Đồ án Điều khiển động cơ một chiều từ xa

******************* 1. Tên đề tài : Thiết kế hệ thống : Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa 2. Nội Dung Cần hoàn thành. 1.Lập kế hoạch thực hiện và bỏo cỏo theo đỳng tiến độ. 2. Nghiờn cứu ứng dụng thực tế của thiết bị, đề ra phương ỏn thiết kế. 3. Tớnh toỏn lựa chọn Linh Kiện và chế tạo Sản Phẩm. 4. Hoàn thành Sản Phẩm và bản Thuyết Minh. 5. Thụng qua Giỏo Viờn hướng dẫn và hoàn thành, chuẩn bị bảo vệ Đồ Án. Giỏo Viờn Hướng Dẫn: Đoàn Văn Tuấn. Phần 2 : thiết kế phần cứng ******************************** Chương 1 Các thành phần mạch điện 1.1. Vi Điều Khiển 89C51. 1.1.1 Khái quát chung : Vi điều khiển 89C51 bản chất là một hệ Vi xử lý: Sơ đồ khối VĐK AT89C51 Đặc tính 89C51 ROM 4K byte RAM 128 byte Bộ định thời 2 Chânvà ra/cổng 32/4 Cổng nối tiếp 1 Các ngắt 6 1.1.2. Sơ đồ chân : IC AT89C51 AT89C51 gồm 40 chân, trong đó 32 chân dành cho các cổng vào ra P0, P1, P2, P3, mỗi cổng 8 chân . Các chân còn lại được dành cho nguồnVcc, GND, các chân đầu vào và ra của bộ dao động XTAL1 và XTAL2, chân RST chân lệnh chốt địa chỉ ALE , chân cho phép truy cập bộ nhớ ngoài , cho phép cất chương trình . - Chân số 40 là chân nguồn cung cấp +5V cho chíp - Chân số 20 là GND. - Chân 19 và 18 là XTAL1 và XTAL2 ,là đầu vào và ra của bộ dao động OSC trong chip . Bên trong 89C51 có một bộ dao động nhưng nó cần một khâu tạo tần số dao động chuẩn như thạch anh 11,0592 MHz . - Chân số 9 là chân RESET , tích cực ở mức cao .Nếu đặt mức cao tới chân này thì bộ vi điều khiển sẽ trở về trạng thái mặc định ban đầu.. - Chân 31 là , họ 8051 như 8751, 98C51 hoặc DS5000 đều có ROM trên chíp lưu cất chương trình. Trong các trường hợp như vậy thì chân được nối tới VCC . Đối với các thành viên của họ như 8031 và 8032 mà không có ROM trên chíp thì mã chương trình được lưu cất ở trên bộ nhớ ROM ngoài và chúng được nạp cho 8031/32. Do vậy, đối với 8031 thì chân phải được nối đất để báo rằng mã chương trình được cất ở ngoài. có nghĩa là truy cập ngoài (External Access) và nó không được để hở. - Chân 29 là (Program Store Enable), Đây là chân đầu ra cho phép cất chương trình - Chân 30 là ALE , Chân cho phép chốt địa chỉ , ALE là chân đầu ra tích cực cao. - Cổng P0 (từ chân 32 đến 39), Nó có thể được dùng như cổng đầu ra, để sử dụng các chân của cổng P0 vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vào thì mỗi chân phải được nối tới một điện trở 10kW lên +5V. Điều này là do một thực tế là cổng P0 là một máng mở khác với các cổng P1, P2 và P3. Khái niệm máng mở được sử dụng trong các chíp MOS về chừng mực nào đó nó giống như Cô-lec-tơ hở đối với các chíp TTL. Trong bất kỳ hệ thống nào sử dụng 8751, 89C51 hoặc DS5000 ta thường nối cổng P0 tới các điện trở kéo. Với những điện trở kéo ngoài được nối khi tái lập cổng P0 được cấu hình như một cổng đầu ra. - Cổng P1 (từ chân 1 đến chân 8), nó có thể được sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra. So với cổng P0 thì cổng này không cần đến điện trở kéo vì nó đã có các điện trở kéo bên trong. Để biến cổng P1 thành đầu vào thì nó