đồ án dây chuyền đếm sản phẩm

Càng ngày các sản phẩm cơ điện tử xuất hiện càng nhiều trong cuộc sống của con người, trong sản xuất hay trên thịtrường nhằm giúp cho con người cải thiện chất lượng cuộc sống, giúp các n

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI - 4

1.1 Ứng dụng đề tài - 4

1.2 Mô tả hệ thống - 4

1.3 Mô hình hệ thống - 4

1.4 Phân công nhiệm vụ - 5

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU TỔNG THỂ NGUYÊN LÝ VÀ CHỨC NĂNG CÁC KHỐI TRONG MẠCH - 6

2.1 Sơ đồ khối và chức năng hoạt động của từng khối - 6

2.2 Sơ đồ nguyên lý và phương thức hoạt dộng từng khối - 7

2.3 Bản vẽ Layout các mạch - 15

CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO HỆ THỐNG - 18

3.1 Lưu đồ thuật toán - 18

3.2 Chương trình Assembly - 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành cơ điện tử Việt Nam ngày nay đang phát triển rất nhanh và hòa cùng với

xu thế phát triển của ngành cơ điện tử trên thế giới Càng ngày các sản phẩm cơ điện

tử xuất hiện càng nhiều trong cuộc sống của con người, trong sản xuất hay trên thịtrường nhằm giúp cho con người cải thiện chất lượng cuộc sống, giúp các nhà máyhay xí nghiệp nâng cao năng suất lao động.Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đạihóa đất nước ngày nay, vấn đề cần thiết là phải áp dụng một cách có chọn lọc cácnguồn lực gồm nhân lực cũng như thiết bị sản xuất Đặc biệt quan tâm đến vấn đề cơgiới hóa, tự động hóa sản xuất Áp dụng các dây chuyền sản xuất hiện đại nhằm nângcao hơn nữa năng suất làm việc của công nhân Trên tinh thần đó nhóm chúng emchọn đề tài đồ án là THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI DẪN ĐỘNG VÀ ĐẾMSẢN PHẨM

Với đề tài này, chúng em mong là sẽ kết hợp được những kiến thức mà thầy cô

đã dạy từ các môn học liên quan đến các học phần cơ khí, điện, điện tử và điều khiểnlập trình, mà trọng tâm ở đây là việc lập trình Vi điều khiển, để hiện thực hóa một môhình để có thể áp dụng trong công nghiệp ở nước ta Nhằm góp phần nâng cao năngsuất ở các nhà máy trong nước, đồng thời sẽ giảm được nhiều chi phí tốn kém khi phảinhập khẩu các hệ thống tương tự

Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã thiết kế và tính toán saocho quá trình làm việc của mô hình là tốt nhất, ổn định nhất, công năng nhiều nhất.Tuy nhiên, nhóm cũng đã gặp nhiều khó khăn do vấn đề thời gian và kinh nghiệm củanhóm cũng hạn chế nên mô hình vẫn gặp những vấn đề chưa thể khắc phục Kínhmong quý thầy cô cùng các bạn đóng góp những ý kiến để những đồ án sau này củanhóm sẽ hoàn thành tốt hơn nữa Chân thành cảm ơn thầy Lê Xứng đã tận tình hướngdẫn cũng như các thầy cô ở khoa Điện tử viễn thông cũng như khoa Cơ khí đã giúp đỡchúng em trong quá trình làm đồ án

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 06 năm 2010

Huỳnh Nhật MinhTrần Phước Thọ

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1/ Ứng dụng của đề tài

Hệ thống này có thể được sử dụng trong các nhà máy sản xuất tự động hoặcbán tự động, nhằm giám sát được số sản phẩm sản xuất được, từ đó biết được năngsuất làm việc trong một giai đoạn nào đó Hệ thống cũng nhằm giảm bớt số lượngnhân công làm công việc xếp sản phẩm vào thùng, từ đó chi phí thuê nhân công cũnggiảm bớt

