HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout)

HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout) HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout) HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout) HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout) HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout) HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout) HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH DÙNG PIC (có code và layout)

ĐỒ ÁN 2

HỆ THỐNG PHÒNG THÔNG MINH

DÙNG PIC

DANH MỤC HÌNH VẼ ……… ……… 3

DANH MỤC BẢNG BIỂU……… ……… 4

DANH MỤC VIẾT TẮT……… ……… 5

CHƯƠNG 1 CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN 6

1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI: 6

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: 6

1.3 CÁC VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT: 6

1.4 YÊU CẦU ĐỒ ÁN: 6

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 7

2.1 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT 7

2.2 CÁC LINH KIỆN HỆ THỐNG: 8

2.2.1 Vi điều khiển PIC16F877A 8

2.2.2 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F877A 10

2.2.3 Bộ Nhớ 11

2.3 LED HỒNG NGOẠI: 12

2.4 MODULE CẢM BIẾN ÁNH SÁNG: 13

2.5 MÀN HÌNH LCD 16X2 14

2.6 DS 1370 15

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 16

3.1 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN: 16

3.2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG: 19

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG VÀ THI CÔNG MẠCH 20

4.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 20

4.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN 21

4.3 SƠ ĐỒ MẠCH THỰC TẾ 21

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 22

5.1 ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA MẠCH: 23

5.2 K HẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI: 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

CÁC BÀI VIẾT TRÊN DIỄN ĐÀN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG 24

PHỤ LỤC 25

HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT……… … 5

HÌNH 2-2-1: SƠ ĐỒ CHÂN PIC 16F877A ……… … 7

HÌNH 2-2-2: SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A……… 9

HÌNH 2-2-3: SƠ ĐỒ CHÂN PIC 16F877A………… ……….10

HÌNH 2-3: MODULE CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI……….… 11

HÌNH 2-4: MODULE CẢM BIẾN ÁNH SÁNG……….… 12

HÌNH 2-5: LCD16x2……….……… ……….….13

HÌNH 2-6: IC DS 1370 ……….…….……… ……….14

HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT ĐẾM NGƯỜI VÀO……… 15

HÌNH 3-2: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT ĐẾM NGƯỜI RA……….16

HÌNH 4-1: MẠCH MÔ PHỔNG ……… ………….…….……… ……….18

HÌNH 4-1: MẠCH IN ……… ………….…….……… ……….19

HÌNH 4-1: MÔ HÌNH THỰC TẾ……… ………… …….……… ……….20

DANH MỤC BẢNG BIỂU

BẢNG 2-5: SƠ ĐỒ CHÂN LCD16x2……… ……….……… ……….….13 BẢNG 2-6: THÔNG SỐ KỸ THUẬT IC DS 1370 …….…….……… …… ……….14

PIC Programable Intelligent Computer

CHƯƠNG 1 CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN

1.1 Giới thiệu đề tài:

Hiện nay việc giám sát và điều khiển chiếu sáng trong các phòng thường được điềukhiển bằng tay thông qua đóng mở công tắc , cầu dao… một cách khá thuận lợi và

và dể dàng Tuy nhiên nếu là phòng công cộng thì việc bất tắt đèn là do người trựctừng khu vực làm vì thế họ không biết khi nào có người nào tới hoặc là họ đã ra hếtphòng chưa nhưng vì phải quản lý nhiều phòng hoặc vì lý do khác họ để điện hêt catrực điều này gây lãng phí rất lớn đặc biệt trong tình trạng thiếu điện ở nước ta hiệnnay

1.2 Mục tiêu của đề tài:

Đề tài nhằm mục địch thiết kế và chế tạo thành công mạch dùng để bật tắt đèn tựđông khi có người vào người ra kết hợp với điều kiện ánh sáng ngoài trời , giúpngười sử dụng có thể tối ưu hóa sự tiện ích củng như chi phí có thể

Hình 2-1: Sơ đồ khối tổng quát

 Khối cảm biến:

o Sử dụng sensor hồng ngoại để thu nhận tín hiệu người ra vào phòngđưa tín hiệu thu được vào chân pic để xử lý Gồm 2 bộ thu phát hồngngoại mắc gần nhau

o Sử dụng 1 bộ cảm biến quang để có thể nhận tín hiệu ánh sáng ở trong

 Khối xử lý: Sử dụng VDK Pic 16F877A để lấy tín hiệu từ cảm biến, tínhtoán và đưa qua khối chấp hành.và khối hiển thi

 Khối chấp hành: Thực thi các kết quả khối xử lý đã đề ra

 Khối hiển thị: Lấy tín hiệu ra từ chân Pic

2.2 Các linh kiện hệ thống:

2.2.1 Vi điều khiển PIC16F877A

PIC là tên viết tắt của Máy tính khả trình thông minh (Programable IntelligentComputer) do hãng General Instrument đặt tên

Ngôn ngữ lập tình Pic rất đa dạng bao gồm: ngôn ngữ lập trình matlab , ngônngữ C , Basic , Pascal

Hình 2-2-1: Sơ đồ chân PIC 16F877A

Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx gồm 35 lệch có độ dài 14 bit Tốc dộhoạt động tối đa là 20 Mhz Chu kì lệnh là 200ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit

Bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM có dung lượng 256x8byte

 Port A : bao gồm 6 chân I/O pin từ chân 2 đến chân 7 Đây là các chân 2chiều Muốn xác lập chức năng trong input port A là ta “set“ bit điều khiểntương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA và ngược lại “clear” vớioutput port A

 Port B : bao gồm 8 chân I/O từ chân 33 đến chân 40 Thanh ghi điều khiểnnhập xuất tương ứng với thanh ghi TRISB Port B còn được sử dụng trongquá trình nạp chương trình cho vi điều khiển

 Port C : bao gồm 8 chân I/O gồm chân 15, 16, 17, 18, 23, 24, 25, 26 Thanhghi điều khiển nhập xuất tương ứng với thanh ghi TRISC

 Port D : bao gồm 8 chân I/O gồm chân 19, 20, 21, 22, 27, 28, 29, 30 Thanhghi điều khiển nhập xuất tương ứng với thanh ghi TRISD Ngoài ra Port Dcòn là cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp PSP ( Parallel Slave Port)

 Port E : bao gồm 3 chân I/O gồm chân 8, 9, 10 Thanh ghi điều khiển nhậpxuất tương ứng với thanh ghi TRISE Các chân Port E có ngõ vào analog,ngoài ra còn là các chân điều khiển chuẩn giao tiếp PSP

 Chức năng các chân còn lại

Chân 1 : Reset

Chân 13, 14 : Chân liên kết với thạch anh tạo xungChân 12, 31 : Chân GND

Chân 11, 32 : Chân Nguồn

2.2.2 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F877A

Hình 2-2-2: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F877A

2.2.3 Bộ Nhớ

Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC 16F877A bao gồm bộ nhớ chương trình(Program memory) và bộ nhớ dữ liệu ( Data memory)

Hình 2-2-3: Sơ đồ chân PIC 16F877A

2.3 Led hồng ngoại:

Cảm biến gồm một cặp thu phất hồng ngoại

Hình 2-3: Module cảm biến hồng ngoại

Chân 1 (Vin): Chân nguồn đầu vào

Chân 2 (GND): Chân nối đất

Chân 3 (Dout): Tín hiệu ra

Nguyên lý hoạt động: Tia hồng phát ra tần số, khi phát hiện có vật cản phản xạ vàoled hồng ngoại thu Led thu có nội trở rất lớn (vài trắm kilo ohm), khi mắt led phátchiếu vào thì nội trở giảm xuống (khoảng vài chục ohm) sẽ đưa ra tín hiệu ở đầu ra

Hình 2-4: Module cảm biến ánh sáng

Chân 1 (Vin): Chân nguồn đầu vào

Chân 2 (GND): Chân nối đất

Chân 3 (Dout): Tín hiệu ra

Nguyên lý hoạt động: Quang trở là chất bán dẫn có trở kháng cao Khi có ánh sángchiếu vào thì điện trở của quang trở giảm xuống và đưa ra tín hiệu ngõ ra

2.5 Màn hình LCD 16x2

Màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display) là một mô-đun hiển thị điện

tử LCD 16x2 có thể hiện thị 16 ký tự trên mỗi dòng và có 2 dòng như vậy

Hình 2-3: LCD 16x2

Chức năng các chân:

Bảng 2-3: Bảng Thông số kỹ thuật LCD16x2 2.6 DS 1370

DS1307 là chip thời gian thực hay RTC (Read time clock) Đây là một IC tích hợpcho thời gian mà con người đang sử dụng tính bằng giờ , phút , giây…

Hình 2-6: IC DS 1370

Bảng 2-6: Bảng Thông số kỹ thuật DS 1370

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG

3.1 Sơ đồ thuật toán:

Ngõ vào

Hình 3-1: Sơ đồ giải thuật đếm người vào

Khi có người vào phòng, LED hồng ngoại Led1 được kích lên mức 1 Sau đó, LED hồng ngoại Led2 được kích lên mức 1 thì số người sẽ được tăng lên 1 Khi số ngườibằng 1 thì so sánh với mức độ ánh sáng trong phòng, nếu phòng tối hơn so với lúc đặt mặc định thì đèn bật còn ngược lại thì đèn vẫn tắt Khi đèn trong phòng chưa bậtthì tiếp tục đợi người tiếp theo vào đến khi đủ số lương người thì đèn sáng

Ngõ ra

Hình 3-2: Sơ đồ giải thuật đếm người ra

Khi có người ra khỏi phòng, LED hồng ngoại Led2 được kích lên mức 1, xong sau

đó Led1 mới được kích lên mức 1 sau Khi đó số người giảm đi 1, lặp lại cho đến khi số người bằng 0 thì tắt đèn

 Khối điều khiển

Yêu cầu thiết kế: mạch đáp ứng được các chức năng mà hệ thống đặt ra Kết quả thi công:

 Mạch có thể bị nhiễu do Module hồng ngoại

 Đèn sáng mờ do bị sụt áp

 Có thể cài đặt thời gian tự động

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG VÀ THI CÔNG MẠCH

4.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Hình 4-2: Mạch in

4.3 SƠ ĐỒ MẠCH THỰC TẾ

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN

5.1 Ưu điểm và khuyết điểm của mạch:

Ưu điểm: Có thể sử dụng rỗng rãi và phổ biến trong nhiều trường hợp khác nhau

Hệ thống ổn định, nhỏ gọn, có khả năng phát triển thành các đề tài khác: chiếu sángcầu, chiếu sáng hành lang,…

Khuyết điểm: chỉ có 1 cửa ra vào Chỉ có một người ra vào tại một thời điểm nhấtđịnh

5.2 Khả năng ứng dụng của đề tài:

Hệ thống có khả năng ứng dụng rộng rãi trong thực tế như trong các phòng học ,các mô hình nhà lớn vì hệ thống có tính tự động cao cũng như việc tiết kiệm tối ưuchi phí trong đời sống hiện nay

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Các bài viết trên diễn đàn điện tử viễn thông

http://www.picvietnam.com/forum/showthread.php?

s=cab2079157ae47ddb59743e4f7f13870&t=10

http://www.pduytech.com/Downloads/Documents/Tutorial/Tutorial_877A_TuDeDenKho.pdf