Đang tải... (xem toàn văn)
MÔ HÌNH GARA ÔTÔ TRONG NHÀ THÔNG MINH (có code)........................ MÔ HÌNH GARA ÔTÔ TRONG NHÀ THÔNG MINH (có code)........................ MÔ HÌNH GARA ÔTÔ TRONG NHÀ THÔNG MINH (có code)........................ MÔ HÌNH GARA ÔTÔ TRONG NHÀ THÔNG MINH (có code)........................ MÔ HÌNH GARA ÔTÔ TRONG NHÀ THÔNG MINH (có code)........................
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH GARA ƠTƠ TRONG NHÀ THƠNG MINH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADC Analog-to-digital converter DC Direct Current EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory I2C Inter-Intergrated Circuit ICSP In Circuit Serial Programming PIC Programmable Intelligent Computer PWM Pulse Width Modulation RAM Random Access Memory RPM Revolutions Per Minute SFR Special Function Register SPI Serial Peripheral Interface SSP Supply Side Platform TTL Transistor-transistor logic USART Universal Syncronous Asyncronous Receiver Transmitter Trang 6/40 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Ngày với tiến vượt bậc công nghệ phát triển không ngừng nhu cầu đời sống vật chất tinh thần người, mang lại nhiều hội khơng thách thức cho nhà đầu tư Nắm bắt điều đó, hơm em xin giới thiệu đề tài là: Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Được xây dựng ý tưởng cất lấy xe ôtô cách tiện lợi thoải mái 1.1.1 Mô tả mạch Khi chạy xe nhà, xe tiến đến khoảng cách định nhận biết xe chủ nhà cửa gara mở lên (và có trộm đột nhập mở cửa gara còi hú nhẹ báo động) Khi chạy xe vào gara, đèn gara bật sáng có người xe vào trong, lúc trời tối Xe vào trong, khơng tín hiệu xe, cửa gara đóng lại người vào nhà đèn gara tự động tắt Ngược lại, vào lúc sáng sớm làm, có người xuống lấy xe đèn gara sáng trời tối, cửa gara mở nhận thấy tín hiệu xe, chạy xe ra, cửa gara tự động đóng lại 1.1.2 Mục tiêu • Cung cấp tiện lợi, thoải mái cho người sử dụng • Dễ dàng quản lý điều khiển theo ý muốn • Mạch có tính kinh tế, phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế • Có thể đầu tư, sản xuất phát triển mạch theo hướng đại hóa 1.1.3 u cầu đề tài • Tìm hiểu vi điều khiển linh kiện liên quan khóa cổng, đèn chiếu sáng gara • Xây dựng mơ hình sát với thực tế, thiết kế hệ thống điều khiển thiết lập mã khóa cửa chế độ vào/ra • Mơ mạch, khảo sát, điều chỉnh Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 7/40 • Thi cơng phần cứng, khảo sát đánh giá hoạt động hệ thống 1.2 Tìm hiểu linh kiện Mạch sử dụng linh kiện chính: PIC16F877A, động DC 12V, module cảm biến vật cản hồng ngoại V1, module điều khiển động L298N, module cảm biến báo cháy, module cảm biến chuyển động HC-SR501, Rơ-le 12V-10A, module cảm biến ánh sáng 1.1.4 Giới thiệu PIC16F877A Đây vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh thực thi chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép 20 MHz với chu kì lệnh 200 ns Bộ nhớ chương trình 8K x 14 bit, nhớ liệu 368 byte RAM, nhớ liệu EEPROM với dung lượng 256 byte Số Port I/O với 33 pin I/O Các đặc tính ngoại vi bao gồm khối chức sau • Timer 0: đếm bit với chia tần số bit • Timer 1: đếm 16 bit với chia tần số, thực chức đếm dựa vào xung clock ngoại vi vi điều khiển hoạt động chế độ sleep • Timer 2: đếm bit với chia tần số, postcaler • Hai Capture/ so sánh/ điều chế độ rộng xung Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP ( Synchronous Serial Port ), SPI I2C Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với bit địa Cổng giao tiếp song song PSP ( Parallel Slave Port ) với chân điều khiển RD, WR, CS bên ngồi Các đặc tính Analog • kênh chuyển đổi ADC 10 bit • Hai so sánh Bên cạnh có vài đặc tính khác vi điều khiển như: • Bộ nhớ flash với khả ghi xóa 100.000 lần • Bộ nhớ EEPROM với khả ghi xóa 1.000.000 lần • Dữ liệu nhớ EEPROM lưu trữ khoảng 40 năm Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 8/40 • Khả tự nạp chương trình kết hợp với điều khiển phần mềm • Nạp chương trình mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming) thơng qua chân • Watchdog Timer với dao động • Chức bảo mật mã chương trình • Chế độ Sleep • Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác Sơ đồ chân Hình 1-1: Sơ đồ chân PIC16F877A Tính chân Bảng 1-1:Tính chân PIC16F877A Tên OSC1/CLKI OSC2/CLKO Chân 13 14 Loại I Mô tả chức Dao động tinh thể lối vào dao động O Dao động tinh thể lối xung Mơ hình gara ôtô nhà thông minh Trang 9/40 MCLR/Vpp RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/V-ref/CVRef I/P nhịp Lối vào reset Lối vào điện áp nạp I/O I/O I/O trình Vpp Vào/ số Lối vào analog Vào/ số Lối vào analog Vào số lối vào analog Lối vào RA3/AN3/V+ref I/O điện áp chuẩn V-ref ADC Vào số lối vào analog Lối vào RA4/TOCKI/C1OUT I/O điện áp chuẩn V-ref ADC Vào/ra số cực máng ngỏ Lối vào xung cho Timer Lối so RA5/SS/AN4/C2OUT RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6 RB7 RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 33 34 35 36 37 38 39 40 15 16 I/O sánh Vào/ra số lối vào chọn SOI Lối vào I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O analog Lối so sánh Vào/ra số Lối vào ngắt ngồi Vào/ra số Vào/ra số Vào/ra số Nạp trình LVP Vào/ra số Vào/ra số Vào/ra số Xung nhịp nạp trình ICSP Vào/ra số Dữ liệu nạp trình ICSP Vào/ra số Tạo dao động Timer Xung I/O nhịp cho Timer Vào/ra số Tạo Timer Lối vào capture Lối Compare Lối RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK 17 18 23 24 25 I/O PWM2 Vào/ra số I/O Capture1 Lối PWM1 Vào/ra số Nhịp đồng cho SPI I/O I2C Vào/ra số Vào liệu SPI Vào I/O I/O liệu I2C Vào/ra số Ra liệu SPI Vào/ra số Cổng truyền thông không Lối vào vào/ra đồng Xung nhịp truyền đồng Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh số Trang 10/40 RC7/RX/DT 26 RD0,1, 19, 20, 2,3, 21, 22, 4,5, 27, 28, 6,7 RE0/RD/AN5 29, 30 RE1/WR/AN6 RE2/CS/AN7 Vss Vdd 12,31 11,32 I/O Vào/ra số Công nhận không đồng I/O Dữ liệu đồng Vào/ra số I/O Vào/ra số Điều khiển RD cổng song I/O song Vào/ra số Điều khiển WR cổng song I/O song Vào/ra số Điều khiển CS cổng song I/O I/O song Đất chung cho lối vào analog Cấp nguồn dương Tổ chức nhớ: Có nhớ riêng biệt vi điều khiển PIC16F877A gồm có: Bộ nhớ liệu (Data memory), nhớ chương trình (Program memory), nhớ EEPROM • Bộ nhớ chương trình (Program memory) Bộ nhớ chương trình vi điều khiển PIC16F877A nhớ flash, dung lượng nhớ 8K word (1 word = 14 bit), phân thành nhiều trang (từ page đến page 3) Bộ nhớ chương trình có khả chứa 8*1024 = 8192 lệnh (vì lệnh sau mã hóa có dung lượng word (14 bit)) Khi vi điều khiển reset, đếm chương trình đến địa 0000h (Reset vector) Khi có ngắt xảy ra, đếm chương trình đến địa 0004h (Interrupt vector) Bộ nhớ chương trình khơng bao gồm nhớ stack khơng địa hóa đếm chương trình Mơ hình gara ơtơ nhà thông minh Trang 