thiết kế mạch thu phát hồng ngoại

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU1Chương 1. TỔNG QUAN VỀ BẢNG MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN AVR THỰC HIỆN NHẬN VÀ GIẢI MÃ LỆNH ĐIỀU KHIỂN TỪ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI21.1. Tổng quan về hệ thống thu phát hồng ngoại21.1.1 Khái niệm tia hồng ngoại21.1.2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại21.2. Xây dựng tính năng và chức năng hoạt động của sản phẩm41.2.1. Xây dựng tính năng của sản phẩm41.3. Kết luận chương 14Chương 2. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN HỆ THỐNG52.1. Sơ đồ hệ thống52.2. Thiết kế từng khối52.2.1. Khối nguồn52.2.2. Khối Phát hồng ngoại PT224862.2.3. Khối thu hồng ngoại PT224962.2.4. Khối xử lý trung tâm và điều khiển thiết bị72.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống72.3.1. Nguyên lý hoạt động của mạch phát72.3.2. Nguyên lý hoạt động của mạch thu82.4. Sơ đồ giải thuật lập trình cho Atmega 1682.5. Kết luận chương 28Chương 3. KẾT QUẢ THỰC HIỆN SẢN PHẨM93.1. Sơ đồ mạch điện Layout đã thực hiện93.1.1. Sơ đồ nguyên lý93.1.2. Sơ đồ mạch in Layout103.2. Kết quả mô phỏng thiết bị trên phần mềm Proteus103.2.1. Kết quả mô phỏng103.2.2. Phân tích kết quả mô phỏng113.3. Ưu, nhược điểm của mạch thiết kế113.3.1. Ưu điểm113.3.2. Nhược điểm113.4. Hướng ứng dụng và phát triển của đề tài123.4.1. Hướng ứng dụng123.4.2. Hướng phát triển123.5. Kết luận chương 312KẾT LUẬN13TÀI LIỆU THAM KHẢO14 LỜI NÓI ĐẦUNgày nay, hệ thống điều khiển từ xa đóng vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống con người. Thực tế mỗi khía cạnh của hoạt động hằng ngày đều bị chi phối bởi một vài loại hệ thống điều khiển. Dễ dàng tìm thấy hệ thống điều khiển máy công cụ, kỹ thuật không gian và hệ thống vũ khí, điểu khiển máy tính, các hệ thống giao thông, hệ thống năng lượng, robot...Trong sinh hoạt hàng ngày của con người như những trò chơi giải trí (robot, xe điều khiển từ xa...) cho đến những ứng dụng gần gũi với con người cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất. Việc điều khiển từ xa đã thâm nhập vào tất cả các lĩnh vực của cuộc sống.Chính vì tầm quan trọng của lĩnh vực Đo Lường Và Điều Khiển Tự Động, nhóm em đã mạnh dạn lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo bảng mạch vi điều khiển AVR thực hiện nhận và giải mã lệnh điều khiển từ tín hiệu hồng ngoại, thực hiện đáp ứng lệnh điều khiển tương ứng”. Chuyên đề của nhóm chúng em gồm các chương sau:Chương 1: Tổng quan về bảng mạch vi điều khiển AVR thực hiện nhận và giải mã lệnh điều khiển từ tín hiệu hồng ngoại. Chương này sẽ khái quát về Hệ thống thu phát hồng ngoại và xây dựng được tính năng và chức năng hoạt động của sản phẩm.Chương 2: Giải pháp thực hiện hệ thống. Chương này sẽ xây dựng sơ đồ khối chức năng của thiết bị. Thiết kế các khối chức năng phù hợp với yêu cầu đặt ra.Chương 3: Kết quả thực hiện sản phẩm. Ở chương này sẽ trình bày kết quả của việc thiết kế sơ đồ nguyên lý, thiết kế sơ đồ mạch in Layout, kết quả mô phỏng sản phẩm, từ đó rút ra ưu, nhược điểm của sản phẩm cũng như hướng phát triển của đề tài.Trong quá trình thực hiện báo cáo này, nhóm chúng em không thể tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót, vì vậy rất mong muốn nhận được những lời góp ý từ phía các thầy cô giáo giảng dạy để bài báo cáo cũng như kiến thức của nhóm hoàn thiện hơn.Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn NHÓM SINH VIÊN  Chương 1. TỔNG QUAN VỀ BẢNG MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN AVR THỰC HIỆN NHẬN VÀ GIẢI MÃ LỆNH ĐIỀU KHIỂN TỪ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI1.1. Tổng quan về hệ thống thu phát hồng ngoại1.1.1 Khái niệm tia hồng ngoại Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm. Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng . Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit s. Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi thu phải đúng hướng.1.1.2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại1.1.2.1. Nguyên tắc phát Sơ đồ khối phát Hình 1.1. Sơ đồ khối phát hồng ngoại Giải thích sơ đồ Khối chọn chức năng và khối mã hóa: Khi người sử dụng bấm vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình, mỗi phím chức năng tương ứng với một số thập phân. Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1. Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ, tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit. Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh . Khối điều chế và phát FM: mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz. Khối thiết bị phát: là một LED hồng ngoại. Khi mã lệnh có giá trị bit = ‘1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó. Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng, nghĩa là không phát.1.1.2.2. Nguyên tắc thu Sơ đồ khối thu Hình 1.2. Sơ đồ khối thu hồng ngoại Giải thích sơ đồ Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác. Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh. Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch điều khiển . Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác1.2. Xây dựng tính năng và chức năng hoạt động của sản phẩm 1.2.1. Xây dựng tính năng của sản phẩmTrên cơ sở nghiên cứu các đặc tính kỹ thuật của thiết bị. Nhóm chúng em xây dựng tính năng của sản phẩm như sau: Nguồn cung cấp 9 ÷12V DC. Sử dụng Vi điều khiển ATmega16. Sử dụng hai IC thu phát hồng ngoại là: PT2248 và PT2249. Màn hình LCD 16x2 để hiển thị trạng thái và Relay để điều khiển thiết bị. Thiết kế đầy đủ các mạch của Vi điều khiển: Mạch reset, cổng nạp chip,...1.2.2. Chức năng hoạt động của sản phẩm Sản phẩm sẽ được thiết kế để điều khiển 4 thiết bị qua sóng hồng ngoại ở khoảng cách là 10m. Trạng thái đóng tắt của thiết bị sẽ được hiển thị trên LCD để cho người dùng biết.1.3. Kết luận chương 1Tóm tắt nội dung chương 1:Nội dung chương 1 trình bày: Tổng quan về hệ thống thu phát hồng ngoại gồm: Khái niệm tia hồng ngoại, nguyên tắc thu phát hồng ngoại; Xây dựng tính năng và chức năng hoạt động của sản phẩm. Việc nghiên cứu các đặc điểm trên làm cơ sở để thực hiện nghiên cứu, chế tạo thiết bị trong các chương tiếp theo. Chương 2. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN HỆ THỐNG2.1. Sơ đồ hệ thống Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống sản phẩm Phía phát (khối phát): sử dụng IC phát hồng ngoại PT2248 để điều khiển LED hồng ngoại bật, tắt trong những khoảng thời gian nhấn nhã nút Button. Phía thu:+ Khối thu và mã hóa hồng ngoại PT2249: thu tín hiệu hồng ngoại từ khối phát sau đó giải điều chế để cho ra các tín hiệu dạng ‘0’, ‘1’ để cho vào khối điều khiển trung tâm (Microcontroller).+ Khối điều khiển trung tâm (Microcontroller) có chức năng nhận các tín hiệu dạng ‘0’, ‘1’ từ khối PT2249 để làm tín hiêụ đầu vào để điều khiển thiết bị qua Relay và hiển thị trạng thái đóng tắt của thiết bị qua LCD 16x2.2.2. Thiết kế từng khối

