ĐỒ ÁN: VI ĐIỀU KIỂN ĐỀ TÀI: CUỘN MÀN CHIẾU SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA8 VÀ MODULE THU – PHÁT RF 315MHZ

ĐỒ ÁN: VI ĐIỀU KIỂN ĐỀ TÀI: CUỘN MÀN CHIẾU SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA8... Xuất phát từ những ý tưởng trên nhóm em đã chọn đề tài Cuộn màn chiếu sử dụng vi điều khiển Atmega8 và modul

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

?

ĐỒ ÁN: VI ĐIỀU KIỂN

ĐỀ TÀI: CUỘN MÀN CHIẾU

SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA8

LỜI MỞ ĐẦU

Với tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hiện đại như công nghệ thông tin, công nghệ truyền thông, cơ khí, động lực trong thời gian qua không thể tách rời với ngành điện tử Ngành điện tử đóng vai trò rất quan trọng, được ứng dụng rộng rãi và góp phần hiệu quả vào công việc giải phóng sức lao động của con người đưa con người hướng tới một thế giới công nghệ mới ngày càng hiện đại hơn Trong mọi lĩnh vực từ kinh doanh cho đến giáo dục không ngành nào thiếu thuyết trình,

từ nhưng bản phát họa trên máy tính đến trình chiếu, máy chiếu là thành phần không thể thiếu Bên cạnh đó để hiện thị rõ hơn chúng ta cần đến màn chiếu, một màn chiếu sạch và rõ Để màn chiếu luôn được sạch thì chúng ta cần phải cuộn nó lại mỗi khi kết thúc một buổi thuyết trình hay hội thảo

Xuất phát từ những ý tưởng trên nhóm em đã chọn đề tài Cuộn màn chiếu sử dụng vi điều khiển Atmega8 và module thu-phát RF 315Mhz Trong quá trình thì công và thiết kế em đã có rất nhiều cô

gắng hoàn thiện đề tài bằng tất cả những nhiệt tình và năng lực của mình Tuy nhiên trong thời gian ngắn với kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án chưa được hoàn thiện và không tránh khỏi sự thiếu sót Kính mong nhận được những ý kiến đóng của tất cả thầy cô và các bạn

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án môn học này này, em đã nhận được sự hướng dẫn giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Cao đẳng Công Thương

Trước hết em xin chân trành cảm ơn quý thầy cô trường Cao đẳng Công Thương, đặc biệt thầy cô đã tận tình dạy bảo em trong những năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Điện-Điện tử đã tạo điều kiện cho em học tập làm những đồ án môn học như ngày hôm nay

Đây là một đề tài khá khó đối với nhóm em, tài liệu tham khảo còn hạn chế Tuy nhiên trong quá trình thi công mô hình được sự chỉ bảo rất tận

tình của giáo viên hướng dẫn Ths.Lâm Quang Chuyên, đề tài đến nay

đã được hoàn thành Song cho hiểu biết và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên đồ án này không thể tránh khỏi sai sót Em rất mong nhận được chỉ bảo của các thầy cô và các bạn để em có thể hiểu biết sâu hơn, hoàn thiện mô hình ngày một tốt hơn và đưa vào thực tế

Nhóm sinh viên thực hiện: Trần Mẫn Đạt – Lê Xuân Chính

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nhận xét chung:

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Đánh giá: (Được phép bảo vệ hay không được phép bảo vệ) …

…

…

TPHCM, ngày … tháng … năm 20

Giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên)

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ATMEGA8 VÀ MODULE THU - PHÁT RF 315MHZ.

Ngày hoàn thành đề tài: 09 / 06 / 2019 ; Tuần thứ: 17

Sinh viên thực hiện:

Tuần/ngày Nội dung – công việc thực hiện

Tuần1,2 Báo cáo đề tài và chuẩn bị linh kiện

Tuần 3,4,5 Mô phỏng, tính toán và test trên board test

Tuần 9,10,11 Thi công mạch và test thực tế

Tuần 15,16,17 Viết báo cáo và hoàn thiện dưa ra thực tế

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ và tên)

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài này là do em tự thực hiện dựa vào một số tài liệu tham khảo

và em xin cam đoan đề tài này không sao chép bất kỳ công trình đã có trước đó Nếu có sao chép em hoàn toàn chịu trách nhiệm.

