BÁO CÁO MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: THIẾT KẾ THI CÔNG BỘ KHÓA CỬA TỰ ĐỘNG DÙNG MẬT KHẨU NHẬP TỪ BÀN PHÍM.

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: THIẾT KẾ THI CƠNG BỘ KHĨA CỬA TỰ ĐỘNG DÙNG MẬT KHẨU NHẬP TỪ BÀN PHÍM SVTH: NGUYỄN QUỐC QUYỀN NGUYỄN VĂN ĐẠT TRẦN QUANG TÍN GVHD: Th.S NGƠ KIM LONG Đồng nai, 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG I- GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Kết đạt CHƯƠNG II- CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Phần cứng 2.1.1 Vi xử lí : STM32F4111 2.1.2 Bàn phím ma trận 2.1.3 Khoá điện từ 2.1.4 Module relay 10 2.1.5 Màn hình LCD 20x4 11 2.1.6 Mạch Chuyển Giao Tiếp LCD2004 Sang I2C 2.1.7 Buzzer 12 2.1.8 Nguồn tổ ong 13 2.2 Phần mềm hỗ trợ lập trình 14 2.2.1 STM32CubeMX: 15 2.2.2 KeilC V5 16 CHƯƠNG III- THIẾT KẾ 3.1 Bài toán đặt 17 3.2 Xử lí tín hiệu từ bàn phím 18 3.2.1 Nguyên lí đọc tín hiệu bàn phím: 19 3.2.2 LCD I2C 20 3.2.3 Nguyên lí kiểm tra mật khẩu: 21 3.2.4 Nguyên lí thay đổi mật khẩu: 22 CHƯƠNG IV- GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN 4.1 Sơ đồ giải thuật 23 4.2 Các bước thực việc cấu hình code: 24 4.3 Code chương trình: CHƯƠNG V-KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 DANH MỤC BẢNG BIỂU 26 DANH MỤC HÌNH ẢNH 27 CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Ngày nay, với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, đặc biệt thành công của cách mạng kĩ thuật 4.0 làm cho giới ngày thay đổi, sống trở nên văn minh, đại Cùng với phát triển tệ nạn xảy ngày tinh vi khó điều tra Trong đó, tệ nạn trộm cắp vấn đề đáng lo ngại, thế, việc sử dụng khố cửa điện tử giúp có giải pháp việc bảo quản tài sản Và từ nhu cầu thực tế trên, chúng em lựa chọn nghiên cứu khoá cửa tự động 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu sản phẩm: - Sử dụng mật để đóng mở khố cửa - Người sử dụng thay đổi mật 1.3 Phạm vi nghiên cứu Phần cứng: - Đấu nối thiết bị ngoại vi với vi xử lý trung tâm - Xử lí vấn đề phần cứng phát sinh (Nhiễu) Phần mềm: - Nghiên cứu, đưa giải pháp lập trình 1.4 Kết đạt - Có thể sử dụng thay cho khố cửa học truyền thống - Tăng tính bảo đảm an toàn cho tài sản vần bảo vệ - Hiểu cách hoạt động khóa cửa nhập từ bàn phím CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sơ đồ ngun lí Hình 2.0.Hình ảnh mơ Protues - Nguyên Lí Hoạt Động Của Các Khối : - Khối Nguồn : Cung cấp nguồn cho hệ thống - Khối nút nhấn : Đưa tín hiệu vào vi điều khiển - Khối trung tâm xử lí : Nhận tín hiệu ngõ vào ra, sau phân tích , giải vấn đề tốn - Khối hiển thị : Xuất tín hiệu từ khối trung tâm xử lí hiển thị hình - Khối động lực : Được điều khiển từ khối xử lí, thiết bị chấp hành hoạt động theo yêu cầu toán 2.1 Phần cứng Với