I I Bộ Giáo Dục Đào Tạo Trường Đại học SPKT Tp.HCM Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Khoa Điện tử Độc lập - Tự - Hạnh Phúc Bộ môn: Điện tử công nghiệp NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Lớp: 001011 Khoa: Điện tử Tên đề tài: Họ tên giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Thanh Đạo Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung): Ngày giao nhiệm vụ luận văn: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Nội dung yêu cầu luận văn tốt nghiệp thông qua mô n Giáo viên hướng dẫn Thông qua môn Ngày tháng năm 2005 Chủ nhiệm môn I II BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG D ẪN Họ tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thông MSSV : 00101296 Dương Anh Tài MSSV : 00101270 Lớp: 001011 Khoa: Điện tử Tên đề tài: Nhận xét giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướ ng dẫn Lê Thanh Đ ạo I V BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆ N Lớp: 001011 Khoa: Điện tử Tên đề tài: Nhận xét giáo viên phản biện Giáo viên phản biện V BẢNG NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆ N Lớp: 001011 Khoa: Điện tử Tên đề tài: Nhận xét hội đồng phản biện Hội đồng phả n biện V I LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển khoa học giúp ích phục vụ cho người nhiều lĩnh vực.Sự tiến bao gồm ngành kỹ thuật điện tử, ti n học …Không vậy, chúng ngành mũi nhọn xu công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Kỹ thuật điện tử phát triển dẫn đến đời chip vi x ữ lý, nhớ, máy tính… có khả xữ lý ngày cao Vì vậy, vấn đề điều khiển ý nhiều đem ứng dụng rộng rãi hầu hết c ác lĩnh vực lao động, sản xuất, nghiên cứu,quốc phòng, vui chơi giải trí… Hiện nay, nhà sản xuất đưa thiết bị điện tử hầu hết phục vụ cho nhu cầu giải trí người Vấn đề điều khiển ch ú ý nhiều ví dụ người ngồi đâu làm việc, học h ỏi, tìm kiếm thông tin, điều khiển thứ cách nhấn nút Ý tưởng ngồI mộ t chỗ điều khiển thiết bị phòng nhà hay công sở xí nghiệp… nghiên cứu ứng dưng từ sớm như: thiết bị đ ể quản lý thiết bị nhà cao tầng, khách sạn sang trọng…Trong phạm vi hiểu biết mình, nhóm thực tìm hiểu, thực đề tài :”Thiết kế, t hi công mạch điều khiển thiết bị gia đình ” Trong trình thực luận văn này, với kiến thức thời gia n hạn chế nên đề tài nhiều sai sót không tránh khỏi nên kính mong th ầy cô bạn sinh viên thông cảm đóng góp ý kiến quí báu để đề tài đ ược hoàn thiện Nhóm thực đ ề tài V II LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này, cố gắng nổ lực thân, nhóm thực đề tài chúng em có giúp đỡ vô quí báu gia đình, nhà trường, thầy cô bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc chúng em kính xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: - Thầy Lê Thanh Đạo, thầy trực tiếp hướng dẫn đề tài, tận tì nh dẫn chúng em suốt trình thực đề tài để từ chúng em đúc kết cho kiến thức bổ ích - Quý thầy cô khoa Điện tử - Quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật - Tập thể lớp bạn sinh viên - Ba mẹ anh chị tận tình giúp đỡ tinh thần vật c hất cho chúng thời gian qua Xin chân thánh cảm ơn tất tạo điều kiện cho chúng em h oàn thành tập luận văn Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đề t ài Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang 12 MỤC LỤC Phần A : GIỚI THIỆU Trang tựa i Nhiệm vụ đề tài ii Nhận xét giáo viên hướng dẫn iii Nhận xét giáo viên phản biện iv Nhận xét hội đồng phản biện v Lời mở đầu vi Lời cảm ơn vii Mục lục viii Liệt kê bảng x Liệt kê hình xi Phần B : NỘI DUNG Chương : DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tầm quan trọng đề tài 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Mục đích nghiên cứu Chương : CƠ SỞ LÍ LUẬN 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Dàn ý nghiên cứu 2.3 Phương pháp phương tiện nghiên cứu 2.4 Lập kế hoạch nghiên cứu Chương : MỘT SỐ IC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 3.1 Một số IC sử dụng đồ án 3.2 Vi điều khiển AT89C51 3.3 IC phát remote hồng ngoại (LC7461) 3.4 IC đệm đường truyền vi sai (SN75176) 11 Chương : THIẾT BỊ HIỂN THỊ LCD 12 4.1 Giới thiệu chung 12 4.2 Sơ đồ chân kích thước LCD 12 4.3 Sơ đồ khối LCD 13 4.4 Các chân LCD 13 4.5 Một số đặt tính LCD sử dụng đề tài 14 4.6 Sơ đồ giải thuật lập trình LCD 18 Chương : ĐƯỜNG TRUYỀN, XUNG ĐỘT VÀ CHỐNG XUNG ĐỘ T TRÊN ĐƯỜNG TRUYỀN 21 5.1 Mạch giao tiếp đường truyền 21 5.2 Chuẩn giao tiếp RS485 J2 CON2 4007 4007 C6 104 C8 220uF C11 104 LED VCC U5 LM7805 D1 D2 C10 104 VOUT U4 C7 104 VIN C9 470uF R2 470 D D3 D4 11 U4E 10 13 7404 U4F 12 7404 404 4007 LED C Hình 7.9 : Sơ đồ nguyên lí mạch giao tiếp máy tí nh với bus Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XXXVII 4007 Hình 7.10 : Sơ đồ mạch in board giao tiếp máy tính với b us D6 Hình 7.11 : Sơ đồ bố trí linh kiện board giao tiếp máy tính với b us Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XXXVIII Hình 7.12 : Sơ đồ mạch in board mạch Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XXXIX Hình 7.13 : Sơ đồ bố trí linh kiện board mạch Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XL CHƯƠNG PHẦN MỀM MBE 8.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN MBE Giao diện phần mềm điều khiển máy tính bên Hình 8.1 : Giao diện chương trình MBE Để sử dụng, chọn nút connect để kết nối máy tính với ph ần cứng Chương trình tự động dò tìm xem phần cứng kết nối cổng CO M máy tính giao tiếp với board cổng COM Nhập số phòng vào ô “Room” số thiết bị cần điều k hiển vào ô “Device” bàn phím dùng nút “Ro/De” phím s ố giao diện để nhập số phòng số thiết bị chuột Sau đó, người sử dụn g giám sát, điều khiển thiết bị phòng nút chức sa u: • Read : Nút dùng để kiểm tra trạng thái thiết bị phòng đ ó có hoạt động hay không Sau nhấn nút trạng thái thiết bị đ ược hiển thị led bảng “Status of device” Nếu led sáng màu xanh t hiết bị hoạt động, led màu xám thiết bị không hoạt động • Control : Sau kiểm tra, ta thay đổi trạng thái th iết bị cách nhấp vào nút nhấp đúp vào led tương ứng bảng ều khiển Thiết bị tắt mở tùy thuộc tình trạng trước • On All : Nhấp vào nút thiết bị phòng chọn mở hết Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XLI • Off All : Nhấp vào nút thiết bị phòng chọn tắt h ết • Detail : Nhấp vào nút để biết thêm thông tin thiết bị phò ng : tên thiết bị, vị trí thiết bị phòng, trạng thái… Khi nhấp nút giao diện hình 8.2 Trên giao diện này, người dùng x em chi tiết thiết bị : tên, trạng thái, vị trí thiết bị tro ng phòng Ngoài người sử dụng tự đặt tên cho thiết bị cá ch bấm giữ phím Alt click vào thiết bị sau điền tên thiết bị vào Người sử dụn g di chuyển vị trí thiết bị cho phù hợp với vị trí phòng cách bấm giữ phím Ctrl click vào thiết bị Hình 8.2 : Giao diện chi tiết cho phòng Người sử dụng tự tạo sơ đồ bố trí vật dụng ch o phù hợp với phòng thực tế Các hình vẽ thiết kế phần mềm vẽ đồ họa nào, phần sau trình bày số phần mềm chuyên dụng h lưu file hình sơ đồ phòng Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XLII 