Hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng cho hoa vào ban đêm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA VẬT LÝ  LÊ THỊ HỒNG LINH ĐỀ TÀI: “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG CHO HOA VÀO BAN ĐÊM” Đà Nẵng, tháng 04/2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA VẬT LÝ  LÊ THỊ HỒNG LINH ĐỀ TÀI: “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG CHO HOA VÀO BAN ĐÊM” Chun ngành: Vật lí học Khóa học: 2013 - 2017 Giảng viên hƣớng dẫn : TH.S LÊ XỨNG Đà Nẵng, tháng 04/2017 LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian thực đề tài, em hồn thành Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Trong thời gian tiếp cận thực tế giúp em hiểu sâu kiến thức học trường đồng thời bổ sung thêm kiến thức mà em chưa học, hành trang vơ q báu cho em rời ghế nhà trường công việc tương lai Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến : - Thầy LÊ XỨNG trực tiếp hướng dẫn em q trình thực khóa luận - Các thầy giáo KHOA VẬT LÍ truyền đạt kiến thức tảng quan trọng tồn khóa học tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình thự khóa luận - Thầy NGUYỄN VĂN ĐẬM - Giảng viên trường Đại học Nông lâm Tp Hồ Chí Minh dẫn trực tiếp cung cấp tài liệu liên quan đến giống cúc tìm hiểu đề tài Quá trình làm khóa luận q trình báo cáo khó tránh khỏi sai sót, mong thầy cô khoa bỏ qua cho ý kiến đóng góp để báo cáo hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng 04 năm 2017 Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ HỒNG LINH I MỤC LỤC MỞ ĐẦU I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI II ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: IV PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: V Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NỘI DUNG CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Sơ lược nguyên tắc điều chỉnh hoa hoa cúc: 1.2 Mạch điểu khiển với chết độ hoạt đông 1.3 Các khối vi điều khiển hệ thống 1.4 Nguyên lí hoạt động: 1.5 Các linh kiện sử dụng 1.4.1 Nguồn; 1.5.2 Led đoạn: 1.5.3 ĐIện trở 1.5.4 Opto PC817 1.5.5 Transistor 1.5.6 RELAY 24V CHÂN SRD-24VDC-SL-C 1.5.7 Chân cắm nguồn DC-005 1.5.8 DOMINO 2- NỐI NGUỒN CHÂN -TERMINAL KF128-2P 1.5.9 Đế IC 40 chân 10 1.5.10 Dây nối: 10 1.5.11 Nút nhấn: 11 1.6 Ngơn ngữ lập trình phần mềm mô 11 1.6.1 Ngơn ngữ lập trình 11 1.6.2 Phần mềm mô 12 CHƢƠNG II VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51 14 2.1 Giới thiệu chung 14 2.2 Cấu tạo bên IC 89C51 15 2.2.1 Khối điều khiển quản lý Bus .15 2.2.2 Các cổng vào ra: 16 II 2.2.3 Giao tiếp nối tiếp: 16 2.2.4 Bộ nhớ chương trình: 16 2.2.5 Bộ nhớ liệu: 16 2.3 Sơ đồ chân 89C51 16 2.3.1 Chân VCC 17 2.3.2 Chân GND 17 2.3.3 Port (P0) 17 2.3.4 Port (P1) 18 2.3.5 Port (P2) 18 2.3.6 Port (P3) 18 2.3.7 Chân RESET (RST): 18 2.3.8 Chân XTAL1 XTAL2 19 2.3.9 Chân cho phép nhớ chương trình PSEN 19 2.3.10 Chân ALE (chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30): 