Thiết kế bộ điều khiển nháy led hình trái tim

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO TL, BTL, ĐA/DA THUỘC HỌC PHẦN NHẬP MÔN VỀ KỸ THUẬT MÁY TÍNH THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN NHÁY LED CBHD: Th.S Phạm Văn Chiến Nhóm 14: Tiên Phong Sinh viên: Nguyễn Tiến Đạt MSV: 2021600684 Nguyến Ngọc Tuấn Minh MSV: 2021603331 Đỗ Minh Tâm MSV: 2021601744 Lớp : KTMT1 Khóa: 16 Hà Nam - 2021 MỤC LỤC PHẦN I: TỔNG QUAN BỘ ĐIỀU KHIỂN LED………………………… 1.1 Mở đầu – Lý trọn đề tài…………………………………………… 1.2 Giới thiệu Bộ điều khiển nháy LED………………………………… 1.2.1 Lịch sử phát triển Bộ điều khiển nháy LED……………………… 1.2.2 Giới thiệu Bộ điều khiển nháy LED…………………………… 1.2.3 Giới thiệu thiết bị tương tự…………………………………… 1.3 Nội dung nghiên cứu đề tài………………………………………… 1.3.1 Yêu cầu thiết bị…………………………………………………… 1.3.2 Sơ đồ khối chức khối………………………………… PHẦN II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU…………………………………… 2.1 Đặc điểm linh kiện…………………………………………………… 2.1.1 Bảng linh kiện…………………………………………………… 2.1.2 Giới thiệu KIT Arduino Mega 2560……………………………… 2.1.3 Giới thiệu LED…………………………………………………… 2.2 Thiết kế phần cứng…………………………………………………… 2.3 Chương trình điều khiển……………………………………………… 2.4 Kết mô phỏng………………………………………………………10 PHẦN 3: KẾT LUẬN…………………………………………………………12 PHỤ LỤC…………………………………………………………………… 13 PHẦN TỔNG QUAN BỘ ĐIỀU KHIỂN NHÁY LED 1.1 Mở đầu – Lý lựa chọn đề tài Ngành điện tử phát triển, kéo theo sản phẩm điện tử ngày phổ biến Với phát triển mạnh mẽ vi điều khiển, cần động tác nhỏ đủ để làm cho thiết bị điều khiển cách nhanh chóng Đèn LED có nhiều ưu đời sống đại, có tính phổ biến cao, giá thành lại rẻ, hợp túi tiền sinh viên Xuất phát từ ý tưởng có sản phẩm điện tử nhỏ đẹp làm đồ trang trí làm q tặng tinh thần đặc biệt ý nghĩa, với kiến thức học môn nhập môn kỹ thuật máy tính chúng em nảy đến định “thiết kế mạch điều khiển nháy LED hình trái tim” Trong trình thực đề tài chúng em cố gắng thực với vốn kiến thức hạn hẹp, yếu tố khách quan khác mà khơng tránh khỏi nhiều sai sót Chúng em mong nhận ý kiến góp ý từ thầy cô bạn Cuối chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Th.S Phạm Văn Chiến giúp đỡ chúng em hoàn thành tập lớn Hơn thầy dẫn chúng em nhiều kiến thức cuốc sống như: kĩ mềm, cách học hiệu quả, kĩ làm việc nhóm sử dụng số phần mềm Chúng em xin chân thành cảm ơn! 1.2 Giới thiệu điều khiển nháy led 1.2.1 Lịch sử phát triển ứng dụng điều khiển nháy led: Đèn LED đèn điện sử dụng thiết bị chiếu sáng, tạo ánh sáng cách sử dụng nhiều diode phát quang đời từ năm 60 kỷ XX đến sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống xã hội Với nhiều “nhất” “siêu” như: tuổi thọ cao nhất, có lợi cho sức khỏe nhất, siêu sáng, siêu tiết kiệm điện… đèn LED mang lại lợi ích vơ to