Từ viết tắt LED FM OFDM DC LCD Nghĩa Tiếng Anh Light Emitting Diode Frequency modulation Orthogonal Frequency Division Multiplexing Direct Current Liquid Crystal Display Nghĩa Tiếng Việt Diode phát quang Điều chế tần số Ghép kênh theo tần số trực giao Điện chiều Màn hình tinh thể lỏng DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ khối phát hồng ngoại Hình 1.2 Sơ đồ khối thu hồng ngoại Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống sản phẩm .5 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối phát hồng ngoại Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối thu hồng ngoại Hình 2.4 Khối xử lý trung tâm điều khiển thiết bị Hình 2.5 Sơ đồ thuật tốn lập trình cho ATmega16 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý khối phát Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn, khối thu PT2249, khối điều khiển trung tâm điều khiển thiết bị Hình 3.3 Sơ đồ layout khối phát .10 Hình 3.4 Sơ đồ Layout phía thu .10 Hình 3.5 Kết mô .11 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BẢNG MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN AVR THỰC HIỆN NHẬN VÀ GIẢI MÃ LỆNH ĐIỀU KHIỂN TỪ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THU PHÁT HỒNG NGOẠI 1.1.1 Khái niệm tia hồng ngoại 1.1.2 Nguyên tắc thu phát hồng ngoại 1.2 XÂY DỰNG TÍNH NĂNG VÀ CHỨC NĂNG HOẠT ĐỘNG CỦA SẢN PHẨM 1.2.1 Xây dựng tính sản phẩm .4 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG GIẢI PHÁP THỰC HIỆN HỆ THỐNG 2.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG 2.2 THIẾT KẾ TỪNG KHỐI 2.2.1 Khối nguồn 2.2.2 Khối Phát hồng ngoại PT2248 2.2.3 Khối thu hồng ngoại PT2249 .6 2.2.4 Khối xử lý trung tâm điều khiển thiết bị 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.3.1 Nguyên lý hoạt động mạch phát 2.3.2 Nguyên lý hoạt động mạch thu 2.4 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT LẬP TRÌNH CHO ATMEGA 16 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN SẢN PHẨM 3.1 SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN LAYOUT ĐÃ THỰC HIỆN 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý 3.1.2 Sơ đồ mạch in Layout 10 3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG THIẾT BỊ TRÊN PHẦN MỀM PROTEUS .10 3.2.1 Kết mô 10 3.2.2 Phân tích kết mơ .11 3.3 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠCH THIẾT KẾ 11 3.3.1 Ưu điểm 11 3.3.2 Nhược điểm 11 3.4 HƯỚNG ỨNG DỤNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .12 3.4.1 Hướng ứng dụng 12 3.4.2 Hướng phát triển .12 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG .12 KẾT LUẬN 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO .14 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, hệ thống điều khiển từ xa đóng vai trị quan trọng sống người Thực tế khía cạnh hoạt động ngày bị chi phối vài loại hệ thống điều khiển Dễ dàng tìm thấy hệ thống điều khiển máy công cụ, kỹ thuật khơng gian hệ thống vũ khí, điểu khiển máy tính, hệ thống giao thơng, hệ thống lượng, robot Trong sinh hoạt hàng ngày