Đồ án tốt nghiệp thanh máy 4 tầng

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
MÔ HÌNH THANG MÁY

GVHD: ThS Nguyễn Trường Duy
SVTH: Lê Thanh Tiến 15141304
Phạm Văn Hiếu 15141161

Tp. Hồ Chí Minh – 7/2019


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

MÔ HÌNH THANG MÁY

GVHD: ThS Nguyễn Trường Duy
SVTH: Lê Thanh Tiến 15141304
Phạm Văn Hiếu 15141161

Tp. Hồ Chí Minh – 7/2019
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM


KHOA ĐIỆN–ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
––––o0o––––

Tp. HCM, ngày 5

tháng 7 năm

2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Lê Thanh Tiến

MSSV: 15141304

Phạm Văn Hiếu

MSSV: 15141161

Chuyên ngành:

Điện tử, truyền thông

Mã ngành: 141

Hệ đào tạo:

Đại học chính quy

Mã hệ: 1

Khóa:

2015

Lớp: 15141DT

I. TÊN ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ MÌNH THANG MÁY
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
Thiết kế và thi công mô hình thang máy có 4 tầng (0,1,2,3).
Sử dụng vi điều khiển PIC16F887.
2. Nội dung thực hiện:

Thiết kế mạch nguồn và chuyển nguồn khi mất điện.
Thiết kế mạch điều khiển cabin và cửa cabin sử dụng động cơ DC.
Thiết kế mô hình.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

18/02/2019

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

30/06/2019

V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

ThS. Nguyễn Trường Duy

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN–ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
––––o0o––––

Tp. HCM, ngày 5 tháng 7 năm
2019

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Phạm Văn Hiếu
Lớp:15141DT2B

MSSV: 15141161

Họ tên sinh viên 2: Lê Thanh Tiến
Lớp: 15141DT1B

MSSV: 15141304

Tên đề tài:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH THANG MÁY

Tuần/ngày
Tuần 1

Nội dung
- Chọn đề tài.

(18/2 – 24/2)
Tuần 2

- Viết đề cương chi tiết cho đồ án.

(25/2 – 3/3)
Tuần 3

- Trình bày phướng án thực hiện đề tài.

(4/3 – 10/3)
Tuần 4

- Phân chia công việc cho từng thành viên.
- Tìm hiểu hoạt động và phương pháp điều khiển

(11/3 – 17/3)
Tuần 5

động cơ DC kéo cabin, mở cửa.
- Kết nối VDK PIC16F887 với các nút nhấn, led

(18/3 – 24/3)

7 đoạn, cảm biến, led đơn trên testboarb, tiến
hành lập trình kiểm tra để đạt kết quả mong
muốn :
+ Nút nhấn : kiểm tra trạng thái ngõ vào của nút
nhấn kết hợp ngõ ra là led đơn.
+ Led 7 đoạn : hiển thị các số cơ bản.
+ Cảm biến : kiểm tra hoạt động của cảm biến.

Tuần 6

- Kết nối VDK PIC16F887 với động cơ DC trên

Xác nhận
GVHD

(25/3 – 31/3)

testboarb, tiến hành lập trình kiểm tra để đạt kết
quả mong muốn :
+ Động cơ mở cửa : điều khiển động cơ quay
thuận, nghịch.
+ Động cơ kéo cabin : điều khiển thuận, nghịch,

Tuần 7
(1/4 - 7/4)
Tuần 8

dừng đúng tầng kết hợp cảm biến.
- Nghiên cứu thiết kế cơ bản sơ đồ nguyên lý.
- Nghiên cứu thiết kế mô hình thang máy.
- Thi công cơ bản mô hình: cabin, khung,...

(8/4 – 14/4)
Tuần 9

- Hoàn chỉnh sơ đồ nguyên lý.
- Hoàn chỉnh mô hình.

(15/4 – 21/4)
Tuần 10

- Vẽ mạch in từng phần cho phù hợp mô hình.
- Thi công mạch in.

