Thiết kế và điều khiển cửa tự động bằng remote

Hệ thông CO’ điện tử GVHD: Vũ Thăng LongLỜI NÓI ĐẰU Công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra theo sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật.. Hệ thông CO’ điện tử GVHD: Vũ Thă

Trang 1

Hệ thông CO’ điện tử GVHD: Vũ Thăng Long

LỜI NÓI ĐẰU

Công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra theo

sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật Trước tình hình đó đã có khá nhiều yêu cầu cấp bách và cũng có những thách thức đặt ra cho giới trí thức.

Cơ điện tử là một lĩnh vục mới mà ở nước ta đang nghiên cún và từng bước phát triến đế ứng dụng vào quá trình sản xuất góp phần năng cao năng suất lao động.

Do vậy là sinh viên với chuyên ngành cơ điện tử cần phải nắm vũng kiến thức và kĩ năng từ đơn giản đến phức tạp như : biết cách sử dụng thành thạo các loại cảm biến kết nối với hệ thống đế thu nhận tín hiệu rèn luyện kĩ năng lập trình trên các hệ thống sử dụng vi điều khiển và PLC trong các hệ thống công nghiệp và các ứng dụng trong sinh hoạt và sản xuất.

Sau thời gian học tập và nghiên cứu cùng với sự nỗ lực của nhóm chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế mô hình cống tự động Em xin chân thành cảm ơn thầy trong bộ môn cơ điện tử đã giúp đỡ tận tình, và đặc biệt cảm ơn thầy hướng dẫn đồ án vũ THĂNG LONG Mô hình không tránh khỏi những thiếu xót, chúng em mong được sự chỉ bảo của các thầy đế sản phẩm hoàn thiện hơn và có thế ứng dụng vào thực tế

Em xin chân thành cảm ơn !

Nha trang, ngày 18 tháng 5 năm 2010 Nhóm sinh viên thực hiện

Trang 2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU sơ Lược VÈ CỎNG Tự

ĐỘNG VÀ NHIỆM VỤ MÔN HỌC.

1.1 GIỚI THIỆU:

Hiện nay tự động hóa được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực và ngành nghề, tại nhiều cơ quan và xí nghiệp vì lý do an ninh nên đã đầu tư tiền xây hang rào và cống cơ quan Vì độ an toàn nên những chiếc cổng này thường rất nặng nên việc vận hành thường mất rất nhiều sức lực của nhân viên bảo vệ và cũng mất khá nhiều thời gian Cổng tự động có các ưu điểm sau:

❖ Thay thế sức người bằng máy móc, tiết kiệm thời gian.

❖ Người sử dụng dễ dàng vận hành, bảo trì.

❖ Đảm bảo an toàn khi sử dụng, ít bị ảnh hưởng do thời tiết.

1.2 NHIỆM VỤ VÀ PHÂN TÍCH NHIỆM vụ

Nhiệm vụ của đồ án môn học là thiết kế mô hình cống tự’ động dùng ATmega32 để làm cổng tự động ta cần biết:

> Biết cách đọc và dịch datasheet của các IC đế biết nguyên lí hoạt động

và chức năng của chúng.

> Lập trình ứng dụng họ Vi điều khiển ATmega32.

> Lập trình tụ’ đế làm 1 sản phấm thực tế là :

s Bước 1: Đi khảo sát thị trường, thăm dò nhu cầu của người sử dụng

như muốn thiết kế cổng theo kiểu dáng nào, khối lượng cổng bao nhiêu, vận hành như thế nào

Trang 3

Hệ thống CO’ điện tử GVHD: Vũ Thăng Long

s Bưó'c 2: Nêu các yêu cầu với 1 cống tự động mà thị trường đang cần

và bắt đầu ý tưởng thiết kế mô hình sản phẩm.

S Bước 3: Phân tích ưu nhược điểm của từng ý tưởng 1 đế chọn ra

mô hình cuối cùng.

S Bước 4: Bắt tay vào làm sản phẩm thực và lập trình cho chạy thử.

> Hiểu hơn về cấu tạo cũng như hoạt động các khối chức năng của vi

điều khiến như điều khiến động cơ và tốc độ động cơ và các khối chức năng khác.

> Rèn luyện tư duy lập trình cho vi điều khiến

Trang 4

Khối thu Khối MCU

Khối công suất

Hệ thống hoạt động theo chương trình đã nạp trên ROM, qua sự điều khiển của MCƯ Melga32 Mắt thu hồng ngoại đặt nơi có thế hứng được tia hồng ngoại của remote tivi truyền tới tốt nhất Mắt thu hồng nhận tín hiệu từ Remote truyền tới rồi đưa vào vi điều khiển đế giải mã rồi truyền tín hiệu ra các chân đìu khiến.