lớn cho nhân loại Sau ứng dụng chứng tỏ ưu vượt trội Trong giao thơng, cơng nghệ LED tỏ vượt trội việc thỏa mãn tiêu chí tiết kiệm điện năng, mỹ quan, dễ điều khiển bảo vệ mơi trường Đèn LED cịn có mặt nhiều biển quảng cáo Các bảng hiệu quảng cáo có phát triển với đa dạng chủng loại phong cách Nổi bật số xuất đèn LED nhà quảng cáo “trọng dụng” Đi khắp phố, chỗ bắt gặp đèn LED biển quảng cáo Đèn LED dùng để trang trí nội thất đẹp huyền bí đại, thích hợp với thiết bị nội thất bàn, ghế, giường, bồn tắm… Ánh sáng nhiều màu đèn LED thiết kế phù hợp với tâm trạng, cảm giác chủ nhân phịng mục đích sử dụng Khơng có vậy, đèn LED cịn phát triển cơng nghệ chế tạo thiết bị nghe nhìn Màn hình máy tính ti vi cơng nghệ LED có ưu điểm vượt trội so với cấp màu sắc tươi sáng, chất lượng cao, hình ảnh sắc nét mà khơng chiếm khơng gian TV đèn LED có chất lượng phát sáng cao chúng sử dụng đi-ốt phát sáng để tạo hình ảnh siêu sáng Trên thị trường có nhiều sản phẩm nghiên cứu phát triển dựa đèn LED như: đèn led cao áp treo trần, đèn led thânh âm trần PHLM10L, đèn LED panel,… 1.2.2 Giới thiệu mạch điều khiển nháy led hình trái tim: ➢ Cấu tạo: Bo Kid mạch chủ gồm khối bản: - Khối CPU chip vi xử lý - Khối tạo xung: tụ gốm, thạch anh - Khối nguồn ổn định 5V: IC ổn áp, tụ hóa, tụ gốm, jump cắm, điện trở, led đỏ (báo nguồn) - Khối hiển thị: gồm nhiều led đỏ nháy theo hiệu ứng cài sẵn nhận lệnh từ khối nguồn khối điều khiển Hình 1: Mạch điều khiển nháy led hình trái tim 1.2.3 Giới thiệu thiết bị tương tự ➢ Mạch đèn LED cho bàn phím máy tính: giải đèn LED bên phím bấm laptop từ phân khúc tầm trung cao cấp giúp cho người dùng sử dụng máy tính bóng tối Đặc biệt dòng gaming dành cho game thủ Đèn LED máy tính có nhiều loại như: đèn bàn phím màu, đèn bàn phím đổi màu SRGB,… Ngồi cịn có tác dụng làm đẹp, trang trí ➢ Mạch đèn LED hình mặt trăng: thường trang trí phịng ngủ dùng làm đèn ngủ, ngồi đèn LED hình mặt trăng dùng làm quà tặng lưu niệm ý nghĩa Với thiết kế đơn giản, nhỏ gọn đẹp mắt nên đèn LED mặt trăng ưa thích Hình 2: Đèn LED hình mặt trăng 1.3 Nội dung nghiên cứu đề tài 1.3.1 Yêu cầu thiết bị - Hệ thống bao gồm 19 đèn LED xếp thành hình trái tim nhấp nháy theo hiệu ứng là: nháy xếp trái tim, nháy phần, nhấp nháy, nháy đều, hiệu ứng chạy vòng - Sử dụng điều khiển Arduino Mega2560 - 19 đầu điều khiển led cho 19 led khác - Điều khiển hiệu ứng nháy led - Thực mô phần mềm Proteus, nạp code phần mềm Arduino 1.3.2 Sơ đồ khối chức khối Khối điều khiển Khối nguồn Khối LED hiển thị • Khối nguồn: nhận điện áp khối nguồn cung cấp cho toàn mạch bao gồm khối điều khiển khối LED hiển thị • Khối điều khiển: nhận code vào IC chính, làm cho IC hoạt động, điều khiển hoạt động IC khác LED • Khối LED hiển thị: xếp théo trình tự phù