Thiết kế mạch chống cướp xe qua máy điện thoại di động

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, ngành công nghệ thông tin đạt tiến vượt bậc với đời ngành công nghiệp phần cứng, phần mềm việc giải công việc giúp người trở nên dễ dàng, thuận tiện nhanh chóng Cùng với phát triển ngành cơng nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ hệ thống thông tin liên lạc, đời dịch vụ điện thoại mà cụ thể điện thoại di động với ưu dễ dàng hoạt động di chuyển lúc nơi Chính việc dùng điện thoại để liên lạc vấn đề đặt sử dụng điện thoại Remote để điều khiển thiết bị điện từ xa Từ yêu cầu kiến thức em học trường em lựa chọn đề tài: “Thiết kế mạch chống cướp xe máy qua điện thoại di động” Giới hạn đề tài: Trong thời gian mười hai tuần, với kiến thức tích lũy suốt q trình học tập Để thực đề tài cách hoàn hảo, trọn vẹn, tối ưu mặt kỹ thuật điều vơ khó khăn Do đó, đề tài em tập trung tìm hiểu sâu về:  Nguyên lý hoạt động IC mt8870  Tìm hiểu nguyên lý làm việc hệ thống tổng đài điện thoại điện thoại di động để làm liệu thiết kế, ứng dụng hệ thống đường truyền tín hiệu di động vào điều khiển mạch điện gắn xe máy  Tìm hiểu hệ thống điện xe máy IC xe máy  Thiết kế mạch chống trộm-cướp xe máy cách tắt máy hú còi báo động Phạm vị làm việc mong muốn đề tài bán kính 500m điều kiện địa hình Do điều kiện kiến thức, hiểu biết, sở vật chất hạn chế nên đề tài số chưa giải sau:  Đề tài không tập trung nghiên cứu sâu tổng đài máy điện thoại  Chưa thể xác định vị trí xe trường hợp xe bị thời gian dài  Hoàn chỉnh hệ thống chống trộm cướp cảnh báo thông qua hệ thống phát tiếng nói SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận LỜI CẢM ƠN Lời khoá luận em xin bày tỏ lòng biết ơn tới tồn thể thầy, cô giáo Khoa Xây Dựng Điện trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh nhiệt tình bảo, dạy dỗ em suốt năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Quang Thuận hướng dẫn, quan tâm, bảo tận tình để em hồn thành khố luận tốt nghiệp Con xin cảm ơn ba má, anh hai bạn bên cạnh, ủng hộ, động viên tinh thần cho suốt thời gian qua SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận CHƢƠNG I:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHỐNG CƢỚP XE MÁY QUA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG 1.1 Mục đích nghiên cứu: 1.2 Tổng quan mạch bảo vệ xe máy nay: 1.3 Tổng quan phƣơng pháp điều khiển mạch bảo vệ xe máy: 1.4 Tổng quan điện thoại di động: 1.5 Tín hiệu DTMF: 1.6 Tổng quan điện thoại NOKIA: 10 1.7 Tổng quan xe máy Wave Alpha: 15 1.8 So sánh lựa chọn phƣơng án thi công: 18 1.9 Kết luận lựa chọn phƣơng án thi công: 20 CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ TỔNG ĐÀI 21 2.1 Khái niệm tổng đài: 21 2.2 Phân loại tổng đài: 21 2.3 Phân loại theo cấu trúc mạng: 21 2.4 Các kỹ thuật chuyển mạch điện tử: 23 2.5 Hệ thống âm hiệu tổng đài: 23 2.6 IC MT8870: 27 CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 30 3.1 Khối nguồn: 30 3.2 Tính tốn lựa chọn relay: 33 3.3 Khối điều khiển: 35 3.4 Sự cố biện pháp khắc phục: 39 3.5 Tổng chi phí cho mạch: 40 CHƢƠNG IV: TỔNG KẾT VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 42 PHỤ LỤC 44 IC LM7805: 44 DATASHEET TIP41C: 45 SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Sơ đồ chân relay YL303: 47 Mơ hình