Luận văn: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm dùng Vi điều khiển

Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm. Hướng dẫn kết nối, điều khiển mạch đếm sản phẩm qua bàn phím máy tính dễ dàng, hiệu quả. Tối ưu quy trình sản xuất.

• Tác giả: Phạm Văn Bắc
• Người hướng dẫn: Th.S Chu Hồng Hải
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tp.Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử và Truyền thông
• Đề tài: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Tp.HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM
• 1.1. Đặt Vấn Đề
• 1.2. Chọn Phương Án Thiết Kế
• 1.3. Mục Đích Yêu Cầu Của Đề Tài
• 1.4. Giới Hạn Của Đề Tài
• 2. CHƯƠNG 2: KHỐI CẢM BIẾN
• 2.1. Sơ Lược Về Mạch Cảm Biến
• 2.2. Cấu Tạo Nguyên Lý Hoạt Động Của Led Hồng Ngoại
• 2.3. Photon Transisto
• 2.4. Dao Động 555
• 2.5. IC khuyếch đại LM 324 ( QUAD OPERATIONAL AMPLIFIER)
• 2.6. IC 567 Bộ giải mã âm sắc
• 2.7. Nguyên Tắc Thu Phát Hồng Ngoại
• 3. CHƯƠNG 3: KHỐI GIAO TIẾP BÀN PHÍM
• 3.1. Bàn Phím Ma Trận 4X4( Keypad)

Tóm tắt

I. Tổng Quan Mạch Đếm Sản Phẩm Giao Tiếp Bàn Phím LCD

Trong bối cảnh khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong lĩnh vực vi điều khiển và vi xử lý, việc ứng dụng tự động hóa vào các hệ thống sản xuất trở nên vô cùng quan trọng. Tại Việt Nam, xu hướng chương trình hóa các hệ thống đang được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành tìm hiểu và thiết kế mô hình mạch đếm sản phẩm giao tiếp bàn phím, một ứng dụng thực tế của công nghệ điện tử và vi xử lý. Đề tài này hướng đến việc giảm thiểu sự mệt nhọc cho người lao động, đồng thời nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong quá trình đếm sản phẩm. Thiết kế này đặc biệt hữu ích cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ, nơi mà tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng rộng rãi trong khâu đếm và phân loại sản phẩm. Mạch bao gồm các khối chính như: khối hiển thị LCD, khối vi điều khiển AVR, khối cảm biến, và khối bàn phím ma trận. Luận văn này được chia làm ba phần chính: lý thuyết, thi công và thiết kế phần cứng, và tổng kết.

1.1. Lợi ích của mạch đếm sản phẩm tự động trong công nghiệp

Việc áp dụng mạch đếm sản phẩm tự động mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho doanh nghiệp. Thứ nhất, nó giúp tăng hiệu suất lao động do quá trình đếm diễn ra nhanh chóng và liên tục, không bị gián đoạn bởi yếu tố con người. Thứ hai, đảm bảo độ chính xác cao, loại bỏ sai sót do thao tác thủ công. Thứ ba, giảm chi phí nhân công, vì không cần nhiều nhân viên để thực hiện công việc đếm. Ngoài ra, hệ thống có thể hoạt động liên tục 24/7, không bị giới hạn bởi thời gian làm việc của con người. Theo tài liệu gốc, nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất, khâu đếm sản phẩm được thực hiện tự động. Tuy nhiên, đối với doanh nghiệp nhỏ, việc tự động hóa còn hạn chế. Vì vậy, việc nghiên cứu và triển khai các giải pháp đếm sản phẩm tự động là rất cần thiết.

1.2. Các khối chức năng chính của mạch đếm sản phẩm

Mạch đếm sản phẩm được xây dựng từ nhiều khối chức năng, mỗi khối đảm nhiệm một vai trò riêng biệt. Khối cảm biến có nhiệm vụ phát hiện sản phẩm đi qua và tạo ra tín hiệu đếm. Khối vi điều khiển (thường là Arduino, STM32, hoặc PIC) xử lý tín hiệu từ cảm biến, tăng bộ đếm và điều khiển các khối khác. Khối bàn phím ma trận cho phép người dùng cài đặt các thông số như số lượng sản phẩm cần đếm. Khối hiển thị LCD hiển thị số lượng sản phẩm đã đếm và các thông tin liên quan. Cuối cùng, khối chấp hành (ví dụ như còi báo hiệu hoặc motor) thực hiện các hành động khi số lượng sản phẩm đạt đến ngưỡng cài đặt. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các khối này đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả của toàn bộ hệ thống.

