thiết kế mạch phân loại sản phẩm theo kích thước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
KHOA CƠ KHÍ

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ MẠCH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
THEO KÍCH THƯỚC
GVHD: TRẦN NGÔ QUỐC HUY


Kết cấu đề tài

 CHƯƠNG

I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ

TÀI
 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN
PIC16F887
 CHƯƠNG III THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
 CHƯƠNG IV MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH


Giới thiệu về đề tài

Sản phẩm mà chúng em thực hiện là “Mô hình phân loại sản
phẩm theo kích thước”. Chức năng của nó là phân loại sản phẩm có
kích thước đạt hay không đạt dựa vào các cảm biến thu nhận
hồng ngoại và chịu sự giám sát từ máy vi tính

Các thành phần của hệ thống








Hệ thống cảm biến: gồm phần phát và phần thu. Thông thường người
ta sử dụng phần phát là led hồng ngoại để phát ra ánh sáng hồng
ngoại mục đích để chống nhiễu so với các loại ánh sáng khác, còn
phần thu là transistor quang để thu ánh sáng hồng ngoại
Hệ thống mạch đếm có nhiều phương pháp thực thi đó là:
Lắp mạch dùng kỹ thuật số với các IC đếm, chốt, so sánh ghép lại
Lắp mạch dùng kỹ thuật vi xử lí
Lắp mạch dùng kỹ thuật vi điều khiển
Ờ đây em dùng phương pháp lắp mạch đếm dùng kỹ thuật vi điều
khiển
Hệ thống động cơ truyền động: Động cơ điện một chiều
Hệ thống bộ truyền: + Truyền động đai
+ Truyền động xích
+ Truyền động ổ lăn


Các thành phần của hệ thống

Hệ thống động cơ truyền động:
 Với yêu cầu khá đơn giản của băng tải như là
 Chỉ cần vận chuyển sản phẩm trên băng tải

 Băng tải chạy liên tục
 Không đòi hỏi độ chính xác cao, tải trọng nhẹ
 Dễ điều khiển, giá thành rẻ
 Với tất cả các lý do trên nên nhóm đã quyết định chọn động cơ điện
một chiều làm động cơ dẫn động cho băng tải. Động cơ được chọn
có momen lớn do yêu cầu làm việc của băng tải có tải trọng. Tốc độ
động cơ có thể điều chỉnh bằng mạch cho phù hợp với tốc độ cần
thiết.


Các thành phần của hệ thống
Hệ thống truyền động
+ Truyền động đai

+ Truyền động bánh răng

+ Truyền động ổ lăn


Các thành phần của hệ thống

Hệ thống băng tải: Băng tải con lăn trượt
Mô hình phân loại sản phẩm sử dụng hệ thống băng tải con lăn trượt vì
các yếu tố sau:
+ Vận hành êm, nhẹ, liên tục
+ Không bị bất cứ hỏng hóc nào
trong quá trình hoạt động
+ Chịu nhiệt tốt, chịu va đập tốt
+ Có kết cấu đơn giản,
khoảng cách vận chuyển lớn,

năng suất cao,dễ điều khiển,
giá thành chế tạo cũng như giá thành vận chuyển rẻ nên được sử dụng
rộng rãi Khả năng chịu va chạm tốt, khó bị hư hỏng. Chịu nhiệt tốt,
chịu tải trọng cao. Khoảng cách giữa các con lăn tương đối nhỏ…



Các thành phần của hệ thống
Các linh kiện điện tử khác
+ Điện trở
Công dụng điện trở: Dùng để cản trở dòng điện.
Điện trở ép trên mạch in: Điện trỡ này có cấu tạo bằng than ép, màn
thang dây quấn
+ Biến trở: Dùng để thay đổi giá trị điện trở
+ Tụ điện: Dùng để tích phóng điện ứng dụng trong rật nhiều các lĩnh
vực khác nhau
+ Cuộn dây: Dùng để tạo ra cảm ứng điện từ
+ Diode:
E nghịch
C
E
P N P
N P N
+ BJT: thuận C
B
B
B
+ UJT:
A
E P

A
+ JFET:
P
N
N
G
G
+ Thyristor
B
P
K
Cấu
tạo
bên trong
Kyù hieäu
N
+ Triac
UJT
cuûa UJT
R

R

D

D

B2

2

G

Q

E

G

Q

T2

S

B1

S

1

G

T1

K


Các thành phần của hệ thống



Hệ thống cảm biến: Cảm biến hồng ngoại
Nguyên tắc hoạt động
Bộ thu và bộ phát cùng nằm trên cùng một đường thẳng. Dùng
kĩ thuật phát hiện do che khuất hay vật thể làm cho ánh sáng
có bước sóng đã chọn không thể xuyên thấu.


Các thành phần của hệ thống



Hệ thống càng gạt:
Một động cơ 1 chiều(thuận nghịch): Có tác dụng dịch chuyển
thanh gạt sau khi nhận tín hiệu truyền từ VĐK thông qua cặp
cảm biến hồng ngoại phân loại kích thước
Một hệ thống truyền động đai: Có khả năng truyền chuyển
động cơ năng của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của
thanh gạt
Một cặp công tắc hành trình: Đặt ở hai đầu thanh gạt có tác
dụng đưa thanh gạt trở về trạng thái ban đầu sau khi thực hiện
công việc phân loại sản phẩm


Các thành phần của hệ thống

Hệ thống giao tiếp máy tính
Kết nối máy tính thông qua cổng COM DB9 và khối MAX 232. Giao
diện viết bằng mã nguồn Visual Basic (VB).