(22/4 – 28/4)

Tuần 11

- Lắp ráp mạch, các linh kiện, mạch in, động cơ

(29/4 – 5/5)
Tuần 12

lên mô hình.
- Lập trình điều khiển lên xuống của thang máy

(6/5 – 12/5)
Tuần 13

kết hợp với nút nhấn.
- Xử lí an toàn khi mất điện.

(13/5 – 19/5)
Tuần 14

- Xử lí an toàn ở cửa ra vào.
- Lập trình hoàn chỉnh.

(20/5 – 26/5)
Tuần 15

- Cân chỉnh, tối ưu sản phẩm.
- Viết và chỉnh xửa báo cáo.

(27/5 – 2/6)
Tuần 16

- In báo cáo.
- Bảo vệ ĐATN

(18/6 – 22/6)
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do nhóm tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao
chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó.

Người thực hiện đề tài
Lê Thanh Tiến
Phạm Văn Hiếu

LỜI CẢM ƠN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đầu tiên nhóm em xin gửi lời chúc sức khỏe đến toàn bộ thầy cô và các đoàn
thể của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh. Nhóm em gửi lời cám
ơn đến khoa Điện – Điện Tử đã tạo điều kiện cho nhóm được nhân đề tài tốt nghiệp.
Với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ từ gia đình, bạn bè cùng sự chỉ
bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy
Nguyễn Trường Duy mà nhóm em đã hoàn thành đồ án này. Nhóm rất mong nhận

được những góp ý , bổ sung của thầy cô và bạn bè để đồ án của nhóm em được
hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện đề tài
Lê Thanh Tiến
Phạm Văn Hiếu

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

Trang


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LIỆT KÊ BẢNG
Bảng

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

Trang


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trước đây, khi vẫn còn sử dụng cầu thang bộ, con người vẫn tin tưởng rằng
đây sẽ là phương tiện phục vụ nhu cầu đi lại hữu ích. Từ khi thang máy ra đời nó
làm giảm đi sự mệt nhọc trong hoạt động đi lại, vận chuyển của con người. Có thể
nói, đây là vai trò quan trọng và cần thiết của thang máy trong cuộc sống hiện đại
ngày nay. Thang máy không chỉ phục vụ cho hoạt động đi lại của con người nói
riêng, mà nó còn đảm bảo các khâu vận chuyển trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.
Thang là nơi di chuyển giường bệnh hữu ích trong các bệnh viện, là phương tiện
vận chuyển hàng hóa cồng kềnh. Hoặc là, thang có thể tải thực phẩm, trở thành gara
ô tô cho những khu nhà không có diện tích xây dựng nơi đỗ xe. Hơn nữa, thang máy
còn đa dạng, bao gồm cả thang cuốn, ghế thang… với từng thiết kế độc đáo để phù
hợp với mỗi vị trí lắp đặt.
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, nhiều hệ thống điều khiển
tự động đã ra đời, trong đó có thang máy. Từ khi xuất hiện đến nay, thang máy luôn
được nghiên cứu, cải tiến, hiện đại hóa để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con
người.
Đây là một đề tài tương đối phổ biến hiện nay, có thể thực hiện bởi nhiều
phương pháp như sử dụng PLC, ARM, PIC, ARDUINO,...nhưng để sử dụng vi điều
khiển để thực hiện nó thì đòi hỏi phải có thuật toán chặt chẽ, logic. Trong chương
trình học, nhóm em đã được tiếp cận và nghiên cứu PIC16F887 nên nhóm đã quyết
định sử dụng nó để làm đề tài này.
Nhóm em có tham khảo một số đề tài về điều khiển thang máy và nhận thấy
rằng các đề tài đó chưa xử lý được trường hợp khi thang máy đang hoạt động mà bị

mất điện đột ngột nên sẽ gây nguy hiểm cho người trong thang máy. Bởi điều đó
nên nhóm em quyết định chọn đề tài này, bên cạnh điều khiển thang máy hoạt động
tốt còn xử lý trường hợp khi thang máy mất điện bằng cách sử dụng nguồn dự
phòng thay thế đảm bảo an toàn.
1.2. MỤC TIÊU