1.3. Ứng dụng mạch đếm sản phẩm trong thực tế sản xuất

Mạch đếm sản phẩm không chỉ là một thiết bị đếm đơn thuần, mà còn là một công cụ quan trọng trong quản lý và kiểm soát quá trình sản xuất. Nó có thể được sử dụng để theo dõi sản lượng, kiểm tra chất lượng, và phân loại sản phẩm. Ngoài ra, mạch đếm sản phẩm còn có thể tích hợp với các hệ thống khác như hệ thống quản lý kho (WMS) và hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) để cung cấp dữ liệu chính xác và kịp thời cho việc ra quyết định. Theo tài liệu gốc, mạch này có thể đếm sản phẩm một cách linh hoạt và chính xác, thay đổi việc cài đặt số đếm ban đầu một cách dễ dàng.

II. Thách Thức Giải Pháp Thiết Kế Mạch Đếm Sản Phẩm Tối Ưu

Trong quá trình thiết kế mạch đếm sản phẩm, có một số thách thức cần được giải quyết để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác. Một trong những thách thức lớn nhất là lựa chọn cảm biến phù hợp với loại sản phẩm cần đếm. Cảm biến phải có khả năng phát hiện sản phẩm một cách chính xác, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như ánh sáng, bụi bẩn. Một thách thức khác là thiết kế giao diện người dùng (HMI) thân thiện và dễ sử dụng. Người dùng cần có thể dễ dàng cài đặt các thông số và theo dõi quá trình đếm. Để giải quyết những thách thức này, cần có kiến thức sâu rộng về điện tử, vi điều khiển và lập trình.

2.1. Lựa chọn cảm biến đếm sản phẩm phù hợp quang tiệm cận

Việc lựa chọn cảm biến phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo độ chính xác của mạch đếm sản phẩm. Có nhiều loại cảm biến khác nhau, mỗi loại có ưu điểm và nhược điểm riêng. Cảm biến quang hoạt động dựa trên nguyên tắc phát và thu ánh sáng, phù hợp với các sản phẩm có khả năng che chắn ánh sáng. Cảm biến tiệm cận phát hiện sản phẩm dựa trên sự thay đổi điện từ trường, phù hợp với các sản phẩm kim loại. Encoder được sử dụng để đếm số vòng quay của động cơ hoặc trục, phù hợp với các hệ thống băng tải. Theo tài liệu gốc, cần chọn cảm biến thích hợp với loại sản phẩm để đảm bảo hiệu quả đếm.

2.2. Thiết kế giao diện bàn phím ma trận trực quan dễ sử dụng

Giao diện bàn phím ma trận đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép người dùng tương tác với mạch đếm sản phẩm. Cần thiết kế giao diện sao cho trực quan, dễ hiểu và dễ sử dụng. Các phím chức năng cần được bố trí hợp lý, có nhãn rõ ràng. Màn hình hiển thị phải hiển thị đầy đủ thông tin cần thiết, chẳng hạn như số lượng sản phẩm đã đếm, số lượng sản phẩm cần đếm, và các thông báo trạng thái. Code lập trình cho vi điều khiển cần được tối ưu để đảm bảo thời gian phản hồi nhanh chóng và chính xác. Theo tài liệu gốc, bộ phận chuyển đổi trực quan nhất là bàn phím.

2.3. Tối ưu code lập trình mạch đếm sản phẩm cho vi điều khiển

Code lập trình cho vi điều khiển cần được tối ưu để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của mạch đếm sản phẩm. Cần lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp, chẳng hạn như C hoặc C++. Cấu trúc code cần được tổ chức rõ ràng, dễ đọc và dễ bảo trì. Các thuật toán đếm cần được tối ưu để giảm thiểu thời gian xử lý. Cần sử dụng các kỹ thuật lập trình tiết kiệm bộ nhớ để tránh tình trạng tràn bộ nhớ. Theo tài liệu gốc, việc dùng kỹ thuật vi xử lý có thể giải quyết các bế tắc và kinh tế hơn so với phương pháp dùng IC rời.

III. Hướng Dẫn Chi Tiết Giao Tiếp Bàn Phím LCD Với Vi Điều Khiển

Giao tiếp bàn phím ma trận và LCD hiển thị với vi điều khiển là một kỹ năng quan trọng trong thiết kế mạch điện tử. Bàn phím ma trận cho phép người dùng nhập dữ liệu vào vi điều khiển, trong khi LCD hiển thị cho phép vi điều khiển hiển thị thông tin cho người dùng. Việc giao tiếp giữa hai thiết bị này và vi điều khiển đòi hỏi kiến thức về phần cứng, phần mềm và giao thức truyền thông.

