Đang tải... (xem toàn văn)
ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout) ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI điều KHIỂN QUA vô TUYẾN RF DÙNG 89s52 (có code và layout)
ĐỒ ÁN ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI ĐIỀU KHIỂN QUA VƠ TUYẾN vi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ…………………………………………………………… IX DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT…………………………………………………… X CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI……………………………………………………… 1.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA………………………… ………………………………………1 1.2 NỘI DUNG…… …………………………………………………………………… 1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN………………………………………………………… CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG………………………………………………… 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI…………………………………………………………………………… 2.1.1 Chức nhiệm vụ khối……………………………………………… 2.1.1.1 Khối nguồn…………………………………………………………….2 2.1.1.2 Khối phát RF………………………………………………………… 2.1.1.3 Khối thu RF………………………………………………………… 2.1.1.4 Khối phát vật thể…………………………………………………4 2.1.1.5 Khối vi điều khiển…………………………………………………… 2.1.1.6 Khối thông báo……………………………………………………… 2.1.1.7 Khối điều khiển Robot………………………………………….5 2.2 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH…………………………………6 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý………………………………………………………………………….6 2.2.2 Nguyên lý hoạt động mạch……………………………………………………… CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU LINH KIỆN…………………………………………………… 3.1 VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52……………………………………………………………….8 3.1.1 Một vài thông số vi điều khiển……………………………………………………8 3.1.2 Các cổng xuất nhập AT89S52………………………………………… …… 3.2 MODULE PT2262 VÀ PT2272………………………………………………………… 3.2.1 Mã hóa với PT2262………………………………………………… .9 3.2.2 Giãi mã với PT2272……………………………………………… .10 viii 3.3 MODULE CẢM BIẾN PIR…………………………………….……………………… 11 3.4 MODULE ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ………………………………………… 12 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT…………………………………………………….13 4.1 THI CÔNG, SẢN PHẨM……………………………………………………… 13 4.1.1 Dụng cụ sử dụng……………………………………………………………… 13 4.1.2 Tiến hành thi công mạch…………………………………………………… 13 4.1.3 Sản phẩm hoàn thiện………………………………………………………………….14 4.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG………………………………………………………………14 4.3 NHẬN XÉT…………………………………………………………………………… 14 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN………………………………………………………………….16 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………….17 PHU LỤC……………………………………………………………………………………18 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 2.1: SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN ROBOT PHÁT HIỆN NGƯỜI ĐIỀU KHIỂN QUA VƠ TUYẾN…………………… HÌNH 2.2 PIN 12V DC VÀ IC 7805……………………………………………………… HÌNH 2.3 SƠ ĐỒ KHỐI PHÁT RF……………………………………………………… HÌNH 2.4 SƠ ĐỒ KHỐI THU RF………………………………………………………… HÌNH 2.5 SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN……………………………………………… HÌNH 2.6 SƠ ĐỒ KHỐI ĐIỀU KHIỂN ROBOT……………………………………… HÌNH 2.7 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ………………………………………………………… HÌNH 