8.2 GIỚI THIỆU NHỮNG PHẦN MỀM DÙNG VẼ SƠ ĐỒ PHÒNG Lưu ý : Những phần mềm giới thiệu mục nhó m thực đề tài tải từ mạng Internet Mục đích giới thiệu phần mề m để người sử dụng tham khảo thêm giúp người sử dụng có thê m công cụ đơn giản để tự thiết kế sơ đồ phòng nhà Khi chọn nút Detail, ta xem sơ đồ phòng mà ta điều khiển Tuy nhiên, ta tự thiết kế sơ đồ phòng cho gi ống phòng Để làm điều ta sử dụng phần mềm c huyên dụng Smartdraw hay Room-Arranger 8.2.1 Phần mềm Smartdraw Chương trình Smartdraw có dung lượng khoảng 35MB tương thí ch với windows dùng thử 30 ngày Nếu muốn sử dụng lâu dài ta c ó thể mua trực tiếp mạng địa sau: http:\\ www.smartdraw.com/plink/buy htm Chương trình lớn nên đáp ứng hầu hết yêu cầu mà ta mong muốn Chạy file Smartdraw.exe để vào chương trình Hình 8.3 : Giao diện phần mềm Smartdraw • File > New: Ta mở khung cho phòng Ta chọn nh ững mẫu có sẵn để thiết kế phòng thấy mẫu phù hợp Hoặ c ta Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XLIII tự tạo khung theo ý thích cách chọn creat a new empty drawing không chọn khung có sẵn, ta có hình trốn g để thiết kế Ta chọn nút Wall hình thiết kế để vẽ khung phong mà ta muốn Chọn kiểu vẽ côn g cụ để vẽ Sau vẽ xong (chú ý phòng vẽ phải hình khép kín k hông hở) ta chuyển sang dạng tường tiến hành phân bố c ác đồ dùng nhà Để chọn đồ dùng ta nhấp nút object hình : • Wizard > Open > Furniture wizard: Chọn chế độ bên trái điều khiển để chọn đồ dùng gia đình… Ngoài ra, số chức di chuyển đồ dùng cách chọn Object sau đó, dùng chuột nhấp đúp vào chúng, ta di chuyển chúng dễ dàng.Ta c họn lệnh Move symbol, Rotation symbol … để làm tương tự … • Ta điền thích cách chọn biểu tượng Word sau đánh tên cần thích vào Chương trình Smartdraw việc thiết kế phòng ốc vẽ toàn nhà, vẽ biểu đồ, sơ đồ, mạch điện … 8.2.2 Phần mềm Room-Arranger Chương trình Room Arranger có dung lượng khoảng 0.9MB tư ơng thích với windows dùng thử 30 ngày Nếu muốn sử dụng lâ u dài ta mua trực tiếp mạng địa sau: http://www.roomarranger.com/ Chọn file Rooarr.exe để chạy chương trình Chương trình kh đơn giản gồm phần sau: Hình 8.4 : Giao diện Room Arranger Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XLIV • Project > new: Một hình yêu cầu chọn kích thước phòng x uất Nếu muốn thay đổi, ta thay đổi thông số Width Height sau chọn OK Còn không muốn thay đổi chọn cancel để hình thiết kế m ặc định width =500, height=300 Hình 8.5 : Thiết lập thông số cho vẽ Thường phòng có dạng hình chữ nhật, muốn thay đổi chọn new ta nhấp vào nút Edit wall để vẽ lại phòng ( thường ta c hi cần thay đổi thông số tọa độ X Y tronh phòng được) • Add Object : Ta chon thiết bị để trang trí cho phòng t phòng khách, phòng ngủ… đến nhà bếp Khi chon xong ta kéo chuột vào hình thiết kế Khi muốn di chuyển hay xoay thiết bị ta nhấp chuột phảI chọn Rota tion • Object > Add Label : Cho phép ta chèn câu thích vào thiết bị để dễ nhận biết • Ngoài số chức thú vị khác… Tuy nhiên, để xuất vẽ mà ta thiết kế xuất ta nên canh lại kích thước vẽ cho phù hợp với khung hình phần mềm MBE Ta làm sau: Khi thiết kế xong ta chọn Save để lưu lại vẽ Sau đó, chọn Pr oject > propeties hình chọn kích thước cho vẽ lại xuất lúc vào chương trình vẽ Ta thiết lập lại kích thước muốn, chọn xong nhấp OK Theo người làm đề tài nên chọn Width = 730 height = 450 Tiếp theo, ta chọn Project > export > save as image nhập tên cần save nhấp OK Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XLV