Đồ án Thiết kế và thi công mô hình phân loại sản phẩm dùng cảm biến màu (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và thi công mô hình phân loại sản phẩm dùng cảm biến màu (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM DÙNG CẢM BIẾN MÀU GVHD: THS THÁI HOÀNG LINH SVTH: NGUYỄN HUY CƯỜNG MSSV: 09201004 SVTH: TRẦN MINH PHƯƠNG MSSV: 09201037 SKL003069 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIÊṆ - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM DÙNG CẢM BIẾN MÀU GVHD: ThS. THÁI HOÀNG LINH SVTH : NGUYỄN HUY CƯỜNG MSSV : 09201004 SVTH :TRẦN MINH PHƯƠNG MSSV: 09201037 Tp. Hồ Chí Minh - 07/2014
3. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh PHẦN A GIỚI THIỆU Đồ án tốt nghiệp Trang i
4. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Tp. HCM, ngày 01 tháng 03 năm 2014 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Huy Cường MSSV: 09201004 Trần Minh Phương MSSV: 09201037 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2009 Lớp: 09201 I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG PHÂN LOạI MÀU DUNG CảM BIếN TCS 3200 II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu về PLC S7-300 CPU 314 của Siemens. - Tìm hiểu về TCS 3200 - Tìm hiểu phần mềm giám sát WinCC. - Thiết kế và thi công mô hình phân loại sản phẩm. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/03/2014 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/07/2014 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ths. THÁI HOÀNG LINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Ths. THÁI HOÀNG LINH TS.GV. NGUYỄN THANH HẢI Đồ án tốt nghiệp Trang ii
5. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện – Điện Tử PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BM Điện Tử Công Nghiệp Ngàytháng năm 2014 1. Tên đề tài tốt nghiệp: 2. Cán bộ phản biện: 3. Nhận xét: 4. Đề nghị : Đƣợc bảo vệ: Bổ sung để đƣợc bảo vệ: Không đƣợc bảo vệ: 5. Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trƣớc hội đồng : (dành cho cán bộ phản biện) Câu 1:. Câu 2:. 6. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB, yếu): Điểm: /10. Cán bộ phản biện Đồ án tốt nghiệp Trang iii
6. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh LỜI CẢM ƠN  Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn Thầy THÁI HOÀNG LINH đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cũng như hỗ trợ phương tiện, thiết bị thí nghiệm trong suốt quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện đề tài. Đồng thời chúng em xin cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện Tử Và Trung Tâm Việt Đức đã tạo điều kiện, cung cấp cho nhóm những kiến thức cơ bản, cần thiết để chúng em có điều kiện và đủ kiến thức để thực hiện quá trình nghiên cứu Đồng thời, nhóm cũng xin cám ơn bạn bè, các thành viên trong lớp 09201 đã có những ý kiến đóng góp, bổ sung, giúp nhóm hoàn thành tốt đề tài. Ngoài ra, nhóm cũng đã nhận được sự chỉ bảo của các anh (chị) đi trước.Các anh (chị) cũng đã hướng dẫn và giới thiệu tài liệu tham khảo thêm trong việc thực hiện nghiên cứu. Trân trọng Đồ án tốt nghiệp Trang iv
7. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh LỜI MỞ ĐẦU Tự động hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và trong sản xuất công nghiệp. Ngày nay, nghành tự động hóa đã phát triển rất cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều khiển,vi xử lý, PLC Trong những thập niên gần đây xuất hiện ngày càng nhiều các khu công nghiệp ở TP Hồ Chí Minh, Hà Nội, Bình Dương và các khu công nghiệp khác trong cả nước. Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành tự động hóa được ứng dụng rất nhiều trong quá trình phân loại sản phẩm.Đặc biệt nó giúp chúng ta phân biệt được các loại sản phẩm khác nhau.Dây chuyền sản xuất lớn, sản phẩm dồi dào nên cần có nhiều băng tải để vận chuyển sản phẩm. Từ các vật liệu ban đầu được di chuyển bởi băng tải, trải qua nhiều khâu chế biến cuối cùng tạo ra sản phẩm. Điều này giúp ích rất nhiều cho công nhân đồng thời nâng cao năng suất. Trong mô hình hệ thống phân loại sản phẩm thì hệ thống điều khiển đóng vai trò rất quan trọng. Hệ thống điều khiển được xem như đầu não, nó quyết định mọi hoạt động của hệ thống. Trong thực tế, hiện nay kỹ thuật điều khiển phân loại sản phẩm thường được sử dụng hai phương pháp chính: Điều khiển bằng Vi Xử Lý và điều khiển bằng PLC. Trong đề tài này, nhóm thực hiện sử dụng PLC để điều khiển, vì PLC có nhiều ưu điểm như: độ tin cậy cao, dễ lắp đặt, dể dàng thay đổi thiết kế phần mềm, ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng, thích ứng được trong môi trường khắc nghiệt( Nhiệt độ, độ ẩm, tiếng ồn, điện áp dao động ) Trong đồ án này, nhóm sử dụng PLC của hãng SIEMENS S7-300 CPU để điều khiển phân loại sản phẩm. Nhưng vì thời gian làm đề tài không nhiều cùng với kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, nhóm rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của quý Thầy(Cô), các bạn sinh viên trong và ngoài trường quan tâm đến lĩnh vực điều khiển tự động này. Quyển đồ án này giúp người đọc tìm hiểu, phân biệt được các giải thuật điều khiển. Ngoài ra, nhóm còn giới thiệu cho đến các bạn đọc cách kết nối – SCADA PLC thông qua phần mềm Wincc, Quyển đồ án được chia làm 3 phần với nội dung như sau: Phần A: Giới thiệu Phần B: Nội dung (Gồm 4 Chương) Chương I: Dẫn nhập Chương II: Cơ Sở Lý Thuyết Chương III: Thiết Kế Và Thi Công Mô Hình Chương IV: Điều Khiển Và Giám Sát Mô Hình Phần C: Kết Luận Và Hướng Phát Triển Đề Tài. Đồ án tốt nghiệp Trang v
8. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp. HCM, Ngày Tháng Năm 2014. Giáo viên phản biện Đồ án tốt nghiệp Trang vi
9. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Tp. HCM, Ngày Tháng , Năm 2014. Giáo viên hƣớng dẫn ThS. THÁI HOÀNG LINH Đồ án tốt nghiệp Trang vii
10. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh MỤC LỤC TRANG Phần A : Giới Thiệu i Phân công cán bộ hƣớng dẫn và phản biện ii Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp iii Lời cám ơn iv Lời nói đầu v Nhận xét của giáo viên phản biện vi Nhận xét của giáo viên hƣớng dẫn vii Mục lục viii Phần B : Nội Dung 1 Chƣơng I: Dẩn Nhập 2 1.1 Lý do chọn đề tài 3 1.2 Mục đích nghiên cứu 3 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 3 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 3 Chƣơng II: Cơ Sở Lý Thiết 4 2.1 Mục Đích Phân Loại 5 2.2 Các Phƣơng án Phân Loại Sản Phẩm 5 2.3 Phƣơng án Thực Hiện 6 2.4 Giới thiệu về LED thu phát hồng ngoại 6 2.5 Giới Thiệu Về Cảm Biến Phân Biệt Màu TCS 3200 7 2.5.1 Cảm Biến Màu 7 2.5.2 Led Sáng Trắng 10 2.6 Giới Thiệu Về Vi Xử Lý AT 89S52 11 2.6.1 Đại Cương 11 2.6.2 Sơ Đồ Chân 89S52 12 2.6.3 Chức Năng Của Các Chân 89S52 13 2.6.4 Tổ Chức Bộ Nhớ Bên Trong 89S52 15 2.7 Giới Thiệu Về PLC S7-300 23 2.7.1 Mô Tả Về PLC 23 2.7.2Giới thiệu PLC S7-300 CPU 315-2DP 23 2.7.3Các Module PLC S7-300 24 2.7.4Cấu trúc bộ nhớ trong PLC S7-300 27 2.7.5Ngôn ngữ Ladder Logic ( LAD ) 29 2.7.6Truyền thông giữa PLC và PC .30 2.8 Giới thiệu cảm biến 31 2.8.1 Giới thiệu cảm biến quang 31 2.8.2 Cảm biến quang thu phát riêng 32 2.8.3 Cảm biến quang phản xạ qua gương 32 Đồ án tốt nghiệp Trang viii
11. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh 2.8.4 Cảm biến quang thu phát chung .33 2.8.5 Cảm biến từ 33 2.9 Hệ Thống Khí Nén 34 2.9.1 Khả Năng Ứng Dụng Của Khí Nén 34 2.9.2 Hệ thống truyền động 35 2.9.3 Phân loại và cấu tạo khí nén 35 2.9.4 nguyên lý hoạt động 37 2.10 Cơ Cấu Chấp Hành 38 2.10.1 Xilanh tác dụng đơn 38 2.10.2 Xilanh tác dụng kép 39 2.10.3 Xilanh Quay 40 2.10.4Xi lanh trượt 41 2.11 Van Đảo Chiều 41 2.12 Phần Mềm WinCC 42 2.12.1 Giới Thiệu 42 2.12.2Chức Năng Của WinCC 43 2.10.3 Ưu điểm của WinCC 44 Chƣơng III: Thiết Kế Và Thi Công 3.1 Yêu Cầu Mô Hình 48 3.2 Sơ Đồ Khối Của Hệ Thống 48 3.3 Thiết Kế Phần Cứng 49 3.3.1 Sơ Đồ Hệ Thống Băng Tải 49 3.3.2 Các Thiết Bị Sử Dụng Trong Mô Hình 49 3.3.2.1.PLC S7-300 49 3.3.2.2 Động Cơ DC 52 3.3.2.3Relay : omron MY2N-J DC24(S) 53 3.4Cảm biến 53 3.4.1 Cảm biến sợi quang 53 3.4.2 Cảm biến từ xilanh 56 3.5 Thiết bị cơ khí 58 3.5.1 xilanh trượt 58 3.5.2 Xilanh series CXS 60 3.5.3xilanh NDMW 61 3.5.4 Van đảo chiều 62 3.5.5 Mạch cảm biến quang 62 3.5.6Mạch Đo Cảm Biến Màu TCS 3200 Hiển Thị Tần Số Trên LCD Bằng Vi Xử Lý AT 89S52 65 3.5.6.1 Mạch Nguyên Lý 65 3.5.6.2 Mạch Layout 66 3.6Bảng Điều Khiển 66 Đồ án tốt nghiệp Trang ix
12. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh 3.7Kết Nối PLC S7-300 67 Chƣơng IV: Điều Khiển Và Giám Sát Mô Hình 75 4.1 Điều Khiển Mô Hình 76 Lưu Đồ Giải Thuật 76 Lưu Đồ Giải Thuật Vi Xử Lý 76 Lưu Đồ Giải Thuật Của PLC S7-300 77 4.2 Giám Sát Mô Hình 78 4.2.1 Yêu Cầu Giám Sát 78 4.2.2 Yêu Cầu Giao Diện Điều khiển Và Giám Sát 78 4.2.3Giao Diện Giám Sát Của Mô Hình 78 4.2.4Giám Sát Hoạt Động Của Động Cơ 79 4.2.5 Giám Sát Số Lượng Sản Phẩm 79 Phần C: Kết Luận Và Hƣớng Phát Triển Đề Tài 80 1 Kết Luận 81 2 Kết Quả 81 3 Hướng Phát Triển 82 Phụ lục: Tài liệu tham khảo 83 Phụ lục: Thông số kỹ thuật 84 Phụ lục: Datasheet 85 Đồ án tốt nghiệp Trang x
13. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh DANH MỤC HÌNH ẢNH TRANG Hình 2.1 :Led thu phát hồng ngoại 6 Hình 2.2 :Board cảm biến màu TCS 3200 7 Hình 2.3 :Cảm biến màu TCS 3200 8 Hình 2.4 : Sơ đồ khối chức năng của cảm biến TCS 3200 8 Hình 2.5 :Bảng chọn tần số và tấm lọc màu ở ngỏ ra 8 Hình 2.6 :Sơ đồ khối hệ thống của máy đo màu kích thích 3 thành phần sử dụng cảm biến màu TCS 3200 9 Hình 2.7 :Led phát ánh sáng trắng 10 Hình 2.8: Sơ đồ khối AT 89S52 12 Hình 2.10: Cách sắp xếp các khối trong PLC S7-300 25 Hình 2.11: Mô tả PC đọc thông tin về bộ nhớ và trạng thái hoạt động của PLC 30 Hình 2.12: PC ghi dữ liệu về bộ nhớ và trạng thái hoạt động của PLC 30 Hình 2.13: PC gửi dữ liệu đến máy tính 31 Hình 2.14: Các loại cảm biến quang 31 Hình 2.15: Các loại cảm biến từ 34 Hình 2.16: Máy nén khí kiểu piston 36 Hình 2.17: Máy nén khí kiểu cánh gạt 37 Hình 2.18: Máy nén khí kiêu trục vít 37 Hình 2.19: Máy nén khí kiểu ly tâm 37 Hình 2.20: Máy nén khí kiểu hướng trục 37 Hình 2.21: Một hệ thống phân phối khí nén 38 Hình 2.22: Hoạt động của xy lanh đơn 39 Hình 2.23: Xy lanh tác dụng kép 39 Hình 2.24: Xilanh quay 40 Hình 2.25: Xilanh trượt kết nối piston và vật mang tải bằng từ trường 40 Hình 2.26: Xi lanh trượt kết nối bằng cơ khí 41 Hình 2.27: Thiết bị trượt tiêu biểu 41 Hình 2.28: Các van đảo chiều 42 Hình 2.29: Màn hình thiết kế giao diện điều khiển 43 Hình3.1: Sơ đồ khối của hệ thống 48 Hình 3.2 : Sơ đồ hệ thống băng tải 49 Hình 3.3 : Hình dáng thật của CPU 314 và module mở rộng 50 Hình 3.4 : Động cơ DC 24V 53 Hình 3.5 : Relay omron MY2N-DC24V 53 Hình 3.6 : Cảm biến sợi quang 54 Hình 3.7: Cảm biến sợi quang KEYENCE FS-T20 54 Hình 3.8 : Cảm biến từ sms D-M9BW 56 Hình 3.9: Cảm biến từ AIRTAC CS1-U 56 Hình 3.10 : Xilanh trượt 58 Hình 3.11 : Xilanh series CXS 60 Hình 3.12 : Xilanh series NDMW 61 Hình 3.13 : Van đảo chiều 5/2 62 Hình 3.14 : Mạch Nguyên Lý Cảm Biến Quang 1 62 Hình 3.15 : Mạch Nguyên Lý Cảm Biến Quang 2 63 Hình 3.16 : Mạch layout cảm biến quang 64 Hình 3.17 : Sơ đồ nguyên lý mạch đo tần số 65 Hình 3.18 : Mạch layout đo tần số 66 Hình 3.19 : Bảng điều khiển 67 Đồ án tốt nghiệp Trang xi
14. Phần A: Giới ThiệuGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh Hình 3.20 : Sơ đồ kết nối nguồn cho toàn hệ thống 67 Hình 3.21 : Sơ đồ đấu dây của hệ thống 68 Hình 4.1 Lưu đồ giải thuật đo tần số của vi xử lý AT 89S52 71 Hình 4.2Lưu đồ giải thuật của PLC S7-300 72 Hình 4.3Giao diện mô hình trên WinCC 73 Hình C.1Mô hình phân loại sản phẩm 76 Đồ án tốt nghiệp Trang xii
15. Phần B Nội DungGVHD: ThS. Thái Hoàng Linh PHẦN B NỘI DUNG Đồ án tốt nghiệp Trang 1
