Thiết kế, chế tạo mạch hiển thị thang máy

LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển q trình thị hóa, thị mức độ tập trung dân cư ngày lớn, tòa nhà siêu thị, cao ốc mọc lên nhiều Vì thang máy ngày ưa chuộng Việt Nam, trở thành phương tiện lại, vận chuyển chủ yếu tòa điểm nhà cao tầng Thang máy ngày hoàn thiện kết cấu khí chương trình điều khiển Và đến tất thang máy tự động mang tính thương mại Vào thời đại máy tính mang vi điều khiển, có khả hoạt động, xử lý lưu trữ lớn, thang máy lâp trình đặc biệt, cực đại hóa suất an toàn tuyệt đối Thang máy trở thành trung gian kỹ thuật kiến trúc mỹ thuật, tơ điểm trang hồng lộng lẫy cơng trình xây dựng Những thiết kế sang trọng, hện đaị ứng dụng kĩ thuật tiên tiến làm thỏa mãn thăng hoa cảm xúc người Nhưng hiểu lập trình điều khiển thang maý sinh viên vấn đề đòi hỏi thực tế, tổng hợp kiến thức trình học tập Cho nên qua trình học tập tìm hiểu đồ án chuyên ngành chúng em nghiên cứu lựa chọn đề tài “ Thiết kế, chế tạo mạch hiển thị thang máy” thầy GIANG HỒNG BẮC hướng dẫn Qua thời gian nghiên cứu làm đồ án dựa vào kiến thức học, qua số sách tài liệu liên quan với giúp đỡ tận tình thầy đồ án chúng em hoàn thành Trong trinh thực đề tài, chúng em rât cố gắng khong tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong đóng góp thầy bạn để đề tài phát triển thêm Chúng em xin chân thành cảm ơn! Page MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY .2 Cổng P3: xuất tín hiệu led hiển thị báo chiều lên thang máy với mã : {0x18,0x18,0x18,0x18,0x18,0x7e,0x3c,0x18} 24 TỔNG KẾT 28 CHƯƠNG I: I - TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THANG MÁY Thang máy thiết bị vận tải chuyên dùng để chở người hàng theo phương thẳng đứng Thang máy sử dụng rộng rãi tòa nhà cao tầng, bệnh viện, cơng sở Ngồi tính tiện nghi sử dụng, thang máy cịn làm tăng thêm tính mỹ quan cho cơng trình Mơ hình thang máy tải khách - Thang máy thiết bị vận chuyển địi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, có liên quan trực tiếp với tính mạng tài sản người sử dụng Do u cầu chung đốì với thang máy thiết kế, lắp đặt, vận hành sửa chữa phải tuân thủ cách nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật an toàn qui định, phải đầy đủ thiết bị thang máy tải khách bảo vệ, thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy bảo hiểm, công tắc hạn chế trên, hạn chế dưới, điện chiếu sáng điện II PHÂN LOẠI THANG MÁY - Phân loại theo chức năng: - Thang máy chuyên chở người - Thang máy chuyên chở hàng có người kèm - Thang máy chuyên chở người có hàng kèm - Thang máy bệnh viện - Thang máy chuyên chở hàng người kèm Phân loại theo hệ thơng dẫn động: - Thang máy dẫn động điện Page - Thang máy thủy lực - Thang máy khí nén Phân loại theo hệ thông điều khiển: - Điều khiển rờle - Điều khiển PLC - Điều khiển máy tính - Phân loại theo trọng tải: - Thang máy loại nhỏ Q < 160 kg - Thang máy trung bình Q = 500 4200 kg - Thang máy loại lớn Q > 2000 kg Phân loại theo độ dịch chuyển: - Thang máy chạy chậm V = 0, m/s - Thang máy tốc độ trung bình V = (0, 0, 7) m/s - Thang máy cao tốc V = (2, 5) m/s III CẤU TAO CHUNG - Cấu tạo: Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhìn chung gồm có phận sau: Page - - Cabin (3) có chứa người hàng hóa Cabin chuyển động cáp dẫn hướng thẳng đứng (5) nhờ có guốc trượt (9) lắp vào cabin Cáp nâng (10) có treo cabin dược treo vào tang vắt qua puli dẫn cáp tời nâng (1) Trọng lượng thang máy trọng lượng vật nâng cân đốì trọng (7) treo dây cáp từ puli