ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH THANG MÁY SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887 GVHD THS NGUYỄN TRUNG DŨNG SINH VIÊN Lê Huỳnh Quang 15092041 Ng[.]
GIỚI THIỆU VỀ THANG MÁY
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY
Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu v.v… Theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn
Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư, ệnh viện, trường học, tháp truyền hình, trong các nhà máy, công xưởng, v.v Đặc điểm vận chuyển bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác là thời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của công trình
Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các nhà cao 6 tầng trở lên đều phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý Đối với những công trình đặc biệt nhƣ ệnh viện, nhà máy, khách sạn v.v tuy nhiên số tầng nhỏ hơn
6 nhƣng do yêu cầu phục vụ vẫn phải đƣợc trang bị thang máy
Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ việc đi lại trong nhà Nếu vấn đề vận chuyển người trong những toà nhà này không đƣợc giải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà cao tầng không thành hiện thực
Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người Vì vậy, yêu cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn đƣợc quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm
Thang máy chỉ có Ca in đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì chƣa đủ điều kiện để đƣa vào sử dụng mà phải có đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nhƣ:
- Điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện
- Điện thoại nội bộ (Interphone)
- An toàn Ca in (đối trọng)
- Công tắc an toàn của Cabin
- Khóa an toàn cửa tầng
- Bộ cứu hộ khi mất điện nguồn
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Phân loại theo chức năng:
- Thang máy chở người: (Gia tốc được cho phép tùy theo cảm giác của hành khách a 2000 kG
Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời :
- Thang máy có bộ kéo tời đặt ở trên giếng thang
- Thang máy có bộ kéo tời đặt ở dưới giếng thang
II Mục tiêu chính của đề tài
Mục tiêu chính của dự án này là thiết kế và triển khai điều khiển cho thang máy 4 tầng bằng động cơ DC và trình diễn trên một mô hình
2 Mục tiêu cụ thể Để hoàn thành mục tiêu chính, các lĩnh vực sau đây cần đƣợc hiểu đúng
- Để nghiên cứu và hiểu các loại, các nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của thang máy, động cơ DC và ộ điều khiển
- Áp dụng các khái niệm trên trong thiết kế và thực hiện logic điều khiển cho mô hình thang máy
- Tích hợp, xây dựng và thử nghiệm logic điều khiển thang máy 4 tầng
Sự thay đổi công nghệ trong xây dựng và xây dựng đã dẫn đến sự phát triển của các cấu trúc cao nhƣ các tòa nhà chọc trời khiến nó cần thiết cho một hệ thống truy cập thậm chí hiệu quả hơn Do đó, cần phải phát triển một hệ thống kiểm soát logic hiệu quả và tiết kiệm chi phí, đảm bảo an toàn và đơn giản cho người dùng mà không ảnh hưởng đến chất lượng Do đó, điều này đã thúc đẩy nghiên cứu và phát triển nhiều hơn các hệ thống điều khiển tốt hơn cho thang máy
BỘ ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU TRONG THANG MÁY
