Nguyên lý hoạt động: Khi ta nhấn nút star mô hình bắt đầu hoạt động, đưa vật vào băng tải : -Trường hợp 1: Nếu vật có chiều cao 3cm thì khi chạy tới cảm biến hồng ngoại 1,cảm biến hồng n
TÌM HIỂU VỀ CẤU TRÚC ARDUINO UNO VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG ĐỀ TÀI
Tổng quan các linh kiên trong đê tai
IC 74HC595 còn được gọi là IC dịch chốt với mối quan hệ "vào nối tiếp và ra song song 8 bit".
Hình 2.2 mô tả về IC dịch chốt, giúp người đọc hiểu rõ chức năng của thiết bị này Để hiểu rõ hơn về IC dịch chốt, chúng ta cần trả lời các câu hỏi cơ bản, bắt đầu từ khái niệm dịch và chốt trong kỹ thuật số Dịch và chốt là các thuật ngữ quan trọng trong ngành điện tử, giúp điều khiển và điều chỉnh tín hiệu một cách chính xác Hiểu rõ về các thuật ngữ này sẽ giúp chúng ta nắm vững cách hoạt động và ứng dụng của IC dịch chốt trong mạch điện.
Thế nào là dịch và chốt?
Thuật ngữ "Dịch" trong dân kỹ thuật thường dùng để chỉ đặc tính ngõ vào nối tiếp của IC, nghĩa là khả năng đưa nhiều giá trị logic lần lượt vào IC để lưu trữ trong bộ nhớ chờ xử lý Ngõ vào nối tiếp cho phép nạp từng giá trị một cách từ từ theo từng thời điểm khác nhau trên cùng một ngõ vào, còn nếu gọi là ngõ vào song song, tức là nhiều ngõ vào cùng lúc nhận giá trị và nạp đồng thời vào IC Thuật ngữ này cũng áp dụng tương tự cho ngõ ra của IC, phản ánh cách các dữ liệu được xuất ra.
Chốt là cơ chế cho phép IC duy trì giá trị của ngõ ra ở mức cố định khi một điều kiện nhất định được thỏa mãn Khi điều kiện này xảy ra, IC sẽ giữ nguyên giá trị ngõ ra bất kể tín hiệu đầu vào có thay đổi như thế nào Điều này đảm bảo sự ổn định và chính xác của tín hiệu đầu ra trong các ứng dụng điện tử Chốt giúp tăng tính ổn định của hệ thống, giảm thiểu sai số và cải thiện hiệu suất hoạt động của các mạch tích hợp.
2.2.2 Sơ đồ & chức năng cáá́c chân 74HC595 Để hiểu rõ về IC 74HC595 ta cần có trong tay datasheet của nó
Hình 2.3: Sơ đồ chân của IC
Các chân từ 1 đến 7 và chân số 15 của IC đóng vai trò là ngõ ra, đảm bảo truyền tải tín hiệu hiệu quả trong mạch Chân DS (14) là ngõ vào của IC, nối tiếp theo cấu trúc của mạch, vì vậy chỉ cần một ngõ vào duy nhất để hoạt động ổn định Việc hiểu rõ chức năng các chân này rất quan trọng trong quá trình thiết kế và sửa chữa mạch điện tử, giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn cho hệ thống.
Chân 16 - VCC là chân cấp nguồn dương (từ 2V đến 6V)
Chân số 8 GND là chân cấp Ground – cực (-) của nguồn
Chân SHCP (Chân đẩy xung clock) đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp xung nhịp cho IC, giúp điều phối hoạt động của vi mạch Khi có cạnh lên của xung nhịp, chân này gửi tín hiệu tới bộ nhớ của IC để chuẩn bị dữ liệu xử lý tiếp theo Việc này đảm bảo đồng bộ giữa các thành phần trong hệ thống và duy trì hoạt động chính xác của mạch Chân SHCP là thành phần không thể thiếu trong thiết kế mạch số, giúp kiểm soát quá trình truyền tải dữ liệu và xử lý tín hiệu một cách hiệu quả.