30/40 VI ĐIỀU KHIỂN Động Module cầu H Hiển thị còi hú, đèn hoạt động với điện áp L298 sáng tắt điều khiển xuất từ L298 trả giá trị xung cảm biến Encoder Hình 2-3: Lưu đồ giải thuật hệ thống Đầu tiên, cấp nguồn cho mạch, có vật thể chuyển động di chuyển vào vùng nhận biết cảm biến chuyển động, còi hú báo động khơng phải tín hiệu xe chủ nhà Khi có tín hiệu xe chủ nhà, động cửa quay cửa mở Khi xe vào trong, đèn bên gara sáng trời tối Khi khơng tín hiệu xe cửa đóng lại Cảm biến báo cháy báo động phát lửa CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THI CƠNG 1.6 Mơ hình mạch in mạch Động Hoạt động với điện áp điều khiển xuất từ Mơ hình garavà ơtơ nhà L298 trảtrong giá trịthông minh xung cảm biến Trang 31/40 Hình 3-1: Kết mơ mạch in 1.7 Kết mạch in Hình 3-2: Kết mạch in Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 32/40 Hình 3-3: Kết mạch in dạng 3D 1.8 Mạch thực tế Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 33/40 Hình 3-4: Mơ hình thực tế 1.9 Mạch thực tế hoạt động Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 34/40 Hình 3-5: Mơ hình thực tế hoạt động Mơ hình gara ơtơ nhà thông minh Trang 35/40 CHƯƠNG KẾT LUẬN 1.10 Kết luận Mạch mô thực tế gần giống q trình vận hành gặp vài lỗi nhỏ: mạch công suất nhỏ, sử dụng nhiều linh kiện cảm biến nên dễ bị nhiễu, mạch gồm nhiều phần nên kết nối lại với gặp nhiều khó khăn, tốn nhiều thời gian Tuy nhiên lỗi chỉnh sửa hoàn thiện với tiến độ, yêu cầu đề tài Trong trình thực đề tài nhận thấy ưu, khuyết điểm sau: Ưu điểm • Mạch sử dụng linh kiện quen thuộc, dễ dàng tìm mua, vận hành, sửa chữa bảo trì • Mạch có tính thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày tăng khách hàng • Được áp dụng trực tiếp vào sống hàng ngày, đem lại nguồn lợi hấp dẫn kinh tế cho nhà đầu tư Khuyết điểm • Mạch sử dụng nhiều linh kiện cảm biến phải kết nối đồng tất với nên gặp nhiều khó khăn, tốn nhiều thời gian khâu lắp ráp thi công mạch • Do mạch sử dụng nhiều linh kiện cảm biến nên dễ bị nhiễu 1.11 Hướng phát triển Cố gắng phát triển đề tài có tính kinh tế, gắng liền với sống nhu cầu sử dụng khách hàng Để bắt kịp đà phát triển nhanh chóng kinh tế đại ngày nay, cần phải tìm hiểu đầu tư để phát triển thiết bị, có định hướng cụ thể, rõ ràng, thiết thực Xác định nhu cầu sử dụng thiết bị đời sống để phát triển sản xuất đại trà thu lợi nhuận kinh tế TÀI LIỆU THAM KHẢO Mơ hình gara ôtô nhà thông minh Trang 36/40 Tiếng Việt: [1] Cảm biến Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, from https://vi.wikipedia.org/wiki/C%E1%BA%A3m_bi%E1%BA%BFn [2] Vi điều khiển PIC Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, from https://vi.wikipedia.org/wiki/Vi_%C4%91i%E1%BB%81u_khi%E1%BB %83n_PIC [3] Giới thiệu cảm biến ánh sáng cách lập trình, from http://arduino.vn/bai-viet/180-gioi-thieu-cam-bien-anh-sang-va-cach-laptrinh [4] Module Relay - Cách sử dụng rơ le ứng dụng hay nó, from http://arduino.vn/bai-viet/302-module-relay-cach-su-dung-ro-le-va-nhungung-dung-hay-cua-no Tiếng Anh: [5] PIC16F87XA Data Sheet 28/40/44-Pin Enhanced Flash Microcontrollers, from http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdf [6] Bonsor, K., & Fenlon, W (2007) How PIC 16F877A Works Retrieved September 30, 2016, from http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/rfid.htm [7] Circuitbasicscom (2016) Circuit Basics Retrieved October, 