Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin. Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Xuất phát từ những bài học thực tập trên lớp và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG “Phân tích thiết kế mạch đếm sản phẩm” Giảng viên hướng dẫn: ThS Tống Văn Luyên Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Nguyễn Mạnh Toản Trần Văn Thụy Hà Nội, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: MSV: Tên đề tài: Tổng quát thuyết minh: Số trang: số chương .số sản phẩm: Số hình ảnh: số bảng số liệu: số TLTK: Những nội dung thực so với yêu cầu nhiệm vụ đề ra: Những ưu điểm Những điểm hạn chế cần khắc phục: Đánh giá chung: GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………… TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà kỹ thuật số đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin Do phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng Xuất phát từ học thực tập lớp tham quan doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa trình sản xuất Một khâu đơn giản dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm làm đếm cách tự động Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn tồn chưa áp dụng khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì mà cịn sử dụng nhân cơng Từ điều thấy khả chúng em, chúng em muốn làm điều nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác Nên chúng em định thiết kế mạch đếm sản phẩm gần gũi với thực tế Để làm mạch cần thiết kế hai phần là: phận cảm biến phận đếm Bộ phận cảm biến: cảm biến phát cảm biến thu Thông thường người ta sử dụng phần phát LED hồng ngoại để phát ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống nhiễu so với loại ánh sáng khác, phần thu transistor quang để thu ánh sáng hồng ngoại Bộ phận đếm có nhiều phương pháp thực thi là: - Lắp mạch dùng kỹ thuật số với IC đếm, chốt, so sánh ghép lại - Lắp mạch dùng kỹ thuật vi xử lý - Lắp mạch dùng kỹ thuật vi điều khiển TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Mục Lục Trang LỜI NÓI ĐẦU .3 Mục Lục DANH MỤC HÌNH .5 DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI CẢM ƠN TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.Đặt vấn đề, lý chọn đề tài 2.Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước có liên quan đến đề tài .8 3.Tính cấp thiết đề tài 4.Mục tiêu nghiên cứu 5.Đối tượng – phạm vi nghiên cứu .9 6.Phương pháp nguyên cứu CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 1.1 Nội dung nghiên cứu 10 1.1.1 Tổng quan họ vi điều khiển 8051 10 1.1.2 IC ổn áp LM7805 14 1.1.3 Cảm biến hồng ngoại 15 1.1.4 LED đoạn Anode chung 16 1.1.5 Một số linh kiện khác 18 1.2 Các phần mềm sử dụng 20 1.2.1 Phần mềm Proteus 20 1.2.2 Phần mềm lập trình – Keil C 20 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ THỰC NGHIỆM MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 21 2.1 Nguyên lý hoạt động sơ đồ khối chức 21 2.1.1 Nguyên lý hoạt động 21 2.1.2 Sơ đồ khối 21 2.1.3 Lưu đồ giải thuật 22 2.2 Mô khối vi điều khiển AT89S52 hiển thị LED đoạn 22 2.3 Mô khối nguồn 23 2.4 Mạch mô hoàn chỉnh .24 2.5 Thi công mạch thật .25 2.6 Chương trình nạp cho vi điều khiển 