ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout)

ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout)

ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI ĐIỀU

KHIỂN QUA VÔ TUYẾN

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI……… 1

1.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA……… ………1

1.2 NỘI DUNG…… ……… 1

1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN……… 2

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG……… 2

2.1 SƠ ĐỒ KHỐI……… 2

2.1.1 Chức năng và nhiệm vụ của từng khối……… 2

2.1.1.1 Khối nguồn……….2

2.1.1.2 Khối phát RF……… 3

2.1.1.3 Khối thu RF……… 4

2.1.1.4 Khối phát hiện vật thể………4

2.1.1.5 Khối vi điều khiển……… 4

2.1.1.6 Khối thông báo……… 5

2.1.1.7 Khối điều khiển Robot……….5

2.2 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH………6

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý……….6

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch……… 6

CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU LINH KIỆN……… 8

3.1 VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52……….8

3.1.1 Một vài thông số của vi điều khiển………8

3.1.2 Các cổng xuất nhập của AT89S52……… …… 9

3.2 MODULE PT2262 VÀ PT2272……… 9

3.2.1 Mã hóa với PT2262……… 9

3.2.2 Giãi mã với PT2272……… 10

4.1 THI CÔNG, SẢN PHẨM……… 13

4.1.1 Dụng cụ sử dụng……… 13

4.1.2 Tiến hành thi công mạch……… 13

4.1.3 Sản phẩm hoàn thiện……….14

4.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG………14

4.3 NHẬN XÉT……… 14

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN……….16

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….17

PHU LỤC………18

HÌNH 2.2 PIN 12V DC VÀ IC 7805……… 3

HÌNH 2.3 SƠ ĐỒ KHỐI PHÁT RF……… 3

HÌNH 2.4 SƠ ĐỒ KHỐI THU RF……… 4

HÌNH 2.5 SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN……… 5

HÌNH 2.6 SƠ ĐỒ KHỐI ĐIỀU KHIỂN ROBOT……… 5

HÌNH 2.7 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ……… 6

HÌNH 3.1: SƠ ĐỒ CHÂN AT89S52……… 8

HÌNH 3.2: SƠ ĐỒ CHÂN PT2262……… …10

HÌNH 3.3: SƠ ĐỒ CHÂN PT2272……… 10

HÌNH 3.4: MODULE CẢM BIẾN PIR……… 11

HÌNH 3.5: MODULE ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ L298……….12

HÌNH 4.1: SƠ ĐỒ MẠCH IN……… 13

HÌNH 4.2: SẢN PHẨM HOÀN THIỆN……… 14

PIR Passive Infrared Sensor

IR Infrared Remote

IC Integrated Circuit

FET Field-Effect Transistor

DC Direct Current

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Mục đích, ý nghĩa

Ngày nay, có nhiều vụ cướp xảy ra, vì vậy chúng ta cần một hệ thống an ninh tốthơn Các hệ thống an ninh hiện tại thường được sử dụng là camera giám sát cung cấphình ảnh cho người dùng quan sát nhưng không thể thông báo cho người dùng ngay lậptức về sự hiện diện trái phép Để vượt qua những vụ cướp và thông báo cho ngườidùng ngay lập tức, nên việc phát triển một Robot có khả năng phát hiện người trongkhu vực thật sự cần thiết

Hơn thế, Robot có thể sử dụng trong việc tìm kiếm những người bị nạn trongcác vụ động đất, hỏa hoạn Khảo sát các khu vực nguy hiểm

1.2 Nội dung

Robot sử dụng bộ điều khiển từ xa RF, với bộ điều khiển này nó sẽ truyền sóng

vô tuyến tương ứng với các lệnh nhị phân từ bộ phát đến bộ thu Bộ phận thu sóng sẽnhận tín hiệu và giãi mã đưa đến vi xử lý tiến hành điều khiển các thao tác của robot

Cảm biến PIR được gắng vào xung quanh Robot từ đó thu được các nguồn nhiệtphát ra từ vật thể, qua lăng kính Fresnel, qua kính lọc lấy tia hồng ngoại, nó được tiêu

tụ trên 2 cảm biến hồng ngoại gắn trong đầu dò, và tạo ra điện áp khuếch đại vớitransistor FET Khi có một vật nóng đi ngang qua, từ 2 cảm biến này sẽ cho xuất hiện 2tín hiệu và tín hiệu này sẽ được khuếch đại để có biên độ đủ cao và đưa vào mạch so áp

