Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động.pdf

.`
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ – ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG
CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG
Người hướng dẫn: TS. VÕ NHƯ THÀNH
Sinh viên thực hiện: HUỲNH XUÂN HOÀNG
Số thẻ sinh viên: 101150166
Sinh viên thực hiện: PHAN MINH QUANG
Số thẻ sinh viên: 101150181
Lớp: 15CDT1
Đà Nẵng, 6/2020

TÓM TẮT
Tên đề tài: “Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động”
1.Nhu cầu thực tế của đề tài.
Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy như: nhà máy xi măng, chế biến
thực phẩm, ngành phân bón, khoáng sản thì việc vận chuyển vật liệu từ nơi khai
thác đến bãi tập kết hoặc kho chứa nguyên vật liệu là quá trình thường xuyên và
liên tục. Quá trình đó ngoài đòi hỏi phải liền mạch thì việc cân đo và pha trộn
nguyên liệu cần phải chính xác. Do đó cần phải theo dõi và cân được khối
lượng nguyên vật liệu theo yêu cầu của hệ thống. Để giải quyết những vấn đề
này hệ thống cân băng tải động sẽ giúp cho hoạt động của những nhà máy diễn
ra liên tục không bị ngắt quãng.Từ những yêu cầu đó nhóm quyết định tiến
hành lên ý tưởng và tiến hành thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo hệ thống cân
băng tải động”. Hệ thống sẽ xác định được khối lượng vật liệu trên băng tải
chuyển động một cách liên tục.
2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp.
Trong đề tài này, nhóm thiết kế cơ cấu cho máy, tìm hiểu các phương
pháp cân để đưa ra phương án tối ưu nhất, nghiên cứu tính thiết thực của sản
phẩm và đưa ra giải pháp phù hợp để năng suất chất lượng sản phẩm được đảm
bảo, từ đó:
- Tính toán thiết kế các hệ truyền động chính..
- Thiết kế và thi công hệ thống cấp vật liệu và hệ thống cân.
3. Yêu cầu trình bày.
- Số trang thuyết minh: 70 - 80 trang.
- Số bản vẽ: 4 - 6 A0
- Mô hình: 1 hệ thống cân băng tải
4. Nội dung chi tiết thực hiện.
- Nghiên cứu tính thiết thực và lý do lựa chọn đề tài.
- Đưa ra các phương án thiết kế và lựa chọn phương án tối ưu nhất.
- Tính toán các cơ cấu và lựa chọn động cơ và hệ dẫn động.
- Thực hiện lập trình và điều khiển hệ thống đúng yêu cầu.
- Sử dụng phần mềm Visual Studio để giao tiếp máy tính.
- Sai số cho phép: < 10%

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌCBÁCH KHOA
KHOA CƠKHÍ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Huỳnh Xuân Hoàng Số thẻ sinh viên: 101150166
Họ tên sinh viên: Phan Minh Quang Số thẻ sinh viên: 101150181
Lớp: 15CDT1 Khoa: Cơ khí Ngành: Kỹ thuật Cơ - Điện tử
1. Tên đề tài đồ án:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực
hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
+ Vật liệu được cân: Cát
+ Khối lượng cát tối đa trên băng tải: 20 (kg)
+ Sai số cho phép: <10%
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
a) Phần chung:
STT Họ tên sinh viên Nội dung
1 Huỳnh Xuân Hoàng
- Tìm hiểu một số loại cơ cấu ngoài thực tế để đưa ra
ý tưởng tốt nhất.
- Đưa ra nguyên lí, lựa chọn các cơ cấu phù hợp để
thiết kế.
- Chế tạo hệ thống.
2 Phan Minh Quang
b) Phần riêng:
1 Phan Minh Quang
- Thiết kế hệ thống bằng Solidworks, hoàn thành
thuyết minh, slide thuyết trình.

- Thiết kế giao diện trên Visual Studio, tìm hiểu code
điều khiển.
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a) Phần chung:
- Bản vẽ tổng thể: 1A0
2 Phan Minh Quang
b) Phần riêng:
1 Phan Minh Quang
- Bản vẽ chi tiết: 1A0
- Bản vẽ sơ đồ động: 1A0
- Bản vẽ lưu đồ thuật toán: 1A0
- Bản vẽ sơ đồ mạch điện: 1A0
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Võ Như Thành.
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 11/02/2020.
8. Ngày hoàn thành đồ án: 30/06/2020.
Đà Nẵng, ngày 30 tháng 6 năm 2020
Trưởng Bộ môn Kỹ thuật
Cơ điện tử
Người hướng dẫn
Ts. Võ Như Thành

i
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới
của chúng ta đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Cùng với
đó là quá trình “Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa” đất nước, các hệ thống dây
chuyền sản xuất tự động có năng suất và chất lượng sản phẩm ngày càng cao,
công nhân ngày càng dễ dàng thực hiện những công đoạn sản xuất hơn, các
quản lí cũng dễ dàng trong việc kiểm soát và đánh giá sản phẩm. Tuy nhiên
việc tiếp cận các hệ thống dây chuyền như vậy còn hạn chế ở nước ta, chủ yếu
phải nhập từ nước ngoài.
Với mục tiêu đóng góp một phần nhỏ vào nghành công nghiệp của đất nước,
trên cơ sở những kiến thức đã học về cơ khí, điện tử, điều khiển tự động, lập
trình... nhóm quyết định thực hiện đề tài:“Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng
tải động”. Đề tài này giúp nhóm chúng em tìm hiểu thêm về các thiết bị điện tử,
các dây chuyền công nghệ,cách lập trình… và các kinh nghiệm thực tế rất có
ích cho công việc sau này của nhóm.
Nhóm xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình, tận tâm của
thầy TS. Võ Như Thành đã giúp đỡ nhóm rất nhiều trong quá trình tìm hiểu
thiết kế và hoàn thành đề tài đồ án này. Cùng với sự cố gắng và nỗ lực nhóm
chúng em đã hoàn thành xong đồ án của mình, tuy nhiên trong thời gian ngắn
thực hiện đề tài cộng với kiến thức còn nhiều hạn chế, nên trong tập đồ án này
không tránh khỏi thiếu sót, nhóm thực hiện rất mong được sự đóng góp ý kiến
của các thầy và các bạn sinh viên.
Đà Nẵng ,ngày 30 tháng 6 năm 2020
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Xuân Hoàng
Phan Minh Quang

ii
LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào bên ngoài nhà
trường. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được
phép công bố.
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Xuân Hoàng
Phan Minh Quang

iii
MỤC LỤC
TÓM TẮT ....................................................................................................................
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ...........................................................................
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................ii
MỤC LỤC................................................................................................................ iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ....................................................................vi
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ..................................................................1
1.1. Giới thiệu đề tài...............................................................................................1
1.1.1. Khái niệm cân băng tải động ......................................................................1
1.1.2. Cấu tạo của cân băng tải động ....................................................................1
1.1.2.1. Hệ thống khung cơ khí ........................................................................1
1.1.2.2. Hệ thống cảm biến, điều khiển.............................................................1
1.1.2.3. Hệ thống điều khiển tự động hóa .........................................................2
1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân băng tải động .................................2
1.1.3.1. Bộ phận cơ khí (Phễu chứa, cửa cấp liệu, băng tải, con lăn lớn và con
lăn nhỏ)............................................................................................................4
1.1.3.2. Bộ phận cảm biến (Loadcell cảm biến trọng lượng, encoder cảm biến
tốc độ)..............................................................................................................5
1.1.3.3. Bộ phận điều khiển (Đầu cân hiển thị điều khiển, tủ điện điều khiển
cân băng, phần mềm cân băng) ........................................................................6
1.2. Các ứng dụng trong thực tế............................................................................6
1.2.1 Cân băng tải định lượng liên tục – băng tải điều khiển phối trộn .................6
1.2.2. Cân nguyên liệu bằng băng tải động...........................................................8
1.3. Giới thiệu các khối cơ bản của hệ thống ........................................................9
1.3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống..............................................................9
1.3.2. Yêu cầu công nghệ của hệ thống ..............................................................10
1.4. Lý do chọn đề tài...........................................................................................10
1.5. Cấu trúc của đồ án........................................................................................10
Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ........................................................11
2.1. Giới thiệu về phần cứng của hệ thống..........................................................11
2.1.1.Băng tải.....................................................................................................11
2.1.1.1. Giới thiệu về băng tải ........................................................................11
2.1.1.2. Giới thiệu băng tải sử dụng trong mô hình.........................................12

iv
2.1.2. Động cơ điện............................................................................................13
2.1.2.1. Giới thiệu về động cơ điện.................................................................13
2.1.2.2. Động cơ điện trong hệ thống..............................................................14
2.1.3 Tính chọn bộ truyền ..................................................................................14
2.1.3.1. Bộ truyền đai.....................................................................................15
2.1.3.2. Bộ truyền xích...................................................................................15
2.1.3.3. Tính chọn bộ truyền xích...................................................................16
2.2. Thiết kế phần khung của hệ thống...............................................................16
2.2.1. Giới thiệu phần mềm thiết kế 3D Solidworks ...........................................16
2.2.2. Thiết kế phần khung hệ thống sơ bộ trên phần mềm Solidworks .............17
2.2.2.1. Phễu ...................................................................................................17
2.2.2.2. Máng đổ cát........................................................................................17
2.2.2.3. Khung hệ thống..................................................................................17
2.2.2.4. Băng tải..............................................................................................20
2.2.2.5. Bộ truyền xích....................................................................................21
2.2.2.6. Cụm chi tiết gá Loadcell.....................................................................22
2.2.2.7. Mô hình mô phỏng đầy đủ của hệ thống .............................................22
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ..............................................23
3.1. Giới thiệu vi điều khiển Arduino.................................................................23
3.1.1. Giới thiệu về Arduino...............................................................................23
3.1.2. Arduino Uno ............................................................................................24
3.1.3. Phần mềm Arduino IDE ...........................................................................25
3.2. Giới thiệu phần mềm Visual Studio ............................................................26
3.3. Cảm biến lực (Loadcell)................................................................................26
3.3.1. Khái niệm.................................................................................................26
3.3.2. Cấu tạo Loadcell ......................................................................................27
3.3.3. Nguyên lí hoạt động của Loadcell ............................................................28
3.3.4. Phân loại ..................................................................................................29
3.3.5. Loadcell 10kg YZC 133 sử dụng trong mô hình.......................................30
3.3.6. Một số thiết bị chuyển đổi tín hiệu loadcell trong công nghiệp .................32
3.4. Encoder..........................................................................................................34
3.4.1. Giới thiệu về encoder xoay.......................................................................35
3.4.2. Thông số kỹ thuật.....................................................................................35
3.4.3. Các chân tín hiệu......................................................................................35