1.2/ Mô tả hệ thống

Hệ thống gồm một dây chuyền gồm có 2 băng tải, một băng tải phân phối sảnphẩm và một băng tải phân phối thùng chứa Sản phẩm chạy trên băng tải đến đoạncuối của băng tải thì được chuyển vào thùng (sau đó đi đến nơi khác để đóng gói haylàm các nhiệm vụ khác tùy thuộc vào từng mô hình sản xuất ) Số sản phẩm

và số thùng được đóng gói được đếm và hiển thị lên Led 7 đoạn Người điều khiển

sẽ điều khiển hệ thống thông qua tổ hợp các phím nhấn, qua đó có thể đóng,

mở hệ thống ;điều chỉnh số sản phẩm trong mỗi thùng là 3, 5, hay 10… sản phẩm

1.3/ Mô hình hệ thống

san pham

thung hang

cam bien Led hien thi

dieu khien bang nut bam Bang chuyen 1

Bang chuyen 2

1.4/ Phân công nhiệm vụ

KHỐI CÔNG SUẤT

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU TỔNG THỂ

KHỐI CẢM BIẾN

KHỐI BÀN PHÍM KHỐI HIỂN THỊ

2.1.2.1/ Khối xử lý trung tâm

Dùng trong xử lý các tín hiệu vào (Ở đây nhận tín hiệu từ cảm biến, ma trận bànphím) để xuất tín hiệu ra phù hợp (hiển thị ra led, điều khiển động cơ băng chuyềnsản phẩm và động cơ băng chuyền thùng)

Vai trò trung tâm do chip Atmel 89C51 đảm nhiệm, cấu tạo và sơ đồ được trìnhbày ở phần dưới

2.1.2.2/ Khối hiển thị

Hiển thị : dùng 4 led 7 đoạn, trong đó 2 led để hiện số thùng và 2 led để hiện sốsản phẩm Khi người sử dụng cài đặt số sản phẩm trong 1 thùng và số thùng trong 1 cathì khối hiển thị sẽ hiển thị các số liệu được nhập vào; hiển thị số sản phẩm và thùng

mà cảm biến đếm được Đồng thời trong quá trình hoạt động, khi số sản phẩm và sốthùng tăng lên tương ứng thì cũng được hiển thị ra led để người công nhân có thể nhậnbiết mà dễ dàng điều chỉnh

2.1.2.3/ Khối cảm biến

Để cảm nhận số lượng sản phẩm đi qua thì cảm biến phải có phần phát và phầnthu Ở đây ta dùng cảm biến hồng ngoại (2 led: một phát và một thu) ,với khoảng cáchtối đa là 20cm Sau mỗi lần có sản phẩm đi qua thì bộ đếm của chip vi điều khiển

8051 sẽ đếm lên 1, đồng thời vi điều khiển sẽ điều khiển hiển thị ra led

2.1.2.4/ Khối bàn phím

Là một ma trận phím gồm 4 hàng và 4 cột (16 phím) Gồm khối các phím số từ

0 đến 9 dùng để cài đặt số lượng thùng và số lượng sản phẩm và Khối các phím dùngtrong điều khiển ( đánh số từ A đến F) như cài đặt sản phẩm, khởi động băng chuyền,dừng băng chuyền…

2.1.2.5/ Khối công suất

Hoạt động nhờ có 2 động cơ DC 12V được điều khiển bởi vi điều khiển Khi bit

được động cơ dẫn động sẽ tự động chuyển sản phẩm hay thùng đến nơi cần thiết Đểcách ly phần điều khiển và phần công suất (chống nhiễu ) thì trong mạch có sử dụngcác opto như ở phần nguyên lý được trình bày ở dưới đây

2.2/ Sơ đồ nguyên lý và phương thức hoạt động của từng khối

2.2.1/ Khối trung tâm

Sử dụng bộ vi điều khiển AT89C51

Đây là nơi lưu giữ chương trình điều khiển chính và dữ liệu cho các mạch giãi

mã hàng và cột

AT89C51 là một hệ vi tính 8 bit đơn chip CMOS có hiệu suất cao, công suấtnguồn tiêu thụ thấp và có 4Kbyte bộ nhớ ROM Flash xóa được và lập trình được.Chip nà được sản xuất dựa vào công nghệ bộ nhớ không mất nội dung có độ tích hợpcao

AT89C51 có các đặc trưng chuẩn sau: 4Kbyte Flash, 128 byte RAM, 32 đườngxuất nhập, hai bộ đình thời và đếm 16 bit, một cấu trúc ngắt hai mức ưu tiên và 5nguyên nhân ngắt, một port nối tiếp song công, mạch tạo dao động và tạo xung Clocktrên Chip

Chế độ nghỉ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, các bộ đình thời và đếm,Port nối tiếp và hệ thống ngắt hoạt động

- Mô tả các chân của IC89C51

bus địa chỉ (byte thấp) và làm bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhwos

dữ liệu ngoài và bộ nhớ chương tình ngoài Port 0 cũng nhận các byte mã trongkhi lập trình cho Flash và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chương trình

các logic 1 được ghi lên các chân của port 1, các chân này được kéo lên mức

cao bởi các điện trở kéo lên bên tỏng và có thể được sử dụng như là các nghõvào Khi làm nhiệm vụ là các port nhập, các chân của port 1 đagn được kéoxuống mức thấp do tác động bên ngoài sẽ cấp dòng do có các điện trở kéo lênbên trong

các logic 1 được ghi lên các chân của port 2, các chân này được sử dụng như làcác ngõ vào Khi làm nhiệm vụ port nhập, các chân của port 2 đang được kéoxuống mức thấp do tác động bên ngoài sẽ cấp dòng do có các điện tở kéo lênbên tỏng Port 2 tạo ra byte cao của bus địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ

bộ nhớ chương trình ngoài, và tỏng thời gian truy xuất bộ nhở dữ liệu ngoài sửdụng các địa chỉ 16 but

các logic 1 được ghi lên các chân của port 3, các chân này được kéo lên mứccao bởi các điện trở kéo lên bên trong và có thể được sử dụng như là các ngõvào Khi làm nhiệm vụ port nhập, các chân của port 3 đang được kéo xuốngmức thấp do tác động bên ngoài sẽ cấp dòng do có các điện trở kéo lên bêntrong Port 3 còn được sử dụng làm các chức năng khác của AT89C51

P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7

Ngõ vào Port nối tiếpNgõ ra Port nối tiếpNgõ vào ngắt ngoài 0Ngõ vào ngắt ngoài 1Ngõ và bên ngoài của bộ định thời 1Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoàiĐiều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

dao động đang hoạt động sẽ Reset AT89C51

• Mạch Reset tự động khi khởi động máy

cho phép chốt byte thấp của địa chỉ trong thời gian truy xuất bộ nhớ ngoài

lập trình cho Flash

của mạch dao động trên chip, có thể được sử dụng cho các mục đích định thời

từ bên ngoài và tạo xugn Clock Tuy nhiên cần luwu ý là một xung ALE sẽ bị

bỏ qua trong mỗi chu kỳ truy xuất của bộ nhwos dữ liệu ngoài

bằng cách set but 0 của thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ byte là 8Eh Khibit này được set, ALE chỉ tích cực trong thời gian thực thi lệnh MOVX hoặcMOVC Ngược lại chân này sẽ được kéo lên mức cao Việc set but không chophép hoạt động chốt byte thấp của địa chỉ sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điềukhiển đang ở chế đọ thực thi chương trình ngoài

mạch tạo xung Clock bên trong chip

Để tạo mạch dao động cho vi điều khiển 8951 hoạt động, chọn mạch tạo dao độngnhư hình vẽ dưới, với các giá trị của linh kiện: C1 = C2 = 30pF

Thạch anh dao động có tần số 12MHz

Sơ đồ chân của IC AT89C51:

2.2.2/ Khối hiển thị

Bộ phận hiển thị gồm 4 led 7 đoạn được nối Anot chung, ta dùng phương pháp quétled trong trường hợp này với việc sử dụng IC 74LS47 để giải mã Các chân từ P2.0đến P2.3 của VĐK gởi mã hiển thị đến IC74LS47, các chân từ P2.4 đến P2.7 dùng đểquét led BJT dùng để quét led là A1015.

