Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tải bản đầy đủ - 0trang

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 cơng trình. Có thể phân loại thang máy theo các

ngun tắc và đặc điểm sau:

2.1.2.1. Theo cơng dụng thang máy

BỘ MƠN 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 cơng nghiệp, ngồi 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 khơng đồng bộ rơto lồng sóc

hoặc dây quấn, u cầu về dừng chính xác khơng 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 lơgic, 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 bỡnh Q = 500 ữ 2000 kg.

Thang mỏy loi 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 MƠN 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 khơng 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, chng 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)



• Mơ men tương ứng với lực kéo :

(2.5)

• Tốc độ của động cơ:

(2.6)

• Cơng suất của động cơ:

(2.7)

Vậy ta chọn động cơ có cơng 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 MƠN 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 MƠN 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 cơng 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 khơng bị trượt thì nếu như sử dụng những loại động cơ DC thơng thường thì sẽ

khơng đáp ứng được. Vì vậy nhóm em chọn động cơ có tích hợp bộ giảm tốc, do chỉ

làm mơ 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 khơng tải

Dòng khơng tải

BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH



DC 12V

319 vòng / phút

100mA



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Mơ men tải

0.28kg.cm

Dòng tải

170mA

Cơng suất

0.8w

Mơ 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 mơi 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 cơng 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 tồn 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, cơng 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 hồn tồn cách li với các tiếp điểm của relay, và vì thế sẽ rất an tồn. Ở

BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG 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

Cơng 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 CƠNG NGHIỆP – Y SINH



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 9 – IC 74LS247



Bảng 2. 6 – Bảng trạng thái 74LS247

Nguồn ni

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 ngồi xảy ra khi có

nút được nhấn để xử lý chương trình.



BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×