không thông qua ngân hàng ngày càng là
phương thức chi trả tiêu biểu ở các bãi đậu xe hiện đại. Sự tiện lợi chính của nó

là trực tiếp sử dụng phương pháp trả tiền không qua ngân hàng tại các lối vào
và lối thoát. Các nhà quản lý hiện đại cũng ngãy càng quan tâm đến nhiều lợi ích
của phường thức trả đó. Ngày nay, phương thức nhận dạng được sử dụng ở rất
nhiều thiết bị ví dụ như thẻ từ thông qua một con chíp, một bộ tách sóng, các
máy đọc mã vạch cho đến điện thoại di động .

12


Hình 1.2.8: Cách hình thức trả tiền.
phương thức trả không thông qua ngân hàng là phương thức trả được thiết kế
với nhiều hình thức. Nói cách khác, các thẻ tín dụng cổ điển với sự phổ biến
toàn cầu của nó và được rất nhiều vùng, miền đều sử dụng, ngoài ra còn có các
dạng khác của nó như thẻ ghi nợ, thẻ ngân quỹ.
Khái niệm ứng dụng môi trường thanh toán không thông qua ngân hàng rất
khác nhau, bên dưới là một vài loại:
• Trả tiền tự động bằng phuơng thức với ngân hàng hoặc không ngân hàng
• Trạm trả tiền tự động không qua ngân hàng.
• Không chấp nhận phương thức trả không ngân hàng tại lối thoát.
Vài nhà điều hành liên kết nhiều đặc điểm để tìm hướng giải quyết phù hợp cho
các ứng dụng của họ.

13


1.2.1 Hình ảnh một số bãi đậu xe trên thế giới

Hình ảnh bãi giữ xe Daibutsumae ở TOKYO

Hình ảnh bãi giữ xe Noborioji ở Nawasaki

14


CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐẬU XE
3.1 GIỚI THIỆU BỘ CẢM BIẾN:
3.1.1. Định nghĩa:
Cảm biến được định nghĩa như một thiết bị dùng để biến đổi các đại lượng vật lý
và các đại lượng không điện cần đo thành các đại lượng có thể đo được (như
dòng điện, điện thế, điện dung, trở kháng...). Nó là thành phần quan trọng nhất
trong một thiết bị đo hay trong một hệ điều khiển tự động. Cúng có mặt trong
các hệ thống phức tạp, người máy, kiểm tra chất lượng sản phẩm, tiết kiệm năng
lượng chống ô nhiễm môi trường và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực giao
thông vận tải, hàng tiêu dùng, bảo quản thực phẩm, ôtô, trò chơi điện tử, v.v..
3.1.2. Cảm biến quang:
3.1.2.1 Nguyên tắc hoạt động:
Tia hồng ngoại, tia tử ngoại có đặc tính là sóng điện từ nên đều có tính chất
lưỡng tính sóng hạt, ta quan sát thí nghiệm:
Chùm tia sáng
Kính lọc sắt

Theo hiệu ứng Compton khi các phôton ánh sáng có tần số thích hợp đập lên
bề mặt Katôt, các electron trên bề mặt điện cực Katôt bị kích thích tích luỹ thêm
năng lượng đủ lớn để thắng được công liên kết, nó sẽ bức ra khỏi bề mặt Katôt
đi về phía Anôt làm tăng độ dẫn điện của phôt quang điện, kết quả là gây ra sự
tăng dòng điện trong mạch đi từ Anôt sang Katôt. Hiệu ứng này dùng chuyển
đổi quang năng thành điện năng nên nó còn gọi là hiệu ứng quang điện.