16. Chương 1: DẫnNhậpGVHD: ThS. TháiHoàngLinh CHƢƠNG I DẪN NHẬP ĐồántốtnghiệpTrang2
17. Chương 1: DẫnNhậpGVHD: ThS. TháiHoàngLinh 1.1 Lý do chọn đề tài Bêncạnhcácbăngchuyềnđểvậnchuyểnsảnphẩmthìmộtyêucầucaohơnđượcđặtrađólàphảic óhệthốngphânloạisảnphẩm. Bởivìtrướcđâykhingànhcôngnghiệpchưađượcpháttriển, côngviệcnày do con ngườiđảmnhậnbằngmắtthường, bằngkinhnghiệmvàsựghinhớ, trựctiếpphânloạicácsảnphẩmđạtyêucầuhoặcloạibỏphếphẩmbằngtay. Tuyvậycôngviệcđòihỏisựtậptrungcaovàcótínhlặplại, nêncáccôngnhânkhóđảmbảođượcsựchínhxáctrongcôngviệc.Điềuđósẽảnhhưởngtrựctiếptớic hấtlượngsảnphẩmvàuytíncủanhàsảnxuất. Vìthếhệthốngtựđộngphânloạisảnphẩmrađờiđểđápứngnhucầucấpbáchnày. Hệthốngphânloạimàugiảiquyếtđượccácvấnđề: -Giảiphóng con nguoikhỏicôngviệcnhàmchán. -Phânloạichínhxác, năngsuấtcao, sắpxếphàngvàođúngvịtríyêucầu. -GiảiquyếtbàitoánbăngchuyềnvậnchuyểncầnphânLoạisảnphẩm. -Hệthốngcóthểnângcấptheoyêucầuthựctếcủabăngchuyềnvậnsản phẩm. 1.2 Mục đích nghiên cứu Đềtàiđượcthựchiệnvớimụcđíchsau:  Nắmrõcấutrúc, cáctậplệnh, cáchkếtnối, lậptrìnhvà download chươngtrìnhvào PLC S7-300, sửdụngphầnmềm WINCC.  Lậptrìnhcho PLC S7-300 đểđiềukhiểnmôhìnhphânloạisảnphẩm.  Kếtnốiđược PLC S7-300 và WINCC đểđiềukhiểnvàgiámsátcáchệthống ,nhàxưởng. 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu :  PLC S7-300.  Phần mềm WINCC.  Ngônngữlậptrình LADER cho S7-300.  Nghiêmcứu VXL 89S52 Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Nghiêncứucấutrúc PLC S7-300 vàsửdụngcácphầnmềmhỗtrợđểthựchiệnđiềukhiểnvà SCADA môhìnhphânloạisảnphẩm. 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu  Thamkhảothựctế.  Tìmhiểulýthuyết.  Thựcnghiệmtrênmôhình. ĐồántốtnghiệpTrang3
18. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết GVHD: ThS. Thái Hoàng Linh CHƢƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT Đồ án tốt nghiệp Trang 4
19. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết GVHD: ThS. Thái Hoàng Linh 2.1 Mục đích phân loại 2.1 Phân biệt sản phẩm chính xác. 2.2 Sắp xếp hàng đúng vào vị trí yêu cầu. 2.2 Các phƣơng án phân loại sản phẩm: Trên thực tế có rất nhiều phương án phân loại sản phẩm như: phân loại theo chiều dài (kích thước) của sản phẩm, phân loại theo màu sắc, theo khối lượng, theo chiều cao, theo hình ảnh v.v Vì có nhiều phương án phân loại khác nhau nên có nhiều thuật toán, hướng giải quyết khác nhau cho từng sản phẩm, đồng thời các thuật toán này có thể đan xen, hỗ trợ lẫn nhau. Ví dụ như muốn phân loại vải thì cần phân loại về kích thước và màu sắc, về nước uống (như bia, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiều dài, khối lượng, phân loại gạch granite theo hình ảnh v.v Phương pháp phân loại cũng có nhiều cách khác nhau. Đối với các vật có chiều cao và khối lượng tương đối lớn có thể dùng xi lanh khí nén để đổi chiều di chuyển của vật cần phân loại. Đối với những vật có kích thước và khối lượng lớn, phải sử dụng tới xi lanh