kl khuu thi le hang 2015 621 317

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG MÁY TÍNH THƠNG QUA SĨNG RF Người hướng dẫn : THS TRẦN CƠNG THỊNH Người thực : KHỨU THỊ LỆ HẰNG Lớp : 10040002 Khố : 14 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2015 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại học Tơn Đức Thắng nói chung thầy cô giáo khoa Điện tử Viễn Thơng nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy ThS Trần Công Thịnh, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm Đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Sau xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ em q trình học tâp, nghiên cứu hồn thành Đồ án tốt nghiệp i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học thầy ThS Trần Công Thịnh Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường đại học Tôn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng Tác giả Khứu Thị Lệ Hằng ii năm 2015 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ iii LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI NÓI ĐẦU Hầu hết thiết bị điện tử ngày làm nhu cầu thực tiễn người dùng ngày có tính ưu việt Nếu thiết bị để hoạt động phải tiếp xúc điều chỉnh trực tiếp phận điều khiển thiết bị, ngày cần ngồi chỗ dùng điều khiển từ từ xa để điều khiển thiết bị cách dễ dàng không cịn điều xa lạ hay khó khăn Các điều khiển từ xa remote tivi hay remote máy điều hòa nhiệt độ v.v dùng hồng ngoại vấn đề khoảng cách truyền thẳng phạm vi vài mét tốc độ truyền không cao để điều khiển thiết bị xa hơn, tốc độ nhanh ta cần có thiết bị điều khiển phù hợp cho mục đích yêu cầu cao Điều khiển thiết bị xa khoảng 100m khơng vật cản xa việc thực cách dễ dàng với sóng RF Với u cầu địi hỏi khơng q cao Module NRF24L01 Module sóng RF với tần số sóng ngắn 2.4G đáp ứng Ngồi module cịn có nhiều ứng dụng khác để truyền nhận liệu theo hai hướng đường truyền cịn gọi đường truyền “song cơng” Để giải vấn đề trên, em cần nghiên cứu thực nội dung sau: - Tìm hiểu cơng nghệ điều khiển từ xa thơng qua sóng RF - Tạo giao diện điều khiển Visual Basic - Thiết kế mạch giao tiếp máy tính phát sóng RF - Thiết kế mạch điều khiển thiết bị thu sóng RF - Thi cơng phần cứng bao gồm thiết bị điều khiển: Cửa, Quạt, Đèn, Chng v MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VIII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU X DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT XI CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG MÁY TÍNH THƠNG QUA SĨNG RF 1.1 Mục đích, ý nghĩa 1.2 Phương pháp nội dung thực 1.3 Kế hoạch thời gian thực .1 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN 2.1 Module thu phát sóng RF: NRF24L01 2.1.1 Giới thiệu module NRF24L01 .2 2.1.2 Tính chân Module NRF24L01 2.2 Vi điều khiển PIC 16F877A 2.2.1 Giới thiệu PIC 16F877A 2.2.2 Giao tiếp nối tiếp Pic 16F877A 2.2.2.1 USART bất đồng 2.2.2.2 Truyền liệu qua chuẩn giao tiếp USART bất đồng .8 2.2.2.3 Nhận liệu qua chuẩn giao tiếp USART bất đồng 10 2.2.2.4 Chuẩn truyền thông SPI 13 2.2.2.5 SPI vi điều khiển PIC 15 2.3 Cổng Com IC Max 232 18 2.3.1 Cổng Com 18 2.3.2 IC Max232 20 vi 2.3.3 Thông số chuẩn RS232 .21 2.4 Relay chân 23 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG VISUAL BASIC 25 3.1 Giới