ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN QUẠT BẰNG REMOTE TIVI SONY
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI:ĐIỀU KHIỂN QUẠT BẰNG REMOTE TIVI SONY GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: BÙI THỊ THU HÀ 1 GVHD:BÙI THỊ THU HÀ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ MỤC LỤC 2 GVHD:BÙI THỊ THU HÀ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ LỜI NÓI ĐẦU Điều khiển từ xa là việc điều khiển một mô hình ở một khoảng cách nào đó mà con người không nhất thiết đến nơi đặt hệ thống. Khoảng cách đó tùy thuộc vào từng hệ thống có mức độ phức tạp khác nhau, chẳng hạn như điều khiển từ xa một phi thuyền ta cần phải có hệ thống phát và thu mạnh, ngược lại, để điều khiển một trò chơi điện tử ta chỉ cần một hệ thống phát và thu yếu hơn…. Trong sinh hoạt hàng ngày của con người như những trò chơi giải trí như: (robot, xe điều khiển từ xa, máy bay…) cho đến những ứng dụng gần gũi với con người cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất. Điều khiển từ xa đã xâm nhập vào vào vấn đề này do đó cho ra những loại điều khiển từ xa như: đầu video, máy điều hòa nhiệt độ, máy tập thể thao… đến quạt bàn tất cả đều được điều khiển từ xa. Xuất phát từ những ý tưởng trên em đã chọn đề tài điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, nhưng vì thời gian hạn hẹp, trình độ kỹ thuật cũng như vấn đề tài chính còn nhiều hạn chế nên em chỉ thiết kế và thi công mạch sử dụng sẵn remote tivi để điều khiển quạt. Chúng ta có thể ngồi một chỗ xem ti vi, với chiếc điều khiển ti vi trong tay chúng ta không cần phải mất công dời khỏi chỗ ngồi để điều khiển các thiết bị khác. GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 3 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ CHƯƠNG I LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 1.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển từ xa Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng radio, hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp sợi quang dây dẫn… - Sơ đồ kết cấu của hệ thống điều khiển từ xa bao gồm: + Thiết bị phát : biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu và phát đi. + Đường truyền: đưa tín hiệu từ thiết bị phát đến thiết bị thu. + Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền, qua quá trình biến đổi, biến dịch để tái hiện lệnh điều khiển rồi đưa tới các thiết bị thi hành. Thiết bị phát Đường truyền Thiết bị thu Sơ đồ 1.1: Hệ thống điều khiển từ xa - Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa: + Phát tín hiệu điều khiển. + Sản xuất sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiết. + Tổ hợp xung thành mã. + Phát các tổ hợp mã đến điểm chấp hành. + Ở điểm chấp hành (thiết bị thu) sau khi nhận được mã phải biến đổi các mã nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thời kiểm tra độ chính xác của mã mới nhận. GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 4 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ 1.2 Một số vấn đề cơ bản trong hệ thống điều khiển từ xa Do hệ thống điều khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa nên ta cần phải nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu được truyền đi chính xác và nhanh chóng theo những yêu cầu sau: a. Kết cấu tin tức: Trong hệ thống điều khiển từ xa độ tin cậy truyền dẫn tin tức có quan hệ rất nhiều đến kết cấu tin tức. Nội dung về kết cấu tin tức có hai phần: về lượng và về chất. Về lượng có cách biến lượng điều khiển thành từng loại xung gì cho phù hợp, và những xung đó cần áp dụng những phương pháp nào để hợp thành tin tức, để có dung lượng lớn nhất và tốc độ truyền dẫn nhanh nhất. b. Về kết cấu hệ thống: Để đảm bảo các yêu cầu về kết cấu tin tức, hệ thống điều khiển từ xa có các yêu cầu sau: - Tốc độ làm việc nhanh - Thiết bị phải an toàn tin cậy. - Kết cấu phải đơn giản. Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thống đạt tốc độ điều khiển cực đại đồng thời đảm bảo độ chính xác trong phạm vi cho phép. 1.2.1 Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu và độ tin cậy của hệ thống điều khiển từ xa, nghĩa là tăng tốc độ truyền và khả năng chống nhiễu. Trong điều khiển từ xa ta thường dùng mã nhị phân tương ứng với hệ nhị phân, gồm có hai phần tử [0] và [1]. GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 5 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ Do yêu cầu về độ chính xác cao trong các tín hiệu điều khiển được truyền đi để trống nhiễu ta dùng mã phát hiện và sửa sai. Mã phát hiện và sửa sai thuộc loại mã đồng đều bao gồm các loại mã : mã phát hiện sai, mã sửa sai, mã