Đồ án điều khiển tu xa bằng mt8870 (1)

Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh CHƯƠNG : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.Lý chọn đề tài Mục tiêu đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 MT8870 2.2 ULN 2803A 11 2.3 RELAY .13 2.4 IC LM7805 16 2.5 PIC 16F84A 19 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 28 3.1 SƠ ĐỒ MẠCH 29 3.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển .36 3.3 Mạch in .38 3.4 Mạch thi công 40 40 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .42 4.1 Ưu điểm 42 4.2 Nhược điểm 42 4.3 Hướng cải tiến – phát triển 42 Sản phẩm có hạn chế việc đưa vào ứng dụng thực tế đơi lúc việc nhận phản hồi tín hiệu nút bàn phím chậm, chưa nhạy Để phát triền đề tài thành ứng dụng có tính thực tiễn cao phần.Để tăng tính ứng SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh dụng thực tế cần giao tiếp cao Ngồi thay loại vi điều khiển có tốc độ xử lí cao .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh CHƯƠNG : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Lý chọn đề tài Ngày nay, công nghệ điện thoại di động ngày phát triển mạnh Điện thoại trở thành nhu cầu thiếu người nhịp sống đại điện thoại gần lúc mang theo bên người Bởi khả nghe, gọi, nhắn tin, truy cập internet, giải trí…vv câu hỏi đặt là: Có thể dùng điện thoại di động để điều khiển thiết bị điện Tủ lạnh, TV, điều hoà nhiệt độ, máy tính, lò vi sóng, quạt điện, đèn chiếu sáng, bình nóng lạnh….vv khơng? Trong thực tế sống có khơng lần đến cơng ty hay ngồi mà qn khơng tắt máy tính, điều hồ, bình nóng lạnh …vv nhiều phải trở nhà để tắt thiết bị nhiều lý như: nguy cháy nổ, nguy hiểm, hỏng hóc, tốn điện…Trong ngày mùa đông lạnh trước làm muốn có sẵn nước nóng để tắm cho thoải mái sau ngày làm việc hay muốn ngồi chỗ để điều khiển công việc từ xa vv Xuất phát từ yêu cầu thực tế sống đề tài em nghiên cứu thu tín hiệu DTMF từ điện thoại di động để từ giải mã đưa tín hiệu điều khiển bật /tắt thiết bị điện.Với khả cần mang điện thoại gọi điện nhập mã điều khiển yên tâm thiết bị điện trạng thái tắt/bật ý muốn Mục tiêu đối tượng nghiên cứu 2.1 Mục tiêu -Nghiên cứu thiết kế mạch SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh - Nghiên cứu, thiết kế mạch vi xử lý điều khiển từ xa qua điện thoại -Chương trình vi điều khiển PIC 2.2 Đối tượng nghiên cứu - Hiểu bảng mã DTMF , mã nhị phân - Đối tượng nghiên cứu mạch điều khiển bật tắt thiết bị điện qua điện thoại dùng vi điều khiển PIC 16F84A , MT8870 ULN 2803 SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 MT8870 2.1.1 Tín hiệu DTMF 2.1.1.1 Định nghĩa DTMF(Dual-Tone-Multi-Frequency): tín hiệu gồm có hai tần số xếp trồng lên Mỗi tần số lựa chọn cho có lợi cho việc thiết kế lọc dễ dàng truyền đường dây điện thoại có băng thơng khoảng chừng 3,5KHz DTMF phát tín hiệu âm ghép tín hiệu dải tần số từ 697Hz đến 1633Hz Phiên DTMF sử dụng cho tín hiệu điện thoại biết đến hãng Touch-Tone, tiêu chuẩn hố ITU-T Q.23 Tín hiệu DTMF phát thu IC chuyên dụng (VD: MTD887X) Hệ thống DTMF phát triển trở thành phổ biến hệ thống điện thoại Hệ thống hình thành vào năm 1960 đến năm 1970 phát triển rộng rãi 2.1.1.2 KEYPAD Trong DTMF chữ số chọn lựa có tín hiệu dạng tổ hợp hai tần số xoay chiều: Hình 2.1: Dạng tín hiệu DTMF SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh Khi nút bấm, hai tần số mô tả chữ số phát gửi cách đồng thời Đặc biệt hai âm không âm, tức tần số âm khơng có ước số chung với âm kia, điều để tránh nhầm lẫn vô tình với âm hiệu nói, phân tách rõ ràng hai loại cần thiết Ví dụ hai tần số 750 500 hai tần số khơng thể kết hợp thành tín hiệu DTMF có ước số chung 250, hai tần số hai âm âm