Điều khiển thiết bị điện bằng máy tính

Chương Dẫn Nhập CHƯƠ NG DẪN NHẬP GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương Dẫn Nhập I ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày với phát triển công nghệ vi điện tử, kỹ thuật số hệ thống điều khiển tự động hóa Với kỹ thuật tiên tiến vi xử lý, vi mạch số …được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, hệ thống điều khiển khí thô sơ, với tốc độ xử lí chậm chạp xác thay hệ thống điều khiển tự động với lệnh chương trình thiết lập trước với độ xác cao nhiều Trong trình hoạt động xưởng, văn phòng, công sở nay, việc giám sát nhiệt độ điều khiển thiết bị cho hợp lý, nhanh chóng yêu cầu thiết yếu Nó giúp ta can thiệp, xử lý kịp thời tránh hư hỏng cố xảy Để đáp ứng yêu cầu giám sát thiết bị đưa lệnh điều khiển cho thích hợp có nhiều phương pháp để thực hiện, áp dụng kiến thức học chúng em sử dụng vi điều khiển PIC16F877A giao tiếp với máy tính qua cổng COM với giao diện Visual Basic 6.0 Với đồng ý Cô Bùi Thị Kim Chi Chúng em tiến thành thực đề tài: “Điều Khiển Thiết Bị Điện Trong Nhà Qua Máy Tính” II TẦM QUANG TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI - Đây đề tài nghiên cứu mang tính thực tiễn việc vận dụng kiến thức học trườngvào thực tế - Về mặt khoa học, đề tài giúp cho nhóm chúng em hiểu rõ thêm Truyền liệu điều khiển Cách điều khiển mạch điện thông qua máy tính với giao diện Visual Basic 6.0 - Về mặt thực tiễn, đề tài áp dụng vào thực tế để điều khiển, hẹn tắt mở số thiết bị nhà đèn điện, quạt máy giám sát nhiệt độ phòng GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương Dẫn Nhập III GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Do hạn chế kiến thức, thời gian thực kinh nghiệm thực tế, nhóm chúng em thực việc sau : • Thiết kế thi công mô hình gồm nhiều Module kết nối lại với • Có thể điều khiển thiết bị • Kết nối với máy tính cổng nối tiếp (cổng COM) • Thiết bị phòng điều khiển tay • Có thể hẹn tắt - mở cho thiết bị giao diện VB • Hiển thị nhiệt độ phòng cảnh báo nhiệt độ • Chỉ điều khiển thiết bị công suất nhỏ, đơn giản… IV MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Khi bắt tay vào thực đề tài này, nhóm chúng em mong muốn sản phẩm đề tài phải ứng dụng vào thực tế Và đặc biệt, chúng em điều kiện, hội, cách thức để cố, bổ sung ứng dụng lĩnh hội lý thuyết thực tập trường Từ sử dụng ứng dụng nhằm đáp ứng cho nhu cầu thực tế Đây tiền đề để thành viên nhóm có số kiến thức chuyên ngành định, làm hành trang cho công việc sau V ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu đề tài là: ► Cách thức giao tiếp phần cứng máy tính ► Cách thức giao tiếp mạch đo mạch điều khiển GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương Dẫn Nhập ► Cách lập trình cho vi điều khiển để mạch hoạt động ổn định ► Cách cân chỉnh mạch, đảm bảo mạch hoạt đông xác, ổn định thời gian lâu dài mạch VI PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu Trong trình nghiên cứu, nhóm sinh viên thực chủ yếu dựa vào hai phương pháp chính: - Phương pháp tham khảo tài liệu: Thu thập tài liệu liên quan đến giao tiếp máy tính, Truyền số liệu, Kỹ thuật mạch điện tử, Thiết kế mạch điện tử Phương pháp nghiên cứu khoa học Sau đó, nhóm chúng em vận dụng kiến thức với tài liệu, sau thiết kế mạch điện phù hợp với yêu cầu mà ban đầu nhóm đề - Phương pháp quan sát thực nghiệm: Sau có mạch theo tính toán lý thuyết, nhóm sinh viên thực thi công mạch thực tế theo sơ đồnguyên lý vạch Sau tiến hành cân chỉnh lại mạch cho mạch hoạt động tốt Phương tiện nghiên cứu - Các tài liệu liên quan đến đề tài - Các linh kiện điện tử mạch - Đồng hồ đo VOM - Máy tính - Các dụng cụ để thi công mạch GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương Dẫn Nhập GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết  CÁC LINH KIỆN CHÍNH DÙNG TRONG MẠCH: - PIC 16F877A - IC MAX 232 - OPTO PC817 - LM 7805 - LM35 - Transistor A1013 I SƠ LƯỢC VỀ PIC 16F877A Các thông số kĩ thuật vi điều khiển - PIC 16f877a vi điều khiển thuộc họ PIC 16fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh thực thi chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép 20MH vớ chu kì lệnh 200ns - Bộ nhớ chương trình 8Kx14bit - Bộ nhớ dử liệu 368byte RAM - Bộ nhớ dử liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte - Số Port I/O với 33 pin I/O - Bộ nhớ flash với khả ghi xóa 100.000 lần - Bộ nhớ EEPROM với khả ghi xóa 1.000.000 lần - Dữ liệu nhớ EEPROM lưu trử 40 năm - Nạp chương trình mạch nạp ICSP (In Circuit Serial Programming) thông qua chân - Chức bảo mật chương trình GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết - Có thể hoạt động nhiều ossilokop • Các đặc tính ngoại vi bao gồm khối chức sau: - Timer 0:bộ đếm 8bit với chia tần bit - Timer 1:bộ đếm 16bit với chia tần số, thực chức đếm dựa vào xung clock ngoại vi vi điều khiển hoạt động chế độ ngủ - Bộ đếm 8bit với chia tần số, postcaler - Hai capter/so sánh/điều chế độ rộng xung - Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP, SPI I2C - Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với bit địa - Cổng giao tiếp song song PSP với chân điều khiển RD, WR, CS bên GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Sơ đồ chân GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Cấu trúc bên vi điều khiển PIC 16f877a a Sơ đồ khối GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 10 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục If cmd_tb05_henmocap1.Enabled = False Then cmd_tb05_henmocap2.Visible = False Else: cmd_tb05_henmocap1.Visible = False End If hgm(5) = txt_tb05_hengiomo.Text hgt(5) = txt_tb05_hengiotat.Text txt_tb05_hengiomo.Enabled = False txt_tb05_hengiotat.Enabled = False frm_tb05_hengio.Caption = "Da Hen Gio" cmd_tb05_hengio.Caption = "Huy" End If Else Beep MsgBox "Sai Thoi Gian" & vbNewLine & "Dinh Dang Thoi Gian Dung La: 'hh:mm:ss'", , "Bao Loi!" End If Else txt_tb05_hengiomo.Enabled = True txt_tb05_hengiotat.Enabled = True cmd_tb05_henmocap1.Visible = True cmd_tb05_henmocap2.Visible = True frm_tb05_hengio.Caption = "Hen Gio" cmd_tb05_hengio.Caption = "Hen Gio" End If End Sub Private Sub cmd_tb05_tudongmo_Click() If lbl_nhietdo.Caption = " " Then GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 108 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục Beep MsgBox "Chua Nhan Duoc Du Lieu Nhiet Do!", , "Loi Giao Tiep Du Lieu!" ElseIf cmd_tb05_tudongmo.Caption = "Thiet Lap" Then If IsNumeric(txt_tb05_tudongmo) = True And Val(txt_tb05_tudongmo) = nhietdocao Or nhietdo = (nhietdo_tudongmo + 5)) Then shp_trangthai_tb05.FillColor = &HFFFF& MSComm2.Output = "a" ' tb05 mo cap ElseIf Form1.lbl_trangthaihethong = "Da Mo Cong Com2 - 9600,N,8,1" And cmd_tb05_tudongmo.Caption = "Huy" And nhietdo Val(txt_nhietdothap) And Val(txt_nhietdocao) = And lbl_nhietdo.Caption " " Then nhietdocao = Val(txt_nhietdocao) nhietdothap = Val(txt_nhietdothap) txt_nhietdocao.Enabled = False txt_nhietdothap.Enabled = False chk_tudongtat.Enabled = False cmd_canhbaonhietdo.Caption = "Huy" Else Beep MsgBox "Sai Nhiet Do" & vbNewLine & "Nhiet Do Tu '0 oC - 100 oC'" & vbNewLine & "'Nhiet Do Thap' < 'Nhiet Do Cao'", , "Bao Loi!" End If Else: cmd_canhbaonhietdo.Caption = "Thiet Lap" txt_nhietdocao.Enabled = True txt_nhietdothap.Enabled = True chk_tudongtat.Enabled = True GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 116 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục End If End Sub Private Sub MSComm2_OnComm() If MSComm2.CommEvent = comEvReceive Then On Error GoTo loinhandulieu Timer2.Interval = 1000 Data = MSComm2.Input If IsNumeric(Data) = True Then lbl_nhietdo.Caption = Int(Data) nhietdo = Int(Data) End If Select Case Data Case "c" 'tb 01 tat shp_trangthai_tb01.FillColor = &H0& cmd_tb01_tat.Enabled = False cmd_tb01_mo.Enabled = True Case "d" 'tb 01 mo shp_trangthai_tb01.FillColor = &HFFFF& cmd_tb01_mo.Enabled = False cmd_tb01_tat.Enabled = True Case "e" 'tb 02 tat shp_trangthai_tb02.FillColor = &H0& cmd_tb02_tat.Enabled = False cmd_tb02_mo.Enabled = True Case "f" 'tb 02 mo shp_trangthai_tb02.FillColor = &HFFFF& cmd_tb02_mo.Enabled = False GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 117 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục cmd_tb02_tat.Enabled = True Case "g" 'tb 03 tat shp_trangthai_tb03.FillColor = &H0& cmd_tb03_tat.Enabled = False cmd_tb03_mo.Enabled = True Case "h" 'tb 03 mo shp_trangthai_tb03.FillColor = &HFFFF& cmd_tb03_mo.Enabled = False cmd_tb03_tat.Enabled = True Case "i" 'tb 04 tat shp_trangthai_tb04.FillColor = &H0& cmd_tb04_tat.Enabled = False cmd_tb04_mo.Enabled = True Case "j" 'tb 04 mo shp_trangthai_tb04.FillColor = &HFFFF& cmd_tb04_mo.Enabled = False cmd_tb04_tat.Enabled = True Case "k" 'tb 05 tat shp_trangthai_tb05.FillColor = &H0& If cmd_tb05_tudongmo.Caption = "Thiet Lap" Then cmd_tb05_mocap1.Enabled = True cmd_tb05_mocap2.Enabled = True cmd_tb05_tat.Enabled = False End If Case "l" 'tb 05 mo cap shp_trangthai_tb05.FillColor = &HC0FFFF If cmd_tb05_tudongmo.Caption = "Thiet Lap" Then cmd_tb05_mocap1.Enabled = False GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 118 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục cmd_tb05_mocap2.Enabled = True cmd_tb05_tat.Enabled = True End If Case "m" 'tb 05 mo cap shp_trangthai_tb05.FillColor = &HFFFF& If cmd_tb05_tudongmo.Caption = "Thiet Lap" Then cmd_tb05_mocap1.Enabled = True cmd_tb05_mocap2.Enabled = False cmd_tb05_tat.Enabled = True End If Case "o" 'kiem tra ket noi voi phan cung kiemtra = End Select End If Exit Sub loinhandulieu: 'loi nhan du lieu sndPlaySound "C:\Windows\Media\Windows Error.wav", sndAsync 'Play Sound MsgBox Err.Description & vbNewLine & "Phat Sinh Loi Khi Nhan Du Lieu" & vbNewLine & "Yeu Cau Thoat Chuong Trinh!", , "Loi Nhan Du Lieu!" End End Sub Private Sub Timer2_Timer() 'kiem tra ket noi voi phan cung If kiemtra = And cmd_mocongcom.Caption = "Dong Com2" Then shp_trangthai_tb01.FillColor = &HC0C0C0 'thiet bi khong xac dinh duoc trang thai shp_trangthai_tb02.FillColor = &HC0C0C0 'thiet bi khong xac dinh duoc trang thai GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 119 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục shp_trangthai_tb03.FillColor = &HC0C0C0 'thiet bi khong xac dinh duoc trang thai shp_trangthai_tb04.FillColor = &HC0C0C0 'thiet bi khong xac dinh duoc trang thai shp_trangthai_tb05.FillColor = &HC0C0C0 'thiet bi khong xac dinh duoc trang thai If lbl_trangthaihethong.Caption = "Da Mo Cong Com2 - 9600,N,8,1" Then sndPlaySound "C:\Windows\Media\Windows Error.wav", sndAsync 'Play Sound MsgBox "Mat Ket Noi Voi Phan Cung" & vbNewLine & "Xin Kiem Tra Lai", , "Mat Ket Noi!" Form1.lbl_trangthaihethong = "Mat Ket Noi Voi Voi Phan Cung" End If ElseIf kiemtra = And cmd_mocongcom.Caption = "Dong Com2" Then kiemtra = Form1.lbl_trangthaihethong = "Da Mo Cong Com2 - 9600,N,8,1" End If End Sub GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 120 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục III MÔ HÌNH MẠCH THỰC TẾ GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 121 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt Phụ Lục IV TÀI LIỆU THAM KHẢO • TÀI LIỆU TRÊN SÁCH Vi Xử Lý_Biên Soạn Nguyễn Trọng Khanh Linh kiện điện tử_Dương Minh Trí_NXB KHKT Kỹ Thuật Số 1,2_ NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM Giáo Trình Visual Bacsic • TÀI LIỆU TRÊN INTERNET http://www.dientuvietnam.net http://www.picvietnam.com http://webdien.com http://www.alldatasheet.com/ http://www.microchip.com/ • LINK DOWNLOAD CÁC PHẦN MỀM (Orcad, Proteus, Pickit 2, Visual Basic 6.0, Pic C Complier,…) http://hoangnhanpro.forumvi.com/f17-forum GVHD: Bùi Thị Kim Chi - Trang 122 - SVTH: Phạm Hoàng Nhân - Ngô Tấn Kiệt ... liệu điều khiển Cách điều khiển mạch điện thông qua máy tính với giao diện Visual Basic 6.0 - Về mặt thực tiễn, đề tài áp dụng vào thực tế để điều khiển, hẹn tắt mở số thiết bị nhà đèn điện, ... thực việc sau : • Thiết kế thi công mô hình gồm nhiều Module kết nối lại với • Có thể điều khiển thiết bị • Kết nối với máy tính cổng nối tiếp (cổng COM) • Thiết bị phòng điều khiển tay • Có thể... dụng vi điều khiển PIC16F877A giao tiếp với máy tính qua cổng COM với giao diện Visual Basic 6.0 Với đồng ý Cô Bùi Thị Kim Chi Chúng em tiến thành thực đề tài: Điều Khiển Thiết Bị Điện Trong