Điều khiển thang máy bao gồm hai phần chính, một là điều khiển động lực chính là phần điều khiển tốc độ chạy của thang và hai là điều khiển tín hiệu Điều khiển tín hiệu chính là bộ não trung tâm xử lý và điều khiển mọi tác vụ của hệ thống thang máy
Trong đó ộ điều khiển đƣợc chia làm 2 loại:
Hình 1 15 Board vi xử lý và PLC
Một là điều khiển bằng thiết bị điều khiển lập trình PLC (Programable Logic Controller)
Hai là dùng board vi xử lý Microprocessor
PLC là thiết bị điều khiển lập trình cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển hoạt động của thang máy thông qua một ngôn ngữ lập trình PLC bao gồm thiết bị phần cứng và phần mềm điều khiển
Dùng PLC có nhiều ƣu điểm nhƣ:
Lập trình điều khiển cho thang máy rất dễ dàng
Dễ lắp đặt, sửa chữa
Độ bền cao chính vì thế PLC đƣợc sử dụng nhiều trong điều khiển công nghiệp
Có thể kết nối dễ dàng với máy tính, bổ sung thêm các module mở rộng với chi phí hợp lý
Do những ƣu điểm trên nên PLC đƣợc dùng làm thiết bị điều khiển thang máy từ rất sớm và đã khẳng định đƣợc chất lƣợng, đƣợc nhiều nhà sản xuất là các công ty cung cấp thang máy cũng như người dùng tin tưởng
Hiện nay, đến 80% thang máy gia đình vẫn sử dụng hệ điều khiển là thiết bị lập trình PLC và trong tương lai thì đây vẫn là lựa chọn hàng đầu cho loại thang máy này
Bên cạnh cực nhiều ƣu điểm nhƣ trên thì thang máy có hệ điều khiển là PLC cũng có một số nhƣợc điểm là:
Thang máy dùng điều khiển PLC không có chức năng xóa lệnh khi gọi tầng sai Tuy nhiên với loại thang máy dùng cho gia đình thì số nút bẩm trên bảng utton điều khiển là rất ít cho nên hiếm khi xảy ra tình trạng bấm nhầm
PLC không dùng cho đƣợc cho thang máy tốc độ cao (từ 90m/phút trở lên) và cho điều khiển nhóm
Hiện PLC Mitsubishi - Made in Japan đƣợc sử dụng nhiều nhất và đây cũng chính là sự lựa chọn hàng đầu cho các sản phẩm thang máy đang cung cấp ra trên thị trường Việt Nam cho phân khúc thang máy gia đình
Hình 1 16 Tủ điều khiển thang máy gia đình ằng PLC
1.2.2 THANG MÁY DÙNG BOARD VI XỬ LÝ MICROPROCESSOR
Hình 1 17 Vi xử lý thang máy Schneider (Lisa 10) Đức (Germany)
So với PLC thì board vi xử lý ra đời sau, có thể nói board vi xử lý hiện đại hơn, thông minh hơn Board xử lý khắc phục đƣợc tất cả những nhƣợc điểm của PLC nhƣ đã nói ở trên Đám ứng đƣợc các lệnh thông minh mà việc lập trình bằng PLC không làm đƣợc vì rất phức tạp hoặc PLC không đủ ROM để đáp ứng nhu cầu này
- Tự động bù tải khi thang bắt đầu chạy
- Tự động tắt đèn, quạt khi thang không hoạt động trong 1 thời gian do kỹ thuật viên đặt
- Tự động chuyển sang chế độ chạy hỏa hoạn khi có tín hiệu hỏa hoạn
- Tự động bảo vệ khi thang chạy quá tốc độ cho phép
- Tự động bảo vệ khi trƣợt cáp
- Tự động hủy lệnh gọi nhầm trong cabin
Tuy nhiên board vi xử lý thang máy cũng có những nhƣợc điểm là:
- Khó sửa chữa, chi phí sửa chữa và thay thế thiết bị cao.
THIẾT KẾ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
SƠ ĐỒ KHỐI
Quá trình thiết kế thang máy bao gồm mô tả một loạt các ƣớc đƣợc thực hiện để làm logic cho thang máy 4 cấp Do thiết kế phụ thuộc vào sở thích và mục tiêu của nhà thiết kế cụ thể, nên không có quy trình thiết kế nào đƣợc chấp nhận toàn cầu, do đó mỗi kỹ sƣ có một ƣớc ngoặt riêng cho quá trình hoạt động Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là cung cấp giải pháp cho một vấn đề được xác định, trong trường hợp này là thiết kế logic cho thang máy 4 cấp