Keypad chuẩn ma trận chữ nhật gồm ba cột bốn hàng (3x4) tạo nên tổng cộng 12 phím nhấn: có 10 phím cho chữ số (từ đến 9), hai phím đặc biệt ‘*’ ‘#’ Mỗi hàng bàn phím bấm gán cho tần số tín hiệu thấp, cột gán cho tần số tín hiệu cao Mỗi phím có tín hiệu DTMF riêng tổng hợp hai tần số tương ứng với hàng cột mà phím đứng Những tần số lựa chọn cẩn thận cho có lợi cho việc thiết kế lọc dễ dàng truyền đường dây điện thoại Hình 2.2: Bàn phím chuẩn 12 nút Ngày nay, người ta cho thêm vài phím để tạo nên bảng mã nằm ma trận (4x4) với hàng miêu tả tần số thấp cột miêu tả tần số cao SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hồng Oanh Hình 2.3: Bàn phím mở rộng 16 phím 2.1.1.3 IC MT8870 thu tín hiệu DTMF Hình 2.4: IC thu DTMF MT8870 * Định nghĩa chân sau: - PIN (IN+) Non- Investing op-amp: Ngõ vào không đảo - PIN (IN-) Investing op-amp: Ngõ vào đảo - PIN (GS) Gain Select: Giúp truy xuất ngõ khuếch đại vi sai đầu cuối qua điện trở hồi tiếp - PIN (Vref ) Reference Voltage: Ngõ (Thông thường VDD/2) - PIN (INH) Inhibit: Ngõ vào (Khi chân mức logic cao khơng nhận ký tự A,B,C ngõ ra) SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh - PIN ( PWDN) Power down: Ngõ vào tác động mức cao (Khi chân tác động cấm mạch dao động IC 8870 hoạt động) - PIN (OSC 1): Clock ngõ vào MHz - PIN (OSC 2): Clock ngõ (Nối hai chân với thạch anh 3.579545 MHz, để tạo mạch dao động nội) - PIN (Vss): Nối GND - PIN 10(TOE) Three Stage Output Enable: Ngõ vào, Ngõ Q1-Q4 hoạt động TOE mức cao - PIN 11-14 từ Q1-Q4: Ngõ (khi TOE mức cao chân cung cấp mã tương ứng với cặp Tone dò tìm theo bảng chức Khi TOE mức thấp liệu ngõ trạng thái trở kháng cao) - PIN 15 (STD) Delayed Steering: Ngõ ra, mức cao gặp tần số Tone ghi nhận gõ chốt thích hợp, trở mức thấp điện áp ST/GT nhỏ điện áp ngưỡng VTST - PIN 16 (EST): Early Steering (ngõ ra), chân lên mức [1] thuật toán nhận cặp tone trở mức[0] Tone - PIN 17 (ST/GT): Steering Input /Guard tune output (ngõ ra), điện áp Vc lớn VTST ST điều khiển dò tìm cặp Tone chốt ngõ - PIN 18 (VDD): Điện áp cung cấp, thường +5V IC nhận tín hiệu DTMF từ đường điện thoại qua chân (IN -), sau thực giải mã đưa liệu chân (từ chân 11 đến chân 14) dạng bit nhị phân SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hồng Oanh Hình2.5: Sơ đồ khối MT8870 Hình 2.6 Bảng trạng thái MT8870: SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hồng Oanh Mạch Test thử với MT8870: Hình 2.7: Sơ đồ mạch test thử với IC MT8870 Khi không bấm nút: TOE: Logic Q3: Logic Q2: Logic Q1: Logic Khi bấm giữ nút ‘1’: TOE: Logic Q4: Logic Q3: Logic Q2: Logic Q1: Logic Thả nút ‘1’: SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 10 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh 3.3 Mạch in 3.3.1 Mạch in thực tế sau thiết kế Dựa sơ đồ nguyên lí mạch in thiết kế lớp SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 38 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hồng Oanh Hình 4.1: Sơ đồ mạch in thực tế sau thiết kế SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 39 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh 3.4 Mạch thi cơng Hình 4.2: Mạch thực tế sau thiết kế chạy thử SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 40 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hồng Oanh Hình 4.3: Mạch thực tế sau thiết kế chạy thử SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 41 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 4.1 Ưu điểm - Nghiên cứu cấu trúc nguyên lí hoạt động mạch điều khiển từ xa điện thoại phản hồi tín hiệu âm - Thiết kế mạch điều khiển từ xa ráp mạch dựa mạch thiết kế - Được tìm hiểu thêm bo mạch vi xử lí linh kiện vi xử lí, kết hợp