đồ án đèn giao thông ( proteus+code)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỀ TÀI HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG Sinh viên thực hiện (MSSV) Lớp Điện Tử Viễn Thông K Bình Đ.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ

-BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM

ĐỀ TÀI

HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG

Sinh viên thực hiện (MSSV):

Bình Định, 2022

Lời Cảm Ơn

Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu thực hiện thiết kế đồ án này,

em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của giảng viênhướng dẫn thực hiện ThS.Nguyễn Tường Thành Với lòng biết ơnsâu sắc nhất, em xin gửi đến thầy sự tri ân vì đã tâm huyết vànhiệt tình hướng dẫn giúp em xây dựng được phương pháp tìmtòi, nghiên cứu, thiết kế đồ án này cách tốt nhất Nếu không cónhững sự định hướng từ thầy thì em nghĩ bài báo cáo này của emrất khó có thể hoàn thiện được

Xuất phát từ nhu cầu thực tế và những hiểu biết về nhữnglĩnhvực này Sau đây em xin tìm hiểu và Thiết kế hệ thống đèngiao thông thông minh sử dụng Arduino Đây là cơ sở để thiết kếnhững hệ thống tự động hóa đơn giản, cũng như phức tạp đượcứng dụng rộng rãi trong khoa học và đời sống

Đây là bước đầu em nghiên cứu nên bài báo cáo của em khôngthể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong thầy cô đóng góp ýkiến để giúp em hoàn thiện tốt hơn trong những lần kế tiếp Saucùng, em chúc các thầy dồi dào sức khỏe, công tác tốt, luôn hếtmình vì sự nghiệp trồng người

Chúng Em chân thành cảm ơn Thầy

Mục Lục

Lời Cảm Ơn 1

Mục Lục 2

Chương 1: Mở Đầu 4

I .Lý do chọn đề tài: 4

1) Tính cấp thiết ứng dụng, đóng góp cho kinh tế: 4

2) Mục tiêu của đề tài: 4

II Đối tượng, phương pháp, phạm vi nghiên cứu: 5

1) Đối tượng nghiên cứu: 5

2) Phương pháp nghiên cứu: 5

3) Phạm vi nghiên cứu: 5

III. .Tóm tắt nội dung đề tài: 5

Chương 2:Nội dung 6

I Các phương pháp thực hiện và lựa chọn phương án thực hiện đề tài: 6

II Sơ đồ khối: 6

III Thiết kế, mô phỏng và lựa chọn linh kiện: 7

1)Thiết kế, mô phỏng: 7

2) Lụa chọn linh kiện và chức năng: 8

a) Arduino R3: 8

b) IC 74HC959: 9

c) Khối hiển thị: (led 7 đoạn) 10

IV Sơ đồ lắp ráp thực tế: 10

V Code và đánh giá thực tế: 12

1) Giới thiệu các mắt nối linh kiện : 12

a)Các mắt nối: 12

b)Arduino R3: 12

2) Code và mô phỏng hoạt động trên proteus: 14

a) Code: 14

b) Mô phỏng khái quát hoạt động của hệ thống: 15

Chương 3: Đánh giá, tổng quát quá trình thực hiện 17

Chương 1: Mở Đầu

 Trong những năm gần đây cùng sự phát triển của nền kinh tế là tốc

độ gia tăng không ngừng về các loại phương tiện giao thông Sựphát triển nhanh chóng của các phương tiện giao thông dẫn đếntình trạng tắc nghẽn giao thông và tai nạn giao thông xảy rathường xuyên

 Để giải quyết vấn đề đó, em đã chọn đề tài “thiết kế, mô phỏngsử dụng Aduino để điều khiển đèn giao thông” nhằm thiết kế vàtriển khai một hệ thống điều khiển cho đèn giao thông tại một ngã

tư, nhằm hạn chế ùn tắc và tai nạn cho các phương tiện tham giagiao thông

1) Tính cấp thiết ứng dụng, đóng góp cho kinh tế:

 Từ khi nền kinh tế Việt Nam chuyển từ nền kinh tế kế hoạchhoá tập trung sang nền kinh tế thị trường thì bức tranh về kinh tế của Việt Nam có nhiều điểm sáng, mức sống của người dân được cải thiện từng bước, kinh tế ngày càng tăng trưởng Tuy nhiên đi liền với nó là vấn đề về tai nạn giao thông và ùn tắc giao thông, số

vụ giao thông không ngừng tăng cả về quy mô và số lượng gây ảnhhưởng vô cùng lớn đến xã hội Bên cạnh việc tuân thủ nghiêm túc luật giao thông, người tham gia giao thông một cách văn hóa còn cần có tính cộng đồng Tính cộng đồng chính là việc xử sự, là mối quan hệ giữa con người với con người khi tham gia giao thông Điều này thể hiện qua việc không chen lấn, việc cứu giúp người khác bị rủi ro khi tham gia giao thông, như cấp cứu người bị nạn, chủ động đưa người già, yếu, trẻ nhỏ qua đường; cùng với cảnh sát giao thông phê bình, ngăn chặn hành vi sai phạm của người khác; thấy các sự cố về đường sá, phương tiện, phải kịp thời báo hiệu, thông báo cho nơi liên quan, để kịp thời ngăn chặn xử lý Chính

phủ Việt Nam luôn quan tâm ưu tiên tăng vốn đầu tư từ nguồn ngân sách để xây dựng một kết cấu hạ tầng giao thông

2) Mục tiêu của đề tài:

+Tìm hiểu một số cơ sở lý thuyết để thực hiện đề tài

+Thiết kế mạch đèn giao thông sử dụng Arduino

II Đối tượng, phương pháp, phạm vi nghiên cứu:

1) Đối tượng nghiên cứu:

 IC 74HC595

 Led 7 đoạn 1 số anot chung

 Arduino Uno R3

 Phương pháp thiết kế mạch đền giao thông 3 màu

2) Phương pháp nghiên cứu:

 Tìm hiểu lý thuyết

 Mô phỏng thiết kế mạch trên Proteus

 Thi công, lắp đặt mạch điện tử

3) Phạm vi nghiên cứu : Thiết kế mạch đo nhiệt độ sửdụng Arduino và led 7 đoạn, ic 74hc595

III .Tóm tắt nội dung đề tài:

- Phần I: Các phương pháp thực hiện và lựa chọn phương ánthực hiện đề tài

- Phần II: Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch

- Phần III: Thiết kế, mô phỏng và lựa chọn linh kiện cho từngkhối chức năng

- Phần IV: sơ đồ lắp ráp thực tế

- Phần V: Code và đánh giá thực tế

Chương 2:Nội dung

I Các phương pháp thực hiện và lựa chọn phương

án thực hiện đề tài:

Sử dụng phương án thiết kế mạch bằng Arduino: Phương ánnày, sử dụng Arduino là khối xử lý trung tâm Arduino có thểđảm nhận nhiều nhiệm vụ Đối với mạch này, Arduino có thểđảm nhận chức năng chuyển đổi ADC và cả chức năng xử lý,điều khiển để đưa ra khối chỉ thị

+Ưu điểm: quá trình mô phỏng, thi công, lắp đặt rất nhanhchóng, thích hợp cho mọi đối tượng kể cả người bắt đầu lậptrình, dễ sửa chữa khi gặp lỗi, ứng dụng đa năng trên cùng mộtmạch, đáp ứng nhanh chóng, tốc độ thực thi cao

+Nhược điểm: chi phí Arduino cao hơn, tuy nhiên nó giúpgiảm đi sự phức tạp trong thi công và lắp đặt, tái cấu hình lại

và sử dụng cho nhiều chức năng khác nhau cùng lúc

II Sơ đồ khối:

- Để thực hiện được thiết kế và chế tạo hệ thống đóng mở cửa tự động sử dụng công nghệ đèn giao thông em đưa ra sơ đồ thiết kế

như sau:

III Thiết kế, mô phỏng và lựa chọn linh kiện:

1)Thiết kế, mô phỏng:

-Chúng Em dùng phần mềm proteus để mô phỏng hệ thống đèn giao thông dùng arduino R3

2) Lụa chọn linh kiện và chức năng:

a) Arduino R3:

b) IC 74HC959:

 74HC595 là IC ghi dịch 8 bits kết hợp chốt dữ liệu, đầu vào nối tiếp, đầu

ra song song Thường dùng trong các mạch điều khiển LED 7 đoạn, quét LED ma trận,… để tiết kiệm số chân tối đa (chỉ dùng 3 chân) Có thể mở rộng số ngõ ra của bao nhiêu tùy thích bằng việc mắc nối tiếp đầu vào dữ liệu các IC với nhau

