Qua một thời gian một tháng, em đã được thực hành về cách hàn linh kiện đơn giản cho đến hàn IC dán, được học và nghiên cứu về dòng vi điều khiển PIC 24 của hãng Microchip và qua đó làm
Trang 1MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 2
PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH CXT 3
PHẦN II: CÁC HOẠT ĐỘNG VÀ NỘI DUNG THỰC TẬP 5
1 Hàn linh kiện điện tử 5
1.1 Hàn linh kiện xuyên lỗ (IMD) 5
1.2 Hàn linh kiện dán (SMD) 7
1.3 Một số kết quả đạt được 8
2 Học tập và nghiên cứu dòng PIC 24 qua kit phát triển “explorer 16 development board” 9
2.1 Giới thiệu tổng quát về bo mạch .10
2.2 Giới thiệu về công cụ lập trình PIC .11
2.3 Các bước lập trình PIC .12
2.4 Các module học được của dòng PIC 24 trên bo mạch .15
3 Project “Thiết kế bộ điều khiển PID số trên nền PIC điều khiển động cơ một chiều có kết nối với máy tính” .16
3.1 Phân tích yêu cầu công việc đặt ra .16
3.2 Giới thiệu giao diện và cách sử dụng .18
3.3 Mã nguồn cho giao diện .21
PHẦN III: NHẬN XÉT CỦA CƠ SỞ THỰC TẬP (CÔNG TY TNHH CXT) 30
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Ngoài kiến thức về lý thuyết thì những kỹ năng, kinh nghiệm trong thực hành luôn là một yếu tố quyết định đến sự thành công trong tương lai của một người kỹ
sư Vì vậy thực tập kỹ thuật là một kỳ thực tập rất quan trọng đối với sinh viên kỹ thuật Nó giúp cho sinh viên có nhiều trải nghiệm và những dự định nghề nghiệp trong tương lai
Xuất phát từ thực tế, nhiều sinh viên khi ra trường yếu về kỹ năng trong khâu thực hành, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội nói chung và viện Điện nói riêng đã đưa môn thực tập kỹ thuật như là một môn học bắt buộc đối với sinh viên Với sự giúp đỡ về cơ sở và vật chất của Công ty TNHH CXT và đăc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Lê Công Cường, em đã thu được những kinh nghiệm quý báu nhất định trong đợt thực tập này Qua một thời gian một tháng, em đã được thực hành về cách hàn linh kiện đơn giản cho đến hàn IC dán, được học và nghiên cứu
về dòng vi điều khiển PIC 24 của hãng Microchip và qua đó làm một project nhỏ
để củng cố những kiến thức học được vừa qua qua đề tài “Thiết kế bộ điều khiển PID số trên nền PIC điều khiển động cơ một chiều có kết nối với máy tính” Đ y là những kiến thức thực tế hết sức bổ ích đối với việc hiểu s u hơn kiến thức l thuyết trên lớp c ng như làm quen dần với môi trường làm việc sau khi tốt nghiệp
Trong bản báo cáo này, em đã sử dụng nhiều thông tin của công ty CXT cung cấp, các nguồn thông tin trên Internet c ng như những kiến thức thu được trong quá trình thực tập Đ y là kỳ thực tập kỹ thuật đầu tiên, nên sẽ có những thiếu sót
