Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Ứng dụng của cảm biến trọng lượng Loadcell

Ứng dụng của cảm biến trọng lượng Loadcell

Tải bản đầy đủ - 0trang

`



Hình 2.14 Một số ứng dụng của Loadcell trong cơng nghiệp

Hệ thống đóng bao tự động kết hợp với cân tịnh: Sản phẩm được cho vào bao

nhờ có hệ thống cân tự động sử dụng loadcell để xác khối lượng phù hợp, sau đó tiếp

tục khâu sản xuất kế tiếp.

2.7 Sơ đồ ngun lý mạch đọc tín hiệu của Loadcell



Hình 2.15 Sơ đồ mạch đọc tính hiệu Loadcell

1. Loadcell



2. Mạch chuyển đổi ADC 24bit Loadcell HX711



26



3. Arduino Uno



`



2.7.1 Arduino Uno R3



a.ATMEGA 328



b. Arduino Uno



Hình 2.16 Arduino Uno

Arduino UNO sử dụng vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega328. Nó có thể xử

lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều

khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD…

Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật của Arduino Uno

Vi điều khiển



ATmega328 họ 8bit



Điện áp hoạt động



5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)



Tần số hoạt động



16 MHz



Dòng tiêu thụ



Khoảng 30mA



Điện áp sử dụng



5VDC



Số chân Digital I/O



14 (6 chân hardware PWM)



Số chân Analog



6 (độ phân giải 10bit)



Dòng tối đa trên mỗi chân I/O



30 mA



Dòng ra tối đa (5V)



500 mA



Dòng ra tối đa (3.3V)



50 mA



27



`



2.7.2 Mạch chuyển đổi ADC 24bit Loadcell HX711

Đây là mạch đọc giá trị cảm biến loadcell với độ phân giải 24bit và chuyển

sang giao tiếp 2 dây (clock and data) để gửi cho vi điều khiển/arduino.



Hình 2.17 Mạch chuyển ADC HX711

Thông số kĩ thuật HX711.

Điện áp hoạt động: 2.7V – 5V.

Dòng điện tiêu thụ: <1.5mA.

Độ phân giải: 24bit ADC.

Độ phân giải điện áp: 40mV.

Kích thước: 38x21x10 mm.



28



`



CHƯƠNG 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung

Nghiên cứu chế tạo phần khung mơ hình đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ dùng

độngcơ phát lực bằng phần mềm Solidworks.

Thiết kế chế tạo bàn cân bằng loadcell để đo lực cắt cành cây nhằm thu thập số

liệu khảo sát để chọn được cơ cấu phù hợp.

Thiết kế mạch điều khiển mơ hình cắt cành cây thí nghiệm.

Thiết kế mạch cơng suất điều khiển cơ cấu chấp hành của mơ hình cắt.

Sử dụng phần mềm Mathlab để thiết kế giao diện điều khiển dùng để đo và lưu

giá trị độ lớn lực sinh ra cũng như vẽ đồ thị biểu diễn lực cắt theo từng khoảng bán

kính cành cây cụ thể, từng góc cắt cụ thể.

Khảo nghiệm điều chỉnh nhiều tốc độ cắt khác nhau

Bố trí phương pháp thí nghiệm để thu thập số liệu sau đó xử lí số liệu thu được

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp thực hiện

Xây dựng chế tạo mơ hình dùng dao tác dụng lực vào cành cây đặt trên tấm đế

hình vng có bốn loadcell ở bốn góc như cấu tạo cân điện tử. Lực tác dụng sẽ được

biến đổi thành tín hiệu điện qua Arduino để xử lí. Tín hiệu thu được sẽ chuyển đổi

thành trị số thơng qua code được lập trình từ trước, sau đó chuyển qua máy tính thơng

qua cổng USB. Thơng số thu được sẽ được biểu diễn thành dạng đồ thị thơng qua phần

mềm Mathlab qua đó ta tìm được lực cần tìm.



29



`



3.2.2 Phương tiện thực hiện

Phần cứng

Arduino Uno R3 nguồn 5VDC.

Loadcell 50kg 5Pcs.

Động cơ DC có giảm tốc.

Mạch chuyển đổi ADC 24bit Loadcell HX711.

Dao cắt 1 lưỡi đơn bằng thép.

Cơ cấu tay quay con trượt gắn với lưỡi dao.

Mạch điều khiển động cơ VNH2SP30.

Phần mềm sử dụng trong đề tài

Phần mềm lập trình arduino Arduino IDE 1.8.5.

Phần mềm vẽ cơ khí SOLIDWORKS 2016.

Phần mềm tạo GUI và vẽ đồ thị MATLABS R2016a.

Mơ hình đo lực cắt cành cây cở nhỏ hoạt động theo nguyên lý cắt có tấm kê.

