Đang tải... (xem toàn văn)
MẠCH đếm sản PHẨM DÙNG cảm ..................................... MẠCH đếm sản PHẨM DÙNG cảm ..................................... MẠCH đếm sản PHẨM DÙNG cảm ..................................... MẠCH đếm sản PHẨM DÙNG cảm .....................................
MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM DÙNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Vdc Voltage Direct Current GND Ground IC Integrated Circuit Op-Amp Operational Amplifier Vcc Voltage common collector LCD Liquid crystal display LED Light Emitting Diode ROM Random Access Memory RAM Read-Only Memory Trang 5/28 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 1.1 Giới thiệu Ngày ta thường thấy mạch đếm sản phẩm dầy chuyền sản xuất,các nhà máy xí nghiệp.Mạch đếm sản phẩm sử dụng cảm biến hồng ngoại mạch điện tự động đếm sản phẩm qua khối cảm biển hồng ngoại mạch số lượng đếm thể hiền qua led đoạn hình LCD 1.1.1 Yêu cầu đề tài Sử dụng vi điều khiển mạch cảm biến hồng ngoại để thiết kế mạch số lượng sản phẩm hiển thị led đoạn từ 00 đến 99 1.1.2 Hướng giải Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch,viết code,mô phần mềm Proteus.Sau mô thành công ta bắt đầu vẽ mạch in,in mạch làm mơ hình 1.2 Nguyên lý chung Khi có vật cản sản phẩm qua khối cảm biến hồng ngoại,thì vật cản chắn ngang ánh sáng hồng ngoại gửi từ led phát hồng ngoại tới led thu hồng ngoại,tín hiệu lấy từ led thu hồng ngoại đưa qua Op-Amp có chức so sánh áp đầu Op-Amp đưa tới vi điều khiển để xử lý.Sau vi điều khiển xử lý xuất số sản phẩm đếm thông qua led đoạn.Từ ta thấy số sản phẩm qua mạch đếm sản phẩm MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 6/28 CHƯƠNG MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 2.1 Các linh kiện điện tử sử dụng mạch 2.1.1 IC LM358 IC LM358 khuếch đại thuật tốn kép cơng suất thấp, gồm có hai khuếch đại thuật tốn (Op-Amp), tương thích với nhiều loại mạch logic khác Được ứng dụng mạch so sánh điện áp, chuyển đổi Analog - Digital, cảm biến đo lường, khuếch đại Hình 2- 1: IC LM358 Các thơng số IC LM358 : • - Dải điện áp hoạt động: khoảng từ 3Vdc đến 32Vdc Dải nhiệt độ hoạt động: từ đến C Điện áp ngõ ra: từ 0V dến (Vcc – 1.5V) Độ lợi khuếch đại : khoảng 100dB Dải tần hoạt động: khoảng MHz MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỊNG NGOẠI Trang 7/28 • Sơ đồ chân IC LM358 : Hình 2- 2: Sơ đồ chân IC LM358 - Chân số 1: ngõ op-amp thứ Chân số 2: ngõ vào đảo bộ op-amp thứ Chân số 3: ngõ vào không đảo bộ op-amp thứ Chân số 4: nối GND Chân số 5: ngõ vào không đảo bộ op-amp thứ Chân số 6: ngõ vào đảo bộ op-amp thứ Chân số 7: ngõ op-amp thứ Chân số 8: nối nguồn Vcc 2.1.2 IC AT89S52 IC AT89S2 loại vi điều khiển thuộc họ vi điều khiển 8052 sử dụng phổ biến giá thành rẻ có nhiều cơng dụng, loại IC 40, ứng dụng nhiều mạch điện tử cần vi điều khiển Hình 2- 3: IC AT89S52 MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 8/28 Hình 2- 4: Sơ đồ khối IC AT89S52 2.1.2.1 - Các thông số IC AT89S52 Dải điện áp hoạt động: từ đến 5.5 Vdc Dải tần hoạt động: từ đến 33 MHz Có 32 cổng vào đươc chia làm PORT Có định thời Có nguồn ngắt Có nhớ ROM 8Kbyte flash Có nhớ RAM 256 byte MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 9/28 2.1.2.2 Sơ đồ chân IC AT89S52 Hình 2- 5: Sơ đồ chân IC NE555 - Chân số 1đến số 8: chân PORT Chân số 9: chân