1.Thang máy bắt đầu và nghỉ ngơi ở tầng cuối cùng của điểm đến bất kì, đến khi nào có thêm yêu cầu đƣợc phục vụ
2.Đây là thang máy một chiều, do đó, nó hoạt động trên cơ sở phục vụ trước đến trước đảm bảo rằng người đầu tiên đưa ra yêu cầu được tham dự cùng với những người cùng hướng trên đường đi ca in (UPWARD và DOWNWARD)
3.Tốc độ sử dụng có thể thay đổi (điều này tùy thuộc vào sự thay đổi của người lập trình
4.Sử dụng cảm biến ít Mặc dù các cảm biến đƣợc sử dụng nhiều trong trường hợp thang máy thực, để đảm bảo an toàn cho người dùng
5.Thang máy này chấp nhận nhiều yêu cầu và điểm đến trong khi vận hành( cùng chiều khi thang máy lên hoặc xuống)
Dưới đây là một biểu diễn sơ đồ của các khái niệm và các ước liên quan đến thiết kế hệ thống Đầu vào gửi tín hiệu đến bộ điều khiển xử lý tín hiệu gửi để xác định hành trình cần thiết Hành trình đƣợc thực hiện tùy thuộc vào các vấn đề lệnh ở đầu vào và tín hiệu đầu vào nhận đƣợc từ động cơ và thông tin về cấp độ cabin/ sàn ca in xác định hành động cần thiết của bộ điều khiển Do đó, tất cả các hoạt động logic đƣợc thực hiện bởi bộ điều khiển để cho phép chuyển động lên xuống thang máy, bộ điều khiển để xác định các ƣu tiên trong việc phục vụ các yêu cầu Động cơ đƣợc kết nối với cabin thông qua hệ thống ròng rọc Điều này đảm bảo chuyển động của ca in để thực hiện các hoạt động logic của thang máy
Một đầu vào ở đây đề cập đến dữ liệu đƣợc gửi vào bộ điều khiển thông qua một lệnh được phát ra từ một thiết bị thành phần cụ thể Trong trường hợp này, các lệnh được gửi đến bộ điều khiển là từ các nút ấn được mô tả ên dưới Thang máy mà logic tôi đang thiết kế có 5 cửa với 4 cửa bên ngoài
Các cửa ên ngoài có nút điều hướng ở mỗi tầng Nút này triệu tập thang máy tùy thuộc vào sàn và hướng nhấn theo điểm đến dự định
Hình 3.2 Các nút trên hệ thống cửa ngoài để thực hiện các yêu cầu và hướng dẫn
Cửa bên trong, tức là cửa buồng thang chỉ có một và theo yêu cầu cụ thể này, các nút sàn xuất hiện như hình dưới đây Đây là các nút đích sàn được mọi người sử dụng để yêu cầu các tầng cụ thể của điểm đến của họ Điều này chỉ đƣợc vận hành khi ai đó đã ở trong ca in để yêu cầu một điểm đến cụ thể
Tuy nhiên, các đầu vào khác đƣợc nhận từ động cơ và ca in xác định tốc độ và hướng tùy thuộc vào các lệnh cụ thể từ bộ điều khiển
B Motor Động cơ tức là động cơ DC chạy tùy thuộc vào các xung nhận đƣợc từ bộ điều khiển Độ rộng các xung PWM có thể là thay đổi Động cơ đƣợc ghép nối với cabin bằng hệ thống dây đai để đảm bảo chuyển động lên xuống để phục vụ yêu cầu sàn Khớp nối đƣợc thực hiện bởi một cơ chế truyền động đai
25 Đây là phần nâng hành khách lên xuống theo yêu cầu cụ thể Do vậy đó đƣợc coi là dịch vụ yêu cầu điểm đến của hành khách
Hệ thống Bộ điều khiển là hệ thống chịu trách nhiệm điều phối tất cả các khía cạnh của yêu cầu thang máy nhƣ đi lại, tốc độ và tăng tốc, giảm tốc, tốc độ mở cửa và độ trễ và cân bằng Nó nhận các đầu vào và đáp ứng chúng bằng cách gửi các xung đến động cơ thông qua các dữ liệu
Bộ điều khiển cũng nhận đƣợc trong đội hình nhƣ mức sàn, vị trí và tốc độ từ động cơ và ca in và xử lý chúng rồi hiển thị thông tin trên màn hình nhƣ LCD hoặc 7 đoạn hoặc cảm biến
Bộ điều khiển có thể là vi điều khiển, rơle hoặc bộ điều khiển PLC Nó hoạt động nhƣ trái tim của điều khiển logic trong hệ thống thang máy