15

WB

Vùng dẫn
Vùng cấm

WL

WG

WP = h.f (Năng lượng của ánh ánh sáng)
WP = WL + WĐ (Năng lượng để phá vở liên kết
đồng hoá trị)
WL + WĐ = WB
=>WP ≥ WB

Vùng hoá trị

3.1.2.2. Nguồn sáng:
- Tia hồng ngoại là một loại ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt
thường. Nó là dạng khác của bức xạ điện từ, tồn tại ngay dưới vùng ánh sáng đỏ
có thể nhìn thấy trong dải phổ ánh sáng của bức xạ diện từ.
- Ngoài hồng ngoại và ánh sáng có thể nhìn thấy được còn có loại ánh sáng thứ
ba gọi là tia tử ngoại tồn tại phía trên vùng ánh sáng tím của ánh sáng có thể
nhìn thấy trong dải phổ ánh sáng.
- Giống như ánh sáng có thể nhìn thấy, tia hồng ngoại có thể truyền qua không
khí, nước, các ống thuỷ tinh, ống nhựa.
- Các thiết bị dùng để phát ra tia hồng ngoại là một Led dặc biệt gọi là Led
hồng ngoại.

3.1.2.2.1 Led hồng ngoại:
- Khi được phân cực thuận cho tiếp giáp P-N thì năng lượng giải phóng do tái
hợp điện tử - lỗ trống ở gần P-N của led sẽ phát sinh phôton hồng ngoại.
- Led hồng ngoại dùng để phát sáng hồng ngoại.
- Vật liệu chế tạo nó là GaAs với vùng cấm có độ rộng 1,43eV tương ứng với
bức xạ khoảng 950nm. Led hồng ngoại có hiệu suất lượng tử cao hơn so với loại
led phát ra ánh sáng thấy được, vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với sóng
hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các lớp bấn dẫn để
đi ra ngoài.
- Led hồng ngoại không phát sóng cho lợi điểm trong các thiết bị kiểm soátvì
không gây sự chú ý.
- Thời gian đáp ứng nhỏ cở ns, phổ ánh sáng hoàn toàn xác định, độ tin cậy
cao và độ bền tốt.
- Thông lượng tương đối nhỏ (≈102mw) và nhạy với nhiệt độ là nhược điểm
hạn chế phạm vi sử của đèn.
3.2 Phân loại cảm biến:
Các loại cảm biến được chia thành những phương pháp sau:
3.2.1 Cảm biến phát hiện những chùm tia truyền qua:
- Gồm một cặp cảm biến (Một đầu thu một đầu phát) đặt đối xứng nhau.
Thông thường đầu ra của cảm biến thu giống tín hiệu vào của cảm biến phát.
16


Khi có vật chắn ngang qua chùm tia của đầu phát không sẽ không tới được đầu
thu lúc đó tín hiệu của đầu thu thay đổi so với tín hiệu của đầu phát.
- Đặc điểm và ứng dụng:
+ Đo được khoảng cánh xa
+ Hoặt động tốt với mọi địa hình
Hoặc động ổn định, an toàn

17


3.2.2 Cảm biến phát hiện những chùm tia phản xạ:
* Đầu phát và thu được gộp chung trong một bộ cảm biến, thường thi tín
hiệu phát ra truyền đi một khoảng cố định sẽ bị phản xạ ngược lại đi lại vào đầu
thu nên tín hiệu đầu phát và đầu thu giống nhau. Khi có vật chắn ngang thì tín
hiệu trên đầu thu thay đổi sẽ so sánh thay đổi so với đầu phát.
* Đặc điểm và ứng dụng:
+ Khoảng cánh đo trung bình
+ Dễ lắp đặt
+ Gọn nhẹ
3.2.3 Cảm biến phản xạ khuyết tán:
- Giống như cảm biến phản xạ, cả đầu phát và đầu thu cảu cảm biến phản xạ
khuyết tán được gộp chung trong một bộ cảm biến. Thông thường tín hiệu phát
ra từ đầu phát sẽ lan truyền đi trong không gian và không tới được đầu thu. Khi
có vật chắn ngang tín hiệu phát sẽ bị phản xạ tới đầu thu làm tín hiệu trên đầu
thu thay đổi.
- Đặc điểm và ứng dụng:
+ Dễ lắp đặt
+ Chỉ phát hiện một mặt
.
3.2.4 Cảm biến dùng sợi dẫn:
- Dùng các sợi quang dẫn để truyền ánh sáng.
- Đặc điểm và ứng dụng:
+ Phát hiện được những vật nhỏ
+ Lắp đặt thuận tiện ở những nơi khó khăn.
+ Gọn nhẹ
+ Thích nghi với mọi địa hình.
3.3 Các ứng dụng của cảm bién thường gặp trong thực tế:

- Điều khiển từ xa
- Xác định vật cản
- Xác định vị trí.