v
3.5 Module điều khiển tốc độ động cơ DC L298.................................................35
3.5.1. Giới thiệu về module L298.......................................................................35
3.5.2. Thông số kỹ thuật.....................................................................................36
3.6. Thiết kế hệ thống điều khiển ........................................................................36
3.6.1. Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển của hệ thống .........................................36
3.6.2.Nguyên lí hoạt động của mạch và sơ đồ thuật toán ....................................39
3.7. Lập trình điều khiển cho hệ thống ...............................................................42
3.7.1. Lập trình cho Arduino ..............................................................................43
3.7.2. Lập trình giao diện trên Visual Studio ......................................................43
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI..............................44
4.1. Bảng kê thông số các lần chạy thử ...............................................................45
4.2. Kết quả đạt được của đề tài..........................................................................45
4.3. Hướng phát triển...........................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................46
PHỤ LỤC.................................................................................................................47

vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cấu tạo cân băng tải động [12]
Hình 1.2: Mô tả cách xác định khối lượng[12]
Hình 1.3: Hệ thống cân băng tải động[13]
Hình 1.4: Các loại cảm biến lực (Loadcell) [9]
Hình 1.5: Encoder[8]
Hình 1.6: Hệ thống cân băng tải điều khiển phối trộn[12]
Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống[12]
Hình 1.8: Hệ thống cân băng tải cát[12]
Hình 1.9: Hệ thống cân băng tải trong khai thác khoáng sản[13]
Hình 1.10: Các khối cơ bản của hệ thống
Hình 2.1: Một hệ thống vận chuyển sử dụng băng tải[13]
Hình 2.2: Băng tải vận chuyển cát[13]
Hình 2.3: Cấu tạo chung băng tải[12]
Hình 2.4: Động cơ điện[10]
Hình 2.5: Động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều[10]
Hình 2.6: Động cơ điện một chiều[10]
Hình 2.7: Cấu tạo của bộ truyền đai[11]
Hình 2.8: Cấu tạo của bộ truyền xích[11]
Hình 2.9: Kích thước phễu
Hình 2.10: Chi tiết phễu thiết kế sơ bộ trên Solidworks
Hình 2.11 : Kích thước máng đổ cát
Hình 2.12: Chi tiết máng đổ cát thiết kế sơ bộ trên Solidworks
Hình 2.13: Kích thước khung
Hình 2.14: Khung hệ thống thiết kế sơ bộ trên Solidworks
Hình 2.15: Kích thước băng tải
Hình 2.16: Băng tải thiết kế sơ bộ trên Solidworks

vii
Hình 2.17: Bộ truyền xích thiết kế sơ bộ trên Solidworks
Hình 2.18: Cụm chi tiết gá đặt loadcell
Hình 2.19: Mô hình hệ thống
Hình 3.1: Các loại Arduino [7]
Hình 3.2: Arduino Uno[7]
Hình 3.3: Giao diện phầm mềm Arduino IDE
Hình 3.4. Giao diện lập trình của phần mềm Visual Studio
Hình 3.5: Loadcell ngoài thực tế[9]
Hình 3.6: Cấu tạo loadcell[9]
Hình 3.7: Cấu tạo các điện trở bên trong loadcell[9]
Hình 3.8: Mô tả thay đổi loadcell khi có lực tác dụng[9]
Hình 3.9: Sơ đồ điện trở Loadcell[9]
Hình 3.10: Một số loại Loadcell thông dụng[9]
Hình 3.11: Loadcell 10kg YZC-133[9]
Bảng 3.1: Thông số kĩ thuật loadcell YZC-133[9]
Hình 3.12: Kích thước loadcell 10kg YZC-133[9]
Hình 3.13: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell KELI KM02A[8]
Hình 3.14: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell DS 7200[8]
Hình 3.15: Module Hx 711[8]
Hình 3.16: Encoder xoay[8]
Hình 3.17: Module L298[8]
Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của hệ thống
Hình 3.19: Mạch in
Hình 3.20: Mạch in thực tế
Hình 3.21: Mạch thực tế có cắm các linh kiện
Hình 3.22: Lưu đồ thuật toán

viii
Hình 3.23: Chương trình con xử lí tín hiệu
Hình 3.24: Giao diện điều khiển

Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Cân Băng Tải Động GVHD: Ts. Võ Như Thành
SVTH: Huỳnh Xuân Hoàng – Phan Minh Quang Page 1
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu đề tài
1.1.1. Khái niệm cân băng tải động
Cân băng tải động là một hệ thống băng tải kết hợp với cân điện tử. Nó có
thể cân định lượng khối lượng nguyên liệu cho quá trình sản xuất sản phẩm
ngay trên hệ thống băng truyền cấp liệu. Điều này giúp cho quá trình hoạt sản
xuất của doanh nghiệp được diễn ra liên tục, đảm bảo được khối lượng thành
phần nguyên liệu cho sản phẩm là đạt chuẩn. Từ đó giúp cho chất lượng sản
phẩm đầu ra tốt nhất, đạt tiêu chuẩn cao và mang lại nhiều giá trị hơn.
1.1.2. Cấu tạo của cân băng tải động
Cân băng tải động gồm có những thành phần cấu tạo chính sau đây:
Hình 1.1: Cấu tạo cân băng tải động[12]
1.1.2.1. Hệ thống khung cơ khí
Khung cơ khí phần giá đỡ toàn bộ hệ thống
• Phễu chứa và cấp liệu.
• Hệ thống con lăn băng tải.
• Băng tải vân chuyển nguyên liệu
• Một số linh kiện, phụ kiện hỗ trợ như: cảm biến hồng ngoại, cảm biến tốc
độ, động cơ …
1.1.2.2. Hệ thống cảm biến, điều khiển
• Thiết bị cảm biến lực (loadcell cân băng định lượng)
• Thiết bị cảm biến tốc độ
Cảm biến trọng lượng Trục vít
cấp liệu
Con lăn
truyền liệu Băng tải
Nguyên liệu
Con lăn tải
Động cơ
Làm sạch băng
Động cơ
cơcơ
Con lăn tải
Cảm biến tốc độ

• Bộ điều khiển
• Bộ điều khiển tốc độ động cơ
• Động cơ truyền động
1.1.2.3. Hệ thống điều khiển
• Hệ thống tủ điện điều khiển trung tâm
• Phần mềm điều khiển cân băng tải động
Tương ứng với mỗi hệ thống cân băng tải động sẽ có thông số kỹ thuật
riêng của nó để phù hợp cho loại nguyên liệu, sản phẩm và dây truyền của
doanh nghiệp. Hiện nay cân băng tải động đang được sử dụng rất phổ biến
trong các dây chuyền sản xuất cần định lượng như: Nhà máy sản xuất thạch cao
(cân băng định lượng trong nhà máy thạch cao), nhà máy xi măng, nhà máy
phân bón, nhà máy gạch, đóng gói bột, bánh kẹo, sữa,... Bên cạnh đó, cân băng
tải còn được sử dụng nhiều trong các công ty chế biến, khai thác khoáng sản,
nhiệt điện...
Dựa vào nhu cầu của doanh nghiệp sẽ lựa chọn cho mình một hệ thống cân
băng tải động phù hợp. Về mặt kỹ thuật cân băng tải định lượng sẽ khác nhau,
còn về mặt nguyên lý hoạt động thì tương tự nhau.
1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân băng tải động
Về cơ bản, quá trình hoạt động của hệ thống cân băng tải động sẽ qua các
giai đoạn sau:
*Cách xác định khối lượng nguyên liệu qua băng tải :
Vật liệu được dẫn đến một khung gá cảm biến lực(sàn cân) được đặt sẵn
dưới băng tải và giới hạn bởi 2 đầu con lăn thông qua 1 hoặc nhiều con lăn
cân, trọng lượng vật liệu cân sẽ tác động một lực lên cảm biến lực và dây băng
tải.
Điều khiển định
mức chuẩn
Cấp vật liệu vào
phễu chứa
Vật liệu rót lên
băng tải
Xác định khối
lượng và tốc độ
chạy
Phân tích thông
số thô
Xác định khối
lượng chuẩn

Hình 1.2: Mô tả cách xác định khối lượng[12]
Tín hiệu đầu ra của cảm biến lực tỉ lệ với tải nền, tín hiệu điện áp này được
khuếch đại và chuyển đến đầu cân có các vi xử lý chuyển đổi tín hiệu tương tự
sang tín hiệu số.
Tam giác màu trắng trong Hình 1.2 thể hiện sự phân bố của tải trọng trên
giường cân chỉ có 1 con lăn cân (con lăn chứa cảm biến lực) cho thấy chỉ một
nửa trọng lượng của vật liệu tác động lên con lăn cân.
g
eff
L
L
2
=
Leff : Chiều dài hiệu dụng trên tải trọng nền (m)
Lg : Chiều dài tải trọng nền (m)
Đối với giường cân của hệ thống có nhiều con lăn cân (con lăn có gắn
loadcell) p, hệ số là khác 1/2.
*Tải trọng băng tải tính bằng kg/m :
B
eff
Q
Q
L
=
Với: QB : Tải trọng nền (kg)

*Tốc độ băng tải: Một phép đo tiếp theo cần thiết để tính năng suất cấp liệu.
Để đo được tốc độ băng tải ta thường dùng 1 cảm biến để đo trực tiếp tốc độ
băng tải hoặc là đo tốc độ động cơ sau đó tính ra tốc độ băng tải.
Nếu tải trọng trên băng không đổi thì đo tốc độ có thể không cần thiết.
*Năng suất:
Năng suất I được tính như sau:
B
eff
Q v
I Q v
L

=  =
Trong đó:
I: Năng suất (kg/s)
Q: Tải trọng băng tải (kg/m)
QB: Tải trọng nền (kg)
v: Tốc độ băng tải (m/s )
Leff: Chiều dài hiệu dụng trên tải trọng nền (m)
Lg: Chiều dài tải trọng nền (m)
I Q v 3600
=   (kg/h).
1.1.3.1. Bộ phận cơ khí (Phễu chứa, cửa cấp liệu, băng tải, con lăn lớn và
con lăn nhỏ)
Nơi cấp liệu đầu vào, bao gồm phễu chứa và cấp liệu. Tại đây,vật liệu được
đổ vào phễu chứa và bắt đầu quy trình của cân băng tải động. Liệu qua cửa cấp
liệu (Vít tải hoặc cửa xả) chảy xuống băng tải. Toàn bộ băng tải chảy liệu được
gá trên khung cân băng, trên các con lăn trong đó con lăn lớn làm nhiệm vụ tải
băng, con lăn nhỏ dùng gá đỡ cho băng tải chạy. Trong số băng tải nhỏ sẽ có bộ
bận được cảm biện trọng lượng (loadcell) để kiểm tra, đong đếm khối lượng
chảy trên băng tải.

