Điều khiển đóng, ngắt thiết bị điện bằng sóng RF, tắt thiết bị điện có hẹn giờ và đếm sản phẩm bằng AT89C52

GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN LỜI NỐI ĐẦU SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 1 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC LỜI CẢM ƠN. Qua quá trình tìm tòi, thu thập kiến thức và bắt tay vào làm đồ án, chính quá trình thực nghiệm này đã cung cấp cho em kinh nghiệm, những cảm nhận đáng quý trong cuộc sống! Chắc chắn một điều khi hoàn thành đề tài, đó là kiến thức của em được nâng lên rõ rệt. Song, bên cạnh đó còn là những hương vị mới dành cho chính cuộc sống của em! Nhìn lại kết quả, em hiểu hơn về công lao của những người đã gầy dựng nên em, cám ơn những giọt mồ hôi của cha mẹ, cám ơn sự dìu dắt của thầy cô, cảm ơn bạn bè, những người xung quanh em và cảm ơn cuộc sống này đã ban tặng cho em những con người đáng quý này. Trong quá trình thực hiện đồ án, nhờ sự tận tình hướng dẫn của thầy cô trong khoa Điện-Điện Tử, đặc biệt là thầy NGUYỄN DUY THẢO, thầy là giáo viên hướng dẫn đã rất tinh tế để xây dựng lên cho em đề tài này, từ nội dung đến hình thức, thầy đã nhọc công tính toán tỉ mỉ để mỗi sinh viên có thể thực hiện đề tài một cách tốt nhất, hiệu quả nhất. Xin chân thành cảm ơn thầy. Trong đồ án, chắc chắn còn nhiều thiếu xót, kính mong thầy cùng các bạn tiếp tục hướng dẫn và giúp đỡ. Đó là những bài học đáng quý dành cho tôi! Kính gửi tới quý thầy cô và các bạn lời chúc sức khỏe, chúc cho tất cả chúng ta đều đạt được hạnh phúc và thành công trong cuộc sống!!! SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 2 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN. SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 3 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC LỜI NÓI ĐẦU. Ngày nay ngành kỹ thuật điện tử có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của con người. Các hệ thống điện tử ngày nay rất đa dạng và đang thay thế các công việc hằng ngày của con người từ những công việc đơn giản đến phức tạp như: điều khiển tắt mở thiết bị điện một cách tự động, đèn giao thông, đo tốc độ động cơ, đếm sản phẩm một cách tự động Các hệ thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số dùng vi diều khiển. Tuy nhiên trong các điện tử thông minh thì sự ra đời và phát triển nhanh chóng của vi điều khiển. Đất nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ nhưng ngân sách còn hạn hẹp chưa thể đáp ứng những điều kiện tốt nhất cho việc học tập và nghiên cứu của sinh viên. Điều này là những khó khăn nhưng cũng chính là động lực cho chúng ta có những sáng tạo mới, ý tưởng mới giúp cho việc học của mình và bạn bè được tốt hơn. Những lần đi thực tập hay làm đồ án môn học chính là lúc chúng ta được phát huy tính sáng tạo của sinh viên. Hãy tự mình tạo ra môi trường học tập tốt nhất cho bản thân và bạn bè! Chính vì vậy trong lần làm đồ án môn học này, được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy cô giáo trong khoa Điện-Điện Tử, đặc biệt là thầy NGUYỄN DUY THẢO, em đã hoàn thành đề tài “điều khiển đóng, ngắt thiết bị điện bằng sóng RF, tắt thiết bị điện có hẹn giờ và đếm sản phẩm bằng AT89C52” đúng thời gian. Với trình độ và thời gian còn nhiều hạn chế, em đã cố gắng hết sức nhưng không tránh khỏi những thiếu sót, mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài này ngày càng hoàn thiện hơn và đến được với thực tế. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 4 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC PHẦN I: CỞ SỞ LÝ THUYẾT I. KHỐI NGUỒN. 1. giới thiệu chung. Trong hầu hết các mạch logic số, mạch vi điều khiển/ vi xử lý, nguồn nuôi thường dùng để duy trì ổn định cho mạch ở mức +5V. Do yêu cầu cao của hệ thống các nguồn nuôi thường được chế tạo một cách đặc biệt nhằm đem lại hiệu quả, và tính ổn định cao. Thông thường có 2 kiểu nguồn chính: Dùng pin hoặc ắc quy cho điện áp tương đối ổn định, mặc dù trên thị trường không có loại pin hoặc ắc quy chuẩn 5V cho nên muốn dùng nó phải qua một bộ biến đổi điện áp để đưa điện áp về dạng chuẩn hơn nữa trong quá trình sữ dụng. Năng lượng trong pin và ắc quy hết đi hệ thống sẽ bị gián đoạn. Trên thực tế để có nguồn điện áp đáng tin cậy người ta hay dùng phương pháp ổn áp điện áp một chiều từ cuộn sơ cấp của biến áp sau khi đã chỉnh lưu bằng cách sử dụng một IC ổn áp như 7805 hoặc một số loại khác. 2. Mạch chỉnh lưu và ổn áp Để tạo ra điện áp một chiều sử dụng cho mạch luôn chạy ổn định thì trên thực tế cần phải có bộ chuyển đổi từ nguồn xoay chiều sang nguồn một chiều. Bộ chuyển đổi đó bao gồm: - Biến áp nguồn: hạ thế từ 220VAC xuống các điện áp thấp hơn. - Mạch chỉnh lưu: chuyển đổi nguồn AC thành DC. - Mạch lọc: Lọc gợn xoay chiều sau chỉnh lưu cho nguồn DC phẳng hơn. - Mạch ổn áp: giữ một điện áp ra cố định cung cấp cho tải tiêu thụ. SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 5 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC Hình 1.1: Sơ đồ mắc mạch chuyển đổi AC sang DC. Tìm hiểu về IC LM7805: Với các mạch xung số sử dụng IC ta cần phải có nguồn nuôi một chiều 5V ổn định cho các IC đó hoạt động. Trên thực tế thường dùng IC ổn áp một chiều 7805, là loại ổn áp đẩu ra 5V không đổi. Hình 1.2 IC ổn áp 7805. Họ IC78 chỉ cho dòng tiêu thụ khoảng 1A trở xuống, khi ráp IC trong mạch thì V in > V out từ 3 đến 5V khi đó IC mới phát huy tác dụng. SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 6 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC Nguyên lý ổn áp: Thông qua điện trở R1 và Dz gim cố định điện áp chân B của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân E đèn Q1 giảm => khi đó điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lại Sơ đồ mạch ổn áp: Hình 1.3: mạch ổn áp 5V DC Nguyên lý hoạt động của mạch ổn áp nguồn 5V DC: Nguồn 12V DC đưa vào mạch ổn áp 7805. Ổn áp 7805 có đầu vào V in (chân 1) > 5V nên nó thực hiện ổn áp đầu ra ở mức 5V tại V out (chân 3) để cung cấp cho tải. Còn tụ C5 và C4 là tụ lọc gợn sóng trước và sau khi qua 7805 làm giảm độ gợn sóng cho điện áp một chiều. SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 7 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC II. KHỐI TẠO DAO ĐỘNG CHO AT89C52. Các ngõ vào bộ dao động X1, X2: Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong 89C52. Khi sử dụng 89C52, người ta chỉ cần nối thêm thạch anh và các tụ. Tần số thạch anh tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng và thường sử dụng giá trị thạch anh là 12 Mhz, giá trị tụ thường được chọn là 33pF. Hình 2.1: Mạch kết nối thạch anh cho Vi Điều Khiển AT89C52. Hình 2.2: thạch anh 12Mhz, cách chia xung cho AT89C52 III. KHỐI TẠO XUNG CLOCK. 