CHƢƠNG 4 : THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN KHU VỰC
4.3 Sơ đồ khối của tủ điều khiển chiếu sáng khu vực
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của tủ điều khiển chiếu sáng.
Hình 23:Sơ đồ khối của bộ điều khiển khu vực
4.3.1 Các phần tử trong một tủ chiếu sáng khu vực
Cơ cấu chấp hành: Khởi động từ 3 pha 150. Các phần tử bảo vệ: aptomat, cầu dao, cầu chì.. Thiết bị điều khiển:
Bộ truyền thông GSM/GPRS MODEM: MODEM đƣợc nạp Firmware vào bộ nhớ chƣơng trình, firmware có chức năng điều khiển truyền thông qua mạng GSM/GPRS. MODEM có chức năng truyền thông theo một địa chỉ IP xác định. Cổng giao tiếp của MODEM với bộ xử lý trung tâm và điều khiển thông qua giao diện RS232.
Khối xử lý trung tâm và điều khiển: có chức năng xử lý lệnh đóng cắt, thời gian đóng cắt, ngày giờ và đọc đƣợc điện áp, dòng điện, điện áp, công năng, độ trễ pha gửi về trung tâm qua thiết bị truyền thông là MODEM GSM/GPRS.
Khối màn hình hiển thị: hiển thị các thông số điều khiển và đo lƣờng của tủ chiếu sáng.
Khối bàn phím: để thực hiện thao tác giữ ngƣời vận hành điều khiển và thiết bị, ngƣời vận hành quản lý có thể thao tác trực tiếp với thiết bị thông qua bàn phím để đặt các thông số cho thiết bị, điều khiển đóng cắt trực tiếp.
Bộ nhớ trong: RAM, EEPROM là bộ nhớ chƣơng trình để nạp chƣơng trình điều khiển và truyền thông
Bộ nhớ ngoài: SD Card 1GB lƣu trữ toàn bộ thông tin về đo lƣờng và cảnh báo cho tủ chiếu sáng, kết cấu dữ liệu đƣợc ghi dƣới dạng Fat32 phù hợp với việc đọc file vào máy tính.
Khối thời gian thực: tạo thời gian: giờ phút giây và ngày tháng cho thiết bị có pin nuôi trong thời gian dài, 05 năm mới phải thay pin.
Thiết bị Transducer: đo các thông số dòng , áp 3 pha, công năng tiêu thụ, độ trễ pha. Đây chính là module công tơ điện tử 3 pha.
3 x TI (200A/5A): có tác dụng chuyển đổi dòng điện 0-200A thành 0-5A phù hợp với Transducer. Bộ chuyển đổi dòng điện TI có độ chính xác cao phù hợp với module transducer đo dòng điện, điện áp và công năng tiêu thụ.
Khối nguồn nuôi cho thiết bị: khối nguồn nuôI đƣợc thiết kế là nguồn nuôi 3 pha, vì vậy nguồn nuôi có thể cấp cho thiết bị hoạt động tốt trong khi có ít nhất 01 pha có điện
Acquy dự phòng khi mất điện , ác quy có thể lƣu trữ đủ để thiết bị hoạt động khi mất điện trong thời gian khoảng 2 ngày.
Yêu cầu về thiết kế giao diện hiển thị trên màn hình LCD nhƣ sau: Thiết lập và hiển thị đƣợc 5 mốc thời gian đóng cắt trong ngày
Thiết lập và hiển thị 04 chế độ sáng: tắt 100%, sáng 30%, sáng 70%,sáng Đặt các giá trị cảnh báo IC, UC
Hiển thị thời gian thực: giờ.phút.giây, ngày. tháng.năm Hiển thị trạng thái hiện tại: Chế độ sáng hiện tại
Hiển thị dòng điện, điện áp 3 pha, công năng tiêu thụ, sự trễ pha của tủ chiếu sáng. Có các chức năng cài đặt hệ thống, điều khiển truyền thông khác
4.3.2 MODEM truyền thông GSM/GPRS
MODEM Q24 của hãng WaveCom đƣợc lựa chọn sử dụng trong thiết bị này.
4.3.2.1 Một số đặc điểm chính của MODEM Q24
Dải tần làm việc 900/1800/850/1900 Mhz. Dải điện thế làm việc 3.4V đến 4.5V.
Dòng điện khi thiết bị ở chế độ chờ là 56mA Dòng điện tiêu thụ lúc làm việc: 100 – 140mA. Giao tiếp theo chuẩn AT Command qua RS232.
