MẠCH đo KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN

MẠCH đo KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN ...................................... MẠCH đo KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN ...................................... MẠCH đo KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN ...................................... MẠCH đo KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN ......................................

MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .VIII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .IX DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT X CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI CHƯƠNG TÌM HIỂU LINH KIỆN .2 2.1 ARDUINO UNO R3 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Một vài thông số Arduino UNO R3 2.1.3 Vi điều khiển .3 2.1.4 Lập trình cho Arduino .3 2.2 CẢM BIẾN SIÊU ÂM SRF05 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Thông số kỹ thuật 2.2.3 Sơ đồ nối dây 2.3 MÀN HÌNH LCD 16X2 2.3.1 Giới thiệu 2.3.2 Thông số kỹ thuật 2.3.3 Sơ đồ nối dây 2.3 MODULE SIM 900A 2.4.1 Giới thiệu 2.4.2 Thông số kỹ thuật 2.4.3 Sơ đồ nối dây CHƯƠNG THIÊT KẾ MẠCH 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI .7 3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 3.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT CHƯƠNG THỰC THI PHẦN CỨNG 4.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 4.2 THI CÔNG PHẦN CỨNG 4.2.1 Sơ đồ mạch in 4.2.2 Mạch thực tế 10 CHƯƠNG KẾT LUẬN, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .12 5.1 KẾT LUẬN .12 5.2 ỨNG DỤNG 12 5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 PHỤ LỤC… 14 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 2-1: HÌNH ẢNH ARDUINO UNO R3 [1] HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ NỐI DÂY GIỮA SRF05 VÀ ARDUINO UNO R3 [2] HÌNH 2-3: SƠ ĐỒ NỐI DÂY GIỮA LCD VỚI ARDUINO [3] HÌNH 2-4: SƠ ĐỒ NỐI DÂY GIỮA SIM900A VỚI ARDUINO [4] HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH [5] HÌNH 3-3: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT [6] HÌNH 4-1: GIAO DIỆN CHÍNH CỦA PHẦN MỀM [7] .9 HÌNH 4-2: LAYOUT MẠCH IN [8] HÌNH 4-3: SƠ ĐỒ MẠCH IN [9] 10 HÌNH 4-4: MẠCH THỰC TẾ [10] 10 HÌNH 4-5: MẠCH IN THỰC TẾ [11] 11 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA ARDUINO UNO R3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GND I2C I/O PWM RX SS TTL Ground Inter-Intergrated Circuit In/Out Pulse Width Modulation Receiver Slave Select Transistor-transistor logic TX UART USB VCC Cm V USB mA I2C SDA SCL Transmitter Universal Asynchronous Receiver – Transmitter Universal Serial Bus Voltage Colector to Colect Centimet Volt Universal Serial Bus Miliampe Inter- Integrated Circuit Serial Data Serial Clock Trang 1/16 CHƯƠNG 1.GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài : MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN 1.Giới thiệu: - Đo khoảng cách dùng sóng siêu âm phản xạ để đo khoảng cách từ đến vật phản xạ xuất LCD gửi tin nhắn SMS đến điện thoại Độ xác kết đạt lên đến 3mm Yêu cầu đề tài : -Trước tiên xác định rõ mục đích u cầu tốn -Mục đích: +Hệ thống khả đo khoảng