bãi đỗ xe tự động môn vi xủ lý

3.6 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự đông: 3.7 Nguyên lý hoạt động của mạch.. Xuât phát từ thực trạng tắc nghẽn giao thong ở các thành phố lớntrong nước ta và cả thế

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Vũ Quang Sơn Đặng Văn Tạo Đàm Gia Thành Nguyễn Văn Thành

Chương 2: Các mạch chức năng sử dụng trong hệ thống

2.1 Phân tích yêu cầu công nghệ.

2.2 Các linh kiện sử dụng trong bản thiết kế.

2.3 Mạch đếm

2.4 Mạch dao động

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1 Sơ đồ khối bố trí linh kiện trong bài

3.2 Các linh kiện sử dụng trong bài

3.3 Mạch chuẩn hóa cho cảm biến nhiệt độ với dòng điện đầu ra 20mA)

(0-3.4 Sơ đồ chân, bảng chân lý và ứng dụng các vi mạch sử dụng.

3.5 Chức năng và nhiệm vụ các khối.

3.6 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự đông:

3.7 Nguyên lý hoạt động của mạch.

3.8 Xây dựng mô phỏng trên phần mềm proteus và chạy thử

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

MỞ ĐẦU

Ngày nay sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sốngcon người có những thay dổi ngày càng tốt hơn, với những thiết bị hiện đạiphục vụ công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Đặc biệt gópphần đó là ngành kỹ thuật điện-điện tử góp phần không nhỏ trong sự nghiệpxây dựng và phát triển đất nước Những thiết bị điện, điện tử được phát triểnmạnh mẽ và ứng dụng trong cuộc sống và sản xuất Từ những thời gian đầu

kỹ thuật số cho thấy ứng dụng ưu việt và ngày càng được khẳng định thêm.Những thành tựu đó có thể biến những cái tưởng chừng không thể thành cóthể góp phần nâng cao đơi sống vật chất con người

Xuât phát từ thực trạng tắc nghẽn giao thong ở các thành phố lớntrong nước ta và cả thế giới với sự gia tăng của các phương tiện giao thông(đặc biệt là ô tô) một nhu cầu về bãi đỗ xe cho các phương tiện giao thông làcấp bách Một mặt giảm tắc nghẽn giao thông, mặt khác nó còn đem lại mặtthẩm mỹ cho các thành phố hiện đại Với lý do đó, nhóm chúng em thiết kế

mô hình bãi đõ xe tự động.sau một thời gian học tập và được sự giúp đỡ của

cô giáo bộ môn và nỗ lựu của bản than chúng em “thiết kế mạch điều khiểnbãi đõ xe tự động ’’ nhưng do kiến thức và kinh nghiệm có hạn nên khôngthể tránh được sai xót Chúng em rất mong sự giúp đỡ các thầy cô giáo bộmôn nhằm phát triển thêm về đề tài này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Nội dung

Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động gồm: 2 của ra/vào mỗi cửa

có một barrie được điều khiển bởi 2 động cơ 1 và 2,4 công tắc hành trình báo đóng hết và mở hết, 2 cảm biến phát hiện xe ra/vào, 2 led 7 thanh hiển thị số xe trong bãi và 2 đèn báo còn/hết chỗ, 2 nút ấn start/stop để khởi động và dừng hệ thống

1.2 Yêu cầu

Khi nhấn nút start đèn d1 sáng báo còn chỗ.nếu có xe vào cửa (phát hiện bằng cảm biến s1)thì động cơ 1 quay chậm mở barrie1.gặp công tắc hành trình CT11 báo mờ hết thì động cơ dừng.sau 15s đông cơ quay ngược đóng barrie lại cho đến khi gặp công tắc CT12 thì dừng.với mỗi xe vào động cơ cộng thêm một vào tổng số xe, số xe hiện có trong bãi luôn được hiển thị bằng led 7 thanh.Nếu có xe ở cửa ra(phát hiện bằng cảm biến s2 ) thì động cơ 2 quay chậm

mở barrie 2, gặp công tắc CT21 thì dừng sau 10s sau đó quay ngược đóng barie

2, cho đến khi gặp công tắc hành trình CT22 thì dừng, mỗi xe ra hệ thống sẽ giảm đi 1 trong tổng số xe hiện tại

Khi bãi đỗ xe chưa đầy đèn xanh sáng.Khi bãi đỗ xe đã đầy thì đèn vàng sang và không cho cửa vào mở

Khi nhấn stop hệ thống dừng

Xây dựng mạch mô phỏng trên phân mềm proteus và chạy thử

Chương 2: Các mạch chức năng sử dụng

trong hệ thống

2.1 Phân tích yêu cầu công nghệ.

Mục đích: đo nhiệt độ môi trường trong bãi đỗ xe để đưa ra tín hiệu cảnh báo khi nhiệt

độ tang cao gây nguy hiểm cho công trình.

Mục đích: đóng mở barrie.