mạch thực tế: 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận CHƢƠNG I:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHỐNG CƢỚP XE MÁY QUA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG 1.1.Mục đích nghiên cứu: Trước tiên, thân em Việc thực đề tài hội tốt để em tự kiểm tra lại kiến thức mà em tích lũy suốt bốn năm qua ghế nhà trường Đồng thời lúc để em tự nỗ lực vận động tìm hiểu, nghiên cứu tiếp cận vấn đề mà chưa biết, chưa hiểu rõ Qua trang bị cho thân nhiều kiến thức bổ ích sau ứng dụng vào thực tế sống yêu cầu công việc sau Hiện nay, tình hình an ninh trật tự thành phố diễn biến phức tạp Các loại hình tội phạm ngày đa dạng manh động Đặc biệt tượng cướp giật xe máy vũ khí ngày diễn thường xuyên táo tợn Bọn chúng sẵn sàng sử dụng vũ lực chí cơng đe dọa tính mạng nạn nhân gặp phải kháng cự Do đó, việc bảo đảm an toàn thân, đồng thời bảo vệ tài sản cá nhân nhu cầu cần thiết người dân Để tránh cho người dân phải đối mặt với nguy hiểm cách tốt giữ khoảng cách kẻ cướp điều vơ quan trọng Việc tắt máy xe bật công tắc báo động xe từ khoảng cách an toàn điều mà chủ nhân loại xe mong muốn thời điểm Xuất phát từ mục đích hàng loạt loại mạch chống trộm xe máy thiết kế đưa vào thị trường Tùy theo loại nhu cầu khả tài người tiêu dùng mà loại mạch có chất lượng khác khoảng cách điều khiển mạch chống trộm xe thay đổi theo Nếu ta thiết kế loại mạch có giá thành phù hợp, khoảng cách điều khiển đạt mức tối ưu giải vấn đề giá lượng lớn người tiêu dùng có mức thu nhập chưa cao.Và em có ý tưởng tạo sản phẩm có tính ứng dụng cao thực tế, tận dụng khả truyền-nhận nhanh không chịu ảnh hưởng nhiều khoảng cách nguồn thu nguồn phát để có thiết kế mạch ngắt điện xe máy đồng thời hú còi báo động để bảo vệ xe máy bị điều khiển người mà ta khơng quen biết Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, 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 mạch điện thiết kế từ trước xe Với khả cần mang điện thoại gọi điện nhập mã điều khiển yên tâm xe bật/tắt hú còi theo ý muốn ta 1.2.Tổng quan mạch bảo vệ xe máy nay: Hiện lĩnh vực thiết kế mạch bảo vệ xe máy, thịnh hành loại mạch điều khiển như: dùng hệ thống tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị chấp hành xe Đi đầu lĩnh vực cơng ty Setech; dùng sóng RF để điều khiển bật/tắt xe máy, tìm xe bãi đậu xe; dùng công tắc với mạch điện tử để ngăn không cho kẻ gian nổ máy xe khơng có mặt chủ xe Tùy theo u cầu cụ thể khả tài người chủ xe mà nhà thiết kế đưa phương pháp thi công mạch điều khiển cho phù hợp SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận 1.3.Tổng quan phƣơng pháp điều khiển mạch bảo vệ xe máy: 1.3.1 Điều khiển mạch bảo vệ xe máy tin nhắn SMS: Hình 1.thiết bị bảo vệ xe máy điều khiển tin nhắn SMS  Chức năng:  Bảo vệ xe khơng hụ còi: xe bị tác động lực có cường độ định, qua thiết bị cảm biến truyền đến module sim xe thực gọi cảnh báo đến cho người chủ xe  Bảo vệ xe có hụ còi: giống trên, cộng thêm chức hụ còi xe để cảnh báo người tác động trực tiếp vào xe mà khơng có cho phép chủ xe  Xác định vị trí xe: thơng qua modern GSM thiết bị GPS tích hợp module sim thực việc xác định vị trí xe GPS báo cáo lại vị trí xe qua tin nhắn cho chủ nhân xe  Báo động khẩn cấp: với chế độ xe tắt máy, hú còi, đồng thời thực việc gửi