3.1: SƠ ĐỒ CHÂN AT89S52……………………………………………………… HÌNH 3.2: SƠ ĐỒ CHÂN PT2262…………………………………………………… …10 HÌNH 3.3: SƠ ĐỒ CHÂN PT2272……………………………………………………… 10 HÌNH 3.4: MODULE CẢM BIẾN PIR………………………………………………… 11 HÌNH 3.5: MODULE ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ L298………………………………….12 HÌNH 4.1: SƠ ĐỒ MẠCH IN…………………………………………………………… 13 HÌNH 4.2: SẢN PHẨM HOÀN THIỆN………………………………………………… 14 ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT RF Radio Frequency PIR Passive Infrared Sensor IR Infrared Remote IC Integrated Circuit FET Field-Effect Transistor DC Direct Current x Đồ án Trang 1/21 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Mục đích, ý nghĩa Ngày nay, có nhiều vụ cướp xảy ra, cần hệ thống an ninh tốt Các hệ thống an ninh thường sử dụng camera giám sát cung cấp hình ảnh cho người dùng quan sát thông báo cho người dùng diện trái phép Để vượt qua vụ cướp thông báo cho người dùng lập tức, nên việc phát triển Robot có khả phát người khu vực thật cần thiết Hơn thế, Robot sử dụng việc tìm kiếm người bị nạn vụ động đất, hỏa hoạn Khảo sát khu vực nguy hiểm 1.2 Nội dung Robot sử dụng điều khiển từ xa RF, với điều khiển truyền sóng vơ tuyến tương ứng với lệnh nhị phân từ phát đến thu Bộ phận thu sóng nhận tín hiệu giãi mã đưa đến vi xử lý tiến hành điều khiển thao tác robot Cảm biến PIR gắng vào xung quanh Robot từ thu nguồn nhiệt phát từ vật thể, qua lăng kính Fresnel, qua kính lọc lấy tia hồng ngoại, tiêu tụ cảm biến hồng ngoại gắn đầu dò, tạo điện áp khuếch đại với transistor FET Khi có vật nóng ngang qua, từ cảm biến cho xuất tín hiệu tín hiệu khuếch có biên độ đủ cao đưa vào mạch so áp để tác động vào loa báo động 1.3 Phương pháp thực Đưa ý tưởng Thiết kế phần cứng Viết chương trình Thi cơng mạch Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 2/21 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1 Sơ đồ khối Khối Thông Báo Phát Hiện Vật Thể Vi Điều Khiển Khối Phát Khối Thu Khối Điều Khiển RF RF Robot Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển robot phát người qua vô tuyến Khối Nguồn 2.1.1 Chức nhiệm vụ khối 2.1.1.1 Khối nguồn Khối nguồn tạo dòng điện điệp áp ổn định cung cấp an toàn cho mạch Trong mạch ta sử dụng nguồn pin 12V DC dùng IC 7805 để tạo thêm nguồn 5V DC Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 3/21 Hình 2.2 Pin 12V DC IC 7805 2.1.1.2 Khối phát RF Khối phát phát tín hiệu để cung cấp cho khối thu Khối phát dùng module PT2262 tạo mã hóa truyền tần số 315 MHz Hình 2.3 Sơ đồ khối phát RF 2.1.1.3 Khối thu RF Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 4/21 Khối dùng để thu tín hiệu từ khối phát, đưa PT2272 – M4 để giải mã đưa đến khối điều khiển để điều khiển robot di chuyển Hình 2.4 Sơ đồ khối thu RF 2.1.1.4 Khối phát vật thể Module cảm biến PIR phát vật thể chuyện động khu vực truyền tín hiệu đến khối vi điều khiển để xử lý 2.1.1.5 Khối vi điều khiển Nhận tín hiệu từ khối thu điều khiển Robot di chuyển tiến, lùi, sang trái, sang phải, phát cảnh báo loa phát người Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 5/21 Hình 2.5 Sơ đồ khối vi điều khiển 2.1.1.6 Khối thông báo Khối thông