Thiết kế và điều khiển mô hình thang máy sử dụng vi điều khiển PIC24FJ128GB106 - Khóa luận tốt nghiệp

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH THANG MÁY SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106 GVHD THS NGUYỄN TRUNG DŨNG SINH VIÊN LÂM BÁ HÀO 14030821 NGUYỄN VĂN CƯỜNG 14030731 HỒ VĂN HÙNG 14065951 NGUYỄN HOÀNG HUY 14022421 LỚP DHDKTD10A DHDKTD10B TPHCM, Ngày 14 Tháng 6 Năm 2018 i PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên được giao đề tài (1) Lâm Bá Hào , MSSV 14030821 (2) Nguyễn Văn Cường, MSSV 14030731 (3) Hồ Văn.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH THANG MÁY SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106 GVHD : THS NGUYỄN TRUNG DŨNG SINH VIÊN: LÂM BÁ HÀO 14030821 NGUYỄN VĂN CƯỜNG 14030731 HỒ VĂN HÙNG 14065951 NGUYỄN HOÀNG HUY 14022421 LỚP : DHDKTD10A & DHDKTD10B TPHCM, Ngày 14 Tháng Năm 2018 PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài : (1): Lâm Bá Hào , MSSV: 14030821 (2): Nguyễn Văn Cường, MSSV: 14030731 (3): Hồ Văn Hùng, MSSV: 14065951 (4): Nguyễn Hoàng Huy, MSSV: 14022421 Tên đề tài : THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH THANG MÁY SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106 Nội dung : Thiết kế điều khiển mơ hình thang máy tầng sử dụng vi điều khiển PIC24FJ128GB106 Kết Thiết kế lấp ráp phần cứng thang máy tầng Ứng dụng thành công vi điều khiển PIC24FJ128GB106 vào điều khiển thang máy Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày 14 tháng 06 năm 2018 Sinh viên i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN -ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN -iii LỜI NÓI ĐẦU Tự động hóa ngày đóng vai trị quan trọng đời sống công nghiệp Ngày ngành tự động phát triển tới trình độ cao nhờ tiến lý thuyết điều khiển, vi xử lý, PLC… loại có đặc thù riêng Sự bùng nổ tiến khoa học kỹ thuật lĩnh vực: điện tử tin học, với nhịp độ phát triển nhân loại, người ngày có nhiều nhu cầu hơn, thứ phải tiện nghi phương tiện lại dễ dàng nhanh chóng, tháng máy phương tiện lại phổ biến tồn từ nhiều năm Trong năm gần đây, tốc độ xây dựng tăng cao, đặc biệt nhà cao tầng tăng nhanh thành phố lớn nước Chính gia tăng số lượng nhà cao tầng gắn với việc sử dụng thang máy nhằm đáp ứng tiện nghi sử dụng Như nhu cầu sử dụng thang máy lớn Trong cấu hình hệ thống thang máy hệ thống điều khiển đóng vai trị quan trọng, định hoạt động thang máy Hiện nay, kĩ thuật điều khiển thang máy thường sử dụng hai phương pháp chính: Điều khiển vi xử lý điều khiển PLC Trong vi điều khiển PIC có ưu điểm như: độ tin cậy cao, rẻ tiền, ứng dụng điều khiển phạm vi rộng, điều khiển tốc độ thang máy mượt nên sử dụng phổ biến công nghiệp điều khiển thang máy ngoại nhập Do đó, đồ án em dùng vi điều khiển PIC để điều khiển thang máy Nhưng thời gian làm đồ án khơng nhiều với trình độ cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót, mong bảo, góp ý kiến q thầy iv MỤC LỤC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI NÓI ĐẦU iv MỤC LỤC .v DANH SÁCH HÌNH VẼ vii DANH SÁCH CÁC BẢNG ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ THANG MÁY 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY 1.1.1 Phân loại thang máy 1.1.2 Cấu tạo thang máy 1.1.3 Chức số phận thang