Đề tài Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh

............................................... 21 3.2.2 Sơ đồ bố trí linh kiện ......................................................................... 21 3.2.3 3.3 Hình ảnh tổng quan của thiết bị ............................................................... 22 3.4 Hướng dẫn sử dụng thiết bị ...................................................................... 23 Cài đặt ngày, giờ ............................................................................... 23 3.4.1 Cài đặt Password ............................................................................... 23 3.4.2 Cài đặt thời gian giảm độ sáng màn hình ........................................... 23 3.4.3 Bật tắt âm thanh BEEP ...................................................................... 23 3.4.4 Cài đặt điều khiển bằng Remote ........................................................ 24 3.4.5 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ................................................................................... 27 4.1 Ưu khuyết điểm của đề tài đã thực hiện ................................................... 27 Ưu điểm ............................................................................................ 27 4.1.1 Khuyết điểm...................................................................................... 27 4.1.2 4.2 Định hướng phát triển đề tài .................................................................... 27 Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 1 Khoa Điện – Điện tử CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu về thiết bị điện thông minh Hiện nay, với đà phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển và tự động hóa, các thiết bị điện gia dụng không những ngày càng giúp ích nhiều hơn mà chúng còn trở nên thông minh hơn. Làm cho chúng ta có cuộc sống thoải mái hơn với những tiện ích mà chúng mang lại. Ví dụ một chiếc tủ lạnh có thể đưa ra lựa chọn một số món ăn có thể nấu với những gì đang có trong tủ, lò vi sóng có thể tự lên chương trình nấu khi nhận được mã vạch của túi thực phẩm, máy hút bụi có thể tự làm sạch nhà và sau đó quay về vị trí tự sạc điện mà không cần nhiều đến tác động của người sử dụng Đó là một vài tiện ích mà thiết bị điện thông minh mang lại. Ngoài ra, với sự phát triển của internet, các thiết bị còn có thể giao tiếp được với người dùng ở mọi nơi thông qua máy tính hoặc smartphone dẫn đến việc điều khiển các thiết bị điện thông minh ngày càng thuận lợi và thoải mái hơn bao giờ hết. Vì thế thời đại của các thiết bị điện sắp tới được gọi là “Internet Of Things” – internet của vạn vật. Trong xu thế đó, các panel điều khiển thiết bị điện trong nhà như công tắc đèn, quạt, dimmer cũng được thay thế từ điều khiển bằng các công tắc cơ qua điều khiển bằng các panel cảm ứng. Điều này làm tăng tính thẩm mỹ, độ bền, độ an toàn cũng như thuận lợi hơn cho người sử dụng. Một số hãng sản xuất còn thiết lập các giao thức chung để các thiết bị của mình có thể giao tiếp với nhau giúp việc điều khiển các thiết bị được thuận lợi và linh hoạt hơn. Với một hệ thống như vậy thì chỉ cần ở một vị trí trong nhà có thể giám sát và điều khiển được mọi thiết bị trong hệ thống thông qua một màn hình cảm ứng. Hoặc có thể điều khiển thiết bị ở mọi nơi thông qua máy tính hoặc smartphone nếu như hệ thống có kết nối internet. 