Nó chấp nhận đầu vào (ví dụ: tín hiệu nút) và tạo đầu ra (thang máy di chuyển, mở cửa, v.v.) Mục đích chính của hệ thống điều khiển thang máy là:
- Để đƣa ca in thang máy lên đúng tầng
- Để giảm thiểu thời gian đi lại
- Để tối đa hóa sự thoải mái của hành khách bằng cách cung cấp một chuyến đi suôn sẻ
- Để đảm bảo giới hạn tốc độ an toàn cho du lịch Đề tài này liên quan đến thiết kế logic điều khiển, do đó phần chính nằm ở đây nên cần có thiết kế logic bộ điều khiển như được chỉ ra dưới đây
Một số hành động đƣợc thực hiện trong quy trình để đảm bảo vận hành hệ thống thang máy phù hợp Dưới đây là sơ đồ mô tả thiết kế logic điều khiển liên quan đến vận hành thang máy của chúng tôi
Các điểm sau đây cần lưu ý về biểu diễn sơ đồ của thiết kế logic được chỉ ra ở trên
1.Thang máy bắt đầu hoạt động khi bật nguồn
2 Khi không sử dụng, thang máy nghỉ ngơi ở tầng cuối cùng đƣợc bảo dƣỡng (tầng đích cuối cùng)
3 Thang máy tiếp tục kiểm tra các yêu cầu trong thời gian chờ đợi để đảm bảo phục vụ nhanh mọi yêu cầu trên bất kỳ tầng yêu cầu cụ thể nào
4 Chiếc cabin di chuyển theo từng cấp độ và tiếp tục kiểm tra các yêu cầu và điểm đến theo hướng cụ thể, tức là UPWARDS / DOWNWRDS tùy thuộc vào hướng di chuyển / chuyển động
TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887
2.2.1 LỊCH SỬ RA ĐỜI VI ĐIỀU KHIỂN PIC
PIC là một họ vi điều khiển RISC đƣợc sản xuất bởi công ty Microchip Technology Dòng PIC đầu tiên là PIC1650 đƣợc phát triển bởi Microelectronics Division thuộc General Instrument
Hình 2 1 Công ty Microchip Technology
PIC bắt nguồn là chữ viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khả trình thông minh) là một sản phẩm của hãng General Instrument đặt cho dòng sản phẩm đầu tiên của họ là PIC1650 Lúc này, PIC1650 đƣợc dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16bit CP1600, vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái tên "Peripheral Interface Controller" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi) CP1600 là một
CPU tốt, nhƣng lại kém về các hoạt động xuất nhập, và vì vậy PIC 8- it đƣợc phát triển vào khoảng năm 1975 để hỗ trợ hoạt động xuất nhập cho CP1600 PIC sử dụng microcode đơn giản đặt trong ROM, và mặc dù, cụm từ RISC chƣa đƣợc sử dụng thời bây giờ, nhƣng PIC thực sự là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy một lệnh một chu kỳ máy (4 chu kỳ của bộ dao động)
Năm 1985 General Instrument án ộ phận vi điện tử của họ, và chủ sở hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án - lúc đó đã quá lỗi thời Tuy nhiên PIC đƣợc bổ sung EEPROM để tạo thành 1 bộ điều khiển vào ra khả trình Ngày nay rất nhiều dòng PIC được xuất xưởng với hàng loạt các module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC ), với bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word
Hiện nay, tại Việt Nam, đã có một cộng đồng nghiên cứu và phát triển PIC, dsPIC và PIC32
2.2.2 CÁC ĐẶT TÍNH CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC
Hiện nay có khá nhiều dòng PIC và có rất nhiều khác biệt về phần cứng, nhƣng chúng ta có thể điểm qua một vài nét nhƣ sau :
- 8/16 bit CPU, xây dựng theo kiến trúc Harvard có sửa đổi
- FLASH và ROM có thể tuỳ chọn từ 256 yte đến 256 Kbyte
- Các cổng Xuất/Nhập (I/O ports) (mức logic thường từ 0V đến 5.5V, ứng với logic 0 và logic 1)