Hình 1.3: Hệ thống cân băng tải động[13]
1.1.3.2. Bộ phận cảm biến (Loadcell cảm biến lực, encoder cảm biến tốc độ)
Cảm biến lực được gá trên những con lăn nhỏ, tại nơi đây sẽ xuất hiện
những trọng lực tác dụng trực tiếp lên con lăn và thông số đó sẽ được gửi về bộ
phận điều khiển. Cảm biến tốc độ encoder sẽ có nhiệm vụ, kiểm tra tốc tộ chạy
của băng tải, từ đó sẽ đưa ra được thông số tốc độ của băng tải. Kết hợp 2 thông
số này lại sẽ có được thông số khối lượng trên giờ để điều chỉnh được chính xác
nhất.
Hình 1.4: Các loại cảm biến lực (Loadcell) [9]
Hình 1.5: Encoder[8]

1.1.3.3. Bộ phận điều khiển (Đầu cân hiển thị điều khiển, tủ điện điều khiển
cân băng, phần mềm cân băng)
Từ những thông số kỹ thuật truyền về từ cảm biến tốc độ và cảm biến lực,
qua đầu cân điều khiển xử lý thông tin sau đó sẽ được gửi về phần mềm điều
khiển trên máy tính. Từ đây những thông số thô sẽ được xử lý và phản hồi
ngược lại tủ điện. Tại tủ điện điều khiển trung tâm sẽ có được những quyết
định, thông số thời gian chạy trên băng tải và từ đó kiểm soát được đúng định
mức khối lượng / thời gian cần thiết.
1.2. Các ứng dụng trong thực tế
1.2.1 Cân băng tải định lượng liên tục – băng tải điều khiển phối trộn
Cân băng tải điều khiển phối trộn rất phổ biến trong các nhà máy phối trộn
sản xuất phân bón, xi măng và phối trộn bê tông.
Hình 1.6: Hệ thống cân băng tải điều khiển phối trộn[12]
Máy hoạt động theo phương pháp cân liên tục cùng lúc trên hệ thống băng
tải cân, mỗi băng tải cân 1 loại nguyên liệu khác nhau theo tỉ lệ khác nhau, sau
đó các băng tải cân sẽ đổ liệu liên tục và rải đều lên băng tải dẫn tới hệ thống
máy trộn. Đảm bảo tỷ lệ phối theo đơn phối liệu để sản phẩm được sản xuất ra
đạt chất lượng theo yêu cầu, chất lượng sản phẩm được ổn định, tiết kiệm chi
phí sản xuất kinh doanh.
Khu vực cân
Trục cân
Bộ biến tần
Đọc tốc độ
Encoder
vào
Tín hiệu ra
Điều chỉnh tốc độ động cơ
Tín hiệu vào
Thiết lập tốc độ băng tải

Hệ thống bao gồm khung đỡ và dây băng tải chạy liên tục, module gá cảm
biến lực được bố trí bên dưới băng tải (gần đầu tháo liệu băng tải). Tín hiệu đưa
về đầu phân giải cân (indicator). Tùy theo giá trị cài đặt trên đầu cân mà ta đã
chọn và nhập thì đầu cân sẽ tính tổng lưu lượng nguyên liệu chạy liên tục qua
băng tải (tổng giá trị) hoặc đưa tín hiệu anolog ra biến tần điều khiển vận tốc
dòng chảy cố định theo khối lượng/giờ.
Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống[12]
Đối với cân định lượng loại băng tải có mức độ chính xác từ
0,25% 3%
  ) tùy theo loại cân và yêu cầu của đơn vị sản xuất.
Thành phần chính của hệ thống cân định lượng bao gồm đầu cân, cảm biến
lực, biến tần điều khiển tốc độ động cơ, cảm biến giám sát tốc độ, cảm biến
giám sát lệch băng, động cơ, kết cấu băng tải....
Với một khối lượng cài đặt ban đầu (set point) hệ thống cân sẽ so sánh kết
quả cân (actual value) với giá trị cài đặt, nếu khối lượng thực tế nhỏ hơn khối
lượng cài đặt, hệ thống sẽ tăng tốc độ động cơ cho đến khi nào đạt được giá trị
cài đặt. Nếu kết quả lớn hơn thì ngược lại.
Do yêu cầu độ chính xác cao nên cân định lượng thường có cấu tạo bao gồm
2 cảm biến lực đặt ở hai bên.
Khối lượng vật liệu
Tốc độ băng tải
Khối lượng trên băng tải
Bộ biến tần
Lưu lượng
trên băng tải
Cảm biến
lực
Động cơ
Tốc độ
mới
Chuyển đổi
dữ liệu
PC/PLC
Encoder

1.2.2. Cân nguyên liệu bằng băng tải động
Trong thực tế hệ thống được áp dụng nhiều trong việc xác định khối lượng
của nguyên vật liệu ở trong các nhà máy sản xuất. Các nguyên liệu đó phổ biến
như cát, dăm gỗ, than đá, khoáng sản… Dưới đây là một vài hình ảnh trong sản
xuất thực tế.
Hình 1.8: Hệ thống cân băng tải cát[12]
Hình 1.9: Hệ thống cân băng tải trong khai thác khoáng sản[13]

1.3. Giới thiệu các khối cơ bản của hệ thống
Hệ thống được thiết kế bao gồm những khối cơ bản được thể hiện ở hình
1.10 bên dưới:
Hình 1.10: Các khối cơ bản của hệ thống
- Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống sử dụng điện
- Khối cảm biến là 2 cảm biến lực và 1 encoder dùng để đo khối lượng cát và
tốc độ băng tải sau đó truyền giữ liệu về cho khối khuếch đại.
- Khối khuếch đại có nhiệm vụ nhận giữ liệu từ khối cảm biến, khuếch đại tín
hiệu lên để vi điều khiển có thể nhận được và xử lí .
- Khối hiển thị và điều khiển có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ vi điều khiển và
hiển thị lên màn hình cũng như gửi tín hiệu điều khiển về cho vi điều khiển.
- Vi điều khiển nhận tính hiệu điều khiển và điều khiển khối công suất và thực
hiện các yêu cầu của hệ thống .
1.3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Sau khi nhấn nút bắt đầu trên tủ điện và nhấn nút bắt đầu cân trên trên giao
diện điều khiển thì hệ thống sẽ bắt đầu hoạt động. Khi phễu được cấp cát thì
khi băng tải chuyển động sẽ cát sẽ chảy ra theo chiều quay của băng tải, cùng
lúc đó 2 cảm biến lực sẽ có nhiệm vụ đo lượng cát ở trên bàn cân và đưa về tín
hiệu vi điều khiển. Vi điều khiển nhận tín hiệu từ cảm biến lực sau đó xử lí và
hiển thị khối lượng liên tục lên màn hình và kiểm tra xem đã đạt đủ khối lượng
mong muốn chưa, nếu đã đủ khối lượng mong muốn, vi điều khiển sẽ đưa tín
Khối
khuếch đại
Khối vi điều
khiển
Khối cảm
biến
Khối công
suất Khối nguồn
Khối hiển
thị và điểu
khiển

hiệu điều khiển qua khối công suất để điều khiển động cơ dừng lại, cát sẽ
không chảy ra nữa và dừng quá trình cân lại.
1.3.2. Yêu cầu công nghệ của hệ thống
Hệ thống phải đảm bảo hoạt động chính xác, phân cứng phải đảm bảo được
yêu cầu kĩ thuật, sai số khối lượng phải nằm trong giới hạn cho phép.
Hệ thống băng tải phải hoạt động ổn định, không bị mắt kẹt.
Hệ thống được thiết kế chắc chắn , nhỏ gọn.
1.4. Lý do chọn đề tài
Trong các nhà máy phối trộn việc vận chuyển và cân vật liệu một cách liên
tục và chính xác là rất quan trọng giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm cũng như
hiệu quả sản xuất. Khâu định lượng giúp xác định chính xác khối lượng nguyên
vật liệu, thành phẩm và bán thành phẩm trong sản xuất. Các thiết bị định lượng
có mặt trong hầu hết các khâu trong hệ thống, công đoạn sản xuất: cung ứng tồn
trữ nguyên vật liệu, cấp liệu cho từng giai đoạn, cân và đóng gói sản phẩm…
Nhận thấy rằng với nhu cầu cân lưu lượng liên tục lớn như vậy, nhóm
quyết định chọn đề tài “ Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động”. Đây
là đề tài có tính thực tiễn cao và nếu hoàn thiện sẽ giúp ích rất nhiều cho các
doanh nghiệp sản xuất.
1.5. Cấu trúc của đồ án
Đồ án gồm có 4 phần chính với các nội dung như sau:
➢ Giới thiệu tổng quan : Trong phần này sẽ giới thiệu tổng quát về hệ thống.
Trình bày tính cấp thiết và các ứng dụng về đề tài đã lựa chọn. Từ đó, kết
luận lý do lựa chọn đề tài.
➢ Thiết kế hệ thống cơ khí: Phần này sẽ đưa ra các phương án thiết kế, phân
tích ưu nhược điểm của từng phương án. Từ đó, chọn phương án phù hợp để
tiến hành thực hiện tính toán cơ cấu và chế tạo phần cơ khí cho hệ thống.
➢ Thiết kế hệ thống điều khiển: Lựa chọn phương án điều hiển phù hợp đáp
ứng tính chính xác và hiệu quả cao. Thiết kế mạch, lựa chọn linh kiện và lập
trình.
➢ Kết luận và hướng phát triển đề tài.

Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ
2.1. Giới thiệu về phần cứng của hệ thống
2.1.1.Băng tải
2.1.1.1. Giới thiệu về băng tải
Hình 2.1: Một hệ thống vận chuyển sử dụng băng tải[13]
Băng tải thường được sử dụng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật
liệu rời theo phương ngang và phương nghiêng. Trong các dây chuyền sản xuất,
băng tải được sử dụng rộng rãi để vận chuyển sản phẩm, trong các xưởng luyện
kim băng tải dùng để vận chuyển quặng, than đá, các loại xỉ lò trên các trạm
thủy điện thì băng tải thường được dùng để vận chuyển nhiên liệu.
Hình 2.2: Băng tải vận chuyển cát[13]

• Ưu điểm của băng tải:
Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các
hướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với nằm
nghiêng.
Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo
dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với
máy vận chuyển khác không lớn lắm.
• Cấu tạo chung của băng tải:
Hình 2.3: Cấu tạo chung băng tải[12]
1. Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật.
2. Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo.
3. Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo.
4. Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ...) làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu
tố làm việc.
L: chiều dài băng tải; L1:chiều dài nghiêng; L2:chiều dài nằm ngang.
2.1.1.2. Giới thiệu băng tải sử dụng trong mô hình
Tùy theo từng loại nguyên vật liệu hay sản phẩm mà có nhiều loại băng tải
khác nhau: băng tải xích, băng tải con lăn, băng tải xoắn ốc, băng tải dây đai,
băng tải đứng…
Do băng tải dùng trong mô hình làm nhiệm vụ vận chuyển cát nên nhóm đã
lựa chọn loại băng tải dây đai cao su truyền động bằng xích với những lý do sau
đây:
+Tải trọng băng tải không quá lớn.

