MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch)

MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch)

MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG

CẤM DÙNG PIC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC 1

1.1 MỤC ĐÍCH 1

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC 1

1.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU 1

1.3.1 Giới hạn đề tài 1

1.3.2 Mục đích nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU LINH KIỆN 3

2.1 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH 3

2.1.1 PIC 16F877A 3

2.2 LCD 16X2 4

2.3 ĐIỆN TRỜ, BIẾN TRỞ 6

2.4 TỤ ĐIỆN 7

2.5 DIODE BÁN DẪN 8

2.6 LED (DIODE PHÁT QUANG) 8

2.7 DIODE QUANG (PHOTODIODE) 9

2.8 THẠCH ANH 9

2.9 NÚT NHẤN 10

2.10 IC LM358 10

2.11 IC NHẠC UM66 11

2.12 TRANSISTOR NPN 12

2.13 IC 7805 12

3.2.2 Khối cảm biến 15

3.2.3 Khối khuếch đại 17

3.2.4 Khối xử lý 18

3.2.5 Khối hiển thị 19

3.2.6 Khối báo động 20

3.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 21

CHƯƠNG 4 THỰC THI PHẦN CỨNG 22

4.1 SƠ ĐỒ MẠCH IN 22

4.2 KẾT QUẢ THỰC TẾ 23

4.2.1 Mạch đề tài 23

4.2.2 Mạch nguồn 25

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 26

5.1 KẾT QUẢ 26

5.2 ỨNG DỤNG 26

5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

 WWW.ALLDATASHEET.COM PHỤ LỤC 1

27 PHỤ LỤC 2 30

HÌNH 2.2 SƠ ĐỒ CHÂN CỦA PIC16F887A 4

HÌNH 2.3 HÌNH DẠNG CỦA LCD16X2 5

HÌNH 2.4 SƠ ĐỒ CHÂN LCD16X2 5

HÌNH 2.5 BIẾN TRỞ 6

HÌNH 2.6 MỘT SỐ LOẠI BIẾN TRỞ THÔNG DỤNG 7

HÌNH 2.7 MỘT SỐ TỤ ĐIỆN THÔNG DỤNG 8

HÌNH 2.8 DIODE BÁN DẪN 8

HÌNH 2.9 MỘT SỐ DIODE PHÁT QUANG 9

HÌNH 2.10 DIODE QUANG 9

HÌNH 2.11 THẠCH ANH 10

HÌNH 2.12 NÚT NHẤN 10

HÌNH 2.13 IC LM358 VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 11

HÌNH 2.14 IC UM66 VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 11

HÌNH 2.15 TRANSISTOR NPN VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 12

HÌNH 2.16 IC 7805 VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 12

HÌNH 2.17 BIẾN ÁP 220V – 12V 13

HÌNH 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH 14

HÌNH 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI NGUỒN 15

HÌNH 3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI CẢM BIẾN 16

HÌNH 3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA KHỐI KHUẾCH ĐẠI VÀ ĐIỀU KHIỂN 17

HÌNH 4.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN MẠCH ĐỀ TÀI 22

HÌNH 4.3 HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA MẠCH ĐỀ TÀI ( MẶT TRƯỚC ) 23

HÌNH 4.4 HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA MẠCH ( MẶT SAU ) 24

HÌNH 4.5 MẶT TRƯỚC VÀ SAU CỦA MẠCH NGUỒN 25

AC Alternating Current

DC Direct Current

IC Integrated Circuit

OP-AMP Operational Amplifier

USART Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/TransmitterLED Light Emitting Diode

PIC Programmable Intelligent Computer

SSP Synchronous Serial Port

I2C Inter – Intergrated Circuit

PSP Paralell Slave Port

SPI Serial Peripheral Bus

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only MemoryLCD Liquid Crystal Display

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO

VÙNG CẤM DÙNG PIC

1.1 Mục đích

Hiện nay, tự động hoá đã được triển khai rộng rãi ở khắp mọi ngành nghề, lĩnh vực.Lợi ích mà nó mang lại rất nhiều, có thể kể ra như: mở cửa tự động ở các ngânhàng, siêu thị, rạp chiếu phim hoặc chống trộm, hay đếm lượng người hoặc vậtdùng các cảm biến,… Chính vì sự hữu ích này đã làm cảm hứng để em xây dựngnên đề tài này

1.2 Giới thiệu chung về mạch phát hiện khi đi vào vùng cấm dùng PIC

Mạch phát hiện khi đi vào vùng cấm dùng PIC là một mạch điện sẽ đếm số lượngngười vào ở một cổng bất kì hoặc báo động có người đột nhập vào cửa hoặc vùngcấm , nhờ vào cảm biến hồng ngoại tín hiệu sẽ được truyền đến vi điều khiển PIC16F877A xử lý

1.3 Hướng nghiên cứu

1.3.2 Mục đích nghiên cứu

Sử dụng các kiến thức về linh kiện điện tử với vi xử lý đã học để thực nghiệm, ứngdụng trong thực tế một cách thiết thực nhất, giúp bản thân hiểu thêm nhiều kiếnthức và nâng cao kỹ năng chuyên môn nhiều hơn

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU LINH KIỆN

2.1 Giới thiệu các linh kiện được sử dụng trong mạch

- Giới thiệu:

Đây là vi điều khiển họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14bit Mỗilệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa là20MHz với một chu kì lệnh là 200ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữliệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte Sốport I/O là 5 và 33 pin I/O

Hình 2.1 Hình dạng của PIC 16F877A

- Các đặc tính ngoại vi gồm các khối chức năng sau:

Timer0/Timer1/Timer2: bộ đếm 8/16/8 bit

Hai bộ Capture/so sánh/ điều chế độ rộng xung

Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ.

Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP, SPI, I2C

Cổng giao tiếp song song PSP với các chân điều khiển RD, WR, CS ở bên ngoài

- Sơ đồ chân của PIC 16F877A

Hình 2.2 Sơ đồ chân của PIC16F887A

2.2 LCD 16x2

Là màn hình LCD cỡ nhỏ gồm 16 cột và 2 hàng dùng để hiển thị thông tin mongmuốn

Hình 2.3 Hình dạng của LCD16x2

Sơ đồ chân:

Hình 2.4 Sơ đồ chân LCD16x2

Hình 2.8 Diode bán dẫn

2.6 LED (diode phát quang)

Là một loại diode phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại

Hình 2.9 Một số diode phát quang

2.7 Diode quang (Photodiode)

Hình 2.14 IC UM66 và sơ đồ chân

2.12 Transistor NPN

Là linh kiện dùng để đóng ngắt như công tắc điện tử hoặc khuếch đại tín hiệu

Hình 2.15 Transistor NPN và sơ đồ chân

2.13 IC 7805

Là IC ổn định điện áp ở mức xấp xỉ 5V DC

Khối nguồn

Khối cảm biến Khối khuếch đại Khối xử lý

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH3.1 Sơ đồ khối

Hình 3.1 Sơ đồ khối của mạch

3.2 Sơ đồ nguyên lý của từng khối

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn

Khối nguồn dùng biến áp để biến đổi điện áp 220V – 12V AC, điện áp xoay chiều

sẽ được chuyển đổi thành điện áp một chiều thông qua cầu diode, điện áp sau đóđược đưa qua tụ để lọc nhiễu và ổn định điện áp, tiếp theo điện áp sẽ qua IC 7805

để hạ áp xuống còn mức xấp xỉ 5V DC

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến

Khối cảm biến sử dụng 2 cặp cảm biến hồng ngoại để lấy tín hiệu

3.2.3 Khối khuếch đại

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý của khối khuếch đại và điều khiển

Khối này có chức năng khuếch đại tín hiệu mà khối cảm biến truyền tới vìphotodiode xuất ra tín hiệu khá thấp, ngoài ra còn có thể điều khiển độ nhạy của bộcảm biến thông qua biến trở

3.2.4 Khối xử lý

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý

Khối xử lý dùng vi điều khiển PIC 16F877A để xử lý tín hiệu đưa về từ khối khuếchđại dựa vào code đã được nạp vào, sau đó sẽ xuất tín hiệu điện về khối hiển thị hoặckhối báo động

3.2.5 Khối hiển thị

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị

Khối này có chức năng hiển thị thông tin trên màn hình LCD sau khi nhận được tínhiệu từ khối vi điều khiển

3.2.6 Khối báo động

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý khối báo động

Khối báo động dùng để phát ra âm thanh sau khi nhận tín hiệu từ khối xử lý

3.3 Nguyên lý hoạt động của mạch

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý của mạch

Khi có người đi qua cảm biến hồng ngoại thì tín hiệu sẽ được truyền qua bộ khuếchđại thuật toán ( có thể điều chỉnh độ nhạy của photodiode thu nhờ vào biến trở ) đểkhuếch đại tín hiệu, sau đó tín hiệu được đưa tới vi điều khiển để xử lý với code đãđược lập trình cho nó Tuỳ theo tín hiệu mà vi điều khiển nhận được từ cửa nào đểxuất tín hiệu tới khối hiển thị dùng để đếm khi vào cửa thường hoặc đồng thời cảhai khối hiển thị với khối báo động khi vào cửa cấm

CHƯƠNG 4 THỰC THI PHẦN CỨNG4.1 Sơ đồ mạch in

Hình 4.1 Sơ đồ mạch in của khối nguồn

Hình 4.2 Sơ đồ mạch in mạch đề tài

Cả hai mạch trên đều được vẽ bằng phần mềm Proteus.

4.2 Kết quả thực tế

Hình 4.3 Hình ảnh thực tế của mạch đề tài ( mặt trước )

Hình 4.4 Hình ảnh thực tế của mạch ( mặt sau )

4.2.2 Mạch nguồn

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN

5.1 Kết quả

- Mạch hoạt động đúng với yêu cầu của đề tài

- Kĩ năng hàn mạch và đi dây còn yếu nên mặt sau của mạch chưa được đẹp

- Có chút khó khăn trong việc thiết kế mạch in và chi phí mua linh kiện khácao

5.2 Ứng dụng

Hiện nay, mạch phát hiện đột nhập vào vùng cấm đã được ứng dụng rất nhiều vàothực tế mà đặc biệt là dùng để chống trộm nhiều nhà dân, ngân hàng, siêu thị,…Ngoài ra thì còn được dùng để đếm lượt người ra vào ở các cửa hàng, khách sạn

5.3 Hướng phát triển

Ngoài các ứng dụng ở trên và dựa vào nguyên lý hoạt động của mạch thì chúng tacòn có thể phát triển và ứng dụng nó vào các lĩnh vực như: làm bãi giữ xe thôngminh khi kết hợp với RFID, mạch phân loại sản phẩm, mạch mở cửa tự động

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 PHỤ LỤC 1

#include <LCD.h>

#define LCD_ENABLE_PIN PIN_E0

#define LCD_RS_PIN PIN_E1

#define LCD_RW_PIN PIN_E2

#define LCD_DATA4 PIN_D4

#define LCD_DATA5 PIN_D5

#define LCD_DATA6 PIN_D6

#define LCD_DATA7 PIN_D7