1.2 Tính năng của một số thiết bị điện có trên thị trường Trên thị trường hiện có rất nhiều hãng sản xuất ra các thiết bị điều khiển thông minh. Nhìn chung tất cả các thiết bị này đều có tính chất sau: - Mỗi nhà sản xuất đều xây dựng cho mình một hệ thống riêng nên thiết bị của các hãng khác nhau ít có khả năng được dùng chung trong một hệ thống. Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 2 Khoa Điện – Điện tử - Các hệ thống thường sử dụng máy chủ để liên kết các thiết bị với nhau dẫn đến chi phí cho một hệ thống rất cao, đặc biệt là lãng phí cho những hệ thống nhỏ. Khi máy chủ gặp sự cố có thể dẫn đến việc toàn bộ hệ thống không hoạt động được. - Các panel điều khiển thường có ít nút nhấn dẫn đến phải gắn nhiều panel ở một vị trí làm tăng chi phí cho hệ thống. - Một số hệ thống còn tập trung phần công suất về tủ trung tâm nên tăng chi phí dây dẫn cũng như khó đưa hệ thống về dạng cơ bản khi có sự cố hỏng hóc. - Các panel hầu như không có điều khiển từ xa bằng remote hoặc nếu có thì phải mua của hãng sản xuất với chi phí khá cao. - Hệ thống an ninh được tách biệt dẫn đến làm tăng chi phí cho toàn hệ thống. 1.3 Phương án thiết kế Dựa vào các ưu, nhược điểm của các sản phẩm hiện có, đề tài này sẽ thiết kế một panel điều khiển thiết bị điện thông minh với các đặc điểm sau: - Thiết kế bộ điều khiển thiết bị điện thông minh với giá thành thấp. - Thiết bị phải được lắp đặt và kết nối đơn giản. - Thiết bị có khả năng làm việc độc lập khi có sự cố về kết nối. - Thiết bị có khả năng học lệnh để điều khiển thiết bị từ xa từ bất kỳ remote thông dụng của các hãng khác nhau. - Thiết bị có thể điều khiển được 8 kênh thiết bị, trong đó có 3 kênh có khả năng dimmer (dimmer dùng để điều khiển độ sáng đèn sợi đốt hoặc điều khiển tố độ quạt). - Thiết bị có thể nhận tín hiệu từ 6 cảm biến như báo cháy, báo xì gas, báo trộm, báo cửa mở ... - Thiết bị có sẵn các cảm biến đo nhiệt độ, đo cường độ sáng và đồng hồ thời gian thực. Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 3 Khoa Điện – Điện tử CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THIẾT KẾ 2.1 Mạch điều khiển trung tâm Mạch điều khiển đóng vai trò điều khiển toàn bộ hoạt động của thiết bị thông qua chương trình được xây dựng để đạt các yêu cầu đặt ra. Mạch điều khiển phải đáp ứng được về tốc độ xử lý cũng như độ bền bỉ khi phải hoạt động liên tục. Phần quan trọng nhất trong mạch điều khiển là chip vi điều khiển. Chip này phải đáp ứng được các chức năng mà yêu cầu của đề tài đặt ra. Các yêu cầu với chip vi điều khiển 2.1.1 - Có 4 kênh ADC trở lên để giao tiếp với panel cảm ứng và cảm biến ánh sáng. - Có 2 ngắt ngoài để dò pha và để đọc tín hiệu từ mắt thu hồng ngoại. - Có 3 bộ PWM điều chế độ rộng xung để thực hiện điều khiển dimmer cho 3 kênh. - Có bộ nhớ eeprom để lưu thông số cài đặt. - Có đủ số I/O để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi. - Có khả năng giao tiếp nối tiếp. - Có đủ bộ nhớ ram để cho hệ thống hoạt động. Chip vi điều khiển ATmega128 2.1.2 Trong đề tài này chip vi điều khiển atmega128 được chọn vì nó đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Chip này có một số đặc điểm như sau: - Có 128 KB bộ nhớ flash để lưu chương trình điều khiển. - Có 4 KB bộ nhớ Ram. - 4 KB Eeprom. - 4 timer. - 8 kênh ADC 10 bit. - 6 kênh PWM. - 2 USART. - 53 I/O. Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 4 Khoa Điện – Điện tử 2.2 Thiết kế bàn phím cảm ứng Bàn phím của thiết bị dùng để điều khiển cũng như cài đặt các chức năng của thiết bị. Bàn phím có thể sử dụng phím cứng là nút nhấn cơ học hoặc sử dụng phím cảm ứng để tăng tính thẩm mỹ. Phím cảm ứng có thể sử dụng cảm ứng điện dung theo công nghệ Mtouch của Microchip hoặc Qtouch của Atmel. Ưu điểm của 2 công nghệ này là độ hoạt động bền bỉ cũng như dễ dàng thiết kế bề mặt của phím bằng kính để tăng độ sang trọng của thiết bị. Ngoài ra còn có thể sử dụng phím bằng panel cảm ứng điện trở. Ưu điểm của panel điện trở là chi phí thấp, dễ thiết kế phím, dễ kết nối và điều khiển. Với tiêu chí là thiết kế một thiết bị có giá thành thấp, kết cấu đơn giản nên panel cảm ứng điện trở được lựa chọn trong đề tài này. Giới thiệu panel cảm ứng điện trở 2.2.1 Panel cảm ứng điện trở là loại nhạy cảm với áp lực tác động lên bề mặt và có thể được điều khiển bằng bút trâm, ngón tay hay bất kỳ vật nào có đầu nhọn. Panel cảm ứng điện trở sử dụng kiếng hay nhựa acrylic gồm 2 lớp tương tác mỏng: lớp chất dẫn điện và lớp điện trở - 2 lớp này được cách ly bởi những điểm và khoảng trống mà mắt thường không thể nhìn thấy. Trên bề mặt mỗi lớp tương tác được phủ một hợp chất gọi là ITO (oxít thiếc và Indi), trong khi đó dòng điện với mức điện thế khác nhau sẽ được truyền qua 2 lớp này. Khi có một tác động lên bề mặt, 2 lớp tương tác này "chạm" nhau và mạch điện sẽ được nối, cường độ dòng điện chạy qua mỗi lớp cũng sẽ thay đổi. Lớp phía trên sẽ lấy điện thế từ lớp dưới và lớp dưới sẽ lấy điện thế từ lớp trên, qua đó cho phép bộ điều khiển xác định tọa độ X-Y của vị trí tiếp xúc. Panel điện trở thường có 2 loại kết nối 4 dây hoặc 5 dây. Loại 4 dây thường được sử dụng nhiều hơn do kết nối và điều khiển đơn giản. Panel cảm ứng điện trở có cấu trúc như hình sau: Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 5 Khoa Điện – Điện tử Hình ảnh thực tế của panel cảm ứng điện trở: Kết nối mạch và phương pháp điều khiển 2.2.2 Panel cảm ứng được kết nối trực tiếp vào 4 chân ADC của vi điều khiển như sau: Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 6 Khoa Điện – Điện tử 4 chân của vi điều khiển sẽ tương ứng với các chân X+, Y+, X-, Y- của panel cảm ứng: Để xác định được tọa độ của vị trí bị tác động trên panel cảm ứng, chương trình xử lý phải xác định được tọa độ theo trục X và Y bằng phương pháp quét theo bảng sau: Mode X+ X- Y+ Y- Standby Hi-Z Hi-Z Hi-Z Hi-Z X-Coordinate Vcc GND ADC Hi-Z Y- Coordinate ADC Hi-Z Vcc GND Khi ở chể độ nghỉ, các chân điều khiển được đặt ở chế độ Hi-Z để tiết kiệm năng lượng. Tọa độ X, Y của panel được quét liên tục theo tần số khoảng 100Hz. Ở mỗi lần quét chương trình phải xác định vị trí của tác động. Trước hết để xác định tọa độ theo trục X, điện áp được đặt lên 2 chân X+ và X-. Lúc này dòng điện chạy qua trục X. Nếu panel được tác động thì một điểm trên Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 7 Khoa Điện – Điện tử điện trở trục X sẽ được kết nối với trục Y và điện trở trên trục X sẽ trở thành một cầu phân áp. Sau đó ta chỉ cần lấy ADC tại điểm này thông qua chân Y+ thì có thể xác định được giá trị tương ứng với tọa độ của điểm tác động. Tương tự, để xác định tọa độ theo trục Y, điện áp được đặt lên 2 chân Y+ và Y- , sau đó lấy ADC thông qua chân X. Chương trình điều khiển 2.2.3 Chương trình con quét và tạo mã phím: void TouchScan(void){ unsigned char