Hiện nay khoa học công nghệ phát triển , việc thiết kế được một sản phẩm có tính hữu dụng và mang tính thiết thực cao là việc làm hết sức cần thiết. Kết quả thực hiện không chỉ ảnh hưởng trực tiếp tới doanh nghiệp mà còn tác động tới người tham gia giao thông. Trong học tập và nghiên cứu của sinh viên cũng không ngoại lệ, và một đề tài có thể đáp ứng được yêu cầu đó là “ Thiết kế đèn giao thông ở trục ngã tư”.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT-CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ PHỎNG ĐÈN GIAO THÔNG Ở TRỤC NGÃ TƯ Môn học phần: Đo Lường & Điều Khiển Bằng Máy Tính GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.s Nguyễn Lê Thế Duy Nhóm Sinh Viên Thực Hiện Họ tên: Lê Tuấn Anh 1800315 Đỗ Minh Đang 1800219 Nguyễn Ngọc Xuân Nhi 1800080 Nguyễn Công Hậu 1800093 Ngành: CNKT Điều Khiển Tự Động Hóa Cần Thơ , ngày 11 tháng 11 năm 2021 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài : “Thiết kế mô phỏng đèn giao thông ở trục ngã tư” chúng em tự thực hướng dẫn giảng viên trợ giảng Các kết quả, số liệu đề tài hoàn toàn trung thực khách quan Những số liệu biểu bảng chúng em chèn vào báo cáo nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu phân tích, nhận xét, đánh giá thu nhập từ số web mạng số sách tham khảo có ghi rõ nguồn gốc ở phần “ Tài liệu tham khảo” Nếu phát có bất kỳ gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Sinh viên thực hiện: Lê Tuấn Anh Đỗ Minh Đang Nguyễn Ngọc Xuân Nhi Nguyễn Công Hậu GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy LỜI NÓI ĐẦU Trong q trình cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước Tự động hóa ́u tố khơng thể thiếu cơng nghiệp đại Nói đến tự động hóa máy tính cơng cụ hỡ trợ đắc lực nhất thiếu rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt đo lường điều khiển Việc ứng dụng máy tính vào kỹ thuật đo lường điều khiển đã đem lại nhiều kết đầy tính ưu việt Các thiết bị, hệ thống đo lường điều khiển ghép nối với máy tính có độ xác cao, thời gian thu thập liệu ngắn Nhưng điều đáng quan tâm nhất mức độ tự động hóa việc thu thập xử lý kết đo, kể việc lập bảng thống kê, đồ họa, in kết Với phát triển đại khoa học – công nghệ thế giới nói chung đất nước ta nói riêng Việc đẩy mạnh sản xuất linh kiện điện tử, mạch điều khiển tự động hết sức thiết thực thời đại Những ứng dụng có vai trò quan trọng việc sản xuất công nghiệp đời sống người rất quan tâm Trong việc thực tuyến đường giao thông gặp nhiều trở ngại việc di chuyển, dẫn đến kẹt xe ở nhiều tuyến đường Vì vậy, vấn đề điều khiển giao thơng ở ngã ba, ngã tư rất quan tâm Việt Nam Nhận thấy tầm quan trọng vấn đề cách quan sát thực tế vận dụng kiến thức đã học nghiên cứu, nhóm em đã quyết định chọn đề tài “ Thiết kế mô phỏng đèn giao thông ở trục ngã tư” GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy LỜI CẢM ƠN Trước tiên với tình cảm sâu sắc chân thành nhất, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân tổ chức đã tạo điều kiện hỡ trợ, giúp đỡ em suốt q trình học tập nghiên cứu đề tài Em xin gửi lời chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Lê Thế Duy giảng viên mơn tự động hóa đã tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo trường ĐHKTCN Cần Thơ nói chung, thầy Khoa khí nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Với điều kiện thời gian kinh nghiệm còn hạn chế, đồ án tránh thiếu sót Em rất mong bảo đóng góp ý kiến thầy để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt đồ án sau Kính chúc ban giám hiệu, quý thầy cô công tác Trường Đại học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ thầy Nguyễn Lê Thế Duy nhiều sức khỏe, thành công sống Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy LỜI NÓI ĐẦU LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .3 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu đề tài : .5 1.2 Phương pháp nghiên cứu : .5 1.3 Mục tiêu đề tài .5 1.4 Nhiệm vụ đề tài : CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM Phần mềm Labview .8 CHƯƠNG 3: GIAO TIẾP LABVIEW VỚI MÁY TÍNH 10 3.1 Các lệnh sử dụng mô phỏng 10 3.1.1 Vòng lặp While 10 3.1.2 Hàm Delay 11 3.1.3 Boolean Control/ Indicator 12 3.1.4 Case Structure 13 3.1.5 Numeric constant, indicator .14 3.1.6 Numeric subtract .15 3.1.7 Comparison Equal .16 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT ĐÈN GIAO THÔNG .17 4.1 Xây dựng thuật toán thiết kế chương trình 17 4.1.1 Xây dựng thuật toán cửa sổ Block Diagram .17 4.1.2 Giám sát chương trình giao diện Front Panel .21 4.2 Nguyên lí hoạt động 22 4.3 Thiết kế mơ hình sản phẩm phần mềm 23 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG .24 GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu đề tài : Hiện khoa học - công nghệ phát triển , việc thiết kế sản phẩm có tính hữu dụng mang tính thiết thực cao việc làm hết sức cần thiết Kết thực không ảnh hưởng trực tiếp tới doanh nghiệp mà còn tác động tới người tham gia giao thông Trong học tập nghiên cứu sinh viên không ngoại lệ, đề tài đáp ứng yêu cầu “ Thiết kế đèn giao thông trục ngã tư” Đèn tín hiệu giao thơng thiết bị dùng để điều khiển giao thơng ở tún đường có nhiều phương tiện giao thông qua lại đặc biệt ngã ba, ngã tư Đây thiết bị quan trọng khơng an tồn cho phương tiện mà còn giúp giảm ùn tắc giao thông ở cao điểm Thường lắp ở trung tâm giao lộ vỉa hè Đèn tín hiệu điều khiển tự động điều khiển cảnh sát giao thông điều khiển 1.2 Phương pháp nghiên cứu : Cách thức tiến hành nghiên cứu dựa hiểu biết labview kiến thức đã học từ môn “ Đo lường điều khiển máy tính ‘’ với hướng dẫn GVHD tận dụng nguồn tham khảo internet Đèn tín hiệu giao thơng thiết bị quan trọng khơng đảm bảo an tồn cho người phương tiện tham giam giao thông mà còn giúp giảm thiểu ùn tắc giao thông nơi có mật độ giao thơng cao vào cao điểm 1.3 Mục tiêu đề tài Đứng trước thách thức lớn việc tiết kiệm lượng điện, vấn đề mang ý nghĩa quốc gia, đồng thời nâng cao lĩnh vực điều khiển, yếu tố quyết định phát triển đất nước, nhóm em đã quyết thực đề tài “Thiết kế mô phỏng đèn giao thơng ở trục ngã tư’’ mục đích thực hành ứng dụng quan trọng ngành công nghiệp điều khiển thiết bị Để thực điều nhóm em đã đưa mục tiêu - Xây dựng thuật toán điều khiển giám sát thiết bị phần mềm Labview GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy - Viết chương trình điều khiển thiết bị điện - Tính tốn, thiết kế mơ phỏng thiết bị 1.4 Nhiệm vụ đề tài : Thiết kế mô phỏng mạch thực chức - Mô phỏng giám sát phần mềm Labview : Đèn giao thông hoạt động theo chế độ cài đặt theo đề Đèn Xanh 15s - Đèn Vàng 3s - Đèn Đỏ 18s - Có đèn xanh đỏ để cảnh báo cho người - Thiết kế mô phỏng sản phẩm phần mềm labview GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM Phần mềm Labview - Labview (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) phần mềm máy tính phát triển bởi công ty National Instruments Labview dùng hầu hết phòng thí nghiệm , lĩnh vực khoa học kỹ thuật