phải được lập trình bằng cách ghi 1 đến tất cả các bit của nó. - Cổng P2 (từ chân 21 đến 28). Nó có thể được sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra giống như cổng P1 , Để tạo cổng P2 như đầu vào thì nó phải được lập trình bằng cách ghi các số 1 tới tất cả các chân của nó. - Cổng P3 (từ chân 10 đến chân 17). Nó có thể được sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra. Mặc dù cổng P3 được cấu hình như một cổng đầu ra khi tái lập, nhưng đây không phải là cách nó được ứng dụng phổ biến nhất. Cổng P3 có chức năng bổ sung là cung cấp một số tín hiệu quan trọng đặc biệt chẳng hạn như các ngắt. Bít của cổng P3 Chức năng Chân số P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Nhận dữ liệu (RXD) Phát dữ liệu (TXD) Ngắt 0(INT0) Ngắt 1(INT1) Bộ định thời 0 (TO) Bộ định thời 1(T1) Ghi (WR) Đọc (RD) 10 11 12 13 14 15 16 17 Các bit P3.0 và P3.1 được dùng để nhận và phát dữ liệu trong truyền thông nối tiếp. Các bit P3.2 và P3.3 được dành cho các ngắt ngoài. Bit P3.4 và P3.5 được dùng cho các bộ định thời 0 và 1. Cuối cùng các bit P3.6 và P3.7 được cấp cho các tín hiệu ghi và đọc các bộ nhớ ngoài được nối tới hệ thống. 1.2. Thiết bị phát sóng hồng ngoại. 1.2.1. ánh sáng hồng ngoại : Sóng điện từ chính là sự lan truyền của các dao động điện từ trường trong không gian. Theo lý thuyết Macxoen thì cứ có điện trường biến thiên thì sẽ sinh ra từ trường biến thiên ở điểm lân cận và ngược lại cứ có từ trường biến thiên thì sẽ sinh ra điện trường biến thiên ở điêm lân cận tiếp, và đó chính là cách mà sóng điện từ truyền đi trong không gian. Bên trong vật thể phát sáng, năng lượng gây ra sự sáng (nhiệt năng chẳng hạn) làm các electron trên vỏ nguyên tử hấp thụ năng lượng và nhảy lên quỹ đạo dừng cao hơn để rồi sau đó lại nhảy về giải phóng ra năng lượng photon. Cứ như vậy Electron dao động gây ra vùng điện trường biến thiên trong không gian và bức xạ ra sóng điện từ hay sinh ra ánh sáng. Do đó ánh sáng có bản chất chính là những bức xạ sóng điện từ sinh ra từ sự dao động của các điện tử bên trong vật phát sáng dưới sự tác động của năng lượng gây sáng. Các tế bào quang điện trên võng mạc bên trong mắt người có nhiệm vụ chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện giúp cho bộ não con người cảm giác được ánh sáng . Nhưng vì ánh sáng có bản chất sóng điện từ nên nó có phổ tần, trong khi đôi mắt con người tất nhiên là phải có giới hạn làm việc với một dải tần số nhất định. Điều đó khiến chúng ta không thể nhìn thấy mọi ánh sáng, và do đó ánh sáng được chia làm 2 loại : - ánh sáng nhìn thấy : gồm các bức xạ có bước sóng từ 0,37 micromet đến 0,76 micromet hay có tần số đặc chưng cho các dải màu đỏ cam vàng lục lam tràm tím : Phổ tần thang sóng điện từ - ánh sáng không nhìn thấy : gồm các bức xạ nằm ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy, tức là có tần số nhỏ hơn tần số của ánh sáng màu đỏ cho đến 0 Hz như sóng vô tuyến và hồng ngoại ,và lớn hơn tần số của ánh sáng màu tím cho đến vô cùng như tia tử ngoại , tia Rơnghen , và các tia vũ trụ. Như vậy ánh sáng hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được nằm trong dải tần nhỏ hơn tần số của ánh sáng màu đỏ và nằm ngay dưới màu đỏ. Do tần số nhỏ nên bước sóng lớn, nên có khả năng đâm xuyên mạnh hơn , tác động vào da người manh hơn, gây ra cảm giác đau mà chúng ta gọi đó là sự nóng do nhiệt độ , do đó tia hồng ngoại cũng chính là tia bức xạ nhiệt . Vì vậy bất kỳ vật nào cũng phát ra ánh sáng hồng ngoại. Và nếu năng lượng gây sáng là nhiệt độ thì vật sáng sẽ phát ra ánh sáng hồng ngoại rất mạnh và ta cảm nhận thấy vật đó rất nóng. Khi đến gần một ngọn lửa,chỉ có mắt mới nhìn thấy ánh sáng nhìn thấy, và chỉ có da mới cảm nhận được bức xạ nhiệt hồng ngoại , bởi vì mắt chỉ thu được tần số cao và da chỉ thu được tần số thấp . 1.2.2 ứng dụng của ánh sáng hồng ngoại trong kỹ thuật điện tử : Hồng ngoại thật thú vị, bởi vì nó được tạo ra 1 cách dễ dàng và không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ , do đó nó được sử dụng một cách rộng rãi và tiện lợi trong thông tin và điều khiển . Đặc biệt là điều khiển từ xa ,và đặc biệt nữa như TiVi , máy nghe nhạc …Tuy nhiên như đã nói ở trên, tia hồng ngoại cũng chính là tia bức xạ nhiệt . Vì vậy bất kỳ vật nào cũng phát ra ánh sáng hồng ngoại , do đó nó không hoàn hảo, nhiều nguồn sáng khác nhau có thể phát ra hồng ngoại và có thể gây nhiễu đến thông tin này. Vì vậy cần phải có những phương pháp chống nhiễu thích hợp như dùng kính lọc và điều chế tín hiệu khi cần truyền đi xa trong không gian giới hạn . Việc sử dụng hồng ngoại trong các thiết bị điều khiển từ xa TV/VCR và nhiều ứng dụng khác cũng một phần là do các Diode phát và thu hồng ngoại rất rẻ và sẵn có trên thị trường. 1.2.3. Remote TV SONY : Như đã trình bày tại phần ý tưởng của thuyết trình này, ở đây việc điều khiển từ xa các thiết bị điện được thực hiện bằng sóng hồng ngoại . Và thiết bị được chọn để phát sóng hồng ngoại chính là 1 chiếc điều khiển từ xa của hãng Ti Vi SONY luôn . Điều này nhằm thoả mãn nhu cầu tiện lợi và gọn gàng, nếu như bạn không muốn trong nhà có quá nhiều điều khiển , và việc cầm điều khiển Ti Vi không chỉ điều khiển Ti Vi mà còn điều khiển luôn các thiết bị điện khác trong nhà trở lên thật là tiện lợi. Remote Sony là 1 máy phát tín hiệu hồng ngoại trong pham vi khoảng 10 m để thực hiện việc điều khiển từ xa không dây. Nó có chức năng nhận lệnh của người điều khiển thông qua bàn phím, sau đó xuất ra một tổ hợp mã lệnh nhị phân ứng với mỗi phím được bấm . Rồi thực hiên mã hoá để chống nhiễu các bit 0 va 1 của mã lệnh đó theo kiểu mã hoá riêng của hãng SONY đã quy định, đó là kiểu mã hoá theo độ rộng xung, cả bit 0 và 1 đều có mức cao và thấp nhưng độ rộng xung của bit 1 dài hơn của bit 0 . Sau đó điều chế tín hiệu theo phương pháp điều biên tín hiệu số để ghi thông tin lên sóng ngắn cao tần để chống nhiễu và có năng lượng để truyền đi xa 10 m . Và cuối cùng là khuyếch đại công suất vơi năng lượng một chiều 3V để chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu ánh sáng hồng ngoại phát đi trong không gian : Sơ đồ khối chức năng Sơ đồ nguyên lý : Hình dạng thực tế của một