MÔ HÌNH TỰ ĐỘNG PHA MÀU VÀ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51
LỜI CẢM ƠN
Suốt trong quá trình học vừa qua, chúng em đã được quý thầy cô cung cấp và truyền đạt tất cả những kiến thức chuyên môn cần thiết và quý giá nhất. Ngoài ra chúng em còn rèn luyện một tinh thần học tập và làm việc độc lập, sáng tạo. Đây chính là tính cách hết sức cần thiết để có thể thành công khi bắt tay vào làm việc trong tương lai.
Để hoàn thành được đồ án môn học như hôm nay chúng em đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ thầy cô và bạn bè. Chúng em xin chân thành cám ơn quý thầy cô trong Khoa Điện tử – Tin học của trường, và đặc biệt là thầy Trương Hoàng đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn cho chúng em trong suốt thời gian vừa qua. Chúng em xin kính chúc cho quý thầy cô mạnh khoẻ, tiếp tục đạt được nhiều thắng lợi trong nghiên cứa khoa học và sự nghiệp giáo dục.
Bên cạnh sự hỗ trợ tích cực của quý thầy cô, chúng con còn nhận được sự động viên rất nhiều của ba mẹ. Chúng con xin chân thành cám ơn ba mẹ đã luôn tạo điều kiện tốt cho chúng con học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Xin cám ơn tất cả bạn bè đã khuyến khích và chúng đỡ chúng tôi trong quá trình học tập và nhất là trong khoảng thời gian thực hiện đề tài này.
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU:
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI Trang1 – 2
I. Giới thiệu
II. Mô hình bao gồm những chức năng
PHẦN II:
PHẦN CỨNG Trang 3 - 8
PHẦN III:
CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM Trang 9 – 48
I. Lưu đồ giải thuật Trang 9 - 13
II. Phần mềm Trang 13 - 48
PHẦN IV:
GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH Trang 48 - 94
I. IC AT89C51. Trang 48 - 81
II. IC 74LS154 Trang 81 - 83
III. IC TC4609 Trang 84 - 86
IV. KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Trang 87 - 88
V. VAN ĐIỀU KHIỂN Trang 89 - 91
VI. TRANSISTOR D468
VII. RELAY 5V
VIII. LED 7 ĐOẠN Trang 94
PHẦN KẾT Trang 95 -96
A.Hướng mở rộng đề tài
B.Kết luận
C.Cài liệu tham khảo
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
I. Giới thiệu:
Ngày nay, các bộ vi điều khiển được chế tạo và phát triển gắn liền với bộ vi xử lý, nó đang được ứng dụng rộng rải trong các thiết bị điều khiển công nghiệp, trong các thiết bị điện, điện tử dân dụng như máy điều hoà nhiệt độ, máy giặt, thiết bị điện tử nghe nhìn,…. số lượng các bộ vi điều khiển được sản xuất hàng năm nhiều rất gấp 10 lần số lượng các bộ vi xử lý.
Việc ứng dụng các bộ vi điều khiển làm thay đổi hẳn kỷ thuật điều khiển tự động hiện đại, giúp cho con người tạo nên các thiết bị ngày càng thông minh hơn.
Trong lần xem các anh chị khóa trước bảo vệ đồ án như hồ cá, mạch quang báo, đồng hồ, máy tính cộng (+) 4 số dùng IC số, mạch đèn giao thông, thang máy, máy bán nước…vv..Từ các đồ án trên và trong quá trình học môn “Vi Xử Lý – Vi Điều Khiển” ở trường. Qua đó, nhóm chúng em vận dụng kiến thức đã học, kết hợp một số mạch lại và chọn đề tài tốt nghiệp là “MÔ HÌNH TỰ ĐỘNG PHA MÀU VÀ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51”
Mục đích của đề tài này là giúp cho chúng ta tạo ra nhiều màu khác nhau dùng để tô thêm vẽ đẹp một số vật dụng trang trí, sử dụng hàng ngày từ đơn giản đến phức tạp như: viết, thước, bàn, ghế, nhà cửa, xe…vv….
II. Mô hình bao gồm những phần chính sau:
- Quét phím:
- Nhập tỉ lệ từ bàn phím
- Quét led:
- Hiển thị tỉ lệ nhập từ bàn phím qua led.
- Pha màu:
- Gồm 3 van phân cho 3 màu, và 1 van dùng để xả dung dịch dùng để vệ sinh bình trộn.
-
Đóng lon sản phẩm : Gồm
- Băng chuyền lon
- Băng chuyền nắp
- Động cơ dập lon.
PHẦN II:
PHẦN CỨNG
I. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động:
- Sơ đồ khối:
- Nguyên lý hoạt động:
Đầu tiên nhập tỉ lệ màu từ bàn phím, tỉ lệ được hiển thị thông qua led 7 đoạn so sánh với 100% đặt trước nếu đúng thì hoạt động không đúng thì yêu cầu nhập lại. Cả 3 van sẽ lần lượt hoạt động theo tỉ lệ mà ta chọn ban đầu, khi cả 3 van màu hoạt động xong thì động cơ trộn sẽ bắt đầu trộn trong một thời gian nhất định, thì băng chuyền lon hoạt động đưa lon vào vị trí, sau đó xả màu vào lon. Khi xả xong thì băng chuyền nắp hoạt động đưa nắp vào lon, và băng chuyền lon lại hoạt động tiếp tục đến phần dập lon và thành phẩm.