3.1. Sơ đồ mạch kết nối bàn phím ma trận với AVR Atmega32

Để kết nối bàn phím ma trận với vi điều khiển AVR Atmega32, cần sử dụng một số chân I/O của vi điều khiển. Các chân này được kết nối với các hàng và cột của bàn phím ma trận. Code lập trình sẽ quét các hàng và cột để xác định phím nào được nhấn. Quan trọng là phải có điện trở kéo lên (pull-up resistor) cho các chân I/O để đảm bảo tín hiệu ổn định. Cần tham khảo sơ đồ chân của Atmega32 để xác định các chân I/O phù hợp.

3.2. Thư viện Code mẫu giao tiếp LCD hiển thị HD44780U

Để giao tiếp với LCD hiển thị chuẩn HD44780U, có thể sử dụng các thư viện sẵn có trong các trình biên dịch cho vi điều khiển. Thư viện này cung cấp các hàm để khởi tạo LCD, hiển thị ký tự, di chuyển con trỏ, và xóa màn hình. Code mẫu có thể được tìm thấy trên internet hoặc trong các tài liệu hướng dẫn sử dụng LCD. Quan trọng là phải cấu hình đúng các chân kết nối giữa vi điều khiển và LCD trong code lập trình. Theo tài liệu gốc, text LCD kết hợp dễ dàng với vi điều khiển.

3.3. Xử lý ngắt bàn phím hiển thị dữ liệu lên LCD thời gian thực

Để cải thiện hiệu suất và độ nhạy của mạch, có thể sử dụng ngắt (interrupt) để xử lý tín hiệu từ bàn phím. Khi một phím được nhấn, ngắt sẽ được kích hoạt và code lập trình sẽ xử lý sự kiện này. Dữ liệu nhập từ bàn phím sau đó được hiển thị lên LCD thời gian thực. Cần đảm bảo rằng code xử lý ngắt được viết ngắn gọn và hiệu quả để tránh làm chậm quá trình xử lý chính của vi điều khiển.

IV. Ứng Dụng Mạch Đếm Sản Phẩm Đếm Phân Loại Sản Phẩm Tự Động

Mạch đếm sản phẩm có nhiều ứng dụng thực tế trong các ngành công nghiệp khác nhau. Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là đếm và phân loại sản phẩm tự động. Trong các nhà máy sản xuất, mạch đếm sản phẩm có thể được sử dụng để theo dõi số lượng sản phẩm được sản xuất, kiểm tra chất lượng sản phẩm, và phân loại sản phẩm theo các tiêu chí khác nhau.

4.1. Ứng dụng mạch đếm sản phẩm trong dây chuyền sản xuất

Trong dây chuyền sản xuất, mạch đếm sản phẩm có thể được tích hợp vào các hệ thống tự động hóa để theo dõi sản lượng, kiểm soát chất lượng, và quản lý kho. Cảm biến được đặt ở các vị trí chiến lược để phát hiện sản phẩm đi qua. Dữ liệu đếm được truyền về trung tâm điều khiển để phân tích và báo cáo. Khi số lượng sản phẩm đạt đến ngưỡng cài đặt, hệ thống có thể tự động dừng dây chuyền sản xuất hoặc kích hoạt các hành động khác.

4.2. Tích hợp mạch đếm với hệ thống quản lý kho WMS

Để quản lý kho hiệu quả, mạch đếm sản phẩm có thể được tích hợp với hệ thống quản lý kho (WMS). Dữ liệu đếm từ mạch được truyền trực tiếp vào WMS, giúp cập nhật số lượng sản phẩm trong kho một cách chính xác và kịp thời. Điều này giúp giảm thiểu sai sót trong quản lý kho, tối ưu hóa quá trình nhập xuất hàng, và nâng cao hiệu quả hoạt động của kho.

4.3. Nghiên cứu phát triển mạch đếm sản phẩm ứng dụng IoT

Với sự phát triển của Internet of Things (IoT), mạch đếm sản phẩm có thể được kết nối với internet để thu thập dữ liệu từ xa, điều khiển thiết bị từ xa, và tích hợp với các hệ thống khác. Dữ liệu đếm có thể được lưu trữ trên đám mây và phân tích để đưa ra các quyết định kinh doanh thông minh. Việc phát triển mạch đếm sản phẩm ứng dụng IoT mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực tự động hóa và quản lý sản xuất.

