Thông tin tài liệu
111Equation Chapter Section TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG - - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỆ THỐNG NHÚNG VÀ THIẾT KẾ GIAO TIẾP NHÚNG Đề tài: Hệ thống điều khiển tàu lượn khu vui chơi Giảng viên: TS Phạm Văn Tiến Nhóm sinh viên thực hiện: STT Họ tên Nguyễn Phú Lâm Lê Tuấn Anh Lê Đức An Lê Văn Kiều Quý MSSV 20182627 20182339 20182325 20193070 Hà Nội, năm 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I Xác lập tiêu kỹ thuật I.1 Tìm hiểu trò chơi tàu lượn siêu tốc I.1.1 Các phận I.1.2 Vật lý I.2 Các yêu cầu hệ thống I.2.1 Yêu cầu chức hệ thống I.2.2 Yêu cầu đáp ứng thời gian thực I.3 Đề xuất toán thực CHƯƠNG II Mô hình hóa hệ thống II.1 Mơ hình hóa hệ thống sử dụng UML II.1.1 Mơ hình FSM: II.1.2 Mơ hình USE CASE .8 II.2 Mô hình hóa tham số tàu lượn II.3 Mơ hình hóa hệ thống sử dụng SystemC biên dịch chéo II.3.1 Mơ hình hóa hệ thống sử dụng SystemC .9 II.3.2 Biên dịch chéo cho thiết kế 11 II.4 Tổng hợp hệ thống lên phần cứng kit FPGA DE2 II.4.1 Bổ sung thêm module .13 II.4.2 Tạo constraint file 13 II.4.3 Kết 14 CHƯƠNG III Đồng thiết kế cứng mềm III.1 System Sppecification III.2 Sơ đồ ASMD III.3 Allocation CHƯƠNG IV Thiết kế giao tiếp ngoại vi IV.1 Digital Weight Sensor Module IV.1.1 Specification 21 IV.1.2 Connection 22 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi IV.2 Proximity sensor IV.2.1 Specification 23 IV.2.2 Connection 24 IV.3 Measure Speed Using IC FC-03 IV.3.1 Specification 25 II.1.2 Connection .25 CHƯƠNG V Biên dịch phần mềm hệ thống V.1 Điều khiển động IC L298 V.1.1 Yêu cầu thiết bị .27 V.1.2 Sơ đồ nối dây : .30 V.1.3 Điều khiển động 31 V.2 Đọc tốc độ tàu trượt từ cảm biến hồng ngoại V.2.1 Yêu cầu thiết bị : 33 V.2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch 34 V.2.3 Mã nguồn biên dịch 35 CHƯƠNG VI Báo cáo cá nhân VI Hệ thống đo tốc độ tàu trượt từ đường ray cảm biến hồng ngoại VI.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật .37 VI.2 Sơ đồ thiết kế mạch 38 VI.3 Mã nguồn biên dịch 39 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi MỞ ĐẦU Thời gian gần đây, Hệ thống nhúng – Thời gian thực quan tâm nhiều Việt Nam, giới hệ thống phát triển mạnh mẽ xu hướng thịnh hành nước Cơng nghiệp lợi ích to lớn, thiết thực mà mang lại Chương trình học mơn Hệ thống nhúng thiết kế giao tiếp nhúng phần quan trọng giúp hiểu rõ quy trình thiết kế, đánh giá hệ thống nhúng Trong báo cáo này, nhóm chúng em triển khai thiết kế mô hệ thống nhúng cho Điều khiển tàu lượn khu vui chơi, mục đích hệ thống điều khiển tàu chạy tốc độ để không bị trật bánh, rơi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi CHƯƠNG I Xác lập tiêu kỹ thuật I.1 Tìm hiểu trị chơi tàu lượn siêu tốc I.1.1 Các phận Tàu lượn siêu tốc loại trị giải trí có sử dụng đường ray xe lửa cao thiết kế với cú ngoặt đột ngột, sườn dốc, đường ray lộn ngược vòng Tàu lượn siêu tốc cỗ máy phức tạp Nó có hình dáng giống đồn tàu lại vận hành khơng cần động mà dựa chủ yếu vào quán tính trọng lực Để giữ cho đoàn tàu lượn vận hành an toàn từ khởi hành tới lúc dừng lại, ta cần phối hợp vài thành phần khác Đầu tiên