19 2.3.11 Chân EA 19 CHƢƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 20 3.1 Thiết kế phần cứng 20 3.1.1 Sơ đồ khối toàn mạch 20 3.1.2 Thiết kế mạch 21 3.1.3 Mạch ngun lí tồn hệ thống 28 3.1.3 Mạch thi cơng tồn hệ thống 29 CHƢƠNG IV CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 30 4.1 Lưu đồ thuật toán 30 4.1.2 Lưu đồ chương trình đếm ngược: 33 4.1.3 Lưu đồ chương trình tra bảng delays 35 4.2 Mã code chương trình 36 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 41 KẾT LUẬN 41 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 II I DANH MỤC HÌNH Hình 1.4.1 nguồn 5VDC-2A Hình 1.4.2.2.a Led đoạn Hình 1.4.2.2.b Sơ đồ chân LED Anode Hình 1.4.3.a Điện trở 10k ohm Hình 1.4.3.a Điện trở 330 ohm Hình 1.4.4 Opto PC817 Hình 1.5.5 Transistor A1015 Hình 1.6.7 chân cắm nguồn DC-005 Hình 1.6.8 Domino 2- Nối nguồn chân -Terminal KF128-2P Hình 1.6.9 Đế IC 40 chân Hình 1.5.10 dây nối 20cm_10 màu loại Cái-Cái Hình 1.6.11.a Nút nhấn chân Hình 1.6.11.b Nút nhấn chân Hình 2.1.a Vi điều khiển AT89c51 Hình 2.1.b Sơ đồ khối chip 89C51 Hình 2.3 Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51 Hình 3.1.1 Mạch tồn mạch Hình 3.1.2.1Mạch điều khiển trung tâm Hình 3.1.2.1.1Mạch reset Hình 3.1.2.1.2 Mạch dao động Hình 3.1.2.3.aMạch led đơn Hình 3.1.2.3.a Mạch led đoạn Hình 3.1.2.4 Mạch phím nhấn Hình 3.1.2.5 Mạch cơng suất Hình 3.1.2.6 Mạch hệ thống đèn Hình 3.1.3Mạch nguyên lí tồn hệ thống Hình 3.1.3 Mạch thi cơng tồn hệ thống IV MỞ ĐẦU I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Hoa cúc dùng phổ biến dịp Tết Nguyên đán màu sắc rực rỡ, giá thành phù hợp Nhưng điều kiện khí hậu khơng phù hợp hoa nở sớm hay nở muộn làm ảnh hưởng đến giá trị thương phẩm hoa Vì vậy, em đưa giải pháp chiếu sáng bổ sung cho hoa để điều chỉnh thời gian hoa mong muốn Để thực giải pháp này, em tìm hiểu vi mạch điện tử lên ý tưởng cho đề tài: “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG CHO HOA VÀO BAN ĐÊM” làm đề tài khóa luận tốt nghiệp II ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: -Đối tƣợng nghiên cứu: - Vi điều khiển 89C51 - Các tài liệu linh kiện điện tử - Các tài liệu hướng dẫn lập trình Assembly - Giống hoa cúc -Phạm vi nghiên cứu: + Tìm hiểu vi điều khiển 89C51, cách lập trình cho vi điều khiển + Viết chương trình ứng dụng cho mạch điều khiển: hẹn bật tắt thiết bị đèn, chương trình đếm lùi + Nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển giống hoa cúc điều kiện chiếu sáng khác từ đưa giải pháp chiếu sáng phù hợp, dựa vào viết chương trình cho mạch điều khiển III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Nghiên cứu tìm hiểu vi điều khiển sau thiết kế hệ thống đèn chiếu sáng tự động cho hoa với mức sáng khác Từ đó, kiến thức vi điều khiển nắm vững có ý nghĩ thực tiễn, áp dụng thiết thực cho hộ trồng hoa IV PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Đối với nghiên cứu hoa cúc: Nghiên cứu lí thuyết: tìm hiểu đặc