nghiên cứu chế tạo mạch giao tiếp quản lý giảng dạy thực hành động cơ phun xăng từ xa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TỪ XA S K C 0 9 MÃ SỐ: T2011 - 13TĐ S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TỪ XA MÃ SỐ: T2011 – 13TĐ Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG TP HỒ CHÍ MINH 2011 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG MỤC LỤC Trang Thông tin kết nghiên cứu PHẦN I: MỞ ĐẦU I Tình hình nghiên cứu nước II Tính cấp thiết đề tài III Mục tiêu nghiên cứu IV Cách tiếp cận V Phương pháp nghiên cứu VI Đối tượng phạm vi nghiên cứu PHẦN II: NỘI DUNG Cơ sở lý thuyết 1.1 Cơ sở lý thuyết mạng thiết bị mạng 1.2 Cơ sở lý thuyết Atmega32 12 1.3 IC giải mã Enc28j60 14 1.4 Cơ sở lý thuyết Webserver 19 Thiết kế, chế tạo mạch giao tiếp, truyền liệu 26 2.1 Sơ đồ tổng quát 26 2.2 Sơ đồ nguyên lý phận 27 2.3 Các tín hiệu thu thập từ động 38 2.4 Phương pháp START/STOP động 43 Lập trình cho hệ thống kiểm soát từ xa 45 3.1 Chương trình cho vi điều khiển 45 3.2 Phần mềm Webserver 48 Thực nghiệm hệ thống kiểm soát từ xa 54 4.1 Thực nghiệm IP LAN Internet cấu hình 54 4.2 Thực nghiệm đáp ứng Ethernet board máy tính (Ping) 58 4.3 Thực nghiệm với phần mềm Iris v4.0 59 MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG 4.4 Thực nghiệm với Webserver 59 5.5 Thực nghiệm mô hình 61 5.6 Nhận xét 71 5.7 Sản phẩm hoàn chỉnh 72 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I Những vấn đề giải đề tài 73 II Phương hướng phát triển đề tài 74 Tài liệu tham khảo MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Tp Hồ chí minh Độc lập - Tự - Hạnh phúc Khoa Cơ khí Động lực Tp HCM, Ngày tháng năm THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung - Tên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo mạch giao tiếp quản lý giảng dạy thực hành động phun xăng từ xa” - Mã số: T2011-13TĐ - Chủ nhiệm: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG - Cơ quan chủ trì: Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM - Thời gian thực hiện: Từ tháng 03 năm 2011 đến tháng 11 năm 2011 Mục tiêu Chế tạo hệ thống quản lý dạy xưởng thực hành từ xa thông qua mạng internet thiết bị thu phát sóng không dây Tính sáng tạo: Hiện xưởng thực hành động phun xăng trường Đại Học trường dạy nghề chưa có hệ thống quản lý trình dạy học thực hành cách hiệu Bên cạnh việc áp dụng công nghệ thông tin truyền thông vào quản lý thiết bị xưởng cách chi tiết dầy đủ thông tin lĩnh vực hoàn toàn có hướng phát triển tốt tương lai Kết nghiên cứu Sau khoảng thời gian thực hiện, đề tài đạt kết khả quan Mạch kết nối hoạt động hiệu quả, ổn định hoàn toàn làm chủ trình hoạt động động Mạch kết nối kết hợp với máy tính thiết bị cầm tay tạo thành hệ thống quản lý hữu hiệu tiện lợi cho trình dạy học thực hành động phun xăng từ xa Sản phẩm Sản phẩm đề tài mạch kết nối động với máy tính thiết bị cầm tay có chức kết nối Wifi trình duyết Web Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng Mạch kết nối giúp giáo viên kiểm soát tốt trình dạy thực hành từ xa Và áp dụng thành công xưởng thực tập khoa khí động lực, ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) (ký, họ tên) MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: “Research on manufacture a communicating circuit for management the remote practical teaching in the fuel-injected engines” Code number: T2011-13TĐ Coordinator: Prof DO VAN DUNG Implementing institution: University of Technical Education HCMC Duration: from 03/2011 to 11/2011 Objective The purpose of this research is to produce a system which can manage the remote teaching in practical