Key; DDRF&=0XF0;DDRF|=(1<<YP); PORTF&=0XF0;PORTF|=(1<<YN); if(PINF.YN)return; DDRF&=0XF0;DDRF|=(1<<YP)|(1<<XP); PORTF&=0XF0;PORTF|=(1<<YP); if(read_adc(XN)<20){if(KeySpeed)KeySpeed--;} else if(KeySpeed==0){ DDRF&=0XF0;DDRF|=(1<<XP)|(1<<XN); PORTF&=0XF0;PORTF|=(1<<XP); X=read_adc(YN); DDRF&=0XF0;DDRF|=(1<<YP)|(1<<YN); PORTF&=0XF0;PORTF|=(1<<YP); Y=read_adc(XN); if(Y<Ymin){Key=21;} else if(KeyPadType==0){ Y=(Y-Ymin)/Yscale;if(Y>4)Y=4; if(X<300)X=3; else if(X>310&X<525)X=1; else if(X>535&X<755)X=2; else if(X>760)X=4; Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 8 Khoa Điện – Điện tử else return; Key=2*Y+X+8*(X/3); } else{ Y=(Y-Ymin)/Yscale;if(Y>4)Y=4; if(Y==4&X>760)X=8; else if(X>290&X<448)X=1; else if(X>458&X<601)X=2; else if(X>611&X<770)X=3; else return; Key=X+Y*3; } IdleTime=0;DimDispLevel=255; PutKey(Key); KeySpeed=40; } } 2.3 Thiết kế màn hình hiển thị Màn hình hiển thị đóng vai trò rất quan trọng, nó giúp hiển thị trạng thái của các thiết bị cũng như cài đặt các chức năng khác cho hệ thống. Ở các thiết bị trên thị trường, hầu như các panel điều khiển chỉ được hiển thì trạng thái thiết bị thông qua đèn led. Điều này hạn chế thông tin tương tác cũng như chức năng của thiết bị. Trong đề tài này, tác giả lựa chọn hiển thị bằng graphic LCD đơn sắc với số điểm ảnh 128x64. Với kích thước này thiết bị đủ để hiển thị được 8 thiết bị cũng như một số thông tin cần thiết khác. Giới thiệu Graphic LCD 128x64 2.3.1 Graphic LCD được gọi tắt là GLCD là một loại màn hình tinh thể lỏng dùng để hiển thị chữ, số hoặc hình ảnh. GLCD 128x64 có 128 cột và 64 hàng tương ứng với Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 9 Khoa Điện – Điện tử 126x64=8192 điểm ảnh (dot). Mỗi điểm tương ứng với 1 bit dữ liệu. Như vậy phải cần 8192 bit hoặc 1024 byte RAM để lưu dữ liệu hiển thị. Tùy theo loại chip điều khiển, nguyên lý hoạt động của GLCD có thể khác nhau. GLCD tùy loại có thể giao tiếp song song hoặc nối tiếp. Trong đề tài này GLCD được sử dụng là loại giao tiếp song song 8 bit. Hình ảnh thực tế của GLCD 128x64: Kết nối mạch và phương pháp điều khiển 2.3.2 Các GLCD 128x64 thường có 20 chân gồm 18 chân để giao tiếp vi xử lý và 2 chân dùng để điều khiển led nền. Sơ đồ chân của GLCD như sau: Chức năng STT chân Tên Mô tả Mass 1 Vss (GND) 0V Nguồn 2 Vdd (Vcc) +5V Tương phản 3 Vo Điện áp input cho LCD Điều khiển 4 RS Lựa chọn dữ liệu/lệnh 5 RW Lựa chọn chế độ ghi/đọc 6 EN Cho phép Dữ liệu 7-14 D0 – D7 8 bit dữ liệu Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 10 Khoa Điện – Điện tử Chọn chíp điều khiển 15 CS1 CS1=1,CS2=0: nửa trái CS1=0,CS2=1: nửa phải 16 CS2 Reset 17 RST Reset tích cực mức thấp Nguồn âm 9V 18 Vee Do GLCD tạo Sơ đồ kết nối GLCD với vi điều khiển: Chương trình điều khiển 2.3.3  Chương trình ghi dữ liệu vào GLCD: void GlcdWriteData(unsigned char data){ GlcdRS=1; GlcdRW0; GlcdData=data; GlcdEN1; delay_us(10); GlcdEN0; delay_us(5); }  Chương trình đọc dữ liệu từ GLCD: Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 11 Khoa Điện – Điện tử char GlcdReadData(char col,char row){ char data; GlcdSetColRow(col,row); GlcdRS=1; GlcdRW1; GlcdEN1;delay_us(10);GlcdEN0; DDRC=0x00;PORTC=0xff; GlcdEN1; delay_us(10); data=PINC; DDRC=0xff; GlcdEN0; delay_us(5); GlcdSetColRow(col,row); return data; } 2.4 Thiết kế phần học tín hiệu từ remote hồng ngoại Trên thiết bị này có chức năng học tín hiệu từ remote hồng ngoại để điều khiển thiết bị. Chức