DIEU KIEM TU RA BANG SONG RF
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA: ĐIỆN, ĐIỆN TỬ – CƠ KHÍ – XÂY DỰNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN I ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF Giảng viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện: NHÓM Lớp : Khoá : Đồng Nai ngày tháng … năm … DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN NHÓM II HỌ & TÊN MSSV LỚP LỜI MỞ ĐẦU Ngày với ứng dụng khoa học kĩ thuật tiên tiến,thế giới ngày thay đổi,văn minh hiên đại hơn.Sự phát triển kĩ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao,tốc độ nhanh,gọn nhẹ yếu tố cần thiết cho hoạt động người đạt hiệu cao Điện tử trở thành ngành công nghiệp đa nhiệm vụ.Điện tử đáp ứng đòi hỏi không ngừng từ lĩnh vực công nông lâm ngư nghiệp nhu cầu thiết bị đời sống hàng ngày Một ứng dụng quan trọng công nghệ điện tử kỹ thuật điều khiển từ xa.Nó góp phần lớn việc điều khiển thiết bị từ xa hay thiết bị mà người trực tiếp chạm vào để vận hành điều khiển Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên,em thiết kế thi công mạch điều khiển thiết bị điện nhà sử dụng module thu phát sóng vơ tuyến LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cám ơn thầy Võ Thanh Tùng tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô khoa điện tử bạn sinh viên lớp khoa đóng góp ý kiến trao đổi kinh nghiệm q trình thực hồn thành đề tài Trong q trình thực đề tài khơng thể tránh khỏi sai sót,kính mong q thầy góp ý dẫn để người thực hoàn thiện đồ án môn học Người thực Nhóm Đại Học Cơng Nghệ Đồng Nai Khoa Điện, Điện Tư CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Ngày……tháng …… năm 2017 LỜI NHẬN XÉT ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài : ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF Người hướng dẫn : Th.s Võ Thanh Tùng Những ưu điểm Đồ án: 4.Những thiếu xót Đồ án Nhận xét Chữ Ký & Họ Tên MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 2:GIỚI THIỆU ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 01 2.1 Điều khiển từ xa tần số vô tuyến (RF) .01 2.2 Hoạt động 01 2.3 Ưu điểm 01 2.4 Khuyết điểm .01 2.5 Khắc phục khuyết điểm 01 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN 02 3.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 02 3.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 02 3.2.1 Mục tiêu .02 3.2.2 Nhiệm vụ 02 3.3 ĐỐI TƯỢNG LÀM ĐỀ TÀI 02 CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN 03 4.1 Cơ sở lý thuyết .03 4.2 Thực tiễn 03 CHƯƠNG 5: TỔNG QUÁT CÁC THÀNH PHẦN LINH KIỆN 04 5.1 Giới thiệu chung arduino .04 5.2 Giới thiệu boarch arduino Uno 05 5.3 Giới thiệu boarch arduino Nano 06 5.4 Giới thiệu module truyền phát nRF24L01 07 5.4.1 Giới thiệu Module nRF24L01 07 5.4.2 Thông số kỹ thuật Nrf24l01 .08 5.4.3 Cấu tạo Nrf24l01 08 5.4.4 Chức tổng quát Module nRF24L01 09 5.4.5 Đặc điểm hoạt động tiêu biểu .10 5.5 Giới thiệu LCD 16x2 11 5.6 Giới thiệu Arduino IDE ngơn ngữ lập trình cho Arduino .12 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ BẰNG SÓNG RF 14 6.1 Bộ phát – thu RF .14 