Nguồn phát lực sử dụng loại động cơ DC có giảm tốc. Dao cắt di chuyển theo phương

thẳng đứng nhờ sử dụng kết cấu tay quay con trượt. Thân cây cắt thử nghiệm được đặt

trên bàn có bố trí 4 loadcell ở bốn góc. Giá trị lực cắt được loadcell ghi nhận và truyền

về máy tính thơng qua phần mềm Matlab để hiển thị biểu đồ lực cắt sinh ra trong quá

trình cắt.



30



`



Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Mơ hình đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ dùng loadcell

4.1.1 Cấu tạo mô hình



Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo mơ hình đo lực cắt cành cây cở nhỏ



31



`



1. Khung

5. Khớp cầu



2. Tấm kê trên

6. Tay quay



9. Khung trượt



3. Load cell

7. Động cơ DC có giảm tốc



10. Hộp điều khiển



11. Lưỡi cắt



4. Khớp trượt

8. Thanh trượt

12. Tấm kê dưới



4.1.2 Nguyên lý cấu tạo của mơ hình đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ

Ngun lý cấu tạo của mơ hình đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ thể hiện ở Hình 4.1

Khi động cơ DC có hộp giảm tốc (7) quay, thơng qua tay quay (6) làm lưỡi cắt (11)

gắn với thanh trượt (8) chuyển động tịnh tiến vng góc bàn kê cành cây (2) nhờ cơ

cấu tay quay con trượt. Khi cành cây được để giữa bàn kê, lực sinh ra do dao tì vào

cành cây phân bố đều trên 4 load cell (3). Sau đó được hộp điều khiển (10) xử lý và

truyền dữ liệu vơ máy tính.

4.2 Tính tốn thiết kế các bộ phận của mơ hình đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ

4.2.1 Thiết kế và chế tạo khung đỡ của mơ hình đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ



32



`



Hình 4.2 Cấu tạo khung thiết bị đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ

1. Thanh

cố định khung



ngang

2. Thanh dọc giữa



3. Pad gắn động cơ



Phần khung đỡ cho thiết bị đo lực cắt cành cây cỡ nhỏ được thể hiện ở Hình

4.2. Khung chế tạo từ thép 30x30x1.2 chắc chắn, cân bằng sao cho thiết bị hoạt động

ổn định không bị rung lắc, độ bền cao.

Để đảm bảo cho thiết bị hoạt động trơn tru thì pad gắn động cơ (3) bố trí trên

cùng sao cho tay quay gắn với động cơ có không gian làm việc.

Thanh dọc giữa (2) dùng để cố định khung trượt của cơ cấu tay quay con trượt.

Thanh ngang cố định khung (1) đảm bảo khung thêm phần vững chắc, giúp cố

định tấm đế của bàn cân.

4.2.2 Thiết kế và chế tạo kết cấu chuyển động lưỡi cắt



Hình 4.3 Cấu tạo kết cấu chuyển động lưỡi cắt



33



`



1. Lưỡi cắt



2. Thanh trượt



3. Khớp quay



6. Động cơ DC có hộp giảm tốc



4. Khớp cầu



7. Thanh truyền



5. Tay quay



8. Khung trượt



Cấu tạo kết cấu chuyển động lưỡi cắt là cơ cấu tay quay con trượt được thể hiện

như Hình 4.3, trong đó:

Động cơ DC có hộp giảm tốc (6) tạo ra chuyển động tròn.

Tay quay (5), thanh truyền (7), khớp cầu (4), khớp quay (3) là những bộ phận

của cơ cấu tay quay con trượt giúp biến đổi chuyển động tròn của động cơ thành

chuyển động tịnh tiến của thanh trượt (2).

Thanh trượt (2) gắn với lưỡi cắt (1) chuyển động tịnh tiến lên xuống dọc theo

khung trượt (8).

Lưỡi cắt (1) tịnh tiến 1 khoảng bằng 2 lần chiều dài tay quay (5).

4.2.3 Thiết kế chế tạo bàn cân



Hình 4 4 Sơ đồ cấu tạo của bàn cân

1.Tấm đế



2. Tấm kê



34



3. Loadcell



`



Sơ đồ cấu tạo của bàn cân được thể hiện trong hình 4.4, trong đó: Tấm đế (1) và

tấm kê (2) được chế tạo từ các tấm mica dày 3 mm và 5 mm giúp cố định các loadcell

dễ dàng gắn vào khung mơ hình.Các loadcell được bố trí đối xứng nhau qua rãnh cắt.



35



`



4.3 Thiết kế, chế tạo bộ phận điều khiển của mơ hình đo lực cắt cành cây



36



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Ứng dụng của cảm biến trọng lượng Loadcell

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×