+Kết cấu cơ khí không quá phức tạp.
+Dễ dàng thiết kế chế tạo.
+Có thể dễ dàng hiệu chỉnh băng tải.
Tuy nhiên loại băng tải này cũng có 1 vài nhược điểm như độ chính xác
khi vận chuyển không cao, đôi lúc băng tải hoạt động không ổn định do nhiều
yếu tố: nhiệt độ môi trường ảnh hưởng tới băng tải, độ ma sát và độ co dãn của
dây đai giảm qua thời gian...
2.1.2. Động cơ điện
2.1.2.1. Giới thiệu về động cơ điện
Hình 2.4: Động cơ điện[10]
Động cơ điện là một máy điện biến đổi năng lượng điện thành năng lượng
cơ.Từ những đồ dùng trong gia đình như máy quạt, máy giặc, máy bơm
nước...đến những máy móc đồ sộ hiện đại trong công nghiệp sản xuất như máy
khoan, máy tiện, máy trộn...thậm chí đến ổ cứng, ổ quang trong công nghệ máy
tính đều là động cơ điện.
• Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ điện:
Phần chính của động cơ điện gồm phần đứng yên stator và phần chuyển
động rotor được quấn nhiều vòng dây dẫn hay có nam châm vĩnh cửu. Khi cuộn
dây trên rotor và stator được nối với nguồn điện, xung quanh nó tồn tại các từ
trường, sự tương tác từ trường của rotor và stator tạo ra chuyển động quay rotor
quanh trục hay momen.
• Phân loại động cơ điện:
Có thể phân loại động cơ điện làm 2 loại chính: động cơ điện 1 chiều và
động cơ điện xoay chiều. Trong động cơ điện xoay chiều có thể phân loại động
cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ, động cơ xoay chiều 1 pha và 3 pha.

Hình 2.5: Động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều[10]
2.1.2.2. Động cơ điện trong hệ thống
Hình 2.6: Động cơ điện một chiều[10]
* Tính chọn động cơ:
+ Khối lượng tải tối đa: m = 50 (Kg)
+ Tốc độ băng tải: v = 0.05 (m/s)
→ Công suất động cơ: . . 50.10.0,05 25
P m g v
= = = (W)
* Thông số động cơ được chọn: Động cơ có hộp giảm tốc DC 25W
+ Động cơ một chiều giảm tốc.
+ Điện áp làm việc 12-14VDC. + Công suất động cơ 25W.
2.1.3 Tính chọn bộ truyền
Ở đây bộ truyền được sử dụng để truyền chuyển động từ động cơ sang trục
tang là 2 trục song song và cách xa nhau nên ta sử dụng bộ truyền đai hoặc bộ
truyền xích.

2.1.3.1. Bộ truyền đai
A
A
A - A
1 2
3
4
B? truy?n dai
Hình 2.7: Cấu tạo của bộ truyền đai[11]
- Ưu điểm: Bộ truyền đai kết cấu đơn giản, làm việc êm, giữ an toàn cho các chi
tiết máy khi quá tải đột ngột
- Nhược điểm: Bộ truyền đai có sự trượt giữa dây đai và bánh đai nên tỷ số
truyền không ổn định và phải có lực căng đai ban đầu F
2.1.3.2. Bộ truyền xích
Hình 2.8: Cấu tạo của bộ truyền xích[11]
1: Bánh xích lớn 2: Bánh xích nhỏ 3: Dây xích
- Ưu điểm: Bộ truyền xích có kích thước nhỏ gọn hơn, khi làm việc không
trượt, hiệu suất truyền động khá cao, lực tác dụng lên trục nhỏ.
- Nhược điểm: Chế tạo lắp ráp phức tạp, thường xuyên bôi trơn và giá thành
tương đối cao.

Dựa vào ưu nhược điểm của băng tải sử dụng bộ truyền đai và bộ truyền
xích, cộng với yêu cầu của băng tải của mô hình, nhóm chọn bộ truyền xích.
2.1.3.3. Tính chọn bộ truyền xích
• Chọn loại xích : Ở đây ta chọn xích ống con lăn.
• Định số răng đĩa xích:
Chọn số răng xích Z1 = Z2 = 30 ( răng).
Tỉ số truyền 1 :1.
• Chiều dài xích và khoảng cách trục A:
Chọn chiều dài xích 60 cm.
Khoảng cách trục A= 20cm.
Băng tải quay chậm với tốc độ khoảng 0.05m/s.
2.2. Thiết kế phần khung của hệ thống
2.2.1. Giới thiệu phần mềm thiết kế 3D Solidworks
Phần mềm Solidworks là một trong những phần mềm chuyên về thiết kế
3D do hãng Dassault System phát hành dành cho những xí nghiệp vừa và nhỏ,
đáp ứng hầu hết các nhu cầu thiết kế cơ khí hiện nay. Solidworks được biết đến
từ phiên bản Solidworks 1998 và được du nhập vào nước ta với phiên bản 2003
và cho đến nay với phiên bản 2012 và phần mềm này đã phát triển đồ sộ về thư
viện cơ khí và phần mềm này không những dành cho những xí nghiệp cơ khí
nữa mà còn dành cho các ngành khác như: đường ống, kiến trúc, trang trí nội
thất, mỹ thuật …
Phần mềm Solidworks cung cấp cho người dùng những tính năng tuyệt vời
nhất về thiết kế các chi tiết các khối 3D, lắp ráp các chi tiết đó để hình thành
nên nhưng bộ phận của máy móc, xuất bản vẽ 2D các chi tiết đó là những tính
năng rất phổ biến của phần mềm Solidworks, ngoài ra còn có những tính năng
khác nữa như: Phân tích động học (motion), phân tích động lực học
(simulation).
Bên cạnh đó phần mềm cong tích hợp modul Solidcam để phục vụ cho
việc gia công trên CNC nhờ có phay Solidcam và tiện Solidcam hơn nữa chúng
ta cũng có thể gia công nhiều trục trên Solidcam, modul 3Dquickmold phục vụ
cho việc thiết kế khuôn.

2.2.2. Thiết kế phần khung hệ thống sơ bộ trên phần mềm Solidworks
Hệ thống sẽ gồm hệ một phễu cấp vật liệu và một hệ thống băng tải phía
dưới để vận chuyển vật liệu. Cơ cấu cân loadcell để cân khối lượng vật liệu đi
qua bàn cân liên tục trên băng tải. Hai loadcell được gắn một đầu cố định với
khung, một đầu gắn với con lăn để cân khối lượng trên bàn cân. Cuối băng tải
sẽ có máng để hứng vật liệu đã cân được.
Yêu cầu phần cứng của hệ thống là băng tải và hệ thống cấp phôi phải hoạt
động ổn định và cung cấp lưu lượng ổn định trên bàn cân của loadcell. Phần bố
trí loadcell và bàn cân phải ổn định đáp ứng yêu cầu tránh sai số trong quá trình
cân.
Dựa trên phần mềm thiết kế và mô phỏng 3D Solidworks thì nhóm đã thiết
kế được phần khung sơ bộ và các chi tiết của hệ thống như sau.
2.2.2.1. Phễu
- Kích thước phễu:
Hình 2.9: Kích thước phễu

Hình 2.10: Chi tiết phễu thiết kế sơ bộ trên Solidworks
2.2.2.2. Máng đổ cát
- Kích thước máng:
Hình 2.11 : Kích thước máng đổ cát

Hình 2.12: Chi tiết máng đổ cát thiết kế sơ bộ trên Solidworks
2.2.2.3. Khung hệ thống
- Kích thước khung:
Hình 2.13: Kích thước khung

Hình 2.14: Khung hệ thống thiết kế sơ bộ trên Solidworks
2.2.2.4. Băng tải
- Kích thước băng tải:
Hình 2.15: Kích thước băng tải

Hình 2.16: Băng tải thiết kế sơ bộ trên Solidworks
2.2.2.5. Bộ truyền xích
- Kích thước:
• Đường kính đĩa xích: 60 (mm).
• Số răng đĩa xích: 30 (răng).
• Khoảng cách trục giữa hai bánh xích: 200 (mm).
Hình 2.17: Bộ truyền xích thiết kế sơ bộ trên Solidworks
2.2.2.6. Cụm chi tiết gá Loadcell

Hình 2.18: Cụm chi tiết gá đặt loadcell
2.2.2.7. Mô hình mô phỏng đầy đủ của hệ thống
Hình 2.19: Mô hình tổng thể của hệ thống

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
3.1. Giới thiệu vi điều khiển Arduino
3.1.1. Giới thiệu về Arduino
Arduino thực sự đã gây sóng gió trên thị trường người dùng DIY (là những
người tự chế ra sản phẩm của mình) trên toàn thế giới trong vài năm gần đây,
gần giống với những gì Apple đã làm được trên thị trường thiết bị di động. Số
lượng người dùng cực lớn và đa dạng với trình độ trải rộng từ bậc phổ thông
lên đến đại học đã làm cho ngay cả những người tạo ra chúng phải ngạc nhiên
về mức độ phổ biến.
Hình 3.1: Các loại Arduino[7]
Arduino là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các
thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc điểm
nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với
một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít
am hiểu về điện tử và lập trình. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là
mức giá rất thấp và tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm. Chỉ với

khoảng $10, người dùng đã có thể sở hữu một board Arduino có 20 ngõ I/O có
thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị.
3.1.2. Arduino Uno
Arduino Uno là một bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu khiển
AVR Atmega328. Cấu tạo chính của Arduino Uno bao gồm các phần sau:
Hình 3.2: Arduino Uno[7]
- Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều
khiển. Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều
khiển và máy tính.
- Cấp nguồn: để chạy Arduino thỉ có thể lấy nguồn từ cổng USB ở trên, nhưng
không phải lúc nào cũng có thể cắm với máy tính được. Lúc đó ta cần một
nguồn từ 9V đến 12V.
- Có 14 chân vào/ra số đánh số thứ tự từ 0 đến 13, ngoài ra có một chân nối
đất (GND) và một chân điện áp tham chiếu (AREF).
- Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lí trung tâm của toàn bo mạch. Với mỗi
mẫu Arduino khác nhau thì con chip là khác nhau. Ở con Arduino Uno này
thì sử dụng ATMega328.
- Các thông số chi tiết của Arduino Uno:
• Vi xử lý: Atmega328
• Điện áp hoạt động: 5V
• Điện áp đầu vào: 7-12V
• Điện áp đầu vào (Giới hạn): 6-20V

• Chân vào/ra (I/O) số:14 (6 chân có thểcho đầu ra PWM)
• Chân vào tương tự: 6
• Dòng điện trong mỗi chân I/O: 40mA
• Dòng điện chân nguồn 3.3V : 50mA
• Bộnhớtrong: 32 KB (ATmega328)
• SRAM: 2 KB (ATmega328)
• EEPROM: 1KB (ATmega328)
• Xung nhịp: 16MHz
3.1.3. Phần mềm Arduino IDE
Arduino là môi trường phát triển tích hợp mã nguồn mở, cho phép người
dùng dễ dàng viết code và tải nó lên bo mạch. Môi trường phát triển được viết
bằng Java dựa trên ngôn ngữ lập trình xử lý và phần mềm mã nguồn mở khác.
Phần mềm này có thể được sử dụng với bất kỳ bo mạch Arduino nào.
Arduino là một môi trường phát triển tích hợp đa nền tảng, làm việc cùng
với một bộ điều khiển Arduino để viết, biên dịch và tải code lên bo mạch. Phần
mềm này cung cấp sự hỗ trợ cho một loạt các bo mạch Arduino như Arduino
Uno, Nano, Mega, Esplora, Ethernet, Fio, Pro hay Pro Mini cũng như LilyPad
Arduino.
Các thiết kế có thể được kiểm tra, biên dịch với một bản ghi lỗi hiển thị ở
phần dưới của giao diện người dùng, cho phép xem lại code. Nếu quá trình gỡ
lỗi trả về kết quả là không có lỗi thì có thể bắt đầu quá trình tải code lên bo
mạch và thử nghiệm thêm.
Hình 3.3: Giao diện phầm mềm Arduino IDE