Sơ đồ khối hệ thống 3.2 Các linh kiện sử dụng trong bài

1 7SEG-BCD 2 Led 7 thanh đỏ

2 7SEG-BCD-GRN 4 Led 7 thanh xanh

3.4 Sơ đồ chân, bảng chân lý và ứng dụng các vi mạch sử dụng.

3.4.1 IC74LS192

Là loại IC tích hợp bộ nhị phân không đồng bộ, song song nó có chức năng đếm thuận nghịch Đặc biệt có thể đặt trước giá trị đếm với chân điều khiển nạp giá trị

Sơ đồ chân:

D0>D3: Là tín hiệu đầu vào

Q0>Q3: Là tín hiệu đầu ra

TCU, TCD: là các chân carry, dùng để nối tiếp các IC khác.

UP: Đếm xung đầu vào tăng

DN: Đếm xung đầu vào giảm

nhận dữ liệu từ D0 đến D3 làm giá trị đếm đầu tiên (giá trị đặt trước)

Bảng chân lí:

Sơ đồ nguyên lý:

Sơ đồ nguyên lý:

3.4.3 IC NE555

555 là một loại linh kiện khá là phổ biến dễ dàng tạo được xung vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế được độ rộng xung Nó được ứng dụng hầu hết vào các mạch tạo xung đóng cắt hay là những mạch dao động khác.

Sơ đồ chân:

Chân 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC

Chân 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.

Chân 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic.

Chân 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra.

Chân 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555

Chân 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt.

Chân 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử

Chân 8 (Vcc): là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động.

*Thiết kế và tính toán mạch tạo dao động 1Hz.

U50

555

A B C D

Hình3.5: Mạch tạo dao động

Hình 3.6: Dạng xung ra Công thức tính:

Cảm biến LM35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao mà điện áp đầu

ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius Chúng cũng không yêu cầu cân chỉnh ngoài vì vốn chúng đã được cân chỉnh Cảm biến LM35 hoạt động bằng cách cho ra một giá trị hiệu điện thế nhất định tại chân Vout (chân giữa) ứng với mỗi mức nhiệt độ.

Thông số kỹ thuật:

011

0101

0001

Hình 3.1: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng AND

Nhận xét: Ngõ ra của cổng logic AND chỉ lên mức 1 khi các ngõ vào là mức 1.+ A,B: ngõ vào tín hiệu logic

10

Hình 3.2 : Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NOT

Nhận xét: Tín hiệu giữa ngõ ra và ngõ vào luôn ngược mức logic nhau

Nhận xét: Khi cả 2 đầu vào ở tín hiệu mức 1 đầu ra sẽ là tín hiệu mức 0.

Hình 3.3 Khối hồng ngoại

3.5.3 Khối đếm

Nhận xung từ bộ điều khiển đếm lên hoặc đếm xuống, đồng thời xuất

ra giá trị chuyển đến khối giải mã

Khối đếm có nhiệm vụ hiển thị giá trị từ “15” đến “00”đối với đầu xe vào vàhiển thị giá trị từ “13” đến “00”đối với đầu xe ra.Khi khối giây đếm đến giá trị

“00” ,sau một chu kì xung tiếp theo thì giá trị đếm tự động reset về “15” và “13”,

và dừng lại

Mạch đếm dây từ 15->00

3.5.4 Khối hiển thị.

Trong các thiết bị để báo trạng thái hoạt động của các thiết bị cho ra các thong số chỉ là các dãy số đơn thuần , thường người ta sử dụng “ Led 7 đoạn “ Led

7 đoạn được sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp chỉ hiện thị số là

đủ chẳng hạn led 7 đoạn được dung để hiển thị nhiệt độ phòng , đồng hồ treo tường bằng điện tử , hiển thị số lượng sản phẩm trong 1 công đoạn nào đó…

Led 7 đoạn có cấu tạo gồm 7 led đơn xếp ngang và có thêm 1 led đơn hình tròn nhỏ bên phải của led 7 thanh

Led 7 thanh sử dụng trong bài là led 7 thanh BCD

Bảng chân lý 3.6 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự đông:

3.7 Nguyên lý hoạt động của mạch.

Nhấn nút start cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống mạch điều khiển bãi đỗ xe tựđộng

Khi có xe vào :

Trong mạch chúng em thay cảm biến quang nhận biết xe ra vào bằng nút ấnđơn Khi có xe đầu vào nút ấn thay đổi trạn thái từ mở sang đóng, đồng thời thayđổi mức điện áp từ cao sang thấp Cấp 1 xung vào chân up của bộ giải mã74LS192 lúc này bộ giải mã sẽ tăng lên 1 giá trị và hiển thị ra qua khối hiển thịgồm 2 con led 7 thanh BCD