xích nâng – sợi xích dài bên đường ray, chạy lên sườn dốc nghiêng, cho phép đồn tàu chậm rãi lên đoạn dốc Cấu trúc đơn giản: kết nối với hệ thống kéo sử dụng motor đặt đầu vào cuối dốc thông qua bánh Đồng thời, mặt tàu lượn có nhiều móc để kết nối với sợi xích cách an tồn kéo lên dốc Khi lên tới đỉnh, sợi xích thả để tàu dễ dàng di chuyển Nhiều mẫu tàu lượn đời trang bị hệ thống đẩy có sử dụng nam châm điện để tạo động lớn nhanh Nhờ mà kiểu tàu lượn có tốc độ ban đầu cao mà không cần sử dụng tới đoạn dốc nghiêng đầu Một rời khởi hệ thống hỗ trợ, trọng lực đảm nhận nốt nhiệm vụ quãng đường ray lại tàu gặp hệ thống đẩy/kéo khác đặt đường Tiếp đó, hệ thống phanh kẹp tích hợp vào đường ray để giúp tàu ngừng lại Một hệ thống máy tính nhận biết mà tàu đến điểm hãm tốc, sau đó, hệ thống kẹp bám lấy móc gắn gầm tàu lượn để giảm tốc làm tàu dừng lại I.1.2 Vật lý Tàu lượn siêu tốc hoạt động phần lớn nhờ tác dụng động Khi đoàn tàu dần kéo lên dốc (hoặc kéo nam châm), dần tích lũy lượng lớn Ban đầu đồn tàu leo lên cao trọng lực lại kéo xa Một đầu tàu chạm đến đỉnh dốc bắt đầu chuyển động xuống dưới, tác động trọng lực, toàn tàu tích lũy chuyển hóa thành động Phần lượng kéo toa xe xa, ấy, độ nghiêng đường ray định tốc độ "đổ đèo" đoàn tàu Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Nhờ vào định luật thứ chuyển động Newton (một vật chuyển động tiếp tục chuyển động), đoàn tàu siêu tốc tiếp tục trì vận tốc lên dốc khác khơng gặp phải trướng ngại vật Khi lên dốc, lại tạo năng, phần lượng lại chuyển hóa thành động xuống dốc Đây lý nhiều tàu lượn siêu tốc lại qua không đoạn dốc – phương thức vật lý để tiếp tục chuỗi chuyển động đoàn tàu Những tàu lượn siêu tốc ngày có nhiều đặc điểm mới, từ khởi động nhanh, nhiều thay đổi đường ray, tới pha nhào lộn bất chấp trọng lực Nhưng dù vật lý ln cốt lõi loại trị chơi I.2 Các yêu cầu hệ thống I.2.1 Yêu cầu chức hệ thống Hệ thống xác định vị trí tàu đường ray Hệ thống kiểm soát tốc độ tàu Hệ thống đưa thông tin chuyến đi : tổng cân nặng, tốc độ tại, loại đường ray tàu qua, độ lớn lực bổ sung cần tác dụng Hệ thống đưa cảnh báo dừng khẩn cấp cung cấp lực bổ sung để tàu chạy ổn định I.2.2 Yêu cầu đáp ứng thời gian thực Hệ thống tính tốn, cung cấp lực bổ sung kịp thời dựa tốc độ tàu, thời gian đáp ứng hệ thống Hệ thống đưa cảnh báo dừng khẩn cấp tính tốn rủi ro I.3 Đề xuất toán thực Figure 1.1: Đường ray đề xuất Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Giới hạn tốc độ tàu đỉnh các track: Track 1 : F N = m v −mg R Tốc độ tối thiểu tàu đề khơng rơi khỏi vịng loop lộn vịng : v ≥ √R ⋅ g Track 2 : Tốc độ tối thiểu tàu để khơng trật bánh cua : v ⩾ √ R ⋅ g ⋅ tan (α ) Track 3 : F N = m v + mg R Tốc độ tối đa tàu để không bật khỏi đường ray : v≤ √R ⋅ g Giới hạn tốc độ tàu vị trí bắt đầu vào track (các vị trí chấm xanh hình) : m v 21 m v 22 Track 1 : = + mg⋅ ( R1 +h ) 2 Suy v1 required ≥ √ v 22+2 mg (2 R 1+ h) m v 21 m v 22 = + mg⋅ ( R3 ) 2 Suy v3 required ≤ √ v 22+ 2mg (2 R 3) Track 3 : Giả sử hệ thống nhận tín hiệu từ sensor track 1, tốc độ tàu lúc v Thời gian đáp ứng hệ thống t (tính từ lúc hệ thống nhận tín hiệu từ cảm biến tiệm cận đến thời điểm bắt đầu tác dụng lực bổ sung lên tàu) Tính lực bổ sung hệ thống cần tác dụng lên tàu m v 20 m v 21 required + F s= 2 s=d−( v t ) (1) (2) Từ (1) (2) suy ra : F= 2 m v1 required −m v 2.