thiệu phần mềm Microsoft Visual Basic 6.0 25 3.2 Tạo project 25 3.3 Tạo giao diện điều khiển 26 3.4 Cơ sở lập trình 27 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 29 4.1 Sơ đồ khối 29 4.2 Thiết kế phát sóng RF giao tiếp máy tính 30 4.2 Thiết kế thu sóng RF điều khiển thiết bị 33 4.3 Thiết kế khối Relay công suất .35 CHƯƠNG 5: THI CƠNG MƠ HÌNH 37 5.1 Dụng cụ sử dụng 37 5.2 Sản phẩm hoàn thiện 38 5.2.1 Mạch thực tế thu phát sóng RF 38 5.2.2 Mơ hình cửa trượt 39 5.3 Lưu đồ giải thuật 42 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 46 6.1 Kết luận 46 6.2 Kinh nghiệm 46 6.3 Hạn chế cách khắc phục 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1 Module NRF24L01 Hình 2.2 SPI đọc liệu Hình 2.3 SPI ghi liệu Hình 2.4 Pic 16F877A Hình 2.5 Sơ đồ khối chức Pic 16F877A Hình 2.6 Sơ đồ khối khối truyền liệu USART .9 Hình 2.7 Sơ đồ khối khối nhận liệu USART 11 Hình 2.8 Giao diện SPI 13 Hình 2.9 Truyền liệu SPI 15 Hình 2.10 IC Max232 20 Hình 2.11 Mạch chuẩn giao tiếp máy tính dùng IC Max232 23 Hình 2.12 Relay chân 24 Hình 3.1 Giao diện VB6 khởi động 26 Hình 3.2 Cửa sổ lập trình VB6 .26 Hình 3.3 Giao diện bảng điều khiển thiết bị hồn chỉnh 27 Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống 29 Hình 4.2 Mạch nguyên lý phát sóng RF giao tiếp máy tính 30 Hình 4.3 Đóng khung liệu chuẩn USART bất đồng 31 Hình 4.4 Mạch in phát sóng RF giao tiếp máy tính 32 Hình 4.5 Mạch nguyên lý thu sóng RF điều khiển thiết bị 33 Hình 4.6 Mạch in thu sóng RF điều khiển thiết bị .34 Hình 4.7 Mạch ngun lý khối relay cơng suất 35 Hình 4.8 Mạch in khối relay cơng suất .36 Hình 5.1 Mạch thực tế phát sóng RF giao tiếp máy tính 38 Hình 5.2 Mạch thực tế thu sóng RF điều khiển thiết bị 38 viii Hình 5.3 Mạch thực tế khối relay công suất 39 Hình 5.4 Mơ hình cửa trượt phía trước 40 Hình 5.5 Mơ hình cửa trượt phía .40 Hình 5.6 Mơ hình cửa trượt phía sau 41 Hình 5.7 Lưu đồ giải thuật máy tính truyền liệu xuống PIC ( phát) .42 Hình 5.8 Lưu đồ giải thuật PIC ( phát) truyền liệu 43 Hình 5.9 Lưu đồ giải thuật PIC ( thu) nhận liệu điều khiển thiết bị 45 ix ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 42/56 5.3 Lưu đồ giải thuật Bắt đầu Khởi tạo biến Nút nhấn điều khiển cửa Đ Gửi mã điều khiển cửa xuống PIC phát Đ Gửi mã điều khiển quạt xuống PIC phát Đ Gửi mã điều khiển đèn xuống PIC phát Đ Gửi mã điều khiển chuông xuống PIC phát Đ Kết thúc S Nút nhấn điều khiển quạt S Nút nhấn điều khiển đèn S Nút nhấn điều khiển chuông S S Nút nhấn ngắt kết nối Hình 5.7 Lưu đồ giải thuật máy tính truyền liệu xuống PIC ( phát) Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 43/56 Bắt đầu Gửi liệu từ máy tính Giải mã liệu Lưu vào Ram Đủ liệu S Đ PIC (bộ phát) lấy liệu từ Ram thông qua cổng Com Xử lý liệu S Đ Truyền liệu qua sóng RF Hình 5.8 Lưu đồ giải thuật PIC ( phát) truyền liệu Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 44/56 Bắt đầu PIC (bộ thu) nhận liệu từ thu - phát sóng RF Xử lý liệu xuất tín hiệu điều khiển data = Đ Cửa đóng Đ Cửa dừng Đ Cửa mở Đ Quạt chạy Đ Quạt tắt Đ Đèn sáng Đ Đèn tắt S data = S data = S data = S data = S data = S data = S Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 45/56 data = Đ Chuông reo Đ Chuông tắt S data = S Hình 5.9 Lưu đồ giải thuật PIC ( thu) nhận liệu điều khiển thiết bị Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 46/56 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Hồn thành mơ hình Cửa trượt ngang có khả đóng / mở / dừng tự động nhận tín hiệu điều khiển từ xa từ máy tính Quạt, Đèn , Chng điều khiển thành công 6.2 Kinh nghiệm Kinh nghiệm thu sau đồ án: + Cách phát thu sóng RF + Biết cách thiết kế giao diện VB6 + Cách điều khiển thiết bị từ xa + Thi cơng mơ hình cửa trượt 6.3 Hạn chế cách khắc phục Đối với khoảng cách xa, có vật cản phịng kín phát thu, thu khơng thu tín hiệu RF tín hiệu bị nhiễu, dẫn đến điều khiển thiết bị khơng xác Muốn khắc phục hạn chế này, khu vực điều khiển phải rộng rãi, khơng có chướng ngại vật lớn phát thu Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 47/56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [Tiếng Việt] [1] Nguyễn Đình Phú (2007), Giáo trình Vi Xử Lý 2, Đại học SPKT, TP Hồ Chí Minh [2] Trịnh Hồng Long, Trần Thanh Hiền, Phan Thanh Tiến (2009), Hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thơng qua máy tính [Tiếng Anh] [3] Milan Verle (2009), PIC Microcontrollers – Programming in C, Publisher: MikroElektronika Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 48/56 PHỤ LỤC  Code giao tiếp máy tính giao diện điều khiển VB6: Private Sub Command2_Click() MSComm1.Output = "3" ' xuat cong com ky tu Shape1.FillColor = &HFF00& End Sub Private Sub Command3_Click() MSComm1.Output = "2" Shape1.FillColor = &HFF& End Sub Private Sub Command4_Click() MSComm1.Output = "1" Shape1.FillColor = &HFFFF& End Sub Private Sub Command5_Click() MSComm1.Output = "4" Shape2.FillColor = &HFF00& End Sub Private Sub Command6_Click() MSComm1.Output = "5" Shape2.FillColor = &HFF& End Sub Private Sub Command7_Click() MSComm1.Output = "6" Shape3.FillColor = &HFF00& End Sub Private Sub Command8_Click() MSComm1.Output = "7" Shape3.FillColor = &HFF& End Sub Private Sub Command9_Click() MSComm1.Output = "8" Shape4.FillColor = &HFF00& Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 49/56 End Sub Private Sub Form_Load() MSComm1.CommPort = MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" MSComm1.PortOpen = True MSComm1.RThreshold = End Sub Private Sub Form_KeyDown (KeyCode As Integer, Shift As Integer) If KeyCode = vbKey1 Then Command2_Click ' nhan so tren ban phim thi nut dong cua duoc nhan End If If KeyCode = vbKey2 Then Command3_Click End If If KeyCode = vbKey3 Then Command4_Click End If If KeyCode = vbKey4 Then Command5_Click End If If KeyCode = vbKey5 Then Command6_Click End If If KeyCode = vbKey6 Then Command7_Click End If If KeyCode = vbKey7 Then Command8_Click End If If KeyCode = vbKey8 Then Command9_Click End If If KeyCode = vbKey9 Then Command10_Click End If Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 50/56 If KeyCode = vbKey0 Then Command1_Click End If End Sub  Code cho PIC phát sóng RF giao tiếp máy tính: #include #FUSES NOWDT,XT, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT,NOCPD, NOWRT #use delay(clock=4MHz) #include "lib_rf2gh4_10.h" #byte porta=0x05 #byte portb=0x06 #byte portd=0x08 #bit nut1=portd.3 #bit nut2=portd.4 #bit nut3=portd.5 #bit nut4=portd.6 #bit nut5=portd.7 /////////////////////////// #use