đồ án sử dụng cửa thông minh tự động dùng mạch at89c51,đồ án sử dụng cửa thông minh tự động dùng mạch at89c51,đồ án sử dụng cửa thông minh tự động dùng mạch at89c51,đồ án sử dụng cửa thông minh tự động dùng mạch at89c51,đồ án sử dụng cửa thông minh tự động dùng mạch at89c51,đồ án sử dụng cửa thông minh tự động dùng mạch at89c51
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế hệ thống cửa tự động Giảng viên hướng dẫn : ThS Sinh viên thực : Lê Bá Đạt Mã sinh viên : 2017604751 Hà Nội - 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH ẢNH .III DANH MỤC BẢNG BIỂU V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .VI LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG 1.1 Tìm hiều cửa tự động 1.2 Tìm hiểu đèn tự động 1.3 Lí chọn đề tài .14 1.4 Mục đích nghiên cứu đề tài 15 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 15 1.6 Ý nghĩa đề tài 16 1.6.1 Ý nghĩa khoa học 16 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn 16 1.7 Kết Luận 16 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17 2.1 Vi điều khiển AT89C52 17 2.1.1 Giới thiệu 17 2.1.2 Cấu trúc vi điều khiển AT89C51 17 2.1.3 Ứng dụng 18 2.2 Điện Trở 32 2.3 Tụ điện 35 2.4 Module hạ áp DC-DC LM2596S 36 2.5 Transistor C1815 37 2.6 Cảm biến vật cản hồng ngoại 38 2.7 Cảm biên chuyển động HC-SR501 40 2.8 Cảm biến ánh sáng 41 2.9 Các loại giao tiếp hệ thống 42 2.9.1 Giao tiếp vật cản hồng ngoại at89c51 43 2.9.2 Giao tiếp cảm biến chuyển động at89c51 43 2.9.3 Cơng tắc hành trình với AT89c51 43 2.10 Kết luận 44 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 45 3.1 Yêu cầu công nghệ 45 3.2 Sơ đồ khối hệ thống 45 3.2.1 Chức khối 46 3.2.2 Khối reset 48 3.2.3 Khối tạo xung dao động .48 3.3 Thiết kế phần cứng hệ thống 48 3.3.1 Thiết kế mạch in 48 3.4 Thiết kế phần mềm hệ thống: 50 3.4.1 Chương trình chính: 50 3.4.2 Cảm biến hồng ngoại : 51 3.4.3 Module cảm biến ánh sáng: 3.5 Kết thực nghiệm: .2 3.5.1 Mơ hình thực tế 3.5.2 Ưu nhược điểm hệ thống: 3.5.3 Hướng phát triển đề tài: TỔNG KẾT .4 TÀI LIỆU THAM KHẢO .5 PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1 Cửa trượt tự động Hình 3: Cửa mở cánh tự động .3 Hình Cửa mở trượt gấp tự động .4 Hình Cửa trượt lớp tự động Hình Bộ điều khiển giá đỡ cửa trượt xếp lớp Hình Cửa trượt cánh cong tự động Hình 8: Ray cửa trượt cánh cong tự động .6 Hình 9: Cửa xoay tự động Hình 10 Cơ cấu quay cửa cánh cong tự động .7 Hình 11 Cửa tự động Hình 12 Philips Hue White 10 Hình 13 Lifx+ 11 Hình 14 Xiaomi Yeelight Wi-Fi LED Bulb .12 Hình 15 Philips Hue White and Color Ambiance .14 Y Hình 1: sơ đồ khối MSC-51 18 Hình 2 Sơ đồ chân AT89C51 19 Hình 3: Tổ chức vùng nhớ 21 Hình 4: sơ đồ mạch tự động reset 24 Hình 5: sơ đồ mạch reset tay 24 Hình 6: Biểu đồ thời gian 25 Hình 7: Sơ đồ mode 27 Hình 8: Sơ đồ mode 28 Hình 9: Sơ đồ Mode .28 Hình 10: Sơ đồ Mode .28 Hình 11: Nguồn cấp xung nhịp 29 Hình 12: Thời gian hoạt động mode 30 Hình 13 Cảm biến vật cản hồng ngoại 39 Hình 14 phận cảm biến chuyển động 41 Hình 15: module cảm biến ánh sáng 42 Hình 16: sơ đồ giao tiếp thiết bị hệ thống 42 