(Chú thích: Thế nào là xung clock? Thực ra xung clock là 1 chuỗi tín hiệu logic
0 và 1 có thể là 1 xen kẽ với 0 cũng có thể là 0,1 ngẫu nhiên, nhưng nói chung nó là 1 chuổi tín hiệu logic. à Hình 2.4: VD về xung clock
Trong phân tích xung clock, ta nhận thấy có hai loại cạnh chính là cạnh lên và cạnh xuống Cạnh lên xảy ra khi xung chuyển từ trạng thái 0 sang 1, trong khi cạnh xuống là thời điểm khi xung chuyển từ 1 trở về 0 Hiểu rõ sự khác biệt này giúp tối ưu hóa hoạt động của các mạch logic, góp phần cải thiện hiệu suất và độ chính xác của hệ thống điện tử.
Khi có cạnh lên của xung tại chân SHCP, tín hiệu logic từ ngõ vào của IC sẽ được lưu trữ vào bộ nhớ để chờ xử lý tiếp Bộ nhớ của IC có dung lượng tối đa là 8 bit; nếu vượt quá giới hạn này, giá trị mới sẽ ghi đè lên và giá trị cũ nhất trong bộ nhớ sẽ bị xóa bỏ.
Hình 2.5: Cách nạp dữ liệu của bộ nhớ IC ghi dịch
- Chân STCP: là chân đưa xung clock vào IC để khi có cạnh lên của xung thì
IC đưa toàn bộ 8bit data đã được lưu (đã nói ở chân SHCP) ra ngõ ra của IC.
Chân MR là chân reset IC, có tác dụng đưa IC về trạng thái ban đầu, tương tự như việc ghost máy tính, giúp xoá toàn bộ bộ nhớ của IC về giá trị 0 Khi chân này hoạt động tích cực ở mức thấp (LOW active), yêu cầu đưa 0V vào chân để thực hiện quá trình reset IC Tuy nhiên, tín hiệu tại ngõ ra của IC không bị ảnh hưởng hoặc xoá khi chân MR hoạt động, mà vẫn giữ nguyên giá trị trước đó.
Chân EO (Output Enable) là chân điều khiển cho phép điều chỉnh giá trị ngõ ra của mạch Khi chân này được kích hoạt tích cực thấp (LOW active), tức là cần đưa mức 0V để mở khóa và điều chỉnh tín hiệu đầu ra Việc hiểu rõ chức năng của chân EO giúp kỹ thuật viên kiểm soát chính xác hoạt động của mạch, đảm bảo hiệu quả và độ ổn định của thiết bị.
Trong mạch, chân GND được kết nối vào chân này để thiết lập mức đất chung Khi chân này không được tích cực, tức là đưa mức logic 1 vào chân này, ngõ ra sẽ chuyển sang trạng thái trở kháng cao, giúp điều khiển hoạt động của mạch điện một cách chính xác và ổn định.
Chân số 9 chân Q7S trong IC 74HC595 là chân Serial (nối tiếp), được sử dụng để nối tiếp các IC với nhau Chân này thường được kết nối từ chân Q7S của IC trước đến chân DS của IC sau nhằm mở rộng bộ nhớ dữ liệu Chân Q7S chứa giá trị của bit trọng số cao nhất trong bộ nhớ của IC, giúp xác định thứ tự dữ liệu được truyền vào Khi mắc nối tiếp các IC 74HC595 theo cách này, dữ liệu bit mới sẽ được đưa vào vị trí LSB (bit ít trọng số nhất), đảm bảo quá trình truyền dữ liệu diễn ra liên tục và chính xác.
