Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế bộ điểu khiển từ xa bằng hồng ngoại
Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ Bộ mơn: KỸ THUẬT MÁY TÍNH ĐỒ ÁN MƠN HỌC MƠN HỌC HỆ THỐNG NHÚNG Tên đề tài:THIẾT KẾ MẠCH GIẢI MÃ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI IR TỪ REMOTE Nhóm sinh viên : Nguyễn Thành Luân Hà Quang Tiến Hoàng Tiến Thêm Lớp : 45X Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Tuấn Anh Thái Nguyên - 2012 GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng TRƯỜNG ĐHKTCN KHOA ĐIỆN TỬ Bộ mơn KTMT CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BM Kỹ thuật Máy tính ĐỒ ÁN MƠN HỌC MƠN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG Nhóm: Nhóm Sinh viên : Nguyễn Thành Luân Hà Quang Tiến Bùi Đức Thuận Lớp: 44X Ngành : Đo Lường Điều Khiển Tự Động 1.Tên đề tài: Thiết kế mạch giải mã tín hiệu hồng ngoại từ IR Remote Nội dung thuyết minh tính tốn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các vẽ, chương trình, đồ thị ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Thơng qua phần Thơng qua phần Thông qua phần Xác định yêu cầu Thiết kế Xây dựng hệ thống Đồng ý cho bảo vệ TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Tuấn Linh ThS Nguyễn Tuấn Anh GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT Nhận xét giáo viên hướng dẫn ……………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… … Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2012 Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT Nhận xét giáo viên chấm ……………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… … Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2012 Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Bộ môn KTMT Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT Mục Lục CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG .5 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG HỒNG NGOẠI: .5 1.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG: .7 1.3 YÊU CẦU VÀ RÀNG BUỘC CỦA HỆ THỐNG MỚI .7 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG THỂ 2.2 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG .9 2.3 GIẢN ĐỒ THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐKTX DÙNG HỒNG NGOẠI .11 2.4 CÁC MODULE TRONG HỆ THỐNG .11 2.5 SƠ ĐỒ GIẢI MÃ TÍN HIỆU .11 2.6 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 12 2.7 LỰA CHỌN LINH KIỆN 13 CHƯƠNG : XÂY DỰNG HỆ THỐNG 23 3.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 23 3.2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 26 A- Sản phẩm .30 B- Định hướng phát triển đề tài 30 C - Tài liệu tham khảo 31 GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng Bộ mơn KTMT Lời nói đầu Điều khiển từ xa việc điều khiển mơ hình khoảng cách mà người khơng thiết trực tiếp đến nơi đặt hệ thống Khoảng cách tùy thuộc vào mức phức tạp khác , Chắng hạn từ mặt đất điều khiển vệ tinh hay tàu vũ trụ ta cần phải có hệ thống thu phát mạnh Ngược lại để điều khiển thiết bị gia đình hay trị chơi điện tử từ xa cần hệ thống thu phát yếu hơn… Những đối tượng điều khiển khơng gian, đáy biển sâu hay vùng xa xôi hẻo lánh địa cầu Việc ứng dụng điều khiển từ xa vào thông tin liên lạc mang lại nhiều thuận lợi cho xã hội lồi người, thơng tin cập nhật xác nhanh chóng q trình điều khiển từ xa đo lường từ xa Ngồi điều khiển từ xa cịn ựng dụng đo lường.Trước đây, muốn đo độ phóng xạ lị phản ứng hạt nhân khó khăn phức tạp , người nơi an tồn để đo đo dược độ phóng xạ lị phản ứng hạt nhân nhờ kỹ thuật điều khiển từ xa Như hệ thống điều khiển từ xa hạn chế mức phức tạp cơng việc đảm bảo an tồn cho người Những trị chơi giải trí (ro bot, xe điều khiển từ xa, máy bay….) ứng dụng gần gũi với người cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng đạt mức tiện lợi Điều khiển từ xa thâm nhập vào vấn đề cho loại tivi điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD ….đến quạt bàn tất dều điều khiển từ xa Nó giúp nhiều cho sống ngày tiện Xuất phát từ ý tưởng nhóm chúng em chọn đề tài : Thiết kế hệ thống điều khiển từ xa thiết bị điện gia đình dùng hồng ngoại Trong trình nghiên cứu làm đề tài chúng em cố gắng tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch, cố gắng đưa mạch thật, ứng dụng có hiệu thực tế Nhóm sinh viên thực Trần Xuân Vịnh Nguyễn Văn Hạnh Bùi Đức Thuận GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG HỒNG NGOẠI: Hệ thống điều khiển từ xa hệ thống cho phép ta điều khiển thiết bị từ khoảng cách xa Ví dụ hệ thống điều khiển vô tuyến, hệ thống điều khiển từ xa tia hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa cáp quang dây dẫn * Sơ đồ kết cấu hệ thống điều khiển từ xa bao gồm: - Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu phát - Đường truyền: đưa tín hiệu điều khiển từ thiết bị phát đến thiết bị thu - Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền, qua trình biến đổi, biến dịch để tái lại lệnh điều khiển đưa đến thiết bị thi hành Thiết bị phát Đường truyền Thiết bị thu * Nhiệm vụ hệ thống điều khiển từ xa: - Phát tín hiệu điều khiển - Sản sinh xung hình thành xung cần thiết - Tổ hợp xung thành mã - Phát tổ hợp mã đến điểm chấp hành - Ở điểm chấp hành (thiết bị thu) sau nhận mã phải biến đổi mã nhận thành lệnh điều khiển đưa đến thiết bị, đồng thời kiểm tra xác mã nhận 1.1.1 Một số vấn đề hệ thống điều khiển từ xa: Do hệ thống điêù khiển từ xa có đường truyền dẫn xa nên ta cần phải nghiên cứu kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu truyền xác nhanh chóng theo yêu cầu sau: a Kết cấu tin tức: Trong hệ thống điều khiển từ xa độ tin cậy truyền dẫn tin tức có quan hệ nhiều đến kết cấu tin tức Nội dung kết cấu tin tức có hai phần: lượng chất Về lượng có cách biến lượng điều khiển lượng điều khiển thành loại xung cho phù hợp, xung cần áp dụng phương pháp để hợp thành GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT tin tức, để có dung lượng lớn tốc độ truyền dẫn nhanh b.Về kết cấu hệ thống: Để đảm bảo yêu cầu kết cấu tin tức, hệ thống DKTX có yêu cầu sau: - Tốc độ làm việc nhanh - Thiết bị phải an tòan tin cậy - Kết cấu phải đơn giản Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu cao hệ thống đạt tốc độ điều khiển cực đại đồng thời đảm bảo độ xác phạm vi cho phép 1.1.2 Các phương pháp mã hóa điều khiển từ xa: Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc truyền thông tin liên tục rời rạc hóa tin tức thường phải biến đổi thông qua phép biến đổi thành số (thường số nhị phân) mã hóa phát từ máy phát Ở máy thu, tín hiệu phải thơng qua phép biến đổi ngược lại với phép biến đổi trên: giải mã, liên tục hóa … Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu độ tin cậy hệ thốg điều khiển từ xa, nghĩa tăng tốc độ truyền khả chống nhiễu Trong điều khiển từ xa ta thường dùng mã nhị phân tương ứng với hệ, gồm có hai phần tử [0] [1] Do yêu cầu độ xác cao tín hiệu điều khiển truyền để chống nhiễu ta dùng loại mã phát sửa sai Mã phát sửa sai thuộc loại mã đồng bao gồm loại mã: mã phát sai, mã sửa sai, mã phát sửa sai Dạng sai nhầm cuả mã truyền tùy thuộc tính chất kênh truyền, chúng phân thành lọai: - Sai độc lập: Trong trình truyền, nhiều tác động, nhiều ký hiệu tổ hợp mã bị sai nhầm, sai nhầm khơng liên quan - Sai tương quan: Được gây nhiều nhiễu tương quan, chúng hay xảy chùm, cụm ký hiệu kế cận Sự lựa chọn cấu trúc mã chống nhiễu phải dựa tính chất phân bố xác suất sai nhầm kênh truyền Hiện lý thuyết mã hóa phát triển nhanh, nhiều loại mã phát sửa sai nghiên cứu như: mã Hamming, mã chu kỳ, mã nhiều cấp GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT 1.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG: 1.2.1 Phân tích cơng nghệ có - Điều khiển từ xa dùng sóng radio - Điều khiển từ xa dùng hồng ngoại - Điều khiển từ xa dùng sóng Bluetooth - Điều khiển từ xa dùng âm - Điều khiển từ xa qua điện thoại di động - Điều khiển từ xa qua mạng máy tính - Điều khiển từ xa ánh sang nhìn thấy … 1.2.2 Lựa chọn giải pháp phù hợp Do điều khiển từ xa thiết bị gia đình khơng gian xác định nên ta chọn công nghệ điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại : - Đơn giản thiết kế - Độ xác cao - Thiết bị nhỏ gọn - Sử dụng dễ dàng - Linh kiện dễ tìm ,giá phải - Đáp ứng tính kỹ thuật tính kinh tế… 1.3 YÊU CẦU VÀ RÀNG BUỘC CỦA HỆ THỐNG MỚI 1.3.1 Yêu cầu: - Điều khiển hồng ngoại - Điều khiển tác động đóng , ngắt thiết bị - Điều khiển nhiều thiết bị gia đình - Điều khiển từ xa khoảng từ 5m -> 10m - Làm việc với điện áp lưới 220V/ 50Hz - Thời gian mở đóng 1s - Có hẹn thời gian ngắt thiết bị - Dùng Rơle từ để đóng ngắt cho ổ cắm điện 220 V, - Dùng Remote TiVi Sony để phát sóng hồng ngoại đưa mã lệnh điều khiển - Bộ phát sử dụng điều khiển có sẵn (điều khiển TV, đầu VIDEO…) - Bộ phát chuẩn có dải tần số từ 35 -> 38 KHZ - Chi phí cho điều khiển khơng q 200.000 VND GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH ... Nguyên, Ngày Tháng Năm 2012 Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Bộ môn KTMT Đồ án hệ thống Nhúng Bộ mơn...Đồ án hệ thống Nhúng TRƯỜNG ĐHKTCN KHOA ĐIỆN TỬ Bộ mơn KTMT CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BM Kỹ thuật Máy tính ĐỒ ÁN MƠN HỌC MƠN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG Nhóm:... ……………………………………………………………………………………… … Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2012 Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH Đồ án hệ thống Nhúng Bộ môn KTMT Nhận xét giáo viên chấm