Ban bao cao do an word oq4lbdnsos 20130307023411 4

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÁY TÍNH ĐỒ ÁN MƠN HỌC MƠN HỌC HỆ THỐNG NHÚNG Nhóm sinh viên : Nguyễn Thị Hịa Nguyễn Văn Hợp Tống Quang Long Lớp : K43DDK Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Huy Thái Nguyên – 2011 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Nhận xét giáo viên hướng dẫn Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2011 Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nhận xét giáo viên chấm Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2011 Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 CHUƠNG 1: PHÂN TÍCH BÀI TỐN 1.1 Khảo sát phân tích tốn Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 1.2 Lựa chọn giải pháp .6 1.2.1 Giải pháp công nghệ 1.2.2 Giải pháp thiết kế 1.2.3 Các yêu cầu 1.2.4 Giới hạn hạn định CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ tổng quát .8 2.2 Sơ đồ Callgraph 2.3 Sơ đồ đặc tả 2.4 Các module hệ thống 10 2.4.1 Module khối nguồn 10 2.4.2 Module cảm biến 10 2.4.3 Module điều khiển trung tâm .11 2.4.4 Module tương tác điều khiển (hiển thị) .12 2.4.5 Module chấp hành .13 2.5 Lựa chọn linh kiện 14 2.5.1 Vi điều khiển PIC16F877A 14 2.5.2 Led hồng ngoại .21 2.5.3 Led đoạn 23 2.5.4 Transistor .24 2.5.5 Tụ điện 25 2.5.6 Rơle .25 2.5.7 IC ổn áp 26 2.6 Sơ đồ nguyên lý mạch 27 2.7 Thuật toán điều khiển 27 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 31 3.1 Thiết kế phần cứng .31 3.2 Thiết kế phần mềm .31 3.3 Kết mô 34 ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO .37 LỜI NÓI ĐẦU Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Ngày nay, việc ứng dụng cho hệ thống nhúng ngày trở nên phổ biến: từ ứng dụng đơn giản điều khiển chốt đèn giao thông định thời, đếm sản phẩm dây chuyền sản xuất, điều khiển tốc độ động điện chiều, thiết kế biển quảng cáo dùng Led ma trận, đồng hồ thời gian thực….đến ứng dụng phức tạp hệ thống điều khiển robot, kiểm soát nhà máy hệ thống kiểm soát máy lượng hạt nhân Các hệ thống tự động trước sử dụng nhiều công nghệ khác hệ thống tự động hoạt động nguyên lý khí nén, thủy lực, rơle điện, mạch điện tử số, thiết bị máy móc tự động cam chốt khí thiết bị, hệ thống có chức xử lý mức độ tự động thấp so với hệ thống tự động đại xây dựng tảng hệ thống nhúng Với mong muốn giới thiệu ứng dụng hệ thống nhúng đời sống đại, nhóm chúng em đưa mơ hình thiết kế hệ thống điều khiển đèn thông minh dùng cho phịng họp Trong q trình thực đồ án mơn học, nhóm chúng em cố gắng thiết kế cho mơ hình đơn giản nhất, ổn định nhất; nhiên vấn đề thời gian kinh nghiệm nên mơ hình cịn gặp phải vấn đề chưa thể khắc phục Trân trọng chân thành cảm ơn! Nhóm thực đề tài: Nguyễn Thị Hịa Nguyễn Văn Hợp Tống Quang Long CHUƠNG 1: PHÂN TÍCH BÀI TỐN Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 1.1 Khảo sát phân tích tốn Hiện hầu hết việc giám sát điều khiển chiếu sáng phịng cơng cộng điều khiển tay thơng qua đóng mở công tắc, aptomat, cầu dao Điều thuận lợi đơn giản ta bật tắt đèn theo nhu cầu sử dụng Tuy nhiên, phịng cơng cộng nên việc bật tắt đèn người trực khu nhà làm Vì họ khơng biết xác có người tới người hết khỏi phịng họ biết phải quản lý nhiều phòng nên họ để điện đến hết ca trực, điều gây lãng phí điện lớn, đặc biệt hoàn cảnh nước ta thiếu điện cách trầm trọng Trên thị trường có số thiết bị bật tắt đèn thông minh, SmartLight Hàn Quốc sản xuất: Được tích hợp sensor cảm ứng hồng ngoại thân nhiệt, đèn tự động bật có người vào vùng cảm ứng tắt khơng có người Hình 1.1: Đèn thơng minh Smartlight SmartLight phù hợp với nhu cầu chiếu sáng thông minh bạn sân cổng, phòng khách, phòng ngủ, phòng vệ sinh, cầu thang, văn phịng giúp bạn bật tắt đèn hồn toàn tự động, mang lại an toàn, tiện nghi tiết kiệm điện Tuy nhiên thiết bị tích hợp ln điều khiển với đèn sản phẩm Do Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí giá thành cao khơng thích hợp cho phịng cần lượng chiếu sáng lớn, khơng thay đổi loại bóng đèn theo yêu cầu