Luận văn thạc sỹ kỹ thuật MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN BÃI ĐỖ XE 1.1 Khảo sát tình hình ôtô, xe máy Việt Nam năm gần 1.1.1 Thực trạng 1.1.2 Phân tích sở pháp lý tình hình thực tế nước ta .3 1.1.3 Đặc điểm bãi đỗ xe thông thường hệ thống đỗ xe tự động .5 1.2 Các hệ thống bãi đỗ tự động 1.2.1 Phân loại theo quy trình lưu chuyển 1.2.2 Phân loại theo hệ thống điều khiển 1.2.3 Phân loại theo kiến trúc .7 1.3 Một số hệ thống bãi đỗ xe tự động thông dụng 1.3.1 Hệ thống thang máy-robot .8 1.3.2 Hệ thống cổng trục-dịch chuyển ngang .8 1.3.3 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang 1.3.4 Hệ thống thang cuốn-quay vòng đứng 10 1.3.5 Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn 11 1.3.6 Hệ thống thang nâng-dịch chuyển ngang 12 1.3.7 Hệ thống thang treo-quay vòng đứng 13 1.3.8 Hệ thống nâng hạ 13 CHƯƠNG II THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 15 2.1 Thiết kế mô hình 15 2.1.1 Phân tích thông số đầu vào 15 2.1.2 Lắp ghép ý tưởng vào hệ thống: .19 2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống 20 2.3 Phân tích ưu nhược điểm hệ thống 20 2.3.1 Ưu điểm .20 2.3.2 Nhược điểm .21 2.4 Các cụm kết cấu mô hình hệ thống đỗ xe tự động 21 GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 2.4.1 Cơ cấu Robot: 21 2.4.2 Khay .24 2.4.3 Thang máy .25 2.4.4 Thống số bãi đỗ 26 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CÁC KHÂU 27 3.1 Robot 27 3.1.1Cơ cấu nâng: .27 3.1.2 Trọng lượng khay 29 3.1.3 Tốc độ di chuyển robot 30 3.1.4 Lựa chọn động di chuyển robot .30 3.1.5 Tốc độ di chuyển cấu nâng vào khoang chứa 31 3.1.6 Chọn động cho cấu đẩy(keo) cấu nâng vào khoang chứa 31 3.1.7 phần nâng xe 32 3.2 Hệ thống thang nâng 34 CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN BÃI ĐỖ 37 4.1 Quá trình điều khiển 37 Hệ thống điều khiển mô hình: 37 2.1 Sơ đồ tổng quát: .37 4.2.2 Các động dẫn động 38 4.2.3 Hệ thống điều khiển hoạt động 38 4.2.4 Khối mạch phần cứng điều khiển động 40 4.2.5 Mô hoạt động phần mềm 43 KẾT LUẬN 49 Những kết đạt được: 49 Những hạn chế: 49 Hướng mở rộng phát triển: 49 Khả ứng dụng thực tế: 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hệ thống thang máy-robot Hình 1.2 Hệ thống cổng trục-dịch chuyển ngang Hình 1.3 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang 10 Hình 1.4 Hệ thống thang cuốn-quay vòng đứng 11 Hình 1.5 Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn 12 Hình 1.6 Hệ thống thang nâng – dịch chuyển ngang 12 Hình 1.7 Hệ thống thang treo-quay vòng đứng 13 Hình 1.8 Hệ thống nâng hạ 14 Hình 2.1 Cấu trúc bãi đỗ dạng ngăn chứa 16 Hình 2.3 Cấu trúc lược 17 Hình Thang máy thủy lực 18 Hình 2.5 Thang máy đối trọng 18 Hình 2.6 Thang máy dòng dọc tời kéo đa cấp 19 Hình 2.8 Hình ảnh hoàn thiện ý tưởng 20 Hình 2.9 Cơ cấu gửi lấy xe (Robot khay) 22 Hình 2.10 Cơ cấu “X” 23 Hình 2.11 Cơ cấu vítme- đai ốc 23 Hình 2.12 Cấu tạo khoang chứa 23 Hình 2.13 Hình ảnh hai phần lược 24 Hình 2.14 Cấu tạo khay 25 Hình 2.15 Hệ thống thang nâng 25 Hình 2.16 Thông số bãi đỗ 26 Hình 3.1 Cơ cấu nâng 27 Hình 3.2 Hệ vitme- đai ốc 29 Hình 3.3 