Hình 17 sơ đồ đấu nối cảm biến hồng ngoại .43 Hình 18 sơ đồ chân giao tiếp vi điêu khiển HC-SR501 .43 Hình 19 cơng tắc hành trình 44 Hình Sơ đồ khối hệ thống .45 Hình Cảm biến hồng ngoại KC7786 47 Hình 3 Vị trí gắn cảm biến cửa tự động .48 Hình 4: mạch in 49 Hình mạch in 3D 49 Hình Lưu đồ thuật tốn chương trình 50 Hình Lưu đồ thuật tốn đọc cảm biến hồng ngoại 51 Hình Lưu đồ thuật tốn nhận giá trị cảm biến ánh sáng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: bảng tín chức chuyển đổi .23 Bảng 2: bảng ghi TCON 29 Bảng 3: bảng ghi TMOD 30 Bảng 4: Bảng tóm tắt ghi IP .34 Bảng 5: Cảm biến vật cản hồng ngoại 42 Bảng 6: phận cảm biến chuyển động 43 Bảng 7: bảng đầu module 44 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt RFID CPU IC USB IDE SRAM EEPROM Tiếng anh Radio Frequency Tiếng việt Nhận dạng qua tần số vô Identification Central Processing Unit Integrated circuit Universal serial bus tuyến Bộ xử lý trung tâm Vi mạch tích hợp Giao tiếp USB Mơi trường tích hợp Integrated Development Environment dùng để viết Code Static random-access phát triển ứng dụng Bộ nhớ truy cập ngẫu memory Electrically Erasable nhiên tĩnh Bộ nhớ không Programmable Read-Only liệu ngừng cung cấp Memory điện LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, xã hội đại bắt gặp nhiều loại cửa đóng mở tự động nơi cơng cộng Việc sử dụng loại cửa tự động góp phần tăng sang trọng đại cho nơi sử dụng mà giúp tiết kiệm thời gian, đem đến tiện lợi cho người qua lại Nhìn chung cửa tự động loại thiết bị thay cho loại cửa thơng thường, có chức tự động cảm nhận người qua lại, tự động mở có người cần qua tự động đóng lại khơng cịn người qua lại Ưu điểm loại cửa hồn tồn tự động khơng cần điều khiển người, hoạt động liên tục, xác 24/24 ngày Việc sử dụng loại tự động trở thành nhu cầu gần thiếu nơi công cộng khách sạn, nhà ga, sân bay, siêu thị… Cửa tự động thiết bị phục vụ cho việc vào người nên đòi hỏi: Sự hoạt động xác cao hồn tồn tự động Bên cạnh thường lắp đặt mặt tiền nơi vào tịa nhà nên địi hỏi cần phải có tính thẩm mỹ cao mang lại sang trọng cho nơi sử dụng Với ưu điểm loại tự động sử dụng ngày rộng rãi Vì em định chọn đề tài đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng vi điều khiển 89C51 vào thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động” Sau thời gian học tập nghiên cứu với nỗ lực thân em hồn thành nhiệm vụ thiết kế mơ hình cửa tự động bật tắt đèn thơng minh Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô mơn giúp đỡ tận tình đặc biệt cảm ơn hướng dẫn Mơ hình khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo thầy, để sản phẩm hồn thiện ứng dụng vào thực tế Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Lê Bá Đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG 1.1 Tìm hiều cửa tự động Hiện thị trường có nhiều loại cửa tự động như: cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trượt … … Cửa trượt tự động – Automatic sliding door: Hình 1 Cửa trượt tự động Ai nhận lợi cánh cửa trượt thiết kết không gian sinh hoạt đô thị ngày Đầu tiên việc tiết kiệm diện tích, sau vẻ lịch mà thiết kết ngày mang đến cho không gian Những cánh cửa trượt xem giải pháp gắn với tinh thần tiết kiệm diện tích thiết kế nội thất, tiết kiệm diện tích ưu thế, điểm mạnh khác khiến cửa trượt lựa chọn cho không gian đại vẻ đẹp đơn giản đến mức tối đa – phong cách thiết kế tối giản Kết hợp với hỗ trợ kỹ thuật tiến tiến bánh xe, hệ thống ray trượt cao cấp, chí điều khiển tự động vận hành hệ thống điều khiển từ xa hay mắt điện tử thông minh cánh cửa trở nên tuyệt với Ngun lý cửa tự động đóng khơng có người, mở có người qua lại Cửa mở cánh tự động – Automatic swing door: Hình 2: Cửa mở cánh tự động Dựa phát triển loại cửa mở cánh sử dụng lề thông thường cửa mở cánh tự động thực tạo nên phong cách cho công nghệ sản xuất cửa tự động đại tiện lợi Khi khơng có chỗ để lắp ray cửa trượt giải pháp cửa mở cánh tự động giải pháp tối ưu, người sử dụng hồn tồn khơng cịn phải bận tâm chiều rộng nơi lắp đặt Khi có người vào cửa tránh va chạm người đồ vật phạm vi hoạt động cửa Tồn bộ điều khiển, mơ tơ cửa nằm gọn hộp kỹ thuật kích thước nhỏ gọn khung cửa nên lặp cho cửa nhơm kính, cửa gỗ cửa thép Cửa mở trượt gấp tự động –Automatic folding door: 53 Sơ đồ mạch in: Hình 4: mạch in Hình mạch in 3D 54 3.4 Thiết kế phần mềm hệ thống: 3.4.1 Chương trình chính: BEGIN Init port P2= 0xff; Lệnh từ module, cảm biến Sai Đúng Xử lý tín hiệu gửi tín hiệu điều khiển Khỏi động trạng thái điều kiện END Hình Lưu đồ thuật tốn chương trình Đọc giá trị cảm biến ,giá trị gửi lên cách liên tục 55 3.4.2 Cảm biến hồng ngoại : Begin P3.0 = 1; P3.0==0&& P3.1==0 Sai Đúng Chạy động theo chiều kim đồng hồ End Khởi tạo chân P3.0 chân cảm biến chuyển động, cảm biến chuyển động phát Hìnhđộng Lưu đồthống thuật xuất toánmức đọc cảm biến hồng ngoại chuyển hệ cho động quay theo chiều kim đồng hồ 3.4.3 Module cảm biến ánh sáng: Begin P2.0 = 1; P2.0==0 Sai Đúng Bật đèn End Khởi tạo chân P2.0 chân ngõ vào cảm biến ánh sáng tín hiệu nhận Lưu khởiHình động3.đèn bật đồ lênthuật tốn nhận giá trị cảm biến ánh sáng 3.5 Kết thực nghiệm: 3.5.1 Mơ hình thực tế 3.5.2 Ưu nhược điểm hệ thống: Ưu điểm: - At89c51 vi điều khiển giá rẻ, độ trễ thấp, thích hợp cho mạch công suất - Cửa tự động ứng dụng nhiều thực tế, hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động Nhược điểm: - Hệ thống hoạt động đôi lúc sai số lệch - Chạy ổn định có nguần ổn định - Chưa tìm hiểu phát huy chống nhiễu 3.5.3 Hướng phát triển đề tài: - Hệ thống hoạt động mức nâng cấp được, cần thêm số chức thêm vòng cổ đo nhiệt độ, kiểm tra sức khỏe thường xuyên tìm hiểu thứ thiết thực đưa vào đời sống - Hệ thống phát triển để lắp đặt cho gia đình có nhu cầu Có thể cải thiện tài ngun xử lý thuật tốn chương trình để giảm thời gian xử lý phản ứng, tăng hiệu suất độ tin cậy hệ thống - Cập nhật số mạch chống nhiễu với cảm biến để đạt hiệu suất cao - Thiết kế mạch ổn định - Xây dựng thuật toán tối ưu - Cần có vẽ chi tiết - Hy vọng với vấn đề vừa nêu ý tưởng khác bạn đọc, bạn sau phát triển đề tài phong phú hoàn thiện TỔNG KẾT Hệ thống đóng mở tư động cho phòng họp sử dụng thu phát hồng ngoại vi xử lý 89C51 hoạt động tương đối ổn định có khả nâng cấp cải tiến dùng cho mục đích khác Mặc dù hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn cố gắng thân thời gian ngắn có nhiều hạn chế nên đồ án cịn nhiều thiếu sót nhiều điểm chưa phù hợp với thực tế Vì đề tài có ứng dụng nhiều thực tế nên em cố gắng hoàn thiện đề tài để phù hợp với yêu cầu thực tế Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Lê Bá Đạt TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tống văn On, Hoàng Đức Hải, Họ vi điều khiển 8051, nhà xuất lao động xã hội, 2008 [2] Nguyễn Tăng Cường, Phạm Quốc Thắng, Cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051, nhà xuất khoa học kỹ thuật [3] Datasheet AT8051/AT89C51/AT89C2051 Preliminary (Complete) hãng Atmel Corporation [4] Bộ môn công nghệ điều khiển tự động - khoa CNTT-ĐHTN, Các hệ vi xử lý hệ [5] Phạm Quang Trí, Giáo trình VXL, Nhà xuất TP.Hồ Chí Minh, 11/2005 [6] Dương Minh Trí, Sơ đồ chân linh kiện, Nhà xuất KH-KT, 09/2005 Web [1] https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/82390/ATMEL /AT89S52.html [2] https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/1132222/AVIA /HX711.html [3] https://voer.edu.vn/c/nguyen-ly-do-luc/13775a37/a038dcbf PHỤ LỤC #include //************ đinh nghia cac bien************************ #define led7_data P0 #define led7_1 P2_7 #define led7_2 P2_6 #define led7_3 P2_5 #define led7_4 P2_4 #define nut_tang P1_0 #define nut_giam P1_1 #define nut_ok P1_2 #define nut_reset P1_3 #define cambien1 P3_1 #define cambien2 P3_2 #define den1 P2_1 #define den2 P2_0 #define dc P2_3 #define chieudc P2_2 #define bat #define tat #define thuan #define nguoc #define chay #define dung //************* 7seg_code******************************** Const unsigned char font_7seg[14]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0xed,0xf d,0x13}; unsigned int so_nguoi=0, dat_songuoi =20; unsigned char hienthi_songuoi=1; unsigned int counter; bit co=tat; //************* Ham delay _ms****************************** void delay_ms (unsigned char delay) { unsigned char i=121; while(delay ) { while(i ){;} } } // void timer0 (void) interrupt using { if (co==bat) { counter++; } if (counter==150) {dc=dung;} if (counter==350) {chieudc=nguoc;} if (counter>=360) {dc=chay;} if (counter>=500) {dc=dung; co=tat;} } //************* Ham hien thi 7seg ************************* void hien_thi() { unsigned char x,y,z,t; if (hienthi_songuoi) { x= 12; y= 10; z= so_nguoi/10; t= so_nguoi%10; } else { x=11; y=11; z= dat_songuoi/10; t= dat_songuoi%10; } led7_1=0; //bat led led7_data=font_7seg[x]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_1=1; // led7_2=0; led7_data=font_7seg[y]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_2=1; // led7_3=0; led7_data=font_7seg[z]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_3=1; // led7_4=0; led7_data=font_7seg[t]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_4=1; } // void QuetPhim() { unsigned char i; // -if (nut_tang==0) { hienthi_songuoi=0; if (dat_songuoi