26 2.7 Thực Nghiệm 27 2.7.1 Sơ đồ nguyên lý mạch dùng phần mềm Proteus 27 2.7.2 Kết thực đếm sản phẩm mạch thực tế 27 2.7.3 Hoàn thiện mơ hình bang chuyền mini 28 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .29 Kết luận 29 Kiến nghị - Hướng phát triển 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC .30 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ chân vi điều khiển AT89S52 10 Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển AT89S52 .14 Hình 1.3: IC ổn áp LM7805 .14 Hình 1.4: Mắt thu mắt phát hồng ngoại 15 Hình 1.5: Hình dạng cấu tạo LED ddaonj Anode chung 16 Hình 1.6: Hình dạng LED đoạn .17 Hình 1.7: Hình dạng sơ đồ chân IC CD4093 18 Hình 1.8 :Hình dáng loại tụ điện gốm- tụ hóa 19 Hình 1.9: Ký hiệu cấu tạo Transistor .19 Hình 1.10: Ký hiệu hình dáng điện trở 19 Hình 2.1: Sơ đồ mạch thiết kế 21 Hình 2.2: Lưu đồ giải thuật 22 Hình 2.3: Sơ đồ mạch khối vi điều khiển hiển thị 22 Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lí mạch nguồn 5VDC 23 Hình 2.5: Sơ đồ mạch đếm sản phẩm proteus .24 Hình 2.6: Mạch in PCB 24 Hình 2.7: Mơ hình mạch đếm hồn chỉnh 25 Hình 2.8: Chương trình nạp cho vi điều khiển 26 Hình 2.9: Sơ đồ mơ mạch chạy Proteus 27 Hình 2.10: Kết đếm sản phẩm mạch thực tế 27 Hình 2.11: Mơ hình bang chuyền mini hồn thiện…………………………… …28 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các chức đặc biệt port 3……………………………………… 11 Bảng 2: Nội dung ghi sau vi điều khiển bị reset……………………13 Bảng 3: Bảng mã hiển thị LED đoạn Anode chung…………………………… 16 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Bảng 4: Bảng phân chia công việc……………………………………………… 30 LỜI CẢM ƠN Để thực Bài tập lớn không kể đến hỗ trợ gia đình, thầy bạn bè Trước tiên em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới giảng viên hướng dẫn Tống Văn Luyên – thầy trực tiếp hướng dẫn bảo cho nhóm em Sự giúp đỡ ủng hộ nguồn động lực to lớn giúp em hoàn thành Bài tập lớn Một lần em xin chân thành cảm ơn! TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Đặt vấn đề, lý chọn đề tài Trong kỷ nguyên công nghệ nay, phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, mơ hình đếm sản phẩm, băng truyền đếm sản phẩm đời dựa vào công nghệ chế tạo vi mạch lập trình nhúng cho vi điều khiển Vi điều khiển tích hợp nhỏ gọn, giá thành thấp, tính linh động cao, tiết kiệm nguồn lượng Hiện nay, Việt Nam giới có nhiều loại mơ hình đếm sản phẩm, băng truyền đếm sản phẩm thiết kế thi công giúp người giảm chi phí nhân cơng, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin Mơ hình đếm sản phẩm tự động, giúp bớt nhiều sức lao động thời gian, giúp tăng hiệu suất lao động, đồng thời đảm bảo độ xác Ngày nay, vi điều khiển có bước phát triển mạnh với mật độ tích hợp cao, khả xử lý mạnh, tiêu thụ lượng giá thành thấp Khi nạp phần mềm nhúng, vi điều khiển hoạt động độc lập theo ứng dụng cụ thể Xuất phát từ học thực tập lớp tham quan doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa trình sản xuất Một khâu đơn giản dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm làm đếm cách tự động Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn tồn chưa áp dụng khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì mà cịn sử dụng nhân cơng Từ điều thấy khả chúng em, chúng em muốn làm điều nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác Nên chúng em định thiết kế mơ hình mạch đếm sản phẩm gần gũi với thực tế Để làm mơ hình mạch cần thiết kế năm phần là: module cảm biến hồng ngoại, module hiển thị LED đoạn, module nguồn cung cấp, module băng truyền module vi điều khiển AT89S52 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Từ ý tưởng thiết kế trên, nhóm chúng em chọn đề tài nghiên cứu “THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM DÙNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI” với mong muốn đề tài ứng dụng tốt sống thực tế Chính ý tưởng tìm hiểu nghiên cứu mơ hình đếm sản phẩm đời nhằm để: Ứng dụng thực tiễn kiến thức học trường Tìm hiểu cách thức hoạt động module mơ hình đếm sản phẩm Nghiên cứu phát triển đưa vào thực tế Phát triển thêm kiến thức hạn hẹp thân Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước có liên quan đến đề tài Hiện nay, nước phát triển thương mại hóa mơ hình đếm sản phẩm, máy đếm tiền, máy đếm số lượng xe vào cung cấp cho doanh nghiệp có nguyên dây chuyền sản xuất tự động hóa hồn tồn Tính cấp thiết đề tài Tính khoa học: Hiện mơ hình đếm sản thương mại hóa thị trường ưa chuộng Nhóm chúng em tìm hiểu nghiên cứu nguyên lý hoạt động module mô hình mạch đếm sản phẩm, mơ hình hóa mạch đếm sản phẩm đến khắc phục số lỗi cịn mắc phải Từ phát triển mơ hình mạch đếm sản phẩm, thương mại hóa mơ hình mạch đếm sản phẩm ứng dụng mơ hình thực tế Tính kinh tế: Mơ hình mạch đếm sản phẩm giúp doang nghiệp, quan xí nghiệp giảm chi phí nhân cơng, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin Mục tiêu nghiên cứu - Tối ưu hóa mơ hình mạch đếm sản phẩm độ xác cao - Giảm chi phí cơng nhân cho doanh nghiệp, mơ hình mạch đếm sản phẩm hồn tồn tự động hóa, quản lý, cung cấp thơng tin theo u cầu - Nâng cao kiến thức thân - Thực nghiệm kiến thức học trường Đối tượng – phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Mơ hình mạch đếm sản phẩm gồm module nguồn, module cảm biến hồng ngoại, module hiển thị LED đoạn, module xử lý vi điều khiển AT89S52, module băng truyền TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - Phạm vi nghiên cứu: Đếm số lượng sản phẩm qua băng truyền hiển thị số sản phẩm LED đoạn phương pháp chốt Phương pháp nguyên cứu - Tìm hiểu tổng quan lý thuyết đề tài Đọc hiểu số tài liệu liên quan đến đề tài Thảo luận nhóm để thống ý kiến Thiết kế mơ hình phần cứng Thiết kế phần mềm Tham khảo ý kiến chuyên gia Thực nghiệm kiểm chứng đối tượng Báo cáo nghiệm thu đề tài CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Nội dung nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan họ vi điều khiển 8051 Vi điều khiển IC lập trình, Vi điều khiển cần lập trình trước sử dụng Mỗi phần cứng định phải có chương trình phù hợp kèm theo, trước viết chương trình địi hỏi người viết phải nắm bắt cấu tạo phần cứng yêu cầu mạch điện cần thực Cấu trúc phần cứng vi điều khiển AT89S52 - Interrupt Control: Tín hiệu điều khiển ngắt CPU (Control processor Unit): Đơn vị xử lý trung tâm Xtal: Mạch tạo dao động nội kết hợp với tụ thạch anh bên để tạo dao động Bus Control: Các đường tín hiệu điều khiển TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - Other Register: Các ghi khác (thanh ghi vùng Ram đa dụng ghi đặc biệt) - I/O port: port xuất nhập (P0, P1, P2, P3) - Timer/Counter: Các định thời/bộ đếm - Serial Port: Port nối tiếp truyền nhận UART - RAM (Random Acess Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng để lưu liệu 256byte - ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ đọc dạng FLASH ROM tích hợp dùng để lưu chương trình Kbyte Hình 1.1: Sơ đồ chân vi điều khiển AT89S521 Chức hoạt động port Port0: - Chức port0 dùng làm đường điều khiển I/O (Input- Output) Bộ nhớ mở rộng bên ngồi port0 có chức bus địa bus liệu AD7 ÷ AD0 Port1: - Có chức đường điều khiển I/O - Chân P1.0 P1.1 phục vụ cho Timer T2 - Chân P1.5, P1.6, P1.7 có chức nạp liệu nối tiếp cho nhớ chương trình nằm bên vi điều khiển Port2: - Chức port2 dùng làm đường điều khiển I/O - Bộ nhớ mở rộng bên ngồi port2 có chức bus địa cao A8÷A15 Port3: - Có chức đường điều khiển I/O Các chức khác port3 Bảng 1: Các chức đặc biệt port 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Hình 1.4: Mắt thu mắt phát hồng ngoại Khi ta cấp xung vng có tần số 36kHz tương ứng mức “1” mắt phát mắt thu xuống mức “0” (nhận tín hiệu hồng ngoại truyền đến) Và ta cấp mức điện áp 0V tương ứng với mức “0” mắt phát mắt thu có mức “1” tương ứng với điện áp +Vcc Vậy tín hiệu nhận mắt thu bị đảo lại so với tín hiệu truyền bên mắt phát 1.1.4 LED đoạn Anode chung chân Anode LED nối chung với nhau, đưa chân tên COM (Anode) LED đoạn Anode chung, chân COM mức logic 1(Vcc) chân a-f, dp mức logic 0(0 V) LED đoạn sáng Hình 1.5: Hình dạng cấu tạo LED đoạn Anode chung Bảng 3: Bảng mã hiển thị LED đoạn Anode chung Decimal dp 1 1 g 1 0 f 1 Binary e 1 15 d 0 c 0 0 b 0 0 a 0 Hexadecimal 0xC0 0xF9 0xA4 0xB0 0x99 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 0 0 0x92 0 0 0x82 1 1 0 0xF8 0 0 0 0x80 0 0 0 0x90 10 0 0 0x88 11 0 0 1 0x83 12 1 0 1 0xC6 13 1 0 0 0xA1 14 0 0 1 0x86 15 0 1 0x8E Vì LED đoạn chứa bên LED đơn, kết nối cần đảm bảo dòng qua LED đơn khoảng 10mA-20mA để bảo vệ LED Nếu kết nối với nguồn 5V hạn dòng điện trở 330Ω trước chân nhận tín hiệu điều khiển Hình 1.6: Hình dạng LED đoạn Các điện trở 330Ω điện trở bên ngồi kết nối để giới hạn dịng điện qua LED LED đoạn nối với nguồn 5V Chân nhận tín hiệu a điều khiển LED a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển LED b Tương tự với chân led lại Giao tiếp vi điều khiển với nhiều LED đoạn Nếu kết nối Port Vi điều khiển với LED đoạn tối đa kết nối LED đoạn Mặt khác kết nối hạn chế khả thực công việc khác Vi điều khiển Cho nên cần phải kết nối, điều khiển nhiều LED đoạn với số lượng chân điều khiển từ Vi điều khiển tốt Có hai giải pháp: sử dụng IC chuyên dụng cho việc thị LED đoạn, hai kết nối nhiều LED đoạn vào đường xuất tín hiệu hiển thị Phần đề cập đến cách kết nối nhiều LED đoạn theo giải pháp thứ Mắt người có đặc điểm sinh lí thu nhận 24 hình/giây để tổng hợp hình ảnh giới xung quanh Nếu tín hiệu ánh sáng có chu kì