phát hiện và sửa sai. Dạng sai, nhầm của các mã được truyền đi tùy thuộc tính chất của kênh truyền, chúng có thể phân làm hai loại: - Sai độc lập: Trong quá trình truyền, do nhiều tác động, một hoặc nhiều kí hiệu trong các tổ hợp mã có thể bị sai nhầm, nhưng những sai nhầm đó không liên quan nhau. - Sai tương quan: Được gây ra bởi nhiều nhiễu tương quan, chúng hay xảy ra trong từng chùm, cụm kế cận nhau. Sự lựa chọn của cấu trúc mã chống nhiễu phải dựa trên tính chất phân bố xác suất sai nhầm trong kênh truyền. Hiện nay lý thuyết mã hóa phát triển rất nhanh, nhiều loại mã phát hiện và sửa sai được nghiên cứu như: Hamming, mã chu kỳ, mã nhiều cấp… Tín hiệu điều khiển Điều chế Tín hiệu sóng mang Khuếch đại phát Khối phát Khuếch đại thu Giải điều chế Khuếch đại VĐK Khối thu GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 6 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ Sơ đồ 1.2: Sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển từ xa 1.2.2 Các phương pháp điều chế tín hiệu Trong kỹ thuật điều khiển từ xa, tín hiệu gốc không thể truyền đi xa được. Do đó, để thực hiện việc truyền tín hiệu điề khiển từ máy phát đến máy thu ta cần phải điều chế (mã hóa) tín hiệu . Có nhiề phương pháp điều chế tín hiệu . Tuy nhiên điều chế tín hiệu dạng xung có nhiều ưu điểm hơn . Vì ở đây chúng ta sử dụng linh kiện kỹ thuật số nên linh kiện gọn nhẹ, công suất tiêu tán nhỏ, và có tính chống nhiễu cao . Các phương pháp điều chế tín hiệu ở dạng xung như : + Điều chế biên độ xung (PAM). + Điều chế độ rộng xung (PWM). + Điều chế vị trí xung (PPM). + Điều chế mã xung (PCM). GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 7 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ 1.3 Điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại 1.3.1 Khái niệm về tia hồng ngoại Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước sóng khoảng 0,8µm đến 0,9µm, tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng. Tia hồng ngoại có thể truyền đi nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. 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 tư xa chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu phải có hướng. 1.3.2 Nguồn phát sáng hồng ngoại và phổ của nó Các nguồn sáng nhân tạo thường chứa nhiều sóng hồng ngoại. Hình dưới cho ta thấy quang phổ của các nguồn phát sáng này. GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 8 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ IRED: Diode hồng ngoại. LA: Laser bán dẫn. LR : Đèn huỳnh quang . Q : Đèn thủy tinh. W : Bóng đèn điện với dây tiêm wolfram. PT : Phototransistor. Phổ của mắt người và phototransistor (PT) cũng được trình bày để so sánh. Đèn thủy ngân gần như không phát ra tia hồng ngoại .Phổ của đèn huỳnh quang bao gồm các đặc tính của các loại khác. Phổ của transistor khá rộng, nó không nhạy trong vùng ánh sáng thấy được, nhưng nó cực đại ở đỉnh của LED hồng ngoại . Sóng hồng ngoại có những đặc tính quang học giống như ánh sáng (sự hội tụ qua thấu kính, tiêu cực…). Ánh sáng và sóng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất.Có những vật mắt ta thấy “phản chiếu sáng” nhưng đối với tia hồng ngoại nó là những vật “phản chiếu tối”. Có những vật ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên trong suốt . Điều này giải thích tại sao LED hồng ngoại có hiệu suất cao hơn so vớ Led cho màu xanh lá cây, màu đỏ… 1.3.3 Nguyên lý thu phát hồng ngoại Vi ệ c thu hoặ c phát bứ c xạ hồng ngoạ i bằng nhi ều phương ti ện GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 9 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ kh ác nhau, có th ể nhận tia hồng ngoạ i t ừ ánh sáng m ặ t tr ờ i. Nhi ều th ứ có th ể phát tia hồng ngoạ i như : l ò bứ c xạ, l ò đ i ện, đ èn , c ơ th ể ngườ i,… Để có th ể truy ền tia hồng ngoạ i t ố t phả i tránh xung nhi ễu bắ t buộ c phả i dựng mã phát và nhận ổn định để xác định xem đó là xung truy ền hay nhi ễu. T ần số làm vi ệ c t ố t nhấ t t ừ 30 KH z đến 60 KH z, nhưng th ường sử dụng khoảng 36 KHz. Ánh sán g hồng ngoạ i t ruyền 36 l ầ n/1s khi truy ền m ứ c 0 hay m ứ c 1. Dùng t ần số 36 KH z để tru yền tí n hi ệu hồng ngoạ i thì dễ, nhưng khi thu và gi ả i mã phả i sử dụng bộ l ọ c để tí n hi ệu ngõ ra là xung vuông, nếu ngõ ra c ó xung nghĩ a là đ ó nhận đượ c tí n hi ệu ở ngõ và o. a. Ph ần phát • Sơ đồ khố i GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 10 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG [...]