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế và thi công mô hình thang máy 4 tầng. Sử dụng vi điều khiển
PIC16F887 để điều khiển hoạt động của thang máy, có xử lý an toàn khi mất điện.
1.3. NỘi DUNG NGHIÊN CỨU
NỘI DUNG 1: Nghiên cứu hoạt động và cấu tạo của thang máy.
NỘI DUNG 2: Thiết kế mạch nguồn cho hệ thống gồm nguồn chính và nguồn dự
phòng.
NỘI DUNG 3: Thiết kế cơ cấu chuyển động lên xuống.
NỘI DUNG 4: Thiết kế khối nút nhấn gọi tầng, báo động.
NỘI DUNG 5: Thiết kế khối hiện thị số tầng trên led 7 đoạn.
NỘI DUNG 6: Thiết kế khối cảm biến ở cửa ra vào và xác định vị trí dừng của
thang máy.
NỘI DUNG 7: Lập trình cho vi điều khiển để giao tiếp với cảm biến, động cơ, nút
nhấn, led 7 đoạn.
NỘI DUNG 8: Thiết kế mô hình.
1.4. GIỚI HẠN
- Mô hình thi công có kích thước: chiều dài 54cm, chiều rộng 30cm, chiều cao
-

60cm.
Đề tài chỉ được thiết kế và xây dựng trên mô hình.

Thang máy có 4 tầng ( 0,1,2,3), là thang máy đơn.
Động cơ sử dụng kéo Cabin có công suất nhỏ 12V.
Không có hệ thống giám sát an ninh bên trong và ngoài thang máy.
Không kiểm tra được tải trọng của cabin để đưa ra cảnh báo khi vượt quá tải
trọng cho phép.

1.5. BỐ CỤC
Chương 1: Tổng Quan
Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung
nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án.

Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương này giới thiệu chung về thang máy (cấu tạo, phân loại, nguyên tắc hoạt
động, các tham số liên quan, những yêu cầu về chuyển động). Phần cứng được sử
dụng (PIC16F887, động cơ DC, cảm biến hồng ngoại, Led 7 đoạn...).
Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán
Chương này trình bày phần thiết kế phần cứng và tính toán các thông số cần thiết.
Chương 4: Thi Công Hệ Thống
Chương này trình bày phần làm mạch in, viết code, thiết kế mô hình.
Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét, Đánh Giá
Chương này trình bày các kết quả đạt được của đề tài kết hợp việc nhận xét, đánh
giá mức độ hoàn thành của đề tài từ đó tìm ra nguyên nhân và hướng khắc phục.
Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển
Chương này trình bày phần đưa ra kết luận và đề ra hướng phát triển cho đề tài.

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.1. GIỚI THIỆU THANG MÁY
2.1.1. Khái niệm chung về thang máy
Thang máy là một thiết bị chuyên sử dụng để vận chuyển nguời, hàng hóa,
vật liệu, v.v... theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 độ so với
phuơng thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.
Thang máy thuờng được sử dụng trong các khách sạn, công sở, chung cư,
bệnh viện, đài quan sát, v.v... Đặc điểm vận chuyển thang máy so với các phương
tiên vận chuyển khác là thời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận
chuyển lớn. Ngoài ý nghĩa về vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố
làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của công trình.
Tùy theo đối tượng nâng, chuyển khác nhau mà thang máy có cấu tạo phù
hợp. Nhưng thang máy có thể phân thành 2 phần chính:
– Buồng thang: Cabin, đối trọng, hố giếng.
– Buồng máy (nơi đặt phần máy, bố trí ở trên cùng của giếng thang).

Hình 2. 1 – Kết cấu của thang máy
2.1.2. Phân loại thang máy
Thang máy hiện nay rất đa dạng, với nhiều kiểu, loại khác nhau để phù hợp
với mục đích sử dụng của từng công trình. Có thể phân loại thang máy theo các
nguyên tắc và đặc điểm sau:
2.1.2.1. Theo công dụng thang máy
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

a. Thang máy chở người
– Thang máy chở người trong các nhà cao tầng: Có tốc độ chậm hoặc trung bình,
đòi hỏi vận hành êm, yêu cầu an toàn cao và có tính mỹ thuật.
– Thang máy sử dụng trong các bệnh viện: Đảm bảo tuyệt đối an toàn, tối ưu về tốc
độ di chuyển và có tính ưu tiên đáp ứng đúng các yêu cầu của bệnh viện.
– Thang máy sử dụng trong các hầm mỏ, xí nghiệp: Đáp ứng được các điều kiện
làm việc nặng nề trong công nghiệp như tác động môi trường về độ ẩm, nhiệt độ,
thời gian làm việc, ăn mòn.