6.1.1.Cấu tạo & Sơ đồ nguyên lý 15 6.1.2.Nguyên lý hoạt động mạch 15 CHƯƠNG 7: THỰC HÀNH 16 7.1.Phần Cứng 16 7.1.1.Mạch nguồn không dùng biến áp .16 7.1.1.1.Nguyên lí hoạt động .16 7.1.1.2.Lưu ý 17 7.1.2.Cảm biến .17 7.1.2.1.Nguyên lí hoạt động .18 7.1.2.2.Cấu tạo thông số 19 7.1.3 Arduino Nano .20 7.2.Phần Mềm 21 7.2.1 Chương trình mạch Master 21 7.2.2 Chương trình mạch Slave 26 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN 29 8.1 Nhận xét 29 8.2 Hướng phát triển đề tài 29 8.3.Hạn Chế .29 8.4.Kinh nghiệm bào học rút từ đề tài 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH Bảng 5.4.4 Chức của module nrf24l01 09 Bảng 6.1.1 Sơ đồ kết nối chân Arduino với module nRF24L01 .14 Bảng 7.1.3.Một vài thông số của Arduino nano 21 Hình 5.1: Những thành viên khởi xướng Arduino 04 Hình 5.2: Board Arduino Uno 05 Hình 5.3: Board Arduino Nano .06 Hình 5.4.1: Module nRF24L01 .07 Hình 5.4.2: Module nRF24L01 .08 Hình 5.4.3: Cấu tạo nrf24l01 09 Hình 5.4.4 Sơ đồ nguyên lý Module nRF24L01 .10 Hình 5.5 Hình ảnh sơ đồ chân LCD 16x2 11 Hình 5.6 Giao diện phần mềm Arduino IDE 13 Hình 6.1.1 Bộ thu - phát RF 14 Hình 6.1.2 Sơ đồ chân module nRF24L01 .15 Hình 7.1.Sơ đồ ngun lí Mạch nguồn 16 Hình 7.1.1 Nguyên tắc hoạt động diode zener .16 Hình 7.2 LGRS 17 Hình 7.3.Cảm biến PIR 17 Hình 7.4.Ngun lí làm việc của PIR 18 Hình 7.5.Thơng số kĩ thuật của PIR 19 Hình 7.6.Cấu tạo bên của PIR .19 Hình7.7.Arduino Pro mini .20 CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ Mục tiêu đồ án giúp cho sinh viên có khả sau: -Tự xếp kế hoạch làm việc -Tự tìm tịi tra cứu tham khảo tài liệu -Biết tính tốn thiết kế cách mạch ứng dụng dựa môn sở -Thi cơng số sản phẩm đơn giản Vì với hướng dẫn thầy Võ Thanh Tùng ,người thực đề tài chọn đồ án môn học “thiết kế thi công mạch thu phát sóng RF.Đồ án vận dụng kiến thức học vi điều khiển ,thu phát sóng RF, … Và hội để người thực đề tài có thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm kiểm tra khác lý thuyết so với thực tế Đồ Án GVHD: Th.s Võ Thanh Tùng Điều khiển từ xa bằng sóng RF CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 2.1 Điều khiển từ xa tần số vô tuyến (RF) Là loại điều khiển từ xa xuất đến giữ vai trò quan trọng phổ biến đời sống Nếu điều khiển IR dùng nhà điều khiển RF lại dùng cho nhiều vật dụng bên thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo hiệu cho xem loại đồ chơi điện tử từ xa chí kiểm sốt vệ tinh hệ thống máy tính xách tay điện thoại thông minh… 2.2 Hoạt động Với loại điều khiển này, sử dụng nguyên lý tương tự điều khiển tia hồng ngoại thay gửi tín hiệu ánh sáng, lại truyền sóng vơ tuyến tương ứng với lệnh nhị phân Bộ phận thu sóng vơ tuyến thiết bị điều khiển nhận tín hiệu giải mã 2.3 Ưu điểm Truyền xa IR với khoảng cách khoảng 30m lên tới 100m Truyền xuyên tường,kính… 2.4 Khuyết điểm Bị nhiễu sóng bên ngồi có nhiều thiết bị máy móc sử dụng tần số khác 2.5 Khắc phục khuyết điểm Tránh nhiễu sóng cách truyền tần số đặc biệt nhúng mã kỹ thuật số địa thiết bị nhận tín hiệu vơ tuyến Điều giúp thu vô tuyến thiết bị hồi đáp tín hiệu tương ứng cách xác SVTH: NHÓM II Page | Đồ Án GVHD: Th.s Võ Thanh Tùng Điều khiển từ xa bằng sóng RF CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN 3.