Hệ thống giám sát điều khiển chiếu sáng sử dụng camera kết nối với máy tính để kiểm sốt số người phịng, qua phát lệnh đóng mở cơng tắc tơ bật tắt bóng đèn Hình 1.2: Hệ thống camera giám sát Hệ thống giúp việc bật tắt đèn nơi lắp đặt cách xác, tự động bán tự động Tuy nhiên sử dụng máy tính nên giá thành hệ thống cao, mặt khác không giải vấn đề tiết kiệm điện Vì thường sử dụng tịa nhà cơng nghệ cao, khu vực cần điều chỉnh chiếu sáng khơng phải mục đích tiết kiệm điện Hệ thống bật tắt đèn tự động sử dụng IC số mạch Logic cho phép ta dựa vào lượng người vào để đóng ngắt cơng tắc cách tự động Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Hình 1.3: Hệ thống bật tắt đèn thơng minh dùng IC số Hệ thống có cấu tạo đơn giản, rẻ, khơng phải lập trình mà dựa vào mạch Logic… tính linh động khơng cao, khó chỉnh định điều kiện làm việc thay đổi, có khả nâng cấp mở rộng hệ thống Với phịng họp cơng cộng, mà lưu lượng người khơng lớn kiểm sốt việc đếm người qua cửa ta hồn tồn áp dụng hệ thống đèn thông minh sử dụng Vi điều khiển lập trình để bật đèn có người tắt khơng có người Điều vừa tiện lợi cho người: ứng dụng công nghệ tự động hóa vào sống người, đảm bảo đủ ánh sáng trình làm việc, người quản lý đỡ tốn thời gian… đồng thời góp phần giải vấn đề tiết kiệm điện thời kỳ mà nhu cầu điện tiêu thụ vượt khả cung cấp nhà máy điện 1.2 Lựa chọn giải pháp 1.2.1 Giải pháp công nghệ Qua phân tích trên, nhóm chúng em đưa giải pháp xây dựng hệ thống điều khiển đèn thơng minh cho phịng họp: điều khiển bật tắt đèn qua việc Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí kiểm sốt lượng người vào phịng Thu nhận tín hiệu xử lý tín hiệu, có người vào phịng, đèn bật bật, đèn chưa bật bật đèn lên; người hết khỏi phịng tắt đèn Trong q trình làm việc hệ thống ln hiển thị số người phòng để tiện cho việc kiểm tra, theo dõi 1.2.2 Giải pháp thiết kế  Để phát người ta dùng thu phát hồng ngoại mắc gần đặt cửa vào  Xử lý, điều khiển dùng vi điều khiển Pic: lập trình để Pic nhận tín hiệu vào từ Led hồng ngoại, tính tốn xử lý để đưa lệnh bật tắt đèn  Để hiển thị ta dùng Led thanh: lấy tín hiệu từ Pic để thơng báo xem phịng có người  Điều khiển tắt/mở bóng đèn nhờ transistor cấp dòng cho rơ le 1.2.3 Các yêu cầu  Hệ thống điều khiển đèn thông minh áp dụng cho phòng họp:  Số lượng người phịng tối đa khơng q 99 người  Phịng có cửa vào  Ở thời điểm có người qua cửa  Cửa cao 2.5m, rộng 2m  Có người vào bật đèn hết tắt đèn  Hệ thống có chế độ làm việc tự động tay  Làm việc với điện áp 220V/50Hz  Sensor cơng nghệ tùy chọn  Có khả nâng cấp, cải tiến 1.2.4 Giới hạn hạn định  Làm việc ban ngày lẫn ban đêm  Thu nhận tín hiệu liên tục có người vào  Nhiệt độ môi trường: nhà 100C đến 400C  Hệ thống cấp điện từ đầu CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 2.1 Sơ đồ tổng quát Hệ thống điều khiển đèn thông minh gồm có khối Khối nguồn Khối cảm biến Khối xử lý Khối chấp hành Khối hiển thị Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống bật tắt đèn thông minh  Khối Nguồn: Cung cấp nguồn cho hệ thống  Khối Cảm biến: Sử dụng sensor hồng ngoại dùng để thu nhận tín hiệu người vào phịng, đưa tín hiệu thu vào chân Pic để xử lý Để nhận biết người vào hay ta dùng thu phát hồng ngoại mắc gần  Khối Xử lý: Dùng VDK Pic 16F877A để lấy tín hiệu từ cảm biến, tính tốn, lưu trữ đưa khối hiển thị khối chấp hành  Khối Hiển thị: Lấy tín hiệu từ chân Pic để hiển thị số lượng người phịng Led thanh.Khối Chấp hành: Nhận tín hiệu từ khối xử lý để thực đóng cắt tiếp điểm mạch động lực 2.2 Sơ đồ Callgraph Bộ môn Kỹ thuật máy tính Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Chương trình điều khiển Module Xử lý Cảm biến Module Xử lý Chương trình Cảm biến Chấp hành Hiển thị Hình 2.2: Sơ đồ Callgraph hệ thống bật tắt đèn thông minh 2.3 Sơ đồ đặc tả Hiển thị Số người Bật đèn Có người Người Phân lượng người phịng Khơng người Tắt đèn Người vào Hình 2.3: Sơ đồ đặc tả hệ thống bật tắt đèn thông minh 2.4 Các module hệ thống Bộ mơn Kỹ thuật máy tính