Bài tập lớn thiết kế hệ thống nhúng đề tài digital door lock

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG ĐỀ TÀI: DIGITAl DOOR LOCK LỚP: L03 - NHÓM : 01 - HK 221 NGÀY NỘP: 14/10/2022 Giảng viên hướng dẫn: Trương Quang Vinh Sinh viên thực Mã số sinh viên Nguyễn Thành An 2012561 Trương Việt Anh 2012472 Nguyễn Văn Thanh Chánh 2010945 Đặng Phước Cường 2012759 Thành phố Hồ Chí Minh – 2022  Chương I: Giới thiệu đề tài Product requirement Name: Digital door lock Purpose:  Tối ưu hóa khả bảo vệ, tăng cường khu vực, nơi  Giải mặt hạn chế ổ khóa thơng thường hay cách đóng, khóa thơng thường  Tiện lợi, dễ sử dụng, đại, phù hợp với thị trường Inputs and outputs: INPUT: OUTPUT: Bàn phím số nút lệnh Ổ khóa, chng báo Màn hình số SYSTEM Remote thọại,thiết bị… Use cases:  Mô tả vắn tắt: Người dùng truy cập thiết bị ổ khóa mã cài đặt trước hay remote Mật cài đặt tùy ý phụ thuộc vào người sử dụng  Người dùng hệ thống: Không giới hạn  Điều kiện cần trước sử dụng: Biết chức cách sử dụng cài đặt thiết bị  Những luồng hệ thống:  Mặc định ban đầu mật “0000” Ta thay đổi cách ấn nút Menu  Khi ấn sai lần, ổ khóa phát âm báo động ngăn chặn truy cập điện tử  Người dùng mở cửa cách nhập mật sử dụng Remote Sau hệ thống yêu cầu nhập lại mật dự phòng lần ấn Enter Sau khoảng thời gian ngắn hệ thống trở lại giao diện bắt đầu lắp đặt  Yêu cầu: Nhấn nút lâu 0.3s để thực tác vụ Functions:  Chức reset  Chức thiết lập chế độ tự động thủ công  Cảnh báo dấu hiệu đột nhập, nhập sai mật nhiều lần Performance: xấp xỉ 90% kì vọng Manufacturing costs:  Numberic keyboard interface – 18.000 VNĐ  8051 microcontroller – 15.000 VNĐ  LCD – 32.000 VNĐ  Speker – 25.000 VNĐ  Adapter – 150.000 VNĐ  PCB manufactured ~ 200.000 VNĐ  Lock – 88.000 VNĐ  RF module – 45.000 VNĐ  EPPROM – 22.000 VNĐ  Others - 100.000 VNĐ => Tổng: ~700.000 VNĐ Powert: 5-10W Physical size/weight:  Ổ khóa dài 10cm, đường kính 1cm  Hệ thống lắp đặt kì vọng dài 20-25cm, rộng 10-12cm, dày khoảng 5cm, khối lượng xấp xỉ 1kg 10 Working environments and installationt:  Dùng cho cơng ty, xí nghiệp, nhà máy, nhà kho để tăng tính tiện lợi, giảm thiểu rủi ro, dễ kiểm tra số lượng người tiếp cận an ninh  Dùng cho khách sạn, nhà nghỉ, khu nghỉ dưỡng, chung cư cao cấp, nhà thông minh, mang tính đại, tiện lợi, khả quản lí tốt, tối ưu hóa phối hợp tốt thiết bị bảo vệ an ninh khác  Đo đạc kích thước khóa cửa phải phù hợp với thiết bị cho ổ khóa vừa với lỗ trống khóa cửa  Tiến hành lắp đặt phần thân, then khóa, lỗ khóa, chốt khóa theo hướng dẫn  Lắp đặt nguồn (pin) vào ổ khóa tiến hành khởi động lắp đặt  Design Specification  Ổ khóa điện tử thiết bị đóng khóa dịng điện trực tiếp, đơi tách biệt với nguồn điện cung cấp trực tiếp cho ổ khóa Ổ khóa điện tử kết nối trực tiếp hệ thống điều khiển Một lợi ích bao gồm: - Phương thức truy cập hồn tồn tự động điều khiển - Kiểm sốt hiệu thời gian lẫn khơng gian lưu trữ nhật kí hoạt động - Ổ khóa điện tử truy cập từ xa đóng hay mở khóa  Hệ thống sử dụng vi xử lý 8051 cấp nguồn 5V kết nối với hình LCD thơng qua P0 với IC 74HC573( mạch chốt Led); nối với bàn phím chân đầu P1 theo mã BCD; chân P1.5 nối với chuông báo; chân P1.6 nối với rơ le điều khiển ổ khóa  Sử dụng Proteus để thiết lập sơ đồ mạch hoàn thiện khâu chuẩn bị sở ý tưởng, sử dụng Keil-C lập trình code từ thiết kế mạch in PCB để tiến hành gia công, lắp