Chức năng của hệ thống kết nối máy tính:
Khởi động chương trình
Dừng chương trình
Hiển thị số sản phẩm đạt – không đạt


Giới thiệu vi điều khiển


Giới thiệu vi điều khiển














PIC 16F887 thuộc họ PDIP40 có các đặc điểm sau:
Vi điều khiển 8-bit của Microchip, thuộc dòng Low-power
Kiến trúc Harvard (vs. Von Neumann), tập lệnh RISC (Reduced
Instructions Set Computer) (vs. Complexed Instructions Set
Computer)
8 KB Flash

368 Byte RAM
256 Byte Data EEPROM
2 Bộ định thời 8-bit
1 Bộ đếm 16-bit
Tần số hoạt động 0 – 20 Mhz
Tầm điện áp hoạt động 2.0V -5.5V
5 Port, 35 I/O Pins : PortA, PortB, PortC, PortD, PortE


Thiết kế phần cứng

Yêu cầu của hệ thống:
Khởi động chương trình bằng chương trình giao tiếp với máy tính
Hiển thị số sản phẩm đã vận chuyển được và số sản phẩm ko đạt
yêu cầu
Nguyên lý hoạt động:
Khi nhấn phím nút “Start” trên giao diện phần mềm từ PC, mạch bắt
đầu hoạt động. Cứ mỗi lần có một sản phẩm đi qua thiết bị cảm biến
sẽ đưa tín hiệu về vi điều khiển để xử lý, số lượng sản phẩm trên
LED 7 hiển thị sẽ tăng dần, đồng thời số sản phẩm đạt-không đạt sẽ
hiển thị trên giao diện phần mềm


Thiết kế phần cứng

Sơ đồ khối của hệ thống
ĐIỀU
KHIỂN
ĐỘNG CƠ

HIỂN THỊ

VI ĐIỀU KHIỂN

PC

GIAO TIẾP
VỚI
CỔNG COM

BĂNG
CHUYỀN


Thiết kế phần cứng

Tính toán thiết kế hệ thống
a. Mạch vi điều khiển
b. Mạch hiển thị
c. Mạch cảm biến
d. Mạch động cơ
e. Mạch kết nối máy tính


Thiết kế phần cứng
Mạch vi điều khiển

•Chip PIC 16F887
•Xuất dữ liệu ra LED qua RA2-RA5
•Điều khiển động cơ băng chuyền thông qua RC1-RC4

•Kết nối máy tính thông qua MAX 232 và cổng COM DB9
•Khối cảm biến đưa về RB0-RB3


Thiết kế phần cứng
Mạch hiển thị

R 1 3

Q 1 1
A 1 01 5

1 k R 14

V C C

V C C

U 8

A
B
C
D
E
F
G
H

V C C

V C C

1 K

3

2

Q 1 0
A 1 01 5

L
L
L
L

1

1
R 1 2

U 7

A
B
C
D
E
F

G
H

V C C

U 6

A
B
C
D
E
F
G
H

V C C

U 5

1K

2

Q 9
A 1 01 5

3

V C C

R 1 1

3

V C C

1 K

V C C

A
B
C
D
E
F
G
H

3

2

Q 8
A 1 0 1 5

V C C

1

V C C

1

V C C

2

Tín hiệu từ cảm biến
hồng ngoại phát về VĐK.
Từ VĐK tín hiệu được
phát về 2 cặp LED 7
đoạn đếm số s
ản phẩm đạt –
không đạt

1
1
1
1
1
1
1
1

0
0
0
0

0
0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0

R
R
R
R
R
R
R
R

1
2
2
2
2
2
2

3

7
1
2
3
4
5
6
2

h
g
f
e
d
c
b
a

E
E
E
E

D
D
D
D

1
2
3
4


Thiết kế phần cứng
Mạch cảm biến
R 36
33k

+5V

330
D 9
LED

R 42
470

R 41
33k

R 35
100k

IN T 1

R 49
33k

D 12
LE D

LM 324

R 47

13
D 18
LED

R 48
100k

+

7

D 17
LED

LM 324

R 53
33k

330
D 20
LED

U 12C
4

R 54
470

IN T 3

R 51

4
12
D 19
LED

D 11
LE D

-

R 37
100k

+5V

330

U 12D

+

6

D 13
LED

+5V

R 50
470

5

1

11

D 10
LED

+

11

2

330

U 12B

14

10
IN T 2
D 22
LED

LM 324

9
D 21
LED

R 52
100k

+

8

IN T 4

11

3
D 8
LED

R 40

4

U 12A

VC C

4

R 38
470

R 39

11

Mạch cảm biến gốm 8
cảm biến hồng ngoại
Nối ở các chân từ 33-36

+5V

LM 324


Thiết kế phần cứng

+12V

J44

2
1

4

3
6

+5V

D C 1

LS1

5
8
7

1
2
D 42
1N 4148

Mạch động cơ

R ELAY D PD T

R O LE1

R 34

Gồm 4 động cơ :
+ 3 động cơ vận hành băng chuyền
+ 1 động cơ thuận nghịc vận hành cơ chế đẩy của càng đẩy
+ Nối ở các chân từ 15-23

Q 2

D C 1

R 43

A564

Q 5
2N 1613

+12V
J45
2
1
D C 2

D C 2

R 44

Q 4
2N 1613

+12V
J46
2
1
D C 2

D C 3

R 45

Q 6
2N 1613

+12V
J47
2
1
D C 2

D C 4

R 46

Q 7
2N 1613


Thiết kế phần cứng

Mạch hiển thị máy tính

Giao thức giao tiếp máy tính được kết nối thông qua MAX232 và cổng
COM DB9


CẢM ƠN HỘI ĐỒNG
VÀ CÁC BẠN ĐÃ
LẮNG NGHE