người trị chơi giải trí (robot, xe điều khiển từ xa ) ứng dụng gần gũi với người cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng đạt mức tiện lợi Việc điều khiển từ xa thâm nhập vào tất lĩnh vực sống Chính tầm quan trọng lĩnh vực Đo Lường Và Điều Khiển Tự Động, nhóm em mạnh dạn lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo bảng mạch vi điều khiển AVR thực nhận giải mã lệnh điều khiển từ tín hiệu hồng ngoại, thực đáp ứng lệnh điều khiển tương ứng” Chuyên đề nhóm chúng em gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan bảng mạch vi điều khiển AVR thực nhận giải mã lệnh điều khiển từ tín hiệu hồng ngoại Chương khái quát Hệ thống thu phát hồng ngoại xây dựng tính chức hoạt động sản phẩm Chương 2: Giải pháp thực hệ thống Chương xây dựng sơ đồ khối chức thiết bị Thiết kế khối chức phù hợp với yêu cầu đặt Chương 3: Kết thực sản phẩm Ở chương trình bày kết việc thiết kế sơ đồ nguyên lý, thiết kế sơ đồ mạch in Layout, kết mơ sản phẩm, từ rút ưu, nhược điểm sản phẩm hướng phát triển đề tài Trong trình thực báo cáo này, nhóm chúng em khơng thể tránh khỏi hạn chế, thiếu sót, mong muốn nhận lời góp ý từ phía thầy giáo giảng dạy để báo cáo kiến thức nhóm hồn thiện Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! NHÓM SINH VIÊN Chương TỔNG QUAN VỀ BẢNG MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN AVR THỰC HIỆN NHẬN VÀ GIẢI MÃ LỆNH ĐIỀU KHIỂN TỪ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI 1.1 Tổng quan hệ thống thu phát hồng ngoại 1.1.1 Khái niệm tia hồng ngoại - Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) ánh sáng khơng thể nhìn thấy mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm Tia hồng ngoại có vận tốc truyền vận tốc ánh sáng - Tia hồng ngoại truyền nhiều kênh tín hiệu Nó ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp Lượng thơng tin đạt mega bit /s - Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả xuyên thấu Trong điều khiển từ xa tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát hẹp, có hướng, thu phải hướng 1.1.2 Nguyên tắc thu phát hồng ngoại 1.1.2.1 Nguyên tắc phát * Sơ đồ khối phát Hình 1.1 Sơ đồ khối phát hồng ngoại * Giải thích sơ đồ - Khối chọn chức khối mã hóa: Khi người sử dụng bấm vào phím chức để phát lệnh u cầu mình, phím chức tương ứng với số thập phân Mạch mã hóa chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dạng mã lệnh tín hiệu số gồm bít - Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn phím chức dồng thời khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ, tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn bit - Khối chốt liệu khối chuyển đổi song song nối tiếp: Mã nhị phân mạch mã hóa chốt để đưa vào mạch chuyển đổi liệu song song nối tiếp Mạch chuyển đổi liệu song song nối tiếp điều khiển xung đồng hồ mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc lúc việc chuyển đổi đủ số bit mã lệnh - Khối điều chế phát FM: mã lệnh dạng nối tiếp đưa qua mạch điều chế phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz - Khối thiết bị phát: LED hồng ngoại Khi mã lệnh có giá trị bit = ‘1’ LED phát hồng ngoại khoảng thời gian T bit Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ LED khơng sáng, nghĩa khơng phát 1.1.2.2 Ngun tắc thu * Sơ đồ khối thu Hình 1.2 Sơ đồ khối thu hồng ngoại * Giải thích