Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Để nắp có thể trượt dễ dàng đến miệng chai, bộ phận cấp nắp cần được đặt nghiêng một góc >20o để đảm bảo khả năng vận hành tốt.

Để nắp có thể trượt dễ dàng đến miệng chai, bộ phận cấp nắp cần được đặt nghiêng một góc >20o để đảm bảo khả năng vận hành tốt.

Tải bản đầy đủ - 0trang

4.5 Thiết kế bộ phận cấp sữa đậu nành.

Tính tốn, thiết kế bộ phận cấp sữa đậu nành:

Cấu tạo bộ phận cấp sữa đậu nành được thể hiện ở hình 4.5. Bình chứa đậu nành

có dung tích 21L được đặt trên giá. Cảm biến hồng ngoại phát hiện chai đưa tín hiệu

mở van điện từ.



1. Chai đựng sữa đậu nành.

4. Ống dẫn.



2. Cảm biến phát hiện chai.



5. Bình chứa đậu nành.



3.Van điện từ.



6. Cảm biến lưu lượng sữa đậu nành.



Hình 4.8 Sơ đồ cấu tạo bộ phận cấp sữa đậu nành.

34



Nguyên lý hoạt động: khi cảm biến nhận biết sự xuất hiện của chai, hệ thống tiếp

nhận và phát tín hiệu điện mở van điện từ cho sữa đậu nành được cấp vào chai. Lưu

lượng sữa được xác định bằng cảm biến lưu lượng, đảm bảo lượng sữa trong các chai

bằng nhau. Sau khi chiết đầy chai, vi điều khiển xuất tín hiệu đóng van điện từ. Từ đó

mâm xoay đưa đến vị trí chấp hành tiếp theo.

Tính tốn bộ phận chiết rót:



Thể tích chai : 350ml

Thời gian chiết một chai: T = 5s bằng thời gian nghỉ của cơ cấu Man.

Lưu lượng cần thiết để chiết một chai :

Xác định trạng thái chảy:

Trong đó: Q = 70ml – lưu lượng cần thiết.

Π = 3.14

d= 27mm – đường kính ống.

v = 0.01*10^-4 độ nhớt sữa đậu nành.





Re =3302 > 2320



Vậy nước trong ống là chảy rối.

35



Xác định lưu lượng nước chảy trong ống :

Lấy mặt cắt 2-2 làm mặt cắt chuẩn.

Phương trình Bernoulli cho mặt cắt 1-1 và 2-2:

Trong đó : α1 = α2 = 1: hệ số hiệu chỉnh động năng do sự phân bố vận tốc không

đều trên mặt cắt ướt.

Z1 = 500mm: độ cao tính từ mặt chuẩn đến mặt cắt ướt 1-1.

P1 = P2: áp suất tại điểm đang xét.

1



= 0: vận tốc trung bình của mặt cắt ướt 1-1.



Z2 = 0: độ cao tính từ mặt chuẩn đến mặt cắt ướt 2-2.

: hệ số ma sát.



Mà hw1-2 =









2,14 m/s.



Với: v = 0,5

= 0,5(1- ) = 0,35

l = 400mm chiều dài ống.

d= 27 đường kính ống.

Lưu lượng nước chảy qua ống:

Với: = 5,7*10^-4 , m2 - tiết diện mặt cắt ngang của ống.





Q = 1,2 (l /s).



Lưu lượng sữa đậu nành chảy qua ống đáp ứng đủ khả năng chiết rót sữa đậu

nành vào chai trong thời gian cần thiết.

4.6 Thiết kế cơ cấu tay quay hạ mơ tơ vặn nắp.

Tính tốn, thiết kế kết cấu vặn nắp.



36



1. Cảm biến 2.



2. Chi tiết vặn nắp chai.



3. Động cơ vặn nắp.



5. Thanh truyền.



6. Khâu dẫn. 7. Bộ truyền xích.



4. Con trượt.



8. Động cơ truyền động.



9. Cơng tắc hành trình.

Hình 4.9 Sơ đồ cấu tạo của kết cấu vặn nắp chai.

Cấu tạo của kết cấu vặn nắp chai được thể hiện ở hình 4.8. Động cơ vặn nắp

được gắn cố định lên con trượt của cơ cấu nâng hạ động cơ vặn nắp. Nguyên lý hoạt

động: khi cảm biến 2 (1) nhận biết được chai thì động cơ truyền động (8) và động cơ

vặn nắp hoạt động đồng thời. Hoạt động nâng hạ động cơ vặn nắp được thực hiện nhờ

các bộ phận: khâu dẫn, thanh truyền, con trượt, thực hiện chức năng như một cơ cấu

tay quay con trượt. Cơ cấu nâng hạ động cơ vặn nắp được dẫn động từ động cơ (8) qua

37



bộ truyền xích (7) làm khâu dẫn (6) quay. Khâu dẫn quay kéo theo sự chuyển động

tịnh tiến của động cơ vặn nắp gắn trên con trượt. Sau khi động cơ vặn nắp xong, con

trượt tịnh tiến lên trên chạm công tắc hành trình, ngắt động cơ truyền động (8) và động

cơ vặn nắp (3). Kết thúc chu trình vặn nắp.

Chi tiết núm vặn nắp chai:



Hình 4.10 Núm vặn nắp.

Nắp chai sử dụng là loại nắp chai Pet 30 đường kính Cole 25,6mm, chiều cao nắp

17,8mm. Dựa vào kích thước nắp sử dụng và kết quả thử nghiệm chọn kích thước núm

vặn nắp. Bên trong núm vặn nắp được lót một lớp ron cao su mềm để tạo độ ma sát để

vặn nắp tốt hơn.



38



Bản thiết kế hoàn chỉnh thiết bị dựng bằng phần mềm SolidWroks:



Hình 4.11 Thiết bị rót sữa đậu nành tự động được dựng bằng phần mềm SolidWorks.



39



4.7 Tính tốn thiết kế mạch điều khiển thiết bị chiết rót và vặn nắp sữa đậu nành

tự động.

Sơ đồ khối chung mạch điều khiển :



Hình 4.12 Sơ đồ khối chung mạch điều khiển thiết bị rót sữa đậu nành tự động.

Thiết bị chiết rót sữa đậu nành tự động được điều khiển bằng Arduino thơng qua

các tín hiệu từ các cảm biến hồng ngoại. Nhấn nút ON cấp nguồn cho Arduino, động

cơ và cảm biến hồng ngoại. Động cơ của cơ cấu Man hoạt động làm chai tự điền vào

rãnh mâm xoay. Mâm kéo chai quay, gặp cảm biến cấp tín hiệu cho Arduino mở van

điện từ cấp liệu đồng thời cảm biến lưu lượng hoạt động. Thể tích sữa rót vào chai

được hiển thị lên màn hình LCD trên tủ điều khiển, giúp người dùng dễ dàng giám sát.

Sau quá trình chiết rót van tự đóng lại, mâm tiếp tục quay đi qua bộ phận cấp nắp,

chai tự móc lấy một nắp chai nằm trên miệng chai. Mâm tiếp tục quay đến vị trí nghỉ

của cơ cấu Man. Khi đó, chai gặp cảm biến hồng ngại, mạch điều khiển xuất tín hiệu

kích động cơ truyền động hạ động cơ vặn nắp. Vặn nắp thực hiện xong, con trượt

trong cơ cấu di chuyển lên phía trên chạm cơng tắc hành trình tắt động cơ làm cơ cấu

ngừng hoạt động. Quá trình điều khiển kết thúc.



40



Sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển thiết bị rót sữa đậu nành tự động:



Hình 4.13 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thiết bị rót sữa đậu nành tự động.



41



Cấu tạo mạch điều khiển của thiết bị được thể hiện ở hình 4.12. Mạch gồm các

phần chính: mạch nguồn, mạch reset Atmega 328, thạch anh tạo xung clock, và mạch

điều khiển các cơ cấu chấp hành.