18


Hinh ảnh cảm biến quang
- Hiện nay có rất nhiều loại cảm biến quang được ứng dụng trong công nghiệp
và đời sống thường nhật. Trong đề tài, em chỉ đề cập đến loại cảm biến
quang sử dụng phương pháp phát hiện các chùm tia truyền qua E3JM-10M4.

19


o Các thông số kỹ thuật của E3JM-10M4:
Phương pháp phát hiện
Điện áp cung cấp

Chùm tia truyền qua
12 ÷ 240V-DC ± 10%
24 ÷ 240V-AC ± 10%, f = 50 ÷ 60Hz
Max 3W
10m

Công suất tiêu thụ
Khoảng cách phát hiện
Đối tượng phát hiện
Cực tiểu 16mm
được

Góc định hướng
3 ÷ 200
Đầu ra rơle: 250V-AC, Imax 3A (cosϕ = 1)
Đầu ra điều khiển
Min 5V-DC, I = 10mA
Thời gian đáp ứng
Đầu ra rơle cực đại 30ms
Độ nhạy
Cố định
Chỉ thị
Chỉ thị light màu đỏ, hoạt động màu xanh
Nguồn sáng
Led hồng ngoại (950nm)
Thời gian sống
Cơ khí: 50.000.000 phút, điện: 100.000 phút
Độ chói xung quanh
Hoạt động 3000max ở một điểm quang
Nhiệt độ xung quanh
Hoạt động: -250 ÷ 550C, lưu trữ: -300 ÷ 700
Đọ ẩm môi trường
Hoạt động: 45% ÷ 85%, lưu trữ: 25% ÷ 95%
Trở kháng cách ly
Cực tiểu 20MΩ (500V-DC)
Độ bền điện cực
2000V-AC; 50 ÷ 60Hz, 1 phút
Khối lượng
240g

20

3.4 công tắc hành trình
Là 1 loại công tắc, làm chức năng đóng cắt mạch điện, nó được đặt trên
đường hoạt động của quá trình mở và đóng cửa sao cho khi cửa mở hết cỡ
hoặc đóng hết cỡ sẽ tác động lên 2 công tắc hành trình đã được bố trí trong
mô hình. Hành trình ở đây là chuyển động lên xuống của barie

- Khi công tắc hành trình được tác động thì nó sẽ cấp tín hiệu đến cho PLC để
đóng, ngắt mạch nhằm thực hiện quá trình dừng đóng hoặc mở cửa.

21


3.5. Cấu tạo động cơ điện một chiều :
- Cấu tạo: Gồm có hai phần chính: Phần tĩnh và phần quay
Phần tĩnh:
Cực từ chính: Là bộ phận tạo ra từ trường gồm có lõi thép và dây quấn kích
từ. Lõi thép được ghép từ những lá thép mỏng đối với máy lớn, hoặc đúc thành
từng khối đối với máy nhỏ.
Cực từ phụ: Được đặt giữa các cực từ chính dùng trong các máy có công suất
lớn để cải thiện đảo chiều, cực từ phụ không có mặt cực, lõi thép làm bằng thép
khối trên thân cực từ phụ có một cuộn dây, cấu tạo giống như cực từ chính.
Phần quay:
Gồm lõi thép được ghép từ những lá thép kĩ thuật điện dày 0.5mm, để giảm
tổn hao do dòng điện xoáy. Bên ngoài có rảnh để đặt dây quấn phần ứng.
Dây quấn phần ứng: Là các dây đồng đặt bên trong rảnh phần ứng gồm nhiều
phần tử, mỗi phần tử có nhiều vòng dây và hai đầu của mỗi phần tử được nối với
hai phiến góp, các phần tử được nối với nhau tạo thành mạch kín.
Cổ góp: (vành góp hay vành đổi chiều). Biến đổi dòng điện xoay chiều trong
máy thành dòng một chiều ra ngoài, hoặc biến dòng một chiều từ bên ngoài