đề tài khoá cửa tự động này, phần cứng mà em sử dụng bao gồm: - Kit STM32F411 - DISCOVERY KIT - Bàn phím ma trận nhựa cứng 4x4 CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT - LY-031 Khoá Điện 12V - Module Relay 5V Kích Mức Cao - LCD 2004 xanh chữ trắng 5V kèm I2C - Buzzer 2.1.1 Bo mạch STM32F411 Discovery - Bo mạch STM32F411 Discovery cung cấp tính sau: - Chip xử lí STM32F411VET6 có nhớ Flash 512 KB, RAM 128 KB gói LQFP100 - ST-LINK / V2 tích hợp bo mạch với công tắc chế độ lựa chọn để sử dụng ST-LINK / V2 độc lập (với đầu nối SWD để lập trình gỡ lỗi) - Nguồn cung cấp board: thông qua bus USB từ điện áp nguồn V bên ngồi LSM303DLHC, gói hệ thống ST MEMS có cảm biến gia tốc tuyến tính kỹ thuật số 3D cảm biến từ tính kỹ thuật số 3D - CS43L22, DAC âm tích hợp trình điều khiển loa class D - Có sẵn chân nguồn: 3V 5V - Có L3GD20, ST MEMS motion sensor, 3-axis digital output gyroscope - Có led + LD1 (đỏ / xanh cây) cho giao tiếp USB + LD2 (đỏ) cho nguồn 3,3 V +4 user LEDS : LD3 (cam), LD4 (xanh lục), LD5 (đỏ) LD6 (xanh lam) +2 USB OTG LEDs: LD7 (xanh) VBus LD8 (đỏ) q dịng - Có led thơng báo trạng thái nguồn - Hai nút bấm (user and reset) USB OTG với đầu nối micro-AB - Gía bán dao động 600-700 ngàn Hình 2.1: Kit STM32F411 Discovery 2.1.2 Bàn phím ma trận - Loại phím: mềm - Nhiệt độ hoạt động ~ 700C - Đầu nối chân -Độ dài cáp: 88mm -Đầu ra: chân cái, khoảng cách chân: 2,54mm - Kích thước bàn phím 65 x 64mm Hình 2.2: Hình ảnh thực tế bàn phím CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3:Sơ đồ mạch bàn phím 2.1.3 Khố điện từ Khóa chốt điện Solenoid Lock kèm gá chốt, có chức hoạt động ổ khóa cửa sử dụng Solenoid để kích đóng mở điện, sử dụng nhiều nhà thông minh loại tủ, cửa điện, khóa sử dụng điện áp 12 / 24VDC, loại thường đóng với chất lượng tốt, độ bền cao Thông số kỹ thuật: - Điện áp sử dụng: 12 / 24VDC (tùy chọn) - Dòng điện tiêu thụ: 0.8A - Công suất tiêu thụ: 9.6W - Sử dụng Solenoid từ - Tốc độ phản ứng: < 1s - Thời gian kích liên tục: < 10s - Đi kèm gá chốt khóa Hình 2.4: Khố chốt điện 2.1.4 Module relay Mạch Relay Opto chọn mức kích High/Low (5/12/24VDC) sử dụng để bật, tắt thiết bị AC/DC qua Relay, mạch tùy chọn kích mức cao thấp (High/Low) qua Jumper, ngồi mạch cịn bổ sung thêm Opto cách ly cho độ an toàn chống nhiễu vượt trội (một số mạch thị trường khơng có Opto), thích hợp với ứng dụng bật tắt, điều khiển thiết bị qua Relay - Thông số kỹ thuật : Chọn Mức Kích High/Low (5/12/24VDC) - Điện áp sử dụng: có ba loại 5/12/24VDC - Dịng tiêu thụ: khoảng 200mA /1Relay - Tín hiệu kích: Tùy chọn mức cao High (5/12/24VDC theo loại Relay) thấp Low (0VDC) qua Jumper - Tiếp điểm đóng ngắt Relay mạch: Max 250VAC-10A 30VDC-10A (Để an toàn nên dùng cho tải có cơng suất