workshops over the Internet and wireless broadcast devices Creativeness and innovativeness Today, in practical fuel-injected engines workshops of universities and technical schools not have good devices to manage the process of teaching and practicing effectively Therefore the complete and detailed application of information technology and communication for equipment management in the practical workshops will be a new field and good vision in the future Research results After a long time to carry out, the project has achieved positive results The integrated conecting circuit has run effectively, stablely and it has completely mastered the engine operation The circuit is conected to the computer and the handheld devices, which has formed a convenient and effective management system for the remote teaching and practicing process in fuel-injected engines Products The product of the project is the circuit connecting among the engine, the computer and the handheld devices to form a system which has WiFi connectivity and Web browser Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability The integrated conecting circuit helps teachers to control the remote practical teaching very well In addition, it has successfully applied in automotive engineering workshops at University of Technical Education Ho Chi Minh City MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG PHẦN I MỞ ĐẦU I Tình hình nghiên cứu nước Bộ điều khiển thiết bị qua mạng hãng lớn nghiên cứu thiết kế đóng gói sản phẩm chuyên dùng cho công nghiệp, lắp đặt vào hệ thống thiết lập khai báo sử dụng trình điều khiển riêng Một số sản phẩm khác hỗ trợ đơn liên kết mạng chip điều khiển, muốn sử dụng phải lập trình lại khai thác để sử dụng (Chip ARM, điều khiển PLC Siemen S7-400, PCL Allen Branley…), số thiết bị công ty NI (National Instrument) hỗ trợ truyền liệu qua Wifi giá thành cao chức thu thập liệu hạn chế (chỉ có ADC) Trong nước, đề tài nghiên cứu mạng chưa hoàn chỉnh ổn định Ví dụ mô hình điều khiển quang báo qua mạng LAN, robot điều khiển từ xa dùng wifi Các sản phẩm lập trình vời nhiều ngôn ngữ chip điều khiển khác Và đặc biệt chưa có sản phẩm hay đề tài có chức thiên ứng dụng internet vào giảng dạy động phun xăng từ xa II Tính cấp thiết đề tài Việc giảng dạy động phun xăng diễn thường ngày trường đại học cao đẳng Việt Nam Tuy nhiên việc quản lý trình giảng dạy khó khăn, đặc biệt số lượng thiết bị ngày nhiều lượng người học ngày tăng Vì mà việc sử dụng mạch kết nối quản lý trình từ xa cần thiết Ở thị trường, điều khiển qua mạng hãng lớn thường mang tính kinh tế cao, ứng dụng phổ biến công nghiệp nên không hợp lý cho lựa chọn ứng dụng dạy học Bên cạnh đó, việc kết nối mạng internet thiết bị điều khiển thường phải trung gian qua máy tính khác, tức phải theo chuỗi Thiết Bị – PC – Internet – PC gây lãng phí cho số lượng máy tính kèm theo Vì vậy, nghiên cứu, tính toán thiết kế điều khiển thiết bị qua mạng internet dùng vi điều khiển dạng module hóa chức năng, đơn giản, kinh tế thấp, hướng mang tính giải pháp cho việc quản lý trình giảng dạy qua internet III Mục tiêu nghiên cứu Khi thực đề tài này, nhóm thực đề tài mong muốn nắm phương pháp để xây dựng mô hình giám sát động đơn giản, kết nối, truyền liệu, điều khiển ON/OFF động thu thập tín hiệu cảm biến động từ xa qua sóng WiFi để báo phận trung tâm nhằm giám sát hoạt động dạy học thực tập động phun xăng Người quản lý sử dụng thiết bị có khả kết nối Wifi có trình duyệt Web để kết nối với động MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM IV PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Cách