tự động hóa , điều khiển , điện tử , điện tử , hàng khơng , hóa sinh , điện tử y sinh ở nước đặc biệt Mỹ , Hàn quốc , Nhật Bản Hình : Phần mềm Labview - Labview đo lường từ bất kỳ cảm biến (tín hiệu dạng điện áp , dòng điện , xung) , Labview điều khiển bất kỳ cấu chấp hành (động DC/AC , động xăng , bơm thủy lực , lò nhiệt , pistion thủy khí ,vv ) , Labview truyền qua bất kỳ chuẩn giao tiếp máy tính-máy tính , máy tính - thiết bị chuẩn RS232 , chẩn USB , chuẩn PCI , PXI , Wifi , Bluetooth , TCP/IP , - Labview hỗ trợ đắc lực cho kỹ sư ngành Cơ khí , Cơ điện tử , Robotics , Ơtơ , Viễn Thơng Điện tử việc: Tính tốn thiết kế sản phẩm , sản xuất mẫu (prototyping) , mô phỏng đánh giá chất lượng sản phẩm , Bởi chương trình LabVIEW mơ phỏng giao diện hoạt động thiết bị thực, chẳng hạn dao động ký thiết bị đo đa năng, chương trình LabVIEW gọi thiết bị ảo (Virtual Instrument), thường gọi tắt VI VI có Front Panel Block Diagram Front Panel giao diện người dùng Block Diagram chương trình phía GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy sau giao diện người dùng Sau bạn xây dựng Front Panel, bạn thêm mã (code) để điều khiển đối tượng Front Panel cách sử dụng hình đồ họa đại diện cho hàm Mã Block Diagram mã dạng đồ họa, thường biết đến G code (mã G) Block Diagram code Khác với ngôn ngữ lập trình dạng văn bản, C++ Visual Basic, LabVIEW sử dụng biểu tượng thay dòng văn để tạo ứng dụng Trong lập trình dạng văn bản, thứ tự dòng lệnh xác định trình tự thực chương trình LabVIEW sử dụng lập trình đồ họa dạng dòng chảy liệu Trong lập trình đồ họa dạng dòng chảy liệu, dòng chảy liệu qua nút Block Diagram xác định trình tự thực chương trình Lập trình đồ họa thực thi dạng dòng chảy liệu hai đặc tính làm LabVIEW khác với hầu hết ngơn ngữ lập trình đa dụng khác GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy CHƯƠNG 3: GIAO TIẾP LABVIEW TRÊN MÁY TÍNH 3.1 Các lệnh được sử dụng mơ phỏng: 3.1.1 Vịng lập While Hình 2: Vịng lập While Các chương trình thực lần sau ấn nút Run, thực thi thuật toán, xuất kết dừng lại Để chương trình thực cập nhật giá trị liên tục dừng ta muốn sử dụng vòng lặp While Vòng lặp While thuộc dạng vòng lặp có điều kiện dùng lại điều kiện thỏa mãn Để tạo vòng lặp While ta nhấn chuột phải vào block diagram chọn Programing >> structure >>While loop GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 3.1.2 Hàm Delay Hình : Hàm Delay Ta thấy thời gian thực thi vòng lặp While rất nhanh Để thiết lập thời gian thực thi cho vòng lặp cách gần ta sử dụng hàm delay GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 10 3.1.3 Boolean Control/Indicator Hình : Boolean Control/Indicator Từ Control palette ta chọn Control -> Boolean, bảng với nhiều icon điều khiển hiển thị kiểu logic Tại có hai giá trí Fasle True Đưa chuột vào Boolean Control, bấm đối tượng để thay đổi qua lại hai giá trị cách dễ dàng GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 11 3.1.4 Case structure Hình 5: Khối Case structure Để lấy khối Case structure ta cần click chuột phải bên mục Block Diagram > sau chọn Structure > chọn Case structure 3.1.5 Numeric constant, indicator GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 12 Hình 6: Khối Numeric constant Để lấy khối Numeric constant ta cần click chuột phải bên mục Block Diagram > sau chọn Numeric > chọn Numeric constant Để chuyển khối Numeric Constant sang Numeric Indicator ta click chuột phải vào khối Numeric Constant > sau chọn