ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG cơ DC DÙNG BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG cơ DC DÙNG BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG cơ DC DÙNG BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG cơ DC DÙNG BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD DÙNG PIC (có code và layout) ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG cơ DC DÙNG BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD DÙNG PIC (có code và layout)
Trang 1ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC DÙNG BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD
DÙNG PIC
Trang 2DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IX
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1
1.1 MỤC TIÊU 1
1.2 NỘI DUNG 1
CHƯƠNG 2 LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH 2
2.1 PIC16F877A 2
2.1.1 CÁC KHỐI CỦA PIC16F877A 2
2.1.2 ĐẶC TÍNH CỦA PIC16F877A 2
2.1.3 CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA PIC16F877A 3
2.2 IC 7805 5
2.3 MODULE BLUETOOTH HC05 5
2.4 MOSFET IRF540N 6
2.4.1 Tổng quan về Mosfet 6
2.4.2 Cấu tạo của Mosfet 7
2.5 RELAY 8
2.6 MÀN HÌNH LCD 16X2 8
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH 10
3.1 SƠ ĐỒ KHỐI 10
3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 13
3.3 MẠCH MÔ PHỎNG 13
3.4 MẠCH THỰC TẾ 14
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 15
4.1 ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO 16
Trang 4HÌNH 2-2: IC ỔN ÁP 7805 5
HÌNH 2-3: MODULE BLUETOOTH HC05 6
HÌNH 2-4: MOSFET IRF540N 6
HÌNH 2-5: CẤU TẠO MỘT CON MOSFET KÊNH N 7
HÌNH 2-6: RY 12W-K 8
HÌNH 2-7: MỘT CON LCD THƯỜNG DÙNG 8
HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ KHỐI 10
HÌNH 3-2: KHỐI NGUỒN 11
HÌNH 3-3: KHỐI VI XỬ LÝ 11
HÌNH 3-4: KHỐI HIỂN THỊ (LCD) 12
HÌNH 3-5: KHỐI BLUETOOTH 12
HÌNH 3-6: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 13
HÌNH 3-7: MẠCH MÔ PHỎNG 13
HÌNH 3-8: MẠCH THỰC TẾ 14
Trang 5LCD Liquid Crystal Display
DC Direct Current Motors
BJT Bipolar Junction Transistor
PIC Programmable Intelligent Computer
Trang 6CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Mục tiêu
Theo tốc độ tăng trưởng khoa học kĩ thuật nhanh chóng hiện nay, máy móc đangdần cải thiện, giúp cho cuộc sống con người trở nên đơn giản, thuận tiện hơn Đặcbiệt là những là những cỗ máy được điều khiển từ xa, giúp cho con người có thểlàm khởi động chúng mà không cần phải bấm trực tiếp
Và để phần nào tìm hiểu về vấn đề điều khiển máy móc, thiết bị từ xa đó, hômnay em thực hiện một đồ án nhỏ nhằm hiểu rõ, khám phá thêm về việc điều khiển từ
xa Đề tài em thực hiện là :” Điều khiển động cơ DC dùng bluetooth hiển thị trênLCD”
1.2 Nội dung
Trong đề tài này, các mục đính chính cần phải thực hiện là:
Tìm hiểu về động cơ DC, PIC
Tìm hiểu chương trình mô phỏng Proteus và thực hiện mô phỏng trênProteus
Thi công mạch và đảm bảo đúng yêu cầu là mạch có thể điều khiển động cơ
DC quay nhanh, chậm hoặc đảo chiều bằng nút nhấn hoặc qua bluetooth
CHƯƠNG 2 LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH
1.3 PIC16F877A
Trang 7PIC16F877A thuộc bộ vi điều khiển có mã lệnh dài 14 bit được sản xuát và bán rabởi công ty Microchip Technology từ năm 1995.