để tác động vào loa báo động

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

2.1 Sơ đồ khối

Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển robot phát hiện người qua vô tuyến

2.1.1 Chức năng và nhiệm vụ của từng khối

2.1.1.1 Khối nguồn

Khối nguồn sẽ tạo ra dòng điện và điệp áp ổn định cung cấp an toàn cho cả mạch.Trong mạch này ta sử dụng nguồn pin 12V DC và dùng IC 7805 để tạo thêm nguồn 5VDC

Khối Phát

RF

Khối Nguồn

Hình 2.2 Pin 12V DC và IC 7805

2.1.1.2 Khối phát RF

Khối phát phát tín hiệu để cung cấp cho khối thu Khối phát dùng module PT2262 tạo

mã hóa và truyền đi ở tần số 315 MHz

Hình 2.3 Sơ đồ khối phát RF

2.1.1.3 Khối thu RF

Khối dùng để thu tín hiệu từ khối phát, đưa về PT2272 – M4 để giải mã và đưa đến khối điều khiển để điều khiển robot di chuyển.

Hình 2.4 Sơ đồ khối thu RF

2.1.1.4 Khối phát hiện vật thể

Module cảm biến PIR sẽ phát hiện vật thể chuyện động trong khu vực và truyền tín hiệu đến khối vi điều khiển để xử lý

2.1.1.5 Khối vi điều khiển

Nhận tín hiệu từ khối thu điều khiển Robot di chuyển tiến, lùi, sang trái, sang phải, phát cảnh báo ra loa nếu phát hiện người

Hình 2.5 Sơ đồ khối vi điều khiển

2.1.1.6 Khối thông báo

Khối thông báo sẽ được mắc vào loa, khi Robot phát hiện trong khu vực có người vi điều khiển sẽ truyền tín hiệu vào loa để loa phát ra cảnh báo

2.1.1.7 Khối điều khiển Robot

Được mắc vào 2 module L298, nhận tín hiệu từ vi điều khiển cho Robot di chuyển

Hình 2.6 Sơ đồ khối điều khiển Robot

2.2 Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của mạch

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch

Khi ta nhấn A ở remote chân D0 của PT2267 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận đượctín hiệu truyền làm cho D0 của PT2272 lên mức 1, tín hiệu đưa vào Port 3.0 của vi điềukhiển, làm cho Port 2.0 và Port 2.2 ở mức 1, Port 2.1 và Port 2.3 ở mức 0, tín hiệu sẽtruyền vào module L298 điều khiển Robot tiến lên

Khi ta nhấn B ở remote chân D1 của PT2267 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận đượctín hiệu truyền làm cho D1 của PT2272 lên mức 1, tín hiệu đưa vào Port 3.1 của vi điềukhiển, làm cho Port 2.0 và Port 2.2 ở mức 0, Port 2.1 và Port 2.3 ở mức 1, tín hiệu sẽtruyền vào module L298 điều khiển Robot lùi

Khi ta nhấn C ở remote chân D2 của PT2267 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận đượctín hiệu truyền làm cho D2 của PT2272 lên mức 1, tín hiệu đưa vào Port 3.2 của vi điềukhiển, làm cho Port 2.2 ở mức 1, Port 2.0, Port 2.1 và Port 2.3 ở mức 0, tín hiệu sẽtruyền vào module L298 điều khiển Robot sang trái.

Khi ta nhấn D ở remote chân D3 của PT2267 có tín hiệu mạch thu sẽ nhận đượctín hiệu truyền làm cho D3 của PT2272 lên mức 1, tín hiệu đưa vào Port 3.3 của vi điềukhiển, làm cho Port 2.0 ở mức 1, Port 2.1, Port 2.2 và Port 2.3 ở mức 0, tín hiệu sẽtruyền vào module L298 điều khiển Robot sang phải

Đặt module cảm biến PIR phía trước Robot khi phát hiện có người chuyển độngphía trước cảm biến sẽ truyền tín hiệu vào Port 3.4 của vi điều khiển, làm cho Port 2.0,Port 2.1, Port 2.2 và Port 2.3 ở mức 0, Robot ngừng di chuyển đồng thời ở Port 2.4 ởmức 0, loa sẽ phát ra cảnh báo, hết thời gian trễ của module cảm biến, Robot tiếp tục dichuyển theo điều khiển

CHƯƠNG 3: TÌM HIỀU LINH KIỆN

3.1 Vi điều khiển AT89S52

Hình 3.1 Sơ đồ chân của AT89S52

3.1.1 Một vài thông số của vi điều khiển AT89S52

AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8Kbyte bộ nhớ chỉ đọc có thểxóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 3TIMER/COUNTER 16 Bit, 5 vector ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bánsong công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP

Bên cạnh đó là một vài đặc điểm của vi điều khiển như:

 8Kbyte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xóa

 Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

 3 mức khóa bộ nhớ lập trình

 3 bộ Timer/counter 16 Bit

 4 Port xuất/nhập I/O 8 bit.

 Giao tiếp nối tiếp

 64 KByte vùng nhớ mã ngoài

 64 KByte vùng nhớ dữ liệu ngoại

 4 cho hoạt động nhân hoặc chia

3.1.2 Các cổng xuất nhập của AT89S52

Port 0 gồm 8 chân, có 2 chức năng:

 Chức năng xuất/nhập: các chân này dùng để nhận tín hiệu từ bên ngoài vào xử

lý hoặc dùng để xuất tín hiệu ra ngoài

 Chức năng bus dữ liệu và bus địa chỉ: lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại,đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ ngoài

Port 1 gồm 8 chân, chỉ có chức năng làm các đường xuất/nhập

Port 2 gồm 8 chân, có 2 chức năng:

 Chức năng xuất/nhập: các chân này dùng để nhận tín hiệu từ bên ngoài vào xử

lý hoặc dùng để xuất tín hiệu ra ngoài

 Chức năng bus địa chỉ cao: khi kết nối với bộ nhớ ngoài có dung lượng lớn, cần

2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do Port 0 đảm nhận, byte cao doPort 2 này đảm nhận

Port 3 gồm 8 chân, có chức năng xuất/nhập và với mỗi chân còn có chức năng riêng

Chân 1-8 (A0-A7): là các chân tổ hợp địa chỉ đồng bộ giữa phần phát và phần thu.Chân 9 (VSS): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.

Chân 10-13 (D3-D0): là các chân đầu vào tổ hợp mã dự liệu

Chân 14 (TE): được nối xuống mass

Chân 15 và 16 (OSC1 và OSC2): là 2 chân được nối với điện trờ bên ngoài để quy địnhtần số sóng mang Tần số sóng mang được tính (f=R/12)

Chân 17 (Dout): là đầu ra tín hiệu đã được điều chế

Chân 18 (VCC): là chân cấp nguồn dương

3.2.2 Giãi mã với PT2272

Hình 3.3 Sơ đồ chân PT2272Chân 1-8 (A0-A7): là các chân tổ hợp mã địa chỉ đồng bộ giữa phần phát và

Chân 10-13 (D3-D0): là các chân đầu ra có trạng thái theo tín hiệu được thu vàđược giãi mã từ phần phát.

Chân 14 (DIN): là chân thu tín hiệu từ phần phát để giãi mã tín hiệu

Chân 15 và 16 (OSC1 và OSC2): là 2 chân được nối với điện trở bên ngoài đểtạo giao động giải mã Giá trị R của PT2272 sẽ bằng khoảng giá trị R củaPT2262 chia cho 5

Chân 17 (VT): là chân báo hiệu mã đúng Khi truyền một mã đúng và giãi mãđúng thì chân 17 của IC PT2272 sẽ có điện áp cao đưa ra

Chân 18 (VCC): là chân cấp nguồn dương

3.3 Tổng quan về module cảm biến PIR

Hình 3.4 Module cảm biến PIRModule cảm biến trên gồm 3 chân, một chân nối mass, một chân nối vớinguồn DC, mức điện áp từ 3-15V, chân còn lại xuất tín hiệu ra Nếu cảm biếnphát hiện có vật thể chuyển động chân xuất tín hiệu ra sẽ ở mức điện áp cao,trạng thái nghỉ ở mức điện áp thấp Cảm biến được lắp thêm lăng kính Fresnel

để tăng góc dò Có thể chỉnh được thời gian trễ và khoảng cách phát hiện vậtthể

 Thời gian trễ từ 0.3 giây đến 5 phút

 Khoảng cách phát hiện tối đa lên đến 7 mét

3.4 Module điều khiển động cơ DC

Hình 3.5 Module điều khiển động cơ L298Module L298 là một IC tích hợp nguyên khối gồm 2 mạch cầu H bên trong Vớiđiện áp làm tăng công suất đầu ra từ 5V – 47V, dòng lên đến 4A, L298 rất thíchhợp trong những ứng dụng công suất nhỏ như động cơ DC.

Tóm tắt chức năng các chân của L298:

 4 chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4, đây là các chân nhân tín hiệu điềukhiển từ vi điều khiển

 4 chân OUTPUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4, đây là các chân điềukhiển động cơ

 Hai chân ENA và ENB dùng để điều khiển các mạch cầu H trong L298.Nếu mức logic “1” thì cho phép mạch cầu H hoạt động ngược lại mạchcầu H không hoạt động Trong trường hợp điều khiển động cơ ENA vàENB nối với nguồn 5V

Nguyên tắc điều khiển động cơ:

 Khi IN1=1, IN2=0: động cơ quay thuận

 Khi IN1=0, IN2=1: động cơ quay nghịch

 Các loại module và linh kiện khác.

4.1.2 Tiến hành thi công mạch

Layout và sơ đồ nguyên lý được thiết kế bằng phần mềm Proteus Mạch in được thi công bằng phương pháp ủi mạch trên board đồng và hàn linh kiện theo sơ đồ nguyên

lý Mạch in được thiết kế như hình 4.1

Hình 4.1 Sơ đồ mạch in

 Tiến hành ủi bo mạch, khoan lỗ để gắn linh kiện theo sơ đồ layout

 Sử dụng VOM kiểm tra xem mạch có hoạt động tốt hay không

 Nạp chương trình vào vi điều khiển

 Kiểm tra hoạt động của mạch

4.1.3 Sản phẩm hoàn thiện

Hình 4.2 Sản phẩm hoàn thiện

4.2 Hướng dẫn sử dụng

Cấp nguồn cho mạch:

 Remote dùng nguồn pin DC 3-12V Điện áp càng cao tín hiệu đi càng xa

 Dùng pin 9V DC đưa qua IC 7805 thu được 5V cấp nguồn cho vi điều khiển

 Dùng pin 12V DC cấp cho 2 module L298

Bấm 4 nút nhấn trên mạch phát RF điều khiển Robot chuyển động Khi Robot pháthiện có người sẽ tự dừng lại và phát cảnh báo ra loa

Khi muốn ngừng sử dụng mạch:

 Đóng Remote

 Tháo contact pin ra khỏi board mạch chính và module điều khiển

 Bảo quản mạch điều khiển cẩn thận Tránh va đập và môi trường ẩm ướt

4.3 Nhận xét

Kết quả đạt được là: đã tạo ra được mạch hoàn chỉnh, mạch chạy khá ổn định, điều khiển được Robot di chuyển các hướng và có khả năng phát hiện người sau đó

Bên cạnh những kết quả đạt được thì mạch còn những hạn chế là: Mạch chỉ cho phép người dùng để khiển ở khoảng cách gần, chưa cho phép điều khiển tốc độ di chuyển của Robot, do chỉ có một cảm biến được gắng ở phía trước Robot nên chưa phát hiện được các hướng hai bên và phía sau Robot đôi khi có những trục trặc nhỏ.

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

Sau gần 3 tháng tìm hiểu thiết kế và thi công mạch “Robot phát hiện người điềukhiển qua vô tuyến” Tôi đã thực hiện thành công đề tài Qua đó đã đúc kết được nhiềukinh nghiệm trong việc thiết kế, gia công mạch điện tử Củng cố được những kiến thức

lý thuyết đã học được

Hướng phát triển của đề tài: nâng cao khả năng điều khiển ở khoảng cách xatích hợp camera, Robot có khả năng tự di chuyển và né vật cản để phát hiện ngườitrong khu vực rộng hơn đồng thời sẽ thông báo kết quả phát hiện người vào điện thoạihoặc qua phần mềm trên máy tính

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Giáo trình Vi xử lý – Trường ĐH Tôn Đức Thắng

[2] Giáo trình Kỹ thuật mạch điện tử - Nhà xuất bản Giáo Dục.[3] Thiết kế hệ thống với họ 8051 – Nhà xuất bản Phương Đông.[4] http://www.alldatasheet.com

p2=OFF;

p3=ON;

}else if(BT1==0 && BT2==0 && BT3==1 && BT2==0){

}

}