Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ điều khiển không dây cho cầu trục (telecrane)2

BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: 2.1 TỔNG QUAN VỀ SÓNG RF: Trong phiên truyền thông, tận chất liệu bao gồm bit 1, bên phát liệu cần có cách thức để gửi bit để gửi cho bên nhận Một tín hiệu xoay chiều hay chiều tự không thực tác vụ Tuy nhiên, tín hiệu có thay đổi dao động, dù ít, thay đổi giúp phân biệt bit bit Lúc đó, liệu cần truyền gửi nhận thành công dựa vào thay đổi tín hiệu Dạng tín hiệu điều chế gọi sóng mang (carrier signal) Có ba thành phần dạng sóng thay đổi để tạo sóng mang, biên độ, tần số pha Tất dạng truyền thông dùng sóng vô tuyến dùng vài dạng điều chế để truyền liệu Để mã hóa liệu vào tín hiệu gửi qua sóng AM/FM, điện thoại di động, truyền hình vệ tinh, ta phải thực vài kiểu điều chế sóng vô tuyến truyền 2.1.1 Biên độ bước sóng: Truyền thông vô tuyến bắt đầu sóng vô tuyến tạo từ máy phát gửi đến máy nhận vị trí khác Sóng vô tuyến tương tự sóng mà ta hay gặp biển, hồ, sông, suối Sóng có hai thành phần chính: biên độ bước sóng - Biên độ chiều cao, độ mạnh công suất sóng - Bước sóng khoảng cách hai điểm tương tự hai đỉnh sóng liên tiếp - Biên độ tần số hai thuộc tính sóng Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang Hình 2.1: Dạng sóng điện từ 2.1.2 Bức xạ điện từ: Đầu tiên ta xét đến sóng điện từ Bức xạ điện từ bao gồm sóng radio, vi ba, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tia cực tím, tia X, tia gamma Tất chúng truyền với vận tốc ánh sáng c = 3x108 m/s tạo phổ điện từ Sự khác loại sóng điện từ phụ thuộc vào bước sóng thứ gọi bước sóng liên quan trực tiếp đến lượng sóng (bước sóng nhỏ lượng cao) 2.1.3 Pha: Pha thuật ngữ mang tính tương đối Nó mối quan hệ hai sóng có tần số Để xác định pha, bước sóng chia thành 360 phần, gọi độ 2.1.4 Các phương thức điều chế: Để liệu truyền, tín hiệu phải xử lý cho bên máy nhận có cách để phân biệt bit Phương pháp xử lý tín hiệu cho tượng trưng cho nhiều mẫu liệu gọi điều chế Phương thức biến tín hiệu vào sóng mang Phương thức mã hóa liệu cho truyền Có ba kiểu điều chế: điều biên, điều tần điều pha Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 2.2 MÃ HÓA BIT: Mã hóa bit trình chuyển đổi dãy bit (1- 0) sang tín hiệu thích hợp để truyền dẫn môi trường vật lý Việc chuyển đổi sử dụng tham số thông tin thích hợp để mã hóa dãy bit cần truyền tải Các tham số thông tin chứa đựng biên độ, tần số, pha sườn xung, v.v Sự thích hợp phải đánh giá dựa theo yêu cầu kỹ thuật khả chống nhiểu gây nhiểu, khả đồng hóa triệt tiêu dòng chiều 2.2.1 Các phương pháp mã hóa tín hiệu: Việc tạo mã để có tín hiệu hệ thống số thực cách đơn giản gán giá trị điện cho trạng thái logic giá trị khác cho mức logic lại Tuy nhiên để sử dụng mã cách có hiệu quả, việc tạo mã phải dựa vào số tính chất sau.