Phân tích lực tác dụng lên xe 30 Hình 3.4 Sơ đồ truyền lực hai bánh động khay mang Robot 30 Hình 3.6 Thang máy 35 Hình 3.7 Biểu diễn thang máy dòng dọc 35 GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hình Sơ đồ thuật giải hệ thống lấy xe 39 Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển tổng quát 37 Hình 4.2 Sơ đồ thuật giải hệ thống gửi xe 39 Hình 4.3 Khối tạo nguồn cho động 40 Hình 4.4 Khối tạo nguồn 12V 41 Hình 4.5 Khối tạo nguồn 5V 41 Hình 4.6 Mạch cách ly nguồn 24V với 5V 42 Hình 4.7 Khối vi điều khiển ATmega 16L 42 Hình 4.8 Khối điều khiển động 43 Hình 4.9 Mô hoạt động hệ thống Proteus 7.5 43 GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển kinh tế thị trường, đời sống dân cư Việt Nam ngày cải thiện- đủ dư dả để tự mua sắm cho phương tiện cá nhân xe máy, đặc biệt oto Số lượng xe tăng nhanh lại tập trung thành phố lớn dẫn tới việc trông giữ xe theo kiểu truyền thống hầm chứa, bãi đất trống dần tải Vậy không bãi đỗ xe để đâu? Và câu trả lời vỉa hè, số ngõ ngách, công viên, lòng- lề đường bị lấn chiếm chở thành chỗ để xe tạm bợ Vậy ta không xếp xe gọn gàng, ngăn nắp vào nơi đỗ tập trung theo phương pháp xếp đó? Những khúc mắc phương pháp xếp xe ngăn nắp tiết kiệm diện tích vào bãi đỗ theo đuổi em suốt trình em học cao học trường đại học Bách Khoa Hà Nội, học kỳ cuối- chúng em đươc nhận đề tài luận văn tốt nghiệp- Em gặp thầy TS Đỗ Đức Nam thầy hướng dẫn làm đề tài: ”Nghiên cứu, thiết kế mô hình hệ thống đỗ xe tự động cho nhà cao tầng sử dụng hệ thống thang máy Robot” Trong thực đề tài, em nhận giời, có bãi đỗ tự động vô hiệu Tại đây, diện tích ta đỗ số lượng xe gấp 5, gấp 10 lần số xe sử dụng phương pháp đỗ truyền thống Và em biết Việt Nam có số bãi đỗ thông minh xây dựng, Hà Nội TP Hồ Chí Minh số lượng hạn chế kiến trúc nhỏ nên đáp ứng số lượng nhỏ xe so với lượng xe khổng lồ ngày tăng Một số bãi đỗ xây dựng Việt Nam:  Bãi đỗ 32 Nguyễn Công Trứ- Hà Nội, diện tích 126m2 cao tầng x dãy x 30 xe dãy sử dụng hệ thống thang cuốn-quay vòng đứng  Bãi đỗ tòa nhà văn phòng Havana quận Hồ Chí Minh với tháp cao 30 tầng, diện tích sàn khoảng 60m2 chứa 60 xe Các bãi đỗ xe tự động dù dạng chi phí ban đầu lớn, có yêu cầu cao GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật trình độ để điều khiển bảo dưỡng lợi ích sau vô lớn Mong đề tài hoàn thành đem lại cho người đọc cách nhìn nhận đắn bãi đỗ tự động có hướng đầu tư hợp lý cho bãi đậu xe thành phố Hà Nội ngày… tháng …… năm 20… Học viên Lê Hữu Phước GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CHƯƠNG I TỔNG QUAN BÃI ĐỖ XE 1.1 Khảo sát tình hình ôtô, xe máy Việt Nam năm gần 1.1.1 Thực trạng Theo vietnamplus.vn báo ngày 13/06/2014 “báo cáo công bố ngày 13/6 Hiệp hội Các nhà sản xuất Ôtô Việt Nam (VAMA), thị trường ôtô nước có bước tiến mạnh mẽ tháng Năm vừa qua với lượng xe bán toàn ngành đạt 12.134 xe (tăng 7% so với tháng 4/2014 tăng 25% so với kỳ năm ngoái 2013) Và dự báo tăng mạnh, đạt 14% kết thúc năm 2014 ” Số lượng xe tăng mạnh trên, mà lượng mặt trống sử dụng làm bãi đỗ không tăng việc thiếu bãi đỗ điều tất yếu Giải pháp cho vấn