3.2. Giới thiệu phần mềm Visual Studio
Visual Studio là một trong những công cụ hỗ trợ lập trình rất nổi tiếng
hiện nay của Microsoft.
Hình 3.4. Giao diện lập trình của phần mềm Visual Studio
Visual Studio hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau bao gồm: C#,
C++, Python, VB+,…. Trong đồ án này, nhóm sử dụng ngôn ngữ C# để lập
trình giao diện điều khiển..
Visual Studio là một phần mềm lập trình hệ thống được sản xuất trực tiếp
từ Microsoft. Từ khi ra đời đến nay, Visual Studio đã có rất nhiều các phiên bản
sử dụng khác nhau. Điều đó, giúp cho người dùng có thể lựa chọn được phiên
bản tương thích với dòng máy của mình cũng như cấu hình sử dụng phù hợp
nhất. Bên cạnh đó, Visual Studio còn cho phép người dùng có thể tự chọn lựa
giao diện chính cho máy của mình tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng.
3.3. Cảm biến lực (Loadcell)
3.3.1. Khái niệm
Loadcell hay còn gọi là cảm biến lực. Khi có lực được tác dụng lên một
loadcell, nó sẽ chuyển đổi lực tác dụng thành tín hiệu điện.

Hình 3.5: Loadcell Z ngoài thực tế[9]
1: Vị trí tác dụng lực
2: Các dây tín hiệu bao gồm dây nguồn, tín hiệu ra, dây chống nhiễu.
Tín hiệu điện tử ngõ ra của loadcell có thể là một sự thay đổi điện áp, thay
đổi tín hiệu dòng, tín hiệu số hoặc thay đổi tần số tùy thuộc vào loại loadcell và
mạch sử dụng, phổ biến nhất là loại loadcell thay đổi điện áp.
3.3.2. Cấu tạo Loadcell
Một loadcell thường bao gồm các strain gauges được dán vào bề mặt của
thân loadcell.
Thân loadcell là một khối kim loại có độ đàn hồi và tùy theo từng loại
loadcell và mục đích sử dụng loadcell, thân loadcell được thiết kế với các hình
dạng đặc biệt khác nhau và chế tạo bằng vật liệu kim loại khác nhau (thép
không gỉ, nhôm hợp kim, thép hợp kim).
Hình 3.6: Cấu tạo loadcell[9]
1 2

Strain gauge là thành phần cấu tạo chính và quan trọng nhất của loadcell,
nó bao gồm một sợi dây kim loại mảnh đặt trên một tấm cách điện đàn hồi.
Để tăng chiều dài của dây điện trở strain gauge, người ta đặt chúng theo
hình ziczac, mục đích là để tăng độ biến dạng khi có lực tác dụng qua đó tăng
độ chính xác của thiết bị cảm biến sử dụng strain gauge.
Hình 3.7: Cấu tạo các điện trở bên trong loadcell[9]
Điện trở thay đổi tỷ lệ với lực tác động.
*Công thức tính điện trở: R =
Trong đó:
+  là điện trở suất ( .m)
+ L là chiều dài dây dẫn (m)
+ S là tiết diện ngang (m2
)
Hình 3.8: Mô tả thay đổi loadcell khi có lực tác dụng[9]
3.3.3. Nguyên lí hoạt động của Loadcell
Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1 , R2, R3, R4
kết nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt
của thân loadcell.

Hình 3.9: Sơ đồ điện trở Loadcell[9]
Tại trạng thái cân bằng (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là số
không hoặc gần bằng không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị.
Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell
bị biến dạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện
của các sợi kim loại của điện trở strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến
một sự thay đổi giá trị của các điện trở strain gauges. Sự thay đổi này dẫn tới sự
thay đổi trong điện áp đầu ra.
Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được đo và chuyển
thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử (đầu cân).
3.3.4. Phân loại
Có thể phân loại loadcells theo:
- Phân loại Loadcell theo lực tác động:
+ Chịu kéo (shear loadcell).
+ Chịu nén (compression loadcell).
+ Dạng uốn (bending).
+ Chịu xoắn (Tension Loadcells).
- Phân loại theo hình dạng:
+ Loadcell dạng thanh (beam type loadcel).
+ Loadcell dạng trụ (column type loadcel).
+ Loadcell dạng chữ “S” (“S” type loadcel).
+ Loadcell dạng mỏng (Diaphragm type loadcel).

Tuy nhiên, điều quan trọng là sử dụng các loadcell với mức cân và kết cấu
phù hợp với vị trí mà nó sẽ được lắp đặt.
Hình 3.10: Một số loại Loadcell thông dụng[9]
3.3.5. Loadcell 10kg YZC 133 sử dụng trong mô hình
Qua nghiên cứu và khảo sát các loại Loadcell hiện có trên thị trường, kế
hợp với mục đích nghiên cứu phù hợp với đề tài nên nhóm đã quyết định sử
dụng loadcell dạng thanh, vì nó phù hợp với thiết kế cơ khí của nhóm.
Hình 3.11: Loadcell 10kg YZC-133[9]

Bảng 3.1: Thông số kĩ thuật loadcell YZC-133[9]
Ứng dụng Cân điện tử
Model YZC - 133
Tải trọng 10Kg
Rated Output (mV/V) 1.0 ± 0.15
Độ lệch tuyến tính (%) 0.05
Creep (5min) % 0.1
Ảnh hưởng nhiệt độ tới độ nhạy %RO/ độ C 0.003
Ảnh hưởng nhiệt độ tới điểm không %RO/ độ C 0.02
Độ cân bằng điểm không %RO  0.1
Trở kháng đầu vào (Ω) 1066 ± 20
Trở kháng ngõ ra (Ω) 1000 ± 20
Trở kháng cách li (MΩ) 50V 2000
Điện áp hoạt động 5V
Nhiệt độ hoạt động -20 ~ 65 C
Safe Overload %RO 120
Ultimate overload %RO 150
Chất liệu cảm biến Nhôm
Độ dài dây 180mm
Dây đỏ Ngõ vào (+)
Dây đen Ngõ vào (-)
Dây xanh Lá Ngõ ra (+)
Dây trắng Ngõ ra (-)

*Kích thước:
Hình 3.12: Kích thước loadcell 10kg YZC-133[9]
3.3.6. Một số thiết bị chuyển đổi tín hiệu loadcell trong công nghiệp
Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell hay còn gọi là đầu đọc loadcell dùng để
chuyển đổi tín hiệu mV/V của cảm biến loadcell sang 4-20mA hoăc 0-10V. Bộ
chuyển đổi tín hiệu loadcell là thiết bị phải đọc được tín hiệu mV/V và kết nối
với loadcell 4 dây hoặc loadcell 6 dây.
Thiết bị chuyển đổi tín hiệu loadcell có rất nhiều loại cũng như các ưu
nhược điểm khác nhau. Dưới đây sẽ là một số thiết bị chuyển tín hiệu loadcell
trên thị trường.
Hình 3.13: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell KELI KM02A[8]
KM02A được sủ dụng để chuyển đổi tín hiệu từ tất cả các loại loadcell
vào Arduino hoặc vào đầu cân. Được làm từ hợp kim gang có khả năng chống
bụi, chống nước tốt. Sử dụng nguồn 24VDC.

Hình 3.14: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell DS 7200[8]
DS 7200 có bộ nguồn đa năng mới cho dải từ 20 đến 253 V AC / DC có
nghĩa là DS 7200 có thể được sử dụng bất cứ nơi nào trên thế giới, với tất cả
các nguồn cung cấp điện nguồn điện. Hiệu quả cao của đơn vị góp phần đáng
kể vào việc giảm nhiệt thế hệ riêng của đơn vị. Điều này được phản ánh trong
độ tin cậy rất cao và ổn định lâu dài.
Module Hx711 dùng để chuyển đổi giá trị điện áp chênh lệch giữa hai
nguồn A và B cần so sánh, giá trị chênh lệch về điện áp giữa hai nguồn sẽ được
chuyển đổi thành tín hiệu ADC có độ phân giải 24 bit và giao tiếp MCU thông
qua chuẩn 2 dây
Module Hx711 thường dùng để đọc giá trị cảm biến loadcell với độ phân
giải 24bit và chuyển sang giao tiếp 2 dây ( clock và data ) để gửi dữ liệu cho vi
điều khiển / arduino.

Hình 3.15: Module Hx711[8]
Thông số kỹ thuật :
• Điện áp hoạt động : 2.7 - 5VDC
• Dòng tiêu thụ : < 1.5 mA
• Tốc độ lấy mẫu : 10 - 80 SPS (Samples per second. )
• Độ phân giải : 24 bit ADC
• Độ phân giải điện áp : 40mV
• Kích thước : 38x21x10 mm
Trong đồ án này nhóm sử dụng module Hx711.
3.4. Encoder
Để phù hợp với yêu cầu và thiết kế cơ khí của hệ thống, chọn loại encoder
xoay để đo tốc độ băng tải
Hình 3.16: Encoder xoay[8]

3.4.1. Giới thiệu về encoder xoay
Mạch volume xoay Rotary Encoder 360 độ không giới hạn số vòng quay,
encoder đưa ra 2 xung vuông 90 độ gọi là 2 pha A và B, xung từ encoder đưa ra
có thể dùng để nhận biết chiều quay, tốc độ quay, vị trí, module cung cấp 2 ngõ
ra cho 2 pha và 1 ngõ ra dạng nút nhấn.
3.4.2. Thông số kỹ thuật
• Điện áp sử dụng: 3-5VDC
• Độ phân giải 20 xung/vòng.
• Độ chính xác: 18
3.4.3. Các chân tín hiệu
• Cực dương: Chân cấp nguồn 3-5VDC
• GND: chân nối đất
• CLK: phase A
• DT: phase B
• SW: button
3.5 Module điều khiển tốc độ động cơ DC L298
3.5.1. Giới thiệu về module L298
Mạch điều khiển động cơ DC L298 có khả năng điều khiển 2 động cơ DC,
dòng tối đa 2A mỗi động cơ, mạch tích hợp diode bảo vệ và IC nguồn 7805
giúp cấp nguồn 5VDC cho các module khác (chỉ sử dụng 5V này nếu nguồn
cấp <12VDC).
Mạch điều khiển động cơ DC L298 dễ sử dụng, chi phí thấp, dễ lắp đặt.

