Điều khiển động cơ một chiều từ xa

NhËn xÐt ®¸nh gi¸ cña c¸c thÇy h­íng dÉn vÒ “§iều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa” ************************************************** ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Lêi nãi ®Çu ThÕ kû 21 lµ kû nguyªn huy hoµng cña x· héi th«ng tin vµ ®iÖn tö. Lµ thêi kú tõng b­íc biÕn nh÷ng ­íc m¬ t­ëng chõng nh­ chØ cã trong thÇn tho¹i cña loµi ng­êi trong qu¸ khø trë thµnh sù thËt. Vµ c«ng lao kh«ng thÓ phñ nhËn ®ã chÝnh lµ sù ®ãng gãp v« cïng to lín cña ngµnh ®iÖn tö . Ngµnh ®iÖn tö ngµy cµng ®em l¹i nh÷ng phÐp mµu kú diÖu cho cuéc sèng cña chóng ta , mét cuéc sèng trµn ngËp trong c«ng nghÖ khoa häc kü thuËt hiÖn ®¹i. Con ng­êi ngµy cµng ®­îc ®¸p øng nh÷ng nhu cÇu vËt chÊt vµ tinh thÇn mét c¸ch ®Çy quyÒn n¨ng d­íi sù phôc vô tËn t×nh vµ tuyÖt ®èi chung thµnh cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö . §Æc biÖt lµ lÜnh vùc kü thuËt sè, vµ ®Æc biÖt h¬n n÷a lµ c«ng nghÖ vi m¹ch th«ng minh, c«ng nghÖ Vi §iÒu KhiÓn. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö ngµy cµng tá ra th«ng minh h¬n, biÕt lµm hµi lßng chñ nh©n h¬n. Cuéc sèng giê ®©y ®· kh«ng thÓ ®Õm næi c¸c thiÕt bÞ ®iªn tö hiÖn ®¹i ë kh¾p mäi n¬i Trªn thùc tÕ ®ã, còng nh­ trªn tinh thÇn yªu khoa häc kü thuËt vµ nhÊt lµ yªu ®iÖn tö, chóng t«i, nh÷ng ng­êi sinh viªn ®iÖn tö cña tr­êng §H S­ Ph¹m Kü ThuËt H­ng Yªn, còng mang bªn m×nh rÊt nhiÒu hoµi b·o vµ nh÷ng ý t­ëng míi mÎ. Được sự cho phép của thầy giáo hướng dẫn Thầy :Đoàn Văn Tuấn chúng tôi cũng đã đi đến và tìm hiểu Đề Tài: Điều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa. Được sự giúp đỡ tận tình của Thầy Giáo hướng dẫn Thầy “Đoàn Văn Tuấn” và sự giúp đỡ của các anh, chị Khóa trên tuy Đồ Án đã hoàn thành nh­ng tÊt nhiªn kh«ng thÓ tr¸nh khái thiÕu xãt vµ ch­a thÓ lµ tèi ­u. VËy mong Các Thầy, Cô và c¸c b¹n góp ý kiến để đồ án của chúng tôi được hoàn thiện hơn. Xin trân thành cảm ơn! PhÇn 1 : giíi thiÖu ®Ò tµi ************************** 1. Tªn ®Ò tµi : ThiÕt kÕ hÖ thèng : §iều Khiển Động Cơ Một Chiều Từ Xa 2. Nội Dung Cần hoàn thành. 1.Lập kế hoạch thực hiện và báo cáo theo đúng tiến độ. 2. Nghiên cứu ứng dụng thực tế của thiết bị, đề ra phương án thiết kế. 3. Tính toán lựa chọn Linh Kiện và chế tạo Sản Phẩm. 4. Hoàn thành Sản Phẩm và bản Thuyết Minh. 5. Thông qua Giáo Viên hướng dẫn và hoàn thành, chuẩn bị bảo vệ Đồ Án. Giáo Viên Hướng Dẫn: Đoàn Văn Tuấn. PhÇn 2 : thiÕt kÕ phÇn cøng ******************************** Ch­¬ng 1 C¸c thµnh phÇn m¹ch ®iÖn 1.1. Vi §iÒu KhiÓn 89C51. 1.1.1 Kh¸i qu¸t chung : Vi ®iÒu khiÓn 89C51 b¶n chÊt lµ mét hÖ Vi xö lý: S¬ ®å khèi V§K AT89C51 §Æc tÝnh 89C51 ROM 4K byte RAM 128 byte Bé ®Þnh thêi 2 Ch©nvµ ra/cæng 32/4 Cæng nèi tiÕp 1 C¸c ng¾t 6 1.1.2. S¬ ®å ch©n : IC AT89C51 AT89C51 gåm 40 ch©n, trong ®ã 32 ch©n dµnh cho c¸c cæng vµo ra P0, P1, P2, P3, mçi cæng 8 ch©n . C¸c ch©n cßn l¹i ®­îc dµnh cho nguånVcc, GND, c¸c ch©n ®Çu vµo vµ ra cña bé dao ®éng XTAL1 vµ XTAL2, ch©n RST ch©n lÖnh chèt ®Þa chØ ALE , ch©n cho phÐp truy cËp bé nhí ngoµi , cho phÐp cÊt ch­¬ng tr×nh . - Ch©n sè 40 lµ ch©n nguån cung cÊp +5V cho chÝp - Ch©n sè 20 lµ GND. - Ch©n 19 vµ 18 lµ XTAL1 vµ XTAL2 ,lµ ®Çu vµo vµ ra cña bé dao ®éng OSC trong chip . Bªn trong 89C51 cã mét bé dao ®éng nh­ng nã cÇn mét kh©u t¹o tÇn sè dao ®éng chuÈn nh­ th¹ch anh 11,0592 MHz . - Ch©n sè 9 lµ ch©n RESET , tÝch cùc ë møc cao .NÕu ®Æt møc cao tíi ch©n nµy th× bé vi ®iÒu khiÓn sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i mÆc ®Þnh ban ®Çu.. - Ch©n 31 lµ , hä 8051 nh­ 8751, 98C51 hoÆc DS5000 ®Òu cã ROM trªn chÝp l­u cÊt ch­¬ng tr×nh. Trong