3.1. Thiết kế sơ đồ khối của hệ thống
1.1.10. Yêu cầu thiết kế của sản phẩm
Cửa được mở khi nhập đúng mật khẩu và quẹt đúng thẻ.
Mật khẩu có độ dài đảm bảo tính bảo mật cao.
Có thể thay đổi được mật khẩu.
Có thể dùng 2 thẻ từ để mở cửa.
Hiển thị thông tin cá nhân lên LCD lúc khởi động và hiển thị tình trạng lên LCD khi đóng mở cửa.
Thời gian mở cửa là 20s.
Không mở cửa khi nhập sai mật khẩu hoặc quẹt sai thẻ, sai từ 3 lần nhập liên tiếp còi chíp sẽ kêu cảnh báo .
1.1.11. Sơ đồ khối của hệ thống
Hình 3. 1: Sơ đồ khối của hệ thống.
1.1.12. Nhiệm vụ của mỗi khối
Khối RFID: có nhiệm vụ nhận RFID để đưa về cho vi xử lý.
Khối vi xử lý: đọc tín hiệu từ cảm biến, kiểm tra và xử lý tín hiệu bật còi cảnh báo đồng thời gửi tín hiển thị lên LCD.
26
Khối LCD: có nhiệm vụ hiển thị mật mã cũng như hiển thị trạng thái đóng-mở cửa của thiết bị.
Khối bàn phím: nhận biết khi được nhấn nút và đưa tín hiệu về cho vi điều khiển để xử lý tín hiệu.
Khối relay: có tác dụng mô phỏng cho việc mở cửa.
Khối nguồn: có tác dụng cấp nguồn cho toàn bộ thiết bị.
Khối cảnh báo: còi chíp sẽ kêu khi mở cửa và khi nhập sai mật khẩu hoặc thẻ từ quá 3 lần.
3.2. Sơ đồ nguyên lý của toàn hệ thống
Hình 3. 2: Sơ đồ nguyên lý của toàn hệ thống
1.1.13. Sơ đồ nguyên lý khối nguồn
Hình 3. 3: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn
Nguyên lí hoạt động: Sử dụng nguồn vào 12V qua IC LM72596,điện áp 5V đầu ra được cung cấp cho vi điều khiển, LCD và LED.
1.1.14. Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị LCD
Hình 3. 4: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị
Nguyên lí hoạt động: Hiển thị trạng thái, thông tin của mạch, thông báo khi có người nhập vào bàn phím, thẻ từ….
1.1.15. Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím matrix 4x4
28
Hình 3. 5: Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím
Nguyên lí hoạt động: Người dùng sử dụng bàn phím để nhập password mở khóa.
1.1.16. Sơ đồ nguyên lý khối RFID
Hình 3. 6: Sơ đồ nguyên lý khối RFID
Nguyên lí hoạt động: Thiết bị RFID đọc được đặt cố định ở một vị trí.
Thiết bị sẽ phát ra sóng vô tuyến điện ở một tần số nhất định để phát hiện thiết bị phát xung quanh đó.
Khi RFID phát đi vào vùng sóng vô tuyến điện mà RFID đọc phát ra, hai bên sẽ cảm nhận được nhau. RFID phát sẽ nhận sóng điện tử, thu nhận và phát lại cho RFID đọc về mã số của mình. Nhờ vậy mà RFID đọc biết được thiết bị RFID phát nào đang nằm trong vùng hoạt động giúp cửa mở khóa.
1.1.17. Sơ đồ nguyên lý khối Relay
Hình 3. 7: Sơ đồ nguyên lý khối Relay
Nguyên lí hoạt động: Sử dụng OPTO PC817 để ngăn cách giữa relay và vi điều khiển. Nhận lệnh điều khiển từ vi điều khiển từ đó đóng mở relay để điều khiển chốt mở cửa.
1.1.18. Sơ đồ nguyên lý khối cảnh báo
Hình 3. 8: Sơ đồ nguyên lý khối cảnh báo
Nguyên lí hoạt động: Có chức năng báo hiệu bằng âm thanh khi nhập mật khẩu sai quá 3 lần.
1.1.19. Sơ đồ nguyên lý khối vi xử lý
30
Hình 3. 9: Sơ đồ nguyên lý khối vi xử lý
Nguyên lí hoạt động: Có chức năng xử lý thông tin nhận được từ module RFID và bàn phím 4x4 để nhận biết mật khẩu, từ đó xử lý thông tin kiểm tra mật khẩu xem đúng hay chưa để từ đó điều khiển relay để đóng mở cửa.
3.3. Xây dựng phần mềm điều khiển 1.1.20. Xây dựng lưu đồ thuật toán
Hình 3. 10: Lưu đồ thuật toán chính của hệ thống
32
Hình 3. 11: Lưu đồ thuật toán đổi mật khẩu.
1.1.21. Phần mềm điều khiển
MPLAB là phần mềm chuyên nghiệp để lập trình cho vi điều khiển với các tính năng nổi bật.
Tạo môi trường lập trình C, ASM: XC8, nhúng, CCS C Compiler, HTPIC C Compiler và các Compiler khác.
Debug và mô phỏng kết hợp chương trình nạp.
Quản lý project dễ dàng.
Có thư viện hỗ trợ đa dạng cho người dùng.
Dùng để complie và chuyển file lập trình dạng text sang file
*.HEX sau đó nạp vào PIC.
PICKit2 Programmer/Debugger là sản phẩm chính hãng được
Microchip phát triển, và hiện nay đã trở nên rất thông dụng trong cộng đồng PIC, được dùng để nạp chương trình cho PIC.
Đặc điểm của PICKit 2:
Chi phí thấp
Có khả năng program / debug hầu hết các chip PIC và EEPROM
Tốc độ cực nhanh và tiện dụng
Có thể nạp trực tiếp trên MPLAB hoặc phần mềm PICKit 2 v2.61.
Phiên bản PICKit 2 sử dụng cho các PIC có điện áp VCC = 5V/3.3V, dùng chuẩn ICSP 5 PIN. Các tính năng hoàn toàn tương tự như PICKit 2 nguyên bản. PICKit 2 ra đời nhằm thay thế cho các Programmer đã lỗi thời như GTP_USB, ProPIC2.
3.4. Thiết kế phần cứng
Hình 3. 12: Mạch in PCB 2D
34
.
Hình 3. 13: Mạch in PCB 3D
Hình 3. 14: Mạch in toàn hệ thống
Hình 3. 15: Mạch PCB hoàn thiện
Hình 3. 16: Sản phẩm thực tế hoàn thiện 3.5. Kết luận chương 3
Sản phẩm hoạt động ổn định, đúng theo yêu cầu đã đặt ra của đề tài.
Sau quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Thiết kế khoá số điện tử,
36
kết hợp thẻ sử dụng vi điều khiển 18F4520” dưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Thu Hà, em đã thu được một số kiến thức - kỹ năng - kinh nghiệm về các tình huống, vấn đề có thể xảy ra với đề tài; giúp em rèn luyện kĩ năng thi công sản phẩm thực tế, sử dụng thành thạo phần mềm Altium Designer để thiết kế mạch; hiểu rõ hơn về vi điều khiển PIC18F4520, hiểu biết và tăng khả năng đánh giá, nhận xét về các vấn đề trong phạm vi lĩnh vực
“Điện tử”….