1. KHỐI TẠO XUNG CLOCK BẰNG HỒNG NGOẠI. a) Giới thiệu về sóng hồng ngoại: - Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm . Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng . SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 8 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC - Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit/s. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng. - Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi thu phải đúng hướng. b) Tìm hiểu về led thu, phát hồng ngoại: * Led phát: Loại phát có 2 chân, chúng ta thường thấy trong các loại Remote TV, đầu máy Loại này đơn giản chỉ cần cấp nguồn (phân cực thuận), hoặc cấp xung là nó phát ra tia hồng ngoại. (màu trắng trong hình dưới). Hình 3.1.1: Led phát hồng ngoại. * Led thu: Hình 3.1.2: Led thu hồng ngoại 3 chân loại JS1838B. Hình 3.1.3: led thu 3 chân loại SM0038 SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 9 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC - Led thu 3 chân được tích hợp sẵn bộ khuyếch đại. Loại led thu JS1838B còn có khả năng chống nhiễu tốt hơn loại SM0038 nhờ có lồng sắt bao bọc phía ngoài. - Led thu 2 chân màu đen thì khả năng bị nhiễu nhiều hơn loại led thu 3 chân ở trên. Muốn led hoạt động ổn định và hạn chế bị nhiễu ta phải mắt thêm mạch so sánh điện áp để tạo ra mức “1” và “0” một cách rõ ràng. Hình 3.1.3: led thu hồng ngoại 2 chân màu đen. - Mạch so sánh điện áp cho led thu 2 chân. Hình 3.1.4: mạch so sánh điện áp dùng opamp 741. Giải thích sơ đồ nguyên lý mạch trên: - Khi led thu không nhận được ánh sáng hồng ngoại từ led phát thì led thu ở trạng thái “0”. Làm cho ngõ vào 2(-) cũng ở mức “0”, còn ngõ vào 3(+) được SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 10 [...]... đóng ngắt thiết bị 2 bằng nút nhấn RF2 Hình 3.6: đóng ngắt thiết bị 3 bằng nút nhấn RF3 SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 31 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC 3 Hẹn giờ mở (tắt) thiết bị điện Hình 3.7: trạng thái khi chưa cài đặt giờ mở (tắt) thiết bị Hình 3.8: đặt 5 giây mở (tắt) thiết bị SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 32 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC Hình 3.9: thời gian bắt đầu đếm. .. KHỐI ĐIỀU KHIỂN AT89C52 SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 20 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC Có rất nhiều loại vi điều khiển khác nhau có thể sử dụng trong “mạch điều khiển thiết bị điện on/off, có hẹn giờ và đếm sản phẩm như vi điều khiển pic, avr, 8051/52… Các loại vi điều khiển pic hay avr có nhiều ưu điểm hơn so với 8051/52 như hỗ trợ kết nối ngoại vi tốt hơn, tốc độ xử lý nhanh hơn, lập... bị, cái này có đèn led báo trạng thái( led báo nằm ở P3.7) Vì chỉ có led 7 đoạn 7X4 nên không thể đồng thời thực hiện 2 chức năng trên + Trường hợp đếm sản phẩm: khi bộ thu phát hồng ngoại thai đổi trạng thái logic thì AT89C52 sẽ đếm sản phẩm từ 0000 đến 9999 và hiển thị ra led 7X4 + Trường hợp hẹn giờ mở (tắt) thiết bị điện: muốn đặt trước thời gian thì dùng nút nhấn SET để thiết lập, muốn hẹn phút hay... liệu + Tần số Sóng mang dao động được quyết định bởi R chân 15 và 16 và được tính bằng : f = R/12 Ví dụ : mắc điện trở 470k vào chân 15 và 16 đầu ra chân 17 sẽ có 470/12 = khoảng 39Khz ( cái này có thể làm