Hình 2. 2 – Thang máy chở người
b. Thang máy chở hàng
Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ngoài ra nó còn được sử dụng trong
nhà ăn, thư viện. .. Loại này có đòi hỏi cao về việc dừng chính xác cabin để đảm
bảo hàng hoá lên xuống dễ dàng, tăng năng suất lao động.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 3 – Thang máy chở hàng
2.1.2.2. Phân loại theo tốc độ di chuyển
• Thang máy tốc độ chậm v = 0,5 m/s:
Hệ truyền động cabin thường sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc
hoặc dây quấn, yêu cầu về dừng chính xác không cao.
• Thang máy tốc độ trung bình v = (0,75 ÷ 1,5) m/s:
Thường sử dụng trong các nhà cao tầng, hệ truyền động cabin là truyền động
một chiều.
• Thang máy cao tốc v = (2,5 ÷5) m/s:
Sử dụng hệ truyền động một chiều hoặc truyền động bộ biến tần – động cơ

xoay chiều ba pha, hệ thống điều khiển sử dụng các phần tử cảm biến phi tiếp điểm,
các phần tử điều khiển lôgic, các vi mạch cỡ lớn lập trình được hoặc các bộ vi xử lý.
2.1.2.3. Phân loại theo trọng tải:
• Thang máy loại nhỏ Q < 160kg.
• Thang máy trung bình Q = 500 ÷ 2000 kg.
• Thang máy loại lớn Q > 2000 kg.
2.1.3.Các nguyên tắc hoạt động cơ bản của thang máy
Căn cứ vào điều kiện làm việc của thang máy và phụ thuộc vào sự an toàn
của hệ thống nên cơ cấu điều khiển thang máy cần tuân thủ theo một số yêu cầu sau:
– Khi buồng thang đang di chuyển thì các cửa tầng, cửa buồng thang, cửa tầng
hầm phải đóng kín để đảm bảo cho người vận hành và hàng hóa vận chuyển.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
– Trong các thang máy hiện đại, khi thang máy đang hoạt động vẫn có thể ấn
nút gọi tầng vì trong mạch điều khiển có bộ nhớ và chế độ ưu tiên đối với các lệnh
gần đường chuyển rời của buồng thang.
Nguyên lý chung khi điều khiển thang máy:
– Gọi buồng thang tại cửa tầng.
– Điều khiển đổi tầng tại cửa tầng.
– Điều khiển buồng thang khi xửa chữa trên buồng máy.
Khi có sự cố, hoặc điều kiện liên động chưa tác động đủ thì thang sẽ không hoạt
động cho dù điều khiển bằng cách nào.
Trong buồng thang, ngoài nút gọi tầng, đóng mở cửa còn có đèn chiếu sáng, điện
thoại, chuông cấp cứu và nút dừng tầng đột ngột khi có sự cố.
2.1.4.Những tham số cần biết đối với thang máy.
• Khối lượng của đối trọng:
Gđt = Gbt + αG (kg)

(2.1)

• Lực kéo đặt lên puli cáp kéo buồng thang khi có tải định mức :
F = ( .g.k (N)

(2.2)

• Lực kéo để sinh gia tốc cho buồng thang ở chế độ làm việc định mức:
F’ = ( .a (N)

(2.3)

• Lực kéo mà động cơ phải sinh ra:
FK = F + F’ (N)

(2.4)

