Kit phát triển STM32F103C8T6 bluepill

MỤC LỤC CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MƠ HÌNH Tìm hiểu cảm biến quang phản xạ gương 1.1 Cảm biến quang phản xạ gương ? 1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 1.3 Ưu điểm nhược điểm 1.4 Ứng dụng 1.5 Cảm biến quang phản xạ gương E3F-R2C1 Kit phát triển STM32F103C8T6 BluePill 2.1 Sơ đồ chân Mạch nạp ST-Link V2 Màn hình LCD 16x2 10 Động Servo DC 10 Mạch tăng áp DC XL6009 11 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MƠ HÌNH 11 Lên ý tưởng 12 Nguyên lý hoạt động: 12 Sơ đồ khối 12 Lưu đồ giải thuật 13 Sơ đồ mạch 14 Các bước cài đặt thư viện STM32F1 lập trình phần mềm Arduino 14 CODE 15 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ CỦA TIỂU LUẬN 16 MƠ HÌNH 16 LINK VIDEO VÀ KẾT QUẢ 17 PHỤ LỤC 17 WEBSITE THAM KHẢO 17 Cơng Long Hồng Ngọc Quốc tồn Trọng Nghị Lên ý tưởng X X X X Đóng góp kinh phí X X X X Lắp mạch test Board X X Lắp mạch thực tế X X Làm báo cáo X X Báo cáo kết đạt cho giảng X X X X BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC viên CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MƠ HÌNH Tìm hiểu cảm biến quang phản xạ gương 1.1 Cảm biến quang phản xạ gương ? Cảm biến quang phản xạ gương cảm biến giúp ta phát vật theo nguyên tắc thu phát qua gương Khi khơng có vật ánh sáng cảm biến phát phản xạ gương quay cảm biến nhận Khi có vật ngang qua, lúc đường truyền bị gián đoạn, cảm biến xuất ngõ NPN PNP 1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Hình 1.2.1 Cấu tạo hoạt động cảm biến phản xạ gương Cảm biến quang phản xạ gương (retro reflective) gồm hai thành phần phận phát – thu gương phản xạ hình 1.2.2 Bộ phận phát phát ánh sáng ngoại thẳng, ánh hồng ngoại mã hóa theo tần số định hồng truyền sáng mục đích nhằm tránh ảnh hưởng nguồn sáng xung quanh Nếu khơng có vật qua ánh sáng từ phận phát bị phản xạ ngược lại, phận thu nhận ánh sáng khơng có tác động ở ngõ Nếu có vật qua ngắt ánh sáng truyền đến phận thu phận thu không nhận ánh sáng từ phận phát, lúc phận thu có tín hiệu tác động ở ngõ Hình 1.2.2 Cấu tạo cảm biến quang phản xạ gương 1.3 Ưu điểm nhược điểm • Ưu điểm - Phát vật ở khoảng cách xa - Lắp đặt dễ dàng - Tiết kiệm dây dẫn diện tích - Có thể phân biệt vật suốt, mờ, bóng lống • Nhược điểm - Vẫn cần hai điểm lắp đặt cho cảm biến gương - Cảm biến hoạt động không tốt bề mặt bị bẩn, sử dụng mơi trường có nhiều bụi 1.4 Ứng dụng Cảm biến sử dụng ứng dụng phát vật với độ xác cao, vật có kích thước nhỏ - Phát người để mở cửa Phát xe qua Phát vali, túi xách…trên băng chuyền Phát chai nhựa không dán nhãn 1.5 Cảm biến quang phản xạ gương E3F-R2C1 Cảm biến vật cản hồng ngoại gương phản xạ E3F-R2C1 IR Infrared Proximity Sensor with Reflector Plate bao gồm cảm biến vật cản hồng ngoại kèm với gương phản xạ, kết hợp cho khoảng cách phát vật cản tăng lên nhiều, tối đa lên đến 300CM, cảm biến có độ bền cao, sử dụng dải điện áp cấp rộng từ 6~36VDC Cảm biến vật cản hồng ngoại gương