điểm sinh trưởng phát triển hoa cúc liên quan đến điều kiện chiếu sáng Thực tiễn: từ đặc điểm lượng ánh sáng cần hấp thụ đêm Lập bảng thống kê cường độ sáng cần thiết thời điểm để làm sở cho việc thiết kế mạch điểu khiển Đối mạch vi điều khiển: Đối với họ vi điều khiển nghiên cứu chúng thường kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu đề tài này, tham khảo tài liệu vả thực nghiệm việc thiết kế mạch Tham khảo tài liệu: từ hướng nghiên cứu đề tài em dần tìn kiếm tài liệu trang web nhà cung tấp vi điểu khiển, tài liệu thầy hướng dẫn, nghiên cứu tài liệu nguyên lý hoạt động thiết bị linh kiện điện tử Tiến hành thiết kế mạch: Từ kiến thức tài liệu thu thập được, tiến hành viết chương trình hoạt động hệ thống đèn phần mềm Assembly, sau tiến hành lắp mạch mạch thí nghiệm, cuối tiến hành hoàn thiện mạch thực tế đưa vào sử dụng V Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: Việc nghiên cứu mạch vi điều khiển: Việc tìm hiểu nghiên cứu mạch vi điểu khiển 89c51 để ứng dụng vào yêu cầu thực tiễn nhằm làm chủ công nghệ tiết kiệm chi phí yêu cầu cấp thiết cần thực Việc nghiên cứu viết chương trình ứng dụng cho vi điều khiển , cụ thể vi điều khiển 89C52 mở đường cho việc nghiên cứu học tập, viết chương trình ứng dụng cho họ vi điều khiển góp phần quan trọng cho việc phổ biến họ vi điều khiển thực tế sống sau sinh viên tốt nghiệp Về áp dụng vào thực tiễn cho hoa cúc: Hoa cúc loại trồng nhiều có giá trị kinh tế cao Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng điều khiển hoa hoa cúc vấn đề quan tâm nhiều sản xuất nông nghiệp công nghệ cao Cây hoa cúc ngắn ngày tức dễ dàng hoa trồng vụ đông Trong sản xuấy hoa cúc thương phẩm phục vụ ngày lễ, tết cúc trồng vào vụ đơng vụ có thời gian chiếu sáng ngày ngắn giống vừa trồng xuống chưa kịp sinh trưởng đủ chiều cao gặp điều kiện thích hợp cho hoa Cây gặp vấn đề thời gian hoa sớm hay muộn so với dịp tết việc ứng dụng vi điều khiển để kiểm soát thời gian chiếu sáng cho hoa vào ban đêm phần giải vấn đề nêu Sau hoàn thiện, hệ thống chiếu sáng tự động áp dụng với nhiều mục đích nhu cầu chiếu sáng khác khơng cho hoa mà cịn nhiều mục đích sử dụng khác đời sống NỘI DUNG CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Sơ lƣợc nguyên tắc điều chỉnh hoa hoa cúc: Dùng ánh sáng: Cho hoa nở sớm: Thời gian chiếu sáng từ 10 đến 11 chuyển hẳn sang trình sinh trưởng sinh thực q trình phân hóa mầm hoa (dùng che sáng) Cho hoa nở muộn: Thời gian chiếu sáng ngày dài 13 giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng Vì vậy, giải pháp chiếu sáng nhằm tăng thời gian chiếu sáng ngày, làm chậm q trình phân hóa mầm hoa, kìm hãm khơng cho hoa nở sớm Lượng sáng suốt trình chiếu sáng phải đồng để sinh trưởng nên lượng sáng bổ sung phải phù hợp với điều kiện thời tiết - Nắng gắt - Nắng nhẹ - Âm u - Mưa ngày 15h đến 17h 17h đến 19h 19h đến 21h 21h đến 23h Nắng gắt o Mức độ Mức độ 123 Mức độ Nắng nhẹ Mức độ Mức độ Mức độ Mức độ Âm u Mức độ Mức độ 123 Mức độ Mức độ mưa Mức độ Mức độ Mức độ Mức độ Bảng 1.1 Mức độ chiếu sáng bổ sung cho loại thời tiết 1.2 Mạch điểu khiển với chết độ hoạt đông: Mạch điều khiển hoạt động hệ thống đèn hoàn toàn tự động khoảng thời gian lập trình chế độ tùy vào mục đích người sử dụng Mạch điều khiển hệ thống đèn gồm dãy, dãy gồm n đèn mắc nối tiếp thông qua nút nhấn điều khiển chuỗi chương trình riêng biệt CHƢƠNG IV CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1 Lƣu đồ thuật tốn: 30 31 32 4.1.2 Lưu đồ chương trình đếm ngược: 33 4.1.3 Lưu đồ chương trình tra bảng delays: 34 35 4.2 Mã code chƣơng trình: ORG 0H MAIN: MOV TMOD,#11H MOV P0,#0FFH MOV P2,#0FFH MOVP2,#0FFH KT: JNB P1.0,CTA JNB P1.1,CTB JNB P1.2,CTC JNB P1.3,CTD JMP KT CTA: CALL CT1 CALL CT4 CALL CT3 JMP MAIN CTB: CALL CT1 CALL CT2 CALL CT3 CALL CT3 JMP MAIN CTC: CALL CT1 CALL CT4 CALL CT3 CALL CT3 JMP MAIN CTD: CALL CT2 CALL CT2 CALL CT3 CALL CT3 JMPMAIN CT1: CLR P3.0 36 CLR P3.5 CALL DEM15_10 SETB P3.0 CLR P3.1 SETB P3.5 CLR P3.6 CALL DEM10_05 SETB P3.1 CLR P3.2 SETB P3.6 CLR P3.7 CALL DEM05_00 RET CT2: CLR P3.0 CLR P3.1 CLR P3.5 CLR P3.6 CALL DEM15_10 SETB P3.1 CLR P3.2 SETB P3.6 CLR P3.7 CALL DEM10_05 SETB P3.0 CLR P3.1 SETB P3.5 CLR P3.6 CALL DEM05_00 RET CT3: CLR P3.0 CLR P3.1 37 CLR P3.2 CLR P3.5 CLR P3.6 CLR P3.7 CALL DEM15_00 RET CT4: CLR P3.0 CLR P3.5 CALL DEM15_10 CLR P3.1 CLR P3.6 CALL DEM10_05 CLR P3.2 CLR P3.7 CALL DEM05_00 RET DEM15_00: MOV R1,#15 L1: MOV A,R1 MOV B,#10 DIV AB CALL TRABANG MOV P0,A SETB P0.7 MOV A,B CALL TRABANG MOV P2,A SETB P2.7 CALL DELAYS DEC R1 CJNE R1,#0FFH,L1 RET 38 DEM15_10: MOV R1,#15 L2: MOV A,R1 MOV B,#10 DIV AB CALL TRABANG MOV P0,A SETB P0.7 MOV A,B CALL TRABANG MOV P2,A SETB P2.7 CALL DELAYS DEC R1 CJNE R1,#10,L2 RET DEM10_05: MOV R1,#10 L3: MOV A,R1 MOV B,#10 DIV AB CALL TRABANG MOV P0,A SETB P0.7 MOV A,B CALL TRABANG MOV P2,A SETB P2.7 CALL DELAYS DEC R1 CJNE R1,#05,L3 RET DEM05_00: MOV R1,#05 39 L4: MOV A,R1 MOV B,#10 DIV AB CALL TRABANG MOV P0,A SETB P0.7 MOV A,B CALL TRABANG MOV P2,A SETB P2.7 CALL DELAYS DEC R1 CJNE R1,#00,L4 RET TRABANG: INC A MOVC A,@A+PC RET BANGMA: DB 40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H,10H DELAYS: MOV R2,#20 LOOP: MOV TH0,#HIGH(-50000) MOV TL0,#LOW(-50000) SETB TR0 WAIT: JNB TF0,WAIT CLR TR0 CLR TF0 DJNZ R2,LOOP RET END 40 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI KẾT LUẬN Hệ thống điểu khiền đèn tự động đề tài thông qua việc tìm hiểu thực hành đề tài em có hội vận dụng kiến thức học vào thực tế, từ rút nhiều kinh nghiệm thực tế Trong thời gian làm đề tài, với hạn chế thời gian, dụng cụ thực hành, kinh nghiệm thực hành tài liệu địi hỏi thân em phải cố gắng tìm tịi nhiệt tình cơng việc nghiên cứu đề tài cuối đề tài hoàn thành cách trọn vẹn - Sau tiến hành q trình nghiên cứu, so sánh với mục đích yêu cầu đề tài, em làm việc cụ thể sau: - Nghiên cứu sở lý thuyết linh kiện điện tử sử