Đồ án tốt nghiệp tên đề tài thiết kế mô hình đèn giao thông

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ NẴNG KHOA TỰ ĐỘNG HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐÈN GIAO THƠNG Giáo viên hướng dẫn: Trần Quốc Chính Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quang Ngọ Trần Đình Nam Lê Phú Mĩ Võ Ngọc Điệp Lớp: 20CĐT1A Đà Nẵng, tháng năm 2022 TÓM TẮT Đề tài “Thiết kế mơ hình đèn giao thơng” Nội dung đồ án bao gồm chương: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ NẴNGCỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA TỰ ĐỘNG HÓA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên nhóm: Lớp: 20CĐT1A Khoa: Tự động hóa Ngành: Cơ điện tử  Tên đề tài đồ án: Thiết kế mơ hình đèn giao thơng  Nội dung phần thuyết minh tính tốn:  Mục lục  Lời mở đầu  Chương 1: Tổng quan đề tài  Chương 2: Lựa chọn thiết bị cho hệ thống  Chương 3: Tính tốn, thiết kế hệ thống  Chương 4: Mơ hình thực nghiệm  Kết luận  Tài liệu tham khảo  Phụ lục  Họ tên người hướng dẫn:  Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/08/2020  Ngày hoàn thành đồ án: 15/11/2020 Đà Nẵng, tháng 11 năm 2022 Người hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô giáo khoa Tự Động Hóa trường Cao Đẳng Nghề Đà Nẵng tạo điều kiện cho chúng em làm đồ án với kiến thức quý báu mà quý thầy cô truyền cho chúng em năm học qua Chúng em xin cảm ơn thầy Chính tận tình hướng dẫn em để em hồn thành đồ án Những giúp đỡ dạy bảo q thầy giúp ích cho chúng em nhiều việc trao dồi kiến thức cho công việc sau Một lần chúng em xin cảm ơn chúc quý thầy cô khoa Tự Động Hóa tồn thể thầy trường Cao Đẳng Nghề Đà Nẵng nhiều sức khỏe công tác tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan nội dung đồ án “Thiết kế mơ hình đèn giao thơng” khơng phải chép đồ án công trình có từ trước Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Quang Ngọ Trần Đình Nam Lê Phú Mĩ Võ Ngọc Điệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÈN GIAO THÔNG 1.1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ ĐÈN GIAO THƠNG VÀ Q TRÌNH PHÁT TRIỂN 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.2 CÁC LOẠI ĐÈN GIAO THÔNG VÀ Ý NGHĨA 10 1.2.1 Loại màu (dành cho xe cộ) 10 1.2.2 Loại màu (dành cho người bộ) .11 1.3 CÔNG NGHỆ ĐÈN GIAO THÔNG .11 1.4 QUAN ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG 12 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 13 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC MODULE TRONG MẠCH VÀ LẬP TRÌNH 2.1 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 14 2.1.1 Sơ đồ khối 14 2.1.2 Phân tích chức khối .14 2.2 LỰA CHỌN LINH KIỆN 15 2.2.1 Khối điều khiển 15 2.2.1.1 .Giới thiệu chung Arduino 15 2.2.1.2 Mạch giảm áp module LM2596 17 2.2.1.3.MODULE LED đoạn LED 18 2.2.4 Đèn Led .19 2.2.4.1 Điện trở 330 ôm 20 2.2.5 Nguồn Adapter 12V2A 21 2.3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ARDUINO IDE 22 2.3.1 Giao diện 24 2.3.2 Hỗ trợ lập trình tốt cho bo mạch Arduino .25 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 25 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .26 3.1 SƠ ĐỒ NỐI DÂY .26 3.1.1 SƠ ĐỒ 26 3.1.1 Sơ đồ vẽ proteus 27 3.1.2 CODE ĐỒ ÁN TRONG ARDUNO IDE 27 KẾT QUẢ 33 4.1 MƠ HÌNH THỰC TẾ 33 KẾT LUẬN .34 MỞ ĐẦU Trong năm gần với phát triển kinh tế tốc độ gia tăng không ngừng loại phương tiện giao thơng Sự phát triển nhanh chóng phương tiện giao thơng dẫn tới tình trạng tắt nghẽn giao thông xảy thường xuyên Vấn đề đặt đảm bảo giao thông thông suốt sử dụng đèn điều khiển giao thông ngã tư, nơi giao đường giải pháp Xuất phát từ nhu cầu thực tế hiểu biết lĩnh vực Sau em xin tìm hiểu Thiết kế hệ thống đèn giao thông thông minh sử dụng Aduino Đây sở để thiết kế hệ thống tự động hóa đơn giản, phức tạp ứng dụng rộng rãi khoa học đời sống Lý chọn đề tài Trong năm gần phát triển kinh tế tốc độ gia tăng không ngừng loại phương tiện giao thơng Sự phát triển nhanh chóng phương tiện giao thông dẫn đến tihf trạng tắc nghẽn giao thông tai nạn giao thông xảy thường xuyên Để giải vấn đề đó, em chọn đề tài “thiết kế, mô sử dụng Aduino để điều khiển đèn giao thông” nhằm thiết kế triển khai hệ thống điều khiển cho đèn giao thông ngã tư, nhằm hạn chế ùn tắc tai nạn cho phương tiện tham gia giao thông Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu - Mục tiêu: Nghiên cứu thiết kế hệ thống đèn giao thông sử dụng Aduino - Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm hiểu hệ thống đèn giao thơng hệ thống báo động để hoàn thành sản phẩm hệ thống đèn giao thông sử dụng Aduino Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: + Tìm hiểu mơ hình hệ thống đèn giao thơng thơng minh sử dụng Aduino + Các thành phần hệ thống điều khiển mơ hình - Phạm vi nghiên cứu: + Nghiên cứu hoạt động Aduino + Nghiên cứu cách nạp code cho Aduino Phương pháp nghiên cứu - Kết hợp nghiên cứu lý thuyết mơ hình thực tế để làm rõ nội dung đề tài Cụ thể sau: + Thu thập, phân tích tài liệu thơng tin liên quan đến đề tài + Vận dụng kiến thức học điện tử truyền thơng + Tìm hiểu qua tài liệu internet sách báo nhu cầu đời sống xã hội + Sử dụng phần mềm chuyên dụng (arduino IDE) để thực viết code nạp code + Tìm hiểu đồ án có đề tài liên quan + Sử dụng phần mềm vẽ mô lập trình Dự kiến kết - Hồn thành sản phẩm lý thuyết trình bày hoạt động - Các kết trình thực hiện, đánh giá chất lượng hệ thống Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Đề tài giúp người nghiên cứu có kiến thức tảng Aduino - Từ lý thuyết kết nghiên cứu, người nghiên cứu phát triển ý tưởng để xây dựng mơ hình đèn giao thơng minh thực tế có tính ứng dụng cao - Đề tài “nghiên cứu thiết kế đèn giao thông thông minh sử dụng Aduino” mang tính thực tế dễ dàng áp dụng vào thực tiễn Nội dung đồ án tốt nghiệp Nội dung báo cáo gồm chương giới thiệu sơ lược sau đây: Chương 1: Tổng quan công nghệ đèn giao thông Chương 2: Phân tích module mạch lập trình Chương 3: Kết hướng phát triển CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÈN GIAO THÔNG 1.1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ ĐÈN GIAO THƠNG VÀ Q TRÌNH PHÁT TRIỂN 1.1.1 Lịch sử phát triển Đời trước tơ, đèn tín hiệu ban đầu dành cho tàu hỏa Lúc đầu, thắp sáng khí gas Sau 43 năm chúng chạy điện cần người điều khiển hoàn toàn tự động vào năm 1950 Ban đầu tín hiệu giao thơng chưa có đèn vàng thay cịi hú vang cần Lịch sử đèn tín hiệu có từ tháng 10 năm 1868, người ta đặt hệ thống đèn bên tòa nhà quốc hội Anh Luân Đôn Chúng Arduino IDE sử dụng để viết biên dịch mã vào module Arduino Đây phần mềm Arduino thống, giúp cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng, người bình thường khơng có kiến thức kỹ thuật làm 24 2.3.1 Giao diện Arduino IDE có giao diện đơn giản, dễ sử dụng giúp người dùng thuận tiện thao tác Dưới số tính thường sử dụng: Một số tính thường xuyên sử dụng phần mềm  Nút kiểm tra chương trình (Verify): giúp dị lỗi phần code định truyền xuống bo mạch Arduino  Nút tải đoạn code vào bo mạch Arduino (Upload): giúp nhập đoạn code vào bo mạch Arduino  Vùng lập trình: người dùng viết chương trình khu vực 25  Thanh Menu: gồm thẻ chức nằm File, Edit, Sketch, Tools, Help 2.3.2 Hỗ trợ lập trình tốt cho bo mạch Arduino Hỗ trợ lập trình tốt cho bo mạch Arduino Arduino có module quản lý bo mạch, nơi người dùng chọn bo mạch mà họ muốn làm việc thay đổi bo mạch thơng qua Menu Q trình sửa đổi lựa chọn liên tục tự động cập nhật để liệu có sẵn bo mạch liệu sửa đổi đồng với Bên cạnh đó, Arduino IDE giúp bạn tìm lỗi từ code mà bạn viết, qua giúp bạn sửa lỗi kịp thời tránh tình trạng bo mạch Arduino làm việc với code lỗi lâu dẫn đến hư hỏng tốc độ xử lý bị giảm sút 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương đưa yêu cầu giải pháp thiết kế mạch hệ thống đèn giao thơng thơng minh Từ có sở để lựa chọn 26 linh kiện cần dùng trình làm đồ 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 3.1 SƠ ĐỒ NỐI DÂY 3.1.1 SƠ ĐỒ Hình 3.1 SƠ ĐỒ 28 3.1.1 Sơ đồ vẽ proteus 3.1.2 CODE ĐỒ ÁN TRONG ARDUNO IDE #include #include ShiftRegister74HC595 sr(2, 3, 4); ShiftRegister74HC595 sr2(5, 6, 7); #define r_led1 #define v_led1 #define g_led1 10 #define r_led2 11 29 #define v_led2 12 #define g_led2 13 int number = 99; // < - Change it from to 99 int value, digit1_1, digit2_2,digit1_2, digit2_1, digit3, digit4, time_do, time_vang, time_xanh; unsigned int time_value_up, time_value_down, time_value_15s; uint8_t numberB[] = { B11000000, //0 B11111001, //1 B10100100, //2 B10110000, //3 B10011001, //4 B10010010, //5 B10000011, //6 B11111000, //7 B10000000, //8 B10011000 //9 }; void setup() { pinMode(r_led1, OUTPUT); pinMode(v_led1, OUTPUT); pinMode(g_led1, OUTPUT); pinMode(r_led2, OUTPUT); 30 pinMode(v_led2, OUTPUT); pinMode(g_led2, OUTPUT); Timer1.initialize(1000000); //Kh?i d?ng ng?t, th?i gian d?t cho 150000us=0.15s Timer1.attachInterrupt(timer_value); //Count from to 'number' // countUp(); //Count from 'number' to //countDown(); // < - Comment countUp and uncomment countDown //Blink times all on and all off // blink(); time_vang=5; time_xanh=15; time_do=time_vang+time_xanh; time_value_up=0; time_value_down=30; time_value_15s=35; } void loop() { //////////////////////////////////////////////// up if (time_value_up=time_xanh && time_value_up=time_do && time_value_up=(time_do+time_xanh) && time_value_up=(time_do+time_xanh+time_vang)) { time_value_up=0; } } void timer_value(void) { time_value_up++; time_value_down ; time_value_15s ; } KẾT QUẢ - Đã hoàn thành xong: 35 + Hệ thống đèn giao thông thông minh sử dụng Aduino 4.1 MƠ HÌNH THỰC TẾ Hình 3.2 Mơ hình thực tế KẾT LUẬN Hệ thống đèn điều khiển giao thơng góp phần quan trọng việc tham gia giao thơng an tồn người dân Và thành phố lớn, nút giao thông trọng điểm không giao hai đường 36 mà mà nhiều đường khác với lượng giao thong lớn Chính ngồi hệ thống điều khiển cịn có thêm hệ thống báo động có xe vượt đèn đỏ - Những vấn đề làm được: + Tổng quan công nghệ đèn giao thơng q trình phát triển + Thiết kế chế tạo mơ hình đèn giao thơng thơng minh sử dụng Aduino Phương hướng phát triển mơ hình: + Lắp cảm biến hồng ngoại báo hiệu có xe vượt đèn đỏ + Lắp camera phát lưu lượng người đẻ giảm thời gian đèn đỏ đèn vàng đèn xang + Lắp đến thời gian thực đẻ đến thời gian mật độ giao thông thấp thị báo hiệu đèn vàng thơi Trong q trình làm thiết kế hệ thống, kết chưa hoàn thiện cần bổ sung thêm Em mong nhận góp ý thầy, giáo để em có sản phẩm hồn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn 37