máy 1.1.4 Yêu cầu an toàn điều khiển thang máy 14 1.2 BỘ ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU TRONG THANG MÁY 15 1.2.1 Thang máy dùng PLC 16 1.2.2 Thang máy dùng board vi xử lý Microprocessor 18 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106 .19 2.1 LỊCH SỬ RA ĐỜI VI ĐIỀU KHIỂN PIC 19 2.2 CÁC ĐẶT TÍNH CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC 20 2.3 VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106 21 2.3.1 Tổng quan thiết bị 21 2.3.2 Tính bổ sung 21 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG THANG MÁY TRÊN PHẦN MỀM 24 3.1 SƠ ĐỒ DÂY VÀ CÁC KHỐI TRÊN PROTEUS8 24 3.1.1 Khối vi điều khiển 25 3.1.2 Khối động mạch điều khiển động 26 3.1.3 Khối cảm biến vị trí 27 3.1.4 Khối nút nhấn chọn tầng bên cabin .28 3.1.5 Khối nút chọn tầng hành lang 29 3.1.6 Khối điện trở treo 30 3.2 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM DỊCH CCS C COMPILER 30 3.2.1 Giới thiệu phần mềm CCS C Compiler 31 3.2.2 Tạo Project sử dụng Pic Wizard 32 3.3 NẠP FILE HEX VÀO PIC TRONG PROTEUS ĐỂ CHẠY MÔ PHỎNG 34 CHƯƠNG 4: THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY .35 4.1 CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MƠ HÌNH 35 4.1.1 Động 35 4.1.2 Động cửa 36 v 4.1.3 Driver điều khiển động .37 4.1.4 Cảm biến quang 38 4.1.5 Cảm biến vật cản 39 4.1.6 Vi điều khiển PIC24FJ128GB106 40 4.2 THIẾT KẾ MẠCH IN 58 4.2.1 Mạch điều khiển chọn tầng cabin 58 4.2.2 Mạch điều khiển chọn tầng hành lang 58 4.3 XÂY DỰNG MƠ HÌNH THANG MÁY 59 4.3.1 Cabin .59 4.3.2 Phần cửa cabin 59 4.3.3 Đấu dây tín hiệu vào PIC 60 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 5.1 NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .61 5.1.1 Về lý thuyết kỹ mềm .61 5.1.2 Về kỹ phần cứng 61 5.2 NHỮNG KHÓ KHĂN TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 61 5.3 HƯỚNG MỞ RỘNG 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 64 LỜI CẢM ƠN 65 vi DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1 Thang máy chở hàng Hình Kết cấu khí thang máy .4 Hình Khung cabin Hình Ngàm dẫn hướng Hình Hệ thống treo cabin Hình Hệ thống cửa Cabin cửa tầng .8 Hình Động thang máy Hình Phanh thang máy Hình Hệ động mở cửa tháy máy .9 Hình 10 Đối trọng thang máy .100 Hình 11 Cơng tắc hành trình 12 Hình 12 Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng 13 Hình 13 Cảm biến vị trí kiểu quang điện 133 Hình 14 Tủ cứu hộ tự động cho thang máy 144 Hình 15 Photocel dạng thang dùng cho thang máy 155 Hình 16 Board vi xử lý PLC 16 Hình 17 Tủ điều khiển thang máy gia đình PLC .177 Hình 18 Vi xử lý thang máy Schneider (Lisa 10) Đức (Germany) 188 Hình Cơng ty Microchip Technology 199 Hình Sơ đồ mô Proteus8 244 Hình PIC24FJ128GA106 phần mềm mô 255 Hình 3 Khối động mạch điều khiển Proteus8 266 Hình Khối cảm biến vị trí Proteus8 .277 Hình Khối nút nhấn chọn tầng bên cabin Proteus8 288 Hình Khối nút chọn tầng hành lang Proteus8 29 Hình Khối điện trở treo Proteus8 .300 Hình Phần mềm CCS C COMPILER 300 Hình Tạo Project 322 Hình 10 Chọn dòng PIC tần số thạch anh .322 Hình 11 Biên dịch Code sang file hex .333 Hình 12 Khu vực Output sau biên dịch 333 Hình 13 Nạp file hex vào PIC Proteus 344 Hình Động DC giảm tốc hộp số vuông 355 Hình Động DC giảm tốc .366 Hình Mạch Driver điều khiển động .377 Hình 4 Cảm biến quang 388 Hình Cảm biến vật cản mắt hồng ngoại 39 Hình Kit mở rộng PIC24FJ128GB106 400 Hình Sơ đồ chân PIC24FJ128GB106.