Sơ đồ chân của IC 74HC595:

c) Khối hiển thị: (led 7 đoạn)

Led 7 đoạn anot chung

Loại CA (common anode): Tất cả các chân anode được nối với nhau với logic là 1 Mỗi phân đoạn được chiếu sáng bằng cách sử dụng điện trở tín hiệu logic 0 (hay low)vào các cực cathode (từ a đến g)

IV Sơ đồ lắp ráp

thực tế:

Chân số 11 Chân ST_CP(12) của ic

Chân số 12 Chân DS của ic

Chân số 13 Chân SH_CP(11) của ic

Chân VCC Nguồn 5v

Chân GND Chân nguồn âm nối đi tới các linh kiện -

2) Code và mô phỏng hoạt động trên proteus:

- volatile unsigned int count = 0;

- unsigned int led1=10;

- unsigned int led2=10;

- unsigned int led3=10;

- unsigned int led4=10;

void setup()

- {

- for (int i = 2; i<8;i++){

- pinMode (i, OUTPUT);}

- for (int i = 11; i < 14; i++){

- digitalWrite (x1, !bit_sw && count <= 10);

- digitalWrite (v1, !bit_sw && count > 10 && count<=15 ||bit_sw

&& clk_1hz);

- digitalWrite (n1, !bit_sw && count > 15);

- digitalWrite (n2, !bit_sw && count <= 15);

- digitalWrite (x2, !bit_sw && count > 15 && count <= 25);

- digitalWrite (v2, !bit_sw && count > 25 || bit_sw &&

clk_1hz);

- // hien thi led 7 doan

- led1 = (bit_sw?10:(count <= 10 ? (10-count)% 10:(count <= 15? (15-count)%10 : (30-count) %10)));

- led2 = (bit_sw?10:(count <= 10 ? (10-count)/ 10:(count <= 15? (15-count)/10 : (30-count) /10)));

- led3 = (bit_sw?10:(count <= 15 ? (15-count)% 10:(count <= 25? (25-count)%10 : (30-count) %10)));

- led4 = (bit_sw?10:(count <= 15 ? (15-count)/ 10:(count <= 25? (25-count)/10 : (30-count) /10)));

- digitalWrite (st,0);

- shiftOut(ds, sh, MSBFIRST, mahex_a[led4]);

- shiftOut(ds, sh, MSBFIRST, mahex_a[led3]);

- shiftOut(ds, sh, MSBFIRST, mahex_a[led2]);

- shiftOut(ds, sh, MSBFIRST, mahex_a[led1]);

- digitalWrite(st,1);

- }

b) Mô phỏng khái quát hoạt động của hệ thống:

- Kí hiệu làn đường: làn1(mũi tên đỏ), làn 2(mũi tên xanh dương) (2 làn này kề tiếp nhau, cắt nhau, ngược hướng).

định Và cứ thế hoạt động của đèn giao thông sẽ luân hồi theo quy luật đã định trước, ổn định hệ thống vận tải, giúp hoạt động tham gia giao thông của người dân đựo ổn định hơn, tránh trường hợp xấu sảy ra.

- Hoạt động ổn định, rất tốt.

Chương 3: Đánh giá, tổng quát quá trình thực

hiện.

Hệ thống đèn điều khiển giao thông hiện nay đã góp phần hết sức quan trọng trong việc tham gia giao thông an toàn của mọi người dân Và ở những thành phố lớn, tại những nút giao thông trọng điểm không chỉ là sự giao nhau của hai làn đường mà là mà à rất nhiều làn đường khác nhau cùng với lượng giao thong càng lớn Chính vì thế ngoài hệ thống điều khiển chính còn có thêm hệ thống báo động khi có xe vượt đèn đỏ.

- Những vấn đề làm được:

+ Tổng quan công nghệ đèn giao thông và quá trình phát triển

+ Thiết kế và chế tạo mô hình đèn giao thông thông minh sử dụng Aduino.

- Những tồn tại của đề tài:

+ Khoảng cách giao tiếp của linh kiện còn hạn chế.

+ Chưa làm được bị quan sát khi có xe vượt đèn đỏ, hệ thống đặt thời gian.

-Trong quá trình làm bài và thiết kế hệ thống, kết quả vẫn còn chưa được hoàn thiện và cần được bổ sung thêm Em mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô giáo để em có được một sản phẩm hoàn chỉnh hơn.

- Chúng Em xin chân thành cảm ơn.