4.3.2.2 Sơ đồ khối của MODEM Q24
Hình 25:Sơ đồ khối MODEM Q24
MODEM Q24 bao gồm:
- CPU: Quản lý các modul trong hệ thống gồm: truyền thông, giao tiếp sim thẻ…. CPU thƣờng là chíp ARM7, 32bits, tốc độ 54MHz.
- Memory management: quản lý bộ nhớ bộ nhớ của toàn hệ thống gồm: 16Mbyte SRAM hoặc PSRAM, 32Mbyte flash.
- RF interface: khối quản lý về thu và phát RF, có thể hoạt động ở các dải 900/1800/850/1900 MHz.
- Giao tiếp: giao tiếp giữa MODEM với thiết bị bên ngoài. Q24 hỗ trợ một số giao tiếp: 2 UART (tốc độ lớn nhất 115,2 Kbps), 1 SPI, 1 I2C, bàn phím 5x5.
- Sim interface: Khối giao tiếp SIMCard, nuôi bằng nguồn 1,8V hoặc 3V.
- Vocoder, Audio interface: khối giải mã âm thanh. Sử dụng cho các chức năng Voice Call
- Battery Management: Khối quản lý nguồn. Nguồn cung cấp cho MODEM từ 3.4V đến 4.5V.
4.3.2.3 Một số lệnh giao tiếp với MODEM Q24
STT Lệnh Diễn dải Ghi
chú
1 AT+COPS? Xem thông tin nhà cung cấp dịch
vụ mạng
2 AT+CSQ? Xem chất lƣợng mạng
3 AT+CFUN=1 Reset MODEM
4 AT+IPR=”19200” Thay đổi tốc độ Baud giao tiếp
5 AT&W Lƣu lại cấu hình setup hiện tại
6 ATD<số điện thoại>; Thực hiện một cuộc gọi thoại
7 AT+CMGS=<số điện thoại> Gửi tin nhấn SMS tới một số điện thoại
7 AT+CGCLASS=”class” Cài đặt Mode hoạt động
GSM/GPRS B: sử dụng cả GPRS/GSM CG: chỉ GPRS
CC: chuyển mạch bằng tay giữa GPRS/GSM
8 AT+CGDCONT=1,”IP”,”abc.com” Thực hiện kết nối GPRS
9 AT+CGACT Bật GPRS
10 AT+CGATT = 1: để cho phép kết nối GPRS
11 ATD*99***1# Thực hiện kết nối GPRS tới
abc.com
12 AT+CGPADDR Xem thông tin về IP MODEM
Bảng 2: Một số lệnh AT giao tiếp với MODEM Q24 qua UART
Một số lệnh cho một số chức năng cơ bản:
Gửi tin nhắn SMS tới một số điện thoại giả sử 0944444444: AT+CGMS=”0944444444”<Enter>. Sau khi MODEM ra dấu nhắc
> thì ta viếtnội dung tin nhắn. Kết thúc tin nhắn bởi tổ hợp Ctr Z.
Nếu tin nhắn gửi thành công thì MODEM sẽ trả về thông báo dạng
+CMGS: <mr>
OK
Với mr là một số nguyên.
Thực hiện một cuộc gọi thoại tới một số điện thoại giả sử 0944444444. ATD0944444444;<Enter>
o nếu kết nối thành công thì MODEM sẽ trả về thông báo:
OK
o Nếu số máy cần gọi đang bận thì MODEM sẽ trả về thông báo:
BUSY
o Nếu số máy cần gọi ko biết thì MODEM gửi về thông báo:
Thực hiện kết nối GPRS và gửi dữ liệu cho một MODEM có sử dụng mạng Viettel.
Cách 1:
AT+CGDCONT=1,”IP”,”v-internet”<Enter> //xác định mã APN của nhà cung cấp dịch vụ
OK
AT+CGDCONT=2,”IP”,”203.113.10.1”<Enter> //Xác định địa chỉ cần kết nối
OK
ATD*99***1# //thực hiện kết nối
CONNECT
Cách 2:
AT+CGCLASS=”CG” //chỉ sử dụng GPRS
OK
AT+CGDCONT=1,”IP”,”v-internet” //xác định mã APN của nhà cung cấp dịch vụ
OK
AT+CGATT=1; //cho GPRS kích hoạt
OK
AT+CGACT=1,1 //cho phép GPRS kích hoạt
OK
AT+CGDATA=1 CONNECT
…Data transfer…