loại Remote SONY : Trong phạm vi đề tài này bàn phím sử dụng chỉ gồm cac phím từ 1 đến . Bàn phím là hệ thống các tiếp điểm thường mở. Khi nhấn bất kỳ phím nào thì tiếp điểm đó đóng lại sẽ tạo ra một tổ hợp mã lệnh tương ứng , mã lệnh tồn tại là số Hexa . Bảng mã của Điều khiển TiVi SONY như sau : Tên phím Tín hiệu nhị phân Mã lệnh (hexa) 1 00000000 0 2 00000001 1 3 00000010 2 4 00000011 3 5 00000100 4 6 00000101 5 7 00000110 6 8 00000111 7 9 00001000 8 10 00001001 9 PROGRAM + 00010000 10 PROGRAM - 00010001 11 VOLUME + 00010010 12 VOLUME - 00010011 13 MUTING 00010100 14 POWER 00010101 15 DISPLAY 00111010 3A Nhiệm vụ của mạch điện phía thu (của VĐK 89C51) là phải giải mã được các mã lệnh này để biết được người sử dụng đã ấn phím nào và đó là lệnh gì ? Sau khi mã lệnh được tạo ra dưới dạng số Hexa thì tín hiệu nhị phân đó được mã hoá . Hãng SONY sử dụng kiểu mã hoá theo độ rộng xung, cụ thể như sau : - Bit 0 biểu diễn bằng cách : độ trống xung kéo dài 500 uS , độ rộng xung kéo dài 700 uS - Bit 1 biểu diễn bằng cách : độ trống xung kéo dài 500 uS , độ rộng xung kéo dài 1300 uS Vì chỉ có 1 kênh truyền hồng ngoại nên phải sử dụng phương thức truyền thông nối tiếp với các khung dữ liệu . Một Data frame được tạo nên từ 13 bit dữ liệu . Trong đó bit đầu tiên là bit Start ,tiếp theo là 7 bit mã lệnh , và cuối cùng là 5 bít địa chỉ : Với đề tài điều khiển các thiết bị điện từ xa chúng ta không cần quan tâm đến 5 bit địa chỉ vì chúng chỉ có nhiệm vụ để nhận biết các đời Remote SONY. Ta chỉ quan tâm các bit mã lệnh và bit Start mà thôi. Sau bit Start là LSB : Do à D1 à …D6 .Nếu dữ phím bấm khung data sẽ lặp lai sau25mS. 1.3. Thiết bị thu sóng hồng ngoại . 1.3.1. Chức năng : Thiết bị thu sóng hồng ngoại là IC mắt thu chuyên dụng được lưu hành trên thị trường. Tích hợp đầy đủ các khâu như một máy thu tín hiệu hoàn chỉnh . Tức là tự động thu sóng hồng ngoại từ Remote và chuyển thành tín hiệu điện , tự giải điều chế tách tín hiệu số ra khỏi sóng mang 36 KHz ,và đưa ra đúng dạng tín hiệu số mà Remost đã mã hoá bit mã lệnh nhưng đảo pha so với tín hiệu từ DKTX : Sơ đồ khối chức năng của IC chuyên dụng thu sóng hồng ngoại : 1.3.2. Hình dạng thực tế và sơ đồ chân : 1.4. PC 817. +Cụng dụng:Cỏch ly điều khiển giữa hai tầng mạch điện khỏc nhau, khi cung cấp 5V vào chõn số 1, LED phớa trong Opto nối giữa chõn số 1 và 2 sỏng, xảy ra hiệu ứng quang điện dẫn đến 3-4 thụng. 1.5. ULN 2803 + Vi mạch ULN 2803 tích hợp sẵn 8 khoá điện tử dùng transistor và 8 diode giải phóng năng lượng cho cuộn hút Rơle nên chuyên dụng để điều khiển trực tiếp cho Rơle. 1.6. Rơle. 1.6.1. Khỏi Niệm. Rơle là mụ̣t loại thiờ́t bị điợ̀n tự đụ̣ng mà tín hiợ̀u đõ̀u ra thay đụ̉i nhảy cṍp khi tín hiợ̀u đõ̀u vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiờ́t bị điợ̀n dùng đờ̉ đóng cắt mạch điợ̀n điờ̀u khiờ̉n, bảo vợ̀ và điờ̀u khiờ̉n sự làm viợ̀c của mạch điợ̀n đụ̣ng lực. +hỡnh ảnh một số loại rơle: 1.6.2. Đặc Điểm. a) Các bụ̣ phọ̃n (các khụ́i) chính của rơle. + Cơ cṍu tiờ́p thu( khụ́i tiờ́p thu) Có nhiợ̀m vụ tiờ́p nhọ̃n những tín hiợ̀u đõ̀u vào và