dụng mạch - Tìm hiểu sử dụng hiệu thiết bị phụ kiện dùng để lắp ráp mạch điện tử - Tìm hiểu sơ đồ cấu tạo nguyên tắc hoạt động mạch điều khiển - Lắp ráp mạch hoàn chỉnh Từ sở cho phép đến kết luận đóng góp khóa luận: - Qua đề tài em có thêm phần kiến thức bổ ích vào chuyên ngành học tập mình, hiểu biết nhiều môn học vi điều khiển, từ lý thuyết thực hành kết hợp với hồn thành tốt đề tài - Q trình làm khóa luận hội luyện tập bước thiết kế thiết bị dùng thực tế đời sống, áp dụng vào quy trình sản xuất - Trong trình làm khóa luận giúp cho em tăng khả thực hành, khả tìm tịi, sáng tạo, khả làm việc độc lập để đến kết mong muốn 41 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI: Khóa luận đạt mục đích đề Tuy nhiên, lần em thực đề tài nên đề tài tránh khỏi sai sót, em lắp ráp mạch điện tử đơn giản, xem giới hạn đề tài Em mong đóng góp ý kiến từ quý thầy cô, bạn bè, người quan tâm đến đề tài để đề tài hoàn thiện Trong thời gian tới, em cố gắng mở rộng phạm vi nghiên cứu đề tài, khai thác khả khác vi điều khiển, ADC linh kiện liên quan để tạo thiết bị khác tăng hiệu việc ứng dụng thực tế 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đặng Văn Đông Đinh Thế Lộc (2003), Công nghệ trồng hoa cho thu nhập cao: Cây hoa cúc, Quyển Nxb Lao động - Xã hội 84 tr [2] Tống Van On, Hoàng Ðức Hải ,“Họ vi diều khiển 8051”, Nhà xuất Lao Ðộng – Xã Hội [3] Trần Văn Hâu Đặng Nguyệt Quế, Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng lên phát triển hoa cúc, Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ 2009:11 88-96 Các trang web + http://www.dientuvietnam.net +https://vi.scribd.com/doc/79973269/Thie-t-ke-va-thi-cong-ma-ch%C4%91o%C4%91i%E1%BB%87n-ap-m%E1%BB%99tchi%E1%BB%81u-hie-n-thi-Led7-thanh +http://123doc.org/document/894921-thiet-ke-mach-do-dien-ap-mot-chieutrongdai-5vdc-den-24vdc-co-hien-thi-ket-qua-tren-led-7-vach.htm?page=4 +http://www.slideshare.net/kythuatviengiap/lap-trinh-c-co-ban-cho-vi-dieukhien 43 Ý KIẾN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN Nhận xét: (Về chất lượng Khóa Luận) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………… Ý kiến: Đánh dấu (X) vào ô lựa chọn: Đồng ý thông qua báo cáo Không đồng ý thông qua báo cáo Đà Nẵng, ngày…….tháng…….năm 2017 NGƢỜI HƢỚNG DẪN ( Kí ghi rõ họ tên) ... tưởng cho đề tài: “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG CHO HOA VÀO BAN ĐÊM” làm đề tài khóa luận tốt nghiệp II ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: -Đối tƣợng nghiên cứu: - Vi điều khiển 89C51... vào thực tiễn cho hoa cúc: Hoa cúc loại trồng nhiều có giá trị kinh tế cao Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng điều khiển hoa hoa cúc vấn đề quan tâm nhiều sản xuất nông nghiệp công nghệ cao Cây hoa. .. Mạch hệ thống đèn: Hình 3.1.2.6 Mạch hệ thống đèn 27 3.1.3 Mạch ngun lí tồn hệ thống: Hình 3.1.3.Mạch ngun lí tồn hệ thống 28 3.1.3 Mạch thi cơng tồn hệ thống: Hình 3.1.3 Mạch thi cơng tồn hệ thống