tiếp cận Tham khảo tài liệu Dựa vào yêu cầu đề tài đưa mà nhóm nghiên cứu tiến hành thu thập tìm kiếm tài liệu có liên quan để giúp đỡ cho việc nghiên cứu Các tài liệu mạng inetrnet, giao thức truyền liệu, lập trình vi điều khiển, thiết kế giao diện web HTML đơn giản mục tiêu tiếp cận nhóm thực đề tài Tiến hành nghiên cứu Nhóm nghiên cứu thực tìm hiểu nghiên cứu vi điều khiển AVR, chip giao thức Internet ENC28J60, cách truyền nhận liệu chíp ENC28J60 Internet, chuẩn giao tiếp chíp ENC28J60 vi điều khiển Các hoạt động nghiên cứu bao gồm lập trình vi điều khiển AVR giao tiếp với chíp ENC28J60, xây dựng giao diện webserver đơn giản vi điều khiển ngôn ngữ HTML để điều khiển thiết bị, viết chương trình cho vi điều khiển AVR WinAVR Viết công trình nghiên cứu Sau trình sàng lọc, tìm hiểu tài liệu, nhóm nghiên cứu, tổng hợp trình bày nghiên cứu để hình thành đề tài V Phương pháp nghiên cứu Trong trình nghiên cứu, nhóm thực đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thu thập tham khảo tài liệu - Phương pháp mô giả lập - Phương pháp lập trình vi điều khiển - Phương pháp thực nghiệm VI Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài thiết bị kết nối qua mạng internet, giao thức truyền nhận liệu phương pháp kết nối modul Các tín hiệu quan trọng trình hoạt động động Modul thu thập, chuyển đổi, mã hóa truyền vào mạng internet Ngôn ngữ lập trình web phương pháp điều khiển động Tuy nhiên, hạn chế thời gian mức độ đề tài nên nhóm thực đề tài giải nội dung sau: - Chỉ nghiên cứu việc giao tiếp, truyền nhận liệu WiFi sờ giao thức TCP/IP - Không thực việc truyền nhận liệu sóng RF 3G - Chưa ứng dụng camera vào trình giám sát hoạt động động MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG PHẦN II NỘI DUNG Cơ sở lý thuyết 1.1 Cở sở lý thuyết mạng Ethernet 1.1.1 Giới thiệu chung Ethernet Ngày nay, Ethernet trở thành công nghệ mạng cục sử dụng rộng rãi Sau 30 năm đời, công nghệ Ethernet tiếp tục phát triển khả đáp ứng nhu cầu trở thành công nghệ mạng phổ biến tiện dụng Ngày 22 tháng năm 1973, Robert Metcalfe thuộc Trung tâm Nghiên cứu Palto Alto hãng Xerox - PARC, bang California, đưa ý tưởng hệ thống kết nối mạng máy tính cho phép máy tính truyền liệu với với máy in lazer Lúc này, hệ thống tính toán lớn thiết kế dựa máy tính trung tâm đắt tiền (mainframe) Điểm khác biệt lớn mà Ethernet mang lại máy tính trao đổi thông tin trực tiếp với mà không cần qua máy tính trung tâm Mô hình làm thay đổi giới công nghệ truyền thông Chuẩn Ethernet 10Mbps xuất năm 1980 phối hợp phát triển hãng: DEC, Intel Xerox Chuẩn có tên DIX Ethernet (lấy tên theo chữ đầu tên hãng) Uỷ ban 802.3 IEEE lấy DIX Ethernet làm tảng để phát triển Năm 1985, chuẩn 802.3 đời với tên IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method vesus Physical Layer Specification Mặc dù không sử dụng tên Ethernet hầu hết người hiểu chuẩn công nghệ Ethernet Ngày chuẩn IEEE 802.3 chuẩn thức Ethernet IEEE phát triển chuẩn Ethernet nhiều công nghệ truyền dẫn khác có nhiều loại mạng Ethernet 1.1.2 Các đặc tính chung Ethernet a) Cấu trúc khung tin Ethernet Các chuẩn Ethernet hoạt động tầng Data Link mô hình lớp OSI đơn vị liệu mà trạm trao đổi với khung (frame) Cấu trúc khung Ethernet sau: Hình Cấu trúc khung tin Ethernet Các trường quan trọng phần mào đầu mô tả đây: MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG • Preamble: trường đánh dấu xuất khung bit, mang giá trị 10101010 Từ nhóm bit này, phía nhận tạo xung đồng hồ 10 MHz • SFD (start frame delimiter): trường thực xác định bắt đầu khung Nó mang giá trị 10101011 • Các trường Destination Source: mang địa vật lý trạm nhận gửi khung, xác định khung gửi từ đâu gửi tới đâu • LEN: giá trị trường nói lên độ lớn phần liệu mà khung mang theo • FCS mang CRC (cyclic redundancy checksum): phía gửi tính toán trường trước truyền khung Phía nhận tính toán lại CRC theo cách tương tự Nếu hai kết trùng nhau, khung xem nhận đúng, ngược lại khung coi lỗi bị loại bỏ b) Cấu trúc địa Ethernet Mỗi giao tiếp mạng Ethernet định danh 48 bit địa (6 octet) Đây địa ấn định sản xuất thiết bị, gọi địa MAC (Media Access Control Address) Địa MAC biểu diễn chữ số hexa (hệ số 16) Ví dụ: 00:60:97:8F:4F:86 00-60-97-8F-4F-86 Khuôn dạng địa MAC chia làm phần: • octet đầu xác định hãng sản xuất, chịu quản lý tổ chức IEEE • octet sau nhà sản xuất ấn định Kết hợp ta có địa MAC cho giao tiếp mạng Ethernet Địa MAC sử dụng làm địa nguồn địa đích khung Ethernet c) Các loại khung Ethernet • Các khung unicast Giả sử trạm cần truyền khung tới trạm (trên hình vẽ ) Hình 2: Mô tả địa MAC MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Thực nghiệm mô hình 5.4.1 Thực nghiệm với cảm biến vị trí bướm ga, nhiệt độ nước, mức nhiên liệu * Trường hợp 1: Hình 55: Các cảm biến vị trí thấp Hình 56: Giá trị cảm biến vi trí thấp Từ hình ta thấy cảm biến control panel điều chỉnh vị trí thấp giá trị cảm biến hiển thị giao diện máy tính sau: - Throttle Position Sensor: 09% - Engine Coolant Temperature Sensor: 96 0C - Fuel Level: 0% MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 60 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG * Trường hợp 2: Hình 57: Các cảm biến vị trí Hình 58: Giá trị cảm biến vị trí Từ hình ta thấy cảm biến control panel điều chỉnh vị trí khoảng giá trị cảm biến hiển thị giao diện máy tính sau: - Throttle Position Sensor: 62% - Engine Coolant Temperature Sensor: 24 0C MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 61 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG - Fuel Level: 60% * Trường hợp 3: Hình 59: Các cảm biến vị trí cao Hình 60: Giá trị cảm biến vị trí cao Từ hình ta thấy cảm biến control panel điều chỉnh vị trí cao giá trị cảm biến hiển thị giao diện máy tính sau: - Throttle Position Sensor: 93% - Engine Coolant Temperature Sensor: 02 0C MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 62 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG - Fuel Level: 93% 5.4.2 Thực nghiệm cảm biến áp suất dầu • Khi cảm biến áp suất dầu OFF Hình 61: Cảm biến áp suất dầu OFF Hình 62: Giao diện hiển thị trạng thái cảm biến áp suất dầu OFF Từ hình ảnh ta thấy cảm biến áp suất dầu control panel trạng thái OFF giao diện máy tính hiển thị trạng thái cảm biến OFF MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 63 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG • Khi cảm biến áp suất dầu ON Hình 63: Cảm biến áp suất dầu OFF Hình 63: Giao diện hiển thị trạng thái cảm biến áp suất dầu OFF MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 64 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Từ hình ảnh ta thấy cảm biến áp suất dầu control panel trạng thái ON giao diện máy tính hiển thị trạng thái cảm biến ON 5.4.3 Thực nghiệm với đèn báo tình trạng Motor đề • Khi Motor đề quay Hình 64: Đèn báo Motor đề ON Hình 65: Giao diện hiển thị trạng thái Motor đề hoạt động MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 65 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Khi tốc độ động chưa đạt đến tốc độ để động tự nổ lúc Motor đề quay, đèn báo control panel sáng lên, đồng thời giao diện máy tính hiển thị trạng thái Motor đề hoạt động • Khi motor đề ngưng hoạt động Hình 66: Đèn báo Motor đề OFF Hình 