linh kiện vi xử lí với - Xây dựng cấu trúc, thuật tốn sơ đồ khối ngun lí hoạt động vi điều khiển Pic - Có thể tự động sạc đầy pin cho điện thoại ngắt sau thời gian định sẵn 4.2 Nhược điểm - Sản phẩm đòi hỏi điện thoại phải có chế độ trả lời tự động - Bị giảm hiệu ứng phản hồi âm đặt mơi trường có nhiều tiếng ồn - Độ xác , độ nhạy nhận phản hồi tín hiệu âm chưa cao - Giá thành, chi phí cao - Tốn chi phí điều khiển thiết bị cho gọi 4.3 Hướng cải tiến – phát triển 4.3.1 Ứng dụng - Điều khiển bật/tắt quạt - Điều khiển bật/ tắt đèn - Điều khiển bật / tắt tivi - Điều khiển thiết bị điện, ứng dụng nhà thơng minh SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 42 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh 4.3.2 Hướng phát triển Qua trình thực Đồ Án chuyên ngành với đề tài Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại em học hỏi nhiều kiến thức hữu ích như: Lập trình Vi xử lí, làm mạch in, thiết kế mạch, hiệu chỉnh…., em hoàn thành sản phẩm dựa kiến thức học từ lý thuyết để vận dụng vào thực tế thông qua hướng dẫn tận tâm Cô giáo Trần Thị Hồng Oanh Sản phẩm ứng dụng việc điều khiển bật tắt thiết bị điện không trực tiếp nhà, công ty… mà giám sát , điều khiển thiết bị gọi tới số máy kết nối bo mạch Vi điều khiển.Tuy nhiên để phát triển mở rộng đề tài lên thành sản phẩm hồn chỉnh, chi phí rẻ giá thành không cao mà độ nhạy hay độ nhạy bén nhận tín hiệu cao cần giám sát điều khiển thiết bị qua mạng Wifi , giao tiếp với máy tính Sản phẩm có hạn chế việc đưa vào ứng dụng thực tế đơi lúc việc nhận phản hồi tín hiệu nút bàn phím chậm, chưa nhạy Để phát triền đề tài thành ứng dụng có tính thực tiễn cao phần.Để tăng tính ứng dụng thực tế cần giao tiếp cao Ngồi thay loại vi điều khiển có tốc độ xử lí cao SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 43 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vi xử lí thực hành Vi xử lí , tác giả Nguyễn Đình Phú, nhà xuất ĐHSPKT TPHCM 2013 [2] Giáo Trình Kỹ thuật số , tác giả Th.s Trần Thị Hoàng Oanh [3] Truyền liệu, tác giả Tống Văn Ơn, trường Đại Học Bách Khoa TPHCM [4] Dientuvietnam, http://dientuvietnam.net SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 44 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh PHỤ LỤC – MÃ NGUỒN VI ĐIỀU KHIỂN #include #use delay(clock=3.58M) #define loa PIN_B0 int1 tai1,tai2,tai3,tai4,tai5,tai6,tai7; // trang thai phim int1 T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7; // trang thai tai void nhan_sao(); void nhan_khong(); void loa_on(); void loa_off(); void main() { set_tris_a(0xFF); output_low(PIN_B0); output_low(PIN_B1); output_low(PIN_B2); output_low(PIN_B3);output_low(PIN_B4);output_low(PIN_B5); output_low(PIN_B6);output_low(PIN_B7); SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 45 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh tai1=0; T1=0; tai2=0; T2=0; tai3=0; T3=0; tai4=0; T4=0; tai5=0; T5=0; tai6=0;T6=0; tai7=0;T7=0; while(TRUE) { if(input_state(PIN_A4)==1) //chan std { // phim if((input_state(PIN_A0)==1) && (input_state(PIN_A1)==0) && (input_state(PIN_A2)==0) && (input_state(PIN_A3)==0)) { tai1=1; tai2=0; tai3=0; tai4=0; tai5=0;tai6=0;tai7=0; if(T1==1) loa_on(); else loa_off(); } SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 46 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh // phim if((input_state(PIN_A0)==0) && (input_state(PIN_A1)==1) && (input_state(PIN_A2)==0) && (input_state(PIN_A3)==0)) { tai1=0; tai2=1; tai3=0; tai4=0; tai5=0;tai6=0;tai7=0; if(T2==1) loa_on(); else loa_off(); } // phim if((input_state(PIN_A0)==1) && (input_state(PIN_A1)==1) && (input_state(PIN_A2)==0) && (input_state(PIN_A3)==0)) { tai1=0; tai2=0; tai3=1; tai4=0; tai5=0;tai6=0;tai7=0; if(T3==1) loa_on(); else