đề đỗ nhiều xe diện tích mặt bằng, việc tính đến việc đỗ xe tận dụng khoảng không gian (các nhà cao tầng, khoảng không) (không gian ngầm, tầng hầm), việc gửi xe lấy xe phải nhanh chóng tối ưu quan trọng Trên giới có nhiều giải pháp đưa ứng dụng thực tế có hiệu Hệ thống lưu kho đỗ xe tự động công nghệ xếp, lưu trữ vật dụng cho tiết kiệm không gian thời gian đặc biệt diện tích mặt xây dựng Hệ thống lưu kho sử dụng rộng rãi doanh nghiệp sản xuất hàng hoá, siêu thị, bến cảng… Với tốc độ đại hoá đô thị nay, ứng dụng hệ thống đỗ xe tự động tất yếu cần thiết Ngành thiết kế xây dựng chế tạo thiết bị tư động hoá hệ thống lưu kho đỗ xe tự động phát triển không ngừng Hệ thống đỗ xe tự động nguyên lý giống hệ thống lưu kho, để đạt hiệu suất sử dụng diện tích mặt bến bãi hệ thống phải thiết kế nhiều tầng nhiều lớp Hoạt động hệ thống với mức độ tự động hoá cao 1.1.2 Phân tích sở pháp lý tình hình thực tế nước ta Qua thực tế tìm hiểu quan sát chúng em nhận thấy : nước ta bãi đỗ xe chủ yếu dành để trông giữ, quản lý phần lớn xe máy: vào bãi GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật đỗ xe phải có vé… ô tô có thẻ vào, kiểu quản lý bãi đỗ xe cổ điển, tốn nhiều thời gian, phiền phức với người gửi, hình thức thông dụng có điều hành người, khu vực đông người, nơi tập trung đợn vị hành … cần có đội ngũ người trông giữ xe với số lượng đông đảo Ở Hà nội này, có số bãi đỗ sử dụng công nghệ thẻ từ trông giữ xe thông qua hỗ trợ giám sát camera hệ thống máy tính như: Royal City, Times City, Big C… Tuy nhiên, bãi đậu xe dạng có diện tích lớn, tốn nhiều thời gian để tìm chỗ đỗ tìm xe lấy gây phiền phức không cho người gửi xe đội ngũ quản lý xe Cho đến thời điểm này, thành phố lớn nói chung Việt Nam nói riêng chưa có bãi đỗ ô tô dùng hệ thống đỗ xe nhiều tầng tự động Tuy nhiên chắn tương lai không xa, Việt Nam tiến tới sử dụng hệ thống đỗ xe tự động người Việt thiết kế thi công, có khả lưu trữ nhiều ô tô Thực tế có nhiều công trình xây dựng cao cấp, số lượng ô tô đỗ công trình không đủ đáp ứng phân nửa nhu cầu người sử dụng Bộ Xây dựng ban hành “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quy hoạch xây dựng” QCXDVN01: 2008/BXD, bảng 4.5 Chương IV qui định: - Với khách sạn từ trở lên: phòng phải có chỗ đỗ - Với văn phòng cao cấp, trụ sở quan đối ngoại: 100 m sàn sử dụng / chỗ - Siêu thị, cửa hàng lớn, trung tâm hội nghị, triển lãm, trưng bày: 100 m sàn sử dụng / chỗ - Chung cư cao cấp: hộ / 1,5 chỗ Ngày 02/06/2008, Bộ xây dựng thông tư số 14/2008/TT-BXD hướng dẫn phân hạng nhà chung cư, quy định nhà chung cư hạng I phải có tối thiểu 1,5 chỗ để ô tô, nhà chung cư hạng II phải có tối thiểu chỗ cho mổi hộ Với qui định này, chủ đầu tư phải tính toán kỹ số lượng đỗ xe ô tô cho công trình Nếu sử dụng giải pháp đỗ xe tự động, chủ đầu tư tiết GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật kiệm đáng kể diện tích xây dựng đảm bảo số xe đỗ theo yêu cầu Trên diện tích đất, số lượng ô tô đỗ theo kiểu tự động tăng từ gấp đôi đến gấp 20 lần so với số lượng ô tô đỗ theo kiểu tự lái đỗ thông thường Theo kết nghiên cứu nhà hoạch định