Mạch nguồn sử dụng cầu diode chỉnh lưu một chu kì tạo ra dòng một chiều,

qua tụ lọc và ic ổn áp 7805 giúp ổn định điện áp ra cấp cho Arduino.

Thạch anh tạo nguồn xung cấp cho Arduino hoạt động. Để chống nhiễu cho

thạch anh cần gắn thêm hai tụ lọc.

Mạch reset Arduino: Arduino được reset khi chân reset chuyển mức tín hiệu từ

1 về 0. Mạch có một cơng tắc cơ, một đầu cơng tắc nối VCC đầu còn lại được nối

GND. Chân reset trên Arduion nối cùng nguồn VCC với cơng tắc qua một điện trở.

Khi đó, chân reset có mức tín hiệu là 1. Khi ấn cơng tắc, có tín hiệu điện từ VCC về

GND cơng tắc nhận mức giá trị 1, chân reset về 0. Lúc này, Arduino được reset.

Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn:

Mạch nguồn +5V cho Arduino:



Hình 4.14 Mạch nguyên lý nguồn 5V.

Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Arduino thể hiện ở hình 4.13. Mạch bao gồm một

cầu Diode chỉnh lưu tồn kì tạo dòng một chiều, dòng ra qua tụ lọc giảm bớt độ gợn

của nguồn ra. IC ổn áp 7805, diode chống dòng ngược giúp ổn định điện áp ra.

Mạch nguồn +12V cho động cơ:

Mạch dùng nguồn 220V đi qua biến áp hạ áp xuống 12V. Tương tự mạch nguồn

5V điệp áp ra đi qua cầu diode tạo dòng điện một chiều. Điệp áp ra chưa sử dụng được

mà phải đi qua một tụ lọc nguồn giảm bớt độ gợn của dòng ra. Cuối cùng IC 7812 ổn

định điện áp dòng ra cấp cho động cơ.

42



Hình 4.15 Mạch nguyên lý nguồn 12V.

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cơ cấu hạ mô-tơ vặn nắp:

Cảm biến hồng ngoại nối với chân 10 trên board Arduino Uno. Các chân

IN1,IN2,IN3,IN4 trên L298 nối với các chân 4, 5, 6, 7, 8, 11 trên Arduino. Các chân

OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 được nối với hai mô-tơ. Motor1 là mô-tơ dẫn động cơ

cấu Man. Motor2 là mô-tơ dẫn động cơ cấu nâng hạ tay quay vặn nắp. Hai chân

ENA,ENB trên L298 điều khiển tốc độ động cơ bằng phương pháp băm xung(PWM).

Chân 3 trên Arduino đọc tín hiệu từ cơng tắc hành trình. Nếu tín hiệu đọc được bằng 1

thì tắt động cơ truyền động cơ cấu Man.



Hình 4.16 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cơ cấu hạ động cơ vặn nắp.

Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị LCD:

Mạch hiển thị, giám sát lưu lượng lên LCD bằng Arduino thông qua LCD I2C

giúp tối ưu nhất số chân trên Arduino Uno R3 ( dùng 2 chân trên Arduino A4 và A5).

43



Hình 4.17 Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị LCD.

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bộ phận rót định lượng:



Hình 4.18 Sơ đồ ngun lý mạch điều khiển bộ phận rót định lượng.

Tín hiệu ra từ cảm biến hồng ngoại kết nối chân 9 trên Arduino. Khi cảm biến có

tín hiệu thì Arduino kích rơ-le mở van điện từ qua chân 13. Cảm biến lưu lượng kết

nối chân 2 trên Arduino xác định lưu lượng sữa chảy qua van, nhờ đó Arduino ngắt

van điện từ khi cảm biến lưu lượng xác định đủ lượng sữa.

44



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Để nắp có thể trượt dễ dàng đến miệng chai, bộ phận cấp nắp cần được đặt nghiêng một góc >20o để đảm bảo khả năng vận hành tốt.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×