2016, from http://www.circuitbasics.com/basics-of-the-spi-communicationprotocol/ [8] Curricular Unit: How Do Sensors Work?, from https://www.teachengineering.org/curricularunits/view/umo_sensorswork_un it Mơ hình gara ơtơ nhà thông minh Trang 37/40 PHỤ LỤC Code mạch #include #device ADC=16 #FUSES NOWDT #FUSES NOBROWNOUT #FUSES NOLVP //No Watch Dog Timer //No brownout reset //No low voltage prgming, B3(PIC16) or B5(PIC18) used for I/O #use delay(crystal=20000000) #define in4 pin_C3 #define in3 pin_C2 #define in2 pin_C1 #define in1 pin_C0 #define den pin_D3 //////////////////// CHUA XAC DINH ///////////////// #define vc1 pin_C6 #define vc2 pin_C7 #define chay pin_D6 Mơ hình gara ôtô nhà thông minh Trang 38/40 #define cd pin_D5 #define as pin_D7 #define ct1 pin_B2 #define ct2 pin_B3 #define ct3 pin_B4 #define ct4 pin_B5 /////////////////////////////////////// int mo=0,dong=0; // *************************************************** #include void mo_cua(VOID) { IF (INPUT (PIN_B2) == 1) { output_high (in3); output_low (in4); } else IF (INPUT (PIN_B2) == 0) Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 39/40 { output_low (in4); output_low (in3); } IF (INPUT (PIN_B5) == 1) { output_low (in1); output_high (in2) ; } else IF (INPUT (PIN_B5) == 0) { output_low (in2) ; output_low (in1) ; } if ((INPUT (PIN_B5) == 0)||(INPUT (PIN_B2) == 0)) { mo=0; } } Mơ hình gara ôtô nhà thông minh Trang 40/40 void dong_cua(VOID) { IF(INPUT(PIN_B3)==1) { output_low (in3); output_high (in4) ; dong=0; } else IF (INPUT (PIN_B3) == 0) { output_low (in3); output_low (in4) ; } IF (INPUT (PIN_B4) == 1) { output_low (in2); output_high (in1) ; } else IF (INPUT (PIN_B4) == 0) Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 41/40 { output_low (in2); output_low (in1) ; } IF ((INPUT (PIN_B3) == 0)||(INPUT (PIN_B4) == 0)) { dong=0; } } void bao_trom(VOID) { IF((INPUT(PIN_D5)==1)&&(INPUT(PIN_E1) == 0)) { output_toggle (pin_D0) ; delay_ms (200) ; } ELSE output_low (pin_D0) ; } Mơ hình gara ôtô nhà thông minh Trang 42/40 void den_(VOID) { IF((INPUT(PIN_D5)==1)&&(INPUT (PIN_D7) == 1)) { output_high (pin_d2) ; } ELSE output_low (pin_d2) ; } void bao_chay() { IF (INPUT (PIN_D6) == 0) { output_toggle (pin_D0) ; delay_ms (300) ; } else IF (INPUT (PIN_D6) == 1) { output_low (pin_D0) ; Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 43/40 } } void main() { Port_b_pullups (0xFF); SET_TRIS_D( 0xF0 ); WHILE (TRUE) { ////////////////////////// den_(); bao_trom(); bao_chay(); IF ((INPUT (PIN_E1) == 1)&&((INPUT (PIN_C6) == 0)||(INPUT (PIN_C7) == 0))) { mo = 1; } Mơ hình gara ơtơ nhà thông minh Trang 44/40 else IF (INPUT (PIN_E1) == 0) { dong = 1; } IF (mo == 1) { mo_cua () ; } else IF (dong == 1) { dong_cua () ; } } } Mơ hình gara ơtơ nhà thông minh ... Sơ đồ chân Mơ hình gara ơtơ nhà thơng minh Trang 16/40 Hình 1-6: Sơ đồ chân động Sơ đồ nguyên lí Hình 1-7: Sơ đồ ngun lí động Ưu điểm so với động khác Mơ hình gara ôtô nhà thông minh Trang 17/40... cho nhà đầu tư Nắm bắt điều đó, hơm em xin giới thiệu đề tài là: Mơ hình gara ôtô nhà thông minh Được xây dựng ý tưởng cất lấy xe ôtô cách tiện lợi thoải mái 1.1.1 Mô tả mạch Khi chạy xe nhà, ... Mơ hình mạch in mạch Động Hoạt động với điện áp điều khiển xuất từ Mơ hình garavà ơtơ nhà L298 tr trong giá tr thông minh xung cảm biến Trang 31/40 Hình 3-1: Kết mơ mạch in 1.7 Kết mạch in Hình