V. Đánh Giá Hiệu Quả Hướng Phát Triển Mạch Đếm Sản Phẩm

Mạch đếm sản phẩm là một giải pháp hiệu quả để tự động hóa quá trình đếm và phân loại sản phẩm. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng phát triển để nâng cao hiệu quả và tính năng của mạch. Việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML) có thể giúp mạch đếm sản phẩm hoạt động thông minh hơn, chính xác hơn.

5.1. Ưu điểm hạn chế của mạch đếm sản phẩm hiện tại

Mạch đếm sản phẩm hiện tại có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, tốc độ đếm nhanh, và khả năng hoạt động liên tục. Tuy nhiên, cũng có một số hạn chế như chi phí đầu tư ban đầu, yêu cầu kỹ thuật cao trong thiết kế và vận hành, và khả năng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường. Cần đánh giá kỹ lưỡng các ưu điểm và hạn chế này để lựa chọn giải pháp phù hợp với nhu cầu thực tế.

5.2. Nghiên cứu tích hợp AI Machine Learning vào mạch đếm

Việc tích hợp AI và ML vào mạch đếm sản phẩm có thể giúp hệ thống tự động học hỏi và cải thiện hiệu suất theo thời gian. Ví dụ, AI có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu đếm và đưa ra các dự đoán về sản lượng. ML có thể được sử dụng để nhận diện và phân loại sản phẩm dựa trên hình ảnh hoặc các thông số khác. Điều này giúp mạch đếm sản phẩm hoạt động thông minh hơn, chính xác hơn, và linh hoạt hơn.

5.3. Xu hướng phát triển mạch đếm sản phẩm trong tương lai

Trong tương lai, mạch đếm sản phẩm sẽ ngày càng trở nên thông minh hơn, linh hoạt hơn, và kết nối hơn. Các xu hướng phát triển chính bao gồm: tích hợp AI và ML, kết nối IoT, sử dụng cảm biến thông minh, và thiết kế giao diện người dùng trực quan. Mạch đếm sản phẩm sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong các hệ thống tự động hóa và quản lý sản xuất thông minh.

VI. Kết Luận Mạch Đếm Sản Phẩm Bước Tiến Tự Động Hóa

Mạch đếm sản phẩm, đặc biệt là phiên bản giao tiếp bàn phím và hiển thị LCD, là một bước tiến quan trọng trong quá trình tự động hóa sản xuất. Việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến như vi điều khiển, cảm biến, và giao diện người dùng đã giúp nâng cao hiệu quả, độ chính xác, và tính linh hoạt của quá trình đếm và phân loại sản phẩm. Đây là một giải pháp hữu ích cho các doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ, trong việc nâng cao năng lực cạnh tranh và đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường.

6.1. Tổng kết các kết quả đạt được và hạn chế còn tồn tại

Luận văn này đã trình bày một cách chi tiết về thiết kế, thi công, và ứng dụng của mạch đếm sản phẩm giao tiếp bàn phím và LCD. Các kết quả đạt được bao gồm: xây dựng được một mô hình mạch đếm sản phẩm hoạt động ổn định và chính xác, thiết kế được giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng, và tích hợp được các công nghệ tiên tiến như vi điều khiển và cảm biến. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục, chẳng hạn như chi phí đầu tư ban đầu còn cao, và khả năng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường.

6.2. Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện mạch

Để hoàn thiện mạch đếm sản phẩm, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển theo các hướng sau: giảm chi phí đầu tư ban đầu bằng cách sử dụng các linh kiện rẻ hơn, tăng cường khả năng chống nhiễu và chống ảnh hưởng của môi trường, tích hợp các công nghệ mới như AI và ML, và kết nối mạch với internet để thu thập dữ liệu từ xa và điều khiển thiết bị từ xa.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt Vấn Đề Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Xuất phát từ những tìm hiểu thiết bị điều khiển tại nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động.

Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm, khâu phân loại sản phẩm còn sử dụng nhân công. Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao. Nên chúng em quyết định thiết kế một mạch đếm sản phẩm giao tiếp bàn phím vì nó rất gần gũi với thực tế và nó thật sự rất có ý nghĩa đối với chúng em vì đã làm được một phần nhỏ đóng góp cho xã hội. Để làm được mạch này cần thiết kế được các khối chính : - Khối hiển thị (text LCD , LED đơn) - Khối điều khiển (chíp AVR của hãng atmel) - Khối cảm biến (mắt thu hồng ngoại,….) - Khối bàn phím (phím ma trận keypad 4x4) SVTH: Phạm Văn Bắc - Nguyễn Đức Luận Trang 3 LVTN: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm GVHD: Th.S Chu Hồng Hải - Khối tạo lực đẩy (motor) - Khối báo hiệu (tiếng còi) - Khối nguồn Khối hiển thị: có thể sử dụng led 7 đoạn và text LCD, so với led 7 đoạn thì text LCD hiển thị được nhiều ký tự hơn.

Chúng em chọn text LCD vì có nhiều tính năng tốt hơn led 7 đoạn và kết hợp dễ dàng với vi điều khiển. Khối điều khiển: AVR là chip vi điều khiển 8 bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa-RISC(Reduced Instruction Set Computer), một kiểu cấu trúc đang thể hiện ưu thế trong các bộ xử lí. So với các chip vi điều khiển 8 bits khác, AVR có nhiều đặc tính hơn hẳn, hơn cả trong tính ứng dụng (dễ sử dụng) và đặc biệt là về chức năng. Khối cảm biến: gồm phần phát và phần thu.

Thông thường người ta sử dụng phần phát là led hồng ngoại để phát ra ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống nhiễu so với các loại ánh sáng khác, còn phần thu là transistor quang để thu ánh sáng hồng ngoại. Khối bàn phím: Keypad là một "thiết bị nhập" chứa các nút nhấn cho phép người dùng nhập các chữ số, chữ cái hoặc ký hiệu vào bộ điều khiển. Keypad không chứa tất cả bảng mã ASCII như keyboard và vì thế keypad thường được tìm thấy trong các thiết bị chuyên dụng. Khối tạo lực đẩy: dùng motor có công suất nhỏ tạo lực đẩy cho băng tải hoạt động.

Khối báo hiệu: phân loại sản phẩm bằng tiếng còi. Khối nguồn: cung cấp điện áp cho mạch hoạt động. Chọn Phương Án Thiết Kế Với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời có: Các ưu điểm sau: - Cho phép tăng hiệu suất lao động. - Đảm bảo độ chính xác.

SVTH: Phạm Văn Bắc - Nguyễn Đức Luận Trang 4 LVTN: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm GVHD: Th.S Chu Hồng Hải - Tần số đáp ứng của mạch nhanh. - Khoảng cách đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép đếm những sản phẩm lớn. - Tổn hao công suất bé, mạch có thể sử dụng pin hoặc acquy. - Khả năng đếm rộng.

- Giá thành hạ. - Mạch đơn giản dễ thực hiện. Với việc sử dụng kỹ thuật số khó có thể đáp ứng được việc thay đổi số đếm. Muốn thay đổi một yêu cầu nào đó của mạch thì buộc lòng phải thay đổi phần cứng.

Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được bằng phương pháp này. Với sự phát triển mạnh của nghành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi xử lí và vi điều khiển rất đa chức năng do đó việc dùng kỹ thuật vi xử lí, kỹ thuật vi điều khiển đã giải quyết những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dùng IC rời kết nối lại không thực hiện được. Với mạch đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí: Ngoài những ưu điểm như đã liệt kê trong phương pháp dùng IC rời thì mạch đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí còn có những ưu điểm sau: - Mạch có thể thay đổi số đếm một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm, trong khi đó phần cứng không cần thay đổi mà mạch dùng IC rời không thể thực hiện được mà nếu có thể thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân cũng khó tiếp cận, dễ nhầm. - Số linh kiện sử dụng trong mạch ít hơn.

- Mạch đơn giản hơn so với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời và có phần cài đặt số đếm ban đầu. - Mạch có thể lưu lại số liệu của các ca sản xuất. - Mạch có thể điều khiển đếm được nhiều dây chuyền sản xuất cùng lúc bằng phần mềm. SVTH: Phạm Văn Bắc - Nguyễn Đức Luận Trang 5 LVTN: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm GVHD: Th.S Chu Hồng Hải - Mạch cũng có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích hợp cho những người quản lí tại phòng kỹ thuật nắm bắt được tình hình sản xuất qua màn hình của máy vi tính.

Nhưng trong thiết kế người ta thường chọn phương pháp tối ưu về kinh tế do đó chúng em chọn phương pháp đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển: Ngoài những ưu điểm có được của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điểm : - Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với những chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lí không thực hiện được. - Nó có thể giao tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí cũng giao tiếp được với máy tính nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính. Mục Đích Yêu Cầu Của Đề Tài Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm bằng phương pháp đếm xung.