biờ́n đụ̉i nó thành đại lượng cõ̀n thiờ́t cung cṍp tín hiợ̀u phù hợp cho khụ́i trung gian. + Cơ cṍu trung gian( khụ́i trung gian) Làm nhiợ̀m vụ tiờ́p nhọ̃n những tín hiợ̀u đưa đờ́n từ khụ́i tiờ́p thu và biờ́n đụ̉i nó thành đại lượng cõ̀n thiờ́t cho rơle tác đụ̣ng. + Cơ cṍu chṍp hành (khụ́i chṍp hành) Làm nhiợ̀m vụ phát tín hiợ̀u cho mạch điờ̀u khiờ̉n -Cơ cṍu tiờ́p thu ở đõy là cuụ̣n dõy. -Cơ cṍu trung gian là mạch từ nam chõm điợ̀n. -Cơ cṍu chṍp hành là hợ̀ thụ́ng tiờ́p điờ̉m. Phõn loại rơle Có nhiờ̀u loại rơle với nguyờn lí và chức năng làm viợ̀c rṍt khác nhau. Do vọ̃y có nhiờ̀u cách đờ̉ phõn loại rơle: Phõn loại theo nguyờn lí làm viợ̀c gụ̀m các nhóm + Rơle điợ̀n cơ (rơle điợ̀n từ, rơle từ điợ̀n, rơle điợ̀n từ phõn cực, rơle cảm ứng,...) + Rơle nhiợ̀t,rơle từ,rơle điợ̀n tử -bán dõ̃n, vi mạch,rơle sụ́. b) Phõn theo nguyờn lí tác đụ̣ng của cơ cṍu chṍp hành. + Rơle có tiờ́p điờ̉m: loại này tác đụ̣ng lờn mạch bằng cách đóng mở các tiờ́p điờ̉m. + Rơle khụng tiờ́p điờ̉m (rơle tĩnh): loại này tác đụ̣ng bằng cách thay đụ̉i đụ̣t ngụ̣t các tham sụ́ của cơ cṍu chṍp hành mắc trong mạch điờ̀u khiờ̉n như: điợ̀n cảm, điợ̀n dung, điợ̀n trở,... c) Phõn loại theo đặc tính tham sụ́ vào. + Rơle dòng điợ̀n. + Rơle điợ̀n áp. + Rơle cụng suṍt + Rơle tụ̉ng trở,.. d) Phõn loại theo cách mắc cơ cṍu. + Rơle sơ cṍp: loại này được mắc trực tiờ́p vào mạch điợ̀n cõ̀n bảo vợ̀. + Rơle thứ cṍp: loại này mắc vào mạch thụng qua biờ́n áp đo lường hay biờ́n dòng điợ̀n. e) Phõn theo giá trị và chiờ̀u các đại lượng đi vào rơle. +Rơle cực đại. +Rơle cực tiờ̉u +Rơle cực đại-cực tiờ̉u +Rơle so lợ̀ch. +Rơle định hướng… Quan hợ̀ giữa đại lượng vào và ra của rơle như hình minh họa. Khi x biờ́n thiờn từ 0 đờ́n x2 thì y = y1 đờ́n khi x= x2 thì y tăng từ y = y1 đờ́n y = y2 (nhảy bọ̃c). Nờ́u x tăng tiờ́p thì y khụng đụ̉i y = y2 . Khi x giảm từ x2 vờ̀ lại x1 thì y = y2 đờ́n x = x1 thì y giảm từ y2 vờ̀ y = y1. Nờ́u gọi: + X = X2= Xtđ là giá trị tác đụ̣ng rơle. + X = X1 = Xnh là giá trị nhả của rơle. Thì hợ̀ sụ́ nhả Knh== Các thụng sụ́ của rơle Hợ̀ sụ́ điờ̀u khiờ̉n rơle Kđk= +Pđk là cụng suṍt điờ̀u khiờ̉n định mức của rơle, chính là cụng suṍt định mức của cơ cṍu chṍp hành. +Ptđ là cụng suṍt tác đụ̣ng, chính là cụng suṍt cõ̀n thiờ́t cung cṍp cho đõ̀u vào đờ̉ rơle tác đụ̣ng. Với rơle điợ̀n từ Pđk là cụng suṍt tiờ́p điờ̉m (nghĩa là cụng suṍt tiờ́p điờ̉m cho phép truyờ̀n qua). Ptđ là cụng suṍt cuụ̣n dõy nam chõm hút. Các loại rơle khác nhau thì Knh và Kđk cũng khác nhau. b) Thời gian tác đụ̣ng. Là thời gian kờ̉ từ thời điờ̉m cung cṍp tín hiợ̀u cho đõ̀u vào, đờ́n lúc cơ cṍu chṍp hành làm viợ̀c. Với rơle điợ̀n từ là quãng thời gian cuụ̣n dõy được cung cṍp dòng (hay áp) cho đờ́n lúc hợ̀ thụ́ng tiờ́p điờ̉m đóng hoàn toàn (với tiờ́p điờ̉m thường mở) và mở hoàn toàn (với tiờ́p điờ̉m thường đóng). Các loại rơle khác nhau ttđ cũng khác nhau. +ttđ < 1.10-3[s] : rơle khụng quán tính. +tưtđ = (1 á 50).10-3 [s]: rơle tác đụ̣ng nhanh. +ttđ > 150.10-3[s]: rơle thời gian. 1.7. Tụ điện. Tụ điện là một linh kiện thụ động và được sử dụng rộng rói trong cỏc mạch điện tử, được sử dụng trong cỏc mạch lọc nguồn, lọc nhiễu mạch truyền tớn hiệu, mạch dao động… 1.7.1 Khỏi niệm. Tụ điện là linh kiện dung để cản trở và phúng nạp khi cần thiết và được đặc trưng bởi dung khỏng phụ thuộc vào tần số điện ỏp. Ký hiệu của tụ điện trong sơ đồ nguyờn lý là: Tụ khụng phõn cực là tụ cú hai cực như nhau và giỏ trị thường nhỏ (pF). Tụ phõn cực là tụ cú hai cực tớnh õm và dương khụng thể dũng lẫn lộn nhau được. Cú giỏ trị lớn hơn so với tụ khụng phõn cực. 1.7.2 Cấu tạo. Hỡnh 1.10. Cấu tạo của tụ điện Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực song song, ở giữa cú một lớp cỏch điện gọi là điện mụi như tụ húa, tụ gốm, tụ giấy…Hỡnh dạng tụ trong thực tế. Hỡnh 1.11 Tụ gốm. Hỡnh 1.12 Tụ húa. 1.8. Điện trở. 1.8.1. Khỏi niệm. - Điện trở là sự cản trở dũng điện của một vật dẫn điện, nếu cú một vật dẫn điện tốt thỡ điện trở nhỏ và ngược lại vật cỏch điện cú điện trở cực lớn. - Điện trở của dõy dẫn là sự phụ thuộc vào chất liệu và tiết diện của dõy dẫn được tớnh theo cụng thức: R = . Trong đú: R là điện trở. Đơn vị là Ω là điện trở suất. L là chiều dài dõy dẫn. S là tiết diện của dõy dẫn. 1.8.2. Điện trở trong thực tế và trong cỏc mạch điện tử. * Hỡnh dỏng và ký hiệu: Trong thực tế điện trở là một loại linh kiện điện tử khụng phõn cực, nú là một linh kiện quan trọng trong cỏc mạch điện tử, chỳng được làm từ hợp chất của cacbon và kim loại và được pha theo tỷ lệ mà tạo ra cỏc con điện trở cú điện dung khỏc nhau. Hỡnh 1.9 Điện trở Kớ hiệu : Đơn vị đo bằng Ω, KΩ, MΩ. 1MΩ = 1000 KΩ = 1000000Ω * Cỏch đọc trị số điện trở trong thực tế. Đọc theo màu sắc theo quy ước quốc tế: Màu Trị số Sai số Bạc 10% Vàng 5% Đen 0 Nõu 1 1% Đỏ 2 2% Cam 3 Vàng 4 Xanh 5 0.5% Lục 6 0.25% Tớm 7 0.1% Xỏm 8 Trắng 9 Bàng 1.3 màu sắc điện trở theo quy ước quốc tế Chỳ ý: điện trở là linh kiện khụng phõn cực nờn khi mắc vào mạch điện ta khụng cần để ý đến đầu õm dương làm gỡ (đầu nào cũng như đầu nào). 1.9. LED ĐƠN 1.9.1 .Khỏi niệm. Led đơn là một dạng của Diode. Thụng thường dũng điện đi qua vật dẫn điện sẽ sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Ở một số chất bỏn dẫn đặc biệt như (GaAs) khi cú dũng điện đi qua thỡ cú hiện tượng bức xạ quang (phỏt ra ỏnh sỏng). Tựy theo chất bỏn dẫn mà ỏnh sỏng phỏt ra cú màu khỏc nhau. Led cú điện ỏp phõn cực thuận cao hơn diode nắn điện nhưng điện ỏp phõn cực ngược cực đại thường khụng cao. 1.9.2. Hỡnh dạng. Hỡnh 2.1j.Hỡnh dạng thực tế của Led đơn Phõn cực thuận : VD = 1,4V – 1,8 V(led đỏ). VD = 2V – 2,5V (led vàng). VD= 2V – 2,8 V(led xanh lỏ). ID= 5mA – 20mA (thường chọn 10mA). Led thường được dựng trong cỏc mạch trạng thỏi bỏo hiệu, chỉ thị trạng thỏi của mạch như bỏo nguồn, trạng thỏi thuận hay ngược… 1.10. IRF540N Kĩ thuật xử lý tiến bộ Trở khỏng thấp Tớ lệ dv/dt động Nhiệt dộ hoạt động 175 độ C Chuyển mạch nhanh Là linh kiện MOSFET cụng suất sử dụng kĩ thuật xử lớ hiện đại để trở khỏng trờn silicon thấp. Lợi ớch này cựng với tốc độ chuyển mạch nhanh làm cho IRF540 được sử dụng rộng rói trong rất nhiều cỏc ứng dụng. IRF540N thớch hợp cho tất cả cỏc ứng dụng cụng nghiệp