CHƯƠNG TÓM TẮT - KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 9.1 TÓM TẮT ĐỀ TÀI Sau tuần thực đề tài “ Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình” thực việc sau: • Thiết kế - thi công mô hình gồm board kết nối với Mỗ i board kiểm tra, điều khiển thiết bị board khác • Có thể kiểm tra, điều khiển thiết bị phòng máy tính • Khả mở rộng tối đa 32 board cho 32 phòng • Phạm vi truyền tín hiệu board nhỏ 1Km • Thiết bị phòng điều khiển công tắc điều khiển tay hay điều khiển từ xa remote hồng ngoại • Có thể hẹn tắt cho thiết bị • Hiển thị giao tiếp thiết bị hiển thị LCD • Điều khiển tắt mở thiết bị điện triac rờle 9.2 KẾT LUẬN Trải qua tuần thực đề tài, nhóm thực đề tài ho àn thành yêu cầu đặt Nhóm hoàn thành đượ c mô hình điều khiển thiết bị cho ba phòng Tuy nhiên giới hạn trình độ chu yên môn, kinh nghiệm thực tế, thời gian, kinh phí nên đề tài nhiều khuyế t điểm như: • Phương thức điều khiển tay chưa thực hợp lý • Đã chống xung đột đường truyền không hoàn n tất tình xung đột xảy • Giao diện máy tính chưa thật tiện lợi, dễ sử dụng Tuy nhiên, trình thực đề tài, nhóm thực đề tài rút học kinh nghiệm, kiến thức, kỹ từ thầy cô, bạn bè… 9.3 ĐỀ NGHỊ Đề tài mở rộng theo hướng sau: • Sử dụng sóng cao tần để truyền tín hiệu dải • Có thể mở rộng, chỉnh sửa chương trình điều khiển để áp dụng ch o nhà cao tầng, khách sạn, công sở… • Có thể điều khiển thông qua: mạng điện thoại, Lan, Internet… • Sử dụng nguồn nuôi dự phòng để vi điều khiển hoạt động k hông có điện • Cải tiến điều khiển tay cho hợp lý • Hoàn thiện giao diện để người sử dụng điều khiển dễ dàng, nhanh chóng Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XLVI Tài liệu tham khảo THY ANH – Borland Delphi, công cụ phát triển ứng dụng nhanh môi trường Window (Tập 1,2).Nhà xuất trẻ 1999 TỐNG VĂN ON – HOÀNG ĐỨC HẢI - Họ vi điều khiển 8051 Nhà xuất lao động – xã hộI 2001 NGÔ DIÊN TẬP – Đo lường ghép nối máy tính môi trường Window Nhà xuất khoa học kỹ thật 2002 LÊ HỮU ĐẠT – Các kỹ xảo lập trình với Microsoft Visual Basic & B orland Delphi Nhà xuất giáo dục http://www.Arcelect.com/index.htm http://www.Ti.com/index.htm http://www.Samrtdraw.com/ http://www.Roomarranger.com/ http://www.Borland.com/ Chương 7: Thiết kế - Thi công Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện gia đình Trang XLVII Chương 7: Thiết kế - Thi công [...]... Khoảng cách truyền tín hiệu giữa các board trong phạm vi 1Km • Thi t bị trong từng phòng có thể được điều khiển bằng tay hay điều khiển từ xa bằng remote hồng ngoại • Có thể hẹn giờ tắt cho từng thi t bị • Chỉ có thể điều khiển các thi t bị công suất nhỏ, đơn giản… Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 18 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Trong quá trình thực hiện đề tài, người... : Giao diện chính của chương trình 40 Hình 8.2 : Giao diện chi tiết cho từng phòng 42 Hình 8.3 : Giao diện chính của phần mềm Smartdraw 40 Hình 8.4 : Giao diện chính của Room Arranger 43 Hình 8.5 : Thi t lập thông số cho bản vẽ 44 Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 16 Phần A GIỚI THI U Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị. .. 