Như vậy mỗi sản phẩm đi qua trên băng chuyền phải có một thiết bị để cảm nhận sản phẩm, thiết bị này gọi là cảm biến, cảm biến màu sẽ nhận dạng và phân loại sản phẩm. Khi một sản phẩm đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần số đếm. Tại một thời điểm tức thời, để xác định được số đếm cần phải có bộ phận hiển thị. Tuy nhiên mỗi khu vực sản xuất hay mỗi ca sản xuất lại yêu cầu với số đếm khác nhau vì thế phải có sự linh hoạt trong việc chuyển đổi số đếm.

Bộ phận chuyển đổi trực quan nhất là bàn phím. Khi cần thay đổi số đếm người sử dụng chỉ cần nhập số đếm ban đầu vào và mạch sẽ tự động đếm. Khi đếm đủ sản phẩm thì còi sẽ báo hiệu, xuất ra màn hình LCD. Từ đây suy ra mục đích yêu cầu của đề tài: SVTH: Phạm Văn Bắc - Nguyễn Đức Luận Trang 6 LVTN: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm GVHD: Th.S Chu Hồng Hải - Số đếm phải chính xác, và thay đổi việc cài đặt số đếm ban đầu một cách linh hoạt.

- Bộ phận hiển thị phải rõ ràng - Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm được sự an toàn, dễ sử dụng. - Giá thành không quá mắc. Giới Hạn Của Đề Tài - Các sản phẩm rất đa dạng với nhiều chủng loại: đặc, rỗng, kích cỡ khác nhau. Nhưng với khả năng của thiết bị lắp thì mạch chỉ có thể đếm đối với sản phẩm có khả năng che được ánh sáng và có kích thước từ 10cm3 đến 30cm3.

- Đếm số sản phẩm trong một thùng phạm vi thay đổi từ 0 → 10. Còn số thùng sản phẩm phạm vi thay đổi từ 1→99. - Lưu số sản phẩm, số hộp sau mỗi ca sản xuất và cho phép xem số sản phẩm và số hộp trong các ca sản xuất. Từ mục đích yêu cầu của đề tài chúng em đưa ra sơ đồ khối tổng quát của mạch điện như sau: SVTH: Phạm Văn Bắc - Nguyễn Đức Luận Trang 7 LVTN: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm GVHD: Th.S Chu Hồng Hải Sơ đồ khối: Khối hiển thị Khối cảm Khối điều khiển biến Khối báo hiệu Khối động cơ Khối bàn phím Khối nguồ n Hình 1 : Sơ đồ khối mạch.

SVTH: Phạm Văn Bắc - Nguyễn Đức Luận Trang 8 LVTN: Giao tiếp bàn phím với mạch đếm sản phẩm GVHD: Th.S Chu Hồng Hải CHƯƠNG 2: KHỐI CẢM BIẾN 2. Sơ Lược Về Mạch Cảm Biến Để cảm nhận mỗi lần sản phẩm đi qua thì cảm biến phải có phần phát và phần thu. Phần phát phát ra ánh sáng hồng ngoại và phần thu hấp thụ ánh sáng hồng ngoại vì ánh sáng hồng ngoại có đặc điểm là ít bị nhiễu so với các loại ánh sáng khác. Hai bộ phận phát và thu hoạt động với cùng tần số.

Khi có sản phẩm đi qua giữa phần phát và phần thu, ánh sáng hồng ngoại bị che bộ phận thu sẽ hoạt động với tần số khác tần số phát như thế tạo ra một xung tác động tới bộ phận xử lí. Vậy bộ phận phát và bộ phận thu phải có nguồn tạo dao động. Bộ phận dao động tác động tới công tắc đóng ngắt của nguồn phát và nguồn thu ánh sáng. Có nhiều linh kiện phát và thu ánh sáng hồng ngoại nhưng chúng em chọn cảm biến quang điện thu và phát (hình chữ U).

Các Linh Kiện Trong Mạch Cảm Biến 2. Cấu Tạo Nguyên Lý Hoạt Động Của Led Hồng Ngoại Led được cấu tạo từ GaAs với vùng cấm có độ rộng là 1.43eV tương ứng bức xạ 900nm. Ngoài ra khi pha tạp Si với nguyên vật liệu GaAlAs, độ rộng vùng cấm có thể thay đổi.