Em hi vọng bản báo cáo sẽ nói lên những kiến thức mà em đã thu được trong kỳ thực tập vừa qua Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn ch n thành đến thầy Lê Công Cường, giám đốc công ty CXT c ng đồng thời là người thầy hướng dẫn nhiệt tình cho em trong thời gian thực tập vừa qua Cám ơn cô Đinh Thị Lan Anh, người đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em trong đợt thực tập này Cám ơn hai bạn cùng lớp Nguyễn Mạnh Hùng và V Mạnh Hùng đã cùng em học tập và làm việc trong thời gian thực tập
Sinh viên thực hiện:
Đinh Văn Hòa
Trang 3PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH CXT
Văn phòng: P2912 – Tòa nhà VP3 – Bán đảo Linh Đàm – Hoàng Mai – Hà Nội
Trang 4+ Giải pháp ứng dụng công nghệ GPS-GMS/GPRS/3G
+ Giải pháp ứng dụng công nghệ hệ thống nhúng
+ Giải pháp về năng lượng tái tạo và mạng không d y
+ Giải pháp về nhà thông minh
Giá trị cốt lõi của công ty:
+ Đam mê làm chủ công nghệ
+ Khát vọng khẳng định công nghệ Việt
+ Khách hàng là thước đo của sự thành công
Các sản phẩm của công ty:
+ cGMC-T01 Thiết bị giám sát và điều khiển thong qua mạng điện thoại di động
+ cMGI-T01 Thiết bị giám sát và điều khiển thông qua mạng điện thoại di động và mạng internet
+ cCAI-T01 Thiết bị điều khiển, giám sát, lập lịch thông quan mạng internet + cHFR-T01 Module đọc/ghi thẻ RFID tần số 13,56 Mhz
+ cMotor-BG01 Thiết bị định vị và bảo vệ xe
Trang 5PHẦN II: CÁC HOẠT ĐỘNG VÀ NỘI DUNG THỰC TẬP
1 Hàn linh kiện điện tử
1.1 Hàn linh kiện xuyên lỗ (IMD)
Hàn linh kiện như thế nào thì chắc ai đã từng một lần cầm mỏ hàn đều biết Vấn đề là hàn như thế nào để đảm bảo mối hàn chắc chắn về mặt vật lý, tính dẫn điện và cả tính thẩm mỹ của mối hàn
Kỹ năng hàn không thể sinh ra là có thể có ngay mà bắt đầu từ những bài học vỡ lòng và kinh nghiệm thực hành Đôi lúc chúng ta nghĩ đơn giản một mối hàn chỉ cần dính chân linh kiện với bản mạch in là xong Nhưng c ng chính vì thế mà nhiều khi chúng ta phải trả giá đắt cho cái tính qua loa đại khái của chính mình Một mối hàn tồi có thể làm cho một bản mạch hay lớn hơn là cả hệ thống bị tiêu tan trong chốc lát, nó c ng có thể làm mất thời gian đến hàng tuần của người kỹ sư khi khắc phục sự cố nếu xảy ra Như vậy, kỹ thuật hàn linh kiện là rất quan trọng Nói vậy không có nghĩa là quá khó để có được một kỹ thuật hàn linh kiện tốt Ngược lại, nó rất dễ nếu chúng ta để tâm chú ý tới nó và thực hành một cách đúng đắn Qua một tháng thực hành hàn mạch, được sự chỉ bảo trực tiếp của thầy Lê Công Cường c ng như những kiến thức tìm kiếm được trên Internet, sau đ y em xin giới thiệu kỹ thuật hàn linh kiện lên bản mạch in Kỹ thuật này được sưu tầm trên internet, có sự bổ sung và sắp xếp lại
theo kinh nghiệm cá nhân
a) Hàn linh kiện
Bước 1: Làm sạch bản mạch in trước khi hàn linh kiện
Trước khi hàn linh kiện chúng ta phải làm sạch bản mạch in (đặc biệt tại điểm hàn) để đảm bảo mối hàn dính thiếc với tỷ lệ diện tích bề mặt cao Công việc này rất quan trọng đối với những bản mạch in chưa được phủ thiếc Để làm sạch các nốt hàn bằng đồng chúng ta có thể dùng một cục cao su bào mòn hoặc