... vi điều khiển hệ thống sẽ được thiết lập lại các gía trị ban đầu nếu ngõ ở mức 1 tối thiểu 2 chu kỳ máy Kết nối chân RESET : Để đảm bảo hệ thống bắt đầu làm việc khi Vi điều khiển được cấp điện, hoặc đang hoạt động mà hệ thống bị lỗi cần tác động cho Vi điều khiển hoạt động trở lại, hoặc do người sử dụng muốn quay về trạng thái hoạt động ban đầu Vì vậy chân RESET được kết nối như sau: Với Vi điều khiển. .. các ứng dụng điều khiển động cơ và chiếu sáng Nó cũng thường thấy trong động xe hơi, khi chỉ cần nguồn 12V là có thể điều khiển được dòng rất lớn Ở các thế hệ xe hơi đời sau, nhà sản xuất kết hợp rơ-le với cầu chì chung một vỏ để dễ dàng bảo trì Khi cần đóng cắt nguồn năng lượng lớn, rờ-le thường được ghép nối tiếp Nghĩa là một rơle nhỏ điều khiển một rơ-le lớn hơn, và rơ-le lớn sẽ điều khiển nguồn... trình ( do các mạch điện riêng biệt thực hiện ) Bộ nhớ ROM được tích hợp trong chip vi điều khiển với dung lượng tuỳ vào chúng loại cần dùng, chẳng hạn đối với 89c52 là 8 Kbyte với 89c53 là 12 Kbyte … Bộ nhớ bên trong vi điều khiển 89cxx, 89sxx là bộ nhớ Fash ROM cho phép xoá bộ nhớ bằng điện và nạp chương trình mới cũng bằng điện và xoá nạp được nhiều lần (khoảng 10000 lần ) Bộ nhớ ROM được định địa chỉ... 8 bit của vi điều khiển được gọi là “ ô nhớ”, nếu các ô nhớ có chức năng đặc biệt thường được gọi là “ thanh ghi ”, nếu là bít thì được gọi là “ bit nhớ ” Cấu trúc bộ nhớ RAM bên trong vi điều khiển Địa chỉ Địa chỉ bit Địa chỉ byte GVHD:BÙI THỊ THU HÀ Địa chỉ bit byte 17 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ Bảng 2.2 Cấu trúc bộ nhớ RAM bên trong vi điều khiển - RAM... CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ đã trở lên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác sản xuất và bán các biến thể của 8051 Vi điều khiển 8051 là loại vi điều khiển 8 bit, công suất tiêu thụ thấp nhưng tính năng tương đối mạnh và trở thành bộ vi điều khiển hàng đầu trong những năm gần đây Bảng 2.1 Các đặc tính của 8051 đầu tiên Đặc Tính Số Lượng Rom 4 kbyte Ram 128 byte Bộ Định Thời 2 Chân... ROM nội hay ROM ngoại Khi EA nối với logic 1(+5V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ nội Khi EA nối với logic 0(0V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ ngoại GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 25 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ CHƯƠNG III CÁC LINH KIỆN VÀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 3.1 Điều khiển từ xa RM-845S GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 26 SVTH:HOÀNG KIÊN... Nhân/chia trong 4µs 2.2 Sơ đồ khối chung của họ 8051 - Interrupt Control: điều khiển ngắt - Other Register: các thanh ghi khác - 128 byte Ram GVHD:BÙI THỊ THU HÀ 14 SVTH:HOÀNG KIÊN CƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ - Bộ định thời: 0, 1, 2 - CPU: đơn vị điều khiển trung tâm - Oscillator: mạch dao động - Bus Control: điều khiển Bus - Input/output: các chân vào ra - Serial port: cổng nối... một rơ-le lớn hơn, và rơ-le lớn sẽ điều khiển nguồn công suất Relay là linh kiện dùng trong điều khiển, nó sẽ “tác động” (đóng công tắc lại chẳng hạn) ngõ ra khi tín hiệu điều khiển ngõ vào (tín hiệu có thể dạng điện, từ, ánh sáng, nhiệt ) đạt đến ngưỡng nào đó (set point) Nói tóm lại, Relay là công tắc điều khiển gián tiếp (nghĩa là không cần tay con người vặn như công tắc cơ) 3.1 Opto coupler GVHD:BÙI... CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN TỬ Hình 3.1 Điều khiển sony RM-845S ĐKTX phát ra các bit 0 và 1 Tuy nhiên nó không thể đưa lên LED hồng ngoại và phát trực tiếp các bit này được (vì không phát đi xa được) Vì vậy nó cần phải có 1 sóng mang với tần số khoảng 36KHz như hình dưới đây đi kèm : Hình 3.2 ĐKTX phát các chuỗi bit kèm theo sóng mang Mỗi 1 lần phát, điều khiển sẽ phát đi 1 chuỗi các bít “0” và “1”... vừa có chức năng là bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ở chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và các đường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động đưa vào Vi điều khiển, như vậy có thể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung cấp cho các phần khác của hệ thống Ghi chú: khi . những loại điều khiển từ xa như: đầu video, máy điều hòa nhiệt độ, máy tập thể thao… đến quạt bàn tất cả đều được điều khiển từ xa. Xuất phát từ những ý tưởng trên em đã chọn đề tài điều khiển từ. THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 1.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển từ xa Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng. thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp sợi quang dây dẫn… - Sơ đồ kết cấu của hệ thống điều khiển từ xa bao gồm: + Thiết bị phát : biến đổi lệnh điều khiển