II. Giới thiệu bàn phím:
|
PHÍM ẤN |
TRẠNG THÁI BÀN PHÍM |
PHẦN MỀM QUY ĐỊNH |
|
Phím 0 |
P1.0 nối với P1.4 |
Số 0 |
|
Phím 1 |
P1.0 nối với P1.5 |
Số 1 |
|
Phím 2 |
P1.0 nối với P1.6 |
Số 2 |
|
Phím 3 |
P1.1 nối với P1.4 |
Số 3 |
|
Phím 4 |
P1.1 nối với P1.5 |
Số 4 |
|
Phím 5 |
P1.1 nối với P1.6 |
Số 5 |
|
Phím 6 |
P1.2 nối với P1.4 |
Số 6 |
|
Phím 7 |
P1.2 nối với P1.5 |
Số 7 |
|
Phím 8 |
P1.2 nối với P1.6 |
Số 8 |
|
Phím 9 |
P1.3 nối với P1.4 |
Số 9 |
|
Phím WC |
P1.3 nối với P1.5 |
WC |
|
Phím CLEAR |
P1.3 nối với P1.6 |
CLEAR |
III. Sơ đồ nguyên lý:
IV. Tính toán giá trị linh kiện:
- Mạch thu phát hồng ngoại:
- Khi led thu không thu được tia hồng ngoại từ led phát thì led thu không dẫn điện:
Khi đó:
Vi + = Vi – = 0
V0 = 0
- Khi led thu được tia hồng ngoại từ led phát thì led thu sẽ dẫn điện:
Khi đó:
Vi + = 2,5V
Vi – = 0
Zi » µ
Ta có: Vi + > Vi –
Þ Op-Amp sẽ bảo hoà dương
Nên: V0 = VCC = 5V
- Tính toán phần Relay:
Theo định luật Kirchoff 2 ta có:
- VB + IB.RB + VBE = 0
Þ IB = = 4,3mA
Mà IC = bIB = 120. 4,3 = 516 mA (D468 có hệ số khyếch đại là 120).
Tính phần mạch Reset:
Hoạt động Reset:
R (100W), R (10kW), C (10mF).
Hoạt động dao động:
C (33p), Thạch anh (12MHz).
Điện trở kéo: AR 4,7kW
Những linh kiện trên tham khảo ở sách “ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051” _ Tác giả Tống Văn On – Hoàng Đức Hải.
4. Tính toán phần hiển thị Led 7 Đoạn:
Vcc = 5V.
Theo định luật Kirchoff 2 ta có:
– 5 = IERE + VBE + IBRB + 5
10 = IB (bRE + RB) + VEB
= = 0,51 (mA)
Mà IC = bIB IC = = = 0,0051mA
PHẦN III:
CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM
I. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT:
- Lưu đồ giải thuật chính:
- Lưu đồ giải thuật phần pha màu:
...................................................................................................
a). Ký hiệu
b). Đặc tuyến truyền đạt điện áp vòng hở.
Một OPAMP có 2 ngõ vào, một ngõ vào có điện áp cấp là ± VCC. Ngo vào đảo có điện áp Vi - , ngõ và không đảo có điện áp là Vi + và ngõ ra có điện áp là V0.
Trạng thái khi không có hồi tiếp trở về gọi là trạng thái vòng hở. Hệ số khuếch đại trong điến áp này ký hiệu là AV0, được gọi là hệ số khuếch đại vòng hở (Opened – loop – Gain).
Đáp ứng tín hiệu ra theo các cách đưa tín hiệu vào như sau:
- Đưa tín hiệu vào ngõ vào đảo: V0 = – AV0 Vi –
- Đưa tín hiệu vào ngõ vào không đảo: V0 = – AV0 Vi +
- Đưa tín hiệu đồng thời vào hai ngõ vào: V0 = AV0 (Vi + – Vi –)
Ở trạng thái tĩnh Vi + = Vi – = 0 Þ V0 = 0
Theo đặ tuyến truyền đạt điện áp vòng hở của OPAMP, có 3 vùng làm việc:
- Vùng khuếch đại: V0 = AV0.DVI
(Vi + Vi –,– VS < DVI = Vi + - Vi - <VS).
- Vùng bảo hòa dương: Vi + > Vi – V0 = VCC+
- Vùng bảo hòa âm: Vi + < Vi – V0 = –VCC+
Một OPAMP lý tưởng có các thông số sau:
- Hệ số khuếch đại vòng hở: AV0(Thực tế AV0 > 10.000).
- Tổng trở vào (Loại BJT, RI > 1M, Loại FET, RI > 109).
