Đồ án đóng mở cửa tự động sử dụng VDK 8051, động cơ xoay chiều , các kỹ thuật băm xung, hỗ trợ cho học sinh sinh viên học tập tốt môn vi điều khiển, chúc các bạn các em học sinh sinh viên học tập tốt
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo trường Cao đẳng Công nghiệp Huế nói chung thầy cô giáo khoa Điện nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức, kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành tốt khóa học Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn giảng viên hướng dẫn - ThS.Lê Huỳnh Lý tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với cô, không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, hỗ trợ động viên quý thầy cô, gia đình bạn bè Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Do trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên đồ án tốt nghiệp chúng em tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô để kiến thức chúng em lĩnh vực hoàn thiện Sau cùng, em xin kính chúc quý thầy cô dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Em xin trân trọng cảm ơn! NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG MỤC LỤC Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài: Trong xã hội văn minh đại, cửa phận thiếu công trình kiến trúc Nhưng hầu hết loại cửa bình thường mà sử dụng lại không đại tiện lợi cho người sử dụng là: cửa đóng mở có tác động người vào Việc thiết kế loại cửa tiện ích hơn, đa hơn, phục vụ tốt cho đời sống người vô cần thiết Xuất phát từ nhu cầu đó, cửa tự động thiết kế để tạo loại cửa sử dụng người dùng trực tiếp tác động trực tiếp lên cánh cửa mà tự động đóng, mở cửa Với tính này, cửa tự động mang lại thuận lợi lớn cho người sử dụng như: Nếu người dùng cửa bê vác vật cửa tự động tạo cảm giác thoải mái mà thực tạo thuận lợi cho người hoàn thành công việc mà không bị cản trở Sử dụng cửa tự động giúp người dùng đỡ tốn thời gian để đóng mở cửa Cửa tự động rõ ràng mang lại cảm giác thoải mái cho người dùng, loại bỏ hoàn toàn cảm giác, ngại khó chịu dùng cửa truyền thống Nhận thấy lĩnh vực thú vị giúp ích cho người với kiến thức Cao đẳng học chuyên ngành Công Nghê Kỹ Thuật điều khiển tự động hóa với quan sát thực tế, em chọn đề tài “ Thiết kế thi công mô hình điều khiển đóng mở cửa tự động” Đây lý chọn đề tài tốt nghiệp em 2.Mục tiêu đối tượng nghiên cứu: 2.1.Mục tiêu nghiên cứu: - Tìm hiểu yêu cầu hệ thống đóng mở cửa tự động Tìm hiểu vi điều khiển AT89S52 NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG - Tìm hiểu thiết bị cảm biến Tìm hiểu phần mềm mô mạch nguyên lý Tìm hiểu phần mềm lập trình lệnh lập trình cho vi điều khiển AT89S52 Thi công lắp đặt mô hình cửa tự động 2.2.Đối tượng nghiên cứu: - Hệ thống cửa tự động hoạt động thực tế Vi điều khiển AT89S52 3.Phương pháp nghiên cứu: - Quan sát hệ thống cửa tự động thực tế Nghiên cứu tài liệu vi điều khiển 89S52 Nghiên cứu cảm biến chuyển động Viết chương trình ngôn ngữ C Thi công phần cứng Phạm vi nghiên cứu: - Mô hình cửa tự động hoạt động chế độ tự động cảm biến chuyển động hoạt động Phần II: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ, LINH KIỆN NGHIÊN CỨU A.PHẦN CỨNG 1.1.Vi Điều Khiển AT89S52 1.1.1.Giới thiệu sơ lược Vi điều khiển 8051 Intel cho đời vào năm 1980 thuộc vi điều khiển họ MCS-51 Hiện nhiều nhà sản xuất Siemens, Advanced Micro Devices, Fusisu Philips tập trung phát triển sản phẩm sở 8051 Atmel hãng cho đời chip 89C51, 52, 55 sau cải tiến thêm, hãng cho đời 89S51, 52, 89S8252…Cấu hình 89S52: + 8KB nhớ chương trình + Dao động bên với thạch anh 7V đầu 5V 500mA Mạch ổn áp: cần cho VĐK nguồn cho VĐK không ổn định treo VĐK, không chạy đứng, reset liên tục, chí chết chíp 1.3.Cảm biến chuyển động a PIR gì? Nó chữ viết tắt Passive InfraRed sensor (PIR sensor), tức cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích tia hồng ngoại Tia hồng ngoại (IR) tia nhiệt phát từ vật thể nóng Trong thể sống, có thân nhiệt (thông thường 37 độ C), từ thể phát tia nhiệt, hay gọi tia hồng ngoại, người ta dùng tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt dạng tín hiệu điện nhờ mà làm cảm biến phát vật thể nóng chuyển động Cảm biến gọi thụ động không dùng nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực, hay chủ động) mà phụ thuộc vào nguồn tha nhiệt, thân nhiệt thực thể khác, người vật… Hình PIR kính Presnel Trên đầu dò PIR, loại bên gắn cảm biến tia nhiệt, có chân ra, chân nối masse, chân nối với nguồn volt DC, mức áp làm việc từ đến 15V Góc dò lớn Để tăng độ nhậy cho đầu dò, dùng kính Fresnel, thiết kế cho loại đầu có cảm biến, góc dò lớn, có tác dụng ngăn tia tử ngoại NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 1.4.IC điều khiển động L298 Hình Sơ đồ chân L298D + Điện áp cấp lên đến 46V + Tổng Dòng DC chịu đựng lên đến 4A + Điện áp bão hòa + Chức bảo vệ nhiệt + Điện áp logic‘0’từ 1.5V trở xuống Tần công suất ngõ ra: IC L298 tích hợp tầng công suất (A, B) Tần công suất mạch cầu ngõ lái loại tải cảm thông dụng nhiều chế độ hoạt động khác (tùy thuộc vào điều khiển ngõ vào) Dòng điện từ chân ngõ chảy qua tải đến chân cảm ứng dòng : điện trở Rsa, Rsb cho phép việc cảm ứng cuờng độ dòng điện Tần ngõ vào: Mỗi cầu đuợc điều khiển cổng ngõ vào Inl, In2, EnA, In3, In4, EnB Các chân In có tác dụng chân En mức cao, chân En mức thấp, chân ngõ vào In trạng thái cấm Tất chân tương thích với chuẩn TTL NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 10 Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống cửa tự động 2.2.Thiết kế mạch kết nối Vi điều khiển AT89S52: 2.2.1.Sơ đồ kết nối NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 17 MOTOR 89S52 MODULE L298D CỬA CẢM BIẾN Hình 2.2 Sơ đồ kết nối module 2.2.2 Xây dựng sơ đồ khối chức FKhối nguồn VI XỬ LÝ Cảm Biến AT89S52 Khối tạo xung dao động Động DC Khối Reset Hình 2.3 Sơ đồ khối 2.2.3.Sơ lược chức khối 2.2.3.1 Khối nguồn Khối nguồn cho vi điều khiển NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 18 Hình 2.4 Khối nguồn dùng IC 7805 Nguồn nuôi vi điều khiển nguồn DC 5V, sau qua biến áp 12V, điện áp xoay chiều 220V 12V đưa qua chỉnh lưu thành dòng chiều, sau qua IC ổn áp 7805,điện áp 5V đưa vào vi điều khiển Đây mạch dùng để tạo nguồn điện áp chuẩn +5V Sử dụng IC7805 Đầu vào điện áp xoay chiều sau biến đổi qua máy biến thế, đưa vào Diod cầu dòng điện chiều( lúc điện áp nằm khoảng từ 7- >10V) Sau qua IC ổn áp 7805 tạo nguồn điện áp chuẩn +5V cung cấp cho mạch 2.2.3.2 Khối cảm biến Hình 2.5 Mạch nguyên lý dùng cảm biến chuyển động Hình vẽ cho thấy cách dùng đầu dò PIR để phát người hay vật di chuyển ngang NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 19 Hình 2.6 Sơ đồ chân cảm biến hồng ngoại Sử dụng điện áp: 4.5-20V - Đầu ra: 0-3.3V - Thứ tự chân: Vcc OUT GND - chế độ hoạt động: + (L) không lặp lại kích hoạt + (H) lặp lại kích hoạt - Thời gian trễ: điều chỉnh khoảng 0.5-200S - Kích thước PCB:32mmx24mm - Góc quét [...]... mở cửa Mỗi khi bạn hoặc người nhà xuất hiện trong vùng cảm ứng thì cửa sẽ tự động mở Có rất nhiều cách để làm một cánh cửa thần kỳ như vậy, một trong số đó là dùng cảm biến chuyển động mà em đang nghiên cứu Ưu điểm của hệ thống cửa tự động dùng cảm biến chuyển động này là : • Giá thành để lắp đặt rẻ, dễ lắp đặt vào thao tác dễ dàng • Độ nhạy cao • Chỉnh được độ nhạy Tuy vậy nhưng cảm biến chuyển động. .. để điều khiển động cơ quay mở cửa, lúc này động cơ quay thuận để mở cửa, cửa mở đến khi chạm đến công tắc hành trình 1 = 0 thì dừng động cơ Khi không có người và vật trong vùng cảm biến thì cảm biến = 1 lúc đó công tắc hành trình 1 cũng về mức 1 vì 2 cánh cửa đã hở ra, lúc này động cơ quay ngược lại để đóng cửa, cánh cửa sẽ trượt lại với nhau đến khi chạm đến công tắc hành trình 2 = 0 động cơ dừng NGUYỄN... chua het { cuadong(); } }delay_ms(200);}} Phần III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Cửa tự động là một thiết bị trong hệ thống điều khiển tự động thông minh Nói một cách dễ hiểu là bạn có thể dễ dàng kiểm soát căn nhà của mình, hệ thống ra vào với cửa tự động chỉ bằng cách là bạn bước vào và cửa mở ra Đảm bảo tính an toàn cao, chính xác Cửa tự động vận hành nhờ vào mắt thần cảm biến từ xa Chính nhờ vào hệ thống cảm... sơ đồ công nghệ: 2.1.1 Phân tích yêu cầu công nghệ: 2.1.1.1.Các yêu cầu của mô hình rào chắn tự động • Kích thước gọn gàng • Hệ thống cơ hoạt động tốt • Hệ thống điện tốt, hoạt động đúng thiết kế • Hệ thống rào chắn đáp ứng yêu cầu đặt ra 2.1.1.2.Yêu cầu về chương trình chung: • Cửa phải tự động mở khi có người hoặc vật thể tiến gần cửa và đóng lại khi người • hoặc vật thể cách xa cửa một khoảng Cửa. .. thì cửa mở ra người hoặc vật thể lập tức có thể ra vào Khi cửa mở gần hết hành trình thì cửa sẽ chạm đến công tắc hành trình thứ nhất để cửa dừng lại chính xác ở cuối hành trình mở Khi hết tín hiệu người hoặc vật thể sau một khoảng thời gian trễ khoảng 5 giây, cửa sẽ đóng lại Khi gần hết hành trình đóng, thì cửa sẽ chạm đến công tắc hành trình thứ 2 cửa dừng để tránh va chạm giữa hai cánh cửa Khi cửa. .. của đồ án môn học là thiết kế và mô phỏng hệ thống đèn giao thông cắt đường sắt dùng vi điều khiển để tự động điều khiển hệ thống đèn giao thông • Biết cách đọc và dịch datasheet của các IC để biết nguyên lí hoạt động và chức năng của chúng • Lập trình ứng dụng họ Vi điều khiển AT89S52 2.1.2 Sơ đồ công nghệ: NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 16 Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống cửa tự động. .. ra mô hình hoạt động tốt sẽ tạo điều kiện cho sinh viên có cơ hội học tập và nghiên cứu một cách thực tế là một cơ hội tốt giúp sinh viên khỏi bỡ ngỡ khi làm việc thực tế 2.1.1.5.Nhiệm vụ và phân tích nhiệm vụ: NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 15 • Nhiệm vụ của đồ án môn học là thiết kế và thi công mô hình cửa đóng mở tự động dùng vi điều khiển để tự động điều khiển hệ thống cửa • Biết cách... lại, nếu lại có tín hiệu người thì cửa lại lập tức mở ra 2.1.1.3.Yêu cầu về cơ khí: • Yêu cầu của thiết kế cửa phải chắc chắn gọn gàng, hoạt động đúng • Động cơ là loại động cơ một chiều được cấp nguồn bởi bộ chỉnh lưu 1 chiều va kết hợp bộ đảo chiều cho phép động cơ có thể quay thuận hay quay ngược 2.1.1.4.Mục đích của việc thiết kế: • Nghiên cứu mô hình cửa đóng mở tự động này giúp cho sinh viên có những... thống cửa tự động 2.2.Thiết kế mạch kết nối Vi điều khiển AT89S52: 2.2.1.Sơ đồ kết nối NGUYỄN HẠNH NHÂN GVHD: HOÀNG LÊ VINH HƯNG 17 MOTOR 89S52 MODULE L298D CỬA CẢM BIẾN Hình 2.2 Sơ đồ kết nối các module 2.2.2 Xây dựng sơ đồ khối chức năng FKhối nguồn VI XỬ LÝ Cảm Biến AT89S52 Khối tạo xung dao động Động cơ DC Khối Reset Hình 2.3 Sơ đồ khối 2.2.3.Sơ lược chức năng của các khối 2.2.3.1 Khối nguồn Khối nguồn... cho động cơ một phần thời gian đầu, và ngừng cấp điện ở phần thời gian sau Lặp lại chu kỳ đó liên tục, như thế động cơ sẽ liên tục ở trạng thái quay-ngừng-quay-ngừng-quay… Vì chu kỳ điều xung là rất nhỏ nên ta sẽ thấy động cơ quay liên tục Tốc độ của động cơ phụ thuộc và tỷ lệ thời gian động cơ được cấp điện trong một chu kỳ Trong một chu kỳ, tỷ lệ thời gian động cơ được cấp điện càng nhiều thì động