Change to Indicator GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 13 3.1.6 Numeric subtract Hình 7: Khối Subtract Ta click chuột phải bên mục Block diagram > sau chọn Numeric > chọn Subtract ( Phép trừ ) GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 14 3.1.7 Comparison Equal Hình 8: Khối Comparison Để lấy khối Comparison Equal? Ta click chuột phải bên Block Diagram > sau chọn Comparison > chọn Equal? ( Phép so sánh ) GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 15 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT ĐÈN GIAO THÔNG 4.1 Xây dựng thuật tốn thiết kế chương trình 4.1.1 Xây dựng thuật tốn cửa sổ Block Diagram Hình 9: Chương trình thuật tốn Hình 10: Chương trình đèn xanh cửa sổ Block Diagram GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 16 Hình 11: Chương trình đèn vàng cửa sổ Block Diagram Hình 12: Chương trình đèn đỏ cửa sổ Block Diagram GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 17 Hình 13: Chương trình đèn xanh cho người cửa sổ Block Diagram GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 18 Hình 14: Chương trình đèn đỏ cho người cửa sổ Block Diagram 4.1.2 Giám sát chương trình giao diện Front Panel GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 19 Hình 15: Giám sát giao diện Front panel 4.2 Nguyên lí hoạt động Em sử dụng vòng lập while, vòng lặp while ở dùng để lập lại chương trình bên vòng lập while ở dùng làm điều kiện để khối Case Structure lặp lại Với điều kiện đếm đủ 35s tự reset bắt đầu chạy lại từ 0s Ở em dùng khối hai khối Case Sstructure để điều khiển thời gian bật, tắt cuả bóng đèn ở hai tuyến đường giao thông Trong khối Case Structure em chia khoảng thời gian để điều khiển bóng đèn bật, tắt theo yêu cầu đề (18s đèn đỏ, 15s đèn xanh, đèn vàng) giành cho phương tiện lưu thông đường ( 21s đèn đỏ, 15s đèn xanh) để cảnh báo cho người Trong mỗi khoảng thời gian em sử dụng khối true fale để điều khiển bóng đèn sáng theo yêu cầu đề tài GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 20 4.3 Thiết kế mơ phỏng sản phẩm phần mềm: Hình 16: Giao diện mơ ( Đèn Xanh ) Hình 17: Giao diện mô ( Đèn Đỏ ) GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 21 Hình 18: Giao diện mơ ( Đèn Vàng ) Hình 19: Giao diện mơ đèn xanh cho người GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 22 Hình 20: Giao diện mơ đèn đỏ cho người GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 23 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG Đèn giao thông trục ngã tư đưa vào thực tế để giúp an toàn giao thông giảm thiểu tai nạn không mong muốn xảy cho người tham gia giao thơng Hình 21: Ngã tư giao thơng Hình 22: Đèn cảnh báo dành cho người *Kết luận: Mạch mô phỏng chạy ổn định, chạy với thời gian mong muốn GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 24 ... Thiết kế đèn giao thông trục ngã tư? ?? Đèn tín hiệu giao thơng thiết bị dùng để điều khiển giao thơng ở tún đường có nhiều phương tiện giao thông qua lại đặc biệt ngã ba, ngã tư Đây thiết. .. giám sát thiết bị phần mềm Labview GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy - Viết chương trình điều khiển thiết bị điện - Tính tốn, thiết kế mơ phỏng thiết bị 1.4 Nhiệm vụ đề tài : Thiết kế mô phỏng. .. kế mơ phỏng sản phẩm phần mềm: Hình 16: Giao diện mơ ( Đèn Xanh ) Hình 17: Giao diện mô ( Đèn Đỏ ) GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 21 Hình 18: Giao diện mơ ( Đèn Vàng ) Hình 19: Giao diện mơ đèn xanh