Thiết kế và thi công cân điện tử

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÂN ĐIỆN TỬ GVHD: ThS Phan Vân Hoàn SVTH: Trần Minh Đức MSSV: 14141072 Tp Hồ Chí Minh -01/2019 I TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – o0o Y SINH Tp HCM, ngày 05 tháng 01 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Minh Đức MSSV: 14141072 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 141 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2014 Lớp: 14141DT3A I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÂN ĐIỆN TỬ II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Khảo sát loại vi điều khiển ARM, lựa chọn hình cảm ứng TFT LCD, module âm Tìm hiểu thu thập số liệu từ trang mạng sách lập trình vi điều khiển ARM Tìm hiểu tài liệu hướng dẫn sử dụng loadcell, động bước, module giải mã âm Nội dung thực hiện:  NỘI DUNG 1: Nghiên cứu tài liệu KIT STM32F103RBT6, module VS1003, loadcell, động bước,  NỘI DUNG 2: Dựa liệu thu thập được, lựa chọn giải pháp thiết kế thi cơng mơ hình kết nối module với KIT điều khiển  NỘI DUNG 3: Viết chương trình điều khiển cho vi điều khiển, thiết kế giao diện hình cân điện tử II  NỘI DUNG 4: Thử nghiệm điều chỉnh phần mềm phần cứng để mơ hình tối ưu, sử dụng dễ dàng Đánh giá thông số mơ hình so với thơng số thực tế  NỘI DUNG 5: Viết báo cáo thực III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/09/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/01/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:ThS Phan Vân Hoàn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH III TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NAM BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 05 tháng 01 năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 2: Trần Minh Đức Lớp: 14141DT3A MSSV: 14141072 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÂN ĐIỆN TỬ Tuần/ngày Tuần 10/9 – 16/9 Tuần 17/9 – 23/9 Tuần 24/9 – 30/9 Tuần 1/10 – 7/10 Nội dung Xác nhận GVHD Gặp GVHD nhận đề tài Nhận tài liệu hướng dẫn từ GVHD Viết báo cáo Chương Đọc tài liệu kĩ thuật KIT STM32F103 Viết báo cáo Chương Giao tiếp STM32 với TFT-LCD Viết báo cáo Chương Giao tiếp STM32 với TFT-LCD Nghiên cứu loadcell Tuần 8/10 – 14/10 Viết báo cáo Chương Giao tiếp STM32 với loadcell module HX711 Hiển thị cân nặng Tuần 15/10 – 21/10 Tuần 22/10 – 28/10 Viết báo cáo Chương Thiết kế mơ hình đo chiều cao Viết báo cáo Chương Giao tiếp STM32 với động bước Tìm hiểu mudule điều khiển LN298 IV Tuần 29/10 – 4/11 Tuần 5/11 – 11/11 Tuần 10 12/11 – 18/11 Tuần 11 19/11 – 25/11 Viết báo cáo Chương Tính tốn, hiển thị đo chiều cao Viết báo cáo Chương Giao tiếp STM32 với thẻ nhớ SD card Viết báo cáo Chương Giao tiếp với thẻ nhớ phát nhạc MP3 Viết báo cáo Chương Giao tiếp module giải mã âm đọc cân nặng Tuần 12 26/11 – 2/12 Viết báo cáo Chương Giao tiếp module giải mã âm đọc chiều cao Tuần 13,14 Viết báo cáo Chương 5,6 3/12 – 16/12 Hoàn thành mơ hình, tiến hành chạy thử kiểm tra lỗi GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN V Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Trần Minh Đức LỜI CẢM ƠN VI Chúng em xin cảm ơn sâu sắc đến thầy Phan Vân Hoàn trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện để chúng em hoàn thành đề tài Chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện - Điện Tử tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đề tài Chúng em gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp 14141DT3A chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Xin cảm ơn đến cha mẹ Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Trần Minh Đức TÓM TẮT Ngày với phát triển công nghiệp điện tử, kỹ thuật số hệ thống tự động hoá Với phát triển vi xử lí, vi mạch số ứng dụng vào lĩnh VII vực điều khiển giúp việc xử lý thông tin nhanh trước giúp phục vụ vào nhu cầu sống người Với tiêu chí chăm sóc sức khỏe người sống nay, chọn đề tài để thiết kế mơ hình cân điện tử thực tế giúp nhận biết thể trạng người, đề có biện pháp giúp thể trở nên khỏe mạnh hạn chế bệnh lý thể qua giúp nhận biết tốt nhằm cân thể trạng người Đề tài nghiên cứu thực cải tiến từ trang thiết bị cân đo thực tế có sống Qua giúp áp dụng lập trình vi xử lý vào mơ hình cân đo ngày Sau q trình nghiên cứu chúng tơi thành cơng việc hồn thiện mơ hình cân đo chiều cao cân nặng, mang lại độ xác cao việc đo đạt lời khun từ mơ hình cho người cân đo VIII MỤC LỤC BÌA NGỒI I NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IV LỜI CAM ĐOAN V LỜI CẢM ƠN VI TÓM TẮT VII MỤC LỤC IX DANH SÁCH HÌNH XI DANH SÁCH BẢNG XIII CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN CÂN SỨC KHỎE VÀ ĐO CHIỀU CAO BMI 2.1.1 Chỉ số BMI gì? 2.1.2 BMI với sức khỏe người 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 Tổng quan ARM 2.2.2 Giới thiệu ARM-Cortex-M3 STM32F1 2.2.3 Cảm biến loadcell 11 2.2.4 Giới thiệu module HX711 13 2.2.5 Giới thiệu động bước 17 2.2.6 Giới thiệu modual L298N 21 2.2.7 Module giải mã âm VS1003 23 2.2.8 Chuẩn giao tiếp SPI 25 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN_THIẾT KẾ 28 3.1 GIỚI THIỆU 28 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối 28 IX 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 29 a Khối xử lý trung tâm 29 b Khối hiển thị 30 c Khối điều khiển 31 d Khối cảm biến 33 e Khối động 34 f Khối âm 36 g Khối nguồn 39 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống 40 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 41 4.1 GIỚI THIỆU 41 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 41 4.2.1 Thi công board mạch 41 4.2.2 Lắp ráp, hàn linh kiện kiểm tra 43 4.2.3 Thi cơng mơ hình 44 4.3 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 46 4.3.1 Lưu đồ giải thuật 46 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 52 4.4 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 53 4.4.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng 53 4.4.2 Quy trình thao tác 54 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 56 5.1 KẾT QUẢ 56 5.1.1 Kết phần cứng 56 5.1.3 Kết đo thử 60 5.2 ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ 63 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 65 6.1 KẾT LUẬN 65 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 67 X CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN case 3: res5 = f_open(&fil5,"bn30.mp3",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); break; case 4: res5 = f_open(&fil5,"bn40.mp3",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); break; case 5: res5 = f_open(&fil5,"bn50.mp3",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); break; case 6: res5 = f_open(&fil5,"bn60.mp3",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); break; case 7: res5 = f_open(&fil5,"bn70.mp3",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); break; case 8: res5 = f_open(&fil5,"bn80.mp3",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); break; case 9: res5 = f_open(&fil5,"bn90.mp3",FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); break; } if(res5==0) { for(;;) { res5=f_read(&fil5,buf5,512,(UINT*)&br5); for(sd_size5=0;sd_size5IDR&MP3_DREQ)); Vs1003_DATA_Write((void*)(buf5+sd_size5*32)); } if(res5||br5