tin nhắn báo lại vị trí xe cho chủ xe biết SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận  Ngồi ra, có chế độ kiểm tra tài khoản sim điện thoại gắn xe Nạp tiền cho sim thiết lập chế độ GPRS trường hợp sim gắn vào chưa có liên kết GPRS  Ưu điểm:  Giúp người sử dụng biết rõ trạng xe dù nơi đâu  Có thể xác định rõ ràng vị trí xe trường hợp bị kẻ gian lấy cắp  Có thể kiểm tra tình trạng mạch lắp xe có hoạt động hay hỏng hóc khơng  Nhược điểm:  Giá thành mạch cao so với thu nhập người dân, chi phí trọn gói thiết bị triệu sáu trăm ngàn đồng Bao gồm chi phí lắp đặt sim điện thoại gắn mạch Chi phí tháng năm mươi tám ngàn đồng tiền cước điện thoại cho sim gắn board mạch  Vì mạch có nhiều chức nên có cấu tạo phức tạp  Khó bảo trì có cố  Có thể ảnh hưởng đến hệ thống điện xe sử dụng nhiều chi tiết vi điện tử đòi hỏi độ xác cao Nhưng lắp xe mơi trường có cường độ va chạm mạnh, nhiệt độ làm việc mạch cao, khoảng 40 đến 70 độ C 1.3.2 Điều khiển mạch bảo vệ xe máy sóng RF: Hình 2.mạch bảo vệ xe máy điều khiển sóng RF  Chức năng:  Tìm xe bãi xe máy  Khởi động xe tắt máy xe từ xa  Bật, tắt hệ thống báo động có người chạm vào xe SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận  Ưu điểm:  Dễ sử dụng  Thao tác nhanh  Thiết bị điều khiển nhỏ gọn  Giá thành phù hợp với đại đa số người tiêu dùng Chi phí cho mạch vào khoảng trăm sáu mươi bốn trăm năm chục ngàn, tùy thuộc vào độ bền khoảng cách điều khiển tối đa  Nhược điểm:  Khoảng cách điều khiển có giới hạn Khoảng cách điều khiển tối đa năm trăm mét chướng ngại vật  Trong khu vực dân cư đơng, có nhiều nhà cửa sóng RF bị cản trở dãy nhà 1.3.3 Điều khiển mạch bảo vệ xe máy công tắc gắn với mạch điện tử: Hình 3.mạch chống trộm điều khiển cơng tắc học  Nguyên lý hoạt động mạch:  Sau mở khóa cơng tắc, nhấn nút (loại nút nhấn on/off): có dòng điện chạy qua cuộn dây realy nên relay nhảy từ vị trí 3-5 sang vị trí 3-4 Việc 3-4 đóng, mắc song song với nút nhấn nên thả tay nút nhấn ra, relay trì trạng thái Đây thiết kế kiểu khởi động từ - ứng dụng đơn giản relay nút nhấn Điện áp sau ổ khóa, phần trì cho cuộn dây, phần lại cấp cho chi tiết máy  Mạch trì ngắt chìa khóa ra, relay điện nên nhả  Ưu điểm:  Mạch đơn giản, nhỏ, gọn  Không sử dụng nhiều điện để trì mạch  Khi ngắt chìa khóa mạch bảo vệ hoạt động mà không tốn điện để trì  Khi mở khóa xe, cần bấm nút nhả xe khởi động Khi ngắt khóa lại tiếp tục bảo vệ, điều giúp ta tránh tình trạng lần dừng xe vào mua đồ phải lúi húi bấm công tắc phụ, mà nhiều nghĩ vào mua bao thuốc lá, làm biếng bật nút công tắc phụ, quay quay lại dẫn đến hậu khó lường  Nhược điểm:  Tính động không cao SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận  Khi bị cướp mạch vơ hiệu xe chạy bị cướp tắt máy nhấn nút 1.4.Tổng quan điện thoại di động: Hình 4.sơ đồ khối chức điện thoại di động SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Điện thoại di động có ba khối chính, là:  Khối nguồn  Khối điều khiển  Khối thu phát tín hiệu Sau chức nguyên lý hoạt động khối: 1.4.1 Khối nguồn: Hình 5.sơ đồ khối nguồn  Chức năng:  Điều khiển tắt mở nguồn  Chia nguồn thành nhiều mức nguồn khác  Ổn định nguồn cung cấp cho tải tiêu thụ  Nguyên lý hoạt động: Điện áp V.BAT cấp nguồn trực tiếp vào ba IC IC nguồn, IC cơng suất phát IC rung chuông, led