- Các chuẩn Giao Tiếp Ngoại Vi Nối tiếp Đồng bộ/Không đồng bộ USART, AUSART, EUSARTs
- Bộ chuyển đổi ADC Analog-to-digital converters, 10/12 bit
- Bộ so sánh điện áp (Voltage Comparators)
- Các module Capture/Compare/PWM/LCD
- MSSP Peripheral dùng cho các giao tiếp I²C, SPI, và I²S
- Bộ nhớ nội EEPROM - có thể ghi/xoá lên tới 1 triệu lần
- FLASH (dùng cho bộ nhớ chương trình) có thể ghi/xóa 10.000 lần
- Module Điều khiển động cơ, đọc encoder
- Hỗ trợ giao tiếp USB
- Hỗ trợ điều khiển Ethernet
- Hỗ trợ giao tiếp CAN
- Hỗ trợ giao tiếp LIN
- Hỗ trợ giao tiếp IrDA
- Một số dòng có tích hợp bộ RF (PIC16F639, và rfPIC)
- KEELOQ Mã hoá và giải mã
- DSP những tính năng xử lý tín hiệu số (dsPIC)
1.Cấu hình của vi điều khiển PIC16F887 Đặc điểm thực thi tốc độ cao CPU RISC là:
- Thời gian thực hiện tất cả các lệnh là 1 chu kì máy, ngoại trừ lệnh rẽ nhánh là 2
Ngõ vào xung clock có tần số 20Mhz
Chu kì lệnh thực hiện lệnh 20ns
- Có 3 kiểu định địa chỉ trực tiếp,gián tiếp và tức thời
Cấu trúc đặc biệt của vi điều khiển
- Bộ dao động nội chính xác:
Có thể lựa chọn tần số từ 31kHz đến 8MHz bằng phần mềm
Cộng hưởng bằng phần mềm
Chế độ bắt đầu 2 cấp tốc độ
Mạch phát hiện hỏng dao động thạch anh cho các ứng dụng quan trọng
Có thể chuyển mạch nguồn xung clock trong quá trình hoạt động để tiết kiệm công suất
- Có chế độ ngủ để tiết kiệm công suất
- Dãy điện áp hoạt động rộng từ 2V đến 5.5V
- Tầm nhiệt độ làm việc theo chuẩn công nghiệp
- Có mạch reset khi có điện(Power on Reset-POR)
- Có bộ định thời chờ ổn định điện áp khi mới có điện(Power up Timer – PWR) và bộ định thời chờ dao động hoạt động ổn định khi mới cấp điện(Oscillator Start-up Timer-OST)
- Có mạch tự động reset khi phát hiện nguồn điện cấp bị sụt giảm, cho phép lựa chọn bằng phần mềm(Brown out Reset-BOR)
- Có bộ định thời giám sát(Watchdog Timer-WDT) dùng dao động trong chip cho phép bằng phần mềm( có thể định thời lên 268 giây)
- Đa hợp ngõ vào reset với ngõ vào có điện trở kéo lên
- Có bảo vệ code đã lập trình
- Bộ nhớ Flash cho phép xóa và lập trình 100,000 lần
- Bộ nhớ Eeprom cho phép xóa và lập trình 1,000,000 lần và có thể tồn tại trên 40 năm
- Cho phép đọc/ghi bộ nhớ chương trình khi mạch hoạt động
- Có tích hợp mạch gỡ rối
Cấu trúc nguồn công suất thấp
Chế độ chờ: dòng tiêu tán khoảng 50nA, sử dụng nguồn 2V
- 11 ở tần số hoạt động 32kHz,sử dụng nguồn 2V
- 220àA ở tần số hoạt động 40MHz,sử dụng nguồn 2V
Bộ định thời Watchdog timer khi hoạt động tiờu thụ 1,4àA, điện ỏp 2V
Có 35 chân I/O cho phép lựa chọn hướng độc lập:
-Mỗi ngõ ra có thể nhận/cấp dòng lớn khoảng 25mA nên có thể trực tiếp điều khiển led
- Có các port báo ngắt khi có thay đổi mức logic
- CÓ các port có điện trở kéo lên bên trong có thể lập trình
- Có ngõ vào báo thức khỏi chế độ công suất cực thấp
Có module so sánh tương tự
-Có 2 bộ so sánh điện áp tương tự
- Có module nguồn điện áp tham chiếu có thể lập trình
- Có nguồn điện áp tham chiếu cố định có giá trị bằng 0.6V
-Có các ngõ vào và các ngõ ra của bộ so sánh điện áp
-Có chế độ chốt SR
Có bộ chuyển đổi tương tự sang số
-Có 14 bộ chuyển đổi tương tự với độ phân giải 10 bit
* Có timer0: 8 bit hoạt động định thời/đếm xung ngoại có bộ chia trước có thể lập trình
- 16 bit hoạt động định thời/đếm xung ngoại có bộ chia trước có thể lập trình