sáng tắt 24 lần giây, mắt người cảm nhận nguồn sáng liên tục Để minh họa cho điều 16 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ này, bạn lấy chương trình thực với led đơn làm ngắn thời gian delay lại, đến giá trị bạn thấy led sáng liên tục Để kết nối nhiều LED đoạn vào vi điều khiển thực sau: nối tất chân nhận tín hiệu tất LED đoạn (chân abcdefgh) cần sử dụng vào Port, ví dụ, led đoạn có chân nhận tín hiệu được nối với P0 Dùng ngõ lại Vi điều khiển điều khiển ON/OFF cho LED đoạn, ngõ điều khiển ON/OFF cho led đoạn,(ON: LED đoạn cấp nguồn để hiển thị, OFF: LED đoạn bị ngắt nguồn nên không hiển thị được) Phương pháp hiển thị LED đoạn Có hai cách để đưa thơng tin lên LED đoạn: Chốt quét Tuy nhiên phương pháp kết hợp chốt quét tối ưu dùng nhiều nay, đặc biệt mạch hiển thị bảng báo tỉ giá 1.1.5 Một số linh kiện khác IC 4093 - IC 4093 ic cổng NAND - CD4093B bao gồm bốn mạch kích hoạt Schmitt Mỗi mạch hoạt động cổng NAND đầu vào với Schmitt-trigger hành động hai đầu vào Cổng chuyển đổi điểm khác cho tín hiệu tích cực tiêu cực Sự khác biệt điện áp dương (VTa) điện áp âm (VTb) định nghĩa điện áp trễ (VH) Tất đầu có dịng nguồn dịng chìm phù hợp với ổ đầu dịng B tiêu chuẩn Hình 1.7: Hình dáng sơ đồ chân IC CD4093 17 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Tụ điện linh kiện có khả tích điện Tụ điện cách điện với dịng điện chiều Hình 1.8: Hình dáng loại tụ điện gốm-tụ hóa Transistor Hình 1.9: Ký hiệu cấu tạo Transistor Transistor cấu tạo tiếp xúc P-N ghép liên tiếp gồm vùng bán dẫn loại P N xếp xen kẽ nhau, vùng có tính chất dẫn điện khác với vùng lân cận có bề rộng mỏng khoảng 10A0 m đủ nhỏ để tạo lên tiếp xúc P-N gần Nếu vùng N ta có transistor PNP, ngược lại vùng vùng P ta có transistor NPN Điện trở - Điện trở linh kiện có tính cản trở dịng điện làm số chức khác tùy vào vị trí điện trở mạch điện Hình 1.10: Ký hiệu hình dáng điện trở 18 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 1.2 Các phần mềm sử dụng 1.2.1 Phần mềm Proteus Proteus cung cấp cho người sử dụng toàn linh kiện điện tử để người dùng tạo mạch nguyên lý sau chạy thử so sánh với kết thực tế Chính Proteus tạo chạy mạch đơn giản mạch phức tạp nên dùng giảng dạy, phịng thí nghiệm điện tử thực hành vi xử lý 1.2.2 Phần mềm lập trình – Keil C Keil C chương trình lập trình, biên dịch hay, dễ sử dụng hổ trợ nhiều thư viện bổ ích Sử dụng ngơn ngữ lập trình C/C++ với câu lệnh đơn giản, dễ hiểu, nhiều thư viện hỗ trợ nên tiện cho người biết lập trình Đây giải pháp tốt cho việc phát triển mã cho vi điều khiển họ 8051 Nó có tính IDE trực quan, trình biên dịch mạnh mẽ tối ưu hóa tiên tiến, nhiều cơng cụ bổ sung giúp bạn công việc Biên dịch kèm với tập tin trợ giúp toàn diện sẵn sàng để sử dụng Phần mềm lập trình Keil C 19 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ THỰC NGHIỆM MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 2.1 Nguyên lý hoạt động sơ đồ khối chức 2.1.1 Nguyên lý hoạt động Để cảm nhận lần sản phẩm qua hai cảm biến cảm biến phát hồng ngoại LED_Tx, cảm biến thu hồng ngoại LED_Rx LED_Tx phát hồng ngoại phát ánh sáng hồng ngoại LED_Rx thu hồng ngoại hấp thụ ánh sáng