(Phổ tần tín hiệu, đồng bộ, khả dò sai, tính miễn nhiễu giao thoa, mức độ phức tạp giá thành hệ thống) 2.2.2 Các dạng mã phổ biến: Dưới giới thiệu số dạng mã thông dụng sử dụng cho mục đích khác tùy vào yêu cầu cụ thể tính chất nói hình 2.1 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang Hình 2.2: Một số dạng mã thông dụng 2.2.3 Giới thiệu mã Manchester: Mã hóa Manchester phương pháp mã hóa bit liệu sử dụng việc truyền tín hiệu dạng số Đây phương pháp mã hóa bit liệu 1,0 thành chuổi tín hiệu có mức tín hiệu thay đổi liên tục dù dãy bit liệu liên tiếp Do đó, ưu điểm mã hóa Manchester dễ dàng tạo tự đồng bên phát bên nhận Trong lĩnh vực truyền thông điều khiển sử dụng vi điều khiển, mã Manchester dễ thực để lập trình với khả phát lỗi phát có vi phạm mã Đây phương pháp sử dụng rộng rãi lĩnh vực truyền thông vô tuyến, hữu tuyến, Ethernet,… Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 10 2.2.4 Mạch phát RF: Thường dùng loại module phát OOK(On/Off keyring) ASK(Điều biên) để chuyển tín hiệu dạng số1-0 thành trạng thái có tín hiệu phần mạch thu 2.2.5 Mạch thu RF: Sử dụng để thu lại tín hiệu từ mạch phát, biến trạng thái phát hay không phát thành dạng số Nguyên tắc mạch thu rảnh không nhận liệu từ mạch phát mạch thu tín hiệu nhiễu môi trường làm cho output có tín hiệu 1, không xác định Hoặc trình phát có chuỗi dài bit liên tục Hình 2.3: Mạch thu phát vô tuyến Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 11 2.3 LỰA CHỌN IC THU PHÁT CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN: Bộ điều khiển từ xa sử dụng cặp ic PT2262 PT2272 có nhiều hữu ích công việc mã hóa , giải mã hay điều khiển Hình 2.4: Cặp IC thu phát 2262-2272 PT2262 PT2272 sản phẩm Princeton Technology phát triển đời sau dòng mã hóa 12E/D hãng Holtek PT2262 có loại : loại có địa mã hóa , địa liệu loại có địa mã hóa địa liệu Mã hóa 12 bit khung A0 >A7, D0 >D3 Tương tự với PT2262 có kiểu PT2272 có kiểu: • PT2272 có địa giải mã liệu đầu thường kí hiệu: PT2272 - L4 • PT2272 có địa giải mã giữ liệu ra: kí hiệu PT2272 - L6 PT2262 có " mũ 12 " mã hóa tức mã hóa 531441 mã trùng lặp lại So với HT12E đời trước trội hẳn khoản mật mã ( HT12E có mũ 12 mã hóa ) Cách mã hóa PT2262 làm cách nối ngắn mạch chân "mã hóa địa " lên dương nguồn (mã hóa +) xuống âm nguồn (mã hóa -) bỏ trống (mã hóa 0) Dữ liệu mã hóa truyền Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 12 khung 12 bit gồm bit đầu mã hóa (A0 >A7 ) liệu Bởi ta truyền song song bit liệu Nếu để truyền liệu nên để mặc định cho chân liệu là cách nối thêm điện trở " kéo lên" "đưa xuống GND” để tránh nhiễu Hoạt động PT2262 sau: PT2262 mã hoá địa hay liệu từ chân A0~A5 A6/D5~A1/D0 thành tín hiệu đặc biệt xuất ngõ Dout chân TE đặt mức thấp Tín hiệu cấp vào điều chế module phát hồng ngoại hay vô tuyến để phát xa Một khung truyền bao gồm tín hiệu thành phần sau : bit địa bit liệu Syn bit Hình 2.5: Dạng sóng bit địa liệu Hình 2.6: Dạng song bit Syn (bit đồng bộ) PT2262 dùng dao động ngoài: đơn giản cần lắp thêm điện trở dao động vào chân 15 chân 16 PT2262 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 13 + Tín hiệu encoder đưa chân 17 PT2262, chân thường mức tín hiệu nghỉ mức tín hiệu hoạt động Tín hiệu đưa gồm : sóng mang dao động < 700KHz + địa mã hóa + liệu + Tần số Sóng mang dao động định R chân 15 16 tính : f = R/12 Ví dụ : mắc điện trở 470k vào chân 15 16 đầu chân 17 có 470/12 = khoảng 39Khz PT2262 có điện áp rộng : Có thể làm việc từ 2,5V đến 15 V PT2272 giải mã PT2262 có địa giải mã tương ứng + liệu + chân báo hiệu mã VT ( chân 17 ) Cách giải mã sau : Chân 15 16 cần điện trở để làm dao động giải mã Trong dải hồng ngoại 100KHz dùng R lớn không cần Nhưng từ khoảng 100KHz dao động trở lên - bắt buộc