cách khơng gian +Hệ thống có khả hiển thị thơng số lên LCD +Hệ thống có khả gửi tin nhắn SMS -Yêu cầu : +Hệ thống làm việc ổn định +Có khả đưa vào ứng dụng thực tế -Với thực tế toán phải thiết kế thành phần bản: +Hệ thống điều khiển hệ thống hiển thị +Hệ thống cảm biến 3.Giải vấn đề -Tìm hiểu linh kiện -Tìm hiểu nguyên lý hoạt động mạch -Thi cơng phần cứng -Lập trình điều khiển -Phân tích nhận xét CHƯƠNG 2.TÌM HIỂU LINH KIỆN 2.1Arduino (UNO R3) Đo khoảng cách không gian Trang 2/16 2.1.1 Giới thiệu - Là board mạch vi xử lý ,nhằm xây dựng ứng dụng tương tác với với môi trường thuận lợi người tiếp cận lập trình.Người viết chương trình sử dụng ngơn ngữ C C++ Hình 2-1: Hình ảnh Arduino UNO R3 [1] 2.1.2 Một vài thông số Arduino UNO R3 Đo khoảng cách không gian Trang 3/16 Bảng Các thông số Arduino UNO R3 2.1.3 Vi điều khiển -Sử dụng loại vi điều khiển 8bit AVR là: ATmega8, ATmega168,ATmega328 2.1.4 Lập trình cho Arduino -Để lập trình gửi nhận tín hiệu từ mạch Arduino, sử dụng Arduino IDE để viết code 2.2 Cảm biến siêu âm SRF05 2.2.1 Giới thiệu -Sóng siêu âm sóng người khơng thể nghe thấy được.Tuy nhiên ta thấy diện sóng siêu âm khắp nơi tự nhiên.Ta có lồi động vật dơi,cá heo… 2.2.2 Đặc điểm thông số kỹ thuật -Cảm biến siêu âm SRF05 sử dụng sóng siêu âm đo khoảng cách không giang vùng từ -> 400 cm, sai số 3mm, với độ xác phụ thuộc vào cách lập trình * Chức chân sau: Vcc: cấp nguồn cho cho cảm biến siêu âm Trigger: kích hoạt q trình phát sóng siêu âm Echo: ban đầu trạng thái 0V, kích hoạt lên 5V có tín hiệu trả về, sau trả 0V GND: nối đất Đo khoảng cách không gian Trang 4/16 OUT: không sử dụng 2.2.3 Sơ đồ nối dây Hình 2-2: Sơ đồ nối dây SRF05 Arduino Uno R3 [2] 2.3 Màn hình LCD 16x2 2.3.1 Giới thiệu -Màn hình LCD 16×2 hình ký tự đơn sắc, hiển thị chữ ASCII với dòng 16 cột, hiển thị 32 ký tự đồng thời 2.3.2 Đặc điểm Thông số kỹ thuật -Kết nối dùng chuẩn I2C -Thông số kỹ thuật VSS: tương đương với GND VDD: tương đương với VCC (5V) Vo: điều khiển độ sáng hình Đo khoảng cách khơng gian Trang 5/16 2.3.3 RS: điều khiển địa ghi liệu RW: Đọc (read mode) hay ghi (write mode) liệu Enable pin: Cho phép ghi vào LCD D0 - D7: chân dư liệu, chân có giá trị HIGH LOW Backlight: Bật tắt đèn hình LCD Sơ đồ nối dây Hình 2-3: Sơ đồ nối dây LCD với Arduino [3] 2.4 Module Sim 900A 2.4.1 Giới thiệu - Module Sim900A thiết kế tập trung hướng đến ổn định hoạt động thiết bị, dễ sử dụng với người dùng phục vụ chủ yếu cho việc điều khiển giám sát thiết bị qua GSM/GPRS 2.4.2 Đặc điểm thông số kỹ thuật -VCC: Nguồn vào 5V -TXD: Truyền Uart TX -RXD: Nhận Uart RX -Headphone: Phát âm -Microphone: Chân nhận âm -GND: Nối đất 2.4.3 Sơ đồ nối chân - Dây TX module UART nối với chân TXD Module Sim900A Đo khoảng cách không gian Trang 6/16 - Dây RX module UART nối với chân RXD Module Sim900A - Dây GND module UART nối với chân GND Module Sim900A - Dây 5V/3.3V module UART nối với chân VMCU Module Sim900A Hình 2-4: Sơ đồ nối dây Sim900a với Arduino [4] CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH 3.1 Sơ đồ khối Đo khoảng cách khơng gian Trang 7/16 Hình 3-1: Sơ đồ khối mạch [5] -Trong đó: +Khối vi xử lý (Arduino): xử lý thông tin nhận từ cảm biến +Khối