phản xạ E3F-R2C1 IR Infrared Proximity Sensor with Reflector Plate sử dụng bước sóng chuyên biệt nên không bị nhiễu bởi tia hồng ngoại từ môi trường tự nhiên, cảm biến sử dụng cho ứng dụng cần cảm biến vật cản ở khoảng cách xa, trống chộm, cửa tự động, Cảm biến vật cản hồng ngoại gương phản xạ E3F-R2C1 IR Infrared Proximity Sensor with Reflector Plate có ngõ cấu trúc Transistor NPN (sinking sensors) nối điện trở nội 10k lên VCC nên sử dụng mà không cần trở kéo lên VCC Thông số kỹ thuật: Model: E3F-R2C1 Điện áp sử dụng: 6~36VDC Số dây tín hiệu: dây (2 dây cấp nguồn DC dây tín hiệu) Chân tín hiệu ngõ ra: dạng Transistor NPN kéo nội trở 10k lên VCC, có vật cản ở mức thấp (Low-GND), cảm biến nhìn thấy gương xuất mức cao (High-VCC) Sử dụng kết hợp với gương phản xạ cho khoảng cách: 3~300CM Dòng tiêu thụ tối đa: 300mA Kích thước cảm biến: 18 x 68mm Kích thước gương phản xạ: 40 x 60mm Sơ đồ chân: Nâu: VCC 6~36VDC Đen: Chân tín hiệu cấu trúc Transistor NPN kéo trở nội 10k lên VCC Xanh dương: GND 0VDC Kết nối sử dụng theo hướng dẫn đây: Vì cảm biến kéo trở nội 10k lên VCC nên điện áp mức cao chân tín hiệu (Vout) cảm biến điện áp VCC, có hai trường hợp sau: • Nếu mạch cần giao tiếp sử dụng mức tín hiệu có điện áp với điện áp VCC cảm biến (Ví dụ cảm biến Arduino cấp nguồn chung VCC=5VDC, điện áp giao tiếp Arduino 5VDC Vout cảm biến 5VDC) khơng cần nối trở Rx mà nối trực tiếp chân tín hiệu cảm biến với chân tín hiệu Arduino • Nếu mạch cần giao tiếp sử dụng mức tín hiệu có điện áp khác với điện áp VCC cảm biến (Ví dụ cảm biến cấp VCC=10VDC, điện áp giao tiếp Arduino=5VDC) cần nối thêm trở Rx hình để giá trị Vout=5VDC khơng làm cháy mạch Arduino, giá trị Rx tính theo công thức cầu phân áp là: Rx= (Vout*R1) / (VCC-Vout) = (5*10) / (10-5) = 10k Kit phát triển STM32F103C8T6 BluePill KIT STM32F103C8T6 Mini thuộc loại Kit phát triển thiết kế đơn giản, ki đầy đủ chân vi điều khiển, có cổng giao USB cổng nạp SWD, sử dụng dòng vi điều khiển 32 bit dịng ST Thích hợp với người tiếp cận dòng STM 32 Bit 2.1 Sơ đồ chân Thơng số kỹ thuật • Điện áp cấp 5VDC qua cổng Micro USB chuyển đổi thành 3.3VDC qua IC nguồn cấp cho Vi điều khiển • Tích hợp sẵn thạch anh 8Mhz • Tích hợp sẵn thạnh anh 32Khz cho ứng dụng RTC • Ra chân đầy đủ tất GPIO giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB,… • Tích hợp Led trạng thái nguồn, Led PC13, Nút Reset • Kích thước: 53.34 x 15.24mm • Sử dụng với mạch nạp: o ST-Link Mini o J-link o USB TO COM • Kết nối chân nạp ST-Link Mini • Nạp theo chuẩn SWD o TCK — SWCLK o TMS — SWDIO o GND — GND o 3.3V — 3.3V Mạch nạp ST-Link V2 Màn hình LCD 16x2 VSS: tương đương với GND - cực âm VDD: tương đương với VCC - cực dương (5V) Constrast Voltage (Vo): điều khiển độ sáng hình Register Select (RS): điều khiển địa ghi liệu Read/Write (RW): Bạn đọc (read mode) hay ghi (write mode) liệu? Nó phụ thuộc vào bạn gửi giá trị vào o Enable pin: Cho phép ghi vào LCD o D0 - D7: chân dư liệu, chân có giá