một vật liệu tương tự
Bước 2: Vệ sinh đầu mỏ hàn trước khi hàn
Chùi sạch đầu mỏ hàn bằng tấm xốp thấm nước mỗi lần trước khi hàn
Chú ý: Mỏ hàn que thường được sử dụng nhiều hơn so với mỏ hàn súng Lý do
là đầu mỏ hàn que thường nhọn và nhỏ hơn, vả lại cầm mỏ hàn que c ng nhẹ
Trang 6nhàng và tiện lợi hơn Tốt nhất là dùng mỏ hàn que có khả năng điều chỉnh
nhiệt độ đầu mỏ hàn
Bước 3: Tráng thiếc đầu mỏ hàn
Dùng nhựa thông và một bát thiếc đặc để tráng đầu mỏ hàn trước mỗi lần hàn
Chú không để thiếc bám dính quá nhiều ở đầu mỏ hàn
Bước 4: Cắm linh kiện vào lỗ hàn
Bẻ gập chân linh kiện vừa theo khoảng cách của 2 lỗ hàn (với điện trở) Cắm linh kiện vào lỗ hàn Bẻ nghiêng chân linh kiện phía bên mặt hàn để linh kiện bám vào bản mạch in tránh trường hợp linh kiện bị rơi ra khi hàn, ngoài ra việc
bẻ nghiêng chân linh kiện c ng có tác dụng tăng độ bền vật lý cho linh kiện trong quá trình sử dụng
Bước 5: Bấm (cắt) chân linh kiện
Chúng ta thường hay thực hiện khâu bấm chân linh kiện sau khi hàn vì làm theo cách này dễ hơn > tránh việc linh kiện rơi ra khỏi mạch in khi bấm chân Thực
ra cách làm đó không có lợi cho bản mạch in Theo khuyến nghị, việc bấm chân linh kiện nên được thưc hiện trước khi hàn Điều này sẽ giúp cho chúng ta không những có mối hàn đẹp hơn mà còn tránh được những rủi ro do sốc cơ khí
Trang 7kiện điện tử được cố định trên bề mặt PCB bằng phương pháp hàn bề mặt Kích
thước linh kiện được giảm xuống khá nhiều và có thể gắn linh kiện lên trên cả hai mặt của PCB làm cho công nghệ SMD trở lên thông dụng hơn là công nghệ gắn linh kiện bằng phương pháp xuyên lỗ, cho phép làm tăng mật độ linh kiện Thông thường, mỗi linh kiện được cố định trên bề mặt mạch in bằng một diện tích phủ chì rất nhỏ, và ở mặt kia của tấm PCB linh kiện c ng chỉ được cố định bằng một chấm kem hàn tương tự Vì l do này, kích thước vật lý của bo mạch giảm đi đáng kể khiến cho bo mạch trở nên nhỏ gọn và đẹp hơn
Trên đà phát triển của công nghệ làm mạch in PCB và linh kiện dán SMD càng trở nên thông dụng từ nghiên cứu đồ án với các bạn sinh viên, những
nhóm nghiên cứu tới những công ty phát triển sản phẩm Vì vậy hàn linh kiện
dán là một kỹ năng khá quan trọng mà em cần phải học được trong đợt thực tập này
Nếu đã có chút kinh nghiệm trong việc hàn linh kiện xuyên lỗ thì việc hàn linh kiện dán c ng không quá khó như nhiều bạn chưa được thực hành vẫn nhầm tưởng Sau đ y là các bước thực hiện:
Bước 1: Vệ sinh chân linh kiện, sử dụng nhựa thông hoặc mỡ hàn rửa sạch pad
trên PCB Chú làm nhanh, không nên để tập trung nhiệt độ quá 3 giây tránh làm bong mạch
Bước 2: Định vị trí, hàn chặt 1 hàng ch n để cố định linh kiện Thêm thiếc sau
đó lướt nhanh mỏ hàn để lấy thiếc ra, nếu các chân bị dính, quay lại thêm thiếc, nhựa thông để lấy thiếc ra
Trang 8Bước 3: Vệ sinh mạch bằng dung dịch Axeton và kiểm tra lại mối hàn.