67: Giao diện hiển thị trạng thái Motor đề ngừng MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 66 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Khi động tự nổ Motor đề lúc ngừng hoạt động đèn báo tình trạng hoạt động Motor đề control panel tắt, đồng thời giao diện máy tính hiển thị trạng thái Motor đề ngừng 5.4.4 Thực nghiệm với đèn báo bơm nhiên liệu • Khi bơm nhiên liệu hoạt động Hình 68: Đèn báo bơm nhiên liệu ON Hình 69: Giao diện hiển thị trạng thái bơm nhiên liệu hoạt động MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 67 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Khi có tín hiệu START động từ giao diện máy tính lúc bơm nhiên liệu hoạt động để cung cấp nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đến ống Rail Lúc đèn báo hoạt động bơm nhiên liệu control panel sáng lên, đồng thời giao diện máy tính báo tình trạng bơm nhiên liệu hoạt động • Khi bơm nhiên liệu không hoạt động Hình 10: Đèn báo bơm nhiên liệu OFF Hình 11: Giao diện hiển thị trạng thái bơm nhiên liệu ngừng hoạt động MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 68 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Khi tín hiệu START động từ giao diện máy tính đèn báo bơm nhiêu liệu control panel tắt, đồng thời giao diện máy tính hiển thị trạng thái bơm nhiên liệu không hoạt động Một ứng dụng thiết bị điều khiển từ xa qua internet, ta điều khiển máy tính mà điều khiển qua thiết bị cầm tay có trình duyệt web mà cụ thể điện thoại di động Và ngày nay, hầu hết điện thoại có khả lướt Web thu sóng wifi Đây tiện lợi cho việc điều khiển từ xa thiết bị gia đình Khi điện thoại có kết nối với internet, ta mở trình duyệt web lên, sau truy cập vào địa Module AVR Dữ liệu gởi hiển thị điện thoại Từ giao diện điều khiển đó, ta xem giá trị cảm biến gửi điều khiển ON/OFF động cơ, ưu điểm lớn sử dụng Web Browser Và sử dụng Module AVR vào mục đích điều khiển quản lí thiết bị nhà (đèn, quạt, máy in…) giúp cho nhà trở nên tiện nghi đại (hay ngày người ta gọi “ngôi nhà thông minh”) Hình 12: Giao diện điều khiển thiết bị cầm tay MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 69 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG 5.5 Nhận xét Với kết thực nghiệm trên, điều khiển thiết bị qua mạng Internet sử dụng IC điều khiển đầu cuối ENC28J60 nhóm thiết kế đạt hiệu tốt Bộ điều khiển có đáp ứng tốt, độ ổn định cao Tuy nhiên, chương trình điều khiển bị giới hạn hai giao thức TCP UDP: - Đối với giao thức TCP: + Để chạy ứng dụng web buộc chương trình Etherent board phải chạy Port 8080 80 nên làm giải khả truy xuất ứng dụng nhiều cổng khác + Giao diện điều khiển đáp ứng mức đơn giản nhớ SRAM Atmega32 có 1500 byte, không đủ tải ứng dụng webserver lên nhiều Tuy nhiên, khả động webserver cao, truy xuất khắp nơi, cần lên Internet có trình duyệt web truy cập vào webserver Ethernet Board Ngoài ra, truy xuất điều khiển từ Mobile Phone hay thiết bị có kết nối Wifi - Đối với giao thức UDP: + Khả truy xuất port Ethernet board nhiều nên ứng dụng điều khiển dễ dàng tiện lợi + Giao diện người dùng thân thiện thuận tiện người dùng thay đổi tùy ý từ yều cầu đơn giản đến phức tạp, giao diện điều khiển thực máy tính người điều khiển, truy xuất đến giao tiếp với Ethernet board, không phụ thuộc vào dung lượng nhớ SRAM Tuy nhiên, để sử dụng giao diện người điểu khiển phải có chương trình điều khiển giao diên đóng gói sẵn, dùng lần đầu phải cài đặt lên máy sử dụng 5.6 Sản phẩm hoàn chỉnh MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 70 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Hình 13: Sản phẩm hoàn chỉnh MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 71 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG PHẦN III KẾT LUẬN I Những vấn đề giải Những vấn đề nghiên cứu: - Nghiên cứu sử dụng chip điều khiển Atmega32 họ AVR - Nghiên cứu sử dụng chip điều khiển mạng đầu cuối ENC28J60 - Nghiên cứu cở sở lý thuyết mạng internet - Nghiên cứu cở sở lý thuyết webserver - Nghiên cứu sử dụng truyền liệu qua mạng Internet cổng RJ45 - Nghiên cứu lập trình ngôn ngữ WINAVR để lập trình cho VĐK Atmega32 - Nghiên cứu sử dụng phần mềm Iris v4.0 để quản lý gói liệu liên kết trao đổi qua Router - Nghiên cứu lập trình hiển thị LCD - Nghiên cứu điều khiển động đọc liệu ADC Những vấn đề thực hiện: Hoàn thành phần cứng điều khiển thiết bị qua mạng Module AVR cho việc thu thập xử lí liệu Hoàn chỉnh phần mềm - Giao diện điều khiển thiết bị qua giao thức TCP Webserver - Lập trình điều khiển thiết bị truyền liệu ngôn ngữ WIN AVR Hạn chế đề tài: - Giao diện điều khiển theo giao thức TCP lên webserver mức đơn giản - Chưa thực đẹp mắt hạn chế thời gian thực - Chương trình điều khiển thực số tín hiệu (ADC, Digital) - Chưa thực đầy đủ tính bảo mật qua mạng II Phương hướng phát triển đề tài Đề tài bước phát triển nghiên cứu ứng dụng chip điều khiển mạng đầu cuối ENC28J60 vào điều khiển thiết bị đơn giản, sở để phát triển số ứng dụng thực tiễn đời sống Sau số hướng ứng dụng mà đề tài tiến tới: MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 72 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Hoàn thiện đóng gói sản phẩm Ethernet Board thành sản phẩm hoàn chỉnh với ngõ vào để điều khiển thiết bị cần sử dụng Hoàn thiện phần mềm với giao diện thân thiện dễ sử dụng, có tính động cao, mở điều khiển nơi giới độ bảo mật an toàn cao, tránh truy cập điều khiển người khác Đảm bảo sư an toàn tuyệt đối cho người sử dụng Thực nghiệm trên xe điều khiển bàn đạp phanh, điều khiển cần chuyển số, điều khiển tay lái động ôtô điều khiển nhiều phận hệ thống điện xe Đồng thời nâng cấp tính giám sát hình ảnh thông qua camera IP, giúp cho trình điều khiển giám sát cách an toàn, xác hiệu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Phú Vi điều khiển AVR Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, Khoa điện tử 2006 [2] Ben Zijlstra Ben’s hobby corner 2007 [4] Giáo Trình Thiết Kế Và Xây Dựng Mạng LAN WAN, 2004, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên Và Công Nghệ Quốc Gia [5] Micro chip Stand-Alone Ethernet Controller with SPI Interface Enc28j60 2006 [6] Đỗ Văn Dũng, Trang Bị Điện Và Điện Tử Trên Ôtô Hiện Đại- Hệ Thống Điện Động Cơ Nhà XB ĐHQG TPHCM - 2004 Một số Website: - http://members.home.nl/bzijlstra/software/examples/ - www.mcselec.com/applicationnotes/ - www.tudiencongnghe.com - www.diendandientu.com - www.vagam.dieukhien.net/ - www.quantrimang.com.vn/ - www.otomaykeo.com - www.dieukhientudong.net MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 73 [...]... cách giao tiếp SPI của Vi điều khiển và ENC28J60 ENC28J60 hỗ trợ chuẩn giao tiếp nối tiếp công nghiệp SPI hoạt động ở chế độ mode 0 Nhận dữ liệu: MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 14 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Hình 4: Giản đồ nhận dữ liệu Gởi dữ liệu: Hình 5: Giản đồ gỡi dữ liệu Toàn bộ hoạt động của ENC28J60 phụ thuộc hoàn toàn vào các lệnh đưa từ bộ... center - Hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng tương thích và hỗ trợ khả năng xử lý của phần cứng của máy chủ, và sử dụng tốc độ truyền của mạng - Hỗ trợ khả năng Backup và Restore một cách nhanh chóng - Kết nối với nhiều máy chủ tạo thành một Cluster xử