Giáo trình phân tích quy trình nghiên cứu phần mềm ứng dụng lập trình chăm sóc cây trồng p9

Tham khảo tài liệu ''giáo trình phân tích quy trình nghiên cứu phần mềm ứng dụng lập trình chăm sóc cây trồng p9'', khoa học tự nhiên, nông - lâm phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

4.2 Phân công tín hiệu điều khiển

Tín hiệu đầu vào

1 Cảm biến nhiệt độ Ta P0.7 CBN

2 Cảm biến áp suất P P0.6 CBS

4 Cảm biến bức xạ Qs P0.3 CBB

Tín hiệu đầu ra

4 Đèn báo HT làm việc bình thường (Led) P0.0 D0

5 Đèn báo HT ống bị tắc (Led) P1.5 DT

6 Đèn báo HT ống bị vỡ (Led) P1.7 DV

4.3 Thuật toán điều khiển

Ta có sơ đồ thuật toán như sau:

Hình 4 – 4 : Sơ đồ thuật toán điều khiển ngắt

24VDC

24VDC

1

2

J2 VLV

1

2

J3 VTH

1

2

10K

10K

C828

1

C828

1

C828

1

K1

RELAY Dong_co

5

7 1 2

K2

RELAY Van_lam_v iec

5

7 1 2

K3

RELAY Van_thoat_hiem

5

7 1 2

D1

D3

D2

Dong co bom

Van lam v iec

Van thoat hiem

J4

220VAC

1 2

10K

Hình 4 - 6: Sơ đồ mạch lực

4.4.Thuyết minh sơ đồ

• Mạch điều khiển

Trong sơ đồ mạch điều khiển có màn hình hiển thị kết quả LCD được nối với các chân chip của cổng P2, các tín hiệu vào ra tương tự được nối vào các chân của cổng P0, P1 Năm nút nhấn bàn phím SET, CANCEL, DOWN, UP, RESET được nối với các chân: P1.6, P1.4, P1.3, P1.2 và chân XRES ngoài ra cổng kết nối máy tính qua cổng COM vào IC MAX 232 đưa tín hiệu vào chân P1.0 và P1.1 Khi đó phụ thuộc vào các tín hiệu đầu vào là các cảm biến mà chương trình xử lý kích hoạt hoặc không kích các chân chip, đưa hiển thị các

bộ thông số điều khiển lên LCD để dễ quan sát trong quá trình điều khiển Trong quá trình điều khiển ta đã tiến hành cài đặt các thông số cấu hình cho chip vi điều khiển Các tín hiệu tương tự từ cảm biến được đưa vào chân chip thông qua các bộ biến đổi ADC và các khâu khuyếch đại Gain để chip xử lý Tín hiệu ra từ chip được đưa tới mạch lực để kích đóng mở các rơ le

• Mạch lực

Tín hiệu ra từ chip là khoảng 2 - 5 VDC và dòng khoảng 50 - 100 mA do

đó ta không thể dùng nguồn này trực tiếp đóng mở các rơ le hay vận hành các

động cơ do đó ta phải đưa vào chân bazơ của các Tranzitor Khi có tín hiệu từ chip ra làm cho các Tranzitor này mở và khi đó sẽ cho nguồn 24VDC bên ngoài truyền qua cuộn dây làm việc của các rơ le 24VDC để đóng mở các tiếp

điểm nối máy bơm và các van điều khiển với nguồn xoay chiều Các diode D1,D2, D3 làm nhiệm vụ chống dòng ngược

4.5 Lựa chọn thiết bị

* Các đầu vào cho bộ điều khiển

- Đầu vào Analog [0 - 5 V] tương ứng với tín hiệu của cảm biến nhiệt

Do điều kiện không cho phép cho nên tôi không chế tạo ra các cảm biến độ

ẩm, cảm biến áp suất, cảm biến bức xạ mà thay vào đó là đưa tín hiệu analog

từ 0 đến 5 VDC vào chân chip thay cho cảm biến Riêng với cảm biến nhiệt chúng tôi dùng loại cảm biến LM335

R2 2.2K

R1 10K

2

D1 LM335

3

Output 10mV/oK

thể đo nhiệt độ rất chính xác và dễ dàng chuẩn hoá Nó làm việc như một diode Zener, LM335 có điện áp đánh thủng tỉ lệ trực tiếp với nhiệt độ tuyệt đối là 10mV/oK

kháng thấp và đầu ra tuyến tính đã làm cho việc ghép nối mạch ra và mạch điều khiển trở nên rất đơn giản

+ Các đặc ®iÓm của LM335

- Đo trực tiếp nhiệt độ Kelvin

- Dòng làm việc từ 400µA ÷ 5mA

- Trở kháng động nhỏ hơn 1Ω

- Kiểm tra dễ dàng

- Phạm vi nhiệt độ đo rộng

- Gi¸ thµnh h¹

+ Chuẩn hoá LM335

LM335 có một phương pháp chuẩn hoá thiết bị dễ dàng cho độ chính xác cao Nối nhánh hiệu chỉnh của LM335 với một biến trở 10KΩ (biến trở chỉnh tinh)

Bởi vì đầu ra của LM335 tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối Do đó với việc điều chỉnh biến trở, đầu ra cảm biến sẽ cho 0V tại 0oK

nhiệt độ) Vì vậy, chuẩn hoá độ dốc tại một nhiệt độ sẽ làm đúng tất cả các nhiệt độ khác

Điện áp đầu ra của cảm biến được tính theo công thức:

VoutT = VoutT0*

0

Trong đú: T là nhiệt độ chưa biết

Cả hai đều tớnh bằng nhiệt độ Kelvin

Bằng cỏch chuẩn hoỏ đầu ra tại một nhiệt độ sẽ làm đỳng đầu ra cho tất cả cỏc nhiệt độ khỏc Thụng thường đầu ra được lấy chuẩn là 10mV/oK

Vớ dụ tại 25oC ta sẽ cú đầu ra cú điện ỏp là 2,98V

Tuy nhiờn, LM335 cũng như bất kỳ loại cảm biến nào khỏc, sự tự làm núng cú thể làm giảm độ chớnh xỏc

* Các đầu ra cho bộ điều khiển

- Đầu ra rơ le (Dòng điện cho phép là 3A)

* Giao diện truyền thông

- Truền thông RS232 (COM PORT)

* Giao diện người máy

- Bàn phím gồm 5 nút ấn

- Màn hình tinh thể lỏng LCD (2 dòng 16 ký tự)

- Các đèn LED biểu thị chế độ hoạt động

* Các linh kiện được dùng trong quá trình thiết kế mạch:

ễ 3 rơ le điện áp điều khiển 24VDC

ễ 5 phím ấn

ễ 1 LCD là module hiển thị tuân theo chuẩn công nghiệp của Hitachi HD44780

Thông số của module LCD:

LCD

- Module gồm hai dòng 16 ký tự

- Chân Vss và Vdd là hai chân cung cấp nguồn

- Chân DB0 - DB7 là 8 chân dữ liệu

- Chân E là chân cho phép đọc/ghi bus dữ liệu

- Chân R/W là chân đọc/ghi

- Chân RS là chân lựa chọn thanh ghi trong module

Chân A, K là hai chân cung cấp điện áp cho đèn nền của màn hình

Vcc,Vss là chân nguồn +5V và chân đất còn VEE được dùng để điều khiển độ

tương phản

RS (Register Select )- chọn thanh ghi

Có 2 thanh ghi rất quan trọng bên trong LCD Chân RS được dùng để chọn các thanh ghi này Nếu RS = 0 thì thanh ghi mã lệnh được chọn, cho phép người dùng gửi mã lệnh chẳng hạn như xoá màn hình, đưa con trỏ về đầu dòng Nếu RS = 1 thì thanh ghi dữ liệu được chọn và cho phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị lên LCD

R/W (Read/Write )- Chân đọc ghi cho phép người dùng đọc/ ghi thông

tin từ chip lên LCD R/W = 0 thì đọc, còn R/W = 1 thì ghi

E (Enable )- Chân cho phép E được LCD sử dụng để chốt thông tin hiện

có trên chân dữ liệu Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức cao-xuống-thấp được áp đến chân E để LCD chốt dữ liệu trên chân dữ liệu Xung này phải rộng tối thiểu 450ns

ễ 1 chip PsoC CY8C27443-24PI

ý nghĩa của các chân

* Ký hiệu P0[0] là chân số 0 của cổng P0 (tương tự với các cổng khác)

* AI( Analog Input) đầu vào tương tự

* AIO (Analog Input/Output) là đầu vào ra tương tự

* SMP (Switch Mode Pump) là chân lựa chọn chế độ kích điện áp, được

sử dụng khi hoạt động với nguồn điện áp thấp 1.0V

* External VREF là chân lấy điện áp tham chiếu từ bên ngoài

* External AGND là chân lấy điện áp AGND làm tham chiếu từ bên ngoài

Hình 4-7: Sơ đồ chân chip CY8C27443

* EXTCLK là chân xung nhịp từ bên ngoài

* XRES là chân cho phép khởi động lại chip từ bên ngoài

* I2C SDA là chân truyền dữ liệu nối tiếp trong truyền thông I2C

* I2C CLK là chân truyền xung nhịp trong truyền thông I2C

* XTALin và XTALout là hai chân lấy xung nhịp thạch anh từ bên ngoài

* Chân Vss và Vdd là chân nguồn cấp cho chip

ễ Một IC ổn áp LM7805 là loại IC với đầu vào là điện áp từ 5 đến 25V

và đầu ra là điện áp ổn định ở 5V

U3 LM7805/TO

1

2

VIN

VOUT

Hình 4-8 : Sơ đồ chân của IC LM7805

ễ Một IC MAX 232 là loại IC cho phép chuyển đổi truyền thông nối tiếp với truyền thông RS232

ễ Một IC MAX 232 là loại IC cho phép chuyển đổi truyền thông nối tiếp với truyền thông RS232

U3

MAX232

5 14 19 8 10 12 17 9 13

2 1 20

T1IN T3IN T5IN C1+

C1-C2+

C2-SD V+

V-T1OUT T3OUT T5OUT

Ô Mét bé nguån ngoµi 220VAC, 24VAC vµ mét sè phô kiÖn nh− mét

sè tô läc, jack tÝn hiÖu…

4.6.CÊu h×nh cho c¸c User Module cña chip CY8C27443

Hình 4-9: Cấu hình chân chip

Module ADCINC là module chuyển đổi số sang

tương tự

Input : Lấy từ khối tương tự ACB0

Clock Phase: Pha xung nhịp ở chế độ bình thường

Module LCD là module hiển thị các giá trị dùng

để giao tiếp người máy

LCDPort : Cổng kết nối Port_2

BarGraph : Enable Cho phép cấu hình đồ

hoạ trên LCD

Module PGA: Module khuếch đại không đảo có

tác dụng khi đầu vào là tương tự Hệ số có thể

thay đổi thông qua chương trình lập trình

- Gain : 1.000 Đặt hệ số khuếch đại bằng 1

- Input: analogColumn_InputMUX_0 đầu vào

của bộ khuếch đại