THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC BẰNG TIẾNG VỖ TAY

Chương I. GIỚI THIỆU 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 09 1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 10 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 10 Chương II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. ÂM THANH 11 2.2. PWM 11 2.3. GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 12 Chương III. CÁC KHỐI TRONG ĐỒ ÁN 3.1. SƠ ĐỒ KHỐI 25 3.2. CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI 25 Chương IV.THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN 4.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢM BIẾN: 26 4.2. TÍNH TOÁN ĐỘ RỘNG XUNG PWM: 26 4.3. MẠCH NGUYÊN LÍ: 29 4.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 5V VÀ 12V: 30 4.5. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 31 Chương V KẾT QUẢ 5.1. TOÀN MẠCH: 34 5.2. KHỐI CẢM BIẾN ÂM THANH: 35 5.3. KHỐI ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐỘNG CƠ: 35

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHT LƯNG CAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC BẰNG TIẾNG VỖ TAY GVHD: GV.THS. NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH : TÔN THT TUN HOÀNG MSSV : 11141338 Khoá : 2011 Ng<nh : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2014 [1] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐAMH Họ và tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ và tên Giáo viên hướng dẫn ĐAMH: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị (Cho phép SV được bảo vệ hay không được bảo vệ) 5. Đánh giá loại: 6. Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 20…… Giáo viên hướng dẫn [2] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHM ĐAMH Họ và tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ và tên Giáo viên chấm ĐAMH: NHẬN XÉT 7. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 8. Ưu điểm: 9. Khuyết điểm: 10.Đề nghị (Cho phép SV được bảo vệ hay không được bảo vệ) 11.Đánh giá loại: 12.Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 20…… [3] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU Chúng ta đang sống trong một thời đại mới, thời đại phát triển rực rỡ của Điện Tử v< Truyền Thông. Điện Tử v< Truyền Thông đã ở một bước phát triển cao đó là vi điều khiển, vi xử lý và các chip thông minh. Chúng ngày càng được sử dụng một cách rộng rãi trong smartphone, tivi, tủ lạnh, máy giặt, nhằm đáp ứng cho nhu cầu đời sống, cũng như nhu cầu trong công nghiện. Mọi loại thông tin, số liệu âm thanh, hình ảnh, nhiệt độ, trong đời sống và công nghiệp có thể được đưa về dạng kỹ thuật số sau đó sẽ đưa đến vi xử lý để xử lý chúng rồi xuất ra đáp ứng cho nhu cầu của mình. Từ đó, chúng có thể đáp ứng mọi nhu cầu của chúng ta một cách đơn giản, nhanh gọn, hiệu suất cao, và tốn ít thời gian. Sau một khoảng thời gian học tập tại trường, được sự chỉ bảo hướng dẫn nhiệt tình của thầy cô giáo trong ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử - truyền thông trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh em đã tích luỹ được vốn kiến thức nhất định. Được sự đồng ý của nhà trường và thầy hướng dẫn em được giao đề tài đồ án môn học là : “Thiết Kế Mạch Điều Khiển Động Cơ DC Bằng Tiếng Vỗ Tay”. Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo của thầy hướng dẫn Nguyễn Ngô Lâm, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như là của các bạn sinh viên để bài đồ án này hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Nguyễn Ngô Lâm cùng với các thầy cô giáo trong ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử - truyền thông trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian qua. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 6 năm 2014 Sinh viên thực hiện Tôn Thất Tuấn Hoàng [4] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY MỤC LỤC TRANG Trang phụ bìa 01 Trang nhận xét của giáo viên hướng dẫn ĐAMH Trang nhận xét của giáo viên chấm ĐAMH Lời mở đầu Mục lục Danh sách các bảng biểu Danh sách các hình ảnh, biểu đồ Chương I. GIỚI THIỆU 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 09 1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 10 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 10 Chương II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. ÂM THANH 11 2.2. PWM 11 2.3. GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 12 Chương III. CÁC KHỐI TRONG ĐỒ ÁN 3.1. SƠ ĐỒ KHỐI 25 3.2. CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI 25 Chương IV.THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN 4.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢM BIẾN: 26 4.2. TÍNH TOÁN ĐỘ RỘNG XUNG PWM: 26 4.3. MẠCH NGUYÊN LÍ: 29 4.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 5V VÀ 12V: 30 4.5. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 31 Chương V KẾT QUẢ 5.1. TOÀN MẠCH: 34 [5] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY 5.2. KHỐI CẢM BIẾN ÂM THANH: 35 5.3. KHỐI ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐỘNG CƠ: 35 Chương VI KẾT LUẬN 6.1. KẾT LUẬN. 36 6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỒ ÁN 36 [6] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.3.2: Thông Số transistor 16 Bảng 2.3.6 Trạng thái ic L298 20 DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Nhà Thông minh 09 Hình 2.2 dạng sóng PWM 11 Hình 2.3.1 sơ đồ chân PIC16F887 13 Hình 2.3.2 BC 548 15 Hình 2.3.3a IC 555 16 Hình 2.3.3b sơ đồ nguyên lý IC555 17 Hình 2.3.4a micro điện dung 17 Hình 2.3.4.b nguyên lý của micro 18 Hình 2.3.6 IC L298 20 Hình 2.3.7 biến áp 21 Hình 2.3.8. Sơ đồ khối của ic ổn áp 21 Hình 2.3.9.a: Thạch anh 22 Hình 2.3.9.b: Điện Trở 22 Hình 2.3.9.c: Tụ Ceramic 23 Hình 2.3.9.d: Nút Nhấn 23 Hình 2.3.9.e: Led Đơn 23 Hình 2.3.9.f: Diode 23 Hình 2.3.9.g: biến Trở Cúc Áo 24 Hình 2.3.9.h: Tụ Hóa 24 [7] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY Hình 4.1 sơ đồ nguyên lý cảm biến âm thanh 26 Hình 4.3 Mạch Nguyên lí 29 Hình 4.4.1 Sơ đồ khối thiết kế mạch nguồn 30 Hình 4.4.2 Sơ đồ nguyên lí mạch nguồn 30 Hình 4.5.1 Lưu đồ giải thuật 31 Hình 5.1 toàn mạch 34 Hình 5.2 Khối cảm biến âm thanh 35 Hình 5.3 Khối điều khiển và động cơ 35 [8] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI: Cuộc sống hiện đại ngày càng tất bật, nhu cầu về việc sử dụng những ứng dụng thông minh ngày càng phổ biến, trong đó có ngôi nhà thông minh. Hình 1.1 Nhà Thông minh Nhà thông minh là giải pháp tổng thể bao gồm các công cụ hỗ trợ điều khiển tự động giúp chúng ta kiểm soát, giám sát và sử dụng ngôi nhà