• Mô men tương ứng với lực kéo :
(2.5)
• Tốc độ của động cơ:
(2.6)
• Công suất của động cơ:
(2.7)
Vậy ta chọn động cơ có công suất lớn hơn P là thỏa yêu cầu.
Trong đó:
Gbt :Khối lượng buồng thang (kg)
G :Khối lượng hàng (kg)
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Gđt :khối lượng đối trọng (kg).
V :Tốc độ nâng (m/s), chọn V = 0,75 (m/s)
g : Gia tốc trọng trường ,chọn g = 9,8 (m/
a : Gia tốc ở chế độ làm việc định mức, chọn a = 0,7 (m/
i : Tỉ số truyền của hộp số là 18,8
R : Bán kính puli dẫn động (0.02m).
α : Hệ số cân bằng(0,3÷ 0.6), chọn α = 0,5
η :Hiệu suất của cơ cấu nâng(0.5÷ 0.8), chọn η = 0,8
k :Hệ số tính đến ma sát giữa thanh dẫn và đối trọng(1,15 ÷ 1,3), chọn k = 1,2

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
2.2.1 Vi Điều Khiển 16F887
Vi xử lý có rất nhiều loại bắt đầu từ 4 bit cho đến 32 bit, vi xử lý 4 bit hiện nay
không còn nhưng vi xử lý 8 bit vẫn còn mặc dù đã có vi xử lý 64 bit. Lý do sự tồn
tại của vi xử lý 8 bit là phù hợp với một số yêu cầu điều khiển trong công nghiệp.
Các vi xử lý 32 bit, 64 bit thường sử dụng cho các máy tính vì khối lượng dữ liệu
của máy tính rất lớn nên cần các vi xử lý càng mạnh càng tốt. Các hệ thống điều
khiển trong công nghiệp sử dụng các vi xử lý 8 bit hay 16 bit như hệ thống điện của
xe hơi, hệ thống điều hòa, hệ thống điều khiển các dây chuyền sản xuất,…
PIC16F887 là loại 8 bit được đưa vào giảng dạy và nó cũng có đủ tính năng để thực
hiện đề tài nên nhóm em chọn sử dụng PIC16F887.

Hình 2. 4 – Vi điều khiển PIC16F887

Kích thước lõi
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

8 Bit


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tốc độ
Số lượng I/O
Bộ nhớ chương trình
Chuyển đổi dữ liệu
Loại bộ nhớ chương trình
Bộ nhớ EEPROM
Bộ nhớ RAM
Dòng tối đa mỗi I/O
Nguồn cung cấp
Hỗ trợ kết nối
Phạm vi nhiệt độ hoạt động
Đóng gói

20MHz
35
14KB (8K x 14)
A/D 14x10b
FLASH
256 x 8
368 x 8
25 mA
2 V ~ 5.5 V
I²C, SPI, UART/USART

–40°C ~ 85°C
40–DIP (0.600", 15.24mm)

Bảng 2. 1 – Thông số PIC16F887
2.2.2 Động cơ DC giảm tốc JGB37–520 12V
Động cơ này được sử dụng trong các máy móc, thiết bị công nghiệp, dân
dụng, sử dụng để chế tạo các sản phẩm DIY theo từng ý tưởng mỗi cá nhân. Nhận
thấy trong đề tài, để cho cabin chuyển động không quá nhanh và dừng đúng lúc khi
cần không bị trượt thì nếu như sử dụng những loại động cơ DC thông thường thì sẽ
không đáp ứng được. Vì vậy nhóm em chọn động cơ có tích hợp bộ giảm tốc, do chỉ
làm mô hình nên sử dụng động cơ 12V. Để động cơ hoạt động thì ta cấp nguồn vào
2 đầu dây của động cơ thì nó sẽ quay thuận hay nghịch tùy thuộc vào chiều cấp.