- Tổng trở ra R0 0 (thường R0 < 1).
- Dòng phân cực ngõ vào II 0 (thực tế từ vài chục nA đến hàng trăm nA)
3. IC TL082:
Vcc = 5V.
V. VAN ĐIỀN KHIỂN:
1. Van điều khiển bằng điện từ:
Van điều khiển bằng điện từ hay còn gọi là van điện từ hay còn gọi là van từ tính hay van có các cuộn dây Solenoid. Các van này hoạt động khi cung cấp điện vào Solenoid
Để truyền tín hiệu với một khoảng cách lớn với tốc độ nhanh thì điều khiển bằng điện thì thuận lợi hơn điều khiển bằng khí nén, mặt khác các van điều khiển bằng khí nén đắt hơn van điều kiển bằng điện từ.
Các van điều khiển bằng điện từ được phân thành hai loại:
Loại điều khiển trực tiếp chỉ sử dụng khi lưu lượng bé.
Loại điều khiển gián tiếp khi tín hiệu điều khiển bé nhưng các cửa khí cung cấp vào và cửa khí cấp ra cần lưu lượng lớn.
2. Van 2/2 điều khiển bằng điện từ:
Van 2/2 điều khiển bằng điện từ còn được gọi là van điện từ 2/2 cũng có kết cấu như van điều khiển bằng tay có đầu còn lại là một lò xo nhưng phần điều khiển bằng tay được thay thế bằng 1 Solenoid. Nếu là van 2/2 thường đóng thì lúc đó Solenoid sẽ chưa hoạt động và các van cửa điều đóng. Khi đặc một điện áp vào Solenoid (cuộn dây điện từ) thì trở thành một nam châm điện, con trượt của van sẽ bị hút lên do lực điện từ thắng lực nén của lò xo trên làm cho cửa P(1) thông với cửa A(2).
Khi cắt điện áp vào Solenoid thì lò xo nén nay con trượt về vị trí ban đầu đóng kín cửa nối thông cửa P(1) và cửa A(2).
3.Ký hiệu.
Hình 1:Van 2/2 thường đóng.
Hình 2:Van 2/2 thường mở.
VI. TRANSISTOR D468:
Khảo sát transistor D468
1. Lý thuyết về transistor:
Transistor thuộc họ linh kiện 3 cực. Nếu Diode là loại linh kiện hai cực, bao gồm một bán dẫn loại p và một bán dẩn loại n, thì Transistor bao gồm hai bán dẩn loại p và một bán dẩn loại n đối với loại PNP, hai bán dẫn loại n và một bán dẩn loại p đối với loại NPN.
Sơ đồ ký hiệu của Transistor được mô tả như hình sau:
Loại N – P – N :
Ký hiệu:
Loại P – N – P:
Ký hiệu:
2.Các thông số kỷ thuật của Transistor D468.
- Dòng Ic = 1A
- Công suất tiêu tán cực đại: PTmax = 1W
- Tần số làm việc: f = 200MHz
- Độ khuếch đại: hfE = 120
VII. RELAY 5V:
Hình: Rơle 5VDC
VIII. LED 7 ĐOẠN:
1. Ký hiệu:
2. Cấu tạo: Có 2 loại.
a. Loại Anod chung:
Tất cả các Anod được nối chung với nhau bên trong led. Khi sử dụng nối chân chung này đến Vcc và mắc điện trở bên ngoài để hạn dòng qua led.
b. Loại Catod chung:
Tất cả các Catod được nối chung với nhau bên trong led. Khi sử dụng nối chân chung này đến Mass và mắc điện trở bên ngoài để hạn dòng qua led.
3. Các thông số kỹ thuật của LED 7 ĐOẠN:
- Dòng điện qua mỗi segment (phân đoạn)(mA): khoảng 20mA
- Điện áp ngược trên mỗi segment (V): khoảng 5VPHẦN KẾT
- HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI:
* Ưu điểm:
- Mạch đơn giản
- Có thể thay đổi hướng lập trình.
* Nhược điểm:
- Chưa tận dụng được hết tính năng của mạch
- KẾT LUẬN:
Do thời gian có hạn nên quyển sách này và đề tài này chưa hoàn chỉnh và không tối ưu hết ưu điểm của nó. Rất mong sự thông cảm, góp ý và nhận xét của thầy cô
Nhóm thưc hiện đề tài.
C. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
- Họ Vi Điều Khiển 8051 – Tác Giả Tống Văn On, Hoàng Đức Hải – Nhà Xuất Bản Lao Động – Xã Hội.
- Cấu Trúc Và Lập Trình Họ Vi Điều Khiển 8051 – Tác Giả Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng – Nhà Xuất Bản Khoa học kỹ Thuật Hà Nội – 2004.
- Bài Giảng Lý Thuyết Công Nghệ Khí Nén – Biên Soạn Đỗ Thọ Bình – Trường Cao Đẳng kỹ Thuật Cao Thắng.
Sơ Đồ Chân Linh Kiện Bán Dẫn – Tác giả Dương Minh Trí – Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật
