Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐIỆN BẰNG SÓNG RF Ngành Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hƣớng dẫn ThS Bùi Hữu Hiên Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Nguyễn Phúc Luân 1711010009 17DDTA1 Nguyễn Hữu Tuấn 1711010107 17DDTA1 TP Hồ Chí Minh, Tháng 92021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐIỆN BẰNG SÓNG RF Ngành Kỹ thuật.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐIỆN BẰNG SÓNG RF Ngành: Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Bùi Hữu Hiên Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Phúc Luân 1711010009 17DDTA1 Nguyễn Hữu Tuấn 1711010107 17DDTA1 TP Hồ Chí Minh, Tháng 9/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐIỆN BẰNG SÓNG RF Ngành: Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Bùi Hữu Hiên Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Phúc Luân 1711010009 17DDTA1 Nguyễn Hữu Tuấn 1711010107 17DDTA1 TP Hồ Chí Minh, Tháng 9/2021 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài tốt nghiệp kết thúc khóa học, với tình cảm chân thành, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới trường Đại học Công nghệ TPHCM tạo điều kiện cho em có mơi trường học tập tốt suốt thời học tập, nghiên cứu trường Em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Bùi Hữu Hiên giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp Đồng thời, em xin bày tỏ lịng cảm ơn tới thầy Viện kỹ thuật Hutech, bạn bè giúp đỡ, tạo điều kiện cho em suốt trình học tập hồn thành Khóa luận tốt nghiệp lần Em xin chân thành cảm ơn! TP.Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2021 Nhóm Sinh viên thực Nguyễn Phúc Luân Nguyễn Hữu Tuấn ii MỤC LỤC Phiếu đăng ký đề tài ĐATN Phiếu giao nhiệm vụ Lời cam đoan .i Lời cảm ơn .ii Mục lục iii Danh sách bảng vi Danh sách hình vii Lời mở đầu Chương Giới thiệu 1.1 Giới thiệu sóng RF 1.1.1 Khái niệm sóng RF 1.1.2 Cách tạo sóng RF 1.1.3 Bức xạ điện từ 10 1.1.4 Phase 10 1.1.5 Các phương pháp điều chế 11 1.1.6 Mạch phát sóng RF 12 1.1.7 Mạch thu sóng RF 13 1.2 Tổng quát công nghệ Bluetooth 13 1.2.1 Khái niệm Bluetooth 13 1.2.2 Các đặc điểm Bluetooth 15 1.3 Module thu phát RF 315Mhz 16 1.3.1 Remote điều khiển từ xa IC mã hóa PT2262 16 1.3.2 Module thu IC giải mã PT2272 21 1.4 Module Bluetooth HC05 25 1.4.1 Tìm hiểu Module Bluetooth HC05 25 1.4.2 Tập lệnh AT mặc định 27 1.5 Giới thiệu vi điều khiển AT89C52 28 1.5.1 Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C52 29 iii 1.5.2 Tổ chức nhớ vi điều khiển AT89C52 32 1.5.3 Hoạt động truyền liệu vi điều khiển AT89C52 33 1.5.4 Tập lệnh vi điều khiển AT89C52 36 1.5.5 Nguồn cung cấp 36 1.5.6 Mạch dao động 37 Chương Tổng quan giải pháp 38 2.1 Khái niệm 38 2.2 Giới thiệu số công nghệ sử dụng nhà thông minh 39 2.2.1 Bảng điều khiển trung tâm Wifi SH - CC6W 39 2.2.2 Công tắc cảm ứng wifi SH – CTXRZW 40 2.2.3 Thiết bị chuyển đổi từ RF sang Wifi .40 Chương Phương