DANH MỤC HÌNH

HÌNH 1ATMEGA16 VÀ ATMEGA8 1

HÌNH 2CODEVISIONAVR 2

HÌNH 3MÀN CHIẾU DA-LITE 2

HÌNH 4ATMEGA8A VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 4

HÌNH 5MẠCH CẦU H 5

HÌNH 6MẠCH CẦU H CÓ TÍN HIỆU A 5

HÌNH 7MẠCH CẦU H CÓ TÍN HIỆU B 6

HÌNH 8SƠ ĐỒ CHÂN L298N 6

HÌNH 9THU PHÁT RF315MHZ 7

HÌNH 10L7805CV 8

HÌNH 11SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 15

HÌNH 12LAYOUT ĐIỀU KHIỂN 15

HÌNH 13ẢNH THỰC TẾ 16

HÌNH 14LAYOUT MOTOR 16

DANH MỤC BẢNG BẢNG 1BẢNG THÔNG SỐ L298N 6

BẢNG 2THÔNG SỐ L7805 8

BẢNG 3SƠ ĐỒ KHỐI CUỘN MÁY CHIẾU 9

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU i

LỜI CẢM ƠN ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC iv

LỜI CAM ĐOAN v

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC BẢNG vi

MỤC LỤC viii CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 01 A MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN: 01 1 VI ĐIỀU KHIỂN AVR: 01

2 TRÌNH BIÊN DỊCH CODEVISIONAVR: 01

3 MÀN CHIẾU: 02

B GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐIỂN HÌNH TRONG MẠCH: 03 1 ATMEGA8: 03

2 MẠCH CẦU H (L289N): 05

3 MODULE THU-PHÁT RF 315MHZ: 07

4 Khối nguồn cấp (LM7805): 08

C SƠ ĐỒ KHỐI CUỘN MÁY CHIẾU: 09 D CƠ CẤU HOẠT ĐỘNG: 09

CHƯƠNG II: CODE 10 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH 15 1 Phần mềm thiết kế: Altium Designer 17 15

2 Một số hình ảnh thực tế: 16

CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN 17 1 ƯU NHỰC ĐIỂM CỦA SẢN PHẨM 17

2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN: 17

3 KẾT LUẬN: 17

CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

A MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN:

1 VI ĐIỀU KHIỂN AVR :

 AVR là một họ vi điều khiển được phát triển từ năm 1996 bởi Atmel Đây là những

vi điều khiển 8-bit RISC kiến trúc Harvard đã được sửa đổi AVR là một trong những họ vi điều khiển đầu tiên sử dụng bộ nhớ flash trên chip để lưu trữ chương trình, trái ngược với ROM lập trình một lần, EPROM hoặc EEPROM được sử dụng bởi các bộ vi điều khiển khác tại thời điểm đó

 AVR có rất nhiều dòng khác nhau bao gồm dòng Tiny AVR (như AT tiny 13, AT tiny 22…) có kích thước bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi, rồi đến dòng AVR (chẳn hạn AT90S8535, AT90S8515,…) có kích thước bộ nhớ vào loại trung bình và mạnh hơn là dòng Mega (như Atmega8, Atmega16,…) với bộ nhớ có kích thước vài Kbyte đến vài trăm Kb cùng với các bộ ngoại vi đa dạng được tích hợp trên chip, cũng có dòng tích hợp cả bộ LCD trên chip (dòng LCD AVR)

2 TRÌNH BIÊN DỊCH CODEVISIONAVR:

 Trình biên dịch tương thích ANSIN C

 Các kiểu dữ liệu được hổ trợ: bit, bool, char, int, short, long, float

 Trình chỉnh sửa với thụt lề tự động, tỏ sáng các cú pháp cho cả trình biên dịch C

và AVR, khả năng gỡ lỗi cấu trúc lệnh

Hình 1 Atmega16 và Atmega8

3 MÀN CHIẾU:

 Màn chiếu là một thiết bị dùng để hiển thị hình ảnh phát ra từ máy chiếu Màn chiếu được làm bằng vải và được sơn lớp phản quang giúp tăng khả năng hiển thị hình ảnh lên 2-3 lần

 Màn chiếu được chia làm nhiều loại:

- Dựa vào kích cỡ màn chiếu được phân làm: màn chiếu 100inch, 120inch, 150inch, 200inch, 300inch

- Dựa vào chức năng màn chiếu có thẻ được phân làm: màn chiếu xem phim, màn chiếu dữ liệu data

- Màn chiếu cũng có thể được chia thành, màn chiếu 3 chân di động, màn chiếu kéo tay, màn chiếu điều khiển điện

 Các hãng sản xuất màn chiếu trên thế giới gồm có: granview, dalite, apolo,

Hình 2 CodeVisionAVR

Hình 3Màn chiếu DA-LITE

B GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐIỂN HÌNH TRONG

MẠCH:

1 ATMEGA8:

 Tính năng, đặc điểm:

 Bộ điều khiển 8-bit, hiệu năng cao, hiệu suất thấp, AVR

 Kiến trúc RISC nâng cao:

- 130 lệnh, hầu hết được thực thi trong 1 chu kì xung nhịp

- 32x8 thanh ghi đa dụng

- Tốc độ 16 MPIS, với thạch anh 16MHz

- Tích hợp bộ nhân 2 thực hiện trong chu kì chip

 Đặc điểm ngoại vi:

- Hai Bộ đếm thời gian / Bộ đếm 8 bit với bộ đếm trước riêng biệt, một chế

độ so sánh

- Một Bộ đếm thời gian / Bộ đếm 16 bit với bộ đếm trước, chế độ so sánh

và Capture Mode riêng biệt

- Bộ đếm thời gian thực với bộ dao động riêng

- Ba kênh PWM

- ADC 8 kênh trong gói TQFP và MLFSix Độ chính xác của kênh 10 bit

Độ chính xác hai kênh 8 bit

- ADC 6 kênh trong gói PDIP Độ chính xác của kênh 10 bit Độ chính xác hai kênh 8 bit

- Giao diện nối tiếp hai dây định hướng Byte

- USART nối tiếp lập trình

- Giao diện nối tiếp Master / Slave SPI

- Hẹn giờ theo dõi lập trình với Bộ tạo dao động trên chip riêng

- Bộ so sánh tương tự trên chip130 lệnh, hầu hết được thực thi trong 1 chu

kì xung nhịp

- 32x8 thanh ghi đa dụng

- Tốc độ 16 MPIS, với thạch anh 16MHz

- Tích hợp bộ nhân 2 thực hiện trong chu kì chip

- Chế độ bật nguồn reset và phát hiện Brown-out khả trình

- Tích hợp mạch dao dộng RC bên trong

- Các ngắt trong ngắt ngoài

- Năm chế độ nghỉ: rảnh rỗi, giảm nhiễu ADC, Tiết kiệm năng lượng, nguồn thấp, Standby và Extended Standby

- Vào/ra và các gói dữ liệu

- Chế độ không tải: 1,0mA

Hình 4 ATMEGA8A và sơ đồ chân

 Mạch cầu H gồm có 2 Transistor NPN và 2 Transistor PNP tạo thành công tắc bán dẫn để đảo chiều động cơ

 Nguyên lý hoạt động:

Trường hợp 1: có tín hiệu ngõ vào A:

Khi có tín hiệu ngõ vào A:

● Q1 và Q4 đóng

● Q2 và Q3 mở

Dòng điện đi từ cực dương của nguồn qua Q4 vào động cơ rồi qua Q1 về cực âm của nguồn Động cơ quay thuận

Hình 5 Mạch cầu H

Trường hợp 2 Có tín hiệu ngõ vào B:

Hình 7 Mạch cầu H có tín hiệu B

Bảng 1 Bảng thông số L298N

Hình 8 Sơ đồ chân L298N

- VT: Chân trạng thái, có tín hiệu sóng sẽ kích lên mức 1

- D3: Chân Data out 3

- D2: Chân Data out 2

- D1: Chân Data out 1

- D0: Chân Data out 0

- 5V: Chân cấp nguồn 5V

- GND: Chân Mass, cấp nguồn 0V

- Ngoài ra còn có 1 lỗ ký hiệu ANT là chân nối anten ngoài

Hình 9 Thu phát RF 315Mhz

4 Khối nguồn cấp (LM7805):

Sơ đồ chân:

1 IN: ngõ vào của IC nhận điện áp 9VDC

2 GND: chân nối max (0v)

3 OUT: ngõ ra của IC có điện áp là 5VDC

Bảng 2 Thông số L7805

Hình 10 L7805CV

D CƠ CẤU HOẠT ĐỘNG:

 Khi màn chiếu ở trạng thái đang đóng:

+ Cảm biến trên tác động khóa nút nhấn lên

 Khi nhấn nút xuống Màn chiếu chạy xuống:

 Khi nhấn nút lên Màn chiếu chạy lên

 Khi nhấn nút giữa máy chiếu dừng

 Khi màn chiếu xõa xuống hết:

+ Cảm biến dưới tác động khóa nút nhấn xuống

CHƯƠNG II: CODE

/*******************************************************

This program was created by the

CodeWizardAVR V3.12 Advanced

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2014 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l

Chip type : ATmega8A

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 1,000000 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 256

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// State: Bit7=0 Bit6=0 Bit5=0 Bit4=0 Bit3=0 Bit2=0 Bit1=0 Bit0=0

PORTB=(0<<PORTB7) | (0<<PORTB6) | (0<<PORTB5) | (0<<PORTB4) |

(0<<PORTB3) | (0<<PORTB2) | (0<<PORTB1) | (0<<PORTB0);