loa_off(); } // phim if((input_state(PIN_A0)==0) && (input_state(PIN_A1)==0) && (input_state(PIN_A2)==1) && (input_state(PIN_A3)==0)) { tai1=0; tai2=0; tai3=0; tai4=1; tai5=0; tai6=0;tai7=0; SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 47 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh if(T4==1) loa_on(); else loa_off(); } // phim if((input_state(PIN_A0)==1) && (input_state(PIN_A1)==0) && (input_state(PIN_A2)==1) && (input_state(PIN_A3)==0)) { tai1=0; tai2=0; tai3=0; tai4=0; tai5=1;tai6=0;tai7=0; if(T5==1) loa_on(); else loa_off(); } // phim if((input_state(PIN_A0)==0) && (input_state(PIN_A1)==1) && (input_state(PIN_A2)==1) && (input_state(PIN_A3)==0)) { tai1=0; tai2=0; tai3=0; tai4=0; tai5=0;tai6=1;tai7=0; if(T6==1) loa_on(); else loa_off(); } // phim SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 48 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh if((input_state(PIN_A0)==1) && (input_state(PIN_A1)==1) && (input_state(PIN_A2)==1) && (input_state(PIN_A3)==0)) { tai1=0; tai2=0; tai3=0; tai4=0; tai5=0;tai6=0;tai7=1; if(T7==1) loa_on(); else loa_off(); } // phim if((input_state(PIN_A0)==0) && (input_state(PIN_A1)==0) && (input_state(PIN_A2)==0) && (input_state(PIN_A3)==1)) { tai1=0; tai2=0; tai3=0; tai4=0; tai5=0; tai6=0;tai7=0; T1=T2=T3=T4=T5=T6=0; output_low(PIN_B1); output_low(PIN_B2); output_low(PIN_B3); output_low(PIN_B4); output_low(PIN_B5); output_low(PIN_B6);output_low(PIN_B7); loa_off(); } // phim SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 49 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh if((input_state(PIN_A0)==1) && (input_state(PIN_A1)==0) && (input_state(PIN_A2)==0) && (input_state(PIN_A3)==1)) { tai1=0; tai2=0; tai3=0; tai4=0; tai5=0;tai6=0;tai7=0; T1=T2=T3=T4=T5=T6=1; output_high(PIN_B1); output_high(PIN_B2); output_high(PIN_B3); output_high(PIN_B4); output_high(PIN_B5);output_high(PIN_B6);output_high(PIN_B7 ); loa_on(); } // phim * if((input_state(PIN_A0)==1) && (input_state(PIN_A1)==1) && (input_state(PIN_A2)==0) && (input_state(PIN_A3)==1)) { nhan_sao(); } // phim if((input_state(PIN_A0)==0) && (input_state(PIN_A1)==1) && (input_state(PIN_A2)==0) && (input_state(PIN_A3)==1)) { nhan_khong(); } } } SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 50 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh } void nhan_khong() { if(tai1==1){ output_high(PIN_B1); tai1=0; T1=1; loa_on();} if(tai2==1){ output_high(PIN_B2); tai2=0; T2=1; loa_on();} if(tai3==1){ output_high(PIN_B3); tai3=0; T3=1; loa_on();} if(tai4==1){ output_high(PIN_B4); tai4=0; T4=1; loa_on();} if(tai5==1){ output_high(PIN_B5); tai5=0; T5=1; loa_on();} if(tai6==1){ output_high(PIN_B6); tai6=0; T6=1; loa_on();} if(tai7==1){ output_high(PIN_B7); tai7=0; T7=1; loa_on();} } void nhan_sao() { if(tai1==1){ output_low(PIN_B1); tai1=0; T1=0; loa_off();} if(tai2==1){ output_low(PIN_B2); tai2=0; T2=0; loa_off();} if(tai3==1){ output_low(PIN_B3); tai3=0; T3=0; loa_off();} if(tai4==1){ output_low(PIN_B4); tai4=0; T4=0; loa_off();} if(tai5==1){ output_low(PIN_B5); tai5=0; T5=0; loa_off();} if(tai6==1){ output_low(PIN_B6); tai6=0; T6=0; loa_off();} SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Tồn Trang 51 Điều khiển thiết bị từ xa điện thoại GVHD:Th.s Trần Thị Hoàng Oanh if(tai7==1){ output_low(PIN_B7); tai7=0; T7=0; loa_off();} } void loa_off() { output_high(loa); delay_ms(150); output_low(loa); delay_ms(150); output_high(loa); delay_ms(150); output_low(loa); } void loa_on() { output_high(loa); delay_ms(400); output_low(loa); } SVTH: Nguyễn Đình Cừ - Nguyễn Trung Toàn Trang 52