dẫn cáp từ tầng Buồng thang: Là khoang chở hàng hố hành khách Buồng thang ln treo theo phương thẳng đứng hệ thống cáp trượt dẫn hướng Với thang máy trở hàng yêu cầu nội thất bên buồng thang không cao Nhưng thang máy trở người yếu tố quan trọng, bao gồm hệ thống chiếu sáng, quạt thơng gió, chng báo điện thoại liên lạc với bên ngồi có cố Bên buồng thang có hệ thống nút điều khiển để đóng mở cửa buồng thang chọn tầng Phía đỉnh buồng thang có gắn động đóng mở cửa Buồng thang trang bị hệ thống phanh bảo hiểm dạng khí, hệ thống phanh tác động tốc độ di chuyển buồng thang lớn tốc độ định mức 20 - 40% giữ cố định buồng thang vị trí Để hệ thống xác định vị trí buồng thang phải có cảm biến xác Page định vị trí gắn cố định dẫn hướng Cửa buồng thang có cảm biến quang để xác định chuyển động ra, vào buồng thang - Động (tời nâng): Động dùng thang máy thường loại động chiều động không đồng Với thang máy khơng địi hỏi tốc độ cao động thường có phận giảm tốc kèm Cơng suất động lựa chọn tuỳ theo tải trọng thang máy thường khoảng từ 5,5 đến 35kW với (thang máy chở người) với thang máy chở hàng cơng suất động truyền động lên tới hàng trăm kW Việc lựa chọn loại động phụ thuộc vào đặc điểm loại thang máy dẫn đến việc chọn hệ truyền động - Hệ thống đối trọng: Hệ thống đối trọng giúp tiết kiệm công suất động + Trọng lượng đối trọng tính sau: G dt = G cabin + (40 ÷ 45)%G T + Trong đó: - G dt trọng lượng đối trọng - G cabin trọng lượng cabin - G T Là trọng lượng tải mà cabin mang theo - Hệ thống puli, tang quấn cáp: Hệ thống puli dây cáp truyền chuyển động quay động thành chuyển động thẳng cabin (buồng thang) Puli chủ động gắn trực tiếp vào trục động qua giảm tốc, puli bị động gắn hố giếng Hệ thống cáp vừa phải đảm bảo độ bền vừa phải có độ mềm cần thiết nên thường dùng từ đến sợi nhỏ thay dùng sợi to Page - Để an toàn, cabin lắp giếng thang(6) Phần giếng thang thường lắp buồng máy (11) Trong buồng thang có lắ từi khí cụ điều khiển chính( tủ phân phối, hạn chế tốc độ…) Phần giếng thang (hố giếng thang) có bố trí bọ giảm chấn cabin giảm chấn đối trọng(8) Ở phần giếng thang có lắp chế hành trình làm việc giếng thang -Để tránh trường hợp thang bị rơi cáp bị đứt, gặp cô" điện câu nâng bị hỏng, cabin có lắp bảo hiểm (governor) Trong trường hợp này, thiết bị kẹp kẹp vào dẫn hướng giữ chặt cabin Bộ hãm bảo hiểm thường dẫn động từ cáp phụ (4), cáp vắt qua puli hạn chê" tốc độ kiểu li tâm (2) Khi tốc độ buồn thang cao tốc độ giới hạn cho phép Page hạn chế tốc độ phanh puli làm dừng cáp IV HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN TRONG THANG MÁY - - Bộ điều khiển trung tâm PLC với cổng vào kết nối với cảm biến tín hiệu vi điều khiển Thực xử lý tín hiệu xuất tín hiệu cho toàn hệ thống thang máy Hệ thống cảm biến: cảm biến phát vị trí thang tầng, cửa cabin Ngồi cịn có cảm biến cố báo động Các nút bấm cửa thang cabin dùng để gọi tầng gọi thang, cấp tín hiệu cho mạch hiển thị Hệ thống rơle, phanh trợ, phanh: nhận tín hiệu đầu từ PLC sử lý Hộ trợ việc dừng thang chạy thang Bộ biến tần: điều chỉnh tốc độ động cài đặt theo mức tương ướng với tín hiệu PLC Động nâng hạ mở cửa: kéo cabin lên xuống theo yêu cầu đóng, mở cabin nhận tín hiệu từ điều khiển trung tâm Page CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU LINH KIỆN TRONG MẠCH I TỔNG QUAN VỀ 89C52 Giới thiệu 89C52 - AT89C52 họ IC vi điều khiển hãng Intel sản xuất Các sản phẩm AT89C52 thích hợp cho ứng dụng điều khiển Việc xử lý byte phép toán số học cấu trúc liệu nhỏ thực nhiều chế độ truy xuất liệu nhanh RAM nội Hình P.1 Sơ đồ khối AT89C52 - AT89C52 cung cấp đặc tính chuẩn như: KByte nhớ đọc xóa lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, TIMER/COUNTER 16 Bit, vectơ ngắt có cấu trúc mức ngắt, Port Page nối tiếp bán song công, mạch dao động tạo xung Clock dao động ON-CHIP  Các đặc điểm chip AT89C52 tóm tắt sau: - KByte nhớ lập trình nhanh, có khả tới 1000 chu kỳ ghi/xoá -Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz -3 mức khóa nhớ lập trình -3 Timer/counter 16 Bit -128 Byte RAM nội -4 Port xuất /nhập I/O bit -Giao tiếp nối tiếp -64 KB vùng nhớ mã -64 KB vùng nhớ liệu ngoại - µs cho hoạt động nhân chia Mô tả chân 89C52  Sơ đồ chân 89C52 Hình P.2 Sơ đồ chân AT89C52 - Mặc dù thành viên họ 8051(ví dụ 8751, 89S52, 89C51, DS5000) có kiểu đóng vỏ khác nhau, chẳng hạn hai hàng chân DIP (Dual In-Line Pakage), dạng vỏ dẹt vuông QPF (Quad Flat Pakage) dạng chip chân đỡ LCC (Leadless Chip Carrier) chúng có 40 chân cho chức khác vào I/O, đọc RD , ghi WR , địa chỉ, liệu ngắt Cần phải lưu ý số hãng cung cấp phiên 8051 có 20 chân với số cổng vào Page cho ứng dụng yêu cầu thấp Tuy nhiên hầu hết nhà phát triển sử dụng chíp đóng vỏ 40 chân với hai hàng chân DIP nên ta tập trung mô tả phiên - Chân port có nhiều chức năng, có cơng dụng chuyển đổi có liên hệ đến đặc phiên  Chức chân 89C52 - Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port có chức năng, thiết kế cỡ nhỏ khơng dùng nhớ mở rộng có chức đường IO, thiết kế lớn có nhớ mở rộng kết hợp bus địa bus liệu - Port 1: từ chân đến chân (P1.0 _ P1.7) Port port IO dùng cho giao tiếp với thiết bị bên ngồi cần Tính đặc biệt AT89C52 bảng sau: Bảng P.1 Các tính đặc biệt 89C52(P3.X) Bit Tên Chức chuyển đổi P3.0 RXD Ngõ vào liệu nối tiếp P3.1 TXD Ngõ xuất liệu nối tiếp P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt cứng thứ P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt cứng thứ P3.4 T0 Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ P3.5 T1 Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ P3.6 WR Tín hiệu ghi liệu lên nhớ ngồi P3.7 RD Tín hiệu đọc nhớ liệu ngồi - PSEN (Program store enable) + PSEN tín hiệu ngõ có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân OE Eprom cho phép đọc byte mã lệnh + PSEN mức thấp thời gian 89C52 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu, chốt vào ghi lệnh bên Page 10 89C52 để giải mã lệnh Khi 89C52 thi hành chương trình ROM nội, PSEN mức cao - ALE (Address Latch Enable) + Khi 89C52 truy xuất nhớ bên ngồi, Port có chức bus địa liệu phải tách đường liệu địa Tín hiệu ALE chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa liệu kết nối chúng với IC chốt + Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trị địa thấp nên chốt địa hoàn toàn tự động - EA (External Access): + Tín hiệu vào EA (chân 31) thường mắc lên mức mức Nếu mức 1, 89C52 thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức 0, 89C52 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA lấy làm chân cấp nguồn 21V lập trình cho Eprom 89C52 - RST (Reset): + Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự động reset + Các giá trị tụ điện trở chọn là: R1=10KΩ, R2=220Ω, C=10F - Các ngõ vào dao động X1, X2: + Bộ tạo dao động tích hợp bên 89C52 Khi sử dụng 89C52, người ta cần nối thêm thạch anh tụ Tần số thạch anh tùy thuộc vào mục đích người sử dụng, giá trị tụ thường chọn 33p Tổ chức nhớ bên 89C52  RAM bên AT89C52 phân chia sau: - Các bank ghi có địa từ 00H đến 1FH - RAM địa hóa bit có địa từ 20H đến 2FH Page 11 - RAM đa dụng từ 30H đến 7FH Các ghi chức đặc biệt từ 80H đến FFH Bảng P.1 Bản đồ nhớ Data bên Chip 89C52  RAM định địa bit - Vùng địa từ 20h -2Fh gồm 16 byte thực vùng RAM đa Dạng (truy xuât lần bit) hay thực truy xuất lần bit lệnh xử lý bit Page 12  Các bank ghi - Vùng địa 00h – 1Fh chia thành bank ghi: bank từ 00h – 07h, bank từ 08h – 0Fh, bank từ 10h – 17h bank từ 18h – 1Fh Các bank ghi đại diện ghi từ R0 đến R7 Sau khởi động hệ thống bank chọn sử dụng - Do có bank ghi nên thời điểm có bank ghi truy xuất ghi R0 đến R7 Viêc thay đổi bank ghi thực thông qua ghi từ trạng thái chương trình (PSW)  Các ghi có chức đặc biệt - Các ghi 89C52 định dạng phần RAM chip ghi có địa (ngoại trừ ghi đếm chương trình ghi lệnh ghi bị tác động trực tiếp) Cũng R0 đến R7, 89C52 có 21 ghi có chức đặc biệt (SFR: Special Function Register) vùng RAM nội từ địa 80H đến 0FFH II ULN2803 Thông số ULN2803 - Ta tăng điện áp ngõ cách thêm điện trở treo ngõ với điện trở treo ngỡ với điện áp kéo lên cao Điện áp cung cung cấp 5-12V Điện áp ngõ vào tối đa 30V Điện áp ngõ tối đa 50v Dòng điện ngõ tối đa 500mA Tải FULL (30 trang): https://bit.ly/3yE8TF2 Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Sơ đồ chân ULN2803 Page 13 Tải FULL (30 trang): https://bit.ly/3yE8TF2 Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Chức - Đệm đường riêng biệt (nối trực tiếp với chân 89C52 chân nối với cột led matrix) - Dòng tới 500 mA - Chức ULN2803 giống hút dịng - Đê tính dịng điện cột bạn phải xem quang báo bạn rộng bao nhiêu, cột có Led - VD: Của bạn có Led cột dịng tối đa mơt cột × 20 = 160 mA Bộ đệm dòng cột phải ≥ 160mA Bộ cịn gọi hút dòng III LED ma trận Page 14 Giới thiệu LED ma trận - Trước vào nguyên lý hoạt động mạch ta tìm hiêu qua bảng ma trận LED sử dụng đề tài - Bàng hiên thị ma trận LED (dot-matrix display) có nhiều loại đủ kích cỡ to nhỏ khác nhau, bảng gồm có nhiều LED đơn ghép lại với khối Trong khối LED đơn sếp theo hàng cột, mồi giao điểm hàng với cột LED đơn, người ta thường phân biệt loại bảng LED theo số hàng cột Một bảng LED 5x7 tức có cột dọc hàng ngang, tơng cộng có 5x7=35 LED đơn ghép lại Cũng bảng 8x8 có hàng cột, 64 LED đơn ghép lại Và nhiều loại cỡ to 16x16 hay 32x32 Trên thị trường ta thường thấy bảng LED cỡ lớn, dài hàng mét với đủ kích cỡ Các bảng LED hàng nghìn LED đon ghép lại Khi thiết kế nhũng bảng LED to ta cần ý đến đồng độ sáng LED đê việc hiển thị đồng Bên cạnh vấn đề cấp nguồn cho mạch cần ý thiết kế cho phù hợp Trong đề tài em sử dụng hai bảng LED 8x8 cho việc hiển thị Bảng ma trận LED có hai loại, loại có cột chân Anode, hàng chân Cathode loại ngược lại cột Cathode, hàng Anode Khi sử dụng LED ta cần ý điều đê điều khiên cho Khi đóng vỏ, phân bổ chân hàng cột không theo thứ tự (do tính phức tạp ghép nối), ta cần tìm hiểu kỹ đê mắc mạch cho Kích cỡ led matrix 8x8: - - - 3475051 Page 15 ... thơng điều khiển: - Điều khiển rờle - Điều khiển PLC - Điều khiển máy tính - Phân loại theo trọng tải: - Thang máy loại nhỏ Q < 160 kg - Thang máy trung bình Q = 500 4200 kg - Thang máy loại lớn... người có hàng kèm - Thang máy bệnh viện - Thang máy chuyên chở hàng khơng có người kèm Phân loại theo hệ thông dẫn động: - Thang máy dẫn động điện Page - Thang máy thủy lực - Thang máy khí nén Phân... tắc hạn chế trên, hạn chế dưới, điện chiếu sáng điện II PHÂN LOẠI THANG MÁY - Phân loại theo chức năng: - Thang máy chuyên chở người - Thang máy chuyên chở hàng có người kèm - Thang máy chuyên