Khi ta bật công tắc nguồn => tác động vào IC nguồn qua chân PWR-ON => Mở điện áp khởi động cấp cho khối điều khiển bao gồm : + VKĐ1 ( điện áp khởi động ) 2,8V cấp cho CPU + VKĐ2 - 1,8V cấp cho CPU, Memory IC mã âm tần + VKĐ3 - 2,8V cấp cho mạch dao động 26MHz Sau cấp nguồn, khối vi xử lý hoạt động, CPU trao đổi liệu với Memory để lấy phần mềm điều khiển hoạt động máy, có lệnh quay lại điều khiển khối nguồn để mở điện áp cấp cho khối thu phát tín hiệu gọi điện áp điều khiển bao gồm : + VĐK1 (điện áp điều khiển 1) Cấp cho dao động nội VCO + VĐK2 Cấp cho mạch cao tần chế độ thu SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận CHƢƠNG IV: TỔNG KẾT VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Sau 12 tuần thực đồ án, em hoàn thành đồ án thời gian đề Dù vậy, với kiến thức mà em học cố gắng khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế định vấn đề kỹ thuật Ví dụ có thêm cảm biến nhiệt độ mạch báo hiệu, ta kiểm sốt tốt trạng thái điều kiện làm việc xe mạch điện xe, độ an toàn cao Vì điện thoại di động thiết bị điện tử nhạy cảm với nhiệt độ cao, q trình làm mạch em cố gắng tính tốn tìm vị trí lắp đặt cho ảnh hưởng nhiệt độ xe lên điện thoại thấp Tuy nhiên có thêm mạch cảnh báo nhiệt dễ dàng cho người sử dụng đưa xử lý phù hợp Đề tài phát triển rộng theo hướng : + Sau thu tín hiệu DTMF từ MT8870 đưa vào PIC 16F877A để xử lý, kết hợp ta lặp trình tạo nhiều ứng dụng cho xe khởi động xe từ xa, tạo hiệu ứng đèn điều chỉnh tốc độ xe Sử dụng IC phát tiếng nói để tăng cao hiệu cảnh báo xung quanh + Nghiên cứu giải mã ký tự tin nhắn SMS từ điện thoại di động thay thu tín hiệu DTMF để đưa tín hiệu điều khiển.Với phương pháp mạch điều khiển đơn giản chi phí cho việc điều khiển thấp + Sử dụng Modem GSM để giải mã tin nhắn SMS điều khiển thiết bị điện Sản phẩm tạo mang tính cơng nghiệp cao SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 43 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận PHỤ LỤC IC LM7805:  Thơng số vài loại IC LM78xx: Hình 31.thông số loại IC ổn áp  Một số sơ đồ ổn áp dòng IC LM78XX:  Mạch ổn áp điện áp cố định: Hình 32.mạch ổn áp không tinh chỉnh  Mạch ổn áp dùng biến trở để điều chỉnh điện áp ngõ ra: Hình 33.mạch ổn áp điều chỉnh điện áp ngõ SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 44 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận  Mạch ổn áp nguồn đối xứng ±15V: Hình 34.ổn áp nguồn đơi 15V DATASHEET TIP41C: Hình 35.bảng datasheet TIP41C SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 45 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận  Công suất TIP41C mốc nhiệt độ: Hình 36.biểu đồ cơng suất làm việc TIP41 theo nhiệt độ Hình 37.bảng thơng số hoạt động TIP41C SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 46 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Sơ đồ chân relay YL303: Hình 38.sơ đồ chân relay YL303 Hình 39.RELAY YL303 thực tế SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 47 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Mơ hình mạch thực tế: Hình 40.mơ hình mạch thực tế SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 48 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận hình 41.hộp đựng mạch điều khiển Mạch đựng hộp để tránh chạm mạch với khung xe kim loại để giảm chấn