- Có ngõ vào của cổng timer1 để có thể điều khiển timer1 đếm từ tín hiệu bên ngoài
- Có bộ dao động công suất thấp có tần số 32Hz
* Có timer2: 8 bit hoạt động định thời với thanh ghi chu kì, có bộ chia trước và bộ chia sau
* Có module capture,compare và điều chế xung PWM + nâng cao
- Có bộ capture 16 bit có thể đếm đƣợc xung với độ phân giải cao nhất là 12,5ns
- Có bộ điều chế xung PWM với số kênh ngõ ra là 1 , 2 hoặc 4, có thể lập trình với tần số lớn nhất là 12kHz
- Có ngõ ra PWM điều khiển tải
* Có thể lập trình trên bo ISP thông qua 2 chân
* Có module truyền dữ liệu nối tiếp đồng bộ MSSP hổ trợ chuẩn truyền 3 dây SPI, chuẩn I2C ở 2 chế độ chủ tớ
Trình bày tóm tắt cấu trục 5 loại PIC16F88x
Hình 2.2 Cấu trúc 5 loại PIC16F88x
Cấu hình đƣợc minh họa nhƣ sau:
Hình 2.3 Cấu hình minh Họa
Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển PIC16F887
Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển PIC16F887
Các khối ên trong vi điều khiển bao gồm:
- Có khối thanh ghi định cấu hình cho vi điều khiển
- Có khối bộ nhớ chương trình có nhiều dung lượng cho 5 loại khác nhau
- Có khối bộ nhớ ngăn xếp 8 cấp ( 8 level stack)
- Có khối bộ nhớ Ram cùng với thanh ghi FSR để tính toán tạo địa chỉ cho
2 cách truy suất gián tiếp và trực tiếp
- Có thanh ghi lệnh ( Instruction register) dung để lưu mã lệnh nhận về từ bộ nhớ chương trình
- Có thanh ghi bộ đếm chương trình (PC) dùng để quản lí địa chỉ của bộ nhớ chương trình
- Có thanh ghi trạng thái (status register) cho biết trạng thái sau khi tính toán của khối ALU
- Có khối ALU cùng với thanh ghi working hay thanh ghi A để xử lí dữ liệu
- Có khối các bộ định thời khi cấp điện PUT , có bộ định thời chờ dao động ổn định, có mạch reset khi có điện, có bộ định thời giám sát watchdog timer, có mạch reset khi phát hiện sụt giảm nguồn
- Có khối giải mã lệnh và điều khiển ( Instruction Decode anh Control)
- Có khối dao động nội (Internal Oscillatoor Block)
- Có khối dao động kết nối với 2 ngõ vào OSC1 và OSC2 để tạo dao động
- Có khối bộ dao động cho timer có tần số 32kHz kết nối với 2 ngõ vào TIOSI và TIOSO
- Có khối CCP2 và ECCP
- Có khối mạch gỡ rối(IN-Circuit Debugger IDC)
- Có khối timer 0 với ngõ vào xung đếm từ bên ngoài T0CKI
- Có khối truyền dữ liệu đồng bộ/bất đồng bộ nâng cao
- Có khối truyền dữ liệu đồng bộ MSSP cho SPI và I2C
- Có khối bộ nhớ Eeprom 256 byte và thanh ghi quản lí địa chỉ EEADDR và thanh ghi dữ liệu EEDATA
- Có khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số ADC
- Có khối 2 bộ so sánh với nhiều ngõ vào ra là điện áp tham chiếu
- Có khối các port A,B,C,E và D
THI CÔNG
THI CÔNG PHẦN MỀM
3.1.1 SƠ ĐỒ DÂY VÀ CÁC KHỐI TRÊN PROTEUS8
Hình 3 1 Sơ đồ mô phỏng trên Proteus8
Hình 3 2 PIC16F887 trên phần mềm mô phỏng
3.1.3 KHỐI ĐỘNG CƠ VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
Hình 3 3 Khối động cơ và mạch điều khiển trên Proteus8
3.1.4 KHỐI NÚT MỞ CỬA PHÍA NGOÀI CABIN
Hình 3.4 Khối nút mở cửa phía ngoài cabin
3.1.5 KHỐI NÚT NHẤN CHỌN TẦNG BÊN TRONG CABIN
Hình 3 4 Khối nút nhấn chọn tầng bên trong cabin trên Proteus8
3.1.5 CODE MÔ PHỎNG CHO THANG MÁY: Dưới phần phụ lục
3.1.6 MÔ PHỎNG THANG MÁY TRÊN PHẦN MỀM SKETCH UP
Hình 3.6a Vẽ mô phỏng thang máy trên phần mềm sketch up
Hình 3.6b Vẽ mô phỏng thang máy trên phần mềm sketch up
Hình 3.6c Vẽ mô phỏng thang máy trên phần mềm sketch up