hồng ngoại ánh sáng hồng ngoại có đặc điểm bị nhiễu so với loại ánh sáng khác LED_Tx phát LED_Rx thu hoạt động với tần số Khi có sản phẩm qua LED_Tx phát hồng ngoại LED_Rx thu hồng ngoại, ánh sáng hồng ngoại bị che sản phẩm qua LED_Rx thu hoạt động với tần số khác tần số phát hồng ngoại tạo xung tác động qua so sánh để xác định ngõ vào có điện áp cao thấp hơn, dùng biến trở để điều chỉnh điên áp mức so sánh 2.1.2 Sơ đồ khối KHỐI LOGIC Hình 2.1: Sơ đồ module mạch thiết kế Đầu tiên, Module vi điều khiển AT89S52 Nhận tín hiệu logic từ IC logic Sau đó, Module vi điều khiển AT89S52 nhận liệu, xử lý hiển thị lên LED đoạn Nguồn dùng để cung cấp cho hoạt động vi điều khiển, cảm biến, IC logic LED đoạn hoạt động ổn định 20 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 2.1.3 Lưu đồ giải thuật Hình 2.2: Lưu đồ giải thuật đếm sản phẩm từ 0-99 2.2 Mô khối vi điều khiển AT89S52 hiển thị LED đoạn Hình 2.3: Sơ đồ mạch khối vi điều khiển hiển thị 21 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Vi điều khiển AT89S52 Nhận tín hiệu từ IC CD4093 Khi có sản phẩm qua băng truyền LED phát hồng ngoại LED thu hồng ngồi khối IC tạo xung vng có chu kỳ xác định Vi điều khiển AT89S52 đếm xung vng, có xung vng từ mức logic “1” xuống mức logic “0” có sản phẩm qua băng truyền Vi điều khiển AT89S52 xử lý sản phẩm hiển thị LED đoạn theo phương pháp chốt Quá trình đếm sản phẩm tiếp tục… Mơ hình mạch đếm sản phẩm, số lượng sản phẩm đếm lớn qua băng truyền 99 sản phẩm Phần mềm lập trình vi điều khiển AT89S52 sử dụng Counter T0 đếm sản phẩm từ bên khối IC tạo xung vuông Chân “PUL” kết nối với chân P3.4 vi điều khiển AT89S52 2.3 Mô khối nguồn Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5VDC Input: Điện áp ngõ vào 9VDC-12VDC cung cấp cho mạch nguồn ổn áp dùng IC LM7805 Đây mạch nguồn có chức cung cấp điện áp 5VDC cho module Nên địi hỏi phải có tính ổn định cao để đảm bảo vi điều khiển hoạt động tốt Nếu có xung nhiễu ảnh hưởng đến nguồn vi điều khiển khó mà thực yêu cầu giao Trong mạch sử dụng IC LM 7805 IC ổn áp với điện áp 5VDC Khi điện áp ngõ vào chân số lớn 5VDC chân ngõ số ta có điện áp ổn định 5VDC Nhưng điện áp ngõ vào chân nhỏ 5VDC IC khơng có chức ổn áp Do đó, điện áp bù phải chọn điện áp ngõ vào 9VDC-12VDC cho ngõ có điện áp ổn định 5VDC mức độ tiêu tán công suất nhiệt tối thiểu 22 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Tụ điện C1 tụ ổn áp ngõ vào, C2 có tác dụng ổn định điện áp ngõ vào, điện áp ngõ vào có nhiễu làm sinh xung lên hay xung xuống điện áp tụ không thay đổi đột ngột nên điện áp đưa vào chân số LM 7805 bị thay đổi Tụ C3 lọc nhiễu tần số thấp điện áp ngõ vào, tụ C4 lọc nhiễu điện áp ngõ 2.4 Mạch mơ hồn chỉnh Hình 2.5: Sơ đồ mạch đếm sản phẩm dùng phần mềm Protues Hình 2.6: PCB Layout 23 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 2.5 Thi cơng mạch thật Mơ hình mạch đếm hồn chỉnh Hình 2.7: Mơ hình mạch đếm hồn chỉnh 24 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 2.6 Chương trình nạp cho vi điều khiển Hình 2.8: Chương trình nạp cho vi điều khiển 25 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 2.7 Thực Nghiệm 2.7.1 Sơ đồ nguyên lý mạch dùng phần mềm Proteus Hình 2.9: Sơ đồ mạch đếm sản phẩm chạy Protues 2.7.2 Kết thực đếm sản phẩm mạch thực tế Hình 2.10: Kết thử nghiệm đếm sản phẩm mạch thực tế 26 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Kết đạt Kết quả: Mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại có kết xác Kết luận: Hoàn thành nhiệm vụ tập 27 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Kết luận Mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại đạt yêu cầu đặt Kết đếm sản phẩm xác Hoạt động module: + Module nguồn: Hoạt động ổn định, khơng có tượng sụt áp Đáp ứng dịng điện cho tồn mạch + Module mạch IC 4093: Tạo xung vng có chu kỳ xác định Ngõ chân “PUL” kết nối với chân P3.4 Timer vi điều khiển AT89S52 để đếm xung, đếm sản phẩm băng truyền độ xác cao + Module hiển thị: LED đoạn hiển thị sản phẩm qua băng truyền phương pháp chốt liệu + Module vi xử lý: AT89S52 hoạt động tốt việc giao tiếp với module mạch tạo xung vuông, module hiển thị LED đoạn, chân I/O hoạt động tốt Tần số để vi điều khiển AT89S52 hoạt động 12MHz Mạch đếm sản phẩm ngày sử dụng rộng rãi, ứng dụng thiết bị như: máy đếm tiền, máy đếm xe vào… Hạn chế đề tài: Do thời gian có hạn kiến thức cịn hạn chế nên mạch dừng lại mức độ hiển thị sản phẩm, giá thành cao Kiến nghị - Hướng phát triển Hướng phát triển tăng số lượng sản phẩm nhiều 99, giao tiếp LED đoạn với Port Sử dụng phương pháp chốt liệu cho LED đoạn Vì số lượng sản phẩm nhiều 999 sản phẩm Hướng phát triển đếm số lượng sản phẩm nhiều 999 giao tiếp LED đoạn sử dụng phương pháp quét LED hiển thị sản phẩm Hướng phát triển phân loại sản phẩm, phân theo luồng sản phẩm 28 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ TÀI LIỆU THAM KHẢO [I] Đặng Thành Tín - Tin học II – Nhà Xuất Bản ĐHQG TP.HCM - Năm xuất 2010 [II] Nguyễn Đình Phú - Trương Ngọc Anh - Vi xử Lý – Nhà xuất ĐHQG TP.HCM Năm xuất 2013 [III] https://www.electroschematics.com/wp-content/uploads/2011/04/CD4093BM-BC- datasheet.pdf BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC Người thực Nguyễn Mạnh Toản Trần Văn Thụy Nội dung cơng việc -Hồn thiện mạch nguyên lý vẽ mạch PCB proteus -Làm mạch thật -Báo cáo tiến độ hàng tuần -Viết word -Hồn thành slide thuyết trình -Thuyết trình -Mơ mạch nguyên lý phần mềm proteus -Viết code -Nạp code cho vi điều khiển -Làm mơ hình băng chuyền mini lắp mạch đếm vào băng chuyền Cả nhóm thực -Tìm hiểu, nghiên cứu nội dung, sở lý thuyết -Hoàn thiện word -Test mạch hồn thiện mơ hình băng chuyền mini Bảng 4: Bảng phân chia công việc 29 ... Vi điều khiển AT89S52 xử lý sản phẩm hiển thị LED đoạn theo phương pháp chốt Q trình đếm sản phẩm tiếp tục… Mơ hình mạch đếm sản phẩm, số lượng sản phẩm đếm lớn qua băng truyền 99 sản phẩm Phần... 2 .7 Thực Nghiệm 2 .7. 1 Sơ đồ nguyên lý mạch dùng phần mềm Proteus Hình 2.9: Sơ đồ mạch đếm sản phẩm chạy Protues 2 .7. 2 Kết thực đếm sản phẩm mạch thực tế Hình 2.10: Kết thử nghiệm đếm sản phẩm mạch. .. sản phẩm nhiều 99, giao tiếp LED đoạn với Port Sử dụng phương pháp chốt liệu cho LED đoạn Vì số lượng sản phẩm nhiều 999 sản phẩm Hướng phát triển đếm số lượng sản phẩm nhiều 999 giao tiếp LED đoạn