c¸c tr­êng hîp nh­ vËy th× ch©n ®­îc nèi tíi VCC . §èi víi c¸c thµnh viªn cña hä nh­ 8031 vµ 8032 mµ kh«ng cã ROM trªn chÝp th× m· ch­¬ng tr×nh ®­îc l­u cÊt ë trªn bé nhí ROM ngoµi vµ chóng ®­îc n¹p cho 8031/32. Do vËy, ®èi víi 8031 th× ch©n ph¶i ®­îc nèi ®Êt ®Ó b¸o r»ng m· ch­¬ng tr×nh ®­îc cÊt ë ngoµi. cã nghÜa lµ truy cËp ngoµi (External Access) vµ nã kh«ng ®­îc ®Ó hë. - Ch©n 29 lµ (Program Store Enable), §©y lµ ch©n ®Çu ra cho phÐp cÊt ch­¬ng tr×nh - Ch©n 30 lµ ALE , Ch©n cho phÐp chèt ®Þa chØ , ALE lµ ch©n ®Çu ra tÝch cùc cao. - Cæng P0 (tõ ch©n 32 ®Õn 39), Nã cã thÓ ®­îc dïng nh­ cæng ®Çu ra, ®Ó sö dông c¸c ch©n cña cæng P0 võa lµm ®Çu ra, võa lµm ®Çu vµo th× mçi ch©n ph¶i ®­îc nèi tíi mét ®iÖn trë 10kW lªn +5V. §iÒu nµy lµ do mét thùc tÕ lµ cæng P0 lµ mét m¸ng më kh¸c víi c¸c cæng P1, P2 vµ P3. Kh¸i niÖm m¸ng më ®­îc sö dông trong c¸c chÝp MOS vÒ chõng mùc nµo ®ã nã gièng nh­ C«-lec-t¬ hë ®èi víi c¸c chÝp TTL. Trong bÊt kú hÖ thèng nµo sö dông 8751, 89C51 hoÆc DS5000 ta th­êng nèi cæng P0 tíi c¸c ®iÖn trë kÐo. Víi nh÷ng ®iÖn trë kÐo ngoµi ®­îc nèi khi t¸i lËp cæng P0 ®­îc cÊu h×nh nh­ mét cæng ®Çu ra. - Cæng P1 (tõ ch©n 1 ®Õn ch©n 8), nã cã thÓ ®­îc sö dông nh­ ®Çu vµo hoÆc ®Çu ra. So víi cæng P0 th× cæng nµy kh«ng cÇn ®Õn ®iÖn trë kÐo v× nã ®· cã c¸c ®iÖn trë kÐo bªn trong. §Ó biÕn cæng P1 thµnh ®Çu vµo th× nã ph¶i ®­îc lËp tr×nh b»ng c¸ch ghi 1 ®Õn tÊt c¶ c¸c bit cña nã. - Cæng P2 (tõ ch©n 21 ®Õn 28). Nã cã thÓ ®­îc sö dông nh­ ®Çu vµo hoÆc ®Çu ra gièng nh­ cæng P1 , §Ó t¹o cæng P2 nh­ ®Çu vµo th× nã ph¶i ®­îc lËp tr×nh b»ng c¸ch ghi c¸c sè 1 tíi tÊt c¶ c¸c ch©n cña nã. - Cæng P3 (tõ ch©n 10 ®Õn ch©n 17). Nã cã thÓ ®­îc sö dông nh­ ®Çu vµo hoÆc ®Çu ra. MÆc dï cæng P3 ®­îc cÊu h×nh nh­ mét cæng ®Çu ra khi t¸i lËp, nh­ng ®©y kh«ng ph¶i lµ c¸ch nã ®­îc øng dông phæ biÕn nhÊt. Cæng P3 cã chøc n¨ng bæ sung lµ cung cÊp mét sè tÝn hiÖu quan träng ®Æc biÖt ch¼ng h¹n nh­ c¸c ng¾t. BÝt cña cæng P3 Chøc n¨ng Ch©n sè P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 NhËn d÷ liÖu (RXD) Ph¸t d÷ liÖu (TXD) Ng¾t 0(INT0) Ng¾t 1(INT1) Bé ®Þnh thêi 0 (TO) Bé ®Þnh thêi 1(T1) Ghi (WR) §äc (RD) 10 11 12 13 14 15 16 17 C¸c bit P3.0 vµ P3.1 ®­îc dïng ®Ó nhËn vµ ph¸t d÷ liÖu trong truyÒn th«ng nèi tiÕp. C¸c bit P3.2 vµ P3.3 ®­îc dµnh cho c¸c ng¾t ngoµi. Bit P3.4 vµ P3.5 ®­îc dïng cho c¸c bé ®Þnh thêi 0 vµ 1. Cuèi cïng c¸c bit P3.6 vµ P3.7 ®­îc cÊp cho c¸c tÝn hiÖu ghi vµ ®äc c¸c bé nhí ngoµi ®­îc nèi tíi hÖ thèng. 1.2. ThiÕt bÞ ph¸t sãng hång ngo¹i. 1.2.1. ¸nh s¸ng hång ngo¹i : Sãng ®iÖn tõ chÝnh lµ sù lan truyÒn cña c¸c dao ®éng ®iÖn tõ tr­êng trong kh«ng gian. Theo lý thuyÕt Macxoen th× cø cã ®iÖn tr­êng biÕn thiªn th× sÏ sinh ra tõ tr­êng biÕn thiªn ë ®iÓm l©n cËn vµ ng­îc l¹i cø cã tõ tr­êng biÕn thiªn th× sÏ sinh ra ®iÖn tr­êng biÕn thiªn ë ®iªm l©n cËn tiÕp, vµ ®ã chÝnh lµ c¸ch mµ sãng ®iÖn tõ truyÒn ®i trong kh«ng gian. Bªn trong vËt thÓ ph¸t s¸ng, n¨ng l­îng g©y ra sù s¸ng (nhiÖt n¨ng ch¼ng h¹n) lµm c¸c electron trªn vá nguyªn tö hÊp thô n¨ng l­îng vµ nh¶y lªn quü ®¹o dõng cao h¬n ®Ó råi sau ®ã l¹i nh¶y vÒ gi¶i phãng ra n¨ng l­îng photon. Cø nh­ vËy Electron dao ®éng g©y ra vïng ®iÖn tr­êng biÕn thiªn trong kh«ng gian vµ bøc x¹ ra sãng ®iÖn tõ hay sinh ra ¸nh s¸ng. Do ®ã ¸nh s¸ng cã b¶n chÊt chÝnh lµ nh÷ng bøc x¹ sãng ®iÖn tõ sinh ra tõ sù dao ®éng cña c¸c ®iÖn tö bªn trong vËt ph¸t s¸ng d­íi sù t¸c ®éng cña n¨ng l­îng g©y s¸ng. C¸c tÕ bµo quang ®iÖn trªn vâng m¹c bªn trong m¾t ng­êi cã nhiÖm vô chuyÓn tÝn hiÖu ¸nh s¸ng thµnh tÝn hiÖu ®iÖn gióp cho bé n·o con ng­êi c¶m gi¸c ®­îc ¸nh s¸ng . Nh­ng v× ¸nh s¸ng cã b¶n chÊt sãng ®iÖn tõ nªn nã cã phæ tÇn, trong khi ®«i m¾t con ng­êi tÊt nhiªn lµ ph¶i cã giíi h¹n lµm viÖc víi mét d¶i tÇn sè nhÊt ®Þnh. §iÒu ®ã khiÕn chóng ta kh«ng thÓ nh×n thÊy mäi ¸nh s¸ng, vµ do ®ã ¸nh s¸ng ®­îc chia lµm 2 lo¹i : - ¸nh s¸ng nh×n thÊy : gåm c¸c bøc x¹ cã b­íc sãng tõ 0,37 micromet ®Õn 0,76 micromet hay cã tÇn sè ®Æc ch­ng cho c¸c d¶i mµu ®á cam vµng lôc lam trµm tÝm : Phæ tÇn thang sãng ®iÖn tõ - ¸nh s¸ng kh«ng nh×n thÊy : gåm c¸c bøc x¹ n»m ngoµi vïng ¸nh s¸ng nh×n thÊy, tøc lµ cã tÇn sè nhá h¬n tÇn sè cña ¸nh s¸ng mµu ®á cho ®Õn 0 Hz nh­ sãng v« tuyÕn vµ hång ngo¹i ,vµ lín h¬n tÇn sè cña ¸nh s¸ng mµu tÝm cho ®Õn v« cïng nh­ tia tö ngo¹i , tia R¬nghen , vµ c¸c tia vò trô. Nh­ vËy ¸nh s¸ng hång ngo¹i lµ nh÷ng bøc x¹ kh«ng nh×n thÊy ®­îc n»m trong d¶i tÇn nhá h¬n tÇn sè cña ¸nh s¸ng mµu ®á vµ n»m ngay d­íi mµu ®á. Do tÇn sè nhá nªn b­íc sãng lín, nªn cã kh¶ n¨ng ®©m xuyªn m¹nh h¬n , t¸c ®éng vµo da ng­êi manh h¬n, g©y ra c¶m gi¸c ®au mµ chóng ta gäi ®ã lµ sù nãng do nhiÖt ®é , do ®ã tia hång ngo¹i còng chÝnh lµ tia bøc x¹ nhiÖt . V× vËy bÊt kú vËt nµo còng ph¸t ra ¸nh s¸ng hång ngo¹i. Vµ nÕu n¨ng l­îng g©y s¸ng lµ nhiÖt ®é th× vËt s¸ng sÏ ph¸t ra ¸nh s¸ng hång ngo¹i rÊt m¹nh vµ ta c¶m nhËn thÊy vËt ®ã rÊt nãng. Khi ®Õn gÇn mét ngän löa,chØ cã m¾t míi nh×n thÊy ¸nh s¸ng nh×n thÊy, vµ chØ cã da míi c¶m nhËn ®­îc bøc x¹ nhiÖt hång ngo¹i , bëi v× m¾t chØ thu ®­îc tÇn sè cao vµ da chØ thu ®­îc tÇn sè thÊp . 1.2.2 øng dông cña ¸nh s¸ng hång ngo¹i trong kü thuËt ®iÖn tö : Hång ngo¹i thËt thó vÞ, bëi v× nã ®­îc t¹o ra 1 c¸ch dÔ dµng vµ kh«ng bÞ ¶nh h­ëng bëi nhiÔu ®iÖn tõ , do ®ã nã ®­îc sö dông mét c¸ch réng r·i vµ tiÖn lîi trong th«ng tin vµ ®iÒu khiÓn . §Æc biÖt lµ ®iÒu khiÓn tõ xa ,vµ ®Æc biÖt n÷a nh­ TiVi , m¸y nghe nh¹c …Tuy nhiªn nh­ ®· nãi ë trªn, tia hång ngo¹i còng chÝnh lµ tia bøc x¹ nhiÖt . V× vËy bÊt kú vËt nµo còng ph¸t ra ¸nh s¸ng hång ngo¹i , do ®ã nã kh«ng hoµn h¶o, nhiÒu nguån s¸ng kh¸c nhau cã thÓ ph¸t ra hång ngo¹i vµ cã thÓ g©y nhiÔu ®Õn th«ng tin nµy. V× vËy cÇn ph¶i cã nh÷ng ph­¬ng ph¸p chèng nhiÔu thÝch hîp nh­ dïng kÝnh läc vµ ®iÒu chÕ tÝn hiÖu khi cÇn truyÒn ®i xa trong kh«ng gian giíi h¹n . ViÖc sö dông hång ngo¹i trong c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn tõ xa TV/VCR vµ nhiÒu øng dông kh¸c còng mét phÇn lµ do c¸c Diode ph¸t vµ thu hång ngo¹i rÊt rÎ vµ s½n cã trªn thÞ tr­êng. 1.2.3. Remote TV SONY : Nh­ ®· tr×nh bµy t¹i phÇn ý t­ëng cña thuyÕt tr×nh nµy, ë ®©y viÖc ®iÒu khiÓn tõ xa c¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®­îc thùc hiÖn b»ng sãng hång ngo¹i . Vµ thiÕt bÞ ®­îc chän ®Ó ph¸t sãng hång ngo¹i chÝnh lµ 1 chiÕc ®iÒu khiÓn tõ xa cña h·ng Ti Vi SONY lu«n . §iÒu nµy nh»m tho¶ m·n nhu cÇu tiÖn lîi vµ gän gµng, nÕu nh­ b¹n kh«ng muèn trong nhµ cã qu¸ nhiÒu ®iÒu khiÓn , vµ viÖc cÇm ®iÒu khiÓn Ti Vi kh«ng chØ ®iÒu khiÓn Ti Vi mµ cßn ®iÒu khiÓn lu«n c¸c thiÕt bÞ ®iÖn kh¸c trong nhµ trë lªn thËt lµ tiÖn lîi. Remote Sony lµ 1 m¸y ph¸t tÝn hiÖu hång ngo¹i trong pham vi kho¶ng 10 m ®Ó thùc hiÖn viÖc ®iÒu khiÓn tõ xa kh«ng d©y. Nã cã chøc n¨ng nhËn lÖnh cña ng­êi ®iÒu khiÓn th«ng qua bµn phÝm, sau ®ã xuÊt ra mét tæ hîp m· lÖnh nhÞ ph©n øng víi mçi phÝm ®­îc bÊm . Råi thùc hiªn m· ho¸ ®Ó chèng nhiÔu c¸c bit 0 va 1 cña m· lÖnh ®ã theo kiÓu m· ho¸ riªng cña h·ng SONY ®· quy ®Þnh, ®ã lµ kiÓu m· ho¸ theo ®é réng xung, c¶ bit 0 vµ 1 ®Òu cã møc cao vµ thÊp nh­ng ®é réng xung cña bit 1 dµi h¬n cña bit 0 . Sau ®ã ®iÒu chÕ tÝn hiÖu theo ph­¬ng ph¸p ®iÒu biªn tÝn hiÖu sè ®Ó ghi th«ng tin lªn sãng ng¾n cao tÇn ®Ó chèng nhiÔu vµ cã n¨ng l­îng ®Ó truyÒn ®i xa 10 m . Vµ cuèi cïng lµ khuyÕch ®¹i c«ng suÊt v¬i n¨ng l­îng mét chiÒu 3V ®Ó chuyÓn tÝn hiÖu ®iÖn thµnh tÝn hiÖu ¸nh s¸ng hång ngo¹i ph¸t ®i trong kh«ng gian : S¬ ®å khèi chøc n¨ng S¬ ®å nguyªn lý : H×nh d¹ng thùc tÕ cña mét lo¹i Remote SONY : Trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy bµn phÝm sö dông chØ gåm cac phÝm tõ 1 ®Õn . Bµn phÝm lµ hÖ thèng c¸c tiÕp ®iÓm th­êng më. Khi nhÊn bÊt kú phÝm nµo th× tiÕp ®iÓm ®ã ®ãng l¹i sÏ t¹o ra mét tæ hîp m· lÖnh t­¬ng øng , m· lÖnh tån t¹i lµ sè Hexa . B¶ng m· cña §iÒu khiÓn TiVi SONY nh­ sau : Tªn phÝm TÝn hiÖu nhÞ ph©n M· lÖnh (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 NhiÖm vô cña m¹ch ®iÖn phÝa thu (cña V§K 89C51) lµ ph¶i gi¶i m· ®­îc c¸c m· lÖnh nµy ®Ó biÕt ®­îc ng­êi sö dông ®· Ên phÝm nµo vµ ®ã lµ lÖnh g× ? Sau khi m· lÖnh ®­îc t¹o ra d­íi d¹ng sè Hexa th× tÝn hiÖu nhÞ ph©n ®ã ®­îc m· ho¸ . H·ng SONY sö dông kiÓu m· ho¸ theo ®é réng xung, cô thÓ nh­ sau : - Bit 0 biÓu diÔn b»ng c¸ch : ®é trèng xung kÐo dµi 500 uS , ®é réng xung kÐo dµi 700 uS - Bit 1 biÓu diÔn b»ng c¸ch : ®é trèng xung kÐo dµi 500 uS , ®é réng xung kÐo dµi 1300 uS V× chØ cã 1 kªnh truyÒn hång ngo¹i nªn ph¶i sö dông ph­¬ng thøc truyÒn th«ng nèi tiÕp víi c¸c khung d÷ liÖu . Mét Data frame ®­îc t¹o nªn tõ 13 bit d÷ liÖu . Trong ®ã bit ®Çu tiªn lµ bit Start ,tiÕp theo lµ 7 bit m· lÖnh , vµ cuèi cïng lµ 5 bÝt ®Þa chØ : Víi ®Ò tµi ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tõ xa chóng ta kh«ng cÇn quan t©m ®Õn 5 bit ®Þa chØ v× chóng chØ cã nhiÖm vô ®Ó nhËn biÕt c¸c ®êi Remote SONY. Ta chØ quan t©m c¸c bit m· lÖnh vµ bit Start mµ th«i. Sau bit Start lµ LSB : Do à D1 à …D6 .NÕu d÷ phÝm bÊm khung data sÏ lÆp lai sau25mS. 1.3. ThiÕt bÞ thu sãng hång ngo¹i . 1.3.1. Chøc n¨ng : ThiÕt bÞ thu sãng hång ngo¹i lµ IC m¾t thu chuyªn dông ®­îc l­u hµnh trªn thÞ tr­êng. TÝch hîp ®Çy ®ñ c¸c kh©u nh­ mét m¸y thu tÝn hiÖu hoµn chØnh . Tøc lµ tù ®éng thu sãng hång ngo¹i tõ Remote vµ chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn , tù gi¶i ®iÒu chÕ t¸ch tÝn hiÖu sè ra khái sãng mang 36 KHz ,vµ ®­a ra ®óng d¹ng tÝn hiÖu sè mµ Remost ®· m· ho¸ bit m· lÖnh nh­ng ®¶o pha so víi tÝn hiÖu tõ DKTX : S¬ ®å khèi chøc n¨ng cña IC chuyªn dông thu sãng hång ngo¹i : 1.3.2. H×nh d¹ng thùc tÕ vµ s¬ ®å ch©n : 1.4. PC 817. +Công dụng:Cách ly điều khiển giữa hai tầng mạch điện khác nhau, khi cung cấp 5V vào chân số 1, LED phía trong Opto nối giữa chân số 1 và 2 sáng, xảy ra hiệu ứng quang điện dẫn đến 3-4 thông. 1.5. ULN 2803 + Vi m¹ch ULN 2803 tÝch hîp s½n 8 kho¸ ®iÖn tö dïng transistor vµ 8 diode gi¶i phãng n¨ng l­îng cho cuén hót R¬le nªn chuyªn dông ®Ó ®iÒu khiÓn trùc tiÕp cho R¬le. 1.6. Rơle. 1.6.1. Khái Niệm. Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực. +hình ảnh một số loại rơle: 1.6.2. Đặc Điểm. a) Các bộ phận (các khối) chính của rơle. + Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu) Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian. + Cơ cấu trung gian( khối trung gian) Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cho rơle tác động. + Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển -Cơ cấu tiếp thu ở đây là cuộn dây. -Cơ cấu trung gian là mạch từ nam châm điện. -Cơ cấu chấp hành là hệ thống tiếp điểm. Phân loại rơle Có nhiều loại rơle với nguyên lí và chức năng làm việc rất khác nhau. Do vậy có nhiều cách để phân loại rơle: Phân loại theo nguyên lí làm việc gồm các nhóm + Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm ứng,...) + Rơle nhiệt,rơle từ,rơle điện tử -bán dẫn, vi mạch,rơle số. b) Phân theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành. + Rơle có tiếp điểm: loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm. + Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): loại này tác động bằng cách thay đổi đột ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như: điện cảm, điện dung, điện trở,... c) Phân loại theo đặc tính tham số vào. + Rơle dòng điện. + Rơle điện áp. + Rơle công suất + Rơle tổng trở,.. d) Phân loại theo cách mắc cơ cấu. + Rơle sơ cấp: loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ. + Rơle thứ cấp: loại này mắc vào mạch thông qua biến áp đo lường hay biến dòng điện. e) Phân theo giá trị và chiều các đại lượng đi vào rơle. +Rơle cực đại. +Rơle cực tiểu +Rơle cực đại-cực tiểu +Rơle so lệch. +Rơle định hướng… Quan hệ giữa đại lượng vào và ra của rơle như hình minh họa. Khi x biến thiên từ 0 đến x2 thì y = y1 đến khi x= x2 thì y tăng từ y = y1 đến y = y2 (nhảy bậc). Nếu x tăng tiếp thì y không đổi y = y2 . Khi x giảm từ x2 về lại x1 thì y = y2 đến x = x1 thì y giảm từ y2 về y = y1. Nếu gọi: + X = X2= Xtđ là giá trị tác động rơle. + X = X1 = Xnh là giá trị nhả của rơle. Thì hệ số nhả Knh== Các thông số của rơle Hệ số điều khiển rơle Kđk= +Pđk là công suất điều khiển định mức của rơle, chính là công suất định mức của cơ cấu chấp hành. +Ptđ là công suất tác động, chính là công suất cần thiết cung cấp cho đầu vào để rơle tác động. Với rơle điện từ Pđk là công suất tiếp điểm (nghĩa là công suất tiếp điểm cho phép truyền qua). Ptđ là công suất cuộn dây nam châm hút. Các loại rơle khác nhau thì Knh và Kđk cũng khác nhau. b) Thời gian tác động. Là thời gian kể từ thời điểm cung cấp tín hiệu cho đầu vào, đến lúc cơ cấu chấp hành làm việc. Với rơle điện từ là quãng thời gian cuộn dây được cung cấp dòng (hay áp) cho đến lúc hệ thống tiếp điểm đóng hoàn toàn (với tiếp điểm thường mở) và mở hoàn toàn (với tiếp điểm thường đóng). Các loại rơle khác nhau ttđ cũng khác nhau. +ttđ < 1.10-3[s] : rơle không quán tính. +t­tđ = (1 ¸ 50).10-3 [s]: rơle tác động 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 rãi trong các mạch điện tử, được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu mạch truyền tín hiệu, mạch dao động… 1.7.1 Khái niệm. Tụ điện là linh kiện dung để cản trở và phóng nạp khi cần thiết và được đặc trưng bởi dung kháng phụ thuộc vào tần số điện áp. Ký hiệu của tụ điện trong sơ đồ nguyên lý là: Tụ không phân cực là tụ có hai cực như nhau và giá trị thường nhỏ (pF). Tụ phân cực là tụ có hai cực tính âm và dương không thể dũng lẫn lộn nhau được. Có giá trị lớn hơn so với tụ không phân cực. 1.7.2 Cấu tạo. Hình 1.10. Cấu tạo của tụ điện Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi như tụ hóa, tụ gốm, tụ giấy…Hình dạng tụ trong thực tế. Hình 1.11 Tụ gốm. Hình 1.12 Tụ hóa. 1.8. Điện trở. 1.8.1. Khái niệm. - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu có một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ và ngược lại vật cách điện có điện trở cực lớn. - Điện trở của dây dẫn là sự phụ thuộc vào chất liệu và tiết diện của dây dẫn được tính theo công thức: R = . Trong đó: R là điện trở. Đơn vị là Ω là điện trở suất. L là chiều dài dây dẫn. S là tiết diện của dây dẫn. 1.8.2. Điện trở trong thực tế và trong các mạch điện tử. * Hình dáng và ký hiệu: Trong thực tế điện trở là một loại linh kiện điện tử không phân cực, nó là một linh kiện quan trọng trong các mạch điện tử, chúng được làm từ hợp chất của cacbon và kim loại và được pha theo tỷ lệ mà tạo ra các con điện trở có điện dung khác nhau. Hình 1.9 Điện trở Kí hiệu : Đơn vị đo bằng Ω, KΩ, MΩ. 1MΩ = 1000 KΩ = 1000000Ω * Cách 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 Nâu 1 1% Đỏ 2 2% Cam 3 Vàng 4 Xanh 5 0.5% Lục 6 0.25% Tím 7 0.1% Xám 8 Trắng 9 Bàng 1.3 màu sắc điện trở theo quy ước quốc tế Chú ý: điện trở là linh kiện không phân cực nên khi mắc vào mạch điện ta không cần để ý đến đầu âm dương làm gì (đầu nào cũng như đầu nào). 1.9. LED ĐƠN 1.9.1 .Khái niệm. Led đơn là một dạng của Diode. Thông thường dòng điện đi qua vật dẫn điện sẽ sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Ở một số chất bán dẫn đặc biệt như (GaAs) khi có dòng điện đi qua thì có hiện tượng bức xạ quang (phát ra ánh sáng). Tùy theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau. Led có điện áp phân cực thuận cao hơn diode nắn điện nhưng điện áp phân cực ngược cực đại thường không cao. 1.9.2. Hình dạng. Hình 2.1j.Hình dạng thực tế của Led đơn Phân cực thuận : VD = 1,4V – 1,8 V(led đỏ). VD = 2V – 2,5V (led vàng). VD= 2V – 2,8 V(led xanh lá). ID= 5mA – 20mA (thường chọn 10mA). Led thường được dùng trong các mạch trạng thái báo hiệu, chỉ thị trạng thái của mạch như báo nguồn, trạng thái thuận hay ngược… 1.10. IRF540N Kĩ thuật xử lý tiến bộ Trở kháng thấp Tí lệ dv/dt động Nhiệt dộ hoạt động 175 độ C Chuyển mạch nhanh Là linh kiện MOSFET công suất sử dụng kĩ thuật xử lí hiện đại để trở kháng trên silicon thấp. Lợi ích này cùng với tốc độ chuyển mạch nhanh làm cho IRF540 được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều các ứng dụng. IRF540N thích hợp cho tất cả các ứng dụng công nghiệp thương mại có mức năng lượng tiêu hao xấp xỉ 50Watt. Nhiệt trở thấp và giá thành thấp làm cho IRF540 được chấp nhận rộng rãi trong công nghiệp. Ch­¬ng 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 phát hồng ngoại. Khối nguồn chính: Nguồn 12v cung cấp cho rơle , động cơ ,uln 2803.Nguồn 5v cung cấp cho ic và opto. Khối phát: phát ra tín hiệu hồng ngoại dưới dạng được mã hóa. Khối thu và điểu khiển: Nhận , giải mã tín hiệu đưa vào chân p3.3 của ic 89c51, từ đó lập trình để điều khiển động cơ. Khối mạch lực và động cơ: điểu khiển động cơ quay, dừng, nhanh chậm dựa vào lập trình ic. 2.2. S¬ ®å nguyªn lý : *) Nguyên lý hoạt động: +Khi ta nhấn phím từ điều khiển thì tín hiệu hồng ngoại được phát ra dưới các dạng mã khác nhau , tín hiệu này được mắt thu thu, đầu ra của mắt thu nối với chân p3.3 của VDK. Thông qua thuật toán giải mã để điều khiển động cơ. Để tiện cho việc kiểm tra mã đúng hay sai ta hiển thị mã dưới dạng nhị phân thông qua 8 led nối với cổng P1. +Khi nhấn phím 1 thi động cơ quay thuận do ta lập trinh cho p2.0=1 làm cho PC817 không dẫn, vậy không có nguồn vào chân 1 của ULN2803 dẫn đến đầu ra của ULN 2803 là chân 18 sẽ ở mức logic 1 khi đó chân 2 của cuộn hút được cấp nguồn làm cho cuộn hút giữ nguyên trạng thái ,chân P2 nối vào O2, P1 nối vào O1 làm động cơ quay thuận.(Nguồn 12v qua chân P2 vào động cơ chân còn lại qua chân P1 ,qua irf về mát). + Khi nhấn phím 2 thi động cơ quay ngược do ta lập trinh cho p2.0=0 làm cho PC817 dẫn, vậy có nguồn vào chân 1 ( chân 1 ở mức logic1) của ULN2803 dẫn đến đầu ra của ULN 2803 là chân 18 sẽ ở mức logic 0 khi đó chân 2 của cuộn hút được cấp mát làm cho có dong đi qua cuộn hút , làm cuộn hút hút các tiếp điểm chân p1 nối vào S1, P2 nối vào S2 làm cho động cơ quay ngược. .(Nguồn 12v qua chân P1 vào động cơ chân còn lại qua chân P2 ,qua irf về mát). +Khi nhấn phím 3 thì đông cơ dừng do ta lập trình cho P2.0=1 và P2.1 =1, làm cho ok1 và ok2 không dẫn , dẫn tới chân 1 của ULn2803 ở mức logic 0,chân 2 ở mức logic 1 đầu ra chân 18 ở mức logic1 ,chân 17 ở mức logic 0 và làm cho cuộn hút giữ nguyên trạng thái, IRF không dẫn dẫn tới động cơ dừng. +Để thay đổi tốc độ của động cơ ta thay đổi điện áp trung bình đặt lên động cơ thông qua phương pháp PWM. Cụ thể muốn động cơ chạy tốc độ cao thì ta cho chu kỳ tích cực mức cao lớn, còn giảm tốc độ động cơ thì ta cho chu kỳ tích cực mức cao nhỏ. Trong chương trình vi điều khiển nhóm đồ án sử dụng một biến TOC_DO thay đổi từ 20 – 255 để thay đổi chu kỳ tích cực mức cao. (Tổng thời gian của chu kỳ tích cực mức cao và mức thấp là 255*T). 2.3. S¬ ®å m¹ch in : PhÇn 3 : X©y dùng phÇn mÒm ******************************** 3.1. ThuËt to¸n thu vµ gi¶i m· : ThuËt to¸n thu vµ gi¶i m· c¨n cø vµo khung data frame thu ®­îc cña ®iÒu khiÓn tõ m¾t thu ®­a tíi ch©n p3.3 : VÊn ®Ò lµ cÇn ph¶i nhËn biÕt ®­îc khi nµo th× khung d÷ liÖu b¾t ®Çu vµ ®©u lµ bit 1 , ®©u lµ bit 0 , vµ thu l¹i c¸c bÝt nèi tiÕp nhau ®i vao thanh ghi A. - §Ó nhËn biÕt khi nµo khung data b¾t ®Çu ta dùa vµo bit Start . §Çu tiªn ta mÆc ®Þnh cho ch©n thu p3.3 lªn møc 1 , sau ®ã chê ®Õn khi bit start chuyÓn ch©n p3.3 xuèng møc 0, tøc lµ ®· thu xong bit start , tøc lµ ®· b¾t ®Çu th× lËp tøc thùc hiÖn viÖc thu c¸c bit (dïng 1 vßng lÆp ®Ó chê , chØ khi bit start xuèng møc 0 thi míi chuyÓn sang lÖnh kh¸c) . Së dÜ ta cÇn ph¶i mÆc ®Þnh ban ®Çu cho bit p3.3 = 1 lµ v× nÕu nh­ ban ®Çu Vi ®iÒu khiÓn lµm cho nã b»ng 0 th× khi bit start b¾t ®Çu tõ møc 1 còng sÏ kh«ng kÐo ®­îc p3.3 lªn møc 1 v× ch­a ch¾c møc 1 cña bit start ®· th¾ng ®­îc møc 0 cña vi ®iÒu khiÓn , nh­ng møc 0 cña bit start th× ch¾c ch¾n kÐo ®­îc møc 1 cña V§K xuèng møc 0 . - §Ó thu c¸c bit d÷ liÖu ta cÇn ph©n biÖt c¸c bit 0 vµ 1 nhê vµo kho¶ng thêi gian møc 0 cña bit 0 vµ bit 1 lµ kh¸c nhau , víi bit 0 lµ 700 us cßn víi bit 1 lµ 1300 us . Sau khi thu xong bit start th× p3.3 ®ang ë møc 0. §Ó thu tiÕp c¸c bit d÷ liÖu th× ta l¹i chê nã lªn møc 1 råi l¹i chê nã xuèng 0 vËy lµ thu xong nöa bit ®Çu tiªn ,b©y giê ®· ®Õn thêi gian tån t¹i cña møc 0 , ta chØ cÇn kiÓm tra xem thêi gian nµy kÐo dµi 700 us hay lµ 1300 us . Ta dïng 1 hµm trÔ kho¶ng 900 us ®Ó so s¸nh , nÕu sau thêi gian trÔ nµy mµ p3.3 vÉn b»ng 0 th× chøng tá thêi gian møc 0 kÐo dµi 1300 us vµ bit võa thu ®­îc lµ bit 1 cßn nÕu sau thêi gian trÔ nµy mµ p3.3 ®· lªn møc 1 th× chøng tá møc 0 chØ kÐo dµi 700 us vµ ®· kÕt thóc vµ bit võa thu lµ bit 0 . Thùc hiÖn ghi bit nµy vµo thanh ghi A b»ng c¸ch thiÕt lËp hay xo¸ cê C råi dÞch ph¶i thanh ghi A qua cê C . ViÖc thu c¸c bit tiÕp theo còng t­¬ng tù nh­ vËy. C¸c bit nèi tiÕp nhau ®i vµo thanh ghi A t¹o lªn tæ hîp m· thu ®­îc , khi ®ã b¸o ra cê C lµ ®· thu xong . - So s¸nh tæ hîp m· thu ®­îc víi m· cña c¸c phÝm trªn §KTX ®Ó kiÓm tra xem ng­êi sö dông ®· nhÊn phÝm nµo råi thùc hiÖn xuÊt tÝn hiÖu ®iÒu ®iÒu khiÓn ra ch©n t­¬ng øng ë cæng P2 L­u ®å thuËt to¸n : 3.2. Ch­¬ng tr×nh §iÒu KhiÓn Tõ Xa : $include(reg51.inc) DAO_CHIEU BIT P2.0 PWM BIT P2.1 TOC_DO DATA 30H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP NGAT_NGOAI_1 ORG 000BH LJMP NGAT_TIMER_0 ORG 0030H MAIN: MOV TMOD,#0 ;KHOI TAO TIMER0 CHE D0 0 13 BIT SETB EA ;CHO PHEP NGAT TOAN CUC SETB IP.2 ;UU TIEN NGAT NGOAI 1 SETB ET0 ;CHO PHEP NGAT TIMER0 SETB EX1 ;CHO PHEP NGAT NGOAI 1 SETB IT1 ;KICH NGAT NGOAI THEO SUON AM SETB TR0 ;KHOI DONG TIMER0 SETB PWM SETB DAO_CHIEU setb p3.3 ; ®Ó chuÈn bÞ thu bit start KT: CALL LONGDELAY mov a,#01000000b ; dÞch phai a qua C , thu ®ñ 7 bit data th× C =1 jb p3.3,$ ; nÕu p3.3=0 th× b¾t ®Çu thu (nhy lÖnh tiÕp) k2: jnb p3.3,k2 k3: jb p3.3,k3 ; thu xong nöa bit , phÇn tÝch cùc cao mov r0,#165 k6: nop nop nop djnz r0,k6 mov c,p3.3 ; chuyÓn p3.3 vµo C ®Ó so s¸nh jc ghiso0 ; nÕu c=1 thi nhy ®Õn m· lÖnh ghi s" 0 setb c ; c=0 ghi sè 1 vao a rrc a jc dathuxong ;sau khi dÞch mµ c=1 th× thu xong sjmp k2 ; ng­c