thành dòng xoay chiều vào trong máy.
Cổ góp có nhiều phiến góp bằng đồng, ghép cách điện nhau bằng Mica 0.41.2mm tạo thành hình tròn. Đuôi của phiến góp hơi nhô cao để hàn với các đầu
dây của phần tử.

22


3.6 Bộ nguồn :

7824

+24V
28v

220V
∼

Biến áp

0v
16v

+ ∼ ∼
∼
- ∼ +

2200µF(50V)
7812

+12V

2200µF(50V)

Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu
Nguồn
220v

Biến
áp

Chỉnh
lưu

Lọc

ĐC

3.6.1 Biến áp:
Đây là một máy biến áp 1 pha dùng để tạo ra điện áp mong muốn của người
sữ dụng
3.6.2 Bộ chỉnh lưu:
biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.Ở đây ta dùng mạch
chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển. Nó có ưu điểm là giảm kích thước bộ
chỉnh lưu,bộ lọc.Điện áp ra có độ nhấp nhô thấp, chất lượng điều khiển tốt hơn.

23


3.6.2.1 Sơ đồ chỉnh lưu,nguyên lý , dạng sóng:
U

tải

220v

Sơ đồ chỉnh lưu 1 pha hình cầu
Sơ đồ dạng sóng
Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu
Điện áp ngược lớn nhất mỗi điôt phải chịu
Bộ lọc là thiết bị dùng để chỉnh lưu và phụ tải chức năng của bộ lọc cho dòng
điện có tần số nào đi qua mà biên độ không bị suy giảm, để đảm bảo độ phẳng
của điện áp, đồng thời làm suy giảm dòng điệ có tần số khác .
MẠCH ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU ĐIỀU KHIỂN QUA PLC

PLC
QUAY
XUÔNG

QUAY LÊN

Ð

24


Nguyên lý hoặt động :
- Tín hiệu tác động trực tiếp lấy từ các đầu ra đã định trước trong chương trình
của PLC ( 24v) với giá trị cá tín hiệu quay thuận hay quay ngược.
- Ban đầu , khi các rơle chưa có tín hiệu thì theo như sơ đồ nguyên lý trên
( nguồn 12 V ), chỉ có tín hiệu dòng điện âm ( - ) đi từ đầu dương đến đầu âm
của động cơ mặc dù đã cấp điện áp 12V vào mạch.

- Giả sử có tín hiệu xuất ra từ đầu ra của PLC theo chiều quay lên, lúc này rơle
1 có tín hiệu sẽ tác động, đưa công tắc từ vị trí thường đóng bên cực âm sang
đóng bên cực dương, lúc này dòng điện đi từ chiều dương đến đầu dương của
động cơ qua đầu âm đi về nguồn, động cơ có điện theo chiều thuận sẽ quay với
chiều mong muốn, đến khi có giá trị điều khiển từ PLC tác động vào ( tức
Reset ), động cơ mất điện, trả rơle về vị trí ban đầu.
- Tương tự, giả sử có tín hiệu xuất ra từ đầu ra của PLC theo chiều quay xuống,
lúc này rơle 2 có tín hiệu sẽ tác động, đưa công tắc từ vị trí thường đóng bên cức
âm sang đóng bên cực dương, lúc này tín hiệu dòng từ áp 12V có sự thay đổi,
đưa dòng điện đi từ chiều dương đến đầu âm của động cơ qua đầu dương đi về
nguồn, động cơ có điện theo chiều nghịch sẽ quay với chiều mong muốn , đến
khi có giá trị điều khiển từ PLC tác động vào ( tức Reset ). Động cơ mất điện trả
rơle về vị trí ban đầu.

25