báo mắc vào loa, Robot phát khu vực có người vi điều khiển truyền tín hiệu vào loa để loa phát cảnh báo 2.1.1.7 Khối điều khiển Robot Được mắc vào module L298, nhận tín hiệu từ vi điều khiển cho Robot di chuyển Hình 2.6 Sơ đồ khối điều khiển Robot Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 7/21 Khi ta nhấn C remote chân D2 PT2267 có tín hiệu mạch thu nhận tín hiệu truyền làm cho D2 PT2272 lên mức 1, tín hiệu đưa vào Port 3.2 vi điều khiển, làm cho Port 2.2 mức 1, Port 2.0, Port 2.1 Port 2.3 mức 0, tín hiệu truyền vào module L298 điều khiển Robot sang trái Khi ta nhấn D remote chân D3 PT2267 có tín hiệu mạch thu nhận tín hiệu truyền làm cho D3 PT2272 lên mức 1, tín hiệu đưa vào Port 3.3 vi điều khiển, làm cho Port 2.0 mức 1, Port 2.1, Port 2.2 Port 2.3 mức 0, tín hiệu truyền vào module L298 điều khiển Robot sang phải Đặt module cảm biến PIR phía trước Robot phát có người chuyển động phía trước cảm biến truyền tín hiệu vào Port 3.4 vi điều khiển, làm cho Port 2.0, Port 2.1, Port 2.2 Port 2.3 mức 0, Robot ngừng di chuyển đồng thời Port 2.4 mức 0, loa phát cảnh báo, hết thời gian trễ module cảm biến, Robot tiếp tục di chuyển theo điều khiển Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 8/21 CHƯƠNG 3: TÌM HIỀU LINH KIỆN 3.1 Vi điều khiển AT89S52 Hình 3.1 Sơ đồ chân AT89S52 3.1.1 Một vài thông số vi điều khiển AT89S52 AT89S52 cung cấp đặc tính chuẩn như: 8Kbyte nhớ đọc xóa lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, TIMER/COUNTER 16 Bit, vector ngắt có cấu trúc mức ngắt, Port nối tiếp bán song công, mạch dao động tạo xung Clock dao động ON-CHIP Bên cạnh vài đặc điểm vi điều khiển như: 8Kbyte nhớ lập trình nhanh, có khả tới 1000 chu kỳ ghi/xóa Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz mức khóa nhớ lập trình Timer/counter 16 Bit 128 Byte RAM nội Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 9/21 Port xuất/nhập I/O bit Giao tiếp nối tiếp 64 KByte vùng nhớ mã 64 KByte vùng nhớ liệu ngoại cho hoạt động nhân chia 3.1.2 Các cổng xuất nhập AT89S52 Port gồm chân, có chức năng: Chức xuất/nhập: chân dùng để nhận tín hiệu từ bên ngồi vào xử lý dùng để xuất tín hiệu ngồi Chức bus liệu bus địa chỉ: lấy liệu từ ROM RAM ngoại, đồng thời Port dùng để định địa nhớ ngồi Port gồm chân, có chức làm đường xuất/nhập Port gồm chân, có chức năng: Chức xuất/nhập: chân dùng để nhận tín hiệu từ bên ngồi vào xử lý dùng để xuất tín hiệu ngồi Chức bus địa cao: kết nối với nhớ ngồi có dung lượng lớn, cần byte để định địa nhớ, byte thấp Port đảm nhận, byte cao Port đảm nhận Port gồm chân, có chức xuất/nhập với chân có chức riêng 3.2 Tổng quan PT2262 PT2272 PT2262 PT2272 hai IC chuyên dụng điều khiển từ xa,trong PT2262 dùng để tạo mã lệnh PT2272 dùng để giải mã 3.2.1 Mã hóa với PT2262 Hình 3.2 Sơ đồ chân PT2262 Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 10/21 Chân 1-8 (A0-A7): chân tổ hợp địa đồng phần phát phần thu Chân (VSS): chân mass nối với cực âm nguồn điện Chân 10-13 (D3-D0): chân đầu vào tổ hợp mã dự liệu Chân 14 (TE): nối xuống mass Chân 15 16 (OSC1 OSC2): chân nối với điện trờ bên để quy định tần số sóng mang Tần số sóng mang tính (f=R/12) Chân 17 (Dout): đầu tín hiệu điều chế Chân 18 (VCC): chân cấp nguồn dương 3.2.2 Giãi mã với PT2272 Hình 3.3 Sơ đồ chân PT2272 Chân 1-8 (A0-A7): chân tổ hợp mã địa đồng phần phát phần thu Chân (VSS): chân mass nối với cực âm nguồn điện Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 11/21 Chân 10-13 (D3-D0): chân đầu có trạng thái theo tín hiệu thu giãi mã từ phần phát Chân 14 (DIN): chân thu tín hiệu từ phần phát để giãi mã tín hiệu Chân 15 16 (OSC1 OSC2): chân nối với điện trở bên để tạo giao động giải mã Giá trị R PT2272 khoảng giá trị R PT2262 chia cho Chân 17 (VT): chân báo hiệu mã Khi truyền mã giãi mã chân 17 IC PT2272 có điện áp cao đưa Chân 18 (VCC): chân cấp nguồn dương 3.3 Tổng quan module cảm biến PIR Hình 3.4 Module cảm biến PIR Module cảm biến gồm chân, chân nối mass, chân nối với nguồn DC, mức điện áp từ 3-15V, chân lại xuất tín hiệu Nếu cảm biến phát có vật thể chuyển động chân xuất tín hiệu mức điện áp cao, trạng thái nghỉ mức điện áp thấp Cảm biến lắp thêm lăng kính Fresnel để tăng góc dò Có thể chỉnh thời gian trễ khoảng cách phát vật thể Thời gian trễ từ 0.3 giây đến phút Khoảng cách phát tối đa lên đến mét 3.4 Module điều khiển động DC Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 12/21 Hình 3.5 Module điều khiển động L298 Module L298 IC tích hợp nguyên khối gồm mạch cầu H bên Với điện áp làm tăng công suất đầu từ 5V – 47V, dòng lên đến 4A, L298 thích hợp ứng dụng công suất nhỏ động DC Tóm tắt chức chân L298: chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4, chân nhân tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển chân OUTPUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4, chân điều khiển động Hai chân ENA ENB dùng để điều khiển mạch cầu H L298 Nếu mức logic “1” cho phép mạch cầu H hoạt động ngược lại mạch cầu H không hoạt động Trong trường hợp điều khiển động ENA ENB nối với nguồn 5V Nguyên tắc điều khiển động cơ: Khi IN1=1, IN2=0: động quay thuận Khi IN1=0, IN2=1: động quay nghịch Khi IN1=IN2: động dừng (Tương tự với IN3 IN4) CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 13/21 4.1 Thi công, sản phẩm 4.1.1 Dụng cụ sử dụng Đồng hồ VOM Chì hàn Mạch in… Các loại module linh kiện khác 4.1.2 Tiến hành thi công mạch Layout sơ đồ nguyên lý thiết kế phần mềm Proteus Mạch in thi công phương pháp ủi mạch board đồng hàn linh kiện theo sơ đồ nguyên lý Mạch in thiết kế hình 4.1 Hình 4.1 Sơ đồ mạch in Tiến hành ủi bo mạch, khoan lỗ để gắn linh kiện theo sơ đồ layout Sử dụng VOM kiểm tra xem mạch có hoạt động tốt hay khơng Nạp chương trình vào vi điều khiển Kiểm tra hoạt động mạch Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 14/21 4.1.3 Sản phẩm hồn thiện Hình 4.2 Sản phẩm hồn thiện 4.2 Hướng dẫn sử dụng Cấp nguồn cho mạch: Remote dùng nguồn pin DC 3-12V Điện áp cao tín hiệu xa Dùng pin 9V DC đưa qua IC 7805 thu 5V cấp nguồn cho vi điều khiển Dùng pin 12V DC cấp cho module L298 Bấm nút nhấn mạch phát RF điều khiển Robot chuyển động Khi Robot phát có người tự dừng lại phát cảnh báo loa Khi muốn ngừng sử dụng mạch: Đóng Remote Tháo contact pin khỏi board mạch module điều khiển Bảo quản mạch điều khiển cẩn thận Tránh va đập môi