Công nghệ 10 Cánh diều Bài 2: Hệ thống kĩ thuật

Hệ thống kĩ thuật là một tập hợp các phần tử (các chi tiết, bộ phận, máy, thiết bị) có mỗi liên kết vật lí với nhau, nhằm thực hiện nhiệm vụ nhất định. Một hệ thống kĩ thuật phức tạp có thể được cấu tạo từ nhiều hệ thống kĩ thuật con.

Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống cấp nước gia đình

Ví dụ: Hệ thống điều khiển cấp nước gia đình tự động trên hình 2.1 là một hệ thống kĩ thuật. Nhiệm vụ của hệ thống là cấp nước sinh hoạt cho gia đình. Hệ thống bao gồm các phần tử cơ bản như dây điện phao, các tiếp điểm điện, aptomat, máy bơm nước,... Liên kết giữa các phần tử trong hệ thống: Liên kết cơ khi giữa bể nước trên cao và bề ngầm thông qua các phần tử như đường ống, van, bơm, Liên kết diện giữa các phần tử như: aptomat, máy bơm, các phao điện qua đường dây điện.

- Cấu trúc của hệ thống kĩ thuật là sự sắp xếp, tổ chức các phần tử bên trong của hệ thống thông qua các mối liên kết khác nhau trong một môi trường làm việc. Mỗi hệ thống có ba phần tử cơ bản phần tử đầu vào, phần tử xử lí và điều khiển, phần tử đầu ra.

- Phần tử đầu vào là nơi tiếp nhận các thông tin của hệ thống kĩ thuật

- Phần tử xử lí và điều khiển là nơi xử lí thông tin từ phần tử đầu vào và đưa ra tín hiệu điều khiển cho đấu ra.

- Phần tử đầu ra là các cơ cấu chấp hành, nhận tín hiệu điều khiển để thực hiện nhiệm vụ của hệ thống kĩ thuật.

Hình 2.2. Cấu trúc của hệ thống kĩ thuật

Ví dụ: Với hệ thống điều khiển cấp nước tự động như trên hình 2.1 có các phân tử:

+ Phần tử đầu vào: thông tin về mực nước trong các bể, do phao điện cung cấp.

+ Phần tử xử lí và điều khiển mạch điều khiển cung cấp điện để ngừng bom khi cần thiết.

+ Phần tử đầu ra: máy bơm.

- Các liên kết trong hệ thống kĩ thuật gồm: liên kết cơ khi, liên kết thuỷ lực, khi nén, liên kết điện, điện tử.

+ Liên kết cơ khí: dùng để lắp ghép, truyền chuyển động và lực thông qua hệ thống trục, tay đòn, bánh răng,

Ví dụ: Bộ truyền xích và bộ truyền bánh răng (hình 2.3)

Hình 2.3. Các liên kết cơ khi

+ Liên kết thuỷ lực, khi nén: dùng để truyền lực qua chất lỏng hoặc chất khi Ví dụ: Máy nâng thuỷ lực (hình 2.4).

Hình 2.4. Máy nâng thuỷ lực

+ Liên kết điện, điện tử: dùng để truyền năng lượng và thông tin.

Ví dụ: Hệ thống năng lượng điện mặt trời (hình 2.5) cung cấp điện đến các thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình. Bộ chuyển đổi điện có hai chức năng biến đổi điện một chiều từ tấm pin mặt trời để nạp vào ắc quy và biến đổi thành điện xoay chiều cấp cho các thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình.

Hình 2.5. Hệ thống điện mặt trời gia đình

+ Liên kết truyền thông tin có nhiều phương thức khác nhau như liên kết có dây, liên kết bằng mạng Intemet, Wifi, sóng radio, sóng điện tử, cáp quang...

Ví dụ: Trên hình 2.6 là hệ thống truyền thông qua vệ tinh.

Hình 2.6. Hệ thống truyền thông qua vệ tinh