điều khiển hoặc truyền dữ liệu bằng hồng ngoại với con PT2262 đấy nhé ) ( PT2262 có điện áp rộng : Có thể làm việc được từ 2,5V đến 15 V PT2272 là con giải mã của PT2262 nó cũng có 8 địa chỉ giải... giây và bắt đầu mở (tắt) thiết bị điện II GIẢI THÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH - Khi nhấn nút từ remote RF thì các reley 12VDC sẽ đóng ngắt theo yêu cầu, cái này do mình lập trình cho AT89C52 3 nút nhấn sẽ diều khiển 3 relay SVTH: VÕ BÙI HỮU TIỀN 10701084Trang 33 GVHD: NGUYỄN DUY THẢO ĐỒ ÁN MÔN HỌC - Còn một nút nhấn còn lại dùng để thay đổi trạng thái là đếm sản phẩm hoặc hẹn giờ mở (tắt) thiết bị, ... dụng AT89C52 Việc sử dụng quá tốn kém cho một mạch là không cần thiết trong khi đó một chip cũng có thể làm được điều này mà giá thành rẻ hơn thì đó là lựa chọn tối ưu hơn 1 Giới thiệu Vi Điều Khiển AT89C52: AT89C52 là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất Các sản phẩm AT89C52 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển Việc xử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng. .. dụng bên ngoài như các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo hiệu cho xem các loại đồ chơi điện tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và các hệ thống máy tính xách tay và điện thoại thông minh… b) Hoạt động của sóng vô tuyến RF - Với loại điều khiển này, nó cũng sử dụng nguyên lý tương tự như điều khiển bằng tia hồng ngoại nhưng thay vì gửi đi các tín hiệu ánh sáng, nó lại truyền sóng vô tuyến tương ứng... PT2262 và PT2272 là sản phẩm của Princeton Technology được phát triển và ra đời sau dòng mã hóa 12E/D của hãng Holtek PT2262 có 2 loại chính : loại có 8 địa chỉ mã hóa , 4 địa chỉ dữ liệu và loại có 6 địa chỉ mã hóa và 6 địa chỉ dữ liệu Mã hóa 12 bit 1 khung A0 A7,D0D3 (Các linh kiện PT2262 đưa vào việt Nam chỉ có loại PT2262 với 8 địa chỉ mã hóa và 4 địa chỉ dữ liệu Tương tự với PT2262 có 2 kiểu... INT0 Chức năng Ngõ vào Port nối tiếp Ngõ ra Port nối tiếp Ngõ vào ngắt ngoài 0 P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt ngoài 1 P3.4 P3.5 P3.6 T0 T1 WR Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0 Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài Bảng 4.0: Chức năng các chân của Port 3 PSEN (Program store enable): PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép... lại truyền sóng vô tuyến tương ứng với các lệnh nhị phân Bộ phận thu sóng vô tuyến trên thiết bị được điều khiển nhận tín hiệu và giải mã nó c) Ưu-Nhược điểm: * Ưu điểm: - Truyền xa hơn IR với khoảng cách khoảng 30m hoặc có thể lên tới 100m - Truyền xuyên tường,kính… * Khuyết điểm: - Bị nhiễu sóng do bên ngoài có rất nhiều các thiết bị máy móc sử dụng các tần số khác nhau * Khắc phục khuyết điểm: SVTH: . em đã hoàn thành đề tài điều khiển đóng, ngắt thiết bị điện bằng sóng RF, tắt thiết bị điện có hẹn giờ và đếm sản phẩm bằng AT89C52 đúng thời gian. Với trình độ và thời gian còn nhiều hạn chế,. đơn giản đến phức tạp như: điều khiển tắt mở thiết bị điện một cách tự động, đèn giao thông, đo tốc độ động cơ, đếm sản phẩm một cách tự động Các hệ thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương. vào chân 15 và 16 đầu ra chân 17 sẽ có 470/12 = khoảng 39Khz ( cái này có thể làm điều khiển hoặc truyền dữ liệu bằng hồng ngoại với con PT2262 đấy nhé. ) ( PT2262 có điện áp rộng : Có thể làm