cảm biến siêu âm SRF05: đo khoảng cách vật đến cảm biến +Khối hiển thị: Hiển thị tín hiệu số lên LCD +Khối Giao tiếp: Gửi tin nhắn SMS qua thiết bị di động +Khối nguồn: cung cấp nguồn cho thiết bị 3.2 Nguyên lý hoạt động - Nguyên lý hoạt động : Tín hiệu mức cao 10us cách sử dụng chân Trigger sau chuyển tới Module arduino (đã qua lập trình) tự gửi tín hiệu tần số theo dõi xem có tín hiệu trả hay khơng.Nếu tín hiệu có trả về, lại trở mức cao trở lại Khoảng thời gian tín hiệu mức cao lần gửi nhận tính theo cơng thức sau -Khoảng cách (quãng đường) = thời gian /29.412/ +Với tốc độ âm 340 m/s [10^6/(340*100)=29.412 microseconds/cm] Sau xuất hình LCD, gửi qua tin nhắn SMS 3.3 Lưu đồ giải thuật Đo khoảng cách khơng gian Trang 8/16 Hình 3.3 Lưu đồ giải thuật[6] CHƯƠNG THỰC THI PHẦN CỨNG 4.1 Kết mô -Để tạo mach in sử dụng nhiều phần mềm khác Ở sử dụng Proteus 8.5 Đo khoảng cách không gian Trang 9/16 Hình 4-1: Mơ mạch [7] 4.2 Thi cơng phần cứng 4.2.1 Sơ đồ mạch in Hình 4-2: Layout mạch in [8] Đo khoảng cách không gian Trang 10/16 Hình 4-3: Sơ đồ mạch in [9] 4.2.2 Mạch thực tế Hình 4-4: Mạch thực tế[10] Đo khoảng cách khơng gian Trang 11/16 Hình 3-5: Mạch in thực tế[11] CHƯƠNG KẾT LUẬN, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Đo khoảng cách không gian Trang 12/16 -Ưu điểm:  Mach hoạt động theo yêu cầu  Hiển thị khoảng cách  Có thể gửi SMS  Độ sai số thấp  Mạch nhỏ gọn, dễ chế tạo sửa chữa -Nhược điểm:  Điều khiển thiết bị có thời gian trễ  Chưa đo khoảng cách xa 5.2 Ứng dụng -Đo khoảng cách ô tô ( cách báo nguyên hiểm báo khoảng cách gần ,cảnh báo an toàn đủ xa -Đo mực nước -Các ứng dụng khác chống trộm ,làm xe tự động… 5.3 Hướng phát triển -Cải thiện phần mềm để dễ dàng phù hợp với yêu cầu -Đo khoảng cách xa xác -Ứng dụng vào mạch phức tạp điều khiển xe tự động TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Phạm Văn Huy Lê Cảnh Trung ,Lập trình Điều khiển với Arduino [2] http://arduino.vn/bai-viet/422-toi-co-tu-lam-mot-mach-arduino-uno-khong [3] http://dandientu.com/2017/03/07/do-khoang-cach-voi-arduino-va-cam-biensieu-am/ Đo khoảng cách không gian Trang 13/16 [4] http://www.dientumaytinh.com/2012/03/gioi-thieu-co-ban-ve-lcd-16x2.html Tiếng Anh: [8] http://www.arduino.cc , Arduino/Genuino UNO Đo khoảng cách không gian Trang 14/16 PHỤ LỤC  Tên linh kiện sử dụng mạch:  Arduino UNO R3  Màn hình LCD 16x2  Cảm biến siêu âm SRF05  Điện trở: 22pf  Chương trình Đo khoảng cách không gian Trang 15/16 Đo khoảng cách không gian Trang 16/16 Đo khoảng cách không gian ... Trang 1/16 CHƯƠNG 1.GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài : MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN 1.Giới thiệu: - Đo khoảng cách dùng sóng siêu âm phản xạ để đo khoảng cách từ đến vật phản xạ xuất LCD gửi tin nhắn... tế Hình 4-4: Mạch thực tế[10] Đo khoảng cách khơng gian Trang 11/16 Hình 3-5: Mạch in thực tế[11] CHƯƠNG KẾT LUẬN, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Đo khoảng cách không gian Trang 12/16... khơng gian Trang 9/16 Hình 4-1: Mơ mạch [7] 4.2 Thi công phần cứng 4.2.1 Sơ đồ mạch in Hình 4-2: Layout mạch in [8] Đo khoảng cách khơng gian Trang 10/16 Hình 4-3: Sơ đồ mạch in [9] 4.2.2 Mạch