Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống bơm nước tự động

621 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG BƠM NƯỚC TỰ ĐỘNG Sinh viên thực : Nguyễn Tuấn Anh Lớp : 51K2 - ĐTVT Giảng viên hướng dẫn : ThS Đặng Thái Sơn Nghệ An, năm 2015 MỞ ĐẦU Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử viễn thông tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu Điện tử viễn thông trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ ứng dụng nhiều lĩnh vực đời sống có việc ứng dụng công nghệ để nâng cao suất, chất lượng dịch vụ, giảm thiểu sức lao động người ngày trở nên phổ biến Vì em chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống bơm nước tự động” dựa sở vi điều khiển PIC16F877A cảm biến siêu âm SRF05 để thực đồ án Em xin gửi lời cảm ơn đến Th.S Đặng Thái Sơn thầy cô, bạn Khoa Điện tử Viễn thông giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài Tuy nhiên, trình thực đề tài mình, em chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy, thơng cảm góp ý thêm cho em Em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, tháng 05 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Tuấn Anh TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án trình bày cấu trúc vi điều khiển PIC16F877A cảm biến siêu âm SRF05 Trên sở nghiên cứu chế tạo mơ hình hệ thống bơm nước tự động sử dụng PIC16F877A cảm biến siêu âm SRF05 Nội dung đồ án gồm chương: Chương Tổng quan đề tài Nêu lên lý chọn đề tài, mục đích đề tài, đối tượng nghiên ý nghĩ đề tài thực Chương Giới thiệu vi điều khiển PIC cảm biến siêu âm Chương nêu tổng quát vi điều khiển PIC cảm biến siêu âm Cùng thơng số, đặc điểm kỹ thuật vi điều khiển PIC16F877A cảm biến siêu âm SRF05 dùng để thiết kế mơ hình Chương Thiết kế thi cơng hệ thống Đưa tiêu chí thiết kế mơ hình, tính tốn thiết kế mơ hình cho phù hợp với tiêu đề Trình bày nguyên lý hoạt động mơ hình Do nhiều mặt cịn hạn chế, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện ABSTRACT This project presents PIC16F877A microcontroller architecture and SRF05 ultrasonic sensor Based on that study models manufactured automatic pumping system using PIC16F877A and SRF05 ultrasonic sensor Content scheme includes chapters: Chapter Thread overview To outline the resons to choose a subject, the purpose of the research, subjects and thought on the topic implementation Chapter Introduction to PIC microcontrollers and ultrasonic sensors This chapter discusses general about PIC microcontrollers and ultrasonic sensors Together there are parameters, specification of microcontroller PIC16F877A and SRF05 ultrasonic sensor is used to design the model Chapter Design and construction of the system Giving the model design criteria, calculate the design model to suit the targets already set Presenting operating principles of the model Because many items are limited, I would like to receive feedback from teachers and friends to get more complete projects C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 10 Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11 1.1 Lý chọn đề tài 11 1.2 Mục đích đề tài 11 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 11 1.4 Ý nghĩa đề tài 12 Chương GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIÊN PIC VÀ CẢM BIẾN SIÊU ÂM 13 2.1 Giới thiệu chung vi điều khiển PIC 13 2.1.1 Định nghĩa 13 2.1.2 Kiến trúc PIC 14 2.1.3 RISC CISC 14 2.1.4 Pipelining 15 2.1.5 Các dòng PIC cách lựa chọn vi điều khiển PIC 15 2.1.6 Ngơn ngữ lập trình cho PIC 16 2.1.7 Mạch nạp PIC 16 2.2 Vi điều khiển PIC16F877A 17 2.2.1 Cấu trúc tổng quát