Dựa vào chương trình đã nap trong VĐK và tín hiệu mà nó nhận được, mà MCU cho các thiết bị ngoại vi hoạt động: điều khiến led hoạt đông theo chương trình định sẵn, điều khiển các thiết bị như quạt điện, đèn và các thiết bị khác.

2.1 Sơ lược chức năng của từng khối:

2.2.1 Vi điều khiển melga32 là phần tủ’ thu nhập xử lý thông tin và đưa ra các tìn hiệu điều khiển thiêt bị.

2.2.2 Khối thu hồng ngoại là thu tín hiệu từ remote và tín hiệu ra của nó là thông tin được đưa vào VĐK

2.2.3 Khối hiển thị là đế giao tiếp vớ người sử dụng như hiển thị ra led tín hiệu điều khiển.

2.2.4 Khối công suất là dùng để đóng mở nguồn công suất.

Trang 6

pwm1 DB4_LCD 5 MOSI

lũĩsõ'

■5UĨTLCD

J4

PORTC

C1 1u"

+5V

o-ỌỊE10 R1

Reset

C3 4.7u

U1 PB0/XCK/T0 PA0/ADC0 PB1/T1 PA1/ADC1 PB2/INT2/AIN0PA2/ADC2 PB3/OCO/AIN1 PA3/ADC3 PB4/SS

PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK

PDO/RXD PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP PD7/OC2 GND

vcc

RESET

PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7

PCO/SCL PC1/SDA PC2/TCK PC3/TMS PC4/TDO PC5/TDI PC6/TOSC1 PC7/TOSC2 XTAL2

XTAL1 AVCC AGND AREF

PORTA J3

PORTC J6

12

Y1C4| I 27 p

□ 1.05920MHzta

+5V

30 Õ

IHiC5 27p

31C6:i00n

Trang 7

PORTC chỉ là các chân vào ra bình thường.

PORTA là kênh vào ADC, dùng đế đọc tín hiệu điện áp, biến từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số.

PORTB là nơi để kết nối LCD hiển thị ra bên ngoài.

PORTD có 3 kênh PWM (2,3,4), 2 chân(Mas_RXD, Mas_TXD)kết nối giao tiếp với máy tính qua RS232.

+ PORTD.2 là chân ngắt ngoài được nối với đầu ra của mắt thu hồng ngoại.

+ PORTC.O, PORTC.l, PORTC.2, các chân để kích rơle điều khiển thiết bị bên ngoài.

+ PORTA điều khiển động cơ

Để biết rõ hơn về vi điều khiến melga32 ta tìm hiểu thêm trong Datasheet của nó.

2.3.1 Khối hiển thị:

- Gồm 8 led đơn mắt theo sơ đồ như hình bên:

Cực dương của 8 led dược nổi thông qua 8 con điện trở rồi nối dến nguồn 5V Các chân âm của led được gắn vào một PORT của VĐK.

Trang 8

2.3.2 Khối công suất:

- Sơ đồ nguyên lý:

D18

-Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu điều khiến tù' vi điều khiến (PORTC.O) đưa vào chân B

đẻ kích transitor làm đóng ngắt Rowle Khi Rơle đóng thì sẽ có điện áp AC 220V đi qua tải.

Trang 9

5V

+ Dòng qua Rơle: I rơie= = 50mA

+ Tổng dòng Ic = 50mA +10mA =60mA.

+ Điêù kiện để Transitor bảo hòa : IB >=— =

p 60

Chọn p =60.

+ Tính R58 : R58 = 5V uBE =

Để bảo hòa sâu ta chọn R58=1KQ

Vậy các thông số của mạch là:

Q13 là C1815 có dòng Ic khoảng 400mA.

R57=220Q, R58=1KQ

Trang 10

Phát lệnh Mã Điều Khuếch

Dao động tạo

Trang 11

Giải thích sơ đồ khối máy phát

Máy phát có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiến, mã hóa và tín hiệu đến máy thu, lệnh truyền đi đã được điều chế

• Khối phát lệnh điều khiến:

Khối này có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiến từ nút nhấn (phím điều khiến) Khi một phím được ấn tức là một lệnh đã được tạo ra Các nút ấn này có thể là một nút (ở mạch điều khiển đơn giản), hay một ma trận nút (mạch điều khiển chức năng) Ma trận phím được bố trí theo cột và hàng Lệnh điều khiển được đưa đến bộ mã hóa dưới dạng các bít nhị phân tương ứng với từng phím điều khiến

• Khối mã hóa:

Để truyền các tín hiệu khác nhau đến máy thu mà chúng không lẫn lộn nhau, ta phải tiến hành mã hóa các tín hiệu Khối mã hóa này có nhiệm vụ biến đối các lệnh điều khiển thành các bit nhị phân, hiện tượng biến đổi này gọi là mã hóa Có nhiều phương pháp mã hóa khác nhau.

S Điều chế biên độ xung

• Khối dao động tạo sóng mang

Khối này có nhiệm vụ tạo sóng mang tần số ốn định, sóng mang này sẽ mang tìn

hiệu điều khiển khi truyền ra môi trường

• Khối điều chế:

Trang 12

Khuếch Tách Giải Chốt

Khuếch đai

Giải thích sơ đồ khối máy thu

Chức năng của máy thu là thu được tín hiệu điều khiển tù' máy phát, loại bỏ sóng mang, giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh riêng biệt, từ đó mỗi lệnh sẽ đưa đến khối chấp hành cụ thể

• LED thu

Thu tín hiệu hồng ngoại do máy phát truyền tới và biến đổi thành tín hiệu điều khiến

• Khối khuếch đại

Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều khiến lớn lên tù’ từ, LED thu hồng ngoại đế

quá trình xữ lí tín hiệu được dễ dàng

Trang 13

Nhóm Sinh Viên Thực Hiện Trang: 13

Trang 14

o Bộ ngắt timerO, 8 bít nếu được thiết lập thì nó sẽ hoạt động với 5 tần

số chia của thạch anh ngoài đưa vào vi điều khiển Khi bắt đầu hoạt động thì ta có thể thiết lập 2 chế độ ngắt là ngắt tràn và ngắt so sánh.

o Ngắt tràn là ngắt mà khi timer hoạt động nó sẽ đếm số xung cấp vào khi nào được 255 xung thì sẽ dừng chương trình chính và đi thực hiện chương trình phục vụ ngắt, số lần ngắt trong ls sẽ bằng số xung cấp vào chia cho 255.

o Ngắt so sánh là ngắt mà khi timer hoạt động nó sẽ đếm số xung cấp vào khi nào đến giá trị mà ta so sánh thì sẽ dùng chương trình chính

và đi thực hiện chương trình phục vụ ngắt.

3.3 Ngắt ngoài

Ngắt ngoài là chương trình con phục vụ ngắt ngoài sẽ được thực hiện khi có các sự kiện sau xảy ra:

S Khi phát hiện sườn lên của xung

S Khi phát hiện sườn xuống của xung

S Khi có bất kì sự thay đối nào

S Ở mức thấp (low level)

3.4MÔ hình cửa tự động bằng solidwoks.

Trang 16

CHƯƠNG 4: THIÉT KÉ CHƯƠNG TRÌNH

4.1 Giải thuật chương trình chính

Nạp giá trị khởi tạo

i=0 i< num_frarnc

So sánh hai chuôi frame và

Điều khiến thiết bị thứ i

4.2 Chương trình

CodeVisionAVR c Compiler VI.2 4 6 Standard

;(C) Copyright 1 9 9 8 - 2 0 0 5 Pavel Haiduc, HP IntoTech s.r.l

/External SRAM size

/Data stack size

/Heap size

/Promote char to int

/char is unsigned

/8 bít enums

/Word align FLASH struct

/Enhanced core instructions

/Automatic register allocation

ATmega32Application8,000000 MHzSmall

Sizeint, widthint, width

0

512 byte(s)

0 byte(s)No

YesYesNo

:OnOn

Trang 17

Hệ thông CO’ điện tử GVHD: Vũ Thăng Long

Trang 18

Trang 19

Trang 20

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Trang 24

Trang 25

Trang 26

Trang 27

Trang 29

LD R31,zCLR R30.ENDM.MACRO PUTB1SXMOVW R26,R28SUBI R26,LOW(-@0)SBCI R27,HIGH(-00)

ST X, R30 ENDM.MACRO PUTW1SXMOVW R26,R28SUBI R26,LOW(-@0)SBCI R27,HIGH(-00)

ST x+,R30

ST X,R31.ENDM.MACRO PUTD1SXMOVW R26,R28SUBI R26,LOW(-@0)

Trang 30

Trang 31

Trang 32

CLI

CLR R30

OUT EECR,R30

;INTERRUPT VECTORS ARE PLACED

;AT THE START OF FLASH

Trang 33

;STACK POINTER INITIALIZATION

http://www.hpinfotech.com

ProjectVersionDate : 6/4/2010Author

CompanyComments

Data stack size

■ k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k - k

#include <mega32.h>

#include <delay.h>

ATmegal6LApplication8.000000 MHzSmall

-// Alphanumeric LCD Module tunctions

// External Interrupt 0 Service routineinterrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void){

Trang 34

42 start=l;BLD R2,0

43 i + + ;INC R4

44 if (i==13)LDI R30, LOW(13)

CLR R8

Trang 35

CLR R9

CLR R10

_ 67 }RCALL SUBOPT_OxlRETI

68

69 // Timer 0 overflow interrupt Service routine

70 interrupt [TIMO_OVF] void timerO_ovf_isr(void) _ 71 {

timerO_ovf_isr:

RCALL SUBOPT_OxO72

INC R6

73 if(dem<pwm)

CP R6,R5BRSH _0x8

74 PORTA.1=0;

CBI OxlB,1

75 else PORTA.l=l/

RJMP _0x90x8:

SBI OxlB,177 _ 78 // - _ 79 if(start) //tg giua 2 xung remote0x9:

SBRS R2,0RJMP _0xA

80 tg++;

LDI R30,LOW(1)LDI R31,HIGH(1) ADDWRR 9,10,30,3181

81 }OxA:

RCALL SUBOPT_0xlRETI

838485

82 // Declare your global variables here87

_ 88 void main(void)

Trang 36

; _ 120 // Mode: Normal top=FFh

; _ 121 // oco output: Disconnected

; _ 122 TCCR0=0x01;

LDI R30,LOW(1)

OUT 0x33,R30

Trang 37

126 // Clock source: System Clock

127 // Clock value: Timer 1 stopped

128 // Mode: Normal top=FFFFh

129 // OC1A output: Discon

130 // OC1B output: Discon

131 // Noise Canceler: Off

132 // Input Capture on Falling Edge

133 // Timer 1 Overflow Interrupt: Off

134 // Input Capture Interrupt: Off

135 // Compare A Match Interrupt: Off

136 // Compare B Match Interrupt: Off

148 // Clock source: System Clock

149 // Clock value: Timer 2 stopped

150 // Mode: Normal top=FFh

151 // OC2 output: Disconnected

Trang 38

IN R30,OxlB

COM R30

OUT 0x15,R30

189 ifSBRC R2,0

Trang 39

209210CBI OxlB,0211RCALL SUBOPT_Ox3212

21321421521321

218219

delay_ms(10);

pwm=255;

} // -

if(data==1015)

PORTA.0=1;

delay_ms(10)

;pwm=255;

} // -

if(data==1527)

PORTA.0=0;

delay_ms(10)

;pwm=100;

} // -

Trang 40

233 }RJMP _0xl5237

Trang 41

;OPTIMIZER ADDED SUBROUTINE, CALLED 2 TIMES

❖ Đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế cổng tự động

*x* Ket quả thực nghiệm chạy trong 1 tuần khá ốn định

❖ Khi hoạt động gây tiếng ồn

Trang 42

4.2HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỎ ÁN MÔN HỌC

♦♦♦ Thiết kế máy cho cá ăn chạy ốn định hơn với mô hình lớn hơn.

4.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 THIẾT KẾ BOARD GIAO TIẾP

2 KĨ THUẬT ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AVR ( Ngô Diên Tập ).

3 Datasheet của IC PT2248,PT 2249 được download từ ALLDATASHEETS.COM

4 Datasheet của ATMEGA 32 được download từ ATMEL.COM.

5 Nhũng wedsite tham khảo như dientuvietnam.vn

Vagram.net, cdtvn.net

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU sơ LƯỢC VỀ CỔNG Tự ĐỘNG VÀ NHIỆM vụ MỒN HỌC.

2

Trang 43

1.1 GIÓI THIỆU: 2 1.2 NHIỆM VỤ VÀ PHÂN TÍCH NHIỆM vụ 2

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TÔNG QUÁT PHẦN CÚNG 4 2.1 Sơ đồ khối

2.2 Sơ lược chức năng của từng khối

2.2.1 Vi điều khiển melga32

2.2.2 Khối thu hồng ngoại

2.2.3 Khối hiển thị

2.2.4 Khối công suất

2.3 Thiết kế chi tiết

CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 10

3.1 Điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại

3.2 Ngắt trong timer 0

3.3 Ngắt ngoài

3.4MÔ hình cửa tụ’ động bằng solidwoks.

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 16 4.1 GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH 16

4.1 Giải thuật chương trình chính

4.2 Chương trình điều khiến

CHƯƠNG5: KẾT LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	0,95 MB