TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC
----------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài
MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHẮN TÀU ỨNG DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Nhiệm vụ : Tính toán thiết kế và mô phỏng hệ thống cơ khí của hệ
thống chắn tàu tự động dùng NLMT
Giảng viên hướng dẫn : TS. Ngô Sỹ Đồng
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tiến Đạt
Lớp : D12 – CNCTM
Mã sinh viên : 1781610007
Hà Nội, tháng 1 năm 2022
Khoa cơ khí và động lực đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................2
DANH MUC HÌNH VẼ..................................................................5
DANH MUC BẢNG BIỂU..............................................................7
CHƯƠNG 1. LỜI NÓI ĐẦU..........................................................8
CHƯƠNG 2. CÁC KIỂU BARRIE TỰ ĐỘNG HIỆN NAY...................9
1. Tổng quan về barie.............................................................9
1.1 Barie rào chắn...................................................................9
1.2 Barie cần gấp....................................................................9
1.3 Barie cần thẳng...............................................................11
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẮN TÀU TỰ
ĐỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶ TRỜI................................13
1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO HỆ THỐNG CHẮN TÀU
.............................................................................................13
1.1 Chọn loại động cơ điện:...................................................13
1.1.1 Chọn động cơ điện được tiến hành theo các bước sau:.13
1.1.2 xác định công suất động cơ.........................................13
1.1.3 Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ:..............14
1.2 Tính toán bộ truyền bánh răng........................................15
1.2.1 chọn vật liệu................................................................15
1.2.2 Ứng suất tiếp xúc cho phép.........................................15
1.2.3 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng
.............................................................................................17
1.2.4 Khoản cách trục...........................................................17
1.2.5 Thông số ăn khớp.........................................................17
1.2.6 Xác định kích thước bộ truyền:.....................................18
1.3 Cần barie........................................................................20
1.4 Thân barie.......................................................................21
1.5 Thiết kế mô hình 3D của barie........................................22
2
GVHD :Ngô Sỹ Đồng
Khoa cơ khí và động lực đồ án tốt nghiệp
2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO CHẮN TÀU
.............................................................................................23
2.1 PHẦN CỨNG....................................................................24
2.1.1 Arduino........................................................................24
2.1.1.1 Giới thiệu chung về Arduino......................................24
2.1.1.2 Giới thiệu về board Arduino Mega 2560....................25
2.1.1.3 Sơ đồ các chân và chắc năng trên board mạch Mega
2560 V1.1 PLC.......................................................................27
2.1.2 Sensor Cảm Biến..........................................................29
2.1.1.1 Cảm biến quang........................................................29
2.1.1.2 nguyên lý hoạt động của cảm biến quang.................29
2.1.1.3 Cảm biến rung..........................................................31
2.1.1.4 ng tắc nh tnh..................................................34
2.2 PHẦN MỀM......................................................................35
2.2.1 Phần mềm phỏng mạch.........................................35
2.2.2 Ngôn ngữ lập trình.......................................................36
2.3 Phương pháp phát hiện vật thể ứng dụng công nghệ vi
sóng......................................................................................39
2.4 Phương pháp phát hiện vật thể dựa trên hiệu ứng quang
điện.......................................................................................40
2.1.1 Tế bào quang dẫn........................................................40
2.1.2 Photodiode...................................................................40
2.1.3 Phototranzito................................................................40
2.5 Phương pháp phát hiện vật thể bằng nhận dạng hình ảnh
.............................................................................................41
2.6 Cảm biến tiếp cận...........................................................42
2.6.1 Cảm biến tiếp cận điện cảm.........................................43
2.6.2 Cảm biến tiếp cận điện dung.......................................43
2.6.3 Cảm biến tiếp cận quang học.......................................44
3
GVHD :Ngô Sỹ Đồng
Khoa cơ khí và động lực đồ án tốt nghiệp
2.7 Mạch mô phỏng hệ thống điều khiển và mô tả chương
trình hoạt động của chắn tàu................................................46
2.7.1 Mạch mô phỏng...........................................................46
2.7.2 Mô tả hoạt động chương trình chắn tàu.......................48
3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT
TRỜI CHO CHẮN TÀU............................................................50
3.1 Tổng quan về năng lượng điện mặt trời..........................50
3.2 Hệ thống điện mặt trời cơ bản........................................51
3.3 Tính toán hệ thống pin mặt trời.......................................52
3.3.1 Xác định tổng lượng điện tiêu thụ của toàn hệ thống...52
3.3.2 Xác định công suất pin mặt trời cần sử dụng và chọn loại
pin mặt trời...........................................................................52
3.3.2.1 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của pin mặt trời......52
3.3.2.2 Tính toán công suất pin mặt trời cần sử dụng...........54
3.3.2.3 chọn loại pin phù hợp cho hệ thống..........................54
3.3.2.4 Vị trí lắp đặt gián pin.................................................55
3.4 Acquy..............................................................................56
3.4.1 Các tính năng cơ bản của acquy:.................................56
3.5 Bộ điều khiển quá trình nạp phóng điện..........................58
3.5.1 Tính toán thiết kế bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt
trời........................................................................................60
3.5.2 Chọn loại điều khiển sạc cho hệ thống pin mặt trời......60
3.6 MÔ HÌNH DÀN PIN...........................................................62
3.6.1 Thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời...................62
CHƯƠNG 4. LIỆT KÊ TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................65
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................66
5.1 Kết luận..........................................................................66
5.2 Kiến nghị.........................................................................66
4
GVHD :Ngô Sỹ Đồng
Khoa cơ khí và động lực đồ án tốt nghiệp
5
GVHD :Ngô Sỹ Đồng