năng này rất hữu ích vì có thể tận dụng bất kỳ remote nào để gán các nút cho các thiết bị cần điều khiển. Người sử dụng có thể giảm được chi phí cũng như không phải cần thêm một remote riêng để điều khiển. Phần mềm trên thiết bị sẽ tự tìm đặc trưng của mỗi loại remote để phân tích và lưu lại các thông tin mã hóa, sau đó sẽ gán các nút trên remote với thiết bị mà người sử dụng muốn. Giới thiệu nguyên lý thu phát hồng ngoại 2.4.1 Tia hồng ngoại được phát ra từ các điều khiển từ xa là ánh sáng không nhìn thấy được bằng mắt thường. Nó có bước sóng khoảng từ 0.86um đến 0.98um. Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng. Nó được điều chế và truyền đi ở tần Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 12 Khoa Điện – Điện tử số khoảng 30-60KHz. Sau đó tín hiệu này được thu lại và giải điều chế sang tính hiệu số thông qua các mắt thu hồng ngoại. Có 2 phương pháp thường dùng để mã hóa tín hiệu trong remote, mã hóa theo khoảng cách giữa các lần phát xung hoặc theo độ rộng của mỗi lần phát xung. + Mã hóa theo khoảng cách giữa các lần phát xung: bit 0 và bit 1 được phân biệt bởi thời gian khác nhau giữa các lần phát xung. Trong khi đó thời gian phát xung là cố định. + Mã hóa theo độ rộng của mỗi lần phát xung: thời gian delay giữa các lần phát xung là như nhau. Bit 0 và bit 1 được phân biệt bởi thời phát xung khác nhau. Mỗi hãng sản xuất lại có cách mã hóa tín hiệu điều khiển khác nhau nhưng thường bao gồm các thông tin sau: Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 13 Khoa Điện – Điện tử - Start Bit: là tín hiệu cho biết bắt đầu một fame dữ liệu. - Zero Bit: là tín hiệu của bit 0. - Mark Bit: là tín hiệu của bit 1. - Address: là số bit địa chỉ tương ứng với mỗi thiết bị do nhà sản xuất quy định. - Command: là lệnh tương ứng với mỗi nút nhấn trên điều khiển từ xa. Số bit của fame truyền trên mỗi loại remote thường khác nhau từ khoảng 8 bit đến 64 bit. Linh kiện thu phát hồng ngoại 2.4.2 Linh kiện phát hồng ngoại thường sử dụng diode phát hồng ngoại màu trắng. Diode này cũng có 2 chân anode và cathode như một bóng đèn led thông thường. Linh kiện thu thường dùng mắt thu hồng ngoại tích hợp sẵn mạch giải điều chế. Linh kiện này gồm 2 chân nguồn cung cấp và 1 chân tín hiệu ra dạng xung vuông. Khi không nhận được tín hiệu hồng ngoại, ngõ ra này thường ở mức cao. Kết nối mạch và phương pháp điều khiển 2.4.3 Ngõ ra của mắt thu hồng ngoại được kết nối trực tiếp đến một ngõ vào ngắt của vi điều khiển. Khi có tín hiệu hồng ngoại, chân này chuyển từ mức cao xuống thấp tạo ngắt để chạy chương trình nhận dữ liệu từ remote. Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 14 Khoa Điện – Điện tử Chương trình điều khiển 2.4.4  Chương trình ngắt nhận tín hiệu hồng ngoại: interrupt [EXT_INT6] void ext_int6_isr(void){ unsigned char i; #asm("sei") IrBuffer[IrCount]=TCNT0;IrTimeout=20; TCCR0=0x00;TCNT0=0x00; if(IrSet){ if(IrCount==IrBitMax-1){IrAddKey=1;EIMSK&=0b10111111;} else{TCCR0=0x06;IrCount++;} } else if(IrSpeed==0){ if(IrCount==IrBitMax-1){IrKeyPress=1;IrSpeed=50;} else {TCCR0=0x06;IrCount++;} if(IrCount==2){ for(i=0;i<16;i++){if(IrBuffer[1]==StartbitSample[i])break;} if(i==16)IrCount=1; } } } 2.5 Thiết kế khối dò pha để điều khiển dimmer Giới thiệu nguyên lý dò pha và dimmer 2.5.1 Khối dò pha đóng vai trò tìm zero của nguồn điện lưới để từ đó đưa ra góc kích tương ứng điều khiển các thiết bị có khả năng dimmer như đèn sợi đốt hoặc quạt. Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 15 Khoa Điện – Điện tử Mạch dò pha có thể lấy mẫu điện áp lưới thông qua biến áp hoặc dò trực tiếp từ điện áp lưới thông qua opto cách ly. Điện áp mẫu sau đó được so sánh bằng opamp để xác định điểm zero. Sơ đồ khối mạch dò pha 2.5.2 Mạch dò pha trong đề tài này được thiết kế như sau: Điện áp AC 220V được đưa qua diode cầu để chỉnh lưu sau đó đưa vào led của opto thông qua điện trở hạn dòng 220K. Ngõ ra của opto được đưa vào mạch so sánh để dò điểm zero. Khi điện AC lớn hơn 0, opto sẽ dẫn nên ngõ ra của opamp sẽ cho ra mức 5V. Khi điện áp AC về điểm zero, opto sẽ ngưng dẫn nên ngõ ra của opto sẽ chuyển từ 5V về 0V tạo cạnh xuống để kích ngắt cho vi điều khiển xử lý. Chương trình điều khiển 2.5.3  Chương trình xử lý khi có ngắt từ mạch dò pha: interrupt [TIM3_OVF] void timer3_ovf_isr(void){ TCCR3B=0x18;TCNT3L=0x00; //stop timer dim=~dim; if(dim){ if(OCR3AL!=DimmerLevel[0]){ if(OCR3AL>DimmerLevel[0])OCR3AL--;else OCR3AL++;} if(OCR3BL!=DimmerLevel[1]){ if(OCR3BL>DimmerLevel[1])OCR3BL--;else OCR3BL++;} Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 16 Khoa Điện – Điện tử if(OCR3CL!=DimmerLevel[2]){ if(OCR3CL>DimmerLevel[2])OCR3CL--;else OCR3CL++;} } } 2.6 Thiết kế khối điều khiển công suất Giới thiệu khối công suất 2.6.1 Khối công suất dùng để đóng cắt tải công suất như đèn, quạt và được điều khiển từ vi điều khiển. Mạch công suất có thể sử dụng relay hoặc triac để đóng cắt nhưng relay có hạn chế là không thể điều khiển góc kích được nên trong đề tài này sẽ sử dụng triac kết hợp với opto để cách ly. Trên mạch công suất có chứa mạch dò pha để kết hợp điều khiển góc kích cho triac. Sơ đồ mạch công suất 2.6.2 Mạch công suất được kết nối theo hình sau: Hình trên là 2 kênh công suất trong tổng cộng 8 kênh của thiết bị. Mỗi kênh sử dụng triac 6A có thể gánh tải tối đa khoảng 1KW. Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 17 Khoa Điện – Điện tử Các kênh công suất được điều khiển qua opto cách ly với mạch điều khiển để an toàn cho người sử dụng. Chương trình điều khiển 2.6.3  Chương trình cập nhật các kênh ngõ ra: void OutputUpdate(char channel){ bit on; unsigned char i,level; channel&=DeviceMask; on=Output[channel].data&OnMask; if(Output[channel].device==Fan){ level=DimmerFan[Output[channel].data&LevelMask]; if(on==0){ for(i=0;i<OutputMax;i++){ if(Output[i].device==FanSwing&&(Output[i].data&OnMask)){ Output[i].data&=OffMask; Beep(1); DeviceStateUpdate(MyInfo.id,Output[i].device,Output[i].info,Output[i].data); SentDeviceState(Broadcast,Output[i].device,Output[i].info); if(channel<6)DimmerLevel[i]=DimmerData[0]; break; } } } } else level=DimmerData[Output[channel].data&LevelMask]; if((Output[channel].device==FanSwing)&&(on>0)){ for(i=0;i<OutputMax;i++){ if((Output[i].device==Fan)&&((Output[i].data&OnMask)==0)){ Output[channel].data&=OffMask; Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 18 Khoa Điện – Điện tử break; } } } if(on==0)level=DimmerData[0]; if((channel<3)&&(Output[channel].info&Dimable))DimmerLevel[channel]=level; else if(channel==0)PORTE.3=~on; else if(channel==1)PORTE.4=~on; else if(channel==2)PORTE.5=~on; else if(channel==3)PORTB.5=~on; else if(channel==4)PORTB.6=~on; else if(channel==5)PORTB.7=~on; else if(channel==6){if(on)PORTG|=0x08;else PORTG&=0xf7;} else {if(on){PORTG|=0x10;BeepCount=0;BeepPin=0;IdleTime=0;} else {PORTG&=0xef;BeepPin=1;BeepCount=0;}} if(Output[channel].info&Stored){if((Output[channel].data&OnMask)!