Đồng thời khi nút nhấn thay đổi trạng thái cũng cấp tín hiệu cho khối xe vàohoạt động Lúc này sẽ cấp tín hiệu mức thấp cho U26 làm thay đổi trạng thái đầu

ra U26 từ múc 1 sang mức 0 tín hiệu này được cấp cho khối dao động NE555 U19qua một cổng not đảo tín hiệu sang mức 1 kích mở khối dao động làm cho chokhỗi dao động dùng NE555 bắt đầu tạo xung với tần số gần 1hz cấp cho bộ giải mãgồm 2 IC74LS192 để đếm lùi từ giá trị 15 về 00 Bên cạnh đó động cơ 1 sẽ quaytheo chiều thuận mở barrie đến khi gặp công tắc hành trình CTH1 động cơ dừng.Khi thời gian đếm về 00 tín hiệu ra lúc này ở U9 sẽ là 1keets hợp với tín hiệu 1 từU8 qua cổng and U5 cấp tín hiệu 1 vào 1 chân cổng OR U26 chân còn lại lấy tínhiệu từ nút bấm, kết hợp 2 giá trị tại 2 chân truyền tín hiệu 1 tại đầu ra của U26 tínhiệu này được cáp cho NE555 U19 qua cổng NOT đảo tín hiệu sang mức thấpkhóa U19 led ngừng đếm Tín hiệu mức cao tị đầu ra U26 được cấp cho 2 đầu 2trở R20 và R18 đồng thời kích mở transitor làm thay đổi trạng thái rơle đảo chiềuđộng cơ Động cơ quay theo chiều nghịch đóng barrie đến khi gặp công tắc hànhtrình CTH2 động cơ dừng

Khi có xe ra:

Khi có xe đầu ra nút ấn thay đổi trạn thái từ mở sang đóng, đồng thời thayđổi mức điện áp từ cao sang thấp Cấp 1 xung vào chân DN của bộ giải mã74LS192 lúc này bộ giải mã sẽ giảm đi 1 giá trị và hiển thị ra qua khối hiển thịgồm 2 con led 7 thanh BCD

Đồng thời khi nút nhấn thay đổi trạng thái cũng cấp tín hiệu cho khối xe rahoạt động Lúc này sẽ cấp tín hiệu mức thấp cho U24 làm thay đổi trạng thái đầu

ra U24 từ múc 1 sang mức 0 tín hiệu này được cấp cho khối dao động NE555 U22qua một cổng not đảo tín hiệu sang mức 1 kích mở khối dao động làm cho chokhỗi dao động dùng NE555 bắt đầu tạo xung với tần số gần 1hz cấp cho bộ giải mãgồm 2 IC74LS192(U6,U7) để đếm lùi từ giá trị 13 về 00 Bên cạnh đó động cơ 2

sẽ quay theo chiều thuận mở barrie đến khi gặp công tắc hành trình CTH3 động cơdừng Khi thời gian đếm về 00 tín hiệu ra lúc này ở U23 sẽ là 1 két hợp với tínhiệu 1 từ U14 qua cổng and U5 cấp tín hiệu 1 vào 1 chân cổng OR U24 chân cònlại lấy tín hiệu từ nút bấm, kết hợp 2 giá trị tại 2 chân truyền tín hiệu 1 tại đầu ra

của U26 tín hiệu này được cáp cho NE555 U22 qua cổng NOT đảo tín hiệu sangmức thấp khóa U22 led ngừng đếm Tín hiệu mức cao tị đầu ra U26 được cấp cho

2 đầu 2 trở R26 và R28 đồng thời kích mở transitor làm thay đổi trạng thái rơleđảo chiều động cơ Động cơ 2 quay theo chiều nghịch đóng barrie đến khi gặpcông tắc hành trình CTH4 động cơ dừng

3.8 xây dựng mạch mô phỏng trên proteus và chạy thử

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG

PHÁT TRIỂN

4.1 Kết luận

Qua việc làm đề tài trên chúng em đã thu được rát nhiều kiến thức về nhiều môn học,đây là kiến thức tổng hợp của các môn như đo lường cảm biến,truyền động điện…Qua đề tài chúng em cũng đã biết và hiểu hơn về một số loại cảm biến,IC,động cơ…phổ biến trên thị trường.Do vậy trong quá trình thực hiện đề tài chúng em đã biết cách tổng hợp và vận dụng các kiến thức trên để hoàn thành

đề tài này.Tuy vậy do còn hạn chế về mặt kiến thức nên chúng em còn mắc rất nhiều lỗi và sai sót,mong cô cho ý kiến để chúng em có thể hoàn thành tốt hơn các đề tài sau này

Chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Nguyễn Thu Hà

đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo để giúp chúng em hoàn thành đề tài này

4.2 Hướng phát triển

Từ một hệ thống được xây dựng còn khá đơn giản,nhưng nó cũng là nguyên tắc cơ bản của một bãi đỗ xe thông minh.Từ hệ thống này chúng ta có thể phát triển thành 1 phần trong hệ thống lớn với các bước soát vé,phân loại xe,tính tiền

vé xe…Từ các tín hiệu thu được từ cảm biến sẽ phân tích,điều khiển hệ thống có thể hoạt động ổn định,chính xác,tiết kiệm năng lượng đồng thời giám sát được toàn bộ hệ thống