pháp giải 42 3.1 Phương án thiết kế 42 3.2 Sơ đồ khối 43 Chương Quy trình thiết kế 45 4.1 Sơ đồ nguyên lý khối tính tốn 45 4.1.1 Khối Phát RF 45 4.1.2 Khối nguồn 46 4.1.3 khối thu RF 46 4.1.4 Khối xử lý trung tâm 48 4.1.5 Khối đèn báo/ rơle/ ngõ 50 4.1.6 khối hiển thị LCD 51 4.1.7 Khối module Bluetooth 51 4.1.8 Khối điều khiển (điện thoại Android) 52 4.2 Mạch điều khiển giám sát thiết bị điện sóng RF 52 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 52 4.2.2 Nguyên lý hoạt động mạch 53 Chương Thi công mạch điều khiển giám sát thiết bị RF 55 5.1 Thi công phần cứng 55 5.2 Thi công phần mềm 56 5.3 Kết nối với điều khiển trung tâm 58 5.4 Lưu đồ giải thuật 60 iv Chương Đánh giá kết quả, kết luận 62 6.1 Kiến thức thu 62 6.2 Phần cứng 62 6.3 Kết Luận 62 6.4 Hướng Phát Triển Đề Tài 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng phân loại tần số Bảng 1.2 Bảng mô tả thông số Remote .16 Bảng 1.3 Bảng chức IC PT2262 .17 Bảng 1.4 Bảng mô tả thông số module .21 Bảng 1.5 Bảng chức IC PT2272 .22 Bảng 1.6 Bảng chức chân module HC05 26 Bảng 1.7 Bảng chức chân Port 30 Bảng 1.8 Bảng chức chân Port 30 Bảng 1.9 Các bit ghi điều khiển truyền liệu 35 Bảng 1.10 Các kiểu truyền liệu 36 Bảng 4.1 Chức chân sơ đồ capture 46 Bảng 4.2 Bảng giãi mã bit 48 Bảng 4.3 Bảng giãi mã Bit 48 Bảng 4.4 Bảng chức Port vi điều khiển AT89C52 49 vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cách tạo xác định sóng RF Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống truyền nhận liệu không dây Hình 1.3 Biên độ Pha sóng 10 Hình 1.4 sóng lệch pha 11 Hình 1.5 Sơ đồ mạch phát sóng RF 12 Hình 1.6 Sơ đồ mạch thu sóng RF 13 Hình 1.7 Biểu tượng Bluetooth 14 Hình 1.8 Các thiết bị có hỗ trợ sóng Bluetooth .15 Hình 1.9 Remote điều khiển từ xa 16 Hình 1.10 Sơ đồ chân IC PT2262 .17 Hình 1.11 Chu kỳ tạo xung IC PT2262 19 Hình 1.12 Dạng sóng bit đồng IC PT2262 19 Hình 1.13 Định dạng truyền liệu 20 Hình 1.14 Bit mã với chân tương ứng 20 Hình 1.15 Module thu RF 315Mhz 21 Hình 1.16 Sơ đồ chân IC PT2272 .22 Hình 1.17 Chu kỳ tạo xung IC PT2272 24 Hình 1.18 Dạng sóng bit đồng IC PT2272 24 Hình 1.19 Nhóm từ mã hoàn chỉnh 25 Hình 1.20 Sơ đồ chân module Bluetooth HC05 .25 Hình 1.21 Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C52 29 Hình 1.22 Bộ nhớ vi điều khiển AT89C52 33 Hình 1.23 Sơ đồ hệ thống truyền liệu 34 Hình 1.24 Cấu trúc ghi SCON .35 Hình 1.25 Thạch anh 37 Hình 2.1 Ngơi nhà thơng minh 38 vii Hình 2.2 Thiết bị SH – CC6W 39 Hình 2.3 Thiết bị SH - CTXRZW .40 Hình 2.4 Thiết bị chuyển đổi kết nối RF thành Wifi 41 Hình 3.1 Sơ đồ khối mạch 43 Hình 4.1 Timing thành phần mã hóa Bit 45 Hình 4.2 Sơ đồ capture Khối nguồn 46 Hình 4.3 Sơ đồ capture khối thu .46 Hình 4.4 Timing thành phần giải mã BIT 47 Hình 4.5 Thực việc đo thời gian Bit 47 Hình 4.6 Sơ đồ capture khối vi điều khiển 48 Hình 4.7 Sơ đồ capture khối Relay 50 Hình 4.8 Sơ đồ capture khối hiển thị LCD .51 Hình 4.9 Sơ đồ capture khối module Bluetooth 51 Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 52 Hình 4.11 Sơ đồ tổng quát truyền nhận sóng RF .53 Hình 5.1 Mơ hình hồn chỉnh mạch 55 Hình 5.2 Sơ đồ mạch in bố trí linh kiện 55 Hình 5.3 Mạch chạy mô 56 Hình 5.4 Giao diện phần mềm 56 Hình 5.5 Code viết có dạng sau 57 Hình 5.6 Trung tâm điều khiển Geeklink 58 Hình 5.7 Cấu trúc kết nối thiết bị nhà .59 Hình 5.8 Lưu đồ giải thuật điều khiển nút nhấn sử dụng RF điều khiển từ xa .60 Hình 5.9 Lưu đồ giải thuật điều khiển qua Bluetooth .61 viii LỜI MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Ngày với phát triển mạnh mẽ ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ kỹ thuật điện tử mà đặc biệt kỹ thuật điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp, cung cấp thơng tin Do đó, sinh viên chuyên ngành Điện tử - Viễn thông phải biết nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điện tử, tuyền thơng nói riêng Bên cạnh cịn thúc đẩy phát triển kinh tế nước nhà Điển hình hệ thống điều khiển thiết bị nhà sóng RF gồm có thiết bị đơn giản bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến thiết bị tinh vi, phức tạp tivi, máy giặt, hệ thống báo động … Nó hoạt động ngơi nhà thơng minh Nghĩa tất thiết bị giao tiếp với mặt liệu thông qua đầu não trung tâm Đầu não trung tâm máy vi tính hồn chỉnh xử lí lập trình sẵn tất chương trình điều khiển Bình thường, thiết bị ngơi nhà điều khiển từ xa thông qua Remote phần mềm cài điện thoại thông minh Chẳng hạn việc tắt quạt, đèn điện thay tới cơng tắc phịng nhà từ cần sử dụng Remote nhỏ gọn, ta bật tắt thiết bị mong muốn theo ý Ngồi việc ứng dụng cơng nghệ khơng dây vào điều khiển mang tính thuận tiện, hứng thú cho người sử dụng Từ yêu cầu thực tế, đòi hỏi ngày cao sống, cộng với hợp tác, phát triển mạnh mẽ ngành viễn thông nên chúng em chọn đề tài “Điều khiển giám sát thiết bị điện sóng RF” để đáp ứng nhu cầu ngày cao người góp phần vào tiến bộ, văn minh, đại nước nhà if(nn2==0) { delay_ms(20); if(nn2==0) { tt2=~tt2; if(tt2==1) { gui[6]='B'; gui[7]='A'; gui[8]='T'; gui[9]='|'; } else { gui[6]='T'; gui[7]='A'; gui[8]='T'; gui[9]='|'; } while(nn2==0); } } } void kiem_tra_nn3() 68 { if(nn3==0) { delay_ms(20); if(nn3==0) { tt3=~tt3; if(tt3==1) { gui[10]='B'; gui[11]='A'; gui[12]='T'; gui[13]='|'; } else { gui[10]='T'; gui[11]='A'; gui[12]='T'; gui[13]='|'; } while(nn3==0); } } } 69 void kiem_tra_nn4() { if(nn4==0) { delay_ms(20); if(nn4==0) { tt4=~tt4; if(tt4==1) { gui[14]='B'; gui[15]='A'; gui[16]='T'; gui[17]='|'; } else { gui[14]='T'; gui[15]='A'; gui[16]='T'; gui[17]='|'; } while(nn4==0); } } } 70 void kiem_tra_in1() { if(in1!=in1t) { delay_ms(20); if(in1!=in1t) { tt1=~tt1; if(tt1==1) { gui[2]='B'; gui[3]='A'; gui[4]='T'; gui[5]='|'; } else { gui[2]='T'; gui[3]='A'; gui[4]='T'; gui[5]='|'; } in1t=in1; } } 71 } void kiem_tra_in2() { if(in2!=in2t) { delay_ms(20); if(in2!