trị HIGH LOW bạn ở chế độ đọc (read mode) nhận giá trị HIGH LOW ở chế độ ghi (write mode) o Backlight (Backlight Anode (+) Backlight Cathode (-)): Tắt bật đèn hình LCD o o o o o Động Servo DC 10 o o o o o o o Model: MG90S servo Điện áp hoạt động: 4.8 ~ 6VDC Stall Torque: 1.8kg/cm(4.8V ),2.2kg/cm(6V) Operating Speed: 0.1sec/60degree(4.8v), 0.08sec/60degree(6v) Bánh răng: Kim loại Độ dài dây nối: 175mm Trọng lượng: about 13.4g o Kích thước: 22.8 x 12.2 x 28.5mm Mạch tăng áp DC XL6009 Mạch tăng áp xung DC không cách ly XL6009 Tần số: 400Khz Dịng khơng tải: 18mA Điện áp đầu vào từ 3V đến 32V Điện áp đầu từ V đến 35V Dịng đáp ứng 4A, có hiệu suất làm việc 94% o Kích thước: 43x21x14mm o o o o o o CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MƠ HÌNH 11 Lên ý tưởng Từ ý tưởng cảm biến quang phản xạ gương E3F-R2C1 nhóm chúng em muốn phát triển thành đề tài tiểu luận ứng dụng vào thực tế đóng mở cửa tự động, gồm linh kiện: - Cảm biến quang phản xạ gương E3F-R2C1 - Kít STM32F103C8T6 - Mạch mạp ST-Link - Động Cơ Servo - LCD - Mạch tăng áp DC XL6009 Nguyên lý hoạt động: Khi có người di chuyển qua ngắt ánh sáng truyền đến phận thu phận thu khơng nhận ánh sáng từ phận phát, lúc phận thu có tín hiệu tác động ở ngõ cửa vào mở, LCD hiển thị trạng thái sau khoảng thời sau cửa đóng LCD tắt Sơ đồ khối 12 Lưu đồ giải thuật begin Cấu hình chân I/O vi điều khiển cho chức begin Cấu hình server blynk Nhận tín hiệu cảm biến Nhấn on đèn Nhấn on ‘XIN ‘XIN Đèn sáng Cửa mở ‘XIN ‘XIN Nhấn off đèn Nhấn off ‘XIN ‘XIN Cửa mở ‘XIN Delay 3000ms ‘XIN Cửa đóng Đèn tắt Cửa đóng ‘XIN ‘XIN ‘XIN end end 13 Sơ đồ mạch Các bước cài đặt thư viện STM32F1 lập trình phần mềm Arduino B1: Dán link cài đặt thư viện STM32 vào Additional Boards Manager URLS B2: Vào Board Manager để cài đặt thư viện cho dòng STM32F1 14 B3: Thiết lập CODE 15 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ CỦA TIỂU LUẬN MƠ HÌNH 16 LINK VIDEO VÀ KẾT QUẢ https://www.youtube.com/watch?v=OfG1Xy4adf8&list=UUmeb_VeKOa6H9009dYof Tqw&index=1 PHỤ LỤC WEBSITE THAM KHẢO [1] https://maker.pro/arduino/tutorial/how-to-program-the-stm32-blue-pill-with- arduino-ide [2] https://datasheetspdf.com/pdf/1480335/STMicroelectronics/STM32F103C8T6/1 [3]https://docs.google.com/document/d/1zVzrHBcJkDaE5cTBY4o504Fn7lkjD3R7/edit 17 [4] https://hocthatlamthat.edu.vn/cam-bien-quang-phan-xa-guong/ 18 ... là: Rx= (Vout*R1) / (VCC-Vout) = (5*10) / (10-5) = 10k Kit phát triển STM32F103C8T6 BluePill KIT STM32F103C8T6 Mini thuộc loại Kit phát triển thiết kế đơn giản, ki đầy đủ chân vi điều khiển,... Ứng dụng Cảm biến sử dụng ứng dụng phát vật với độ xác cao, vật có kích thước nhỏ - Phát người để mở cửa Phát xe qua Phát vali, túi xách…trên băng chuyền Phát chai nhựa không dán nhãn 1.5 Cảm... xạ gương ? Cảm biến quang phản xạ gương cảm biến giúp ta phát vật theo nguyên tắc thu phát qua gương Khi khơng có vật ánh sáng cảm biến phát phản xạ gương quay cảm biến nhận Khi có vật ngang qua,