động cho mạch trình xe chạy đường SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 49 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Hình 41.kết nối dây tắt máy xe relay điều khiển Trên hình vẽ, dây màu đen dây nối dây tắt máy IC xe máy chân số relay Dây màu xanh dương dây nối dây mass IC với chân relay Khi relay hoạt động, tiếp điểm thường hở chuyển sang trạng thái thường đóng chân tắt máy IC nối mass, xe bị tắt máy SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 50 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Hình 42 đèn báo nhận đƣợc tín hiệu SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 51 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Hình 43.tổng thể hoạt động mạch SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 52 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận hình 1.mạch chống trộm cơng ty setech SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 53 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận hình điện thoại Nokia Mobira Talkman SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 54 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận hình 2.mạch chống trộm xe máy điều khiển sóng RF SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 55 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận Dây mass chung hệ thống điện Dây đèn pha, chạy từ cơng tắc cos-pha bóng trước Dây đồng hồ báo xăng Dây kèn, chạy từ nút kèn thẳng xuống kèn Dây báo đèn mo, chạy từ chốt báo số lên đồng hồ Dây kích, chạy từ mâm lửa vào IC Dây báo đèn số 4, chạy từ chốt báo số lên đồng hồ Dây lửa, chạy từ bình acquy lên ổ khóa xe Dây lửa, chạy từ cực dương bình acquy vơ relay đề Chạy từ relay đề tới motor đề Dây đèn, nối từ cuộn đèn lên công tắc chạy vào cục charge để ổn định đèn pha Dây điều khiển relay đề, chạy nút đề xuống relay đề Dây báo xăng, chạy từ phao báo xăng lên đồng hồ Dây charge bình, chạy từ cuộn đèn vào cục charge Dây lửa, chạy từ sau ổ khóa tồn hệ thống xe Dây mobin lửa, chạy từ mobin lửa vào thẳng IC Dây tắt máy chạy từ ổ khóa xuống thẳng chân kill machine IC Dây lửa từ IC, chạy mobin sườn Dây đèn sau, chạy từ công tắc đèn xuống đèn sau Dây lửa nguồn si nhan, chạy từ cục chớp lên cơng tắc si nhan hình bảng mã màu dây điện xe wave Alpha SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 56 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận TÀI LIỆU THAM KHẢO Điện tử thông tin- TS.PHẠM HỒNG LIÊN- Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh ETSI ES 201 235-2 V1.1.1 (2000-09) GSM controller user manual- GSM AUTO M8870 DTMF Receiver- CLARE corp.- clare.com Ứng dụng điện tử cơng nghiệp-TS LÊ NGỌC BÍCH-Nhà xuất Thời Đại SVTH: Hứa Thế Dũng MSSV: 20702007 Trang 57 ... thấy phương án thi công mạch điều khiển từ xa qua điện thoại di động phương án phù hợp cho mục đích mà thân đề lựa chọn đề tài thiết kế mạch chống cướp xe máy điện thoại di động Trong phạm vi đề... nghiệp kỹ sư ngành điện GVHD:Th.S Trần Quang Thuận  Khi bị cướp mạch vơ hiệu xe chạy bị cướp tắt máy nhấn nút 1.4.Tổng quan điện thoại di động: Hình 4.sơ đồ khối chức điện thoại di động SVTH: Hứa... nghiên cứu: 1.2 Tổng quan mạch bảo vệ xe máy nay: 1.3 Tổng quan phƣơng pháp điều khiển mạch bảo vệ xe máy: 1.4 Tổng quan điện thoại di động: 1.5 Tín hiệu