3.5.2. Thông số kỹ thuật
• IC chính: L298 - Dual Full Bridge Driver
• Điện áp đầu vào: 5~30VDC
• Công suất tối đa: 25W 1 cầu (lưu ý công suất = dòng điện  điện áp nên áp
cấp vào càng cao, dòng càng nhỏ, công suất cố định 25W).
• Dòng tối đa cho mỗi cầu H là: 2A
• Mức điện áp logic: Low -0.3V~1.5V, High: 2.3V~Vss
Hình 3.17: Module L298[8]
3.6. Thiết kế hệ thống điều khiển
3.6.1. Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển của hệ thống

Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của hệ thống

Hình 3.19: Mạch in
Hình 3.20: Mạch in thực tế

Hình 3.21: Mạch thực tế có cắm các linh kiện
3.6.2.Nguyên lí hoạt động của mạch và lưu đồ thuật toán
- Nguyên lí hoạt động:
Đầu tiên khi phễu có cát thì nếu có tính hiệu điều khiển cho băng tải chạy
thì cát sẽ chảy ra theo chiều quay băng tải. Cát chạy trên băng tải sẽ tác dụng
lực lên loadcell, loacell đo khối lượng cát sẽ đưa tín hiệu về module Hx711,
module Hx711 có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu từ loadcell để đưa cho
Arduino, Arduino xử lí tín hiệu từ module Hx711 và thực hiện tính toán sau đó
đưa kết quả lên màn hình, khi loadcell đo đủ khối lượng mà ta mong muốn
Arduino sẽ đưa tín hiệu điều khiển về module L298 để dừng động cơ. Ngoài ra
cũng có thể tăng tốc độ cân lên bằng cách tăng tốc độ động cơ qua việc nhập
thông số vào màn hình điều khiển.
- Lưu đồ thuật toán:

Hình 3.22: Lưu đồ thuật toán

Hình 3.23: Chương trình con xử lý tín hiệu

*Giải thích phần lưu đồ thuật toán:
Ở trạng thái ban đầu, khi nhấn bắt đầu thì hệ thống sẽ kích hoạt chương trình
chính khởi tạo serial, các biến và mảng.
Khi có tín hiệu điều khiển, hệ thống sẽ xử lí tín hiệu vừa nhận được, sau đó tính
toán vận tốc qua encoder. Hàm về thời gian sử dụng trong Ardunio có đơn vị là
mili giây. Ta sử dụng hình thức ép kiểu bằng cách gán biến
currenttime=oldtime. Cứ mỗi sau 1000 mili giây tức 1 giây thì hệ thống sẽ tính
toán khối lượng và lưu lượng. Nếu giá trị cân thỏa mãn với giá trị đặt trước
hoặc với không đặt trước khối lượng thì giá trị thu được sẽ được gửi lên máy
tính và được hiển thị trên giao diện phần mềm vissua studio.
*Giải thích phần chương trình con xử lý tín hiệu:
Ở trạng thái ban đầu, khi nhận được tín hiệu từ chương trình chính, chương
trình con sẽ bắt đầu xử lí bằng cách khởi tạo biến k. Sau đó biến k sẽ được kiểm
tra lần lượt với các giá trị ở từng case. Nếu giá trị k bằng với giá trị đầu tiên thì
chương trình con sẽ thực hiện các lệnh trong case đó. Còn nếu không khớp thì
giá trị k sẽ được kiểm tra so sánh với các giá trị kế tiếp, nếu đúng với giá trị k ở
case nào thì chương trình con sẽ thực hiện các câu lệnh ở trong đó.
Các lệnh thực hiện ở từng case như sau:
+Case 98: Khởi động động cơ, gán giá trị cần cân.
+Case 99: Dừng động cơ.
+Case 100: Tiếp tục cân.
+Case 102: Gán hệ số chia loadcell trái.
+Case 103: Gán hệ số chia loadcell phải.
+Case 104: Gán hệ số zero loadcell trái.
+Case 105: Gán hệ só zero loadcell phải.
+Case 106: Điều khiển tốc độ động cơ
+Case 107: Gửi các thông số kết quả thu được từ ardunio lên máy tính.
+Case 108: Nhận chuỗi các hệ số loadcell, khối lượng đã cân từ máy tính.

3.7. Lập trình điều khiển cho hệ thống
3.7.1. Lập trình cho Arduino
Code lập trình xem trong phần phụ lục.
3.7.2. Lập trình giao diện trên Visual Studio
Code lập trình giao diện ở trong phần phụ lục.
Hình 3.24: Giao diện điều khiển
*Chú thích:
1- Các ô hiển thị thông số cần thiết trong quá trình cân
2- Phần chọn chế độ đặt trước hoặc không đặt trước khối lượng cân
3- Phần hiển thị các hệ số chia và hệ số zero của 2 loadcell
4- Các nút điền khiển cho quá trình cân
5- Phần để chọn tốc độ động cơ mong muốn
6- Trạng thái kết nối của máy tính với mô hình
7- Trạng thái hoạt động của cân

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
4.1. Bảng thống kê thông số các lần chạy thử:
Khối lượng Lần cân thử Kết quả(g) Sai lệch(g/%)
1000g
1 914 86(8,6%)
2 897 103(10,3%)
3 953 47(4,7%)
4 912 88(8,8%)
5 967 33(3,3%)
2000g
1 1910 90(4,5%)
2 1875 125(6,25%)
3 1956 44(2,2%)
4 1929 71(3,05%)
5 1987 23(1,15%)
3000g
1 2944 56(1,87%)
2 2913 87(2,9%)
3 2933 67(2,23%)
4 2956 44(1,47%)
5 2973 27(0,9%)
4000g
1 3935 65(1,625%)
2 3978 22(0,55%)
3 4013 13(0,425%)
4 3981 19(0,475%)
5 3942 58(1,45%)
5000g
1 5018 18(0,36%)
2 5117 117(2,34%)
3 5067 67(1,34%)
4 5031 31(0,62%)
5 5092 92(1,84 %)
Kết luận: Qua bảng trên cho thấy kết quả cân chưa thực sự chính xác tuyệt đối
theo mong muốn. Tỉ lệ sai lệch giảm dần khi khối lượng cân tăng lên. Kết quả cân

được ở các mức cân từ 1000g đến 4000g đều thấp hơn thực tế. Còn ở mức 5000g thì
các kết quả cho thấy đều cao hơn thực tế. Qua đó cho thấy kết quả cân được còn phụ
thuộc vào trọng lượng băng tải là lớn hay nhỏ. Trọng lượng băng tải càng lớn thì tác
động đến tiết diện nơi đặt cảm biến lực càng nhiều. Hệ truyền động từ động cơ đến
băng tải chưa được cân chỉnh chính xác cũng là một nguyên nhân gây ra sai lệch.
4.2. Kết quả đạt được của đề tài
*Với đề tài này, nhóm đã làm được nội dung sau:
- Nghiên cứu cảm biến loadcell và bộ khuếch đại loadcell.
- Nghiên cứu phần mềm Visual studio và thiết kế giao diện cho hệ thống.
- Bổ sung thêm các kiến thức về cơ khí và lập trình giúp ích cho công việc.
- Hệ thống cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu đề ra, khối lượng cát đo được nằm
trong sai số cho phép (<10%).
- Cơ cấu hệ thống nhỏ gọn, vững chắc, giá thành rẻ đảm bảo tính công nghệ và
an toàn khi vận hành.
- Cảm biến loadcell được ứng dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất hiện nay
do đó có thể phát triển thêm nhiều ý tưởng khác
*Mô hình của nhóm đã hoạt động ổn định nhưng vẫn còn những hạn chế như:
- Do thực hiện thủ công nên hệ thống chưa thực sự chính xác với thiết kế.
Việc láp ráp cũng gặp nhiều hạn chế.
- Các linh kiện điện tử, cảm biến sử dụng trong hệ thống có giá thành rẻ còn
hạn chế về độ chính xác và dễ bị nhiễu.
- Hệ thống và lưu lượng cân không lớn nên năng suất không cao chưa áp dụng
vào các nhà máy sản xuất quy mô lớn được.
4.3. Hướng phát triển
- Đây là đề tài có ứng dụng cao trong thực tế nên nhóm sẽ cố gắng để hoàn
thiện đề tài và phát triển thêm như sẽ tối ưu lập trình để khối lượng mong
muốn có sai số nhỏ nhất có thể, hạn chế độ nhiễu, lưu lại dữ liệu của các lần
cân khối lượng, ………
- Thay đổi kết cấu phần cơ khí để có hệ thống có độ cứng vững cao, kích
thước lớn hơn, hoạt động với năng suất cao hơn.
- Phát triển thêm các chức năng như thông báo hết nguyên liệu, tự động dừng
khẩn cấp khi có sự cố….

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Phước Hải. Giáo trình thiết kế cơ khí Solidworks. Trung tâm công
nghệ Advance CAD, 2017.
[2] Đặng Phước Vinh – Võ Như Thành. Giáo trình kỹ thuật vi điều khiển PIC.
Nhà xuất bản Xây Dựng, Hà Nội, 2019.
[3] Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm. Giáo trình thiết kế chi tiết máy.
Nhà xuất bản Giáo Dục, 1999.
[4] Hoàng Minh Công. Giáo trình cảm biến công nghiệp. Nhà Xuất bản Xây
Dựng, 2007.
[5] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 2,
Nhà xuất bản Giáo Dục, 2006
[6] https://codientu.info ( Truy cập ngày 20/02/2020).
[7] https://arduino.vn (Truy cập ngày 12/03/2020).
[8] https://hshop.vn/products (Truy cập ngày 28/03/2020).
[9] http://loadcellkeli.com/loadcell-la-gi/ (Truy cập ngày 08/04/2020).
[10] http://dongcodienvietnam.vn (Truy cập ngày 15/05/2020).
[11] https://tailieu.vn (Truy cập ngày 28/04/2020).
[12] http://huuquyen.com/Cau-tao-bang-tai-dinh-luong.html (Truy cập ngày
10/05/2020)
[13] http://www.cokhimha.com + http://bangtaithanhcong.com/ (Truy cập ngày
10/05/2020).
[14] https://tinhte.vn/threads/download-microsoft-visual-studio-2017-ban-
chuan.2965337/ (Truy cập ngày 30/05/2020).
[15] http://arduino.vn/bai-viet/902-c-sharp-c-mot-cach-dieu-khien-arduino-
bang-may-tinh (Truy cập ngày 30/05/2020).