giao thông đô thị Sở GTCC Hà Nội, bãi đỗ xe thành phố đáp ứng khoảng 10%, 90% lại nằm tản mát hè phố, lòng đường ngõ ngách (theo tính toán diện tích để xe chiếm 0.48% diện tích đất đô thị) Trong thành phố Hồ Chí Minh diện tích bãi đậu xe chiếm 0,1% tổng diện tích đất thành phố, thấp tới 26 lần so với quy định Chính bãi đỗ xe thông minh ngầm mặt đất chắn lựa chọn đắn phù hợp không anh hưởng tới cảnh quan bên mặt đất Xã hội ngày phát triển, phương tiện giao thông ngày nhiều, theo tìm hiểu có nhiều thời điểm số lượng xe đăng ký địa bàn Hà Nội vòng tháng khoảng 3000 chiếc, diện tích để xây dựng bãi đỗ xe không tăng lên bãi đỗ xe thông minh chắn giải pháp hữu hiệu tương lai 1.1.3 Đặc điểm bãi đỗ xe thông thường hệ thống đỗ xe tự động Bãi đỗ xe tự lái thông thường có nhiều nhược điểm như: Thường yêu cầu diện tích lớn, dễ bị cắp phụ tùng xe vị trí đỗ xe không lắp camera an ninh, người lái xe kinh nghiệm phải nhiều thời gian để đưa xe vào vị trí đỗ xe chật hẹp (đôi gây ùn tắc cục bộ), khó kiểm soát khí thải, tiếng ồn xe di chuyển khu vực đỗ xe Đối với bãi xe tự lái diện tích lớn, người lái xe phải nhiều thời gian để tìm chỗ đỗ tìm xe lấy xe Và điều mà phần lớn nhà đầu tư quan tâm bãi đỗ xe tự lái chiếm nhiều diện tích công trình ( Hệ số sử dụng bình quân k= 25m2/1 vị trí đỗ xe bao gồm diện tích đường di chuyển) Hệ thống đỗ xe tự động giải hầu hết vấn đề Hệ thống đỗ xe ô tô tự động nhiều tầng loại kết cấu có trang bị hệ thống nâng để di chuyển xe ô tô từ mặt đất lên điểm đỗ xe cao (đối với loại hệ thống nổi) chuyển xe GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật xuống điểm đỗ ô tô lòng đất (đối với loại hệ thống ngầm) cách hoàn toàn tự động, không cần người lái Sau đưa xe vào phòng xe, hệ thống lập trình điều khiển tự động lập quy trình đưa xe vào vị trí đỗ, người lái xe không cần thao tác động tác việc bấm nút số xe/quẹt thẻ (hoặc nhận thẻ từ hệ thống) Khi cần lấy xe ra, hệ thống thiết bị nâng làm việc để đưa xe đến điểm trả xe cố định, lái xe cần lấy xe từ điểm cố định Nếu mặt chật hẹp, với bàn xoay 360o lăn định vị xe dù người lái xe non tay lái dễ dàng đưa xe vào phòng xe Khi có cố bất thường hệ thống (ví dụ có người đột nhập, cửa xe bị bật ra…) hệ thống báo động tức thời trung tâm xử lý Do xe không tự vận hành hệ thống nên không gây vấn đề ô nhiễm không khí chất thải xe, tránh nguy cháy nổ xe lưu thông hầm Khi có rủi ro hỏa hoạn, bãi đỗ xe tự động người nên nguy chết người xảy Hệ thống đỗ xe tự động lắp đặt mặt đất ngầm bên nửa ngầm – nửa (theo tìm hiểu Hàn Quốc, tính số lượng xe đỗ tỉ lệ sử dụng hệ thống 33% hệ thống ngầm 67%) Tùy theo diện tích đất, vị trí lối vào tùy theo mục đích sử dụng, nhà cung cấp tư vấn loại hệ thống thích hợp cho công trình Hiện có nhiều loại hệ thống đỗ xe tự động giới, nhà sản xuất đặt tên khác cho loại hệ thống, nhiên phân biệt theo nguyên lý vận hành sau: + Loại hệ thống vừa lắp mặt đất, vừa lắp ngầm, phần mặt đất, phần ngầm: hệ thống tháp nâng dùng thang máy, hệ thống thang nâng di chuyển, hệ thống tầng di chuyển, hệ thống xếp hình Trong đó, hệ thống tầng di chuyển lắp đặt phổ biến Nhật Bản, Hàn Quốc + Loại hệ thống lắp ngầm: hệ thống xoay vòng ngang, hệ thống xoay vòng tầng + Loại hệ thống lắp nổi: hệ thống xoay vòng đứng + Chi tiết mô tả loại hệ thống đề cập phần sau GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN BÃI ĐỖ 4.1 Quá trình điều khiển Điều khiển bãi đỗ tự động bao gồm hai phần là: Điều khiển bên điều khiển bên  Điều khiển bên trình hệ thống nhận thông tin yêu cầu từ bên thông tin điều khiển từ máy tính, thông tin từ bàn phím (lựa chọn tầng, vị trí khoang chứa tầng)… Phần điều khiển nhận thông tin so sánh với liệu hệ thống, khả thi, hệ thực ngược lại có thông báo “hết chỗ”  Điều khiển bên trình hệ thống thực yêu cầu chấp nhận từ bên ngoài, hệ phát tín hiệu điều khiển đến cấu truyền dẫn động cơ, hệ truyền bánh răng-thanh răng, vit me- đai ốc, truyền sử dụng hệ thống, giám sát hoạt động thông qua hệ thống cảm biến- công tắc hành trình Hệ thống điều khiển mô hình: 2.1 Sơ đồ tổng quát: Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển tổng quát Chức thành phần sơ đồ điều khiển  Tín hiệu bàn phím đèn báo phản hồi - Đặt yêu cầu đầu vào cho hệ thống vị trí khoang muốn gửi xe - Thông báo băng tín hiệu đèn báo khoang trống hay đầy - Phản hồi hướng dẫn thao tác hình LCD  Vi điều khiển GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 37 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - Đưa tín hiệu điều khiển cho cấu chấp hành - Nhận thông tin phản hồi từ cảm biến - Phản hồi tình trạng hệ thống bảng LED hình LCD  Cơ cấu chấp hành Cảm biến: - Thực trình gửi trả xe - cảm biến làm nhiệm vụ giám sát hệ thống - Các công tắc hành trình dùng nối ngắt nguồn, đảo chiều động cơ… 4.2.2 Các động dẫn động Động khâu dẫn động gắn liền với hộp giảm tốc, tùy theo yêu cầu thay đổi tốc độ thang qua trình chuyển động mà ta lựa chọn loại động hai tốc độ tốc độ, điều định hướng chọn động Vì chế độ làm việc thang máy ngắn hạn lặp lại, với yêu cầu liên tục điều chỉnh vận tốc mô men quay động phải đảm bảo không đổi suốt trình làm việc Để thang máy hoạt động nhẹ nhàng, êm dịu ta nên dùng biến tần để thay đổi khoảng thời gian tăng, giảm tốc độ động từ tốc độ sang tốc độ khác Tuy nhiên với mức độ mô hình mô phỏng, yêu cầu công suất không cao, nên sử dụng động điện chiều với điện áp vào 12/24V Nguồn nuôi động nguồn chiều máy tính ác quy, nắn dòng Để đảo chiều quay động dùng rơle điện 4.2.3 Hệ thống điều khiển hoạt động Mô tả giải thuật sau: GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 38 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hình 4.2 Sơ đồ thuật giải hệ thống gửi xe Hình 4.3 Sơ đồ thuật giải hệ thống lấy xe  Để điều khiển hệ thống trên, người ta thường sử dụng dạng điều khiển điều khiển Logic (ON-OFF), điều khiển vi điều khiển(sử dụng chip vi điều khiển), điều khiển PLC(Progamable logical controler) GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 39 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật  Mạch điều khiển logic: sử dụng rơle kiểu tiếp điểm Đây phương pháp kinh điển, dễ chế tạo sửa chữa, thay có cố Tuy nhiên hệ thống có nhiều điểm dừng, thiết bị trở