Ngày nay mạch đếm xe ngày càng trở nên quan trọng hơn trong cuộc sống hiện đại. Khi xã hội ngày càng phát triển, hệ thống giữ xe tự động cũng vì thế mà phát triển không ngừng không chỉ đếm số lượng xe ra vào mà còn biết cách ghi và đọc lại nhiệt độ của môi trường để đưa ra cảnh báo khi có sự cố cháy. Hệ thống giữ xe tự động còn giúp giảm được nhân viên làm việc từ đó giảm bớt doanh thu. Do đó mạch đếm xe ngày càng cần thiết hơn và được sử dụng rộng rải hơn trong đời sống. Được sự hướng dẫn của thầy Võ Xuân Nam kết hợp với những kiến thức đã học ở trường, chúng em đã hoàn thành đồ án trong thời gian quy định và đáp ứng các yêu cầu đã đề ra. Do kiến thức và thời gian hạn chế nên nên đồ án và bản luận văn còn nhiều thiếu sót, mong thầy cô và các bạn chia sẻ và góp ý thêm để đề tài hoàn chỉnh hơn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM CHƯƠNG III THIẾT KẾ SƠ ĐỒ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH III 1.Tính toán mạch KHỐI NGUỒN a ) Nguồn 5VDC V in - A C v 12v 2 B R ID G E 5v 7805 V IN G N D + V O U T R 330R - C 4700uF C 33uF C 104 LED Sơ đồ mạch khối nguồn - Nguồn cung cấp cho khối sau 5VDC: + Khối xử lí (pic 16F877a) +Khối hiển thị + Khối cảnh báo + Khối cảm biến hồng ngoại + Khối cảm biến nhiệt độ - Điện áp xoay chiều sau qua cầu diode nắn tương đối phẳng - Tụ C1 có nhiện vụ làm phẳng điện áp, tụ C2 C3 triệt tiêu xung gai có tần số cao (chống nhiễu) - IC ổn áp 7805 có nhiệm vụ ổn định điện áp chuẩn 5VDC - R1=330~470 ohm hạn dòng cho led đơn Ta có: Vled=2V; Iled=10(mA ) VR=VCC-Vled=5-2=3V IR=Iled=10(mA) HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP R=VR/IR=3v/20mA=300(ohm) - GVHD: VÕ XUÂN NAM (Nhưng chọn điện trở 330 ~ 470 ohm để tuổi thọ led cao hơn) b ) Nguồn 12VDC: Nguồn 12VDC cung cấp cho khối điều khiển động Điện áp xoay chiều sau qua cầu diode nắn tương đối phẳng Tụ C1 có nhiện vụ làm phẳng điện áp, tụ C2 C3 triệt tiêu xung gai có tần số cao (chống nhiễu) R1=1k ~ 1k5 ohm hạn dòng cho led đơn Ta có: Vled=2V; Iled=10(mA ) VR=VCC-Vled=12-2=10V IR=Iled=10(mA) R=VR/IR=10v/10mA=1k(ohm) (Nhưng chọn điện trở 1k~1k5 ohm để tuổi thọ led cao hơn) KHỐI XỬ LÍ (điều khiển) V C C 10 K p o rtA re s e t C 4 10 1 1 2 2 33p C R Y S TA L C 33p 14 13 R R R R R R A A A A A A /A /A /A /A /T /A N N N N O N C R E /R D /A N R E /W R /A N R E /C S /A N R R R R R R R R C C C C C C C C /T O S O /T C K I /T O S I/C C P /C C P /S C K /S C L /S D I/S D A /S D /T X/C K /R X/D T R R R R R R R R D D D D D D D D O S C /C L K O /P /P /P /P /P /P /P /P S S S S S S S S P P P P P P P P V D D V D D V S S V S S O S C /C L K I 3 3 3 3 