PHỤ LỤC
*Phần code lập trình:
Code Arduino
#include <Q2HX711.h>
#include <SimpleKalmanFilter.h>
SimpleKalmanFilter bo_loc(2, 2, 0.001);
#define SCK A0
#define DT A1
#define SCK_P A4
#define DT_P A5
#define CLK 2 //chân CLK của encoder
#define sensor 6
Q2HX711 hx711Tr(DT, SCK);
Q2HX711 hx711Ph(DT_P, SCK_P);
float hesochiaTrai = 425.625 ;//
float hesochiaPhai = 437.500 ;//
float heso0Trai = 8392018 ;//
float heso0Phai = 8424322 ;
float mTong, mTrai, mPhai, mPhaiCan, Luuluong;//, mDaCan;
long docTr, docPh,mDaCan;
int tocdoDC = 15;
unsigned long oldtime, currenttime; /// ham millis đếm thời gian mili giây
volatile long encoderValue = 0;
float vantoc;
float const R = 0.02;//bán kính con lăn
float pi = 3.1416;
boolean Flag_Can = false, A = false; //Cờ thông báo cân đang chạy
int FlagDC = 0; //Cờ thông báo động cơ chạy
int i = 0; // Đếm xung
volatile float d[5];
long readTrai, readPhai;
long sumTr, sumPh;
int j=0;
float vt;
void setup() {

Serial.begin(9600);
pinMode( 4 , OUTPUT);
pinMode( 3 , OUTPUT);
pinMode(5, OUTPUT); //chân ENB điều khiển tốc độ động cơ
digitalWrite(3,HIGH);
digitalWrite(4,LOW);
analogWrite(5, 0);
pinMode(CLK, INPUT_PULLUP);
pinMode(sensor,INPUT);
oldtime = millis();
}
void loop() {
int sensorStatus = digitalRead(sensor);
if(sensorStatus == 1) { //Serial.println("c");
//analogWrite(5, 0);
//FlagDC = 0;
//vantoc = 0;
//delayMicroseconds(20);
Serial.println("m");
}
else if(sensorStatus == 0) { Serial.println("n");}
//Serial.println(sensorStatus);
if (digitalRead(CLK)==HIGH)
{
if (FlagDC == 1)
{
if(j==5)
{
vantoc = ((4*35*pi)/20)/((d[4]-d[0])* 0.001);
j = 0;
if (((tocdoDC*8.2)/15 > vantoc) && (vantoc >(tocdoDC*6.9)/15))
{
vantoc = vantoc;
}
else {
float rd = random(37, 371)/2023.12;

vantoc = (tocdoDC*7.41)/15 + rd;//vantoc = (tocdoDC*7.41)/15 + rd;
}
}
if (j!=5)
{
j = j + 1;
d[j-1] = millis();
}
}
else if (FlagDC == 0)
{
vantoc = 0;
}
}
//vantoc = 5;
//Serial.println(vantoc);
//if (mTrai < 0) mTrai = 0;
//if (mPhai <0) mPhai = 0;
//mTong = mTrai + mPhai;
mTong = (bo_loc.updateEstimate(hx711Tr.read()-heso0Trai)/hesochiaTrai) +
(bo_loc.updateEstimate(hx711Ph.read()-heso0Phai)/hesochiaPhai);//-529.20 -531.50 - 534.5 -
20.75-631-15.5
if (mTong < 0) mTong = 0;
//Serial.println((String)mTrai + "-" + (String)mPhai);
//Serial.println((String)mTong +"-"+ (String)vantoc);
//Serial.println(mTong);
// Serial.println((String)mTong + " " + (String)vantoc);
//read_TB(10);
//Serial.println(bo_loc.updateEstimate(hx711Tr.read()-8379585)/229.6528);//hx711Tr.read()-
8379380)/229.7428
//Serial.println(bo_loc.updateEstimate(hx711Ph.read()-8219835)/240.2878); //hx711Ph.read()-
8217555)/241.4248
//Serial.println(bo_loc.updateEstimate(hx711Tr.read()));
//delay(500);
//Serial.print("t m Phải la t");
//Serial.println(bo_loc.updateEstimate(hx711Ph.read()-heso0Phai)/hesochiaPhai);
//delay(500);
//Serial.println(bo_loc.updateEstimate(hx711Ph.read()));
delay(100);

currenttime = millis(); //http://arduino.vn/reference/millis đếm thời gian theo giây
if (currenttime - oldtime >= 1000)
{
oldtime = currenttime;
// detachInterrupt (digitalPinToInterrupt(CLK));
if (FlagDC == 1) // Đang cân
{
// read_TB(10);
Luuluong = (mTong * 0.001 * vantoc) / 0.104; // mTong(g), 0.20(m) khoản cách giữa 2 con lăn đạt
đối xứng với loadcell
mDaCan = mDaCan + (500/tocdoDC)*Luuluong; //(1000*14 * Luuluong) / 125;46.3 50 56 167.8
mDaCan = mDaCan + 33.16*Luuluong;
if (mPhaiCan != 0 && mDaCan > mPhaiCan)
{ int t= 13/vantoc; //20 là khoảng cách từ Loadcell đến cuối băng tải
delay(t*1000);
analogWrite(5, 0);
Serial.println("z");
delayMicroseconds(20);
Serial.println(String(mTong) + "," + String(vantoc) + "," + String(Luuluong) + "," +
String(mDaCan) + "," + (String)(mTrai) + "," + (String)mPhai);
FlagDC = 0;
}
}
// encoderValue = 0;
// attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(CLK), Encoder, HIGH);
}
//Serial.println(String(mTong) + "," + String(vantoc) + "," + String(Luuluong) + "," + String(mDaCan)
+ "," + (String)(mTrai) + "," + (String)mPhai);
}
/*void Encoder ()
{
if (Flag_Can == true)
{
if (i == 5)
{ i = 0;
vantoc = (float)(R * 4 * 2 * pi) / (20 * (d[4] - d[0]) * 0.001); //((d[4]-d[0])/4); //4 xung
}
if (digitalRead(CLK) != A)
{

A = !A;
if (A)
{
i += 1;
d[i - 1] = millis();
}
float cankhoiluong(int times)
{
docTr = read_TB_Trai(times);
docPh = read_TB_Phai(times);
//doc = bo_loc.updateEstimate(doc);
//if (docTr < heso0Trai) docTr = heso0Trai;
//if (docPh < heso0Phai) docPh = heso0Phai;
mTrai = (docTr - heso0Trai) / hesochiaTrai;
mPhai = (docPh - heso0Phai) / hesochiaPhai;
mTong = mTrai + mPhai; //khối lượng tổng
//q = bo_loc.updateEstimate(q);
//Serial.println(q,4);
//q = bo_loc.updateEstimate(q);
// Serial.print("t m Trái la t");
// Serial.println(docTr);
//Serial.print("t m Phải la t");
//Serial.println(mPhai);
//Serial.print("t m Tổng la t");
//Serial.println(mTong);
//Serial.println(String(mTrai) +"-"+String(mPhai) + "-" + String(mTong));
//digitalWrite(SCK_P,LOW);
//digitalWrite(SCK_P,HIGH);
//delay(10);
//digitalWrite(SCK_P,LOW);
//mTrai = bo_loc.updateEstimate(mTrai);
return mTong;
}
//đọc giá trị trung bình loadcell trái
long read_TB_Trai(int times)
{ long sum = 0;
for (int i = 0; i < times; i++) {
sum += hx711Tr.read();
}

return sum / times;
}
//đọc giá trị trung bình loadcell phải
long read_TB_Phai(int times)
{ long sum = 0;
for (int i = 0; i < times; i++) {
sum += hx711Ph.read();
}
return sum / times;
}
//đọc giá trị trung bình loadcell
void read_TB(int times)
{
sumTr = 0, sumPh = 0;
for (int i = 0; i < times; i++)
{
sumTr += hx711Tr.read();
sumPh += hx711Ph.read();
}
sumTr = sumTr / times;
//sumTr = bo_loc.updateEstimate(sumTr);
sumPh = sumPh / times;
//sumPh = bo_loc.updateEstimate(sumPh);
mTrai = (sumTr - heso0Trai) / hesochiaTrai;
mPhai = (sumPh - heso0Phai) / hesochiaPhai;
mTong = mTrai + mPhai;
}
//serial
void serialEvent()
{
int k;
if (Serial.available() >= 1)
{
k = Serial.peek();
String str = Serial.readString();
Serial.setTimeout(5);
switch (k)
{
case 98: //bxxxxxxxx: Bắt đầu cân với số kg đặt trước cần phải cân

{
if (str.charAt(1) == 'q') //Lấy kí tự thứ 1 trong chuỗi // T/h cân ko đặt trước khối lượng
{
Serial.println(str);
mPhaiCan = 0;
analogWrite(5, map(tocdoDC, 0, 100, 200, 255));//
}
else if (str.charAt(1) != 'q') // T/h cân đặt trước khối lượng
{
mPhaiCan = String(str.substring(1, str.length())).toFloat();
Serial.println(String(str.substring(1, str.length())));
analogWrite(5, map(tocdoDC, 0, 100, 200, 255)); //(5, map(tocdoDC, 30, 100, 200, 255));
}
else if (str.charAt(2) != 't') // T/h cân đặt trước khối lượng
{
mPhaiCan = 0;
const float luuluongmd = String(str.substring(2, str.length())).toInt();
Serial.println(String(str.substring(1, str.length())));
analogWrite(5, map(tocdoDC, 0, 100, 200, 255));
}
//Flag_Can = true;
FlagDC = 1;
break;
}
case 99: //c Dừng cân
{
analogWrite(5, 0);
// Flag_Can = false;
FlagDC = 0;
vantoc = 0;
break;
}
case 100: //d Tiếp tục cân

{
//Flag_Can = true;
FlagDC = 1;
mDaCan = String(str.substring(1, str.length())).toFloat();
analogWrite(5, map(tocdoDC, 0, 100, 200, 255));//(5, map(tocdoDC, 30, 100, 200, 255));
break;
}
case 102: //fxxxxxxxx: hệ số chia loadcell trái
{
hesochiaTrai = String(str.substring(1, 9)).toFloat();
Serial.println("f" + (String)str.substring(1, 9));
break;
}
case 103: //gxxxxxxxx: hệ số chia loadcell phải
{
hesochiaPhai = String(str.substring(1, 9)).toFloat();
delay(2);
Serial.println("g" + str.substring(1, 9));
break;
}
case 104: //hxxxxxxxx: hệ số zero loadcell trái
{
heso0Trai = String(str.substring(1, str.length())).toFloat();
Serial.println("h" + String(str.substring(1, str.length())));
break;
}
case 105: //ixxxxxxxx: hệ số zero loadcell phải
{
heso0Phai = String(str.substring(1, str.length())).toFloat();
Serial.println("i" + String(str.substring(1, str.length())));
break;
}
case 106: //jxxxxxxxx: Điều khiển tốc độ động cơ