sơ đồ - Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát tiếp nhận LED thu hồng ngoại hay linh kiện quang khác - Khối khuếch đại Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang tách lấy liệu cần thiết mã lệnh - Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song Khối giải mã : mã lệnh đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song đưa tiếp qua khối giải mã thành số thập phân tương ứng dạng xung kích ngõ tương ứng để kích mở mạch điều khiển - Tần số sóng mang cịn dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng , đảm bảo cho mạch tách sóng mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động xác 1.2 Xây dựng tính chức hoạt động sản phẩm 1.2.1 Xây dựng tính sản phẩm Trên sở nghiên cứu đặc tính kỹ thuật thiết bị Nhóm chúng em xây dựng tính sản phẩm sau: - Nguồn cung cấp 12V DC - Sử dụng Vi điều khiển ATmega16 - Sử dụng hai IC thu phát hồng ngoại là: PT2248 PT2249 - Màn hình LCD 16x2 để hiển thị trạng thái Relay để điều khiển thiết bị - Thiết kế đầy đủ mạch Vi điều khiển: Mạch reset, cổng nạp chip, 1.2.2 Chức hoạt động sản phẩm - Sản phẩm thiết kế để điều khiển thiết bị qua sóng hồng ngoại khoảng cách 10m - Trạng thái đóng tắt thiết bị hiển thị LCD người dùng biết 1.3 Kết luận chương Tóm tắt nội dung chương 1: Nội dung chương trình bày: Tổng quan hệ thống thu phát hồng ngoại gồm: Khái niệm tia hồng ngoại, nguyên tắc thu phát hồng ngoại; Xây dựng tính chức hoạt động sản phẩm Việc nghiên cứu đặc điểm làm sở để thực nghiên cứu, chế tạo thiết bị chương Chương GIẢI PHÁP THỰC HIỆN HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ hệ thống Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống sản phẩm - Phía phát (khối phát): sử dụng IC phát hồng ngoại PT2248 để điều khiển LED hồng ngoại bật, tắt khoảng thời gian nhấn/ nhã nút Button - Phía thu: + Khối thu mã hóa hồng ngoại PT2249: thu tín hiệu hồng ngoại từ khối phát sau giải điều chế tín hiệu dạng ‘0’, ‘1’ vào khối điều khiển trung tâm (Microcontroller) + Khối điều khiển trung tâm (Microcontroller) có chức nhận tín hiệu dạng ‘0’, ‘1’ từ khối PT2249 để làm tín hiêụ đầu vào để điều khiển thiết bị qua Relay hiển thị trạng thái đóng tắt thiết bị qua LCD 16x2 2.2 Thiết kế khối 2.2.1 Khối nguồn Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý Khối nguồn - JackDC: Connector cấp nguồn 12V DC - Các tụ điện 1000uF, 100uF, tụ 104 đóng vai trị làm phẳng tín hiệu chiều - IC ổn áp 7805: ổn định điện áp ngõ 5VDC ngõ vào có điện áp thay đổi phạm vi cho phép - Ngồi cịn có LED (đi kèm với điện trở hạn dòng) để thơng báo 2.2.2 Khối Phát hồng ngoại PT2248 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối phát hồng ngoại - Các phím bấm Diode 1N4148: có nhiệm vụ tạo lệnh cho IC PT2248 phát tín hiệu tương ứng tới phía thu để điều khiển thiết bị - IC PT2248: xử lý thơng tin từ phím bấm gởi đến để đưa lệnh điều khiển thích hợp cho khối phát, phát chuỗi tín hiệu theo dạng xung nhị phân - Thạch anh, C1, C2: có nhiệm vụ tạo tần số xung nhịp cho khối điều khiển làm việc - Transistor A1013 có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu đủ lớn LED phát hồng ngoại hoạt động - Pin có chức cấp nguồn cho khối phát hoạt động 2.2.3 Khối thu hồng ngoại PT2249 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối thu hồng ngoại - Mắt thu hồng