PIC16F877A 19 2.2.2 Bộ Nhớ PIC 16F877A 19 2.2.3 Các cổng xuất nhập PIC16F877A 22 2.2.4 Các định thời 24 2.2.5 Ngắt PIC16F877A 27 2.2.6 Các ghi chức đặc biệt SFR 28 2.2.7 Thanh ghi mục đích chung GPR 30 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 2.2.8 Ngăn nhớ stack 31 2.3 Giới thiệu chung cảm biến siêu âm 31 2.3.1 Cảm biến siêu âm nguyên tắc TOF (Time Of Flight) 32 2.3.2 Tầm quét cảm biến siêu âm 33 2.3.3 Thông số số loại cảm biến siêu âm SRF 33 2.3.4 Các sai số nhiễu phổ biến với cảm biến siêu âm 34 2.4 Cảm biến siêu âm SRF05 đặc điểm kỹ thuật 36 2.4.1 Các chế độ SRF05 36 2.4.2 Một số đặc điểm khác cảm biến siêu âm SRF05 40 Chương THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 43 3.1 Yêu cầu hệ thống đặt 43 3.2 Sơ đồ hệ thống 43 3.2.1 Sơ đồ khối 43 3.2.2 Sơ đồ nguyên lí 44 3.2.3 Các khối hệ thống 45 3.2.4 Sơ đồ thuật toán 47 3.3 Đo mực nước với cảm biến siêu âm SRF05 47 3.3.1 Cách điều khiển SRF05 hoạt động 47 3.3.2 Relay 48 3.3.3 Máy bơm nước 50 3.3.4 Bể nước bơm 52 KẾT LUẬN 54 PHỤ LỤC 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng anh Tiếng việt PIC Programable Intelligent Máy tính khả trình thơng minh Computer CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm RISC Reduced Instruction Set Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa Computer CISC Máy tính với tập lệnh phức tạp Complex Instruction Set Computer SFR Special Function Register Thanh ghi có chức đặc biệt GPR General Purpose Register Thanh ghi mục đích chung ADC Analog digital convert Chuyển đổi tương tự - số PWM Pulse wide modulation Điều chế độ rộng xung ICSP In-circuit serial programming Tính nạp chương trình điện áp thấp Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng chọn bank ghi 20 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật số loại cảm biến siêu âm 33 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A 17 Hình 2.2 Sơ đồ khối PIC16F877A 18 Hình 2.3 Sơ đồ nhớ chương trình 20 Hình 2.4 Sơ đồ nhớ liệu 21 Hình 2.5 Sơ đồ khối time0 24 Hình 2.6 Sơ đồ khối time1 25 Hình 2.7 Sơ đồ khối time2 26 Hình 2.8 Sơ đồ ngắt PIC16F877A 27 Hình 2.9 Một số loại cảm biến siêu âm 31 Hình 2.10 Nguyên tắc quét sóng siêu âm 32 Hình 2.11 Tầm quét cảm biến siêu âm 33 Hình 2.12 Hiện tượng forecasting 35 Hình 2.13 Hiện tượng crosstalk 35 Hình 2.14 Chế độ hoạt động 37 Hình 2.15 Chế độ hoạt động 37 Hình 2.16 Các ngõ chân vào cảm biến 38 Hình 2.17 Đồ thị chùm tia cảm biến sử dụng SRF 05 39 Hình 2.18 Nguyên tắc sonar 40 Hình 2.19 Phản xạ sóng âm hồi tiếp phụ thuộc vào đối tượng 40 Hình 2.20 Vùng phát SRF05 41 Hình 2.21 Vùng hoạt động chung cảm biến 42 Hình 3.1 Hệ thống bơm nước tự động 43 Hình 3.2 Sơ đồ khối mạch điều khiển 44 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý 44 Hình 3.4 Khối nguồn 45 Hình 3.5 Cảm biến siêu âm SRF05 45 Hình 3.6 Khối vi điều khiển 46 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 3.7 LCD 16x02 46 Hình 3.8 Sơ đồ thuật toán 47 Hình 3.9 Relay 48 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch đóng cắt 49 Hình 3.11 Máy bơm nước thơng dụng 51 Hình 3.12 Máy bơm nước mơ hình 52 Hình 3.13 Bể chứa nước 53 10 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an điều khiển kết nối với khối khác khối hiển thị, mạch relay Toàn liệu mà ta thiết kế để điều khiển hệ thống chứa nhớ vi điều khiển Hình 3.6 Khối vi điều khiển Khối hiển thị Khối hiển thị sử dụng text LCD 16x02 để hiển thị thông tin led đơn để báo hiệu Hình 3.7 LCD 16x02 46 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.2.4 Sơ đồ thuật tốn Bắt đầu Kích hoạt cảm biến Xử lý tín hiệu từ cảm biến Hiển thị kết LCD Kết thúc Hình 3.8 Sơ đồ thuật tốn 3.3 Đo mực nước với cảm biến siêu âm SRF05 3.3.1 Cách điều khiển SRF05 hoạt động - Đầu tiên kích xung mức cao(5v) >=10uS vào chân trigger cảm biến - Cảm biến phát chu kỳ sóng siêu âm với số 40kHz - Sau chân echo kéo lên mức cao(5v) có sóng phản hồi (có vật cản) thời gian >=300mS chân tự động set mức thấp (0v) - Công việc đo khoảng thời gian tính tốn lập trình để hiển thị LCD led đoạn 47 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an - Cách tính tốn: Như biết, vận tốc âm không khí 344m/s, ta có: Quãng đường=vận tốc*thời gian Mà qng đường cần phải chia đơi sóng siêu âm tới vật cản phản hồi về, để khoảng cách ta lấy: Khoảng cách=quãng đường/2 3.3.2 Relay Rơ le (relay- hình3.9) công tắc chuyển đổi hoạt động điện Nói cơng tắc rơ le có trạng thái ON OFF Rơ le trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dịng điện chạy qua rơ le hay khơng Hình 3.9 Relay Ngun tắc hoạt động: Trên rơ le có kí hiệu là: NO, NC COM + COM (common): chân chung, ln kết nối với chân cịn lại Cịn việc kết nối chung với chân phụ thuộc vào trạng thái hoạt động rơ le + NC (Normally Closed): Nghĩa bình thường đóng Nghĩa rơ le trạng thái OFF, chân COM nối với chân + NO (Normally Open): Khi rơ le trạng thái ON (có dịng chạy qua cuộn dây) chân COM nối với chân 48 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an => Kết nối COM NC bạn muốn có dịng điện cần điều khiển rơ le trạng thái OFF Và rơ le ON dịng bị ngắt => Ngược lại nối COM NO Khi có dịng điện chạy qua rơ le, dịng điện chạy qua cuộn dây bên tạo từ trường hút Từ trường hút tác động lên địn bẩy bên làm đóng mở tiếp điểm điện làm thay đổi trạng thái rơ le Số tiếp điểm điện bị thay đổi nhiều, tùy vào thiết kế Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch đóng cắt Rơ le có mạch độc lập họạt động Một mạch để điều khiển cuộn dây rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay khơng, hay có nghĩa điều khiển rơ le trạng thái ON hay OFF Một mạch điều khiển dịng điện ta cần kiểm sốt có qua rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF rơ le Dòng chạy qua cuộn dây để điều khiển rơ le ON hay OFF thường vào khoảng 30mA với điện áp 12V lên tới 100mA Và bạn thấy đó, hầu hết chip khơng thể cung cấp dịng này, lúc ta cần có BJT để khuếch đại dịng nhỏ ngõ IC thành dòng lớn phục vụ cho rơ le 49 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.3.3 Máy bơm nước Máy bơm loại máy thủy lực, nhận lượng từ bên ( năng, điện năng, thủy ) truyền lượng cho dòng chất lỏng, nhờ đưa chất lỏng lên độ cao định dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống a Các loại máy bơm Người ta chia máy bơm nhiều loại dựa vào đặc điểm như: nguyên lý tác động cánh bơm vào dòng nước, dạng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm Trong thường dùng đặc điểm thứ để phân loại máy bơm; theo đặc điểm máy bơm chia làm hai nhóm: Nhóm 1: Bơm động học: Trong buồng công tác máy bơm động học, chất lỏng nhận lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho suốt từ cửa vào đến cửa bơm Loại máy bơm gồm có bơm sau :  Bơm cánh quạt ( gồm bơm: li tâm, hướng trục, cánh chéo ): Trong loại máy bơm này, cánh quạt gắn bánh xe công tác ( BXCT ) truyền trực tiếp lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển Loại bơm thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp ( bơm nước gọi cụ thể cột nước ) hiệu suất tương đối cao, thường dùng nông nghiệp ngành cấp nước khác;  Bơm xoắn: Chất lỏng qua rãnh BXCT máy bơm nhận lượng để tạo dòng chảy xoắn đẩy khỏi cửa BXCT Người ta dùng máy bơm chủ yếu công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa ;  Bơm tia: Dùng dòng tia chất lỏng dịng khí bên ngồi có động lớn phun vào buồng công tác bơm nhờ hút đẩy chất lỏng Loại bơm bơm lưu lượng nhỏ, thường dùng để hút nước giếng dùng thi công;  Bơm rung: Cơ cấu công tác bơm pít tơng-van giao động qua lại với tầng số cao gây nên tác động rung học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng Loại bơm có lưu lượng nhỏ, thường dùng bơm nước giếng giếng mỏ; 50 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an  Bơm khí ép: Loại bơm nhờ tạo hỗn hợp khí nước có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng riêng nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm thường dùng để hút nước bẩn nước giếng;  Bơm nước va ( bơm Taran ): Lợi dụng tượng nước va thủy lực để đưa nước lên cao Loại bơm bơm lưu lượng nhỏ, thường dùng cấp nưóc cho vùng nơng thơn miền núi Nhóm 2: Bơm thể tích: Nguyên lý làm việc loại bơm thay đổi có chu kỳ thể tích buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng Bơm có loại sau:  Bơm pít tơng: Pít tơng chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ buồng công tác để hút đẩy chất lỏng Loại bơm tạo cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên nơng nghiệp dùng, thường dùng máy móc cơng nghiệp;  Bơm rơ to: Dùng cấu bánh bánh vít, cánh trượt đặt chu vi phần quay bơm để đẩy chất lỏng Bơm gồm có: bơm khía, bơm pít tơng quay, bơm trượt, bơm vít, bơm pít tơng quay, bơm chân khơng vịng nước Bơm rơ to có lưu lương nhỏ thường dùng cơng nghiệp Tùy vào mục đích sử dụng người dùng mà ta chọn máy bơm hợp lý Dưới hình ảnh cho máy bơm nước thơng dụng Hình 3.11 Máy bơm nước thông dụng 51 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an b Máy bơm cho mơ hình Ở em chế tạo máy bơm loại nhỏ với thông số sau : - Điện áp hoạt động 6-12VDC - Dịng tiêu thụ 700mA - Đường kính ống hút 8mm - Đường kính ống đẩy 6mm - Lưu lượng bơm 120L/h Hình 3.12 Máy bơm nước mơ hình 3.3.4 Bể nước bơm Bể nước bơm bao gồm - Bể nước nguồn tích 1.2L, đường kính 95mm, chiều cao 210mm - Bể chứa tích 1.4L, đường kính 95mm, chiều cao 230mm - Bể chứa có vòi xả 52 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 3.13 Bể chứa nước 53 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian nghiên cứu, tìm tịi đồ án “Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống bơm nước tự động” dựa sở vi điều khiển PIC16F877A hoàn thành hoạt động thành cơng Hồn thành đồ án em hiểu kiến thức vi điều khiển PIC, cấu trúc phần cứng nguyên tắc hoạt động vi điều khiển PIC16F877A Cách thiết kế chế tạo hệ thống bơm nước tự động đơn giản Hệ thống thống bơm nước tự động hoạt động ổn định, làm việc hiệu Tuy nhiên kiến thức hạn chế nên hệ thống bơm nước tự động đơn giản chưa thể đáp ứng hết nhu cầu xã hội Khi mơ hình đưa để áp dụng thực tế cần phải tính tốn chọn lựa loại máy bơm nước để đáp ứng yêu cầu bơm nước với độ cao lớn, lưu lượng bơm lớn hơn… Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Th.S Đặng Thái Sơn toàn thể giảng viên khoa bạn tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án tiến độ Trong trình thực đồ án em cố gắng nhiều chắn khơng tránh khỏi tình trạng sai sót, tác giả mong nhận góp ý người 54 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an PHỤ LỤC Lập trình cho vi điều khiển PIC16F877A Như theo giản đồ thời gian ta kích xung mức cao vào chân trigger cụ thể với pic16F877A lập trình với PIC - C ta có: void kich() { output_high(pin_c0); //cho C0 lên mức cao delay_us(15); //trễ 15uS (lớn 10uS bé 20uS) output_low(pin_c0); //cho C0 mức thấp } Tiếp theo cho đọc timer tính tốn khoảng cách cho cảm biến Thạch anh ta sử dụng 4MHz, vi điều khiển PIC có chu kỳ 1/4 chu kỳ thạch anh nên tần số timer1 tính sau: ft1=4/4=1MHz Như khoảng thời gian 1uS timer1 đếm lên đơn vị Mặt khác ta có: 2*Khoảng cách = vận tốc * thời gian = 344*100 * time_us/106 Khoảng cách = time_us / 58 (Cm) Cụ thể lập trình cho PIC16F877A với PIC – C: void main() { output_high(pin_d7); //cap nguon LCD LCD_Init(); setup_ccp1(ccp_capture_re); //bắt cạnh lên setup_ccp2(ccp_capture_fe); //bắt cạnh xuống setup_timer_1(t1_internal|t1_div_by_1); //sử dụng timer1 55 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an enable_interrupts(int_ccp1); //cho phép ngắt ccp1 enable_interrupts(int_ccp2); // cho phép ngắt ccp2 enable_interrupts(global); //cho phép ngắt toàn cục while(true) { delay_ms(50); // chờ tắt xung để đo chính xác kich(); //bắt đầu đọc cảm biến delay_ms(200); //chờ kết s=(time)/58;//tính toán khoảng cách }} ****************************************************** - Đoạn chương trình ngắt: #int_ccp1 void ccp1() { set_timer1(0); }//bắt đầu đếm chân Echo mức cao (phát sóng đi) #int_ccp2 void ccp2() { time=get_timer1(); }//đọc kết cảm biến sóng phản hồi - Chương trình giải thuật Lập trình phần mềm PIC – C cho vi điều khiển PIC16F877A //============================================================= ================= // Ten chuong trinh : Thiet ke, che tao mo hinh he thong bom nuoc tu dong // Nguoi thuc hien : Nguyen Tuan Anh // Ngay thuc hien : 15/05/2015 // Phien ban : Demo // Mo ta phan cung : Dung PIC16F877A - thach anh 4MHz // -56 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an //============================================================= ================= #include #include #device *=16 adc=10 #FUSES NOWDT, XT, NOPUT, NOPROTECT, NOBROWNOUT,NOLVP, NOCPD, NOWRT #use delay(clock=4000000) #use rs232(baud=2400,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7) #include // Thu vien ham cho LCD float s,time; int k=0; //int1 has_echo=0; //int s,time; #int_ccp1 void ccp1() { set_timer1(0);// bắt đầu đếm chân Echo mức cao (phát sóng đi)} #int_ccp2 void ccp2() { time=get_timer1(); //đọc kết cảm biến có sóng phản hồi s=(tiem)/58; //tính tốn khoảng cách } void kich() { output_high(pin_c0); //cho C0 lên mức cao delay_us(15); //trễ 15uS output_low(pin_c0); //cho C0 mức thấp 57 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn NODEBUG, C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an } void main() { output_low(pin_c3); //cap nguon LCD LCD_Init(); setup_ccp1(ccp_capture_re); //bắt cạnh lên setup_ccp2(ccp_capture_fe); //bắt cạnh xuống setup_timer_1(t1_internal|t1_div_by_1); //khai báo sử dụng timer1 enable_interrupts(int_ccp1); //cho phép ngắt ccp1 enable_interrupts(int_ccp2); // cho phép ngắt ccp2 enable_interrupts(global); //cho phép ngắt toàn cục lcd_cmd (0x01); LCD_Cmd (0x81); LCD_Char (“DO AN TOT NGHIEP”); Delay_ms(500); LCD_Cmd (0xC0); LCD_Char (“ NGUYEN TUAN ANH”); Delay_ms(1000); Delay_ms(1000); While(true) { k=s; Delay_ms(50); // cho tắt xung Kich(); // bắt đầu đọc cảm biến Delay_ms(100); //cho kết If(k>=15) //bơm Output_high(pin_c3); //delay_ms(200); //chờ kết khác trả If(k=30000) // sau 30ms xung tự động xuống mức o khơng có vật cản { lcd_cmd(0x01); LCD_Cmd(0x82); LCD_Char("KHOANG CACH "); LCD_Cmd(0xC1); LCD_Char("KHONG XAC DINH");; } else { lcd_cmd(0x01); LCD_Char(" KHOANG CACH "); LCD_Cmd(0xC2); printf(lcd_char,"S = %5.2f",s); lcd_char("Cm"); } } } 59 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Định dạng
Số trang	60
Dung lượng	1,82 MB