phải dùng R để tạo dao động cho PT2272 Giá trị R PT2272 khoảng : ( Giá trị R PT2262) chia cho 10 -> ví dụ : PT2262 mắc điện trở 4,7 megaom PT2272 mắc 470k Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 14 Hình 2.7: Mạch phát dùng PT2262 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 15 Hình 2.8: Mạch thu dùng PT2272 2.4 THIẾT KẾ, THI CÔNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA: 2.4.1 Phần phát: - Số lượng nút điều khiển: nút gồm: + nút di chuyển cho cầu trục: tới – lui, trái – phải, nâng – hạ + nút công tắc On/Off - Đèn báo trạng thái pin: + Xanh: pin đủ điện áp + Đỏ: pin yếu - Nguồn sử dụng: 6VDC ( pin 3A) Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 16 - Tần số hoạt động: 433Mhz Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lí phần phát Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 17 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 18 Hình 2.9: Mạch phần phát vỏ hộp 2.4.2 Phần thu: - Số lượng relay tác động: relay gồm hướng di chuyển cho cầu trục: tới – lui, trái – phải, nâng – hạ - Đèn báo trạng thái làm việc: + Đèn báo sóng: sang nhận tín hiệu từ phát + Đèn báo tác động: sáng relay tương ứng đóng - Nguồn sử dụng: 220/380V - Tần số hoạt động: 433Mhz Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 19 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 20 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lí phần thu Hình 2.11: Bo mạch phần thu vỏ hộp Hình 2.12: Bộ điều khiển từ xa hoàn chỉnh Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 21 Một số hình ảnh lắp ráp thử nghiệm công ty cầu trục CMC: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa [...]... từ bộ phát + Đèn báo tác động: sáng khi relay tương ứng đóng - Nguồn sử dụng: 220/380V - Tần số hoạt động: 433Mhz Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 19 Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 20 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lí phần thu Hình 2.11: Bo mạch phần thu và vỏ hộp Hình 2.12: Bộ điều khiển. .. động: 433Mhz Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lí phần phát Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 17 Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 18 Hình 2.9: Mạch phần phát và vỏ hộp 2.4.2 Phần thu: - Số lượng relay tác động: 6 relay gồm 6 hướng di chuyển cho cầu trục: tới – lui, trái – phải, nâng – hạ - Đèn báo... nguyên lí phần thu Hình 2.11: Bo mạch phần thu và vỏ hộp Hình 2.12: Bộ điều khiển từ xa hoàn chỉnh Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 21 Một số hình ảnh lắp ráp và thử nghiệm tại công ty cầu trục CMC: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ điều khiển cầu trục từ xa ... PT2272 mắc 470k Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 14 Hình 2.7: Mạch phát dùng PT2262 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO... 220/380V - Tần số hoạt động: 433Mhz Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 19 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU... 3A) Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển cầu trục từ xa BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI Trang 16 - Tần số hoạt động: 433Mhz Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lí phần phát Nghiên cứu, thiết kế chế tạo điều khiển