MSB không bị mất khi bị đẩy ra khỏi bộ nhớ của IC, vì nó đã được sao chép sang IC phía sau, đảm bảo dữ liệu luôn được bảo vệ và duy trì chính xác Đồ án truyền động điện của GVHG Đỗ Hoàng Ngân Mi cung cấp kiến thức chuyên sâu về cách quản lý và xử lý dữ liệu trong các hệ thống điều khiển tự động, giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của thiết bị.
2.2.3 Giản đồ thời gian về cáá́ch hoạt động của IC
Hình 2.6: Giản đồ hoạt động của IC
Trong nhiều năm qua, cảm biến siêu âm đã trở thành công nghệ phổ biến để phát hiện vật cản nhưng có nhược điểm dễ bị nhiễu ảnh hưởng đến độ chính xác Để khắc phục vấn đề này, dự án đã chuyển sang sử dụng phương pháp phát hiện vật cản bằng cảm biến hồng ngoại, đặc biệt là cảm biến E18-D80NK, vốn thường được ứng dụng trong các hệ thống yêu cầu đo khoảng cách chính xác Phương pháp này giúp nâng cao độ tin cậy và giảm khả năng bị nhiễu trong quá trình phát hiện vật cản.
Robot tránh vật cản, trên các dây chuyền phát hiện sản phẩm, các bộ reminder đa chức năng v.v
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định vật cản với phản hồi nhanh và ít bị nhiễu nhờ vào công nghệ tia hồng ngoại phát và nhận theo tần số riêng biệt Thiết bị nên có khả năng chỉnh khoảng cách hoạt động dễ dàng thông qua biến trở tích hợp ở phần cuối thân cảm biến, giúp tùy chỉnh phù hợp với từng mục đích sử dụng.
2.3.2 Thông số kỹ thuật Điện áp hoạt động: 5VDC
Khoảng cách hoạt động tối đa: ~80cm
Dòng kích ngõ ra: 300mA o Góc điểm: ~15
Thời gian hồi đáp: ~2ms
Nhiệt độ môi trường làm Điện áp hoạt động: 5VDC
Khoảng cách hoạt động tối đa: ~80cm
Dòng kích ngõ ra: 300mA o Góc điểm: ~15
Thời gian hồi đáp: ~2ms
Nhiệt độ môi trường làm Điện áp hoạt động: 5VDC
Khoảng cách hoạt động tối đa: ~80cm
Dòng kích ngõ ra: 300mA o Góc điểm: ~15
Thời gian hồi đáp: ~2ms
Nhiệt độ môi trường làm
- Điện áp hoạt động :5VDC
- Khoảng cách hoạt động tối đa 80cm
- Dòng kích ngõ ra 300mA
- Thời gian hồi đáp 2ms
- Nhiệt độ môi trường làm việc -25 đến 50 độ C ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHG: ĐỖ HOÀNG NGÂN MI
Ngõ ra dạng NPN cực thu hở cho phép tùy biến điện áp ngõ ra dễ dàng Trở treo tăng lên sẽ kéo theo điện áp ngõ ra cũng tăng theo, giúp điều chỉnh tín hiệu phù hợp với yêu cầu hệ thống Thiết kế này mang lại khả năng linh hoạt trong việc kiểm soát điện áp đầu ra, phù hợp cho nhiều ứng dụng điện tử và hệ thống điều khiển tự động.
- Chất liệu vỏ cảm biến : Nhựa
- Hiển thị ngõ ra bằng led
E18-D80NK có cách đấu dây tương đôi đơn giản :
- Màu nâu vcc, nguồn dương 5VDC
- Màu xanh dương GND, nguồn âm 0VDC
- Màu đen tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN cần trở treo đẻ tạo mức cao Điện áp hoạt động: 5VDC
Khoảng cách hoạt động tối đa: ~80cm
Hình 2.8: Sơ đồ chân của E18- D80NK 2.4LCD 20x4
TỔNG KẾT
Khó khăn và nhược điểm
- Khó khăn trong việc suy nghĩ và thiết kế đề tài
- Chưa có giao diện giám sát trên máy tính.
- Độ ổn định chưa tối ưu.