Chú ý: Đối với linh kiện IC dán nhiều chân ta sử dụng nhựa thông và mỡ hàn
Để tránh làm hỏng IC do mỏ hàn tiếp xúc lâu với chân linh kiện ta cần có thao tác nhanh và dứt khoát Để đảm bảo mối hàn bóng c ng như không làm hỏng linh kiện thì nhiệt độ cho mỏ hàn nên để ở mức 400-500 oC Khác với hàn linh kiện đục lỗ, hàn linh kiện dán chúng ta nên cho thiếc vừa phải, không quá nhiều
để mối hàn đẹp hơn
1.3 Một số kết quả đạt được
Trang 92 Học tập và nghiên cứu dòng PIC 24 qua kit phát triển “explorer 16 development board”
Bo mạch kit phát triển “explorer 16 development”
Trang 102.1 Giới thiệu tổng quát về bo mạch
PIC Explorer 16 là board thực tập cho phép sinh viên làm quen với lập trình Vi điều khiển PIC c ng như thiết kế các hệ thống từ đơn giản đến phức tạp Các thành phần trên board Pic Explorer 16 bao gồm:
1 Vi điều khiển PIC24FJ128GA010
2 Cổng cắm 9V cung cấp điện thế ngõ vào +3.3V và +5V cho board
3 LED báo hiệu nguồn
4 Cổng cắm RS232
5 Bộ cảm biến nhiệt
6 Cổng kết nối USB
Vị trí các thành phần trên bo mạch explorer 16
Trang 11
7 Khe cắm In-Circuit Debugger (ICD)
8 Nút gạt chọn lựa phần cứng
9 LCD (2 dòng, 16 cột)
10 Khe cắm PCB để kết nối LCD màu
11 Nút nhấn dùng để reset hoặc dành cho ứng dụng
12 Bộ ngõ vào analog
13 8 LEDs báo hiệu dành cho ứng dụng
14 Bộ giải mã giải đa hợp 74HCT4053
15 EEPROM nối tiếp
16 Thạch anh 8 MHz và Real-Time Calendar/ Clock (RTCC) 32.768 KHz
17 Vùng mở rộng cho các ứng dụng
18 Socket cắm vào PCI
19 Giao tiếp với PIC Kit 2 Programmer
20 Giao tiếp JTAG
2.2 Giới thiệu về công cụ lập trình PIC
Qui trình lập trình cho bo mạch có thể theo các bước sau:
+ X y dựng mã chương trình
+ Biên dịch mã chương trình
+ Nạp mã chương trình xuống board và kiểm tra kết quả
Trang 12a) Giới thiệu công cụ MPLAB IDE
MPLAB IDE là gói công cụ của hãng Microchip cung cấp môi trường cho phép người lập trình xây dựng mã chương trình, biên dịch, debug và nạp mã chương trình xuống board có sử dụng PIC Trong quá trình học tập em đã sử dụng phiên bản MPLAB IDE 8.30
b) Giới thiệu công cụ MPLAB C Compiler (mplabc30) cho PIC24
Đ y là công cụ biên dịch và liên kết mã chương trình viết bằng ngôn ngữ
C cho các dòng PIC 24 Nó được nhúng vào môi trường phát triển MPLAB IDE Trong quá trình học tập em đã sử dụng phiên bản 3.10
2.3 Các bước lập trình PIC
a) Tạo project trên MPLAB IDE
Bước 1 Khởi động MPLAB
Bước 2 Menu Project → Project Wizard → Next
Bước 3 Chọn PIC24FJ128GA010 trong hộp thoại Device → Next
Bước 4 Lựa chọn Microchip C30 Toolsuite và trỏ đường dẫn tới các thành
phần tương ứng (thư mục cài MPLAB C Compiler for PIC24 MCUs) → Next
Trang 13Bước 5 Lựa chọn đường dẫn của project và đặt tên project → Next
Bước 6 Add file liên kết (p24FJ128GA010.gld)
Trỏ tới file p24FJ128GA010.gld (C\mplabc30\v3.10\support\PIC24F\gld)→ Add → Next
Trang 14Bước 2 Menu Project → Build All hoặc phím Buil all trên Task Bar
c Nạp chương trình xuống PIC
Có rất nhiều công cụ hỗ trợ cho việc nạp mã chương trình cho PIC (mạch nạp) Do được công ty CXT hộ trợ công cụ MPLAB ICD 2 LE của hãng Microchip nên em sử dụng mạch nạp này nạp chương trình cho bo mạch