(d−(v t)) Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi CHƯƠNG II Mơ hình hóa hệ thống II.1 Mơ hình hóa hệ thống sử dụng UML Cơng cụ sử dụng: Draw.io II.1.1 Mơ hình FSM: Figure 2.1: Mơ hình FSM II.1.2 Mơ hình USE CASE Figure 2.2: Mơ hình USE CASE II.2 Mơ hình hóa tham số tàu lượn Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi II.3 Mô hình hóa hệ thống sử dụng SystemC biên dịch chéo Công cụ sử dụng: Vivado HLS Ngôn ngữ sử dụng: SystemC II.3.1 Mơ hình hóa hệ thống sử dụng SystemC a Các thành phần thiết kế Figure 2.3: Các thành phần thiết kế b Kiểm tra thiết kế hệ thống: Khởi tạo xung đồng hồ clk Khai báo tín hiệu file testbench Kết nối tín hiệu với port file thiết kế Khởi tạo tín hiệu Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 10 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi //Speed PWM: 0~255 //Running motor B digitalWrite(in3, HIGH); digitalWrite(in4, LOW); analogWrite(enB, 200); //Speed PWM: 0~255 //Reverse 2s delay(2000); digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); digitalWrite(in3, LOW); digitalWrite(in4, HIGH); } //STOP 2s delay(2000); digitalWrite(in1, digitalWrite(in2, digitalWrite(in3, digitalWrite(in4, LOW); LOW); LOW); LOW); void loop() { MotorRunning(); delay(1000); } V.2 Đọc tốc độ tàu trượt từ cảm biến hồng ngoại V.2.1 Yêu cầu thiết bị : Arduino Uno R3 Cảm biến hồng ngoại sử dụng IC LM358 Màn hình LCD Điện trở Nguồn pin 9V Cảm biến hồng ngoại Module phát vật cản sử dụng cặp thu – phát hồng ngoại Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 34 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Thông số kĩ thuật Sử dụng IC LM393 Góc mở: 35 ° Điện áp hoạt động: 3.0V – 6.0V Khoảng cách phát hiện: 2cm – 30cm (điều chỉnh biến trờ) Kích thước: 4.5cm (L) x 1.4 cm (W), 0.7cm (H) Mức logic đầu ra: o Mức thấp – có vật cản o Mức cao – khơng có vật cản Dịng điện tiêu thụ: o 3.3V: ~23 mA o 5.0V: ~43 mA Kết nối chân VCC: 3.3V-5V nguồn đầu vào GND: 0V OUT: Xuất liệu logic đầu V.2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 35 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi V.2.3 Mã nguồn biên dịch #include LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); int timer1; int timer2; float Time; int flag1 = 0; int flag2 = 0; float distance = 5.0; float speed; int ir_s1 = A0; int ir_s2 = A1; int buzzer = 13; void setup(){ pinMode(ir_s1, INPUT); pinMode(ir_s2, INPUT); pinMode(buzzer, OUTPUT); } lcd.begin(16,2); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("PROJECT"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("GROUP 1"); delay(2000); lcd.clear(); void loop() { Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 36 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi if(digitalRead (ir_s1) == LOW && flag1==0){timer1 = millis(); flag1=1;} if(digitalRead (ir_s2) == LOW && flag2==0){timer2 = millis(); flag2=1;} if (flag1==1 && flag2==1){ if(timer1 > timer2){Time = timer1 - timer2;} else if(timer2 > timer1){Time = timer2 - timer1;} Time=Time/1000;//convert millisecond to second speed=(distance/Time);//v=d/t speed=speed*3600;//multiply by seconds per hr speed=speed/1000;//division by meters per Km } if(speed==0){ lcd.setCursor(0, 1); if(flag1==0 && flag2==0){lcd.print("No car detected");} else{lcd.print("Searching ");} } else{ lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Speed:"); lcd.print(speed,1); lcd.print("Km/Hr "); lcd.setCursor(0, 1); if(speed > 50){lcd.print(" Over Speeding "); digitalWrite(buzzer, HIGH);} else{lcd.print(" Normal Speed "); } delay(3000); digitalWrite(buzzer, LOW); speed = 0; flag1 = 0; flag2 = 0; }0 } Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 37 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi CHƯƠNG VI BÁO CÁO CÁ NHÂN Chương em xin tổng hợp lại phần em thực đóng góp với người VI Hệ thống đo tốc độ tàu trượt từ đường ray cảm biến hồng ngoại Trên lý thuyết, hệ thống đường ray tàu trượt, ta gắn cảm biến hồng ngoại mục đích để đo tốc độ tàu chạy tốc độ cho phép (tính tốn sẵn từ trước) hãm phanh lại để người hay vật ngồi tàu trượt không bị văng lực ly tâm VI.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật Arduino Uno R3 Cảm biến hồng ngoại sử dụng IC LM358 Màn hình LCD Điện trở Nguồn pin 9V Arduino Uno R3 Arduino Uno R3 sử dụng vi điều khiển ATmega328, tương thích với hầu hết loại Arduino Shield thị trường, gắn thêm module mở rộng để thực thêm chức điều khiển motor, kết nối wifi hay chức khác. Sử dụng ngơn ngữ lập trình C,C++ Arudino, ngôn ngữ bắt nguồn từ C,C++ phần mềm riêng cho lập trình Arduino IDE Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 38 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Arduino Uno R3 cấp nguồn 5V qua cáp usb cấp nguồn ngồi thơng qua Adaptor chuyển đổi , với điện áp khuyên dùng khoảng 6-9V Có thể cấp nguồn từ máy tính qua cổng usb về. Các chân 5V, 3.3V chân dùng để cấp nguồn đầu cho thiết bị chân cấp nguồn vào Vin(Voltage Input): Dùng để cấp nguồn cho Arduino Uno, nối dương cực vào chân nà cực âm vào chân GND GND(Ground): Cực âm nguồn điện cấp cho Arduino Uno Khi sử dụng thiết bị sử dụng nguồn điện riêng biệt phải nối chân IOREF: Điện áp hoạt động Arduino, có mức điện áp 5V Khơng sử dụng để lấy nguồn từ chân RESET: Việc nhấn nút RESET mạch arduino tương tự nối chân RESET với GND qua điện trở 10KΩ Arduino Uno R3 có 14 chân digital dùng để đọc ghi liệu Chúng hoạt động mức điện áp 0V 5V với dòng vào/ra tối đa chân 40 mA. Một số chân digital có chức đặc biệt như: chân Serial: 0(RX) 1(TX): dùng để gửi (transmit - TX) nhận (Receive - RX) liệu TTL Serial Arduino Uno giao tiếp với thiết bị khác thơng qua chân này, gắn thêm hình LCD để hiển thị Chân PWM: 3, 5,6,9, 10 11: Cho phép xuất xung PWM với độ phân giải bit( giá trị từ -> 28-1 tương ứng với - 5V. Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 39 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Chân giao tiếp SPI: 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK) Ngồi chức thơng thường, chân truyền phát liệu giao thức SPI tới thiết bị khác. LED 13: Trên arduino có đèn led, bấm nút reset đèn led nhấp nháy để báo hiệu Nó nối với chân số 13 Khi chân sử dụng, đèn led sáng Arduino Uno R3 có chân analog(A0 -> A5) cung cấp độ phân giải 10 bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp khoảng -> 5V Arduino Uno cịn có chân A4(SDA) A5(SCL) để hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với thiết bị khác Cảm biến hồng ngoại Module phát vật cản sử dụng cặp thu – phát hồng ngoại Thông số kĩ thuật Sử dụng IC LM393 Góc mở: 35 ° Điện áp hoạt động: 3.0V – 6.0V Khoảng cách phát hiện: 2cm – 30cm (điều chỉnh biến trờ) Kích thước: 4.5cm (L) x 1.4 cm (W), 0.7cm (H) Mức logic đầu ra: o Mức thấp – có vật cản o Mức cao – khơng có vật cản Dòng điện tiêu thụ: o 3.3V: ~23 mA o 5.0V: ~43 mA Kết nối chân Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 40 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi VCC: 3.3V-5V nguồn đầu vào GND: 0V OUT: Xuất liệu logic đầu Màn hình LCD 1602 Thông số kĩ thuật của sản phẩm LCD 1602: Điện áp MAX : 7V Điện áp MIN : - 0,3V Hoạt động ổn định : 2.7-5.5V Điện áp mức cao : > 2.4 Điện áp mức thấp : timer2){Time = timer1 - timer2;} else if(timer2 > timer1){Time = timer2 - timer1;} Time=Time/1000;//convert millisecond to second speed=(distance/Time);//v=d/t speed=speed*3600;//multiply by seconds per hr speed=speed/1000;//division by meters per Km } if(speed==0){ lcd.setCursor(0, 1); if(flag1==0 && flag2==0){lcd.print("No car detected");} else{lcd.print("Searching ");} } else{ lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Speed:"); lcd.print(speed,1); lcd.print("Km/Hr "); lcd.setCursor(0, 1); if(speed > 50){lcd.print(" Over Speeding "); digitalWrite(buzzer, HIGH);} else{lcd.print(" Normal Speed "); } delay(3000); digitalWrite(buzzer, LOW); speed = 0; flag1 = 0; flag2 = 0; } } Mơ hình sản phẩm demo vị trí lắp đặt cảm biến: Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 44 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Kết chạy thử nghiệm: Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 45 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Nhận xét : - Mạch chạy ổn định, kết đo thực nghiệm vài lần sai số so với lý thuyết Hướng phát triển: nhóm chúng em tìm hiểu, thiết kế hệ thống đo đạc tốc độ track đặt cảm biến gửi liệu trạm ga, tín hiệu cảnh báo tốc độ để kết hợp phanh bánh xe giảm tốc độ tàu xuống mức cho phép trường hợp tàu chạy tốc độ Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 46 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu hệ thống nhúng, đặc biệt hệ thống nhúng điều khiển tàu lượn siêu tốc chạy tốc độ, nhóm em nắm quy trình thiết kế hệ thống nhúng cấu tạo Trong q trình thực đề tài, nhóm cịn nhiều sai sót, mong thầy bạn đóng góp ý kiến để đề tài hồn thiện Nhóm em xin chân thành cám ơn TS Phạm Văn Tiến giúp đỡ nhóm chúng em trình thực tập lớn Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi 47 Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi Bao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choiBao.cao.bai.tap.lon.he.thong.nhung.va.thiet.ke.giao.tiep.nhung.de.tai.he.thong.dieu.khien.tau.luon.khu.vui.choi
Ngày đăng: 30/12/2023, 06:00
Xem thêm:
