Đồ án Điều khiển thiết bị trong nhà từ xa bằng tin nhắn SMS

ghi TXSTA Bit 7 CSRC : Bit chọn nguồn xung Chế độ bất đồng bộ : Không cần thiết Chế độ đồng bộ : + 1 = Chế độ Chủ ( Phát xung dao động nội từ BRG). + 0 = Chế độ Tớ ( Xung dao động ngoại). Bit 6 TX9 : Bit cho phép truyền 9 Bit + 1 = Chọn chế độ truyền 9 bit. + 0 = Chọn chế độ truyền 8 bit. Bit 5 TXEN : Bit cho phép truyền + 1 = Cho phép truyền. + 0 = Không cho phép truyền. Bit 4 SYNC : Bit chọn chế độ USART + 1 = Chế đỗ đồng bộ. + 0 = Chế độ bất đồng bộ. Bit 2 BRGH : Bit chọn tốc độ Baud nhanh - Chế độ bất đồng bộ: + ‘1’ = Tốc độ nhanh. + ‘0’ = Tốc độ chậm. - Chế độ đồng bộ : không dùng. Bit 1 TRMT : Bit trạng thái dịch truyền thanh ghi + ‘1’ = TSR rỗng + ‘0’ = TSR đầy Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 57 -  Bit 0 TX9D : Bit thứ 9 của truyền dữ liệu, có thể là bit Parity Thanh ghi RCSTA : Bit 7 SPEN : Bit cho phép Serial Port + ‘1’ = cho phép Serial Port ( tức là cấu hình cho RC7/RX/DT và RC6/TX/CK như chân Serial Port). + ‘0’ = Không cho phép. Bit 6 RX9 : Bit cho phép nhận 9-bit. + ‘1’ = Cho phép nhận 9-bit. + ‘0’ = Cho phép nhận 8-bit . Bit 5 SREN : Bit cho phép nhận đơn độc: - Chế độ bất đồng bộ: không dùng. - Chế độ đồng bộ - Master: + ‘1’ = cho phép nhận đợn độc. + ‘0’ = không cho phép. - Chế độ đồng bộ - Slave: không cần. Bit 4 CREN: bit cho phép nhận tiếp tục. - Chế độ bất đồng bộ : + ‘1’ = cho phép nhận tiếp tục. + ‘0’ = không cho phép nhận tiếp tục. - Chế độ đồng bộ: + ‘1’ = cho phép nhận tiếp đến khi bit cho phép CREN bị xóa. + ‘0’ = Không cho phép nhận tiếp. Bit 3 ADDEN : Bit cho phép phát hiện địa chỉ - Chế độ bất đồng bộ 9-bit(RX9 = 1) : + ‘1’ = cho phép phát hiện địa chỉ, cho phép nhắt và tải bộ đệm nhận khi RSR được SET. + ‘0’ = Không cho phép phát hiện địa chỉ, tất cả các Bytes được nhận và Bit thứ 9 có thể được sử dụng như là Bit Parity. Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 58 -  Bit 2 FERR: Framing Error bit + ‘1’ = Framing error (can be updated by reading RCREG register and receive next valid byte). + ‘0’ = No framing error. Bit 2 FERR: bit báo lỗi khung truyền + ‘1’ = Lỗi khung truyền ( có thể được cập nhật bằng cách đọc thanh ghi RCREG và nhận Byte tiếp theo). + ‘0’ = Bit 1 OERR : bit báo lỗi tràn bộ nhớ + ‘1’ = Lỗi tràn ( có thể xóa bằng cách xóa Bit CREN). + ‘0’ = Không báo lỗi tràn. Bit 0 RX9D: Bit thứ 9 của dữ liệu nhận (có thể là Bit parity nhưng phải được tính toán bởi người dùng) Bảng tốc độ Baud: (BRG = 0) Bảng tốc độ Baud : (BRG = 1) Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 59 -  Chế độ truyền bất đồng bộ USART Ở chế độ truyền này USART hoạt động theo chuẩn NRZ (None-Return-to- Zero), nghĩa là các bit truyền đi sẽ bao gồm 1 bit Start, 8 hay 9 bit dữ liệu (thông thường là 8 bit) và 1 bit Stop. Bit LSB sẽ được truyền đi trước. Các khối truyền và nhận data độc lập với nhau sẽ dùng chung tần số tương ứng với tốc độ baud cho quá trình dịch dữ liệu (tốc độ baud gấp 16 hay 64 lần tốc độ dịch dữ liệu tùy theo giá trị của bit BRGH), và để đảm bảo tính hiệu quả của dữ liệu thì hai khối truyền và nhận phải dùng chung một định dạng dữ liệu. Chế độ truyền bất đồng bộ được chọn bằng cách xóa Bit SYNC (TXSTA) Module truyền bất đồng bộ USART bao gồm : + Phát tốc độ Baud. + Mạch lấy mẫu. + Bộ Truyền bất đồng bộ. + Bộ Nhận bất đồng độ. Bộ truyền bất đồng bộ USART : Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 60 -  Khồi truyền bất đồng bộ USART được chỉ trong hình dưới. Trung tâm của bộ truyền là thanh ghi truyền dịch TSR. Thanh ghi dịch chứa dữ liệu bên trong nó từ việc đọc/ghi bộ đệm truyền, TXREG. Thanh ghi TXREG được tải với dữ liệu bên trong phần mềm. Thanh ghi TSR không được tải dữ liệu cho đến khi Bit Stop đã được truyền từ lần tải cuối cùng. Khi Bit Stop được truyền, thanh ghi TSR được tải vào dữ liệu mới từ thanh ghi TXREG. Một khi thanh ghi TXREG truyền dữ liệu đến thanh ghi TSR, thanh ghi TXREG trống và bit cờ, TXIF (PIR), được đặt. Hình 73 Sơ đồ bộ truyền dữ liệu bất đồng bộ UART Khi cài đặt cho việc truyền dữ liệu bất đồng bộ. Ta làm như sau: 1. Khởi tao thanh ghi SPBRG cho tốc độ Baud. Nếu muốn truyền với tốc độ cao thì đặ Bit BRGH 2. Cho phép truyền bất đồng bộ qua cổng nt bằng cách xóa Bit SYNC và đặt Bit SPEN lên 1 3. Nếu muốn sử dụng ngắt, thì cho phép đặt Bit TXIE lên 1 4. nếu muốn truyền 9-bit thì đặt Bit TX9 lên 1 5. Cho phép truyền bằng cách đặt Bit TXEN, mà cũng sẽ đặt Bit TXIF lên 1 6. Nếu chọn chế độ truyền 9-Bit, Bit thứ 9 sẽ được tải vào trong Bit TX9D 7. Tải dữ liệu đến thanh ghi TXREG(bắt đầu truyền) 8. Nếu sử dụng ngắt, thì Bit GIE và PEIE(Bit 7,6) của thanh ghi INTCON được đặt Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 61 -  Bảng 21 Thanh ghi hỗ trợ Bộ nhận bất đồng bộ: Khối nhận được trình bày như hình dưới. Dữ liệu nhận trên chân RC7/RX/DT và dồn vào khối khôi phục dữ liệu. Khối khôi phục dữ liệu thật ra là dịch dữ liệu tốc độ cao, hoạt động nhanh gấp 16 lần tốc độ Baud. Một khi chế độ bất đồng bộ được chọn thì việc tiếp nhận được phép bằng cách đặt Bit CREN (RCSTA). Trung tâm của bộ nhận là thanh ghi dịch nhận RSR. Sau khi lấy mẫu Bit Stop dữ liệu nhận trong RSR được truyền đến thanh ghi RCREG. Nếu việc truyền hoàn tất thì Bit Cờ RCIF lên 1. Ngắt thật sự cho phép hoặc không cho phép bằng cách đặt hoặc xóa Bit RCIE. Cờ RCIF chỉ là 1 Bit chỉ đọc và được xó bởi phần cứng. Nó được xóa khi thanh ghi RCREG được đọc và hoàn toàn không có dữ liệu. RCREG là 1 thanh ghi bộ đệm đôi (Bởi vì nó cho 2 Byte dữ liệu có thể truyền và nhận đồng thời đến RCREG FIFO và Byte thứ 3 bắt đầu được dịch chuyển đến thanh ghi RSR). Khi phát hiện ra Bit Stop của Byte thừ 3 này, Nếu thanh ghi RCREG vẫn còn đầy thì Bit bào lỗi tràn OERR(RCSTA), sẽ lên 1. Những dữ liệu trong RSR sẽ mất đi. Và thanh ghi RCREG có thể được đọc 2 lần để lấy lại 2 Byte trong FIFO. Bit báo tràn OERR phải được xóa trong phần mềm. Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 62 -  Hình 74 Sơ đồ nhận dữ liệu Để truyền dữ liệu ta cần làm những bước sau : 1. Khởi tạo thanh ghi SPBRG cho việc chọn sai số tốc độ Baud. 2. Cho phép truyền qua Port nối tiếp bất đồng bộ bằng cách xóa Bit SYNC và cho Bit SPEN lên 1. 3. Nếu sử dụng ngắt thì đặt Bit RCIE lên 1. 4. Nếu nhận 9-Bit thì đặt Bit RX9 lên 1. 5. Cho phép nhận bằng cách đặt Bit CREN lên 1. 6. Bit Cờ RCIF sẽ được đặt khi bộ nhận hoàn tất và 1 ngắt sẽ được phát đi nếu Bit RCIE lên 1. 7. Đọc thanh ghi RCSTA để lấy Bit thứ 9 . 8. Đọc dữ liệu nhận bằng cách đọc thanh ghi RCREG. 9. Nếu xuất hiện lỗi thì xóa lỗi bằng cách đặt Bit CREN lên 1. 10. Nếu sử ụng ngắt thì đặt Bit GIE và PEIE của thanh ghi INTCON lên 1. Bảng 22 Thanh ghi liên quan Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 63 -  4.4.2. KHỐI CẢM BIẾN: Khối cảm biến ở đây là cảm biến nhiệt độ. Và nhiệt độ được ghi nhận giá trị thông qua cảm biến nhiệt độ LM35. Cảm biến nhiệt độ LM35 sẽ cảm biến tức là thu nhận các giá trị nhiệt độ thay đổi theo thời gian qua các đường kết nối gửi tới PIC16F877A. Và tại đây, vi điều khiển PIC sẽ xử lí dữ liệu này rồi gửi các thông tin nhiệt độ cập nhật trên giao diện phần mềm xây dựng. Đặc biệt, khi có hỏa hoạn thì nó sẽ tự động gửi tin nhắn tới người chủ nhà. Sơ đồ nguyên lí: Hình 75 Sơ đồ kết nối cảm biến LM35 với PIC Giới thiệu linh kiện : LM 35 là một cảm biến nhiệt được tích hợp sẵn có độ chính xác cao. Mà ngõ ra điện áp là tuyến tính theo tỉ lệ với nhiệt độ C và nhiệt độ K. LM35 không yêu cầu phải có thêm mạch tinh chỉnh bên ngoài để cung cấp độ chính xác ở nhiệt độ phòng. Các tính năng của LM35: + Tuyến tính : +10mV/°C. + Sai số 0.5°C khi đạt đến 25°C. + Phạm vi đo lớn từ −55° to +150°C. + Hoạt động từ 4 đến 30 V. Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 64 -  + Dòng cực máng nhỏ hơn 60 μA. Hình 76 Sơ đồ đặc tính của ứng dụng Hình 77 Sơ đồ chân kết nối Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 65 -  Bảng 23 Đặc tính điện của cảm biến LM35 Tính toán và thiết kế: Dựa vào các đặc tính kĩ thuật như trên, nhóm đã thiết kế khối cảm biến dựa trên các thông số kĩ thuật của nhà sản xuất để áp dụng vào đề tài. Ta kết nối chân số 2 của cảm biến với ngõ vào AN0 của Pic16F877A. Chân 1 được nối nguồn 5V nằm trong tiêu chuẩn từ 4 đến 30V. Chân 3 nối Ground (đất). LM35 có: + Điện áp 0V khi ở 0°C. + Điện áp 0.29V khi ở 29°C. Khi ta chọn độ phân giải 10 bit cho vi điều khiển Pic16F877A thì được tính toán nhiệt độ như sau :  ở 29°C : Value_ADC = (290mV*1024)/5000mV = 59.392. Khi đọc giá trị từ cảm biến LM35 thì trong vi điều khiển sẽ có giá trị là: Value_ADC = 59.392. Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 66 -  Vì vậy muốn đổi ra nhiệt độ °C thì : T°C = (59.392 * 5000/1024)/10 = 29. Tức là T°C = 59.392 / 2. 4.4.3. KHỐI GIAO TIẾP LCD VÀ KEYPAD: Sơ đồ nguyên lí : Hình 78 Sơ đồ kết nối vi điều khiển PIC với LCD và Keypad Giới thiệu linh kiện  LCD YM1602C : Giới thiệu : Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 67 -  Hình 79 Hình dạng thực tế của LCD YM1602C (mặt trước và mặt sau) LCD YM1602C là LCD hiển thị được 2 hàng mỗi hàng hiển thị được 16 kí tự. Thông số : + Kích thước hiển thị : 16x2 dòng + Màu hiển hiển thị : đen trắng + Chế độ giao tiếp : 8 hoặc 4 bít + Cỡ chữ hiển thị : 5x7 hoặc 5x10 + Số chân : 14 Chân số Tên Chức năng 1 VSS Chân nối đất cho LCD, khi thiết ta nối chân này với GND của vi điều khiển. 2 VDD Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế ta nối chân này với VCC = 5V của mạch điều khiển. 3 Vee Dùng để điều chỉnh độ tương phản cho LCD. 4 RS Chân chọn thanh ghi (register seclect). Nối chân RS xuống mức logic ‘0’ (GND) hay ‘1’ (VDD) để chọn thanh ghi. + Mức ‘0’ : Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh của LCD (ở chế độ ‘ghi’- write)hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ ‘đọc’- read). + Mức ‘1’ : Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh hgi dữ liệu DR trong LCD. 5 R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/S xuống mức logic ‘0’ để LCD hoạt động ở chế độ ghi hoặc nối R/S lên mức logic ‘1’ để LCD hoạt động ở chế độ đọc. 6 E Chân cho phép (Enable). Sau khi các tin hiệu được đặt lên DB0-DB7. Các lệnh chỉ được chấp nhận khi có một xung cho phép của chân E. + Ở chế độ ghi : dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào (chấp nhận) thanh ghi ở bên trong nó khi xuất hiện một Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 68 -  xung cạnh xuống (từ cao xuống thấp) của chân tín hiệu E. + Ở chế độ đọc : dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên ở chân E và dữ liệu sẽ được giữ ở DB0-DB7 cho tới khi nào chân E xuống mức thấp. 7-14 DB0- DB7 Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU. Có hai chế độ sử dụng 8 đường bus này : + Chế độ 8 bit : dữ liệu được truyền trên cả 8 đường này, bit MSB với là bit DB7. + Chế độ 4 bit : dữ liệu được truyền trên 4 đường DB4 – DB7, bit MSB với là bit DB7. Sơ đồ chân : Hình 80 Sơ đồ chân của LCD trong thực tế Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 69 -  Sơ đồ khối : Hình 81 Cấu trúc theo sơ đồ khối của LCD Chức năng Nguồn Điều Kiện Thấp nhất Loại Lớn nhất Đơn vị Nguồn cung cấp(mức logic) VDD 4.8 5 5.2 V Nguồn cung cấp(LCD) V0 Ta = 25 4.5 4.8 4.9 V Điện áp ngõ vào VIH VIL HL 0.8VDD VSS -- VDD 0.2VSS V Điện áp ngõ ra VOH VOL HL 0.8VDD VSS -- VDD 0.2VSS V Dòng cung cấp I VDD = 3.3 3 5 mA Bảng 24 Đặc tính điện của LCD Chế độ Hoạt động Kí hiệu Thấp nhất Lớn nhất Đơn vị Thời gian chu kì E tc 500 Ghi Thời gian E TR,tF - 20 ns Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 70 -  lên/xuống Độ rông xung E tw 230 Thời gian thiết lập R/W và RS tsu1 40 Thời gian giữ R/W và RS th2 10 Thời gian giữ dữ liệu th2 10 Thời gian chu kì E tc 500 Thời gian E lên/xuống TR,tF - 20 ns Độ rông xung E tw 230 Thời gian thiết lập R/W và RS tsu1 40 Thời gian giữ R/W và RS th2 10 Đọc Thời gian giữ dữ liệu th2 10 Bảng 25 Đặc tính thời gian của LCD Mã (hex) Lệnh đến thanh ghi của LCD 1 Xóa màn hình hiển thị. 2 Trở về đầu dòng. 4 Dịch con trỏ sang trái. 5 Dịch con trỏ sang phải. 6 Dịch hiển thị sang trái. 7 Dịch hiển thị sang phải. 8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị. A Tắt hiển thị, bật con trỏ. C Bật hiển thị, tắt con trỏ. E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ. F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ. 10 Dịch vị trí con trỏ sang trái. Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 71 -  14 Dịch vị trí con trỏ sang phải. 18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái. 1C Dịch toàn bộ hiển thị sang phải. 80 Ép con trỏ về đầu dòng thứ nhất. CO Ép con trỏ về đầu dòng thứ hai. 38 Hai dòng, ma trận 5x7. Bảng 26 Các lệnh điều khiển hiển thị LCD  Giới thiệu về Key Pad Đặc tính : + Khi tiếp xúc thì dòng là 20mA, 5-24VDC. + Điện trở lúc tiếp xúc : 200 Ω. + Độ bền : 1.000.000 lần nhấn. + Hoạt động ở nhiệt độ : - 20 đến 60°C. Kết nối LCD : + Chân VDD lên mức 5V. + Chân VSS xuống mức 0V. + Chân V0 vào một biến trở 20K. + Chân RS và E tương ứng RC0 và RC1. + Chân D4→D7 được kết nối tương ứng RB4→RB7. + Chân RW không sử dụng vì chỉ dùng với mục đích ghi, không dùng chế độ đọc + Sử dụng chế độ ghi dữ liệu 4bit và 2 hàng. Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 72 -  Kết nối Keypad 3x4 : Ba Cột được nối với 3 điện trở kéo lên tương ứng R1,R2,R3 đều có giá trị bằng 10K và nối vào chân RD0-RD2 . Ba diện trở này được cấp bởi nguồn 5V . Và 3 chân này được đặt là ngõ vào trong vi điều khiển. Bốn Hàng được nối trực tiếp với RD4-RD7 và 4 chân này được đặt là ngõ ra của vi điều khiển. Điện trở 10K để hạn dòng cho ngõ vào của vi điều khiển và để mức logic của cột về 0V nếu được nhấn. Giới thiệu linh kiện Max232 Sơ đồ chân: Hình 82 sơ đồ chẩn của IC Max232 Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 73 -  Sơ đồ nguyên lý: Hình 83 Sơ đồ cấu tạo bên trong và kết nối bên ngoài cho Max232 Thông số kỹ thuật: + Hoạt động với nguồn cung cấp 5V. + Tốc độ truyền dữ liệu có thể nâng lên 120kbit/s. + Hai bộ đệm và bộ nhận. + Mức điện áp ngõ vào lớn nhất + 30V. + Dòng vào mức thấp 8mA. Ứng dụng : + Battery-Powered Systems + Terminals + Modems + Computers Thông tin mô tả: Max232 là một bộ đôi driver/receiver (bộ đệm/bộ nhận) mà bao gồm phát điện áp điện dung để cung cấp mức điện áp cho Max232 từ một nguồn đơn 5v. Mỗi bộ Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 74 -  nhận chuyển ngõ vào Max232 đến mức 5V TTL/CMOS. Những bộ nhận này có điện áp ngưỡng là 1.3V và đặc tính trễ điện là 0.5V và có thể chấp nhận 1 ngõ vào điện áp lớn nhất là + 30V. Còn mỗi bộ đệm chuyển mức ngõ vào TTL/CMOS thành mức ngõ ra Max232. Bảng trạng thái : Sơ đồ logic : Bảng đặc tính : Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 75 -  Tính toán và thiết kế : Từ sơ đồ nguyên lý ta thấy được : Chân RC6-RC7 của Pic16F877A được nối tương ứng với chân T1IN(11) và R1OUT(12) của Max232. Từ Max232 có các chân T1OUT(14) và R1IN(13) tương ứng nối với chân số 2(Receiver) và 3(Transmit) của RS232 – DB9 Chân RC6 từ Pic16F877A truyền dữ liệu vào chân T1IN tương ứng với mức áp TTL và qua bộ đệm trong Max232 sẽ nâng mức điện áp thay đổi tương ứng. Mức điện áp 0V-5V của Pic16F877A sẽ tương ứng với + 12V của RS232. Chân T1OUT của Max232 sẽ nối với chân 2 của RS232 để nhận dữ liệu vào bộ đệm của máy tính. Tương tự, chân RC7 là chân nhận dữ liệu được kết nối với chân R1OUT(12) của Max232 và chân R1IN của Max232 sẽ nhận dữ liệu từ chân 3 của RS232. Lúc này mức áp + 12V sẽ được chuyển thành mức 0-5V TTL. Các tụ 10uF được mắc theo yêu cầu bắt buộc của nhà sản xuất. Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 76 -  4.4.4. KHỐI CÔNG SUẤT SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ Hình 84 Sơ đồ kết nối của PIC với thiết bị công suất Giới thiệu linh kiện :  Triac BT136: Hình 85 Hình dạng thực tế, sơ đồ mạch điện và kí hiệu lý thuyết Với: Chân Miêu tả 1 Chân đầu cuối 1 Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 77 -  2 3 Chân đầu cuối 2 Gate Thông tin tra cứu nhanh: Kí hiệu Miêu tả Max Đơn vị VDRM IT(RMS) ITSM Điện áp ngắt mạch cực đại lặp lại. Dòng điện thuận RMS Dòng điện thuận không lặp lại 600 4 25 V A A Các thông tin cần biết về triac khi sử dụng: - Điện áp phân cực thuận và nghịch. - Dòng điện cực đại. - Dòng giữa IH. - Áp cổng và dòng cổng kích khởi. - Tốc độ chuyển mạch. Triac có thể được coi như SCR lưỡng cực vì nó có thể dẫn điện theo hai chiều. Từ cấu tạo, ta thấy Triac như được gộp bởi SCR PNPN dẫn điện theo chiều từ trên xuống dưới, kích bởi dòng cổng dương và một SCR NPNP dẫn điện theo chiều từ dưới lên, kích bởi dòng cổng âm. Hai cực còn lại T1 và T2 còn được gọi là hai đầu cuối chính. Đặc tuyến V-I của Triac có dạng như sau: Hình 86 Đặc tuyến V-I của Triac Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 78 -  Do đầu T2 dương hơn T1, để triac dẫn điện ta kích dòng cổng dương và khi đầu T2 âm hơn T1 ta có thể kích dòng cổng âm. Thật ra, do sự tương tác của vùng bán dẫn, Triac được nảy theo 4 cách khác nhau, được trình bày bằng hình vẽ sau: Hình 87 Các dạng nảy của Triac Cách 1 và cách 3 nhạy nhất, tiếp theo là cách 2 và cách 4. Do tính dẫn điện được cả hai chiều nên Triac được sử dụng phổ biến trong mạch điện xoay chiều. Sau đây là một ứng dụng của Triac trong mạch điện xoay chiều: Hình 88 Một ứng dụng của Triac trong mạch điện  Opto Moc3020: Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm 1 led và 1 photo diot hay 1 photo transitor. Được sử dụng đẻ các ly giữa các khối chênh lệch nhau về điện hay công suất nhu khối có công suất nhỏ với khối điện áp lớn. Sơ đồ mạch nguyên lý cho opto: Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 79 -  Hình 89 cấu trúc bên trong của Opto Moc3020 Nguyên lý hoạt động: Khi có dòng nhỏ di qua 2 đầu của led có trong opto làm cho led phát sáng. Khi led phát sáng làm thông 2 cực của photo diot, mở cho dòng điện chạy qua. Tính toán và thiết kế Khối công suất bao gồm: Triac MOC2030, OPTO BT136, Led hiển thị, điện trở 100Ω và 220Ω được kết nối như sơ đồ trên. Điện trở 100Ω : R100 = (Vcc - Vled1 – Vled2 )/ 10mA Với Vled1 và Vled2 đều tiêu thụ điện áp để có thể phát quang là 2V và dòng tương ứng là 10mA. Điện áp Vcc là điện áp nguồn 5v : R100 = (5 – 2 – 2)/ 10 = 100 Ω Điện trở 220Ω : R220 = (Vcc - Vled)/ 10mA Với Vled tiêu thụ điện áp là 3V và dòng tương ứng là 10mA. Điện áp Vcc là điện áp nguồn 5v : R220 = (5 – 3)/ 10mA = 200Ω Ta có thể chọn 220Ω vì trong thực tế không có điện trở 200Ω R4 là điện trở hạn dòng vốn có trong mạch kích triac dùng MOC3020 Khi tải có tính cảm, ví dụ thường là động cơ, thì cần có R5 và C7 nhằm giảm thiểu độ biến động điện áp quá lớn (dv/dt) khi cắt tải khỏi lưới. MOC3020 chỉ có thể chịu được tốc độ biến thiên điện áp tối đa khoảng hơn một chục Volt/micro giây. Nếu quá ngưỡng đó thì sẽ không ổn. Khi tải là thuần trở, sự biến thiên của điện áp chỉ đơn thuần là sự thay đổi hình sin của điện áp lưới với tần số 50/60Hz, dv/dt trong trường hợp này là nhỏ, không cần R5 và C7. Khi tải có tính cảm, sự biến thiên điện áp đặc biệt Đồ án tốt nghiệp Chương 4 Thiết Kế GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 80 -  lớn khi cắt tải khỏi lưới, dv/dt vì thế có thể rất lớn, phải dùng R5 và C7 để hạn chế, đảm bảo trong dải cho phép của linh kiện. Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Xây Dựng Phần Mềm Điều Khiển GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 81 -  CHƯƠNG 5 XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 5.1. XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN CHO PHẦN CỨNG Phần mềm điều khiển cho phần cứng là chương trình điều khiển để nạp vào cho PIC 16F877A. Khi PIC16F877A đã được nạp chương trình điều khiển, kết hợp với các ngoại vi khác thì PIC sẽ tự động xử lí các dữ liệu mà nó nhận được như nhiệt độ, các tin nhắn điều khiển gửi tới… Phần mềm tương ứng để lập trình cho PIC là Pic Basic pro. Đây là một ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ hiểu, dễ ứng dụng. LƯU ĐỒ NHẬN DỮ LIỆU VÀ ĐỌC NHIỆT ĐỘ Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Xây Dựng Phần Mềm Điều Khiển GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 82 -  Giải thích: Trong phần mềm Picbasic Pro, phần khởi tạo ADC cho Pic thật đơn giản. Nhóm sử dụng độ phân giải 10bit, lưu kết quả bên trái của 2 thanh ghi kết quả. Thời gian lấy mẫu 50us và sử dụng kệnh RA0 làm chân nhận tín dữ liệu. ADIN_RES 10 ' ket qua 10 bit ADIN_STIME 50 ' thoi gian lay mau TRISA.0 = 1 'kenh RA0 nhan tin hieu ADCON1 = %10001110' chon ket qua 10bit ben trai cua thanh ghi ket qua ADCON0 = %11000001 'chon xung noi,RA0,va ADON = 1 Sau đó ta bắt đầu nhận dữ liệu từ máy tính truyền xuống để thực hiện các yêu cầu tắt mở đèn. Tiếp theo cho nhận nhiệt độ từ chân RA0 và gửi nhiệt độ lên phần mềm của máy tính. LƯU ĐỒ GIAO TIẾP KEYPAD VÀ LCD: Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Xây Dựng Phần Mềm Điều Khiển GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 83 -  Giải thích: Trong phần mềm Picbasic Pro hỗ trợ rất đầy đủ cho việc quét phím cũng như khởi tạo cho việc ghi dữ liệu ra LCD đơn giản nhất với vài dòng lệnh. Khi quét phím thì kiểm tra các hàng của ma trận phím có khác số hex F0 hay không. Nếu kiểm tra khác thì có nghĩa là có phím được nhấn. Lúc này chương trình thực hiện chương trình lấy mã phím được nhấn sau đó xuất mã phím ra LCD. Vì mật khẩu ta đặt ra có 4 số nên việc kiểm tra nhấn sẽ được thực hiện 4 lần. Sau đó xác nhận 4 số này bằng cách Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Xây Dựng Phần Mềm Điều Khiển GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 84 -  nhấn nút Enter, nếu mật khẩu nhập vào là đúng với mật khẩu đặt trước thì sẽ thực hiển mở cửa và đèn Open sáng. Ngược lại nếu sai mật khẩu 3 lần thì sẽ bị khóa phím và đèn Lock sáng. Trong lúc đã nhấn phím nếu muốn xóa phím và trở về ban đầu thì bấm Clear. Khi phím bị khóa thì các phím không sử dụng được kể cả phím Clear. Nếu nhận được yêu cầu mở cửa từ phần mềm thì đèn Open sáng. Sau khi bị khóa phím ta chỉ có thể mở cửa bằng cách soạn tin nhắn “Open” và gửi đến cho phần mềm xử lí rồi phần mềm mới gửi yêu cầu mở cửa đến cho vi điều khiển Pic. 5.2. XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN TRÊN MÁY TÍNH YÊU CẦU GIAO DIỆN PHẦN MỀM TRÊN MÁY TÍNH: - Giao diện được trình bày đẹp mắt - Dễ dàng cho việc sử dụng - Ngôn ngữ giao diện phần mềm có thể phù hợp cho nhiều đối tượng. - Hiển thị đầy đủ các thông tin của các thiết bị Từ những yêu cầu trên nhóm làm đề tài đã chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp là VB.net (Visual Basic. net). Với những tính năng của VB.net, nó có thể đáp ứng những yêu cầu trên một cách dễ dàng và tốt nhất. YÊU CẦU CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM XÂY DỰNG - Phần mềm xây dựng phải đáp ứng tốt với yêu cầu. - Phần mềm xây dựng phải bắt tay tốt với phần cứng và hoạt động ổn định. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT TỔNG QUÁT CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Xây Dựng Phần Mềm Điều Khiển GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 85 -  Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Xây Dựng Phần Mềm Điều Khiển GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 86 -  Giải thích: Bộ phần mềm lập trình Visual Basic 2008 có tích hợp các Timer phục vụ ngắt cho nhiều công việc. Khi ta cài đặt giá trị thời gian thì khi đến đúng khoảng thời gian này thì Timer sẽ nhảy đến chương trình cần thực thi. Đối với Ngắt Timer1: Thời gian cài đặt cho việc thực thi này là mỗi một giây sẽ quay lại thực hiện 1 lần. Thực hiện mở cổng cho viêc kết nối với điện thoại để kiểm tra được tin nhắn yêu cầu đến hay chưa thì cần truyền lệnh đọc tin nhắn cho cổng Com của điện thoại, lúc đó điện thoại sẽ trả lời với phần mềm rằng tin nhắn có hay không một cách tự động. Nếu một tin nhắn được gửi đến thì phần mềm sẽ kiểm tra đúng số điện thoại cài đặt hay không. Nếu số điện thoại không đúng thì phần mềm sẽ không thực hiện. Ngược lại phần mềm sẽ gửi yêu cầu đến cho Pic để tắt mở các thiết bị. Trong khi đó muốn kiểm tra trạng thái của thiết bị thì cần nhắn một tin yêu cầu “Status”. Đối với Ngắt Timer3: Thời gian ngắt này được đặt cứ mỗi 5s thì quay lại thực thi. Thực hiện mở cổng Com RS232. Sau đó ta cần khởi tạo cho việc vẽ biểu đồ bằng phân mềm Graphic Server.Net, phần mềm này hỗ trợ việc vẽ biểu đồ trên nền .Net. Ta cần khởi tạo mảng để chứa dữ liệu cần vẽ, mặc định ở đây là nhiệt độ, mảng này chứa 6 phần tử nhiệt độ tương ứng với mức thời gian 10s→60s. Sau đó thực hiện việc nhận nhiệt độ cần vẽ và gán vào 6 phần tử này. Đồ án tốt nghiệp Chương 5 Xây Dựng Phần Mềm Điều Khiển GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 87 -  LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH CON ĐỌC NHIỆT ĐỘ Giải thích: Khi được mở cổng thì tương ứng với thời gian Timer1. Nhiệt độ được nhận vào thông qua cổng nhận RS232. Phẩn mềm sẽ nhận nhiệt độ sau dó sẽ hiển thị trên Form của phần mềm. Nếu phần mềm nhận được