4.5.3 Bảng mã lập trình trong LCD Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình 32 Trang Lệnh Bảng 4.4 : Bảng mã ghi/đọc dữ liệu trong LCD Mã lệnh Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Mô tả 3 Thời gian thực hiện tối đa với fcp hay fosc là 250khz Đọc cờ bận hay RSđịa chỉ 0 R/W DB7 1 DB6 BF DB5 AC DB4 Đọc cờ bận báo hiệu có xử lý DB3 bên trong LCD và đọc nội... Delphi, giao tiếp máy tính, lập trình cho vi điều khiển họ MSC51 • Qua đó, phát sinh những vấn đề cần mới giúp đề tài càng được h oàn chỉnh • Có thể áp dụng trong thực tế Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 19 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CẦN ĐẠT ĐƯỢC Mục đích : Thi t kế và thi công hoàn chỉnh mạch có khả năng : • Giao tiếp, điều khiển, kiểm tra thi t bị. .. 23 Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 13 Chương 6 : ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 26 6.1 Triac 26 6.2 Một số đặt tính của MOC3020 29 Chương 7 : THI T KẾ - THI CÔNG 30 7.1 Thi t kế 30 7.2 Thi công 34 Chương 8: PHẦN MỀM MBE 40 8.1 Giới thi u phần mềm điều khiển MBE 40 8.2 Giới thi u những... BD0 BD H/L Đường dữ liệu vào, ra 7 Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 28 4.3 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA LCD • Trong luận án này chúng em sữ dụng LCD loạI 14 chân và dùng k iểu là 2dòng x 8 Hình 4.2 : Sơ đồ khối của LCD 4.4 CÁC CHÂN CỦA LCD Bảng 4.1 : Kí hiệu, chức năng các chân của LCD Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 29 Đối với loại LCD có... : Trạng thái hoạt động khi bấm phím đa hợp của LC7461 Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 25 Dạng sóng truyền đi Khi IC sử dụng Xtal 455KHz thì những thông số thời gian của d ạng sóng truyền đi như hình 3.5 Hình 3.5 : Dạng sóng truyền đi của IC LC7461 Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 26 3.4 IC ĐỆM ĐƯỜNG TRUYỀN VI SAI SN75176 3.4.1... hiển thị chữ của LCD 8 kí tự đầu 8 kí tự sau Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 30 4.5.2 Địa chỉ CGRAM của LCD CGRAM chứa mã của kí tự cần hiển thị Nếu muốn hiển thị chữ nào thì chỉ cần đưa mã chữ đó vào LCD Đối với các kí tự chữ cái thông thường t hì đây là mã ASCII Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 31 Bảng 4.3 : Bảng mã địa chỉ... dạng bus của SN75176 Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện trong gia đình Trang 27 CHƯƠNG 4 THI T BỊ HIỂN THỊ LCD 4.1 GIỚI THI U CHUNG DMC là những tên để chỉ ma trận điểm làm nên bảng hiển thị LC D, thi t bị này được phát triển bởi công ty OPTREX Khối hiển thị này bao gồm b ảng STN loại tinh thể lỏng LC, có độ tương phản cao, góc nhìn rộng Mỗi khối bê n trong được điều khiển bởi IC loại CMOS,... phòng để khiểm tra, điều khiển các thi t bị điện trong ph òng Nếu công việc này được thực hiện ở bất cứ phòng nào trong nhà mà không phải đi đến từng phòng thì sẽ giảm thời gian, công sức cho người sử dụng Xuất phát từ nhu cầu ấy, nhóm thực hiện đề tài : Thi t kế - thi cô ng mạch điều thi t bị điện trong gia đình một mô hình những board mạch có k hả năng kết nối với nhau để điều khiển qua lại giữa ... Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện gia đình Trang 31 Bảng 4.3 : Bảng mã địa kí tự hiển thị CGRAM 4.5.3 Bảng mã lập trình LCD Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện gia. .. 6.6 : Sơ đồ mạch kích triac dùng opto MOC3020 Chương 7: Thi t kế - Thi công opto Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện gia đình Trang 42 CHƯƠNG THI T KẾ - THI CÔNG 7.1 THI T KẾ 7.1.1... Có thể hẹn tắt cho thi t bị • Chỉ điều khiển thi t bị công suất nhỏ, đơn giản… Thi t kế - thi công mạch điều khiển thi t bị điện gia đình Trang 18 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Trong trình thực đề