lý đầy sức mạnh Quản lý Data Center Hình 15: Sơ đồ quản lý của data center MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 21 ĐỀ TÀI NCKH... độ truy cập MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 24 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG 2 Thiết kế, chế tạo mạch giao tiếp 2.1 Sơ đồ tổng quát Hệ thống điều khiển bao gồm các bộ phận: nguồn cung cấp, module giao tiếp mạng dùng ENC28J60, module Vi Điều Khiển Atmega32 và thiết bị điều khiển…Sơ đồ tổng thể như sau: NGUỒN PC ENC 28J60 VI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Hình 18:... dàng, không cần phải nạp chương trình nhiều lần MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 27 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG 2.2.3 Các relay điều khiển khởi động cho động cơ Hình 2 2: Nguyên lý điều khiển relay dùng transistor 1 Relay điều khiển kích relay bơm xăng của động cơ 2 Relay điểu khiển kích relay đề của động cơ 3 Transistor kích cho Relay Với bộ relay này... khi các yêu cầu được thực hiện từ DMA (bộ nhớ truy xuất trực tiếp) , các khối thu phát + Giao diện bus giải mã các dữ liệu và các lệnh nhận được từ chân SPI MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 28 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG + Module MAC (môi trường truy xuất điêu khiển) được thực hiện theo IEEE 802.3 theo logic MAC + Module các lớp vật lý (PHY) mã hóa và giải... vào bộ nhớ đệm MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 17 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Lệnh hệ thống (SC) - Cho phép vi xử lý thực hiện reset hệ thống bằng phần mềm - Không giống như các lệnh qua giao thức SPI khác, lệnh reset mềm thực hiện chỉ có 1 byte, và không tác động đến bất kỳ thanh ghi nào khác Khi chân CS được kéo xuống mức thấp, mã thi hành lệnh hệ thống... bình thường trong hoạt động của mạng Ethernet (từ xung đột dễ gây hiểu nhầm là mạng bị sự cố hay là hoạt động sai, hỏng hóc) Khái niệm slotTime Hình 3: Hai trạm hai phía xa nhất trong mạng Ethernet 10Mb/s MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 10 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Trong ví dụ này, trạm 1 và trạm 2 được xem như hai trạm ở hai phía xa nhất của mạng Trạm... IC này phù hợp với việc cung cấp điện cho các tải 1A Các ngõ ra có thể chọn từ 3.3V, 5V, 12V, 15V và có cả loại điều chỉnh được điện áp ngõ ra.LM2575 được chế tạo nhằm mục đích giảm thiểu số lượng linh kiện phụ trợ khi thiết kế mạch ổn áp, từ đó đơn giản hóa việc thiết kế MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 31 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Công dụng của LM2575... đó, nhóm đã thực hiện kết nối các thiết bị theo sơ đồ sau: Hình 20: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trung tâm 1 Connector để kết nối với board ENC28J60 2 Vi Điều Khiển Atmega32 3 Nút nhấn reset cho Board điều khiển 4 Thạch anh 16MHz tạo nguồn xung lock cho Vi Điều Khiển + Thạch anh 16MHz được sử dụng để tăng tốc độ xử lý chương trình MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 26 ĐỀ TÀI... VI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Hình 18: Sơ đồ tổ chức phần cứng Hình 19: Mô hình truyền thông MẠCH GIAO TIẾP QUẢN LÝ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH ĐỘNG CƠ TỪ XA 25 ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM 2.2 PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Sơ đồ và nguyên lý từng bộ phận 2.2.1 Khối điều khiển trung tâm Nhóm đã sử dụng Atmega32 làm bộ phận tiếp nhận, xử lý các thông tin và điều khiển thiết bị Atmega32 là họ vi điều khiển mạnh của hãng Atmel,