thương mại cú mức năng lượng tiờu hao xấp xỉ 50Watt. Nhiệt trở thấp và giỏ thành thấp làm cho IRF540 được chấp nhận rộng rói trong cụng nghiệp. Chương 2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 2.1. Sơ đồ khối: *) Sơ đồ khối: *)Chức năng từng khối: Khối Nguồn: Pin cung cấp điện năng cho khối phỏt hồng ngoại. Khối nguồn chớnh: Nguồn 12v cung cấp cho rơle , động cơ ,uln 2803.Nguồn 5v cung cấp cho ic và opto. Khối phỏt: phỏt ra tớn hiệu hồng ngoại dưới dạng được mó húa. Khối thu và điểu khiển: Nhận , giải mó tớn hiệu đưa vào chõn p3.3 của ic 89c51, từ đú lập trỡnh để điều khiển động cơ. Khối mạch lực và động cơ: điểu khiển động cơ quay, dừng, nhanh chậm dựa vào lập trỡnh ic. 2.2. Sơ đồ nguyên lý : *) Nguyờn lý hoạt động: +Khi ta nhấn phớm từ điều khiển thỡ tớn hiệu hồng ngoại được phỏt ra dưới cỏc dạng mó khỏc nhau , tớn hiệu này được mắt thu thu, đầu ra của mắt thu nối với chõn p3.3 của VDK. Thụng qua thuật toỏn giải mó để điều khiển động cơ. Để tiện cho việc kiểm tra mó đỳng hay sai ta hiển thị mó dưới dạng nhị phõn thụng qua 8 led nối với cổng P1. +Khi nhấn phớm 1 thi động cơ quay thuận do ta lập trinh cho p2.0=1 làm cho PC817 khụng dẫn, vậy khụng cú nguồn vào chõn 1 của ULN2803 dẫn đến đầu ra của ULN 2803 là chõn 18 sẽ ở mức logic 1 khi đú chõn 2 của cuộn hỳt được cấp nguồn làm cho cuộn hỳt giữ nguyờn trạng thỏi ,chõn P2 nối vào O2, P1 nối vào O1 làm động cơ quay thuận.(Nguồn 12v qua chõn P2 vào động cơ chõn cũn lại qua chõn P1 ,qua irf về mỏt). + Khi nhấn phớm 2 thi động cơ quay ngược do ta lập trinh cho p2.0=0 làm cho PC817 dẫn, vậy cú nguồn vào chõn 1 ( chõn 1 ở mức logic1) của ULN2803 dẫn đến đầu ra của ULN 2803 là chõn 18 sẽ ở mức logic 0 khi đú chõn 2 của cuộn hỳt được cấp mỏt làm cho cú dong đi qua cuộn hỳt , làm cuộn hỳt hỳt cỏc tiếp điểm chõn p1 nối vào S1, P2 nối vào S2 làm cho động cơ quay ngược. .(Nguồn 12v qua chõn P1 vào động cơ chõn cũn lại qua chõn P2 ,qua irf về mỏt). +Khi nhấn phớm 3 thỡ đụng cơ dừng do ta lập trỡnh cho P2.0=1 và P2.1 =1, làm cho ok1 và ok2 khụng dẫn , dẫn tới chõn 1 của ULn2803 ở mức logic 0,chõn 2 ở mức logic 1 đầu ra chõn 18 ở mức logic1 ,chõn 17 ở mức logic 0 và làm cho cuộn hỳt giữ nguyờn trạng thỏi, IRF khụng dẫn dẫn tới động cơ dừng. +Để thay đổi tốc độ của động cơ ta thay đổi điện ỏp trung bỡnh đặt lờn động cơ thụng qua phương phỏp PWM. Cụ thể muốn động cơ chạy tốc độ cao thỡ ta cho chu kỳ tớch cực mức cao lớn, cũn giảm tốc độ động cơ thỡ ta cho chu kỳ tớch cực mức cao nhỏ. Trong chương trỡnh vi điều khiển nhúm đồ ỏn sử dụng một biến TOC_DO thay đổi từ 20 – 255 để thay đổi chu kỳ tớch cực mức cao. (Tổng thời gian của chu kỳ tớch cực mức cao và mức thấp là 255*T). 