nên phức tạp cồng kềnh dẫn đến độ tin cậy thấp  Điều khiển vi xử lý: Sử dụng một vài CPU (Chip xử lý) để điều khiển hệ thống, mạch lúc có điều khiển có phản hồi CPU có khả lập trình được, giá thành linh kiện không đắt dễ dàng thay  Điều khiển PLC: Đây phương pháp modul hóa phận điều khiển, phương pháp tốt để điều khiển hệ thống Mức độ tin cậy cao, lập trình đơn giản, phản hồi xác, ổn định, sai hỏng giá thành cao, linh kiện khó thay - Trong phương án nêu trên, phương án sử dụng vi điều khiển ATmega16 (AVR) cho mô hình hợp lý Với khả lập trình nhiều ngôn ngữ, họ vi điều khiển AVR vi điều khiển bit mạnh linh hoạt nhất, trở thành vi xử lý hàng đầu năm gần 4.2.4 Khối mạch phần cứng điều khiển động a- Khối tạo nguồn: - Khối tạo nguồn 24V cho động cơ: cung cấp nguồn điện 24V cho động hoạt động Nguồn lấy trực tiếp qua ắc quy 12V Hình 4.4 Khối tạo nguồn cho động GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 40 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - Khối tạo nguồn 12V: Cung cấp nguồn điện 12V cho động Hình 4.5 Khối tạo nguồn 12V - Khối tạo nguồn 5V: cung cấp nguồn điện 5V cho vi điều khiền hoạt động bình thường Hình 4.6 Khối tạo nguồn 5V - Mạch cách ly nguồn 24V với 5V GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 41 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 24V CUA DONG CO J282 5V R53 220 PD4 R57 220 PD0 R59 220 PD5 5V R61 220 PD1 R64 220 PB3 10 J283 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 R2 1K THUAN1 5V R56 1K NGUOC1 R3 1K THUAN2 R60 1K NGUOC2 R17 1K THUAN3 R67 220 R69 220 R81 220 R82 220 R83 220 PC2 PD7 PD6 PC1 PC0 10 OPTO VA TLP1 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 R66 1K THUAN4 R22 1K NGUOC3 R78 1K NGUOC4 R79 1K THUAN5 R80 1K NGUOC5 OPTO VA TLP Hình 4.7 Mạch cách ly nguồn 24V với 5V b- Khối vi điều khiển Hình 4.8 Khối vi điều khiển ATmega 16L - Trung tâm điều khiển chế độ làm việc động hoạt động khác: điều khiển động chạy tốc độ mong muốn, đảo chiều, hãm ngược, giao tiếp máy tính - Khối gồm có: Vi điều khiển ATmega 16L, mạch tạo xung mạch reset c- Khối mạch điều khiển động GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 42 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - Tín hiệu từ công tắc hành trình truyền tới vi điều khiển truyền tín hiệu qua mạch điều khiển hoạt động động Hình 4.9 Khối điều khiển động 4.2.5 Mô hoạt động phần mềm Hình 10 Mô hoạt động hệ thống Proteus 7.5 GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 43 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Các ký hiệu phần mềm Proteus: Hình 11 Tập hợp ký hiệu mô o Chip AVR 40 chân tín hiệu mô tả: o Động cơ: o Màn hình thao tác: o Đèn báo: GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 44 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật o Cảm biến: Cảm biến “Cửa” đặt vị trí “gửi xe”, “Vị trí Ô” thông báo vị trí khoang chưa tầng, Vị trí tầng, “Giới hạn xe” cảm biến khoang chứa, “Giới hạn trượt” cảm biến phát Robot nằm Khay, “Thang máy” phát Khay nằm thang máy, “Cửa” đèn báo cửa vào bãi đỗ đóng hay mở o Đèn báo vị trí: GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 45 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Đèn báo vị trí hệ thống di chuyển: “TIEN” “LUI” Robot tiến lùi, “TM/LEN” “TM/XUONG” thang máy chuyển động lên xuống, “NANG” “HA” Robot nâng hạ xe, “SANG TRAI” “SANG PHẢI” chuyển động Khay Hoạt động hệ thống môt sau: 1) Gửi xe: Đèn báo “CỬA” sang biểu cửa mở, xe đưa vào vị trí gửi Chủ xe khỏi bãi đỗ, thao tác bàn phím nơi có thị LCD, lúc cửa bắt đầu tự đóng đèn báo “CỬA” tắt Hệ thống hiển thị giao tiếp với chủ xe LCD sau: Chọn “*” để gửi xe GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 46 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chọn tâng muốn gửi bấm “*” chọn Khoang muốn gửi bấm “*” để kết thúc Chủ xe biết vị trí trống bãi đỗ nhờ phận “KHOI DEN BAO” Đèn sáng trống, đèn tắt có xe Với KHOI DEN BAO tầng vị trí có xe để, khoang tầng lại trống Sau chủ xe hoàn thành thao tác, Robot đẩy vào đẩy vào gầm xe vị trí gửi biểu “DC TIEN-LUI” quay đèn biển “TIEN” sáng DC TIEN- LUI quay đến gặp tác động cảm biển “GIOI HAN XE”, “DC NANG- HA” quay đèn NANG sang biểu thị nâng xe, sau thời gian trễ tính toán hợp lý đủ để nâng xe, động “DC TIEN-LUI” đảo chiều kéo Robot Khay khí gặp “GIOI HAN THANH TRUOT”, “DC TRUOT” quay đèn “SANG PHAI” sang khay lăn thang máy Đến thang máy “THANG MAY” báo cho động thang máy lên đèn báo “TM/LEN” sáng đến tầng đèn báo “DEM TANG” nháy sáng Khi đến tầng cần gửi “THANG MAY” dừng quay “DC TRUOT” hoạt động đèn “SANG TRAI” sáng biểu Khay di chuyển đến khoang Khay di chuyển đến khoang, đèn “VI TRI O” nháy sáng Đến khoang, “DC TIEN- LUI” quay đẩy Robot vào khoang đèn “TIEN” sang Robot vào đến khoang gặp cảm biến “GIOI HAN XE”, “DC NANG-HA” quay đèn “HA” sáng biểu hạ xe Thời gian trễ tính toán vừa đủ để đặt xe xuống “DC GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 47 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật TIEN-LUI” tự đảo chiều đèn “LUI” sáng, robot trở Khay gặp “GIOI HAN THANH TRUOT”, „DC TRUOT” quay đèn “SANG PHAI” sang biểu khay thang máy Đến thang máy cảm biến “THANG MAY” đảo chiều cho động thang máy Thang hạ tầng, cảm biến “DEM TANG” báo thang xuống hết tầng kết thúc trình gửi xe 2) Quá trình lấy xe: Ngược lại, sau chủ xem nhập vị trí xe Thang máy đưa khay đến tầng chứa xe, khay đưa robot đến cửa khoang Robot tiến vào lấy xe lui khay Khay lăn dọc hành lang thang máy, thang máy hạ xuống tầng trả xe, khay trượt xe vị trí gửi xe kết thúc trình lấy xe GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 48 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật KẾT LUẬN Những kết đạt được: - Nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý hoạt động lĩnh vực ứng dụng hệ thống đỗ xe tự động - Thiết kế mô hình đỗ xe tự động theo phương án khác solidworks 2010 - Mô hoạt động mô hình hệ thống đỗ xe vi điều khiển có hiển thị tất trình, với kết nối không dây bluethooth thuận tiền phận Những hạn chế: Do thời gian giới hạn, kiến thức thực tiễn kết cấu, thiết kế khí lập trình vi điều khiển điện tử em nên: o Các thiết kế phần Robot, Khay nêu bật nguyên lý hoạt động, kết cấu chưa hoàn