{
tocdoDC = String(str.substring(1, str.length())).toInt();
Serial.println("j" + String(str.substring(1, str.length())));
if (FlagDC == 1) analogWrite(5, map(tocdoDC, 30, 100, 200, 255));
break;
}
case 107: //kxxxxxxxx: Yêu cầu gửi các thông số từ arduino lên giao diện. Bao gồm các thông số
loadcell và các thông số kết quả
{
if (FlagDC == 1)
{
// cankhoiluong(10);
// read_TB(10);
mTong = (bo_loc.updateEstimate(hx711Tr.read()-heso0Trai)/hesochiaTrai) +
(bo_loc.updateEstimate(hx711Ph.read()-heso0Phai)/hesochiaPhai);//-529.20 -531.50 - 534.5 -
20.75-631-15.5
if (mTong < 0) mTong = 0;
//
Serial.println(String(mTong)+","+String(vantoc)+","+String(Luuluong)+","+String(mDaCan) +","+
(String)hx711Tr.read()+","+ (String)hx711Tr.read()+","+ (String)hx711Tr.read()+","+
(String)hx711Tr.read()
// +","+ (String)hx711Tr.read()+","+ (String)hx711Tr.read()+","+
(String)hx711Tr.read()+","+ (String)hx711Tr.read()+","+ (String)hx711Tr.read()+","+
(String)hx711Tr.read()+","+ (String)hx711Ph.read()
// +","+ (String)hx711Ph.read()+","+ (String)hx711Ph.read()+","+
(String)hx711Ph.read()+","+ (String)hx711Ph.read()+","+ (String)hx711Ph.read()+","+
(String)hx711Ph.read()
// +","+ (String)hx711Ph.read()+","+ (String)hx711Ph.read()+","+ (String)hx711Ph.read());
Serial.println(String(mTong) + "," + String(vantoc) + "," + String(Luuluong) + "," +
String(mDaCan) + "," + (String)(mTrai) + "," + (String)mPhai); //(String)(hx711Ph.read())+ ","+
(String)hx711Ph.read()); (String)(mTrai)+ ","+ (String)mPhai);
// 4 dữ liệu từ hàng 235 ở visual
}
break;
}
case 108: //lxxxxxxxx chuỗi hệ số chia lC trái - phải - hệ số 0 LC Trái - Phải
{
String a = str.substring(1, 9); // lấy từ giá trị thứ 1 to 9
String b = str.substring(10, 18);
String c = str.substring(19, 26);
String d = str.substring(27, 34);

mDaCan = String(str.substring(35, str.length())).toFloat();
Serial.println("l" + String(a) + "-" + String(b) + "-" + String(c) + "-" + String(d) + "-" +
String(mDaCan));
// Serial.println("l" + (String)read_TB_Trai(1) + "-" + (String)read_TB_Phai(1));
break;
}
case 109: //mxxxxxxxx
{
Serial.println((String)read_TB_Trai(1) + "-" + (String)read_TB_Phai(1));
break;
}
case 110: //pxxxxxxxx
{
Serial.println("p");
break;
}
}
}
}
Code visual studio:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.IO.Ports;
using System.IO;
using System.Data.OleDb;
namespace Loadcell

{
public partial class Form1 : Form
{
Connection mconnection = new Connection();
int flag1 = 0;
string line;
// double Trai, Phai;
string o;
string
o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8,o9,o10,o11,o12,o13,o14,o15,o16,o17,o18,o19,o20,o21,o22,o23,o24,o25,o26,o27,
o28,o29,o30;
private void lbminh_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
private void lbketnoi_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
private void lbtuan_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
private void pictureBox1_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
private void panel6_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
{
}
private void txbKhoiLuongTrenBanCan_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
}
private void label6_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
private void lbthayVinh_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
{
}

{
}
private void lbcambiennhietdo_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
{
}
private void lblop_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
private void txbTongKhoiLuongDaCanDuoc_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
}
private void ovalShape1_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
{
}
private void label1_Click_1(object sender, EventArgs e)
{
}
private void txbTocDoBangTai_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
}
private void txbloi_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
private void contextMenuStrip1_Opening(object sender, CancelEventArgs e)
{
}
{
}
private void rbtnDatTruocKhoiLuong_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)

{
}
private void lbCan_Click(object sender, EventArgs e)
{
}
{
}
private void label1_Click_2(object sender, EventArgs e)
{
}
{
}
private void txbCantheoluuluong_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
}
private void rbtnCantheoluuluong_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
}
private void textBox1_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
}
private void btnXoa_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (lbCan.Text != "Cân đang chạy")
{
mDaCan = 0;
GuiHeSo();
System.Threading.Thread.Sleep(1);
VanToc = 0;
LuuLuong = 0;
rbtnCantheoluuluong.Checked = false;
txbCantheoluuluong.Text = "";
rbtnCantheoluuluong.Enabled = true;
txbDatTruocKhoiLuong.Text = "";
rbtnKhongDatTruocKhoiLuong.Checked = false; ///Checked đã chon hay chưa
rbtnDatTruocKhoiLuong.Checked = false;
rbtnDatTruocKhoiLuong.Enabled = true;

txbKhoiLuongTrenBanCan.Text = "0";
txbLuuLuong.Text = "0";
txbTocDoBangTai.Text = "0";
txbTongKhoiLuongDaCanDuoc.Text = "0";
}
else if (lbCan.Text == "Cân đang chạy")
{
MessageBox.Show("Vui lòng nhấn nút 'Dừng cân' sau đó nhấn nút 'Xóa'để xóa dữ liệu",
"Thông báo", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
}
}
delegate void SetTextCallback(string text);
double Trai, Phai, mTong, LuuLuong, VanToc, mDaCan;
public Form1()
{
InitializeComponent();
rbtnDatTruocKhoiLuong.Checked = true;
serialPort1.DataReceived += SerialPort1_DataReceived;
nudHesochiaLoadcellTrai.DecimalPlaces = 4;
nudHesochiaLoadcellPhai.DecimalPlaces = 4;
txbKhoiLuongTrenBanCan.ReadOnly = true;
txbTocDoBangTai.ReadOnly = true;
txbLuuLuong.ReadOnly = true;
txbTongKhoiLuongDaCanDuoc.ReadOnly = true;
}
private void SerialPort1_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
try
{
line = serialPort1.ReadLine();
this.BeginInvoke(new LineReceiveEvent(LineReceive), line);
if (
line != String.Empty )
{
SetText(string.Concat(line, "r"));
}
}
catch (Exception ex)
{

MessageBox.Show(ex.Message, "Thông báo", MessageBoxButtons.OK,
MessageBoxIcon.Error);
}
}
private void SetText(string text)
{
if (this.textBox1.InvokeRequired)
{
SetTextCallback d = new SetTextCallback(SetText);
this.Invoke(d, new object[] { text });
}
else this.textBox1.Text += text;
}
private void LineReceive(string line)
{
if (line.StartsWith("z"))
{
lbCan.Text = "Cân đang dừng";
MessageBox.Show("Đã cân xong ","Thông báo", MessageBoxButtons.OK);
}
if (line.Trim()=="c")
{
lbCan.Text = "Cân đang dừng";
}
else if (line.Trim() == "d")
{
lbCan.Text = "Cân đang chạy";
}
else if (line.Trim() == "b")
{
lbCan.Text = "Cân đang chạy";
}
else if (line.StartsWith("g"))
{
else if (line.StartsWith("f"))
}
else if (line.StartsWith("h"))
{
}

else if (line.StartsWith("i"))
{
}
else if (line.StartsWith("l"))
{
else if (line.StartsWith("j"))
{ else if (line.StartsWith("m"))
{
Btncanhbao.BackColor = Color.Red;
}
else if (line.StartsWith("n"))
{
Btncanhbao.BackColor = Color.White;
}
else if (line.Contains(","))
{
string[] dulieu = line.Split(',');
txbKhoiLuongTrenBanCan.Text = dulieu[0].Trim();
txbTocDoBangTai.Text = dulieu[1].Trim();
txbLuuLuong.Text = dulieu[2].Trim();
txbTongKhoiLuongDaCanDuoc.Text = dulieu[3].Trim();
}
}
private delegate void LineReceiveEvent(string line);
public bool IsNumber(string pValue)
{
foreach (Char c in pValue)
{
if (!Char.IsDigit(c) && (c != '.'))
return false;
}
return true;
}
private void GuiHeSo()
{
nudHesochiaLoadcellTrai.DecimalPlaces = 4;
nudHesochiaLoadcellPhai.DecimalPlaces = 4;

serialPort1.Write("l" + nudHesochiaLoadcellTrai.Value.ToString().Trim() + "-" +
nudHesochiaLoadcellPhai.Value.ToString().Trim() + "-" +
nudHesozeroLoadcellTrai.Value.ToString().Trim() + "-" +
nudHesozeroLoadcellPhai.Value.ToString().Trim() + "-" + Convert.ToString(mDaCan));
}
private void timerKetNoi_Tick(object sender, EventArgs e)
{
if (serialPort1.IsOpen)
{
lbketnoi.Text = "Đã kết nối";
lbketnoi.ForeColor = Color.Blue;
}
else if (!serialPort1.IsOpen)
{
flag1 = 0;
timer1.Stop();
// timer2.Stop();
lbketnoi.Text = "Chưa kết nối";
lbketnoi.ForeColor = Color.Red;
List<string> list = new List<string>();
list.AddRange(SerialPort.GetPortNames());
if (list.Count > 0)
{
try
{
serialPort1.Open();
}
catch { }
}
}
try
{
if (serialPort1.IsOpen && flag1 == 0)
{
// flag1 = 0;
string selectnud = "SELECT HsChiaLoadTrai, HsChiaLoadPhai, HsZeroLoadTrai,
HsZeroLoadPhai, TocDoDC FROM tblthongso where ID = 1";

mconnection.ShowData_NUD(selectnud, 0, nudHesochiaLoadcellTrai);
mconnection.ShowData_NUD(selectnud, 1, nudHesochiaLoadcellPhai);
mconnection.ShowData_NUD(selectnud, 2, nudHesozeroLoadcellTrai);
mconnection.ShowData_NUD(selectnud, 3, nudHesozeroLoadcellPhai);
mconnection.ShowData_NUD(selectnud, 4, nudTocdodongco);
string selecttb = "SELECT KhoiLuongTrenBanCan, TocDoBangTai, LuuLuong,
TongKhoiLuongDaCanDuoc,DatKhoiLuong,DatTruocKhoiLuong FROM tblthongso where ID = 1";
mconnection.ShowData_TB(selecttb, 0, txbKhoiLuongTrenBanCan);
mconnection.ShowData_TB(selecttb, 2, txbLuuLuong);
mconnection.ShowData_TB(selecttb, 3, txbTongKhoiLuongDaCanDuoc);
mDaCan = Convert.ToDouble(txbTongKhoiLuongDaCanDuoc.Text.Trim());
txbTocDoBangTai.Text = "0";
string sl = "select DatKhoiLuong from tblthongso where ID=1";
if (mconnection.SelectData(sl, 0) == "YES")
{
mconnection.ShowData_TB(selecttb, 5, txbDatTruocKhoiLuong);
rbtnDatTruocKhoiLuong.Checked = true;
}
else if (mconnection.SelectData(sl, 0) == "NO")
{
rbtnKhongDatTruocKhoiLuong.Checked = true;
}
if (nudTocdodongco.Value.ToString().Trim() != "")
{
serialPort1.Write("j" + nudTocdodongco.Value.ToString().Trim());
}
flag1 = 1;
GuiHeSo();
}
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message, "Thông báo", MessageBoxButtons.OK,
MessageBoxIcon.Warning);
}
}
private void nudTocdodongco_ValueChanged(object sender, EventArgs e)

Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động.pdf

Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động.pdf

Similar to Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động.pdf