l¹i th× thu tiÕp 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 CLR DAO_CHIEU ;NHAN PHIM 2 THI QUAY NGUOC CALL DELAY MOV TOC_DO,#128 LJMP KT phim3: cjne a,#02h,phim4 ;NHAN PHIM3 THI DUNG DONG CO SETB DAOCHIEU SETB PWM MOV TOC_DO,#255 LJMP KT Phim8: cjne a,#07h,phim5 ;NHAN PHIM8 THI TANG TOC_DO MOV A,TOC_DO CJNE A,#255,TANGTIEP MOV TOC_DO,#255 LJMP KT TANGTIEP: INC TOC_DO LJMP KT Phim9: cjne a,#08h,MAIN ;NHAN PHIM9 THI GIAM TOC_DO MOV A,TOC_DO CJNE A,#0,GIAMTIEP MOV TOC_DO,#20 LJMP KT GIAMTIEP: DEC TOC_DO LJMP KT longdelay: mov r1,#200 k7: mov r2,#255 k8: djnz r2,k8 djnz r1,k7 ret NGAT_NGOAI_1: CLR ET0 RETI ;////////////CHUONG TRINH PHUC VU NGAT TIMER0\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\; NGAT_TIMER_0: JB F0,HIGH_DONE LOW_DONE: SETB F0 ;SET LEN MUC CAO CLR PWM MOV TH0,TOC_DO ;DAT LAI GIA TRI MUC CAO CHO PWM RETI HIGH_DONE: CLR F0 ;CLR VE MUC THAP SETB PWM MOV A,#0FFH CLR C SUBB A,TOC_DO MOV TH0,A ;DAT LAI GIA TRI MUC THAP CHO PWM RETI END Môc lôc NhËn xÐt ®¸nh gi¸.....................................................................................1 Lêi nãi ®Çu ……………………………………………………...……...2 PhÇn 1 : Giíi thiÖu ®Ò tµi ………………………………………….…....4 PhÇn 2 : ThiÕt kÕ phÇn cøng …………………….……………...............5 Ch­¬ng 1 : C¸c m¹ch ®iÖn thµnh phÇn...................................................5 1.1.Vi §iÒu KhiÓn 89C51...........................................................5 1. 1.1.Kh¸i qu¸t chung...........................................................6 1.1.2.S¬ ®å ch©n……………………………………..……...6 1. 2. ThiÕt bÞ ph¸t sang hång ngo¹i…….…………..…..……..11 1.2.1. ¸nh s¸ng hång ngo¹i…………………………….......11 1.2.2. øng dông cña ¸nh s¸ng hång ngo¹i trong KT ®iÖn tö.13 1.2.3. Remote TV SONY…………………………….….....13 1. 3.ThiÕt bÞ thu sãng hång ngo¹i……………………………..20 1.3.1. Chøc n¨ng…………………………………………....20 1.3.2 H×nh d¹ng thùc tÕ vµ s¬ ®å ch©n……………………...21 1.4. PC 817……..........................................................................22 1.5. ULN 2803............................................................................23 1.6. Rơle......................................................................................23 1.6.1. Khái Niệm.....................................................................23 1.6.2. Đặc Điểm.................................................................... 24 1.7. Tụ điện. ................................................................................28 1.7.1 Khái niệm......................................................................28 1.7.2 Cấu tạo.........................................................................29 1.8. Điện trở..................................................................................31 1.8.1. Khái niệm.....................................................................31 1.8.2. Điện trở trong thực tế và trong các mạch điện tử.......31 1.9. LED ĐƠN.............................................................................33 1.9.1 .Khái niệm....................................................................33 1.9.2. Hình dạng....................................................................34 1.10. IRF540N............................................................................35 Ch­¬ng 2 : ThiÕt kÕ m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn tõ xa……………..…..…..36 2.1.S¬ ®å khối ………………………… ………..…………...36 2.2.Khèi nguyên lý………………………….……………..…36 2.3. S¬ ®å m¹ch in……………………………….……………….39 PhÇn 3 : X©y dùng phÇn mÒn………………………………………...40 ThuËt to¸n thu vµ gi¶i m·………………………………..40 Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn tõ xa…………………….….43