2 2 2 9 11 32 p o rtD p o rtC p o rtE 0 R B /P G D R B /P G C R B R B /V R E F -/C V R E F R B /P G M /V R E F + R B K I/C O U T R B /S S /C O U T R B /IN T p o rtB 33 pF M C L R /V P P V C C 31 12 P IC F 7 A Sơ đồ mạch điều khiển - Khối điều khiển sử dụng Pic16F877A để thu thập liệu điều khiển tất khối khác HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM - Tụ C4 C5 có giá trị 33pF với thạch anh 4MHz tạo thành mạch dao động để Pic hoạt động - Nút reset, R4 tụ 33uF tạo thành mạch reset cho Pic Chân reset PIC16F877A tích cực mức thấp Khi bắt đầu cấp nguồn, điện áp tụ 30pF không PIC reset Khi tụ nạp đầy, chân reset lên mức cao PIC bắt đầu hoat động KHỐI HIỂN THỊ (số lượng xe nhiệt độ) Sơ đồ mạch hiển thị số lượng xe nhiệt độ Do led đoạn gồm nhiều led đơn mắc song song nên: VLED=2V, ILED=10mA ⇒ VRC=VCC -VLED=5-2=3V IRC=ILED=10mA ⇒ V RC R C= I RC = = 300Ω , chọn RC=330 Ω 10 Ta có: kIC= β IB ⇒ I B= kI C , chọn k=5, β =80 β ⇒ I B= 5.70 = 4.375mA 80 Ta có: VRB=VCC-VBE=5-0.7=4.3V ⇒ V 4.3 RB RB= I = 4.375 ≈ 1kΩ ⇒chọn RB=1k Ω B HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM KHỐI QUANG LED 1K VC C 5v C 2383 33R C C 2383 33R A C 2383 33R 1K 1K U 1K C 2383 33R C 2383 68R T 1K PO R T PORTC D I 1K C 2383 27R O 1K C 2383 27R C 2383 68R N 1K ! Mạch quang led (caution!) Mỗi chữ khối quang led ghép lại từ led mắc song song, nên cần có giá trị điện trở khác để đảm bảo an toàn cho led Chữ C T có số lượng led 9led: VLED=2V , ILED=90mA ⇒ VRC=VCC -VLED=5-2=3V IRC=ILED=90mA ⇒ V RC R C= I = RC = 33Ω , chọn RC=33 Ω 90 Chữ A O có số lượng led 10led: VLED=2V , ILED=100mA ⇒ VRC=VCC -VLED=5-2=3V IRC=ILED=100mA ⇒ V RC R C= I RC = = 30Ω , chọn RC=33 Ω 100 HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM Chữ I ! có số lượng led 5led: VLED=2V , ILED=50mA ⇒ VRC=VCC -VLED=5-2=3V IRC=ILED=50mA V RC ⇒ R C= I = RC = 60Ω , chọn RC=68 Ω 50 Chữ O vàN có số lượng led 12led: VLED=2V , ILED=120mA ⇒ VRC=VCC -VLED=5-2=3V IRC=ILED=120mA V RC ⇒ R C= I RC = = 25Ω , chọn RC=27 Ω 120 Điện trở hạn dòng cho chân B tranzito Ta có: kIC= β IB ⇒ I B= kI C , chọn k=5, β =80 β ⇒ I B= 5.120 = 7.5mA 80 Ta có: VRB=VCC-VBE=5-0.7=4.3V ⇒ V 4.3 RB RB= I = 7.5 = 573Ω ⇒chọn RB=680 ~ 1K Ω B KHỐI DIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ J1 RB4 RB5 VCC 1K 12v 1K TIP42 Q1 1N4007 MOTOR DC 1 Q5 1K 1N4007 TIP42 2N2222 TIP41 1K Q2 2N2222 Q3 1N4007 1N4007 TIP41 Q6 Q4 Tính RB cho transistor: Ta có dòng IE3 = IĐC = 75mA β = 80 Mà công thức tính dòng điện bão hòa : HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM Β*IB3 = k*IC3 (mà IC3 ≈ IE3) IB3 = k*IC3/β IB3 > 5*75mA/80 IB3 > 4,6875mA Và RB3 = Vcc/IB3 = 5V/4.6875mA ≈ 1k Ω Chọn điện trở 1k Ω Ngoài diode 4007 dùng để bảo vệ transistor động trả điện ngược lại KHỐI CẢM BIẾN VC C 270 10k 270 LED 270 10k k C 1815 Led Thu Vout Led Phat + 741 1k R 270 nguon 5v Rled thu=Rled phát=Rled= 270~330 Ω hạn dòng Ta có: Vled=2V; Iled=10(mA) VR=VCC-Vled=5-2=3V IR=Iled=10(mA) R=VR/IR=3v/10mA=300 Ω Thực tế Rled thu 270 ~ 330 Ω nên chọn Rled thu cao (10k Ω ) để led thu nhạy hoạt động tốt cự li xa Vì led thu giống quang trở có ánh sáng hồng ngoại mạnh điện áp nghịch qua lớn ngược lại Tính cho trường hợp V6 (có Vout led thu dẫn): Khi có V6 V+ = 0v HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM V- =Vcc*(VRB + 0,27)/(VR+0,54) Để V6 = Vcc V+ < V0 < (Vcc*(VRB + 0,27))/(VR+0,54) VR + 0,54 < Vcc*VRB + Vcc*0,27 10 + 0,54 < 5*VRB + 5*0,27 10 + 0,54 – 1,35 < 5*VRB VRB < 0,81/ VRB < 1838 Ω Nên chọn VR có điện trở 10k Ω Tính RB cho c1815: Ta có: chọn k=5, β =80 IE ≈IC=10mA VRB=Vout-VBE= 5V-0.8V =4,2V Mà: k*IC= β*IB IB = k*IC/ β IB = 5*10mA/80 = 0.625mA Nên RB = VRB/IB = 4,2V/0.625mA= 6,72k Ω Nhưng chọn điện trở 4,7k với điện trở 1k để tạo nên cầu phân áp cho c1815 điện trở 1k dùng để chống nhiễu VB = V6*1/(4,7+1) = 5*1/(4,7+1) =0,877V HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM CHƯƠNG IV LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀCHƯƠNG TRÌNH IV Chương trình #include #fuses nowdt,noprotect,nolvp,xt,put #device 16f877*=16 adc=10 #use delay (clock=4000000) #use fast_io(d) #use fast_io(b) #use fast_io(a) #use fast_io(c) #use fast_io(e) #byte portd=0x8 #byte portb=0x6 #byte portc=0x7 #byte porta=0x5 #byte porte=0x9 #bit f=portb.4 //chan kich mo cua xe vao #bit t=portb.5 //chan kich dong cua xe vao #bit k=portb.6 //chan kich mo cua xe #bit l=portb.7 //chan kich dong cua xe #bit a1=porta.1 //quet led dem xe #bit a2=porta.2 #bit a3=porta.4 //quet led nhiet #bit a4=porta.5 #bit b0=portb.0 //cam bien xe vao #bit b1=portb.1 //cam bien xe #bit b2=portb.2 #bit b3=portb.3 #bit e3=porte.2 int mang[10]={192,249,164,176,153,146,130,248,128,144}; int mangg[10]={192,249,164,176,153,146,130,248,128,144}; int i,z,h,dv,chuc,chuct,dvt; float x; int16 y; void doc_adc(); void hienthi(); void xera(); void xevao(); void canhbao(); HSTH: CHUNG – DỮNG – NAM Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: VÕ XUÂN NAM void racungluc(); void vaocungluc(); void hienthix(); void main() { set_tris_d(0); set_tris_b(0b00001111); set_tris_c(0); set_tris_a(0b00000001); set_tris_e(0b000); z=0; x=0; h=0; h=read_eeprom(0x01); portb=0b00001111; portc=0b00000000; porte=0b000; l=1; t=1; for(i=0;i