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Truyền liệu không dây mảng lớn điện tử thông tin, liệu truyền tương tự số Trong truyền liệu không dây, hiệu truyền sóng điện từ hay sóng Radio, ưu điểm truyền khoảng cách xa, đa hướng, tần số hoạt động cao Truyền liệu số ứng dụng rộng rãi, lĩnh vực điều khiển, thông tin số Nhiều vi mạch hỗ trợ xử lý tín hiệu khơng dây sử dụng PT2248, PT2249, PT9148, PT9149, PT2262, PT2272, HT640, HT648… Vấn đề đặt vi mạch truyền liệu dành cho mục đích riêng điều khiển thiết bị, thông tin truyền mã hố sẵn, số bit liệu truyền thấp, khơng phù hợp với nhu cầu truyền liệu hàng loạt liên tục 3.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 3.2.1 Mục tiêu Trước mắt,chúng ta thiết kế thi công thiết bi điện cho điều khiển thiết bị điện gia đình, từ có kế hoạch phát triển thi công thiết bị khác cho ứng dụng rộng rải thục tế Trong tương lai, mở rộng phát triển thiết bị cách mở rông khả giao tiếp thiết bị, qua Internet hay mạng điện thoại di động 3.2.2 Nhiệm vụ Chúng ta cần tìm hiểu nguyên lý hoạt động điều khiển từ xa ứng dụng cơng nghệ vào thực tiễn Chúng ta có nhìn tổng quan cấu trúc thiết bị điều khiển từ xa, từ ta định hướng khả phát triển đồ án Tương lai hồn thiện u cầu điều khiển từ xa phúc tạp 3.3 ĐỐI TƯỢNG LÀM ĐỀ TÀI Sóng RF (Radio Frequency) cịn gọi Tần số sóng Radio sử dụng rộng rãi thiết bị điều khiển từ xa khả truyền nhận tốt môi trường khả thi công dễ dàng Hơn phát thu sóng RF có mặt rộng rãi thị trường, giá thành dễ chấp nhận tiện sử dụng Thiết bị lựa chọn để điều khiển mơ hình đề tài thiết bị điện gia dụng mạng lưới điện 220V SVTH: NHÓM II Page | Đồ Án GVHD: Th.s Võ Thanh Tùng Điều khiển từ xa bằng sóng RF CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN 4.1 Cơ sở lý thuyết Hiện có nhiều phương pháp để lựa chọn thiết bị điều khiển từ xa như: sóng hồng ngoại, đường truyền ADSL, mạng điện thoại, sóng RF Nhưng chúng em nhận thấy phạm vi đề tài nhỏ hẹp, kiến thức phải trang bị nhiều tính chất chủ yếu đề tài khả ứng dụng cao thân thiện với người dùng nên thiết bị chọn phát - thu sóng RF hoạt động tính sử dụng cặp IC PT2262 / PT2272 Tầm hoạt động cho phép remote từ 50-100m với tần số 315MHz, cho phép điều khiển kênh 4.2 Thực tiễn Dựa vào đặc tính rơ le YL303H dùng áp tới 12V DC để điều khiển tiếp điểm chịu 28VDC -10A 250VAC- 10A SVTH: NHÓM II Page | Đồ Án GVHD: Th.s Võ Thanh Tùng Điều khiển từ xa bằng sóng RF 7.1 Phần cứng 7.1.1.mạch nguồn khơng biến áp Hình 7.1.Sơ đồ ngun lí Mạch nguồn 7.1.1.1.Ngun lí hoạt đợng Một linh kiện quan trọng diode ổn áp zener Đây linh kiện phổ biến thiết bị điện tử, có tác dụng tạo điện áp ổn định có dịng điện ngược chạy qua với điều kiện dịng điện ngược phải đảm bảo nằm dải giá trị mà diode cho phép (dịng Iz) Hình 7.1.1 Ngun tắc hoạt động diode zener Biết với mạch điện Uout = Vz ( điện áp ghim diode zener) Uin điện áp đầu vào biến đổi cho Izmin