// Port C initialization

// Function: Bit6=Out Bit5=Out Bit4=Out Bit3=Out Bit2=Out Bit1=Out Bit0=Out

DDRC=(1<<DDC6) | (1<<DDC5) | (1<<DDC4) | (1<<DDC3) | (1<<DDC2) |

(1<<DDC1) | (1<<DDC0);

// State: Bit6=0 Bit5=0 Bit4=0 Bit3=0 Bit2=0 Bit1=0 Bit0=0

PORTC=(0<<PORTC6) | (0<<PORTC5) | (0<<PORTC4) | (0<<PORTC3) |

(0<<PORTC2) | (0<<PORTC1) | (0<<PORTC0);

// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRD=(0<<DDD7) | (0<<DDD6) | (0<<DDD5) | (0<<DDD4) | (0<<DDD3) |

(0<<DDD2) | (0<<DDD1) | (0<<DDD0);

// State: Bit7=P Bit6=P Bit5=P Bit4=P Bit3=P Bit2=P Bit1=P Bit0=P

PORTD=(1<<PORTD7) | (1<<PORTD6) | (1<<PORTD5) | (1<<PORTD4) |

(1<<PORTD3) | (1<<PORTD2) | (1<<PORTD1) | (1<<PORTD0);

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

TCCR0=(0<<CS02) | (0<<CS01) | (0<<CS00);

TCNT0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization

// Mode: Normal top=0xFFFF

// OC1A output: Disconnected

// OC1B output: Disconnected

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=(0<<COM1A1) | (0<<COM1A0) | (0<<COM1B1) | (0<<COM1B0) |

(0<<WGM11) | (0<<WGM10);

TCCR1B=(0<<ICNC1) | (0<<ICES1) | (0<<WGM13) | (0<<WGM12) | (0<<CS12) | (0<<CS11) | (0<<CS10);

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer2 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC2 output: Disconnected

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=(0<<OCIE2) | (0<<TOIE2) | (0<<TICIE1) | (0<<OCIE1A) | (0<<OCIE1B) | (0<<TOIE1) | (0<<TOIE0);

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// USART initialization

// USART disabled

UCSRB=(0<<RXCIE) | (0<<TXCIE) | (0<<UDRIE) | (0<<RXEN) | (0<<TXEN) |

(0<<UCSZ2) | (0<<RXB8) | (0<<TXB8);

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// The Analog Comparator's positive input is

// connected to the AIN0 pin

// The Analog Comparator's negative input is

// connected to the AIN1 pin

ACSR=(1<<ACD) | (0<<ACBG) | (0<<ACO) | (0<<ACI) | (0<<ACIE) | (0<<ACIC) | (0<<ACIS1) | (0<<ACIS0);

SFIOR=(0<<ACME);

// ADC initialization

// ADC disabled

ADCSRA=(0<<ADEN) | (0<<ADSC) | (0<<ADFR) | (0<<ADIF) | (0<<ADIE) |

(0<<ADPS2) | (0<<ADPS1) | (0<<ADPS0);

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH

1 Phần mềm thiết kế: Altium Designer 17

 Sơ đồ nguyên lý:

 Layout:

Hình 11 Sơ đồ nguyên lý

2 Một số hình ảnh thực tế:

Hình 14 Layout Motor

Hình 13 Ảnh thực tế

CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ KẾT LUẬN

- Sau thời gian thực hiện đồ án em đã đạt được nhiều kết quả:

Giá thành rẻ, dễ thi công, dễ sửa chữa, độ an toàn cao

Dễ lắp đặt

- Bên cạnh đó đồ án của em cũng có những nhược điểm như sau:

Bố trí linh kiện chưa được khoa học

Chi phí hạn chế nên gia công cơ khí còn chưa thật sự hoàn hảo

Cơ cấu chuyển động của động cơ chưa được mượt, còn có tiếng ồn Nếu đưa vào thực tế nhóm em sẽ khắt phục điểm hạn chế này

em được hoàn thiện hơn

- Một lần nữa em xin cảm ơn quý thầy cô đã tạo điều kiện giúp đỡ để em hoàn thiện đề tài này

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Phạm Thị Cư , Mạch điện I , Xuất bản Đại Học Quốc Gia, Tp.HCM

Gia, Tp.HCM

[3] Trần Thu Hà, Giáo trình điện tử cơ bản, Xuất bản Đại Học Quốc Gia, Tp.HCM [4] Th.S: Lâm Quang Chuyên, Giáo trình môn học VI ĐIỀU KHIỂN, Trường Cao đẳng Công Thương, TP.HCM

[5] Th.S: Lâm Quang Chuyên, Giáo trình môn học Thực hành VI ĐIỀU KHIỂN, Trường Cao đẳng Công Thương, TP.HCM

http://www.alldatasheet.com

https://www.youtube.com

https://www.google.com.vn

https://vi.wikipedia.org