=in2t) { tt2=~tt2; if(tt2==1) { gui[6]='B'; gui[7]='A'; gui[8]='T'; gui[9]='|'; } else { gui[6]='T'; gui[7]='A'; gui[8]='T'; gui[9]='|'; } in2t=in2; } 72 } } void kiem_tra_in3() { if(in3!=in3t) { delay_ms(20); if(in3!=in3t) { tt3=~tt3; if(tt3==1) { gui[10]='B'; gui[11]='A'; gui[12]='T'; gui[13]='|'; } else { gui[10]='T'; gui[11]='A'; gui[12]='T'; gui[13]='|'; } in3t=in3; 73 } } } void kiem_tra_in4() { if(in4!=in4t) { delay_ms(20); if(in4!=in4t) { tt4=~tt4; if(tt4==1) { gui[14]='B'; gui[15]='A'; gui[16]='T'; gui[17]='|'; } else { gui[14]='T'; gui[15]='A'; gui[16]='T'; gui[17]='|'; } 74 in4t=in4; } } } void nhan_dl() { if(Uart_Data_Ready()==1) { dl = Uart_Read(); // if(dl=='1') { tt1=1; gui[2]='B'; gui[3]='A'; gui[4]='T'; gui[5]='|'; } else if(dl=='2') { tt1=0; gui[2]='T'; gui[3]='A'; gui[4]='T'; gui[5]='|'; } 75 else if(dl=='3') { tt2=1; gui[6]='B'; gui[7]='A'; gui[8]='T'; gui[9]='|'; } else if(dl=='4') { tt2=0; gui[6]='T'; gui[7]='A'; gui[8]='T'; gui[9]='|'; } else if(dl=='5') { tt3=1; gui[10]='B'; gui[11]='A'; gui[12]='T'; gui[13]='|'; } else if(dl=='6') { 76 tt3=0; gui[10]='T'; gui[11]='A'; gui[12]='T'; gui[13]='|'; } else if(dl=='7') { tt4=1; gui[14]='B'; gui[15]='A'; gui[16]='T'; gui[17]='|'; } else if(dl=='8') { tt4=0; gui[14]='T'; gui[15]='A'; gui[16]='T'; gui[17]='|'; } } } void main() 77 { Uart_Init(); lcd_init(); lcd_gotoxy(0,0); // hien thi gia tri lcd_puts("RL1 RL2 RL3 RL4 "); tt1=0; tt2=0; tt3=0; tt4=0; rl1=0; rl2=0; rl3=0; rl4=0; gui[0]='g'; gui[1]='|'; in1t=0; in2t=0; in3t=0; in4t=0; in1t=in1; in2t=in2; in3t=in3; in4t=in4; 78 while(1) { kiem_tra_nn1(); kiem_tra_nn2(); kiem_tra_nn3(); kiem_tra_nn4(); kiem_tra_in1(); kiem_tra_in2(); kiem_tra_in3(); kiem_tra_in4(); nhan_dl(); gui_dl(); if(tt1==1) { rl1=1; lcd_gotoxy(0,1); // hien thi gia tri lcd_puts("BAT "); } else { rl1=0; lcd_gotoxy(0,1); // hien thi gia tri lcd_puts("TAT "); 79 } if(tt2==1) { rl2=1; lcd_gotoxy(4,1); // hien thi gia tri lcd_puts("BAT "); } else { rl2=0; lcd_gotoxy(4,1); // hien thi gia tri lcd_puts("TAT "); } if(tt3==1) { rl3=1; lcd_gotoxy(8,1); // hien thi gia tri lcd_puts("BAT "); } else { rl3=0; lcd_gotoxy(8,1); // hien thi gia tri lcd_puts("TAT "); 80 } if(tt4==1) { rl4=1; lcd_gotoxy(12,1); // hien thi gia tri lcd_puts("BAT "); } else { rl4=0; lcd_gotoxy(12,1); // hien thi gia tri lcd_puts("TAT "); } } } 81 82 ... dụng vào điều kiện thực tế nước để tạo hệ thống điều khiển thiết bị nhà từ xa sử dụng sóng RF nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao người Đề tài lấy sở dùng sóng RF để điều khiển thiết bị Việc sử dụng sóng. .. trình thiết kế Chương 5: Thi công mạch điều khiển giám sát thiết bị điện sóng RF Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận Chƣơng GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu sóng RF 1.1.1 Khái niệm sóng RF Những...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐIỆN BẰNG SÓNG RF Ngành: Kỹ thuật điện tử truyền thông Giảng viên
