CẢNH BÁO NGƯỠNG ÁNH SÁNG TRÊN LED MATRIX HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS + VIDEO THUYẾT MINH LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

CẢNH BÁO NGƯỠNG ÁNH SÁNG TRÊN LED MATRIX HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS + VIDEO THUYẾT MINH LIÊN HỆ ZALO 0327697318)CẢNH BÁO NGƯỠNG ÁNH SÁNG TRÊN LED MATRIX HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS + VIDEO THUYẾT MINH LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP THÁI NGUN  KHOA CƠ KHÍ…  BÀI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: CẢNH BÁO NGƢỠNG ÁNH SÁNG TRÊN LED MATRIX GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN : THS TĂNG CẨM NHUNG SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN VĂN SÁNG MSSV : K1755202114111 LỚP HỌC PHẦN : 53CĐT.02 Thái nguyên – 2021 TRƢỜNG ĐẠI HỌC KTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG BỘ MÔN: TIN HỌC CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Văn Sáng Mã số sinh viên: K175520114111 Lớp: K53CĐT.02 Chuyên ngành: Cơ điện tử Gi o viên hƣớng d n: Th.S Tăng Cẩm Nhung Tên tiểu luận: CẢNH BÁO NGƢỠNG ÁNH SÁNG TRÊN LED MATRIX Nội dung: - Chương I: Tổng quan đề tài - Chương II: Khảo s t sơ đồ khối - Chương III: Thiết kế lập trình - Chương IV: Đ nh gi , kết luận hƣớng ph t triển tƣơng lai C c hình ảnh, chƣơng trình: - Hình ảnh c c phần mềm PicC, Proteous, Visio - Hình ảnh minh họa c c chƣơng Gi o viên hƣớng d n Sinh viên thực (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………………………… CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan hệ thống 1.2 Mô tả hoạt động hệ thống 1.3 Yêu cầu hệ thống CHƢƠNG II: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI 2.1 Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống 2.2 Phân tích chức khối 2.3 Chọn linh kiện cho khối chức CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH 3.1 Thiết kế chƣơng trình mơ phần mềm Proteus 3.2 Chọn linh kiện cần dùng hệ thống 3.3 Đấu nối hiệu chỉnh c c linh kiện cho hệ thống 11 3.4 Nạp chƣơng trình vào Pic để chạy mô 16 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƢƠNG LAI 18 4.1 Đ nh gi kết luận 18 4.2 Hƣớng phát triển tƣơng lai………………………………………………………17 Tài liệu tham khảo 20 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay,c c vi điều khiển có ứng dụng ngày rộng rãi,thâm nhập ngày nhiều vào c c lĩnh vực kĩ thuật nhƣ đời sống xã hội.Hầu hết c c thiết bị từ đơn giản nhƣ c c thiết bị gia đình c c thiết bị tinh vi nhƣ m y tính hay m y cơng nghiệp có xuất c c vi điều khiển.Động điện loại động đƣợc sử dụng phổ biến c c ứng dụng thông thƣờng nhƣ c c ứng dụng phức tạp.Để động làm việc c ch hiệu địi hỏi phải có c ch điều khiển tốt.Xuất ph t từ thực tế chúng em tập chung nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển c ch điều khiển động điện chiều thông qua đề tài “ Cảnh báo ngƣỡng sáng led matrix ”.Với đề tài đƣợc giao,chúng em vận dụng kiến thức để tìm hiểu nghiên cứu lý thuyết.Qua em tìm hiểu sâu tìm hiểu đƣợc c ch tiếp cận giải c c vấn đề mơn học.Đồng thời qua làm tiểu luận hình thành thêm c c kĩ làm việc,lập kế hoạch,viết b o c o…Rất có ích cho sau Dƣới hƣớng d n bảo nhiệt tình Tăng Cẩm Nhung với cố gắng nỗ lực c c thành viên nhóm chúng em hồn thành xong tiểu luận mình.Tuy nhiên tình hình dịch bệnh COVID-19 phức tạp thời gian kiến thức cịn hạn chế nên khơng tr nh khỏi thiếu sót thực tiểu luận này.Vì chúng em mong nhận đƣợc nhiều kiến đ nh gi ,đóng góp thầy gi o để đề tài đƣợc hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 19 tháng năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Văn Sáng CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan hệ thống Ngày nay, với ph t triển khoa học kỹ thuật, xã hội ngày văn minh, đại Nhu cầu điều khiển tự động c c thiết bị nhƣ đèn đƣờng đèn ngủ,… trở nên cần thiết để sử dụng tự động phù hợp với mức s ng phòng nhƣ ngồi trời mà khơng cần dùng tới c c thiết bị thủ công Nhận từ nhu cầu thực tế trên, em có ý tƣởng thiết kế hệ thống cảnh b o ngƣỡng s ng led matrix Hệ thống hoạt động dựa nguyên tắc điều khiển có tín hiệu phản hồi (cƣờng độ s ng đƣợc đo từ cảm biến), cƣờng độ s ng thấp bật led màu xanh, cƣờng độ s ng vừa bật led màu cam cƣờng độ s ng mạnh bật led màu đỏ Hình 1.1 Hệ thống cảnh báo ngưỡng sáng led matrix mô phần mềm proteus  Hệ thống chia 03 phần chính: + Bộ phận thu nhận cƣờng độ từ bên ngồi mơi trƣờng + Bộ phận chuyển đổi xử lý + Bộ phận hiển thị 1.2 Mô tả hoạt động hệ thống Khi ta cấp nguồn cho hệ thống, cảm biến nh s ng thu thập từ môi trƣờng bên vào ,tiến hành đo xuất tín hiệu điện p tƣơng đƣơng với nguồn nh s ng Từ ta tiến hành đọc nh s ng thu đƣợc hiển thị mức độ s ng tƣơng ứng lên led matrix Nếu cảm biến nh s ng đọc đƣợc ngƣỡng nh s ng từ đến 40 mức nh s ng yếu bật led matrix màu xanh Nếu cảm biến nh s ng đọc đƣợc ngƣỡng nh s ng từ 41 đến 70 mức ánh sáng vừa bật led matrix màu cam Còn lại cảm biến nh s ng đọc đƣợc ngƣỡng ánh sáng nằm khoảng từ 71 đến 100 mức nh s ng mạnh bật led matrix màu đỏ Qu trình đƣợc lặp lặp lại suốt qu trình hoạt động, khơng cần lập trình lại, điều có khiến hệ thống trở nên linh hoạt phù hợp với nhiều nơi 1.3 Yêu cầu hệ thống Để ứng dụng hiệu thực tế, hệ thống cần đảm bảo yêu cầu: - X c định x c mức cƣờng độ s ng - Hoạt động bền bỉ, ổn định, hạn chế nhiễu ảnh hƣởng môi trƣờng xung quanh - Thời gian qu t lấy m u phải hợp lý để liên tục x c định nhiệt độ đƣa phƣơng n điều chỉnh phù hợp - Có thể linh hoạt thay đổi để phù hợp với điều kiện thực tế - Thuật to n phải tối ƣu, hạn chế lỗi qu trình hoạt động Hệ thống sử dụng cảm biến LDR vì: - Gi thành rẻ - Nhiều kích cỡ hình dạng LDR thực tế có sẵn nhiều kích cỡ kiểu gói, kích thƣớc phổ biến có đƣờng kính mặt khoảng 10 mm - Năng lƣợng điện p hoạt động nhỏ  Với yêu cầu đặt nhƣ trên, nhóm chúng em lựa chọn vi điều khiển PIC 16F877A Bởi vì: - Vi điều khiển PIC 16F8777A có chân đọc Analog phù hợp để thu nhận tín hiệu từ cảm biến LDR - Tốc độ xử lý cao - Hoạt động ổn định - Phổ biến, dễ lập trình - Tính khả dụng gi thành rẻ CHƢƠNG II: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI 2.1 Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống  Từ nguyên lý hoạt động nêu trên, dễ dàng x c định đƣợc sơ đồ khối cho hệ thống, từ sơ đồ khối phân chia nhiệm vụ, chọn linh kiện cho khối chức 2.2 Phân tích chức khối - Khối cảm biến: có chức thu nhận cƣờng độ môi trƣờng bên ngoài, gửi pic dƣới dạng Analog - Khối xử lý tín hiệu: tín hiệu dạng Analog trả từ cảm biến đƣợc xử lý, chuyển đổi sang dạng tín hiệu số - Khối hiển thị: hiển thị kết led matrix - Khi hoạt động thực tế, c c khối chức phối hợp với theo quy luật định, khối xảy lỗi khiến hệ thống hoạt động sai 2.3 Chọn linh kiện cho khối chức - Khối nguồn: Sử dụng nguồn DC 5V - Khối cảm biến: Sử dụng 01 cảm biến LDR - Khối xử lý, khối giải mã, so s nh: Sử dụng 01 vi điều khiển PIC 16F877A - Khối hiển thị: sử dụng led matrix 8*8 xanh, cam đỏ CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH 3.1 Thiết kế chƣơng trình mơ phần mềm Proteus Do điều kiện thực tế khơng cho ph p nhóm em làm mạch thật, nhóm em sử dụng phần mềm Proteus để vẽ mạch mô hệ thống Đây cơng cụ hữu ích cho c c bạn sinh viên tiếp cận, làm quen với c c vi xử lý, vi điều khiển, trƣớc làm sản phẩm thật Hình 3.1 Giao diện phần mềm vẽ mạch Proteus 8.12  Q trình thực vẽ mạch mơ phần mềm Proteus trải qua 04 bƣớc  Bƣớc 1: Lấy linh kiện  Bƣớc 2: Đấu nối c c linh kiện, thành phần với  Bƣớc 3: Hiệu chỉnh, bố trí lại mạch  Bƣớc 4: Nạp chƣơng trình vào cho VĐK chạy mơ 3.2 Chọn linh kiện cần dùng hệ thống Hình 3.2 Giao diện Pick devices Proteus Hình 3.3 Danh sách linh kiện chọn  Danh s ch linh kiện sử dụng hệ thống:  Tụ điện (Cap-Pol/Cap)  Thạch anh (Crystal) 10  Led matrix 8*8 xanh, cam, đỏ  Cảm biến LDR  Biến trở (Minres/Res)  Vi điều khiển (PIC 16F877A)  Biến trở (Pot-Hg) 3.3 Đấu nối hiệu chỉnh linh kiện cho hệ thống Hình 3.4 Hệ thống sau đấu nối bố trí lại mạch Khi đấu nối phần mềm Proteus, đặt tên cho đầu dây để mạch đƣợc gọn gàng Bố trí c c phần tử phần mềm cho hợp lý, đẹp mắt 11  Lập trình cho hệ thống phần mềm CCS Hình 3.5 Giao diện phần mềm CCS Dùng phần mềm CCS để lập trình biên dịch chƣơng trình cho vi điều khiển Pic 16F877A  C c bƣớc để viết hoàn chỉnh chƣơng trình cho vi điều khiển Pic  Bƣớc 1: Tạo Project sử dụng Pic Wizard  Bƣớc 2: Viết chƣơng trình  Bƣớc 3: Kiểm tra lỗi, biên dịch (Compile) để tạo file hex  Dƣới c c bƣớc để viết nhƣ tạo chƣơng trình hồn chỉnh cho Pic việc sử dụng phần mềm CCS 12 Hình 3.6 Tạo Project Wizard Hình 3.7 Chọn vi điều khiển, tốc độ nguồn dao dộng 13 Hình 3.8 Giao diện CCS sau tạo project khai báo vi điều khiển Hình 3.9 Lập trình phần khai báo khởi tạo chân 14 Hình 3.10 Lập trình cho tín hiệu anlog Hình 3.11 Lập trình cho chương trình 15 Hình 3.12 Lập trình cho chương trình với mức cường độ sáng 3.4 Nạp chƣơng trình vào Pic để chạy mơ Hình 3.13 Nạp chương trình vào cho VĐK Pic 16 Chọn file hex tạo từ trƣớc, Vi điều khiển Pic 16F877A nhận file hex Hình 3.14 Hệ thống hồn thiện chạy mơ ( chữ Y thể mức sáng yếu) 17 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƢƠNG LAI 4.1 Đánh giá kết luận Sau thời gian nỗ lực không ngừng học tập nhƣ nhiệt tình bảo Tăng Cẩm Nhung nhƣ c c thầy, mơn, nhóm chúng em hoàn thành đƣợc đề tài: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO NGƢỠNG SÁNG TRÊN LED MATRIX ”, trình thực đề tài chúng em đúc kết đƣợc nhiều kinh nghiệm quý b u cho thân để phục vụ cho chúng em qu trình học tập sau  Đề tài chúng em có ưu nhược điểm sau.: - Ƣu điểm + Có thể p dụng mạch vào thực tế c ch dễ dàng thay đổi đƣợc c c ngƣỡng nhiệt độ cho phù hợp với nhu cầu điều kiện cụ thể + Hệ thống hoạt động ổn định, bị ảnh hƣởng c c yếu tổ bên + Việc thiết kế mạch đơn giản tốn chi phí - Nhƣợc điểm + Thuật to n chƣa tối ƣu + Cảm biến LDR chƣa x c với thời gian phản hồi khoảng hàng chục hàng trăm mili giây Với kết đạt đƣợc nhƣ trên, hệ thống hữu ích ứng dụng nghiên cứu l n sử dụng thực tế 4.2 Hƣớng phát triển tƣơng lai Ngày với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, việc tích hợp sẵn c c hệ thống đo ổn định nhiệt độ vào c c nhà ngày tăng Để đ p ứng nhu cầu đó, nhóm bọn em tiếp tục nghiên cứu để hồn thiện hệ thống Đầu tiên, em tìm c ch tối ƣu hóa thuật to n để chƣơng trình hoạt động ổn định nữa, khơng gặp phải lỗi vặt Thứ hai, em tìm hiểu dòng cảm biến nhiệt độ kh c để thay cho cảm biến LDR tƣơng lai, cảm biến có chất lƣợng cao mà gi thành khơng đổi 18 Thứ ba, hệ thống đƣợc tích hợp c c modun điều khiển từ xa (Wifi bluetooth, ) để chủ động điều khiển hệ thống từ xa, tích hợp c c modun đem lại cảm gi c tốt sử dụng 19 Tài liệu tham khảo [1] Giáo trình Hệ thống nhúng-Khoa Cơ Khí- Trƣờng Đại học Kĩ thuật Cơng Nghiệp – Đại học Th i Nguyên [2] Hệ thống nhúng – Wikipedia [3] Gi o trình lập trình C – Codegym.vn [4] Datasheet Pic 16F877A/ LDR 20 ... bật led màu xanh, cƣờng độ s ng vừa bật led màu cam cƣờng độ s ng mạnh bật led màu đỏ Hình 1.1 Hệ thống cảnh báo ngưỡng sáng led matrix mô phần mềm proteus  Hệ thống chia 03 phần chính: + Bộ... 1.1 Tổng quan hệ thống 1.2 Mô tả hoạt động hệ thống 1.3 Yêu cầu hệ thống CHƢƠNG II: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI 2.1 Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống ... cần dùng tới c c thiết bị thủ công Nhận từ nhu cầu thực tế trên, em có ý tƣởng thiết kế hệ thống cảnh b o ngƣỡng s ng led matrix Hệ thống hoạt động dựa ngun tắc điều khiển có tín hiệu phản hồi