Hình 2. 5 – Động cơ DC giảm tốc

Điện áp định mức
Tốc độ không tải
Dòng không tải
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

DC 12V
319 vòng / phút
100mA


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Mô men tải
0.28kg.cm
Dòng tải
170mA

Công suất
0.8w
Mô men xoắn
1.1kg.cm
Tỷ lệ
18,8
Trọng lượng
150g
Bảng 2. 2 – Thông số động cơ DC giảm tốc
2.2.3. Module cảm biến hồng ngoại.
Cảm biến có khả năng thích nghi với môi trường, có một cặp truyền và nhận
tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại phát ra một tần số nhất định, khi phát hiện hướng
truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau khi so sánh,
đèn tín hiệu sẽ sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu ra (một tín hiệu mức
thấp). Độ nhạy sáng của cảm biến được điều chỉnh bằng chiết áp, cảm biến dễ lắp
ráp, dễ sử dụng. Có thể được sử dụng rộng rãi trong robot tránh chướng ngại vật, xe
tránh chướng ngại vật và dò đường....Nhận thấy cảm biến này có khả năng phát hiện
tầng và trạng thái của cửa cabin khi thang máy hoạt động, cảm biến cũng khá nhạy
và chính xác nên nhóm chọn mudule này trong đề tài.

Hình 2. 6 – Module cảm biến hồng ngoại

Kích thước
3.2cm x 1.4cm
Khoảng cách làm việc
2 ~ 5cm
IC so sánh
LM393
Điện áp hoạt động
3.3V – 5V DC

Dòng điện tiêu thụ
43 mA
Góc hoạt động
35°
Chân nguồn
VCC, GND
Chân tín hiệu
OUT(0 hoặc 1)
Bảng 2. 3 – Thông số Module cảm biến hồng ngoại
2.2.4. Led 7 đoạn Anode chung

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong các thiết bị, để báo trạng thái hoạt động của thiết bị đó cho người sử
dụng với thông số chỉ là các dãy số đơn thuần, thường người ta sử dụng "led 7
đoạn". Led 7 đoạn được sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần
hiện thị số là đủ, chẳng hạn led 7 đoạn được sử dụng để hiển thị nhiệt độ phòng,
trong các đồng hồ treo tường bằng điện tử, hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm
tra sau một công đoạn nào đó...Trong đề tài này ta sử dụng led 7 đoạn để hiển thị số
tầng.
Led 7 đoạn được sử dụng thuộc loại Anode(cực +) chung, đầu chung này được
nối với +Vcc, các chân còn lại sử dụng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led
đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0. Khi kết nối vi điều
khiển thì cần điện trở hạn dòng để đảm bảo an toàn cho Led.

Hình 2. 7 – Led 7 đoạn Anode chung
Kích thước
19mm x 12.6mm x 8mm (0.56 inch)

Số chân
10 ( 8 chân tín hiệu, 2 chân nguồn chung VCC).
Loại
Anode chung
Điện áp hoạt động
2.2V
Dòng điện tiêu thụ
25 mA
Bảng 2. 4 – Thông số Led 7 đoạn Anode chung

2.2.5. Relay 5 chân 12V
Relay 5 chân SRD-12VDC là loại linh kiện đóng ngắt điện cơ đơn giản được
điều khiển đóng mở bằng dòng điện. Nó gồm 2 phần chính là cuộn hút và các tiếp
điểm. Nhìn chung, công dụng của relay là " sử dụng một năng lượng nhỏ để đóng
cắt nguồn năng lượng lớn hơn". Relay được sử dụng khá thông dụng trong các ứng
dụng điều khiển động cơ và chiếu sáng. Một đặc điểm rất quan trọng trong cách
hoạt động “đóng – mở” của relay là tính “cách li”. Hai đường kích nam châm điện
cuộn dây hoàn toàn cách li với các tiếp điểm của relay, và vì thế sẽ rất an toàn. Ở
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
đây ta sử dụng relay để điều khiển động cơ quay thuận nghịch thông qua Transistor
với dòng điều khiển IB nhỏ.