=(OutputSet [channel].data&OnMask))OutputSet[channel].data!=Output[channel].data;} } Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 19 Khoa Điện – Điện tử CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH THỰC TẾ 3.1 Board điều khiển Sơ đồ nguyên lý 3.1.1 Sơ đồ mạch in 3.1.2 Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 20 Khoa Điện – Điện tử Sơ đồ bố trí linh kiện 3.1.3 3.2 Board công suất Sơ đồ nguyên lý 3.2.1 Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 21 Khoa Điện – Điện tử Sơ đồ mạch in 3.2.2 Sơ đồ bố trí linh kiện 3.2.3 Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 22 Khoa Điện – Điện tử 3.3 Hình ảnh tổng quan của thiết bị - Phím liệt kê các module: dùng để liệt kê tất cả các module có trong hệ thống và truy cập đến trang điều khiển của module bất kỳ bằng các chọn tên module tương ứng. - Vùng hiển thị các phím ảo dùng để hiển thị cũng như điều khiển tương tác với các thiết bị được hiển thị trên màn hình cảm ứng. - Các phím cứng từ 1 đến 8: dùng để cài đặt truy cập nhanh đến các module hoặc cài đặt điều khiển các thiết bị mà không cần hiển thị trạng thái. Thông thường phím 8 được cài đặt dùng để tắt hết các thiết bị trong một phòng. - Phím MENU: dùng để vào menu cài đặt của hệ thống. Khi chưa nắm được hoàn toàn cách cài đặt thiết bị, người sử dụng không nên vào phần này để tránh làm sai các dữ liệu đã được cài đặt trước đó. Menu có thể được khóa bằng Password để tránh người ngoài thay đổi dữ liệu. - Phím BACK: dùng để quay lại menu trước đó hoặc quay lại màn hình chính của thiết bị. - Phím chức năng: 2 phím này sẽ thay đổi chức năng tương ứng với các ký hiệu được hiển thị ngay phía trên. Thiết kế panel điều khiển thiết bị điện thông minh ThS. Lưu Hoàng 23 Khoa Điện – Điện tử - Các cảm biến: là các cửa sổ nhỏ để các tín hiệu bên ngoài được đưa vào cảm biến như: ánh sáng, nhiệt độ hay tín hiệu remote. 3.4 Hướng dẫn sử dụng thiết bị Cài đặt ngày, giờ 3.4.1 Toàn hệ thống sẽ hiện thị cùng thời gian như nhau. Do đó chỉ cần thiết lập ở tại một module thì thời gian sẽ được thay đổi trên toàn hệ thống. - Để cài đặt vào MENU, chọn GENERAL, chọn SET TIME. - Dùng 2 phím SELECT để chọn, dùng 2 phím +/- để tăng giảm để thay đổi dữ liệu. - Sau khi cài đặt xong, bấm BACK và chọn YES để lưu hoặc NO để hủy cài đặt. Cài đặt Password 3.4.2 Password dùng để ngăn không cho tự ý vào menu SETTING. Mặc định password là “0000”. - Để thay đổi password, vào MENU, chọn GENERAL, chọn PASSWORD. - Trên màn hình hiển thị INPUT PASS, nhập vào 4 số password cũ (mặc định là 0000). Sau đó ở màn hình NEW PASS, nhập vào 4 số password mới muốn cài đặt. - Chọn YES để lưu cài đặt hoặc NO để hủy và thoát ra. Cài đặt thời gian giảm độ sáng màn hình 3.4.3 Để tăng tuổi thọ của màn hình, màn hình sẽ tự giảm độ sáng sau một khoảng thời gian không sử dụng. Khoảng thời gian này có thể được thay đổi tùy vào nhu cầu của người sử dụng. - Để thay đổi thời gian, vào MENU, chọn GENERAL. - Ở mục DIM DISPLAY, bấm bên trái để giảm thời gian và bên phải để tăng. Thời gian delay tối đa là 60 giây. Bật tắt âm thanh BEEP 3.4.4 Khi người sử dụng tác động vào các phím nhấn, thiết bị sẽ phản hồi lại bằng các tiếng beep. - Khi bật một thiết bị sẽ có 2 tiếng beep. - Tắt thiết bị: một tiếng beep. Thiết kế panel điều khiển thiết bị đ