2.3. Sơ đồ mạch in : Phần 3 : Xây dựng phần mềm ******************************** 3.1. Thuật toán thu và giải mã : Thuật toán thu và giải mã căn cứ vào khung data frame thu được của điều khiển từ mắt thu đưa tới chân p3.3 : Vấn đề là cần phải nhận biết được khi nào thì khung dữ liệu bắt đầu và đâu là bit 1 , đâu là bit 0 , và thu lại các bít nối tiếp nhau đi vao thanh ghi A. - Để nhận biết khi nào khung data bắt đầu ta dựa vào bit Start . Đầu tiên ta mặc định cho chân thu p3.3 lên mức 1 , sau đó chờ đến khi bit start chuyển chân p3.3 xuống mức 0, tức là đã thu xong bit start , tức là đã bắt đầu thì lập tức thực hiện việc thu các bit (dùng 1 vòng lặp để chờ , chỉ khi bit start xuống mức 0 thi mới chuyển sang lệnh khác) . Sở dĩ ta cần phải mặc định ban đầu cho bit p3.3 = 1 là vì nếu như ban đầu Vi điều khiển làm cho nó bằng 0 thì khi bit start bắt đầu từ mức 1 cũng sẽ không kéo được p3.3 lên mức 1 vì chưa chắc mức 1 của bit start đã thắng được mức 0 của vi điều khiển , nhưng mức 0 của bit start thì chắc chắn kéo được mức 1 của VĐK xuống mức 0 . - Để thu các bit dữ liệu ta cần phân biệt các bit 0 và 1 nhờ vào khoảng thời gian mức 0 của bit 0 và bit 1 là khác nhau , với bit 0 là 700 us còn với bit 1 là 1300 us . Sau khi thu xong bit start thì p3.3 đang ở mức 0. Để thu tiếp các bit dữ liệu thì ta lại chờ nó lên mức 1 rồi lại chờ nó xuống 0 vậy là thu xong nửa bit đầu tiên ,bây giờ đã đến thời gian tồn tại của mức 0 , ta chỉ cần kiểm tra xem thời gian này kéo dài 700 us hay là 1300 us . Ta dùng 1 hàm trễ khoảng 900 us để so sánh , nếu sau thời gian trễ này mà p3.3 vẫn bằng 0 thì chứng tỏ thời gian mức 0 kéo dài 1300 us và bit vừa thu được là bit 1 còn nếu sau thời gian trễ này mà p3.3 đã lên mức 1 thì chứng tỏ mức 0 chỉ kéo dài 700 us và đã kết thúc và bit vừa thu là bit 0 . Thực hiện ghi bit này vào thanh ghi A bằng cách thiết lập hay xoá cờ C rồi dịch phải thanh ghi A qua cờ C . Việc thu các bit tiếp theo cũng tương tự như vậy. Các bit nối tiếp nhau đi vào thanh ghi A tạo lên tổ hợp mã thu được , khi đó báo ra cờ C là đã thu xong . - So sánh tổ hợp mã thu được với mã của các phím trên ĐKTX để kiểm tra xem người sử dụng đã nhấn phím nào rồi thực hiện xuất tín hiệu điều điều khiển ra chân tương ứng ở cổng P2 Lưu đồ thuật toán : 3.2. Chương trình Điều Khiển Từ Xa : $include(reg51.inc) DAO_CHIEU BIT P2.0 PWM BIT P2.1 TOC_DO DATA 30H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP NGAT_NGOAI_1 ORG 000BH LJMP NGAT_TIMER_0 ORG 0030H MAIN: MOV TMOD,#0 ;KHOI TAO TIMER0 CHE D0 0 13 BIT SETB EA ;CHO PHEP NGAT TOAN CUC SETB IP.2 ;UU TIEN NGAT NGOAI 1 SETB ET0 ;CHO PHEP NGAT TIMER0 SETB EX1 ;CHO PHEP NGAT NGOAI 1 SETB IT1 ;KICH NGAT NGOAI THEO SUON AM SETB TR0 ;KHOI DONG TIMER0 SETB PWM SETB DAO_CHIEU setb p3.3 ; để chuẩn bị thu bit start KT: CALL LONGDELAY mov a,#01000000b ; dịch phai a qua C , thu đủ 7 bit data thì C =1 jb p3.3,$ ; nếu p3.3=0 thì bắt đầu thu (nhy lệnh tiếp) k2: jnb p3.3,k2 k3: jb p3.3,k3 ; thu xong nửa bit , phần tích cực cao mov r0,#165 k6: nop nop nop djnz r0,k6 mov c,p3.3 ; chuyển p3.3 vào C để so sánh jc ghiso0 ; nếu c=1 thi nhy đến mã lệnh ghi s" 0 setb c ; c=0 ghi số 1 vao a rrc a jc dathuxong ;sau khi dịch mà c=1 thì thu xong sjmp k2 ; ngưc lại thì thu tiếp ghiso0: clr c rrc a jc dathuxong sjmp k3 dathuxong: rr a mov p1,a SETB ET0 JMP KT phim1: cjne a,#00h,phim2 SETB DAO_CHIEU ;NHAN PHIM1 THI QUAY THUAN CALL DELAY MOV TOC_DO,#128 LJMP KT phim2: cjne a,#01h,phim3 CL