hợp (hình trái tim) hiển thị nhận tín hiệu trực tiếp từ khối điều khiển để LED nháy theo hiệu ứng lập trình PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1 Đặc điểm linh kiện 2.1.1 Bảng linh kiện Bảng 2.1 Bảng linh kiện sử dụng cho mạch điện Stt Tên linh kiện Đặc điểm Số lượng Kit Arduino Mega2560 8MHz, 5V Điện trở 10K Ghi 2.1.2 Giới thiệu KIT Arduino Mega2560 KIT Arduino Mega2560 khác với tất vi xử lý trước khơng sử dụng FTDI chip điều khiển chuyển tín hiệu từ USB để xử lý Thay vào đó, sử dụng ATmega16U2 lập trình cơng cụ chuyển đổi tín hiệu từ USB Ngoài ra, KIT Arduino Mega2560 giống KIT Arduino Uno R3, khác số lượng chân nhiều tính mạnh mẽ hơn, nên bạn lập trình cho vi điều khiển chương trình lập trình cho Arduino Uno R3 2.1.3 Giới thiệu LED LED ( viết tắt Light Emitting Diode hay điốt phát quang) điốt có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống điốt, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n Đèn led có tuổi thọ hiệu suất lớn nhiều lần đèn sợi đốt hiệu so với hầu hết loại đèn huỳnh quang Chi phí ban đầu để mua đèn led thường cao loại sợi đốt hay huỳnh quang, nhiên xét mức độ tiết kiệm điện tuổi thọ chúng đánh giá tiết kiệm chi phí 2.2 Thiết kế phần cứng Giải thích : + Mua 40 led đỏ(xanh,vàng tùy sở thích người) ,mua 40 điện trở 220 Om gắn vào chân led + Chip AT89C51, đế cắm chip 89C51, thạch anh 12MHZ, tụ gốm 33pF,1 tụ hóa 10uF,1 nút bấm rest, điện trở 10K, IC ổn áp LM 7805, tụ gốm 104, bạn lắp thêm tụ hóa bên 2.3 Chương trình trình điều khiển - Những thứ dùng thư viện để lập trình chương trình điểu khiển là: + LED-RED : làm từ thành phần hóa học nhôm, gali, a-xen Hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ thấp, không sử dụng thủy ngân loại bóng huỳnh quang thơng thường + RES : linh kiện điện tử thụ động gồm tiếp điểm kết nối, thường dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt linh kiện điện tử chủ động transistor, tiếp điểm cuối đường truyền điện có nhiều ứng dụng khác + SIMULINO MEGA : bo mạch vi xử lý dùng để lập trình tương tác với thiết bị phần cứng cảm biến, động cơ, đèn thiết bị khác 2.4Kết mô 10  Hoạt động mạch điện đạt yêu cầu so với yêu cầu đề 11 PHẦN KẾT LUẬN Thông qua đề tài: “Thiết kế mạch điều khiển nháyLED” sinh viên rút nhiều học bổ ích, học tập tinh thần làm việc … Đề tài đồng hồ điện tử điều khiển đèn LED không phài đề tài đề tài lớn thơng dụng tiện ích sống hàng ngày Thông qua đề tài lần em học nhiều kiến thức bổ ích, rút nhiều kinh nghiệm có giá trị Đồng thời tự tạo quà ý nghĩa dành cho người thân bạn bè Kết đạt được: Tìm hiểu nguyên lý làm việc kit Arduino Mega 2560, Biết mô phần mềm Proteus, Thiết kế mạch nháy LED 12 PHỤ LỤC Phần Code Arduino Bộ Điều khiển nháy LED int led; void setup(){ for(led=2;led