toàn tối ưu o Phần mô đạt mức an toàn, hoạt động số chip xử lý nhiều Để tối ưu hóa sử Chip điều em hướng tới có đủ thời gian Hướng mở rộng phát triển: Dần xóa bỏ thao tác bàn phím LCD hiển thị với người dùng, thay modul thẻ từ Modul điều khiển không dùng vi điều khiển mà dùng modul PLC có độ ổn định cao, điều khiển xác an toàn Khả ứng dụng thực tế: - Mô hình hoàn toàn gia công sử dụng mô hình học cụ cho sinh viên thực tập lập trình - Những thiết kế khí mạch điều khiển hoàn toàn ứng dụng thực tế với độ tin chấp nhận - Ngoài việc sử dụng để lưu xe vào bãi đỗ, ta thay đổi kết cấu để sử GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 49 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật dụng làm kho chứa Lúc bãi đỗ thu gọn kích thước khoang tăng số khoang lên, tải trọng thay đổi nên tăng vận tốc di chuyển lên để giảm thời gian di chuyển Chip sử dụng thay đổi chương trình tương đối linh hoạt, nên thay đổi chương trình hoàn toàn khả thi Ưu điểm: - Thiết kê robot lấy xe lựa chọn có độ cứng vững cao, thay hệ vitme-đai ốc xilanh thủy lực phận nâng xe hoàn toàn tối ưu - Các cảm biến đề xuất mô hinh hoạt động mức tín hiệu, nên khả bị nhiễu tín hiệu điều khiển gần “0” - Tuy sử dụng nhiều Chip xử lý, truyền thông hệ không dây Bluetooth modul HC05 theo chuẩn USART có sẵn tiết kiệm nhiều thời gian kết nối dây mà hoàn thành yêu cầu đề Nhược điểm: - Sử dụng nhiều Chip xử lý - Bộ phần Khay Robot cồng kềnh - Thang máy sử dụng động DC nên mức độ an toàn chưa cao Đề tài hoàn thành dựa giúp đỡ nhiệt tình thầy cô hướng dẫn, đặc biệt thầy TS Đỗ Đức Nam Thầy định hướng cho em khảo sát thực tế, hướng thiết kế, phương pháp thực đề tài Trong trình thực đề tài, thiết kế khí lập trình mạch điều khiển không tránh khỏi thiếu sót tối ưu hóa hệ thống Rất mong phản hồi từ thầy cô, bạn để đề tài hoàn thiện GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 50 Lớp: CĐT12BKT Luận văn thạc sỹ kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Gs.Ts Trần Văn Địch Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập [3] Vũ Minh Chính Giáo trình điện tử cụng suất-truyền động điện [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế chi tiết máy [5] PGS,PTS Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Công nghệ chế tạo máy NXB KHKT -Hà Nội 1998 [6] Vũ Đức Thọ Cơ sở kỹ thuật điện tử số - NXB Giáo Dục – 2005 [7] http://khoahoc.tv/ , http://www.hoanggiamoc.com GVHD: Ts Đỗ Đức Nam SVTH: Lê Hữu Phước 51 Lớp: CĐT12BKT ... tài: Nghiên cứu, thiết kế mô hình hệ thống đỗ xe tự động cho nhà cao tầng sử dụng hệ thống thang máy Robot” Trong thực đề tài, em nhận giời, có bãi đỗ tự động vô hiệu Tại đây, diện tích ta đỗ số... lượng xe trên, ta có ý tưởng thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động sau: a) Ý tưởng thiết kế hệ thống nhà xưởng Các bãi đỗ xe tự động thường thiết kế có nhiều tầng, số lượng tầng khoang chứa xe tầng. .. chuyển) Hệ thống đỗ xe tự động giải hầu hết vấn đề Hệ thống đỗ xe ô tô tự động nhiều tầng loại kết cấu có trang bị hệ thống nâng để di chuyển xe ô tô từ mặt đất lên điểm đỗ xe cao (đối với loại hệ thống