một cách dễ dàng hơn. Với tốc độ phát triển của xã hội ngày nay thì việc con người hướng tới những yếu tố công nghệ cao là điều tất yếu. Ngôi nhà thông minh là một lựa chọn tối ưu cho những ai có nhu cầu tận hưởng cuộc sống tiện nghi, tìm đến những cảm giác mới lạ mà khoa học hiện đại đem đến cho con người. Mọi ngôi nhà đều phải đem đến cho người sử dụng sự tiện nghi và thoải mái. Người sử dụng sẽ cảm nhận hết được những ý nghĩa của nhà ở hiện đại cũng như giá trị mà khoa học công nghệ tiên tiến đem đến cho con người. Ứng dụng thông minh đem lại cho xã hội sự tiện nghi và tiết kiệm. Người sử dụng hơn nữa còn cảm thấy giá trị của sức lao động đang dần trở nên có tác dụng khi sử dụng nó vào những yếu tố hữu ích. [9] ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG TIẾNG VỖ TAY Vài năm trở lại đây, các thiết bị công nghệ mới, trong đó có điều khiển bằng âm thanh được ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực. Vì thế, công nghệ điều khiển bằng âm thanh đang khiến nhiều người lưu tâm trong lĩnh vực nhà thông minh. Bằng kiến thức được tìm hiểu thông qua sách báo, internet, kiến thức và thực hành đã học tại trường cùng với sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của GVHD em đã hoàn thành đồ án “Thiết Kế Mạch Điều Khiển Động Cơ DC Bằng Tiếng Vỗ Tay”. 1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một mạch ứng dụng thực tiễn trong việc điều khiển động cơ DC bằng tiếng vỗ tay có thể ứng dụng được trong nhà thông minh để đem lại cho đời sống sự tiện nghi và tiết kiệm. 1.3.ĐỐI TƯNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI: - Sử dụng vi điều khiển PIC16F887 điều khiển hệ thống. - Cảm biến âm thanh sử dụng micro điện dung thu tần số tạo tín hiệu xung bằng ic 555. - Hệ thống có động cơ DC cùng với 5 led trạng thái: • Ban đầu mạch ở trạng thái “sleep” khi đó led đỏ sáng tức là led0 sáng các led còn lại tắt. Tức là đã được cấp nguồn khi nhận tín hiệu thì mạch hoạt động. • Khi vỗ tay 2 cái khi đó Led vàng + với Led xanh sáng tức là led0 tắt, led1 và led2 sáng, các led3,4 tắt. Báo hiệu động cơ hoạt động và chạy ở mức 1. • Khi có tiếng vỗ tay tiếp theo thì mạch sẽ chạy với mức 2 và 3. Tương ứng với điểm led xanh dịch chuyển sang phải. • Khi đến mức 3 nếu vỗ tay lần nữa thì mạch sẽ trở về trạng thái sleep. [10] [...]... (IDSS) signal to noise ratio (S/N) operating temperature storage temperature dimensions weight Nguyờn lý hot ng: IU KHIN NG C BNG TING V TAY -44 2 dB f = 1KHz, 1Pa 0dB = 1V/Pa 3 V dc (standard), 10 V dc (max.) 2.2 K f = 1KHz, 1Pa 20 ~ 20,000 Hz 0.5 mA max Vs = 3.0 V dc RL = 2.2K 60 dBA f = 1KHz, 1Pa A-weighted -20 ~ +70 C -20 ~ +70 C ứ9.7 x 4.5 mm 0.80 g max Hỡnh 2.3.4.b nguyờn lý ca micro Vn hnh theo... NG C BNG TING V TAY CHNG IV TNH TON - THIT KT 4.1 TNH TON THIT K CM BIN: 2 Vcc R15 10k 100k RV2 R16 R18 3 R19 10k 10k C1 8 C9 C8 U4 4 R VCC 1 10u 1.0K DC 0.1uF 5 0.1uF Q 3 7 J2 CV 1 2 3 BC548 2 micro TH 1 LS1 TR GND Q3 6 555 D5 CONN-SIL3 LED-GREEN C10 C11 R20 0.1uF 0.1uF 220 Hỡnh 4.1 s nguyờn lý cm bin õm thanh 4.2 TNH TON RNG XUNG PWM: 4.2.1 Lý do chn phng phỏp PWM iu khin ng c DC: Thụng thng, tc... 12V: 4.4.1 S khi mch ngun [29] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY Hỡnh 4.4.1 S khi thit k mch ngun 4.4.2 S nguyờn lớ Hỡnh 4.4.2 S nguyờn lớ mch ngun 4.4.3 Tớnh toỏn giỏ tr, chc nng linh kin Bin ỏp ngun : Bin i in xoay chiu 220V xung 15V Chnh lu cu gm 4 diode bin i in xoay chiu thnh 1 chiu V (dc) = Vmax 2Vd = 15V 2.0.7 = 13,6(Vdc) T C5(2200uF) : Lc ngun, san bng in ỏp T C2,C1,C6,C4 (100uF): t... BNG TING V TAY b so sỏnh kim tra vi ngun chun , v s c thay i bi phn t iu 2.3.9 Mt s linh kin khỏc: - Thch anh: to dao ng tn s 20MHz n nh cp cho VK hot ng Hỡnh 2.3.9.a: Thch anh - in tr: s dng in tr vũng mu cụng sut bộ cú chc nng hn dũng Hỡnh 2.3.9.b: in tr - T Ceramic 104: 0.1àF dựng to n nh v gim nhiu cho IC555 Hỡnh 2.3.9.c: T Ceramic - Nỳt nhn: [22] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY Hỡnh 2.3.9.d:... Transistor - - Hỡnh 2.3.9.f: Diode Bin tr cỳc ỏo: iu chnh nhy cho micro - Hỡnh 2.3.9.g: bin tr cỳc ỏo T húa: dựng gim nhiu cho IC [23] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY Hỡnh 2.3.9.h: T Húa [24] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY CHNG III CC KHI TRONG N 3.1 S KHI: 3.2 CHC NNG CA TNG KHI: Khi ngun: Cung cp ngun +5V cho cỏc khi v ngun +12V cung cp cho vic chy ng c Khi iu khin: l mch iu khin... BNG TING V TAY Hỡnh 2.3.1 s chõn PIC16F887 Vi iu khin PIC16F887 loi 40 chõn, trong ú cỏc chõn u tớch hp nhiu chc nng, chc nng ca tng chõn c kho sỏt theo port Chc nng l port I/O: o PortA gm cỏc tớn hiu t RA0 n RA7 o PortB gm cỏc tớn hiu t RB0 n RB7 o PortC gm cỏc tớn hiu t RC0 n RC7 o PortD gm cỏc tớn hiu t RD0 n RD7 o PortE gm cỏc tớn hiu t RE0 n RE3 Chc nng tng t l cỏc ngừ vo b chuyn i ADC: cú 14... guitar thựng, ging núi Condenser microphone thng hi b rung ting khong tn s t 8 n 12 kHz 2.3.5 ng C DC: nh ngha: ng c in mt chiu l mỏy in chuyn i nng lng in mt chiu sang nng lng c Mỏy in chuyn i t nng lng c sang nng lng in l mỏy phỏt in Cu to v nguyờn tc hot ng: [18] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY Gm cú 3 phn chớnh stator( phn cm), rotor ( phn ng), v phn chnh lu ( chi than v c gúp) - Stator... 4.5.1 Lu Gii Thut [30] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY Hỡnh 4.5.1 Lu gii thut 4.5.2 Code X Lớ Ca PIC16F887 #INCLUDE #FUSES NOWDT #FUSES HS #FUSES NOPUT #FUSES MCLR #FUSES NOBROWNOUT #FUSES NOLVP #FUSES NOCPD #FUSES NOWRT #FUSES NODEBUG #FUSES NOPROTECT #use DELAY(CLOCK=20000000) [31] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY INT8 DEM; void MAIN() { SETUP_TIMER_0 (T0_EXT_L_TO_H | T0_DIV_1);... OUTPUT_LOW(PIN_C1); [32] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY OUTPUT_HIGH(PIN_C2); setup_ccp2(CCP_PWM); setup_timer_2(T2_div_by_16,249,1); set_pwm1_duty(1000); OUTPUT_BIT(PIN_D0,0); OUTPUT_BIT(PIN_D1,1); OUTPUT_BIT(PIN_D2,0); OUTPUT_BIT(PIN_D3,0); OUTPUT_BIT(PIN_D4,1); IF (DEM >4) SET_TIMER0(1); BREAK; DEFAULT: BREAK; } } } [33] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY CHNG V: KT QU, HèNH NH THC T 5.1 TON MCH:... BNG TING V TAY CHNG V: KT QU, HèNH NH THC T 5.1 TON MCH: Hỡnh 5.1 ton mch 5.2 KHI CM BIN M THANH: [34] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY Hỡnh 5.2 Khi cm bin õm thanh 5.3 KHI IU KHIN V NG C: Hỡnh 5.3 Khi iu khin v ng c [35] N MễN HC 1 IU KHIN NG C BNG TING V TAY CHNG VI: KT LUN 6.1 Kt lun Sau 1 thi gian tỡm hiu, nghiờn cu v nh s giỳp tn tỡnh ca thy NGUYN NGễ LM thỡ ỏn mụn hc ca em v iu khin tc