rs232(baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7) /////////////////////////////////////////////// int8 ret,kenh=0; char data; ////////////////////////////// #int_RDA void ngat_RDA() { disable_interrupts(global); data=getc(); } void rf() { Delay_ms(100); Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 51/56 RF_DIR=0x08; RF_DATA[0]=data; ret=RF_SEND(); } void main() { set_tris_d(0b11111111); set_tris_b(0b00000001); portb=0x00; portd=0xFF; /////////////////////////// enable_interrupts(int_RDA); enable_interrupts(global); RF_INT_EN(); RF_CONFIG_SPI(); RF_CONFIG(0x40,0x01); RF_ON(); while(true) { if (nut1==0) {kenh=1; } if (nut2==0) {kenh=2; } if (nut3==0) {kenh=3; } if (nut4==0) {kenh=4; } if (nut5==0) {kenh=5; Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 52/56 } delay_ms(100); switch (kenh) { case 1: data='1'; break; case 2: data='2'; break; case 3: data='3'; break; case 4: data='8'; break; case 5: data='9'; break; } rf(); } }  Code cho PIC thu sóng RF điều khiển thiết bị: #include #FUSES NOWDT, XT, PUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD #use delay(clock=4000000) #include "lib_rf2gh4_10.h" ///////////////////////////////////////////////// #byte portb=0x06 Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 53/56 #byte portd=0x08 #byte DT = 0x20 #bit TB1=portd.0 #bit TB2=portd.1 #bit TB3=portd.2 #bit TB4=portd.3 #bit TB5=portd.4 #bit TB6=portd.5 #bit CT1=portb.6 #bit CT2=portb.7 //////////////////////////////////////////////// char data; #int_ext void int_RB0() { int8 ret1; ret1 = RF_RECEIVE(); if ( ret1 == ) { data=RF_DATA[0]; ret1 = RF_RECEIVE(); } switch (data) { case '1': { if (CT1==0) { TB1=0; TB2=0; } else { TB1=1; TB2=0; } Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 54/56 break; } case '2': { TB1=0; TB2=0; break; } case '3': { if (CT2==0) { TB1=0; TB2=0; } else { TB1=0; TB2=1; } break; } case '4': { TB3=1; TB4=0; if ((CT1==0)|(CT2==0)) { TB1=0; TB2=0; } break; } case '5': { TB3=0; Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 55/56 TB4=0; if ((CT1==0)|(CT2==0)) { TB1=0; TB2=0; } break; } case '6': { TB5=1; if ((CT1==0)|(CT2==0)) { TB1=0; TB2=0; } break; } case '7': { TB5=0; if ((CT1==0)|(CT2==0)) { TB1=0; TB2=0; } break; } case '8': { TB6=1; if ((CT1==0)|(CT2==0)) { TB1=0; TB2=0; Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 56/56 } break; } case '9': { TB6=0; if ((CT1==0)|(CT2==0)) { TB1=0; TB2=0; } break; } } } ////////////////////////// void main() { set_tris_d(0b00000000); //portd=0x00; RF_INT_EN(); RF_CONFIG_SPI(); RF_CONFIG(0x40,0x08); RF_ON(); while(true); } Điều khiển thiết bị máy tính thơng qua sóng RF SVTH: Khứu Thị Lệ Hằng ... ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/56 CHƯƠNG 2: GIỚI THI? ??U LINH KIỆN 2.1 Module thu phát sóng RF: NRF24L01 2.1.1 Giới thi? ??u module NRF24L01 NRF24L01 Module board mạch thi? ??t kế cho giải pháp truyền liệu không... 2.1 Module thu phát sóng RF: NRF24L01 2.1.1 Giới thi? ??u module NRF24L01 .2 2.1.2 Tính chân Module NRF24L01 2.2 Vi điều khiển PIC 16F877A 2.2.1 Giới thi? ??u PIC 16F877A... CHƯƠNG 4: THI? ??T KẾ HỆ THỐNG 29 4.1 Sơ đồ khối 29 4.2 Thi? ??t kế phát sóng RF giao tiếp máy tính 30 4.2 Thi? ??t kế thu sóng RF điều khiển thi? ??t bị 33 4.3 Thi? ??t kế khối