THI CÔNG TRÊN PHẦN CỨNG
3.2.1 BỘ KHUNG CỦA THANG MÁY
Sử dụng các chất liệu: Nhôm, sắt, mica,…
Hình 3.7 Mặt Trước thang máy
Hình 3.8 Mặt sau thang máy
A Mạch điều khiển động cơ
Hình 3.9 Mạch điểu khiển động cơ
- Module L298 có thể điều khiển 2 động cơ DC hoặc 1 động cơ ƣớc, có 4 lỗ nằm ở 4 góc thuận tiện cho người sử dụng cố định vị trí của module
- Có gắn tản nhiệt chống nóng cho IC, giúp IC có thể điều khiển với dòng đỉnh đạt 2A IC L298N đƣợc gắn với các đi ốt trên board giúp bảo vệ vi xử lý chống lại các dòng điện cảm ứng từ việc khởi động/ tắt động cơ Driver: L298N tích hợp hai mạch cầu H
- IC L298 là một IC tích hợp nguyên khối gồm 2 mạch cầu H bên trong Với điện áp làm tăng công suất nhỏ nhƣ động cơ DC loại vừa…
- Chức năng các chân của L298
+ 4 chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 đƣợc nối lần lƣợt với các chân 5, 7, 10, 12 của L298 Đây là các chân nhận tín hiệu điều khiển
+ 4 chân OUTUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với các chân INPUT) đƣợc nối với các chân 2, 3,13,14 của L298 Các chân này sẽ đƣợc nối với động cơ
+ Hai chân ENA và ENB dùng để điều khiển mạch cầu H trong L298 Nếu ở mức logic “1” (nối với nguồn 5V) cho phép mạch cầu H hoạt động, nếu ở mức logic
“0” thì mạch cầu H không hoạt độngVới bài toán của mình ở trên, các bạn chỉ cần lưu ý đến cách điều khiển chiều quay với L298:
+ Khi ENA = 0: Động cơ không quay với mọi đầu vào
INT1 = 1; INT2 = 0: Động cơ quay thuận
INT1 = 0; INT2 = 1: Động cơ quay nghịch
INT1 = INT2: Động cơ dùng ngay tức thì
Với ENB cũng tương tự với INT3, INT4
Trong bài này mình sử dụng module L298 V3 để điều khiển chiều quay của động cơ DC
Thông số kỹ thuật: Điện áp điều khiển : +5V ~ +12 V
Dòng tối đa cho mỗi cầu H là :2A Điện áp của tín hiệu điều khiển : +5 V ~ +7 V
Dòng của tín hiệu điều khiển : 0 ~ 36Ma
Công suất hao phí : 20W (khi nhiệt độ T = 75 °C)
IC MCU 8BIT 14KB FLASH 40DIP
PIC PIC® 16F Microcontroller IC 8-Bit 20MHz 14KB (8K x 14) FLASH 40-PDIP
Brown-out Detect/Reset, POR, PWM, WDT
Hình 3.11 Sơ đồ chân 74HC595
Sử dụng 3 con chip 74HC595
Hình 3.12 Hình thực tế chip 74HC595
Hình 3.13 Sơ đồ chân 74HC165
Sử dụng 3 con chip 74HC165
Dùng phần mềm protues vẽ mạch:
Hình 3.15a dùng phần mềm protues vẽ mạch
Hình 3.15b dùng phần mềm protues vẽ mạch
- Công tắc hành trình là thiết bị chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu điện.Tín hiệu của công tắc hành trình phục vụ cho quá trình điều khiển và giám sát
-Nguyên lý hoạt động: Dùng để đóng cắt mạch dùng ở lưới điện hạ áp Nó có tác dụng giống nhƣ nút ấn động tác ấn bằng tay đƣợc thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, làm cho quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện
- Trong thang máy cần dùng tổng cộng 8 công tắc hành trình để điểu khiển cho
Hình 3.16 Công tắc hành trình điểu khiển cho 1 tầng của thang máy
- Motor điểu khiển thang máy và motor điểu khiển mở cửa thang máy đều sử dụng đông cơ DC đảo chiều
Hình 3.17 Motor điều khiển thang máy
Hình 3.18 Motor điểu khiển cửa thang máy
- Cảm biến từ dùng để cảm biến khi cửa thang máy mở và đóng
3.2.3 Bộ hiển thị thông tin
- Hiển thị bên ngoài các tầng của thang máy
Hình 3.20 Hiển thị bên ngoài các tầng của thang máy
- Hiển thị bên trong thang máy
Hình 3.21 Hiển thị bên trong thang máy