Qui định bắt buộc khi sử dụng MPLAB ICD 2 LE: Khi nạp mạch phải
làm theo trình tự: Cắm MPLAB ICD 2 LE vào PC → Cắm MPLAB ICD 2 LE vào board mạch với mặt hiển thị MPLAB ICD 2 LE quay vào socket cắm PIC
→ Cấp nguồn từ adapter
Bước 1 Lựa chọn công cụ: Menu Programmer → Select Programmer →
MPLAB ICD 2
Trang 15
Bước 2 Kết nối thiết bị: Menu Programmer → Connect (Board phải được cấp
nguồn trước khi kết nối)
Bước 3 Nạp mã chương trình xuống board: Menu Programmer → Program Bước 4 Kiểm tra kết quả: Ngắt kết nối giữa board thực tập và MPLAB ICD 2
LE và kiểm tra kết quả chương trình
2.4 Các module học được của dòng PIC 24 trên bo mạch
Qua làm việc với bo mạch kit explorer 16 development em đã được tìm hiểu và lập trình cho nhưng module sau:
+ Vào ra I/O đơn giản với 8 LED đơn
+ Lập trình cho Ngắt/Timer
+ ADC với cảm biến nhiệt độ TC1047Avà chiết áp đầu vào
+ Giao tiếp với LCD
+ Giao tiếp UART
Trang 163 Project “Thiết kế bộ điều khiển PID số trên nền PIC điều khiển động cơ một chiều có kết nối với máy tính”
Nhằm củng cố những kiến thức đã học c ng như kiến thức tiếp thu được trong kì thực tập, em cùng với hai bạn cùng lớp thực tập là Nguyễn Mạnh Hùng
và V Mạnh Hùng đã cùng nhau làm một project nho nhỏ sau: “thiết kế bộ điều khiển PID số trên nền PIC để điều khiển động cơ một chiều” Có thể nói bài
toán thiết kế và điều khiển động cơ một chiều là bài toán cơ bản và quen thuộc
trong ngành điều khiển tự động Có thể thiết kế điều khiển cho đối tượng động
cơ một chiều theo nhiều phương pháp như: dùng PLC & biến tần, điện tử công
suất, vi điều khiển…Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm khác nhau nhưng đều có mục đích ổn định và điều khiển được tốc độ động cơ Ngày nay vi điều khiển phát triển sâu rộng và ngày càng ứng dụng nhiều trong cài đặt thiết kế bộ điều khiển cho các đối tượng công nghiệp Trên cơ sở học được những kiến
thức nhất định về vi điều khiển trong kì thực tập và được sự chỉ dẫn của thầy Lê Công Cường chúng em đã bắt tay nhau vào làm đề tài “thiết kế bộ điều khiển
PID số trên nền PIC để điều khiển động cơ một chiều”
Tận dụng phần cứng sẵn có (PIC 24FJ128GA010 với các module PWM, UART…) trên board mạch explorer 16 development + driver mượn được để điều khiển động cơ một chiều nên chúng em không cần phải thiết kế về mặt phần cứng Công việc phải làm còn lại chúng em đã ph n chia như sau:
Đinh Văn Hòa: Tìm hiểu và lập trình C# thiết kế giao diện điều khiển để
truyền nhận dữ liệu giữa vi điều khiển và máy tính
Vũ Mạnh Hùng: Tìm hiểu và thiết kế thuật toán PID số trên nền PIC
24FJ128GA010
Nguyễn Mạnh Hùng: Tìm hiểu và lập trình các module PWM, Timer, UART
cho vi điều khiển
Và sau đây em xin được báo cáo công việc và kết quả của mình
3.1 Phân tích yêu cầu công việc đặt ra
Để có một giao diện trực quan, dễ quan sát và điều khiển cho người dùng, chúng ta cần xây dựng một phần mềm giao diện trên máy tính có thể giao tiếp được giữa máy tính và vi điều khiển Chúng ta sẽ thực hiện viết giao diện bằng C# Trong môi trường lập trình C#, việc tạo ra một giao diện đồ họa là tương đối đơn giản thông quan Windows Forms Aplication Windows Form đã hỗ trợ