Mỗi led 7 đoạn có 7 led đơn nên dòng hiệu dụng đi qua cực C của BJT cấp cho led là:

- Nguyên lý làm việc:

LM324 hoạt động như 1 con Op-am, dùng để so sánh mức điện áp

Khi không có sản phầm đi qua, led thu nhận được ánh sáng nên dẫn, lúc đó điện

áp trên chân 2 của LM324 thấp hơn ở chân 3 nên tín hiệu đưa ra chân 1 ở mức cao.Khi có sản phẩm đi qua, led thu không dẫn, điện áp ở chân 2 cao hơn chân 3, tín hiệuđưa ra ở chân 1 ở mức thấp Tương tự cho mạch cảm biến còn lại

Khi mạch cần nhiều phím thì ta mới tổ chức ma trận phím để giảm số lượng cổng sửdụng cho bàn phím.

phẩm khác

tiếp tục chương trình khi đang bị tạm dừng

9 8

2.2.5/ Khối công suất

Để động cơ hoạt động ổn định và không quá nóng ta cho dòng qua 2 động cơ I =1

( A)và nguồn cung cấp cho động cơ V =12 ( V )

Công suất tiêu tán trên 2 động cơ :

Dựa vào đặc tuyến của 2SD718 ta có :

Tại Ic = 1 A , Vce = 0.2 V → Ib 2 = 100 ( mA ) , Vbe 2 = 0.8 ( V )

Dòng Ib 2 = Ic 1 = 100 ( mA )

Ta chọn Q1 mắc darlington với Q2 với các thông số kĩ thuật sau :

2.3.2/ Mạch hiển thị

2.3.3/ Mạch cảm biến

2.3.4/ Mạch bàn phím

2.3.5/ Mạch công suất

Có phím nào

đc nhấn không ?

Có nhấn phím START

?

Có nhấn phím RESET

?

Có nhấn phím STOP ?

Gọi CT con CHAY_CT

Gọi CT con CHAY_CT

THIẾT LẬP NGẮT T0 (HIỂN

3.1.2/ CT CON CHAY_CT

CT CON CHAY_CT

Mov R1,So_sp Mov R2,So_th

So_sp = 0 So_th =0

Biến đổi Sp Biến đổi Th Khởi động ĐC thùng

CB thùng có tín hiệu ?

Dừng ĐC thùng

Khởi động ĐC sp

BĐổi Sp TANG So_sp lên 1

Mov A,R1

R1 = So_sp

N

3.1.3/ Chương trình cài đặt từ bàn phím:

3.1.4/ Chương trình con cài đặt số sản phẩm, số thùng:

3.1.5/ Chương trình con quét phím:

3.1.6/Chương trình con hiển thị:

3.1.7/ Chương trình con biến đổi số thùng, số sản phẩm ra phần chục và phần đơn vị:

Các chương trình con chạy và dừng động cơ:

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN BẢO VỆ

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 (NHÀ XUẤT BẢN LAO ĐỘNG –XÃ HỘI – 2001)

TÁC GIẢ : TỐNG VĂN ÔN – HOÀNG ĐỨC HẢI

2 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN

TÁC GIẢ : GV.LÊ TIẾN DŨNG

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA – KHOA ĐIỆNTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

3 CẤU TRÚC VÀ LẬP TRÌNH GỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 (NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT – 2004)

TÁC GIẢ : NGUYỄN TĂNG CƯỜNG – PHAN QUỐC THẮNG