ngoại nhận tín hiệu hồng ngoại từ phía phát truyền đến - Transistor C1815 điện trở R4 có chức chuyển chuỗi tín hiệu thu từ mắt thu hồng ngoại thành tín hiệu điên trở lại ban đầu, khuếch đại lên sau gởi đến IC giải mã PT2249 - IC PT2249: sau nhận chuỗi tín hiệu điện từ phía mắt thu hồng ngoại, điện trở R4 transistor C1815, IC PT2249 giải mã cách so sánh với chuỗi tín hiệu quy định sẵn khối đưa lệnh để điều khiển đến khối xử lý trung tâm để điều khiển thiết bị 2.2.4 Khối xử lý trung tâm điều khiển thiết bị Hình 2.4 Khối xử lý trung tâm điều khiển thiết bị - Tín hiệu từ đầu IC giải mã PT2249 vào PORT B Atmega 16 để làm tín hiệu điều khiển đầu vao - Điện trở R5, C7 S1 nối vào chân RST để tạo nút Reset cho thiết bị hoạt động - Thạch anh Y2, C8, C9: có nhiệm vụ tạo tần số xung nhịp cho Atmega 16 hoạt động - LCD 16x02 sử dụng để thông báo trạng thái hoạt động thiết bị - Các linh kiện đầu PORTC có chức kết nối với thiết bị ngoại vi 2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống 2.3.1 Nguyên lý hoạt động mạch phát Khi ta ấn phím làm hai chân K T nối lại với Một xung điện áp mức cao đưa từ chân K tương ứng vào chân T tương ứng Xung điện áp vào IC kích hoạt mạch nhận biết phím để xác định vị trí phím nằm ma trận phím Sau liệu phím đưa tới khối phát mã IC để lấy mã tương ứng với vị trí phím nằm ma trận phím Dữ liệu phím lấy từ khối dạng liệu nối tiếp với tần số thấp (khoảng 20Hz) truyền xa không gian nên địi hỏi liệu phải cài vào sóng mang có tần số cao cách điều chế tín hiệu 12 bit với sóng mang cao tần tạo tự dao động thạch anh Tín hiệu chân 15 PT2248 mắc vào chân B transistor A1013 để khuếch đại trước cho qua LED hồng ngoại để phát ngồi tín hiệu chân 15 ( IC PT2249) yếu 2.3.2 Nguyên lý hoạt động mạch thu Mắt thu hồng ngoại nhận tín hiệu từ phía phát truyền tới, sau biến đổi từ quang thành điện đưa qua khuếch đại, tách sóng loại bỏ sóng mang, đưa tới đầu vào IC PT2249, tín hiệu vào PT2249 so sánh với chuỗi tín hiệu quy định sẵn IC để đưa tín hiệu điều khiển tương ứng đến Atmega16 Tại Atmega16, tùy vào lệnh điều khiển đầu vào để điều khiển thiết bị đóng, ngắt hiển thị trạng thái LCD 2.4 Sơ đồ giải thuật lập trình cho Atmega 16 Hình 2.5 Sơ đồ thuật tốn lập trình cho Atmega16 2.5 Kết luận chương Tóm tắt nội dung Chương 2: Trên sở lí thuyết chương 1, nội dung chương đề cập tới quy trình thiết kế tính tốn lựa chọn sơ đồ cho khối chức Từ xây dưng khối chức đảm bảo theo yêu cầu đề Chương KẾT QUẢ THỰC HIỆN SẢN PHẨM 3.1 Sơ đồ mạch điện Layout thực 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý khối phát Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn, Khối thu PT2249, Khối điều khiển trung tâm điều khiển thiết bị 3.1.2 Sơ đồ mạch in Layout Hình 3.3 Sơ đồ Layout khối phát Hình 3.4 Sơ đồ Layout phía thu 3.2 Kết mơ thiết bị phần mềm Proteus 3.2.1 Kết mơ - Nhóm chúng em mô mạch điện phần mềm Proteus - Trong báo cáo này, nhóm chúng em xin phép không đề cập đến việc sử dụng phần mềm 10 Hình 3.5 Kết mơ 3.2.2 Phân tích kết mô - Theo kết mô phỏng, phần nút nhấn đại diện cho mạch thu phát hồng ngoại PT2248 PT2249 - Khi thực nhấn nút nhấn thiết bị tương ứng hoạt động hiển thị trạng thái hoạt động LCD 16x2 3.3 Ưu, nhược điểm mạch thiết kế 3.3.1 Ưu điểm Sau thời gian nghiên cứu thực báo cáo, chúng em đặt kết sau: - Mạch phát thiết