trường ẩm ướt 4.3 Nhận xét Kết đạt là: tạo mạch hoàn chỉnh, mạch chạy ổn định, điều khiển Robot di chuyển hướng có khả phát người sau thơng báo loa Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 15/21 Bên cạnh kết đạt mạch hạn chế là: Mạch cho phép người dùng để khiển khoảng cách gần, chưa cho phép điều khiển tốc độ di chuyển Robot, có cảm biến gắng phía trước Robot nên chưa phát hướng hai bên phía sau Robot đơi có trục trặc nhỏ Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 16/21 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Sau gần tháng tìm hiểu thiết kế thi công mạch “Robot phát người điều khiển qua vô tuyến” Tôi thực thành công đề tài Qua đúc kết nhiều kinh nghiệm việc thiết kế, gia công mạch điện tử Củng cố kiến thức lý thuyết học Hướng phát triển đề tài: nâng cao khả điều khiển khoảng cách xa tích hợp camera, Robot có khả tự di chuyển né vật cản để phát người khu vực rộng đồng thời thông báo kết phát người vào điện thoại qua phần mềm máy tính Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 17/21 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình Vi xử lý – Trường ĐH Tơn Đức Thắng [2] Giáo trình Kỹ thuật mạch điện tử - Nhà xuất Giáo Dục [3] Thiết kế hệ thống với họ 8051 – Nhà xuất Phương Đông [4] http://www.alldatasheet.com Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 18/21 PHỤ LỤC Chương trình vi điều khiển viết phần mềm Keil C #include #define OFF #define ON sbit BT1 =P3^0; sbit BT2 =P3^1; sbit BT3 =P3^2; sbit BT4 =P3^3; sbit PIR =P3^4; sbit p0 =P2^0; sbit p1 =P2^1; sbit p2 =P2^2; sbit p3 =P2^3; sbit p4 =P2^4; void dieu_khien(void) // chuong trinh dieu khien // { if(BT1==1 && BT2==0 && BT3==0 && BT4==0) { p0=ON; p1=OFF; p2=ON; p3=OFF; } else if(BT1==0 && BT2==1 && BT3==0 && BT4==0) { p0=OFF; Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 19/21 p1=ON; p2=OFF; p3=ON; } else if(BT1==0 && BT2==0 && BT3==1 && BT2==0) { p0=OFF; p1=OFF; p2=ON; p3=OFF; } else if(BT1==0 && BT2==0 && BT3==0 && BT4==1) { p0=ON; p1=OFF; p2=OFF; p3=OFF; } else if(BT1==0 && BT2==0 && BT3==0 && BT4==0 || BT1==1 && BT2==1 && BT3==1 && BT4==1) { p0=OFF; p1=OFF; p2=OFF; p3=OFF; } } Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 20/21 void main(void) { BT1=ON; BT2=ON; BT3=ON; BT4=ON; PIR=ON; p0=OFF; p1=OFF; p2=OFF; p3=OFF; p4=ON; while(1) { if(PIR==0) { p4=ON; dieu_khien(); } else { p0=OFF; p1=OFF; p2=OFF; p3=OFF; p4=OFF; Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 21/21 } } } Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF ... mạch Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang 2/21 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1 Sơ đồ khối Khối Thông Báo Phát Hiện Vật Thể Vi Điều Khiển Khối Phát Khối Thu Khối Điều Khiển RF RF Robot. .. 2.1.1.7 Khối điều khiển Robot Được mắc vào module L298, nhận tín hiệu từ vi điều khiển cho Robot di chuyển Hình 2.6 Sơ đồ khối điều khiển Robot Robot Phát Hiện Người Điều Khiển Qua RF Đồ án Trang... vi điều khiển để xử lý 2.1.1.5 Khối vi điều khiển Nhận tín hiệu từ khối thu điều khiển Robot di chuyển tiến, lùi, sang trái, sang phải, phát cảnh báo loa phát người Robot Phát Hiện Người Điều Khiển