Thiết kế và chế tạo hệ thống đèn trang trí điều khiển từ xa bằng bộ vi điều khiển

Sơ đồ tổng quát của hệ thống

• Bộ điều khiển trung tâm 1. Giới thiệu

Dùng chương trình vi điều khiển để phân tích 12 bits dữ liệu này thì chúng ta sẽ điều khiển tắt mở những thiết bị điện từ xa một cách dễ dàng. Các thiết bị điện tử sau đó đã được tích hợp với mật độ cao và rất cao trong các diện tích nhỏ, nhờ vậy các thiết bị điện tử nhỏ hơn và nhiều chức năng hơn. Đột phá ở chỗ: "Chức năng của kết cấu logic có thể thay đổi bằng chương trình ngoài chứ không phát triển theo hướng tạo một cấu trúc phần cứng chỉ thực hiện theo một số chức năng nhất định như trước đây.

Tuy bộ vi xử lý có khả năng vượt bậc so với các hệ thống khác về khả năng tính toán, xử lý…, và thay đổi chương trình linh hoạt theo mục đích người dùng, đặc biệt hiệu quả đối với các bài toán và hệ thống lớn. Các khối này bao gồm bộ nhớ để chứa dữ liệu và chương trình thực hiện, các mạch điện giao tiếp ngoại vi để xuất nhập và điều khiển trở lại, các khối này, cùng liên kết với vi xử lý thì mới thực hiện được công việc. Với một số nhược điểm trên, nên các nhà chế tạo tích hợp một ít bộ nhớ và một số mạch giao tiếp ngoại vi cùng với vi xử lý vào một IC duy nhất được gọi là Microcontroller-Vi điều khiển.

Vi điều khiển ra đời mang lại sự tiện lợi đối với người dùng, họ không cần nắm vững một khối lượng kiến thức quá lớn như người dùng vi xử lý kết cấu mạch điện dành cho người dùng cũng trở nên đơn giản hơn nhiều và có khả năng giao tiếp trực tiếp với các thiết bị bên ngoài. Vi điều khiển tuy được xây dựng với phần cứng dành cho người sử dụng đơn giản hơn, nhưng thay vào lợi điểm này là khả năng xử lý bị giới hạn (tốc độ xử lý chậm hơn và khả năng tính toán ít hơn, dung lượng chương trình bị giới hạn). Thay vào đó, vi điều khiển có giá thành rẻ hơn nhiều so với vi xử lý, việc sử dụng đơn giản, thích hợp cho các ứng dụng có chức năng đơn giản, không đòi hỏi tính toán phức tạp.

- InAVR hay avr-gcc: là bộ trình dịch được phát triển bởi gnu, ngôn ngữ sử dụng là C và có thể được dùng tích hợp với AvrStudio (dùng Avrstudio làm trình biên tập – editor). - Hỗ trợ phần cứng điều khiển bằng phần mềm (4. - Có modul chuyên dụng. - Có modul chuyên dụng, tốc độ, số lượng, độ phân giải tùy thuộc từng modul. - Có modul chuyên dụng,. tốc độ, số lượng, độ phân giải tùy thuộc từng modul. Khuếch đại thuật. đối với Atmega) - Có modul chuyên dụng, tốc độ, số lượng thuộc từng modul. - Khi dòng điện trong cuộn dây nhỏ hơn dòng tác động i< Iid thì lực hút điện từ nhỏ hơn lực kéo lò xo F< Flx, phần ứng đứng yên.

- Khi i> Itd thì lực hút điện từ lớn hơn lực kéo lò xo F>Flx, phần ứng bị hút về phía làm cho khe hở mạch từ nhỏ nhất,tức là bị hút về phía C1. - Thời gian tác động: Là khoảng thời gian trễ từ lúc dòng điện vượt qua giá trị tác động đến lúc phần tác động được hút hoàn toàn vào phần tĩnh, thường vào khoảng từ 2 đến 20ms. Khi có dòng điện chạy trong mạch phần ứng, các thanh dẫn phần ứng sẽ chịu tác động bởi các lực điện từ theo phương tiếp tuyến với mặt trụ rôto, làm cho rôto quay.

Chính xác hơn, lực điện từ trên một đơn vị chiều dài thanh dẫn là tích có hướng của vectơ mật độ từ thông B và vectơ cường độ dòng điện I. Cổ góp sẽ giúp cho dòng điện trong mỗi thanh dẫn phần ứng được đổi chiều khi thanh dẫn đi đến một cực từ khác tên với cực từ mà nó vừa đi qua (điều này làm cho lực điện từ được sinh ra luôn luôn. Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển động quay của rotor. Pha 2: Rotor tiếp tục quay. Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường stator và rotor cùng dấu trở lại pha 1. tạo ra mômen theo một chiều nhất định).

Thiết kế và thi công phần cứng 1. Thiết kế và thi công cơ khí

Cắm nguồn điện 220V, qua biến áp trong đèn biên đổi thành nguồn 24 V cung cấp cho bộ sử lý trung tâm và động cơ. Động cơ quay dọc sẽ được lấy nguồn trực tiếp từ biến áp, đối với động cơ quay ngang lấy nguồn qua đĩa dẫn điện. Chức năng hoạt động của đèn đều được điều khiển từ xa bằng remote sony.

Nhấn nút remote phát tín hiệu qua LED phát, tín hiệu này sẽ được thu bởi LED thu và gửi tín hiệu đến bộ sử lý trung tâm. Tại Bộ sử lý trung tâm sẽ giải mã tín hiệu và điều khiển mã tín hiệu (Điều khiển 2 động cơ quay ngang,quay dọc và hệ thống đèn). Ứng với mỗi mã tín hiệu sẽ thực hiện một hoặc nhiều chức năng,phụ thuộc vào chương trình điều khiển.

Về nguyên tắc hoạt động, cơ bản mô hình theo phương án 2 hoạt động giống như phương án 1. + Phải tính toán, phân bố trọng lượng thân quay tròn ngang thật đều + Cần phải lắp ghép các chi tiết thật chính xác. - Tụ C9 và C10 dùng để xả điện áp trong trường hợp bị sụt áp nguồn vào.

Do vậy khi được nạp chương trình điều khiển, chip sẽ thực hiện chương trình điều khiển này sau khi đã mã hóa ngôn ngữ máy chỉ gồm các bit 0 và 1. - Khối tạo xung gồm thạch anh và hai tụ pi lắp 27 tạo dao động hệ thống cho Vi điều khiển. - Khối nút nhấn reset rất quan trọng khi ta nhấn nút này thì chân reset của ATmega32 sẽ ở trạng thái “0“ và lúc này chương trình trong chip sẽ được reset về trạng thái đầu.

- Các điện trở R82,R83 và 2 Opto tạo thành khối cách ly,tác dụng bảo vệ Vi điều khiển không bị treo khi đang hoạt động. - Tụ pi C11 dùng để lọc nhiễu đảm bảo cho điện áp không bị nhiễu bởi động cơ. - Hai Led D45 mắc nối tiếp với trở R10 và D46 được mắc nối tiếp với trở R11 dùng để hiển thị khi động cơ chạy thuận và chạy nghịch.

Lưu đồ giải thuật và chương trình điều khiển

// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x31;. // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;.