(64 Pin) 411 vii Hình Mạch nạp Burn-e 544 Hình Giao diện Burn_e 555 Hình 10 Mở file hex thành công 566 Hình 11 Mạch điều khiển chọn tầng cabin .588 Hình 12 Mạch điều khiển chọn tầng ngồi hành lang 588 Hình 13 Cabin mơ hình thang máy 59 Hình 14 Phần cửa cabin mơ hình thang máy 59 Hình 15 Kết nối chân PIC vào thiết bị ngoại vi 600 Hình Mơ hình thang máy sau hoàn thiện 611 viii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2 Thông tin kỹ thuật PIC24FJ108GB106 23 ix Đồ án tốt nghiệp GVHD:TH.S Nguyễn Trung Dũng if(input(pin_B15)==1){gt=2;drop();} if((at3==1)&&(a3)){s3();atx3=0;} if((atx2==1)&&(a>2)){s2();atx2=0;} 51 Đồ án tốt nghiệp GVHD:TH.S Nguyễn Trung Dũng }}} void main() { set_tris_b(0xff0f); set_tris_d(0x154); set_tris_e(0x5); set_tris_f(0x39); set_tris_g(0x1); output_bit(PIN_D0,0); output_bit(PIN_D11,0); output_bit(PIN_D9,0); output_bit(PIN_D10,0); while(TRUE) { if(input(pin_B8)==1) {output_bit(PIN_E5,0);output_bit(PIN_E6,0);output_bit(PIN_E7,1);output_bit(PIN_G 6,0);a=4;} if(input(pin_B11)==1) {output_bit(PIN_E5,1);output_bit(PIN_E6,1);output_bit(PIN_E7,0);output_bit(PIN_G 6,0);a=3;} if(input(pin_B14)==1) {output_bit(PIN_E5,0);output_bit(PIN_E6,1);output_bit(PIN_E7,0);output_bit(PIN_G 6,0);a=2;} if(input(pin_F5)==1) {output_bit(PIN_E5,1);output_bit(PIN_E6,0);output_bit(PIN_E7,0);output_bit(PIN_G 6,0);a=1;} /////// if((input(pin_B0)==1)&&(a!=4)) {a4=1;at4=1;output_bit(pin_B4,1);} if((input(pin_B1)==1)&&(a!=3)) {a3=1;at3=1;output_bit(pin_B5,1);} if((input(pin_B2)==1)&&(a!=2)) {a2=1;at2=1;output_bit(pin_G8,1);} if((input(pin_B3)==1)&&(a!=1)) {a1=1;at1=1;output_bit(pin_G7,1);} // if((input(pin_D2)==1)&&(a!=4)) {a4=1;at4=1;output_bit(pin_D1,1);} if((input(pin_D4)==1)&&(a!=3)) {a3=1;atl3=1;output_bit(pin_D3,1);} if((input(pin_D6)==1)&&(a!=3)) {a3=1;atx3=1;output_bit(pin_D5,1);} if((input(pin_F0)==1)&&(a!=2)) {a2=1;atl2=1;output_bit(pin_D7,1);} if((input(pin_E0)==1)&&(a!=2)) {a2=1;atx2=1;output_bit(pin_F1,1);} if((input(pin_E2)==1)&&(a!=1)) {a1=1;at1=1;output_bit(pin_E1,1);} 52 Đồ án tốt nghiệp GVHD:TH.S Nguyễn Trung Dũng /// if((input(pin_B0)==1)&&(a==4)&&(ac==0)) if((input(pin_B1)==1)&&(a==3)&&(ac==0)) if((input(pin_B2)==1)&&(a==2)&&(ac==0)) if((input(pin_B3)==1)&&(a==1)&&(ac==0)) {cua();} {cua();} {cua();} {cua();} if((input(pin_D2)==1)&&(a==4)&&(ac==0)) {cua();} if((input(pin_D4)==1)&&(a==3)&&(ac==0)) {cua();} if((input(pin_D6)==1)&&(a==3)&&(ac==0)) {cua();} if((input(pin_F0)==1)&&(a==2)&&(ac==0)) {cua();} if((input(pin_E0)==1)&&(a==2)&&(ac==0)) {cua();} if((input(pin_E2)==1)&&(a==1)&&(ac==0)) {cua();} /////// if((input(pin_G2)==0)&&(ac==0)) {cua();} /////// if((a4==1)&&(a3==0)&&(a2==0)&&(a1==0)){s4();}//4 if((a4==0)&&(a3==1)&&(a2==0)&&(a1==0)&&(a==4)){s3();}//3 if((a4==0)&&(a3==1)&&(a2==0)&&(a1==0)&&(a2)){s2();} //2 if((a4==0)&&(a3==0)&&(a2==1)&&(a1==0)&&(a==1)){s22();} if((a4==0)&&(a3==0)&&(a2==0)&&(a1==1)){s1();}//1 /////// if(at1==1){s1();at1=0;} if((at2==1)&&(a>2)){s2();at2=0;} if((at2==1)&&(a2)){s2();atx2=0;} if((atl2==1)&&(a3)){s3();at3=0;} if((at3==1)&&(a3)){s3();atx3=0;} if((atx3==1)&&(a