thủy lực. Những vật có kích thược thấp, dễ vỡ (như gạch, đá hoa) thì phân biệt bằng cần gạt. Mỗi cách phân loại có một ưu nhược điểm riêng và điều đó còn tùy thuộc vào sản phẩm cần phân loại. 2.3 Phƣơng án thực hiện: Phân loại sản phẩm theo màu sắc (có thể phân loại được nhiều màu khác nhau) bằng xi lanh kết hợp với khí nén để điều khiển .Vì kích thước và khối lượng vật không quá lớn và không phải vật dễ vỡ . Đồ án tốt nghiệp Trang 5
20. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết GVHD: ThS. Thái Hoàng Linh 2.4. Giới thiệu về LED thu phát hồng ngoại: Hình 2.1: Led thu phát hồng ngoại Ánh sáng hồng ngoại ( tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắc thường ,có bước sóng khoảng từ 0.86 µm. Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng. Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu.Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.Lượng thông tin có thể đạt mega bit/s .Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng. Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ ,khả năng xuyên thấu kém.Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại,chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp,có hướng,do đó khi thu phát phải đúng hướng.Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng(sự hội tụ qua tháu kính,tiêu cự ).Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt.Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt”đối với ánh sáng hồng ngoại ,tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài. 2.5 Giới Thiệu Về Cảm Biến Phân Biệt Màu TCS 3200 2.5.1 Cảm Biến Màu Đồ án tốt nghiệp Trang 6
21. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết GVHD: ThS. Thái Hoàng Linh Hình2.2 : Board cảm biến màu TCS 3200 Cảm biến màu là một thiết bị được sử dụng để "đọc" màu sắc của ánh sáng.Có nhiều loại cảm biến màu khác nhau nhưng nhìn chung chúng đều hoạt động theo một nguyên lý cơ bản. Cấu tạo chung của các cảm biến màu là chúng gồm các photodiode để thu nhận ánh sáng. Và để thu được màu sắc như mong muốn mỗi một tế bào của cảm biến sẽ được phủ một tấm lọc màu, ví dụ như một tấm lọc màu xanh sẽ chỉ cho qua những tia sáng xanh hay tấm lọc màu đỏ sẽ chỉ cho qua các tia màu đỏVà để có thể nhận dạng được màu sắc thì sẽ có bộ chuyển đổi từ tín hiệu quang sang tín hiệu điện áp hay tần số. Cảm biến màu được ứng dụng trong rất nhiều thiết bị như là camera, màn hình màu, trong các dây chuyền phân loại sản phẩm dựa theo màu sắc như phân loại và kiểm tra led, điều khiển quá trình máy dán nhãn và máy in và đặc biệt là trong chế tạo các thiết bị đo màu. Trong các thiết bị đo màu thì các cảm biến màu thường hay sử dụng là cảm biến màu RGB. Cảm biến màu RGB sử dụng các tấm lọc màu Red Green và Blue để có thể "đọc" được 3 ánh sáng Red, Green và Blue (các ánh sáng cơ bản) từ chùm ánh sáng chiếu tới nó. Đồ án tốt nghiệp Trang 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4