ráp phần cứng phần mềm  Các phần cứng sử dụng: Keyboard 8051 LCD Speaker RF module Electromagnetic Lock IR sensor EEPROM  Những phần mềm sử dụng:  Proteus  Keil-C  Altium SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG Numberic keyboard interface Keyboard driver 8051 ROM 8051 drivero n EEPROM Mode control Configration Lock control LCD driver IR sensor IR signal IR driver DAC driver Door look motor driver Power supply Power supply level LCD Hardware Speaker Doorlock III Hardware Specification: Tên thiết bị Mô tả  Numberic keyboard interface       8051    LCD Hardware    Speaker Doorlock      Module bàn phím ma trận 4x4 loại phím mềm Độ dài cáp: 88mm Nhiệt độ hoạt động ~ 700 C Đầu nối chân Kích thước bàn phím 77 x 69 mm Điện áp hoạt động:4.5-5.5V Tần số thạch anh: 0-24MHz Bộ nhớ Flash:4K bytes RAM: 128x8 bit Số cổng I/O: 32 Điện áp hoạt động V Kích thước: 80 x 36 x 12.5 mm Chữ đen, xanh Đường kính loa: cm Bề rộng : cm Cơng suất cực đại : 3W Trở Kháng : ohm Độ nhạy: 100 dB/W Tên kĩ thuật Chú thích 4x4 KEYPAD https://hshop.vn/products/ban-phimma-tran-mem-4x4 AT89C51 https://linhkienbandan.com/shop/ at89c51-vi-dieu-khien-8-bit/ LCD1602 https://hshop.vn/products/lcd-textlcd1602-xanh-lo Loa MINI 3W SPEAKER https://hshop.vn/products/loa-mini3w RM0336 https://www.robomart.com/433mhzrf-transmitter-and-receiver B0474 lock https://salezone.vn/store/shopee/ product/b0474-khoa-chot-cua-dientu-thuong-dong-12vdc-padi.22190208.1088286197.html LM393 https://www.lazada.vn/products/  Tần số: 433.92 MHZ RF Transmitter And Receiver  Điện áp hoạt động: 3-12 vdc  Mức liệu: kbps  Nguồn điện: 12VDC  Dòng điện làm việc: 200mA Electromanetic  Yêu cầu nguồn cấp: lock 12VDC/1A  Kích thước: L54xD23xH28  Khối lượng: 0.14kg IR sensor  Điện áp: 3.3V - 6VDC  Khoảng cách phát hiện: ~ 30 cm Kích thước: 3.2cm x 1.4cm      Thời gian truy cập: 50 ns Dung lượng: 256 kbit Phân vùng: 32 k x Dòng tối đa: 6mA Nguồn cung cấp: 2.5-5.5V  EEPROM module-cam-bien-hong-ngoaii296668712-s473962461.html? ef_id=Cj0KCQiAno_uBRC1ARIsA B496IUBE1rt2zGgcfzS5TJLQYRBP EtVPPOHcUrP7aUi0Pm5BwMt3Gw RetkaAjOMEALw_wcB:G:s&s_kwc id=AL!3153!3!286178070203!!!u! 293946777986! &exlaz=d_1:mm_150050845_51350 205_2010350205::12:1497503216! 59440595164!!!pla-293946777986! c!293946777986!473962461! 137841146! 286178070203&gclid=Cj0KCQiAno _uBRC1ARIsAB496IUBE1rt2zGgcf zS5TJLQYRBPEtVPPOHcUrP7aUi0 Pm5BwMt3GwRetkaAjOMEALw_ wcB 25LC256 https://linhkien.cxt.vn/1266-25lc256isn.html IV Software Specification: Đăng kí quyền Tên phần mềm Nhà sản xuất Proteus Profestional Labcenter Electronics Ltd Không Keil-uVision4 ArmKeil Không Altium Altium Limited Không Ứng dụng Mô sơ đồ nguyên lý phần cứng với thư viện lớn đa dạng Hỗ trợ viết code ngôn ngữ C Thiết kế PCB dành cho mạch in V Test Specification - Kiểm tra khả trao đổi liệu EPROM 8051: Dữ liệu từ bàn phím lưu trữ EPROM tránh tràn liệu - Kiểm tra RF module cảm biến khoảng cách: Module nhận tín hiệu từ remote bấm nút - Kiểm tra khả hiển thị liệu thông số LCD: Màn hình LCD thị đạt yêu cầu nhập liệu từ bàn phím hay chức có liên quan - Kiểm tra khả nhận liệu từ bàn phím: Bàn phím ổn định mặt vật lý liên kết với chương trình - Kiểm tra trình vận hành ổ khóa chng báo động: Chng báo cần kêu nhập mật đúng/sai theo lập trình VI Embedded System Design Issues Constraints: No Constraints Giá thành thấp (