reset Chân số 10 đến chân số 17: chân PORT Chân số 18 chân 19: chân XTAL2 va XTAL1 Chân số 20: chân nối GND Chân số 21 đến chân số 28: chân PORT Chân số 29: chân Chân số 30: chân Chân số 31: chân Chân số 32 đến 39: chân PORT Chân số 40: chân nối nguồn Vcc 2.1.3 Tụ điện Tụ điện linh kiện điện tử thụ động mạch điện, dùng để lọc phẳng điện áp,lọc nhiễu tín hiệu hay dùng nơi chứa điện tích MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỊNG NGOẠI Trang 10/28 Hình 2- 6: Các loại tụ điện 2.1.4 Điện trở Điện trở linh kiện điện tử thụ động mạch điện.Được sử dụng để hạn chế dòng điện thơng qua định luật Ohm Hình 2- 7: Điện trở 2.1.5 Biến trở Biến trở linh kiện điện tử thụ động ,có chức điện trở thay đổi giá trị điện trở theo yêu cầu MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 18/28 Khối xử lý Hình 3- 4: Sơ đồ nguyên lý khối xử lý Khối xử lý dùng vi điều khiển AT89S52 để xử lý tín hiệu từ nút điều khiển hiển thị led đoạn.Khối xử lý bao gồm khối tạo dao động sử dụng thạch anh 12Mhz,khối reset tái khởi động lại hoạt động vi điều khiển cấp nguồn nhấn nút,khối báo hiệu sử dụng còi chip 5Vdc để báo hiệu mạch đếm xong sản phẩm,còi chíp nối qua cực C transistor PNP,cực E nối lên nguồn cực B nối qua điện trở 10kΩ tới chân P3.2 vi điều khiển.Còi chip hoạt động chân P3.2 mức cao MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 19/28 3.2.3 Khối hiển thị Hình 3- 5: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị Khối thị bao gồm led đoạn màu đỏ, led xanh dương led xanh cây.2 led đoạn màu đỏ hiển số lượng sản phẩm đểm từ 00 đến 99.Led xanh sáng chế độ đếm lên chọn led xanh dương sáng chế độ đếm xuống chọn • Cách tính điện trở khối hiển thị: - Đối với điện trở mắc với led doan : ta chọn dòng qua led đoạn Suy - Chọn điện trở 220Ω Đối với điện trở mắc với led xanh xanh dương cơng thức tính giống led đoạn nên ta chọn điện trơ 220 Ω MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 20/28 3.3 Sơ đồ nguyên lý tổng quát mạch Hình 3- 6: Sơ đồ nguyên lý tổng quát mạch Ngõ chân IC LM358 nối đến chân P3.4 vi điều khiển.Vi điều khiển dựa vào tín hiệu đưa vào chân P3.4 để đếm sản phẩm,vi điểu khiển đếm sản phẩm cấp xung clock cạnh lên vào chân P3.4.Khi mạch đếm tới 99 sản phẩm sản phẩm thứ 100 qua mạch reset 00 đồng thời phát âm còi chip phát để báo hiều rẳng mạch đếm xong 100 sản phẩm.Ta chọn chế độ đếm lên từ 00 đến 99 đếm xuống từ 99 đến 00 MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 21/28 3.4 Sơ đồ mạch in Hình 3- 7: Sơ đồ mạch in Sơ đồ mạch in thực phần mềm Orcad MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 22/28 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC TẾ Hình 4- 1: Kết mạch thực tế Đây mạch thực tế sau ta tiến hành bước vẽ mạch in,in mạch,khoan mạch bước cuối hàn linh kiện vào mạch MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 23/28 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Ưu nhược điếm mạch • Ưu điểm : - Mạch gia công với yêu cầu đề tài - Mạch có nhiều chức đáp ứng cho nhiều mục đích sử dụng - Mạch có khả đếm sản số sản phẩm đưa qua mạch - Mạch hoạt động ổn định điều kiện không bị nhiễu xạ ánh sáng hồng ngoại từ môi trường bên - Mạch dễ chế tạo,dễ sử dụng chi phí gia cơng thấp • Nhược điểm : - Dễ bị nhiễu xạ ánh sáng hồng ngoại từ mơi trường bên ngồi - Khơng đếm sản phẩm có kích thước nhỏ - Khơng đếm lúc nhiều sản phẩm qua,mỗi lần đếm sản phẩm 5.2 Ứng dụng Mạch đếm sản phẩm sử dụng cảm biến hồng ngoại ứng dụng rộng rãi dây chuyền sản xuất cơng ty,xí nghiệp hộ gia đình.Ví dụ : - Được dùng để đếm sản phẩm qua dây chuyền nhà máy Đươc dùng để đếm số lượng người vào nhà máy Đươc dùng để đếm tốc độ động 5.3 Hướng phát triển Ngày mạch điện tử ngày phát triển chức công dụng yêu cầu cải thiện hiệu suất hoạt động mạch điện tử ngày nâng cao,đối với mạch đếm sản phẩm sử dụng cảm biến hồng ngoại không ngoại lệ,trong tương lai mạch đếm phát triển sử dụng mạch cảm biến tối ưu khắc phục nhược điểm cảm biến hồng ngoại.Sử dụng vi điểu khiển có tốc độ xử lý nhanh tích hơp nhiều chức để đáp ứng tốt mục đích khác người sử dụng MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 24/28 MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 25/28 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] www.robocon.vn [2] www.google.com [3] www.alldatasheet.com [4] Nguyễn Tấn Phước (2010), Giáo trình Linh Kiện Điện Tử,Nhà xuất Hồng Đức [5] Tống Văn On,Hoàng Đức Hải (2009),Họ Vi Điều Khiển 8051,Nhà xuất Lao Động – Xã Hội Tiếng Anh: [1] www.alldatasheet.com MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 26/28 PHỤ LỤC A Code viết phần mềm Keil #include sbit dem = P3^4; sbit Up = P1^2; sbit Down = P1^4; sbit Mode = P1^0; sbit Set = P1^6; unsigned char led[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; void delay_ms(unsigned int t) { unsigned int x; char y; for(x=0;x0&mode==2) { hienthi(i); k = 0; } } if(mode==1&set==0) { MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 29/28 if(dem==1) { if(i==99) { i = -1; } i++; while(dem==1) { hienthi(i); } if(i==0) { P3_2 = 0; delay_ms(2000); P3_2 = 1; P3_6 = 1; mode = 0; j = 0; set = 0; } } } if(mode==2&set==0) { if(dem==1) { if(i==0) { MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 30/28 i = 100; } i ; while(dem==1) { hienthi(i); } if(i==0) { P3_2 = 0; delay_ms(2000); P3_2 = 1; mode = 0; P3_7 = 1; } } } if(mode==1&set==1) { if(dem==1) { i++; while(dem==1) { hienthi(i); } if(i==k) { i = 0; MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 31/28 hienthi(i); P3_2 = 0; delay_ms(2000); P3_2 = 1; mode = 0; P3_6 = 1; j = 0; set = 0; k = 0; } } } if(mode==2&set==1) { if(dem==1) { i ; while(dem==1) { hienthi(i); } if(i==k) { P3_2 = 0; delay_ms(2000); P3_2 = 1; mode = 0; P3_7 = 1; set = 0; MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 32/28 } } } if(Up==0&set==0) { i = i + 10; if(i>99) { i = i - 100; } hienthi(i); while(Up==0); } if(Down==0&set==0) { if(i==0) { i=100; } i ; hienthi(i); while(Down==0); } } } MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI ... xử lý xuất số sản phẩm đếm thông qua led đoạn.Từ ta thấy số sản phẩm qua mạch đếm sản phẩm MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HÒNG NGOẠI Trang 6/28 CHƯƠNG MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG... VỀ MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 1.1 Giới thiệu Ngày ta thường thấy mạch đếm sản phẩm dầy chuyền sản xuất,các nhà máy xí nghiệp .Mạch đếm sản phẩm sử dụng cảm biến hồng ngoại mạch. .. - Khơng đếm sản phẩm có kích thước nhỏ - Khơng đếm lúc nhiều sản phẩm qua,mỗi lần đếm sản phẩm 5.2 Ứng dụng Mạch đếm sản phẩm sử dụng cảm biến hồng ngoại ứng dụng rộng rãi dây chuyền sản xuất