Hình 2. 8 – Relay 5 chân 12V
Kích thước
Số chân

19 x 15 x 15 mm

5 (2 chân cấp nguồn nuôi 12V, 1 chân Com chung, 1

Thời gian tác động
Thời gian nhả hãm
Điện áp hoạt động
Điện áp chuyển mạch

chân NO, 1 chân NC).
10 ms
5 ms
12V
110VDC / 250VAC

tối đa
Công suất cuộn dây
Dòng điện chuyển

0.45W
10A

mạch cực đại
Nhiệt độ hoạt động

-45°C ~ 75°C
Bảng 2. 5 – Thông số relay 5 chân 12V

2.2.6. IC giải mã 74LS247
74LS247 là dòng IC số thông dụng trên thị trường, được biết đến như là IC điều
khiển LED 7 đoạn bằng mã BCD, IC có thể điều khiển LED 7 đoạn để hiển thị số từ
0-9. IC này ứng dụng trong đề tài để giải mã tín hiệu đưa ra từ PIC16F887 thành

các mã 7 đoạn tương ứng với số tầng 0, 1, 2, 3 được hiển thị ở led 7 đoạn.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2. 9 – IC 74LS247

Bảng 2. 6 – Bảng trạng thái 74LS247
Nguồn nuôi
5VDC
Dải nhiệt độ hoạt động
-55 °C đến 125 °C
Dòng ra mức cao cực đại
IOH max = -50uA
Dòng ra mức thấp cực đại
IOL max = 3.2mA
Điện áp đầu vào ứng với mức cao
VIH > 2V
Điện áp đầu vào ứng với mức thấp
VIL < 0.8V
Điện áp đầu ra ứng với mức cao
VOH > 2.4V
Điện áp đầu ra ứng với mức thấp
VOL < 0.5V
Bảng 2. 7 – Thông số IC 74LS247
2.2.7. IC cổng AND hai ngõ vào 74LS08
IC 74LS08 là IC thuộc họ TTL do hãng Fairchild sản xuất. Cấu tạo bên trong IC
74LS08 có bốn cổng logic AND, mỗi cổng có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Điện áp đầu
vào cung cấp cho IC 74LS08 thấp chỉ trong khoảng từ 4.75V ~ 5.25V, IC hoạt động

tốt nhất ở điện áp 5V. Ta sử dụng IC này để phát hiện có ngắt ngoài xảy ra khi có
nút được nhấn để xử lý chương trình.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 10 – IC 74LS247

Bảng 2. 8 – Bảng trạng thái 74LS08
Điện áp cung cấp
4.75V ~ 5.25V
Dải nhiệt độ hoạt động
0 ~70oC
Dòng điện ra mức cao
IOH = -0.4mA
Dòng điện ra mức thấp
IOL = 8mA
Bảng 2. 9 – Thông số IC 74LS08

2.2.8. Transistor C1815
C1815 là transistor ngược NPN. Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực, lớp giữa
gọi là cực gốc ký hiệu là B (Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất
thấp. Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter) viết tắt là E,
và cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại
bán dẫn loại P nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán
vị cho nhau được. Để cho transistor hoạt động, ta cấp một nguồn một chiều UCE
vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C và (-) nguồn vào cực E. Cấp
nguồn một chiều UBE đi qua trở hạn dòng vào hai cực B và E , trong đó cực (+)

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
vào chân B, cực (-) vào chân E. Cấp nguồn dương vào chân B kích mở transistor
dẫn dòng. Ta sử dụng C1815 để kích relay điều khiển động cơ quay thuận nghịch.

Hình 2. 11 – Transistor C1815
Dải nhiệt độ cho phép
-55 ~ +150 oC
Tổng công suất (Ta=25oC)
400mW
VCBO điện áp cực C sang B
60 V
VCEO điện áp cực C sang E
50 V
VEBO điện áp cực E sang B
5V
IC dòng cực góp
150 mA
IB dòng cực gốc
50 mA
Bảng 2. 10 – Thông số C1815

2.2.9. Opto PC817A
Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm 1 led và 1
photo diode hay 1 photo transistor. Được sử dụng để các ly giữa các khối chênh lệch
nhau về điện hay công suất như khối có công suất nhỏ với khối điện áp lớn. Khi có
dòng nhỏ đi qua 2 đầu của led có trong opto làm cho led phát sáng. Khi led phát
sáng làm thông 2 cực của photo diode, mở cho dòng điện chạy qua. Ta sử dụng opto

để cách ly giữa PIC và phần điều khiền động cơ nhằm đảm bảo PIC hoạt động ổn
định, không bị nhiễu hay bị hư hỏng nếu như tải gặp sự cố quá tải, cháy, tăng áp đột
ngột.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH