Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển thiết bị điện thông minh cho phòng họp bằng hồng ngoại và sóng RF, IR

Giới thiệu một số linh kiện sử dụng trong đồ án .1 Module thu phát hồng ngoại(IR)

Ánh sáng hồng ngoại(tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước song khoảng từ 0.86um đến 0.98um. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng. Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, chum tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó phải thu đúng hướng để đạt kết quả cao nhất.

+PT2248 là con điều khiển phát tín hiệu hồng ngoại với đầu ra có 18 chức năng. PT2248 làm việc được với điện áp(2.2V-5V) và được ứng dụng nhiều trong các thiết bị điều khiển từ xa với khoảng cách ngắn. +Chọn tần số dao động: tần số sóng mang mang mã truyền là tần số thu được do vi mạch mã hóa sau khi tiến hành chia 12 lần đối với tần số dao động của bộ cộng hưởng của thạch anh.

Cho nên mức độ ổn định của tần số này phụ thuộc vào chất lượng của thạch anh. +Do đầu ra của IC có dòng rất bé nên ta phải sử dụng thêm bộ khuếch đại tín hiệu của nó, nên dùng Transistor A1013. + Đối với module mắt thu trên thì trường có 2 loại module mắt thu tín hiệu hồng ngoại.

Dùng loại module này chống được nhiễu bên ngoài và thu được tín hiệu xung quang nó.

Sơ đồ khối toàn hệ thống

+ Khối Cảm biến: Sử dụng sensor hồng ngoại dùng để thu nhận tín hiệu người vào ra phòng, đưa tín hiệu thu được vào chân Pic để xử lý. Để nhận biết người đi vào hay đi ra ta dùng 2 bộ thu phát hồng ngoại mắc gần nhau. + Khối Xử lý: Dùng VDK Pic 16F877A để lấy tín hiệu từ cảm biến, tính toán, lưu trữ và đưa ra khối hiển thị và khối chấp hành.

+ Khối Hiển thị: Lấy tín hiệu ra từ chân Pic để hiển thị số lượng người hiện đang ở trong phòng trên Led 7 thanh.Khối Chấp hành: Nhận tín hiệu từ khối xử lý để thực hiện đóng cắt tiếp điểm mạch động lực.

Tính toán và thiết kế cho từng khối .1 Khối xử lý

Để reset ta phải giữ chân RST ở mức cao(thông thường là mức 1) tối đa trong 2 chu kì máy rồi mới trở lại mức thấp(mức 0). Việc reset được thực hiện bằng tay qua công tắt, hoặc tự động reset khi bị mất nguồn. Led phát hồng ngoại nối với nguồn 1 chiều qua điện trở R1, R2: phát ra ánh sáng hồng ngoại truyền tới Led thu.

Ở trạng thái bình thường, tín hiệu hồng ngoại truyền từ khối phát được Led thu thu nhận, trên đầu ra 2 tín hiệu ở mức cao (mức 1); khi có người đi cắt qua khiến Led thu mất tín hiệu, đầu ra 2 cho tín hiệu ở mức thấp (mức 0). Để có thể phân biệt được là người đi vào hay đi ra ta mắc 2 bộ Thu- Phát song song và đặt cạnh nhau. Tín hiệu thu được từ đầu ra của 2 Led thu được đưa vào 2 chân Vi xử lý để thực hiện quá trình tính toán, kiểm tra, lưu trữ….

Bộ cảm biến hồng ngoại gởi dữ liệu về vi điều khiển xử lý và hiển thị ra LED. + Bộ thu phát RF không có IC giải mã Ở đây chúng ta dùng bộ thu phát RF có IC giải mã. Khi đó thì các mạch phát và mạch thu sẽ hiểu nhau, còn mấy mạch phát khác sẽ không nhận ra.

Các chân 10 đến 13 sẽ nhận data và thể hiện mức logic tương ứng khi nhận.

Phần mềm CCS

Sau khi nhấn chuột, một cửa sổ hiện ra yêu cầu ban nhập tên Files cần tạo. Bạn tạo một thư mục mới, vào thư mục đó và lưu tên files cần tạo tại đây. Tab General cho phép ta lựa chọn loại PIC mà ta sử dụng và một số lựa chọn khác như chọn tần số thạch anh dao động, thiết lập các bit CONFIG nhằm thiết lập chế độ hoạt động cho PIC.

- Oscilator Frequency: Tần số thạch anh ta sử dụng, chọn 20 MHz (tùy từng loại) - Fuses: Thiết lập các bit Config như: Chế độ dao động (HS, RC, Internal), chế độ bảo. Tab này liệt kê cho người dùng các lựa chọn đối với giao tiếp nối tiếp SPI, chuẩn giao tiếp tốc độ cao mà PIC hỗ trợ về phần cứng. Để có thể sử dụng cả hai giao tiếp này cùng một lúc thì buộc một trong 2 giao tiếp phải lập trình bằng phần mềm (giồng như khi dùng I2C cho các chip AT8051, không có hỗ trợ phần cứng SSP).

Trong các lựa chọn cấu hình cho các bộ đếm /định thời có: chọn nguồn xung đồng hồ (trong/ngoài), khoảng thời gian xảy ra tràn…. - Nguồn xung đồng hồ cho bộ ADC (trong hay ngoài), từ đó mà ta có được tốc độ lấy mẫu, thường ta chọn là internal 2-6 us. Tab này cho phép ta thiết lập các thông số cho các bộ Capture/Comparator/PWM.

- Chọn bắt giữ xung theo sườn dưowng (rising edge) hay sườn âm (falling edge) của xung vào. - Ta có các lựa chọn thực hiện lệnh khi xoay ra bằng nhau giữa 2 đối tượng so sánh là giá trị của Timer1 với giá trị lưu trong thanh ghi để so sánh. Ta có thể lựa chọn sẵn hay tự chọn tần số, tất nhiên tần số ra phải nằm trong một khoảng nhất định.

Tùy vào từng loại PIC mà số lượng nguồn ngắt khác nhau, bao gồm: ngắt ngoài 0(INT0), ngắt RS232, ngắt Timer…. Tab Drivers được dùng để lựa chọn những ngoại vi mà trình dịch đã hỗ trợ các hàm giao tiếp. Sau các bước chọn trên, ta nhấn OK để kết thúc quả trình tạo một Project trong CCS, một Files ten_project.c được tạo ra, chứa những khai báo cần thiết cho PIC trong một Files ten_project.h.