1.1.1 CÁC KHỐI CỦA PIC16F877A
*PIC 16F877A gồm các khối:
-Khối ALU
-Khối bộ nhớ chương trình
-Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EPROM
-Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM
-Khối giải mã và điều khiển
-Khối thanh ghi đặc biệt
-Khối timer
-Khối giao tiếp nối tiếp
-Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số
-Khối các port xuất nhập
1.1.2 ĐẶC TÍNH CỦA PIC16F877A
PIC16F877A thuộc họ PIC16xxx gồm 35 lệnh với độ dài là 14 bit Mỗi một lệnhđược thực hiện trong một chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa là 20 MHz vớimột chu kì lệnh 200ns Bộ nhớ của chương trình là 8Kx14bit, bộ nhớ dữ liệu là368x8 byte RAM, bộ nhớ dữ liệu EEPROM có dung lượng 256x8 byte PORT I/O
là 5 với 33 pin I/O Có 8 kênh chuyển đổi AD
*Đặc tính ngoại vi của PIC16F877A
-Timer 0: bộ đếm 8 bit có bộ chia tần số cũng 8bit
-Timer 1: bộ đếm 16 bit, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clockkhi PIC ở chế độ sleep
-Timer 2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số postcaler
-Hai bộ Capture so sánh, điều chế độ rộng xung
-Chuẩn giao tiếp SSP, SPI và I2C
-Chuẩn giao tiếp với 9 bit địa chỉ: Giao tiếp nối tiếp USART
-Cổng giao tiếp song song PSP có các chân RD, WR
Trang 81.1.3 CHỨC NĂNGCÁC CHÂN CỦA PIC16F877A
Hình 2-1: Sơ đồ chân PIC16F877A
OSC1/CLKIN: Chân nhận xung clock, kết nối dao động thạch anh
OSC2/CLKOUT: Chân cấp xung clock, kết nối dao động thạch anh
MCLR/Vpp:
MCLR: Chân reset
Vpp: Nhận điện áp
RA0/AN0, RA1/AN1, RA2/AN2:
RA0, RA1, RA2: Xuất số, nhập số
AN0, AN1, AN2: Ngõ vào tương tự
RA2/AN2/VREF/CVREF: Ngõ vào tương tự của kênh thứ 2
RA3/AN3/VREF: Ngõ vào tương tự kênh 3
RA4/TOCKI/CIOUT: Ngõ vào xung clock bên ngoài cho Timer 0
RA5/AN4/SS/C2OUT: Ngõ vào tương tự kênh 4, ngõ vào chọn lựa SPI phụ
RB0/INT: Ngõ vào tín hiệu ngắt ngoài
Trang 9 RB1, RB2: Xuất nhập số.
RB3/PGM: Lập trình điện áp thấp ICSP
RB4, RB5: Xuất nhập số
RB6/PGC: Mạch gỡ rối vả xung clock lập trình ICSP
RB7/PGD: Mạch gỡ rối và dữ liệu lập trình ICSP
RC0/T1OCO/T1CKI: Ngõ vào bộ dao động Timer 1
RC1/T1OSI/CCP2: Ngõ vào Capture 2, ngõ ra Compare 2, ngõ ra PWM2
RC2/CCP1: Ngõ vào Capture 1, ngõ ra Compare 1, ngõ ra PWM1
RC3/SCK/SCL: Ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ, ngõ ra chế độ SPI
RC4/SDI/SDA: Dữ liệu vào SPI
RC5/SDO: Dữ liệu ra SPI
RC6/TX/CK: Xung đồng bộ USART
RC7/RX/DT: Nhận bất đồng bộ USART
RD0-7/PSP0-7: Dữ liệu port song song
RE0/RD/AN5: Điều khiển port song song
RE1/WR/AN6: Điều khiển ghi port song song
RE2/CS/AN7: Chọn lựa, điều khiển port song song
VDD, VSS: Chân nguồn của PIC
1.4 IC 7805
IC 7805 là IC dùng để ổn áp 5V
IC 7805 ổn áp theo nguyên tắc đánh sụt áp
Trang 10Hình 2-2: IC ổn áp 7805
1.5 Module Bluetooth HC05
Bluetooth là chuẩn mạng không dây để trao đổi dữ liệu ở khoảng cách ngắn
Sử dụng sóng radio ngắn trong dải tần số từ 2.4 đến 2.485 GHz
Khoảng cách truyền của bluetooth trong khoảng 10m
Thiết lập mạng bluetooth
Khi cả 2 thiết bị bật kết nối bluetooth, 1 thiết bị dò tìm thấy thiết bị còn lại và tiếnhành kết nối Khi này, cả 2 thiết bị cùng đồng ý kết nối với 1 điều kiện bảo mật( hoặc cùng mã kết nối) Lúc này, hệ thống mạng bluetooth giữa 2 thiết bị đã hoànthành
Ứng dụng của công nghệ bluetooth trong đời sống
Truyền tải dữ liệu không dây giữa máy tính và thiết bị di động
Kết nối các thiết bị ngoại vi (vd: tai nghe, đồng hồ thông minh)
Module Bluetooth HC05 có thể hoạt động ở 2 chế độ là slave (bị dò tim) và master(dò tìm) Khi ở chế độ slave, ta thiết lập kết nối từ thiết bị khác (smartphone) vớitên thiết bị là HC05, mật mã pin mặc định là 1234
Trang 11Nguyên tắc hoạt động của Mosfet là dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòngđiện, là linh kiện với trở kháng đầu vào lớn, thích hợp cho việc khuếch đại cácnguồn tín hiệu Mosfet được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồnmáy tính.
1.1.5 Cấu tạo của Mosfet
Trang 12Hình 2-5: Cấu tạo một con Mosfet kênh N
Khác với BJT được điều khiển bằng dòng điện, Mosfet đượcđiều khiển bằngđiện áp với dòng điện điều khiển cực nhỏ
Cấu tạo của Mosfet kênh N:
Điện trở giữa cực G với S và giữa D với G rất lớn, trong khi đó điện trở giữa cực
D với S phụ thuộc vào sự chênh lệch điện áp giữa cực G và S
1.7 Relay
Relay hay gọi là rơ-le là một công tắc (khóa K) Nhưng khác với công tắc, rơ-leđược kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người Vì vậy rơ-le được dùng làm côngtắc điện tử Rơ-le có 2 trạng thái đóng hoặc mở
Hình 2-6: RY 12W-K
1.8 Màn hình LCD 16x2
Trang 13Hình 2-7: Một con LCD thường dùng
- Vss:Chân này được nốí vào GND của mạch điều khiển
- VDD: Chân này đượcnối vào VCC=5V của mạch điều khiển, dùng để cấpnguồn cho LCD
- VEE: Chỉnh độ tương phản của LCD
- RS: Chân chọn thanh ghi nối RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC)
để chọn thanh ghi
- R/W: Chân chọn chế độ đọc ghi
Mức logic “0”: LCD hoạt động ở chế độ ghi
Mức logic “1”: LCD hoạt động ở chế độ đọc
- E: Chân cho phép Sau khi các tín hiệu đã được đặt lên bus DB0-DB7, khi có
1 xung cho phép của chân E thì các lệnh mới được chấp nhận
Chế độ ghi: Khi phát hiện 1 xung ở chân E, dữ liệu ở bus sẽ được LCDchuyển đến thanh ghi bên trong
Chế độ đọc: Dữ liệu được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên
ở chân E và được LCD giữ ở bus cho đến khi nào chân E chuyển xuốngmức thấp
- DB0-DB7: Các đường bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin
Trang 14CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH
1.9 Sơ đồ khối
Hình 3-1: Sơ đồ khối
Dựa vào sơ đồ khối ta thấy:
- Khối nguồn cung cấp điện cho mạch
- Khối bluetooth được điều khiển bằng app trên điện thoại, sẽ tải thông tinlệnh về cho khối vi xử lý
Khốinguồn
Khối
bluetooth
Khối vi xửlý
Động cơ
Khối hiểnthị (LCD)
Trang 15- Khối vi xử lý nhận lệnh từ khối bluetooth sau đó sẽ xử lý các thông tin lệnh.Các thông tin lệnh sau lý xong truyền đến động cơ DC và khối hiển thị(LCD).
Hình 3-2: Khối nguồn
Khối nguồn gồm có:
IC7805: Dùng để ổn áp đầu ra 5V
Diode: Chỉnh lưu điện áp xoay chiều AC thành điện áp một chiều DC
Tụ điện: Dùng để lọc nguồn, làm phẳng điện áp
Khối vi xử lý
Trang 19- Linh kiện đơn giản, dễ kiếm.
Khuyết điểm:
- Cự li điều khiển gần
- Cần kiến thức rộng về viết code C
- Tốc độ hiển thị LCD chỉ là tương đối, chưa hiển tốc độ thực tế
- Chưa tự viết app điện thoại hoàn chỉnh được
1.14 Hướng phát triển:
- Gia tăng khoảng cách điều khiển
- Có thể ứng dụng trông công nghệ làm remote
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Phi Yến, Lưu Phú, Nguyễn Như Anh (2011), “Kỹ thuật điện tử”
[2] http://ai2.appinventor.mit.edu
[3] http://www.echipkool.com/
[4] http://www.alldatasheet.com/
[5] http://www.dientuvietnam.net/
Trang 21#define start RA0
#define stop RA1
if(ch=='b'){ if(dem < 500)dem = dem + 10;else dem = 500;}
if(ch=='c'){ dem = dem - 10;if(dem <= 0)dem = 0;}
if(ch=='d'){ flag_tt = 0;}
Trang 23LCD_putchar(tram); LCD_putchar(chuc); LCD_putchar(dv);
if(up == 0){while(up == 0){}if(dem < 500)dem = dem + 10;else dem =500;}//neu toc do <500 thi tang dan theo don vi 10
if(dwn == 0){while(dwn == 0){}dem = dem - 10;if(dem <= 0)dem = 0;} duty = 500 - dem;
set_pwm2_duty(duty);//set khoi tao chan bam xung pwm 2
if(stop == 0){while(stop == 0){}flag_tt = 0;break;}
Trang 24chuc = chuc + 0x30;
dv = dv + 0x30;
}