ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài “Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa”

z TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   X^ ]W Đề tài “Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa” GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Mục lục Nhận xét đánh giá Lời nói đầu …………………………………………………… …… Phần : Giới thiệu đề tài ………………………………………….… Phần : Thiết kế phần cứng …………………….…………… .5 Chương : Các mạch điện thành phần 1.1.Vi Điều Khiển 89C51 1.1.Khái quát chung 1.1.2.Sơ đồ chân…………………………………… …… Thiết bị phát sang hồng ngoại…….………… … …… 11 1.2.1 ánh sáng hồng ngoại…………………………… .11 1.2.2 ứng dụng ánh sáng hồng ngoại KT điện tử.13 1.2.3 Remote TV SONY…………………………….… 13 3.Thiết bị thu sóng hồng ngoại…………………………… 20 1.3.1 Chức năng………………………………………… 20 1.3.2 Hình dạng thực tế sơ đồ chân…………………… 21 1.4 PC 817…… 22 GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   1.5 ULN 2803 23 1.6 Rơle 23 1.6.1 Khỏi Niệm 23 1.6.2 Đặc Điểm 24 1.7 Tụ điện 28 1.7.1 Khỏi niệm 28 1.7.2 Cấu tạo .29 1.8 Điện trở 31 1.8.1 Khỏi niệm 31 1.8.2 Điện trở thực tế cỏc mạch điện tử .31 1.9 LED ĐƠN 33 1.9.1 Khỏi niệm 33 1.9.2 Hỡnh dạng 34 1.10 IRF540N 35 Chương : Thiết kế mạch điện điều khiển từ xa…………… … … 36 2.1.Sơ đồ khối ………………………… ……… ………… 36 2.2.Khối nguyờn lý………………………….…………… …36 2.3 Sơ đồ mạch in……………………………….……………….39 GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Phần : Xây dựng phần mền……………………………………… 40 3.1 Thuật toán thu giải mã……………………………… 40 3.2 Chương trình điều khiển từ xa…………………….….43 c Nhận xét đánh giá thầy hướng dẫn “Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa” ************************************************** GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Lời nói đầu Thế kỷ 21 kỷ ngun huy hồng xã hội thơng tin điện tử Là thời kỳ bước biến ước mơ tưởng chừng có thần thoại loài người khứ trở thành thật Và cơng lao khơng thể phủ nhận đóng góp vơ to lớn ngành điện tử Ngành điện tử ngày đem lại phép màu kỳ diệu cho sống , sống tràn ngập công nghệ khoa học kỹ thuật đại Con người ngày đáp ứng nhu cầu vật chất tinh thần cách đầy quyền phục vụ tận tình tuyệt đối chung thành thiết bị điện tử Đặc biệt lĩnh vực kỹ thuật số, đặc biệt công nghệ vi mạch thông minh, công nghệ Vi Điều Khiển Các thiết bị điện tử ngày tỏ thông minh hơn, biết làm hài lòng chủ nhân Cuộc sống đếm thiết bị điên tử đại khắp nơi GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Trên thực tế đó, tinh thần yêu khoa học kỹ thuật yêu điện tử, chúng tôi, người sinh viên điện tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, mang bên nhiều hồi bão ý tưởng mẻ Được cho phép thầy giáo hướng dẫn Thầy :Đồn Văn Tuấn chỳng tơi đến tỡm hiểu Đề Tài: Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa Được giúp đỡ tận tỡnh Thầy Giỏo hướng dẫn Thầy “Đoàn Văn Tuấn” giỳp đỡ cỏc anh, chị Khúa trờn Đồ Án hồn thành tất nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu xót chưa thể tối ưu Vậy mong Cỏc Thầy, Cụ bạn gúp ý kiến để đồ ỏn chỳng tụi hoàn thiện Xin trõn thành cảm ơn! GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Phần : giới thiệu đề tài ************************** Tên đề tài : Thiết kế hệ thống : Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa Nội Dung Cần hoàn thành 1.Lập kế hoạch thực báo cáo theo tiến độ Nghiờn cứu ứng dụng thực tế thiết bị, đề phương ỏn thiết kế Tớnh toỏn lựa chọn Linh Kiện chế tạo Sản Phẩm Hoàn thành Sản Phẩm Thuyết Minh Thụng qua Giỏo Viờn hướng dẫn hoàn thành, chuẩn bị bảo vệ Đồ Án GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Giỏo Viờn Hướng Dẫn: Đoàn Văn Tuấn Phần : thiết kế phần cứng ******************************** Chương Các thành phần mạch điện 1.1 Vi Điều Khiển 89C51 1.1.1 Khái quát chung : Vi điều khiển 89C51 chất hệ Vi xử lý: GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Sơ đồ khối VĐK AT89C51 Đặc tính 89C51 ROM 4K byte RAM 128 byte Bộ định thời Chânvà ra/cổng GVHD : Đoàn Văn Tuấn 32/4 Cổng nối tiếp Các ngắt SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   1.1.2 Sơ đồ chân : IC AT89C51 AT89C51 gồm 40 chân, 32 chân dành cho cổng vào P0, P1, P2, P3, cổng chân Các chân lại dành cho nguồnVcc, GND, chân đầu vào dao động XTAL1 XTAL2, chân RST chân lệnh chốt địa ALE , chân cho phép truy cập nhớ EA , cho phép cất chương trình PSEN - Chân số 40 chân nguồn cung cấp +5V cho chíp - Chân số 20 GND GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   10 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   - Chân 19 18 XTAL1 XTAL2 ,là đầu vào dao động OSC chip Bên 89C51 có dao động cần khâu tạo tần số dao động chuẩn thạch anh 11,0592 MHz - Chân số chân RESET , tích cực mức cao Nếu đặt mức cao tới chân vi điều khiển trở trạng thái mặc định ban đầu - Chân 31 EA , họ 8051 8751, 98C51 DS5000 có ROM chíp lưu cất chương trình Trong trường hợp chân EA nối tới VCC Đối với thành viên họ 8031 8032 mà khơng có ROM chíp mã chương trình lưu cất nhớ ROM chúng nạp cho 8031/32 Do vậy, 8031 chân EA phải nối đất để báo mã chương trình cất ngồi EA có nghĩa truy cập ngồi (External Access) khơng để hở - Chân 29 PSEN (Program Store Enable), Đây chân đầu cho phép cất chương trình - Chân 30 ALE , Chân cho phép chốt địa , ALE chân đầu tích cực cao - Cổng P0 (từ chân 32 đến 39), Nó dùng cổng đầu ra, để sử dụng chân cổng P0 vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vào chân phải nối tới điện trở 10kΩ lên +5V Điều thực tế cổng P0 máng mở khác với cổng P1, P2 P3 Khái niệm máng mở sử dụng chíp MOS chừng mực giống Cơ-lec-tơ hở chíp TTL Trong hệ thống sử dụng 8751, 89C51 DS5000 ta GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   11 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   thường nối cổng P0 tới điện trở kéo Với điện trở kéo nối tái lập cổng P0 cấu cổng đầu - Cổng P1 (từ chân đến chân 8), sử dụng đầu vào đầu So với cổng P0 cổng khơng cần đến điện trở kéo có điện trở kéo bên Để biến cổng P1 thành đầu vào phải lập trình cách ghi đến tất bit - Cổng P2 (từ chân 21 đến 28) Nó sử dụng đầu vào đầu giống cổng P1 , Để tạo cổng P2 đầu vào phải lập trình cách ghi số tới tất chân - Cổng P3 (từ chân 10 đến chân 17) Nó sử dụng đầu vào đầu Mặc dù cổng P3 cấu cổng đầu tái lập, khơng phải cách ứng dụng phổ biến Cổng P3 có chức bổ sung cung cấp số tín hiệu quan trọng đặc biệt chẳng hạn ngắt Bít cổng P3 Chức Chân số P3.0 Nhận liệu (RXD) 10 P3.1 Phát liệu (TXD) 11 GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   12 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   P3.2 Ngắt 0(INT0) 12 P3.3 Ngắt 1(INT1) 13 P3.4 Bộ định thời (TO) 14 P3.5 Bộ định thời 1(T1) 15 P3.6 Ghi (WR) 16 P3.7 Đọc (RD) 17 Các bit P3.0 P3.1 dùng để nhận phát liệu truyền thông nối tiếp Các bit P3.2 P3.3 dành cho ngắt Bit P3.4 P3.5 dùng cho định thời Cuối bit P3.6 P3.7 cấp cho tín hiệu ghi đọc nhớ nối tới hệ thống 1.2 Thiết bị phát sóng hồng ngoại 1.2.1 ánh sáng hồng ngoại : Sóng điện từ lan truyền dao động điện từ trường không gian Theo lý thuyết Macxoen có điện trường biến thiên sinh GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   13 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   từ trường biến thiên điểm lân cận ngược lại có từ trường biến thiên sinh điện trường biến thiên điêm lân cận tiếp, cách mà sóng điện từ truyền khơng gian Bên vật thể phát sáng, lượng gây sáng (nhiệt chẳng hạn) làm electron vỏ nguyên tử hấp thụ lượng nhảy lên quỹ đạo dừng cao để sau lại nhảy giải phóng lượng photon Cứ Electron dao động gây vùng điện trường biến thiên khơng gian xạ sóng điện từ hay sinh ánh sáng Do ánh sáng có chất xạ sóng điện từ sinh từ dao động điện tử bên vật phát sáng tác động lượng gây sáng Các tế bào quang điện võng mạc bên mắt người có nhiệm vụ chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện giúp cho não người cảm giác ánh sáng Nhưng ánh sáng có chất sóng điện từ nên có phổ tần, đơi mắt người tất nhiên phải có giới hạn làm việc với dải tần số định Điều khiến khơng thể nhìn thấy ánh sáng, ánh sáng chia làm loại : - ánh sáng nhìn thấy : gồm xạ có bước sóng từ 0,37 micromet đến 0,76 micromet hay có tần số đặc chưng cho dải màu đỏ cam vàng lục lam tràm tím : GVHD : Đồn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   14 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Phổ tần thang sóng điện từ - ánh sáng khơng nhìn thấy : gồm xạ nằm ngồi vùng ánh sáng nhìn thấy, tức có tần số nhỏ tần số ánh sáng màu đỏ Hz sóng vơ tuyến hồng ngoại ,và lớn tần số ánh sáng màu tím vô tia tử ngoại , tia Rơnghen , tia vũ trụ Như ánh sáng hồng ngoại xạ khơng nhìn thấy nằm dải tần nhỏ tần số ánh sáng màu đỏ nằm màu đỏ Do tần số nhỏ nên bước sóng lớn, nên có khả đâm xuyên mạnh , tác động vào da người manh hơn, gây cảm giác đau mà gọi nóng nhiệt độ , tia hồng ngoại tia xạ nhiệt Vì vật phát ánh sáng hồng ngoại Và lượng gây sáng nhiệt độ vật sáng phát ánh sáng hồng ngoại mạnh ta cảm nhận thấy vật nóng Khi đến gần lửa,chỉ có mắt nhìn thấy ánh sáng nhìn thấy, có da cảm nhận xạ nhiệt hồng ngoại , mắt thu tần số cao da thu tần số thấp GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   15 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   1.2.2 ứng dụng ánh sáng hồng ngoại kỹ thuật điện tử : Hồng ngoại thật thú vị, tạo cách dễ dàng không bị ảnh hưởng nhiễu điện từ , sử dụng cách rộng rãi tiện lợi thông tin điều khiển Đặc biệt điều khiển từ xa ,và đặc biệt TiVi , máy nghe nhạc …Tuy nhiên nói trên, tia hồng ngoại tia xạ nhiệt Vì vật phát ánh sáng hồng ngoại , khơng hồn hảo, nhiều nguồn sáng khác phát hồng ngoại gây nhiễu đến thơng tin Vì cần phải có phương pháp chống nhiễu thích hợp dùng kính lọc điều chế tín hiệu cần truyền xa không gian giới hạn Việc sử dụng hồng ngoại thiết bị điều khiển từ xa TV/VCR nhiều ứng dụng khác phần Diode phát thu hồng ngoại rẻ sẵn có thị trường 1.2.3 Remote TV SONY : Như trình bày phần ý tưởng thuyết trình này, việc điều khiển từ xa thiết bị điện thực sóng hồng ngoại Và thiết bị chọn để phát sóng hồng ngoại điều khiển từ xa hãng Ti Vi SONY Điều nhằm thoả mãn nhu cầu tiện lợi gọn gàng, bạn không muốn nhà có nhiều điều khiển , việc cầm điều khiển Ti Vi không điều khiển Ti Vi mà cịn điều khiển ln thiết bị điện khác nhà trở lên thật tiện lợi Remote Sony máy phát tín hiệu hồng ngoại pham vi khoảng 10 m để thực việc điều khiển từ xa khơng dây Nó có chức nhận lệnh người điều khiển thơng qua bàn phím, sau xuất tổ hợp mã lệnh nhị phân GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   16 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   ứng với phím bấm Rồi thực hiên mã hoá để chống nhiễu bit va mã lệnh theo kiểu mã hố riêng hãng SONY quy định, kiểu mã hoá theo độ rộng xung, bit có mức cao thấp độ rộng xung bit dài bit Sau điều chế tín hiệu theo phương pháp điều biên tín hiệu số để ghi thơng tin lên sóng ngắn cao tần để chống nhiễu có lượng để truyền xa 10 m Và cuối khuyếch đại công suất vơi lượng chiều 3V để chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu ánh sáng hồng ngoại phát không gian : Sơ đồ khối chức Sơ đồ nguyên lý : GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   17 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   START STOP DEL CLEAR pin+ 11 10 pin- 10 11 12 13 14 A0 15 EO GS VCC A1 A2 E1 U16 GND 16 R15 BB 2 CC Y2 12M C28 33p 2 BIENTRO C27 33p SN54ALS148 R13 13 14 15 16 17 18 19 12 P3.5 GND 10 p3.4 P3.3 P3.2 U15 X1 X2 Txd AA P3.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 pin+ HONGNGOAI 89c2051 Rxd VCC R14 10K Reset C26 10u 20 D3 pin- Q8 C2383 CC BB AA U 10K pinpin+ pin+ R16 pin+ R17 10K SW1 RESET pin- pinpin+ R26 10K SW11 RESET pin- STOP SW12 RESET pin- SW13 RESET pin- pin- pin- 10 SW10 RESET pin- pin- 10K CLEAR SW14 RESET SW9 RESET R30 10K DEL pin- 10K pin+ R29 10K pin- R25 10K SW8 RESET pin+ R24 10K SW7 RESET pin+ R23 10K pin- pin+ R22 10K SW6 RESET pin+ R28 10K START SW5 RESET pin+ R21 10K pin- pin+ R27 R20 SW4 RESET pin- pin+ 10K SW3 RESET pin+ R19 10K SW2 RESET pin+ R18 10K pin+ U SW15 RESET pin- Hình dạng thực tế loại Remote SONY : GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   18 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   Trong phạm vi đề tài bàn phím sử dụng gồm cac phím từ đến Bàn phím hệ thống tiếp điểm thường mở Khi nhấn phím tiếp điểm đóng lại tạo tổ hợp mã lệnh tương ứng , mã lệnh tồn số Hexa Bảng mã Điều khiển TiVi SONY sau : Tên phím Tín hiệu nhị phân Mã lệnh (hexa) 00000000 00000001 00000010 00000011 00000100 00000101 00000110 00000111 00001000 10 00001001 00010000 10 PROGRAM + GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   19 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa : Điện - Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC   PROGRAM - 00010001 11 VOLUME + 00010010 12 VOLUME - 00010011 13 MUTING 00010100 14 POWER 00010101 15 DISPLAY 00111010 3A Nhiệm vụ mạch điện phía thu (của VĐK 89C51) phải giải mã mã lệnh để biết người sử dụng ấn phím lệnh ? Sau mã lệnh tạo dạng số Hexa tín hiệu nhị phân mã hố Hãng SONY sử dụng kiểu mã hoá theo độ rộng xung, cụ thể sau : - Bit biểu diễn cách : độ trống xung kéo dài 500 uS , độ rộng xung kéo dài 700 uS GVHD : Đoàn Văn Tuấn SVTH : Giáp Văn Thao Phạm Văn Thành Đỗ Quang Thao   20