kế yêu cầu đề ra, chức hoạt động tốt - Mạch sử dụng truyền phát không dây nên phạm vi truyền phát linh hoạt, điện áp tiêu tán nhỏ - Mạch phát mạch thu nhỏ gọn - Điều khiển nhiều thiết bị mở rộng thêm thiết bị - Mạch thiết kế có độ xác, tính ổn định cao 3.3.2 Nhược điểm Do thời gian kiến thức cịn hạn hẹp nên q trình thực mặt hạn chế như: - Mạch thu phát trên đường truyền thẳng nên gặp hạn chế gặp vật cản 11 - Nhiễu hồng ngoại nguồn nhiệt xung quanh phát ra, nên gây ảnh hưởng hạn chế tầm phát Do dùng phịng, kho, nơi có nhiệt độ môi trường thấp 3.4 Hướng ứng dụng phát triển đề tài 3.4.1 Hướng ứng dụng - Mạch ứng dụng vào tất lĩnh vực có sống: điều khiển thiết bị gia đình (Tivi, điều hịa, ), điều khiển thiết bị Quốc phòng, an ninh, cứu hộ, cứu nạn 3.4.2 Hướng phát triển - Có thể thay ATmega 16 dòng vi điều khiển khác phù hợp với yêu cầu người sử dụng - Sử dụng kỹ thuật điều chếu chế đa sóng mang OFDM để khắc phục chống dội phím cách tối ưu - Hiển thị trạng thái điều khiển thiết bị LED đoạn, LED ma trận thay cho hình LCD - Tăng cơng suất phát để việc điều khiển xa - Sử dụng IC ULN2803 để mạch hoạt động tối ưu - Ứng dụng điện thoại để làm thiết bị phát nhằm giảm chi phí 3.5 Kết luận chương Trên sở nghiên cứu lý thuyết từ chương mạch thiết kế chương 2, nhóm thực mơ thiết bị Phần mềm Proteus Những kết đạt phần mơ giúp nhóm xây dựng mạch in đưa ưu, nhược điểm, hướng ứng dụng hướng phát triển đề tài 12 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tìm tịi, nhóm chúng em hướng dẫn thầy giáo Ngô Văn Thiện hoàn thành đề tài: “Thiết kế, chế tạo bảng mạch vi điều khiển AVR thực nhận giải mã lệnh điều khiển từ tín hiệu hồng ngoại, thực đáp ứng lệnh điều khiển tương ứng” Sản phẩm nhóm tự nghiên cứu có nhiều ưu điểm đạt được, ứng dụng nhiều vào đời sống, song vào cịn nhiều thứ cần phải khắc phục để hoàn thiện Việc làm sản phẩm giúp chúng em cố hoàn thiện kiến thức, kỹ sau học phần điện tử Đây tiền đề giúp chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ công tác sau Trong thời gian ngắn, việc nghiên cứu làm báo cáo, sản phẩm tránh khỏi sai sót cần khắc phục Nhóm chúng em mong thầy giúp đở nhóm hồn thiện Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt: [1] Nguyễn Tấn Phước (2001), “Điện tử ứng dụng cơng nghiệp”, NXB Thành Phố Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Viết Kính, Trịnh Anh Vũ (2008), “Giáo trình Thơng Tin Số”, NXB Giáo Dục Website: [1] https://www.alldatasheet.com/ [2] http://www.echipkool.com/ 14 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên hướng dẫn Thượng úy Ngô Văn Thiện 15 ... LED phát hồng ngoại hoạt động - Pin có chức cấp nguồn cho khối phát hoạt động 2.2.3 Khối thu hồng ngoại PT2249 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối thu hồng ngoại - Mắt thu hồng ngoại nhận tín hiệu hồng. .. phát (khối phát) : sử dụng IC phát hồng ngoại PT2248 để điều khiển LED hồng ngoại bật, tắt khoảng thời gian nhấn/ nhã nút Button - Phía thu: + Khối thu mã hóa hồng ngoại PT2249: thu tín hiệu hồng. .. BẢNG MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN AVR THỰC HIỆN NHẬN VÀ GIẢI MÃ LỆNH ĐIỀU KHIỂN TỪ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI 1.1 Tổng quan hệ thống thu phát hồng ngoại 1.1.1 Khái niệm tia hồng ngoại - Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng