Đồ án HCMUTE: Thiết Kế Mô Hình Mái Che Thông Minh Dùng Vi Điều Khiển

Đồ án HCMUTE: Thiết kế mô hình mái che thông minh. Tìm hiểu về quy trình, ý tưởng sáng tạo và ứng dụng thực tế của đồ án độc đáo này.

• Tác giả: Nguyễn Quốc Dũng
• Người hướng dẫn: Ks. Hà A Thồi
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử Truyền thông
• Đề tài: Thiết Kế Mô Hình Mái Che Thông Minh
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• MỤC LỤC
• Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
• Lịch trình thực hiện đồ án tốt nghiệp
• Liệt kê hình vẽ
• Liệt kê bảng
• 1. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F887
• 2.1.1. Tổng quan về vi điều khiển PIC
• 2.2. Một số đặc tính chung của vi điều khiển PIC
• 2.3. Sơ đồ khối bên trong
• 2.4. Chức năng các chân của PIC16F887
• 2.5. SƠ LƯỢC VỀ UART
• 2.5.1. Thế nào là giao tiếp UART?
• 2.5.2. Các thông số cơ bản trong truyền nhận UART:
• 2.6. MODULE L298 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
• 2.6.1. Sơ lược về IC L298
• 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. Tính toán và thiết kế hệ thống
• 3.2. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.3. Tính toán và thiết kế mạch
• 3.4. Thiết kế mái che
• 3.5. Khối điều khiển
• 3.6. Khối cảm biến
• 3.7. Khối module l298n và động cơ
• 3.8. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
• 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. Thi công hệ thống
• 4.2. Thi công bo mạch
• 4.3. Lắp ráp và kiểm tra
• 4.4. Đóng gói và thi công mô hình
• 4.5. Đóng gói bộ điều khiển
• 4.6. Thi công mô hình
• 4.7. Lập trình hệ thống
• 4.8. Giải thích lưu đồ
• 4.9. Phần mềm lập trình cho vi điều khiển
• 4.10. Giới thiệu phần mềm lập trình
• 4.11. Viết chương trình hệ thống
• 4.12. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng
• 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH G IÁ
• 5.1. Bộ vi điều khiển
• 6. KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Mô Hình Mái Che Thông Minh HCMUTE Tiện Lợi

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống, mái che thông minh trở thành một giải pháp thiết yếu cho không gian sống hiện đại. Đồ án tốt nghiệp của sinh viên HCMUTE đã nghiên cứu và phát triển một mô hình mái che thông minh mang tính ứng dụng cao, tích hợp các công nghệ tiên tiến giúp tự động điều chỉnh theo điều kiện thời tiết và nhu cầu sử dụng. Dự án này không chỉ là một sản phẩm kỹ thuật mà còn là một giải pháp thiết thực, góp phần tạo nên môi trường sống tiện nghi và tiết kiệm năng lượng. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE) luôn khuyến khích các nghiên cứu ứng dụng, và đồ án này là minh chứng cho sự sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề của sinh viên. Hệ thống này không chỉ dừng lại ở khả năng che nắng mưa mà còn hướng tới mái che tiết kiệm năng lượng. Đồ án này hứa hẹn mang đến một cái nhìn tổng quan về tiềm năng của mái che tự động trong tương lai.

1.1. Tổng Quan về Dự Án Mái Che Tự Động HCMUTE

Dự án "Thiết kế mô hình mái che thông minh" là đồ án tốt nghiệp của sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử Truyền thông tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Dự án được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Quốc Dũng và Nguyễn Nhật Tiến dưới sự hướng dẫn của KS. Hà A Thồi. Mục tiêu chính của dự án là xây dựng một hệ thống mái che thông minh có khả năng tự động điều chỉnh dựa trên các yếu tố thời tiết như ánh sáng, mưa và gió. Hệ thống còn được tích hợp khả năng điều khiển từ xa qua tin nhắn SMS. Dự án này thể hiện sự kết hợp giữa kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành, mang lại một sản phẩm có tính ứng dụng cao trong thực tế. Đồ án tốt nghiệp này đã tập trung vào việc nghiên cứu các cảm biến mái che khác nhau, từ đó tích hợp chúng vào hệ thống điều khiển trung tâm, giúp mái che hoạt động một cách hiệu quả và chính xác. Ứng dụng mái che thông minh này không chỉ đơn thuần là một sản phẩm kỹ thuật mà còn là một giải pháp thiết thực, góp phần tạo nên môi trường sống tiện nghi và tiết kiệm năng lượng.

1.2. Tầm Quan Trọng của Mái Che Thông Minh Trong Đời Sống Hiện Đại

Mái che thông minh ngày càng trở nên quan trọng trong cuộc sống hiện đại, đặc biệt tại các khu vực có khí hậu nhiệt đới như Việt Nam. Với khả năng tự động điều chỉnh theo điều kiện thời tiết, mái che tự động giúp bảo vệ không gian sống khỏi nắng nóng, mưa bão và gió lớn. Điều này không chỉ tạo sự thoải mái cho người sử dụng mà còn giúp bảo vệ đồ đạc và tài sản khỏi hư hại do thời tiết. Ngoài ra, lợi ích mái che thông minh còn thể hiện ở khả năng tiết kiệm năng lượng, khi có thể tự động mở ra để đón ánh sáng tự nhiên vào những ngày mát trời, giảm thiểu việc sử dụng đèn điện và điều hòa không khí. Giải pháp mái che thông minh cũng góp phần nâng cao tính thẩm mỹ và tiện nghi cho các công trình kiến trúc. Theo tài liệu, các bộ mái che điều khiển từ xa trên thị trường hiện nay chủ yếu hoạt động thô sơ, thủ công và thậm chí có thể gây hư hại nếu người dùng quên thu cần gạt khi có gió lớn. Vì vậy, việc phát triển công nghệ mái che thông minh là một bước tiến quan trọng, mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho cuộc sống.

II. Thách Thức Vấn Đề Cần Giải Quyết Với Mái Che

Việc thiết kế và triển khai mái che thông minh không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Có nhiều thách thức và vấn đề cần giải quyết để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Một trong những thách thức lớn nhất là khả năng thích ứng với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, như mưa lớn, gió mạnh, hoặc ánh nắng gay gắt. Ngoài ra, việc đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng và độ bền của hệ thống cũng là một vấn đề quan trọng. Thêm vào đó, chi phí sản xuất và bảo trì cũng là một yếu tố cần cân nhắc để mô hình mái che trở nên phổ biến và dễ tiếp cận hơn. Đồ án của HCMUTE đã tập trung vào việc giải quyết các vấn đề này thông qua việc lựa chọn vật liệu mái che thông minh phù hợp, thiết kế hệ thống điều khiển thông minh và tích hợp các tính năng bảo vệ an toàn. Đây là những bước quan trọng để mái che di động trở thành một giải pháp thực tế và hiệu quả trong cuộc sống.

2.1. Các Vấn Đề Thường Gặp Với Mái Che Truyền Thống

Các mái che truyền thống thường gặp phải nhiều vấn đề, đặc biệt trong điều kiện thời tiết thay đổi thất thường. Việc điều chỉnh mái che thủ công tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt khi có mưa lớn hoặc gió mạnh bất ngờ. Mái che có thể bị hư hỏng do gió lớn nếu không được thu lại kịp thời. Bên cạnh đó, việc che chắn ánh nắng quá mức có thể làm giảm ánh sáng tự nhiên và tạo cảm giác bí bách cho không gian sống. Ngoài ra, các mái che truyền thống thường không có khả năng tự động điều chỉnh theo nhiệt độ, dẫn đến việc sử dụng năng lượng không hiệu quả. Theo báo cáo trong tài liệu gốc, "Các bộ mái che trên thị trường hiện nay chủ yếu hoạt động khá thô sơ, thủ công và thậm chí sẽ gây hư hại mái che nếu người dùng quên thu cần gạt trong thời tiết có gió lớn." Do đó, việc phát triển mái che thông minh là một giải pháp cần thiết để khắc phục những hạn chế của mái che truyền thống.

2.2. Yêu Cầu Kỹ Thuật Đối Với Mái Che Thông Minh HCMUTE

Mái che thông minh của HCMUTE cần đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả. Đầu tiên, hệ thống phải có khả năng tự động điều chỉnh theo các yếu tố thời tiết như ánh sáng, mưa và gió. Thứ hai, hệ thống phải được thiết kế để chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, như mưa lớn, gió mạnh và ánh nắng gay gắt. Thứ ba, hệ thống phải có tính an toàn cao, đảm bảo không gây nguy hiểm cho người sử dụng. Thứ tư, hệ thống phải dễ dàng sử dụng và bảo trì. Thứ năm, hệ thống phải có chi phí sản xuất và bảo trì hợp lý. Cuối cùng, hệ thống nên được tích hợp khả năng điều khiển từ xa qua điện thoại. Các yếu tố này góp phần tạo nên một hệ thống mái che thông minh thực sự hiệu quả và tiện ích cho người dùng.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mái Che Tự Động Điều Khiển Từ Xa

Đồ án Thiết Kế Mô Hình Mái Che Thông Minh đã áp dụng một phương pháp thiết kế toàn diện, kết hợp giữa kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành. Quá trình thiết kế bao gồm các bước sau: nghiên cứu các loại cảm biến phù hợp, lựa chọn vi điều khiển trung tâm (PIC16F887), thiết kế mạch điện tử, lập trình phần mềm điều khiển, thi công cơ khí và kiểm tra, đánh giá hiệu năng. Đặc biệt, dự án đã chú trọng đến việc tích hợp module SIM800C để cho phép điều khiển mái che bằng điện thoại. Phương pháp thiết kế này không chỉ đảm bảo tính khả thi của dự án mà còn giúp sinh viên nắm vững các kỹ năng cần thiết để phát triển các sản phẩm tương tự trong tương lai. Theo nhiệm vụ đồ án, sinh viên cần "Tìm hiểu về PIC16F887, nghiên cứu về phần cứng thiết kế mái che, tìm hiểu về các module cảm biến, động cơ DC, công tắc hành trình, và nghiên cứu lập trình cho PIC bằng trình biên dịch CCS".

3.1. Lựa Chọn Cảm Biến và Vi Điều Khiển Cho Mái Che

Việc lựa chọn cảm biến và vi điều khiển là một bước quan trọng trong quá trình thiết kế mái che thông minh. Các cảm biến cần phải có độ nhạy cao, độ chính xác tốt và khả năng hoạt động ổn định trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Các cảm biến được sử dụng trong dự án bao gồm: cảm biến ánh sáng (quang trở CDS), cảm biến mưa và cảm biến gió (sử dụng động cơ DC mini làm cảm biến). Vi điều khiển PIC16F887 được lựa chọn vì có khả năng xử lý tín hiệu từ các cảm biến, điều khiển động cơ và giao tiếp với module SIM800C. Vi điều khiển này cũng có chi phí hợp lý và dễ dàng lập trình. Theo tài liệu, sinh viên cần "Tìm hiểu lý thuyết về các loại cảm biến mưa, quang, gió và CTHT" và "Nghiên cứu lập trình cho PIC bằng trình biên dịch CCS". Việc lựa chọn các thành phần này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các thông số kỹ thuật và khả năng tương thích của chúng.

3.2. Thiết Kế Mạch Điện và Lập Trình Điều Khiển

Mạch điện của mái che thông minh được thiết kế để kết nối các cảm biến, vi điều khiển, module SIM800C và động cơ. Mạch điện bao gồm các khối chức năng sau: khối cảm biến, khối vi điều khiển, khối giao tiếp GSM và khối điều khiển động cơ. Phần mềm điều khiển được lập trình bằng trình biên dịch CCS, sử dụng ngôn ngữ C. Chương trình điều khiển thực hiện các chức năng sau: đọc tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu, điều khiển động cơ và giao tiếp với module SIM800C. Theo tài liệu, sinh viên cần "Xây dựng sơ đồ các khối kết nối, thiết kế và mô phỏng mạch, xây dựng lưu đồ giải thuật, viết chương trình, chạy mô phỏng, thi công mạch". Việc thiết kế mạch điện và lập trình điều khiển đòi hỏi sự cẩn thận và chính xác để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và tin cậy.

IV. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Mái Che Tại HCMUTE

Đồ án mái che thông minh của HCMUTE đã đạt được những kết quả nghiên cứu đáng khích lệ. Mô hình mái che đã được thử nghiệm thành công trong các điều kiện thời tiết khác nhau, cho thấy khả năng tự động điều chỉnh và điều khiển từ xa hiệu quả. Hệ thống có thể tự động mở ra khi trời nắng, đóng lại khi trời mưa hoặc có gió lớn. Người dùng cũng có thể điều khiển mái che từ xa qua tin nhắn SMS. Kết quả nghiên cứu này cho thấy tiềm năng lớn của mái che tự động trong việc nâng cao chất lượng cuộc sống và tiết kiệm năng lượng. Theo tài liệu, sau khi thi công mạch, nạp chương trình, chạy thử và kiểm tra lỗi, sinh viên đã viết tài liệu hướng dẫn sử dụng và báo cáo đề tài tốt nghiệp.

4.1. Đánh Giá Khả Năng Tự Động Điều Chỉnh Của Mái Che

Khả năng tự động điều chỉnh là một trong những ưu điểm nổi bật của mái che thông minh. Hệ thống có thể tự động mở ra khi cảm biến ánh sáng nhận thấy ánh sáng mặt trời đủ mạnh, giúp tận dụng ánh sáng tự nhiên và tiết kiệm điện năng. Khi cảm biến mưa phát hiện có mưa, hệ thống sẽ tự động đóng lại để bảo vệ không gian bên dưới. Tương tự, khi cảm biến gió phát hiện có gió mạnh, hệ thống sẽ tự động thu lại để tránh bị hư hỏng. Khả năng tự động điều chỉnh này giúp mái che hoạt động một cách thông minh và hiệu quả, mang lại sự tiện lợi và thoải mái cho người sử dụng. Theo kết quả thử nghiệm, mái che đã hoạt động ổn định trong các điều kiện thời tiết khác nhau, chứng tỏ tính tin cậy và độ bền của hệ thống.

4.2. Kiểm Tra Tính Năng Điều Khiển Từ Xa Qua SMS

Tính năng điều khiển từ xa qua tin nhắn SMS là một điểm nổi bật khác của mái che thông minh. Người dùng có thể dễ dàng điều khiển mái che từ bất kỳ đâu chỉ bằng một chiếc điện thoại di động. Hệ thống nhận diện các lệnh điều khiển như "ON" (mở mái che), "OFF" (đóng mái che) và "RS" (reset hệ thống về chế độ tự động). Tính năng này đặc biệt hữu ích trong trường hợp thời tiết thay đổi đột ngột mà người dùng không có mặt tại nhà. Theo tài liệu, hệ thống đã thử nghiệm thành công với các lệnh điều khiển khác nhau, cho thấy tính ổn định và độ tin cậy của tính năng điều khiển từ xa.

V. Kết Luận Hướng Phát Triển Mô Hình Mái Che HCMUTE

Đồ án mái che thông minh của HCMUTE là một dự án thành công, thể hiện sự sáng tạo và khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tế của sinh viên. Mô hình mái che đã chứng minh được khả năng tự động điều chỉnh theo thời tiết và điều khiển từ xa hiệu quả, mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm năng lượng cho người sử dụng. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng phát triển tiềm năng cho dự án này. Trong tương lai, hệ thống có thể được tích hợp thêm các tính năng như: điều khiển bằng giọng nói, kết nối với hệ thống nhà thông minh, dự báo thời tiết và tự động điều chỉnh theo dữ liệu dự báo. Hơn nữa, việc nghiên cứu các giải pháp mái che thông minh bền vững và thân thiện với môi trường cũng là một hướng đi quan trọng. Theo tài liệu, hướng phát triển có thể là "trình bày hướng phát triển cho đề tài trở nên tốt hơn, hoàn thiện hơn, đáp ứng nhiều nhu cầu thực tế hơn".

5.1. Các Hạn Chế Của Mô Hình Hiện Tại và Giải Pháp

Mặc dù đã đạt được những thành công nhất định, mô hình mái che thông minh hiện tại vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục. Một trong những hạn chế đó là độ bền của hệ thống cơ khí, đặc biệt trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng các vật liệu mái che thông minh chịu lực và chống ăn mòn tốt hơn. Một hạn chế khác là khả năng tích hợp với các hệ thống nhà thông minh khác. Giải pháp là phát triển giao thức giao tiếp mở để hệ thống có thể dễ dàng kết nối với các thiết bị và dịch vụ khác. Cuối cùng, chi phí sản xuất và bảo trì vẫn còn là một vấn đề cần quan tâm. Giải pháp là tối ưu hóa thiết kế, sử dụng các linh kiện giá thành hợp lý và phát triển quy trình bảo trì đơn giản.

5.2. Đề Xuất Các Tính Năng Mới Cho Mái Che Thông Minh

Để nâng cao tính tiện ích và hiệu quả của mái che thông minh, có thể tích hợp thêm nhiều tính năng mới. Một trong số đó là khả năng điều khiển bằng giọng nói, giúp người dùng dễ dàng điều khiển mái che mà không cần dùng điện thoại hay tin nhắn. Một tính năng khác là kết nối với hệ thống nhà thông minh, cho phép mái che tự động điều chỉnh theo các cài đặt sẵn hoặc theo thói quen sử dụng của người dùng. Ngoài ra, có thể tích hợp hệ thống dự báo thời tiết để mái che tự động điều chỉnh trước khi thời tiết thay đổi, ví dụ như tự động đóng lại khi có cảnh báo mưa lớn hoặc gió mạnh. Cuối cùng, có thể tích hợp các tấm pin mặt trời trên mái che để tạo ra năng lượng sạch, giúp tiết kiệm điện và bảo vệ môi trường. Đây là những hướng phát triển tiềm năng, giúp mái che tự động trở thành một phần không thể thiếu trong các ngôi nhà hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  Chương 6: Kết luận - Hướng phát triển : Chương này trình bày hướng phát triển cho đề tài trở nên tốt hơn, hoàn thiệt hơn, đáp ứng nhiều nhu cầu thực tế hơn. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F887 2.1 Tổng quan về vi điều khiển PIC PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip Technology.

Thế hệ PIC đầu tiên là PIC1650 được phát triển bởi Microelectronics Division thuộc General – Instrument. PIC là viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" là một sản phẩm của hãng General Instruments đặt cho dòng sản phẩm đầu tiên là PIC1650. Thời điểm đó PIC1650 được dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16 bit CP1600, vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái tên "Peripheral Interface Controller" – bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi. CP1600 là một CPU mạnh nhưng lại yếu về các hoạt động xuất nhập vì vậy PIC 8-bit được phát triển vào năm 1975 để hỗ trợ cho hoạt động xuất nhập của CP1600.

ROM để chứa mã, mặc dù khái niệm RISC chưa được sử dụng thời bấy giờ, nhƣng PIC thực sự là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy một lệnh với một chu kỳ máy – gồm 4 chu kỳ của bộ dao động. Năm 1985 General Instruments bán công nghệ các vi điện tử của họ, và chủ sở hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án lúc đó đã quá lỗi thời. Tuy nhiên PIC được bổ sung EEPROM để tạo thành 1 bộ điều khiển vào ra lập trình. Ngày nay rất nhiều dòng PIC được xuất xưởng với hàng loạt các module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC.), với bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 CHƯƠNG 2.2 Một số đặc tính chung của vi điều khiển PIC (1) 2. Sơ đồ khối bên trong Hình 2.2 Sơ đồ khối bên trong PIC 16F887 Các khối bên trong vi điều khiển gồm: - Có khối thanh ghi định cấu hình cho vi điều khiển. - Có khối bộ nhớ chương trình có nhiều dung lượng cho 5 loại khác nhau. - Có khối bộ nhớ ngăn xếp 8 cấp (8 levelstack).

- Có khối bộ nhớ Ram cùng với thanh ghi FSR để tính toán tạo địa chỉ cho 2 cách truy xuất gián tiếp và trực tiếp. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Có thanh ghi lệnh (Instruction register) dùng để lưu mã lệnh nhận về từ bộ nhớ chương trình. - Có thanh ghi bộ đếm chương trình (PC) dùng để quản lý địa chỉ của bộ nhớ chương trình - Có thanh ghi trạng thái (status register) cho biết trạng thái sau khi tính toán của khối ALU.

- Có thanh ghi FSR. - Có khối ALU cùng với thanh ghi working hay thanh ghi A để xử lý dữ liệu. - Có khối các bộ định thời khi cấp điện PUT, có bộ định thời chờ dao động ổn định, có mạch reset khi có điện, có bộ định thời giám sát watchdog, có mạch reset khi phát hiện sụt giảm nguồn. - Có khối giải mã lệnh và điều khiển (Instruction Decode and Control).

- Có khối dao động nội (Internal Oscillator Block). - Có khối dao động kết nối với 2 ngõ vào OSC1 và OSC2 để tạo dao động. - Có khối bộ dao động cho timer1 có tần số 32kHz kết nối với 2 ngõ vào T1OSI và T1OSO. - Có khối CCP2 và ECCP.

- Có khối mạch gỡ rối (In-Circuit DebuggerIDC). - Có khối timer0 với ngõ vào xung đếm từ bên ngoài là T0CKI. - Có khối truyền dữ liệu đồng bộ/bất đồng bộ nâng cao. - Có khối truyền dữ liệu đồng bộ MSSP cho SPI và I2C.

- Có khối bộ nhớ Eeprom 256 byte và thanh ghi quản lý địa chỉ EEADDR và thanh ghi dữ liệu EEDATA. - Có khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số ADC. - Có khối 2 bộ so sánh với nhiều ngõ vào ra và điện áp tham chiếu. - Có khối các port A, B, C, E và D 2.

Chức năng các chân của PIC16F887 (2) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 CHƯƠNG 2. SƠ LƯỢC VỀ UART 2. Thế nào là giao tiếp UART? UART là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver – Transmitter. Thường là một mạch tích hợp được sử dụng trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi.

Rất nhiều vi điều khiển hiện nay đã được tích hợp UART, vì vấn đề tốc độ và độ điện dụng của UART không thể so sánh với các giao tiếp mới hiện nay nên các dòng PC & Laptop đời mới không còn tích hợp cổng UART. Như các bạn đã biết giao tiếp SPI và I2C có 1 dây truyền dữ liệu và 1 dây được sử dụng để truyền xung clock (SCL) để đồng bộ trong giao tiếp. Với UART thì không có dây SCL, vấn đề được giải quyết khi mà việc truyền UART được dùng giữa 2 vi xử lý với nhau, đồng nghĩa với việc mỗi vi xử lý có thể tự tạo ra xung clock cho chính nó xử dụng. Để bắt đầu cho việc truyền dữ liệu bằng UART, một START bit được gửi đi, sau đó là các bit dữ liệu và kết thúc quá trình truyền là STOP bit.4 Hình ảnh trạng thái truyền dữ liệu UART Như hình các bạn có thể thấy.

Khi ở trạng thái chờ mức điện thế ở mức 1 (high). Khi bắt đầu truyền START bit sẽ chuyển từ 1 xuống 0 để báo hiệu cho bộ nhận là quá trình truyền dữ liệu sắp xảy ra. Sau START bit là đến các bit dữ liệu D0-D7 (Theo hình vẽ các bit này có thể ở mức High or Low tùy theo dữ liệu). Sau khi truyền hết dữ liệu thì đến Bit Parity để bộ nhận kiểm tra tính đúng đắn của dữ liệu truyền.

Cuối cùng là STOP bit là 1 báo cho thiết bị rằng các bit đã được gửi xong. Thiết bị nhận sẽ tiến hành kiểm tra khung truyền nhằm đảm báo tính đúng đắn của dữ liệu.2 Các thông số cơ bản trong truyền nhận UART: - Baud rate (tốc độ baud ): Khoảng thời gian dành cho 1 bit được truyền. Phải được cài đặt giống nhau ở gửi và nhận. - Frame (khung truyền ): Khung truyền quy định về số bit trong mỗi lần truyền.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Start bit : là bit đầu tiên được truyền trong 1 Frame. Báo hiệu cho thiết bị nhận có một gói dữ liệu sắp đc truyền đến. Bit bắt buộc.

- Data : dữ liệu cần truyền. Bit có trọng số nhỏ nhất LSB được truyền trước sau đó đến bit MSB. - Parity bit : kiểm tra dữ liệu truyền có đúng không. - Stop bit : là 1 hoặc các bit báo cho thiết bị rằng các bit đã được gửi xong.

Thiết bị nhận sẽ tiến hành kiểm tra khung truyền nhằm đảm bảo tính đúng đắn của dữ liệu. Bit bắt buộc. MODULE L298 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 2.Sơ lược về IC L298 IC L298 là một IC tích hợp nguyên khối gồm 2 mạch cầu H bên trong. Với điện áp làm tăng công suất đầu ra từ 5V – 47V , dòng lên đến 4A, L298 rất thích hợp trong những ứng dụng công suất nhỏ như động cơ DC loại vừa … Mạch cầu H là được gọi là mạch cầu vì nó được cấu tạo bởi 4 transitor hoặc FET.

Tác dụng của transitor hoặc FET trong mạch cầu H là đóng mở dẫn dòng điện từ nguồn cấp cho tải với công suất nhỏ đến lớn. Tìn hiệu điều khiển các van là tín hiệu nhỏ (điện áp hay dòng điện) và cho dẫn dòng điện áp lớn để cung cấp cho tải. Mạch cầu H có thể đảo chiều dòng điện qua tải nên thế hay được dùng trong các mạch điều khiển động cơ DC và các mạch băm xung áp. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 CHƯƠNG 2.2 Cách thức hoạt động của Module L298 2.1 Sơ đồ chân thông số kĩ thuật Hình 2.5 Sơ đồ chân IC L298 L298 gồm các chân:  12V power, 5V power.

Đây là 2 chân cấp nguồn trực tiếp đến động cơ.  Có thể cấp nguồn 9-12V ở 12V.  Bên cạnh đó có jumper 5V, nếu để như hình ở trên thì sẽ có nguồn 5V ra ở cổng 5V power, ngược lại thì không.  Power GND chân này là GND của nguồn cấp cho động cơ.

 2 Jump A enable và B enable, để như hình.  Gồm có 4 chân Input. IN1, IN2, IN3, IN4.  Output A: nối với động cơ A.

- 4 chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 được nối lần lượt với các chân 5, 7, 10, 12 của L298. Đây là các chân nhận tín hiệu điều khiển. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT - 4 chân OUTPUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với các chân INPUT) được nối với các chân 2, 3, 13, 14 của L298.

Các chân này sẽ được nối với động cơ. - Hai chân ENA và ENB dung để điều khiển các mạch cầu H trong L298. Nếu ở mức logic “1” (nối với nguồn 5V) thì cho phép mạch cầu H hoạt động, nếu ở mức logic “0” thì mạch cầu H không hoạt động.6 Điện áp ngưỡng maximum L298 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.7 Thông số điện áp L298 - INT1 = 1; INT2 = 0: động cơ quay thuân.

- INT1 = 0; INT2 = 1: động cơ quay nghịch. - INT1 = INT2: động cơ dừng ngay tức thì. Trong đề tài này ta sử dụng module L298 V3 để điều khiển chiều quay của động cơ DC. Thông số kỹ thuật:  Driver: L298N tích hợp hai mạch cầu H.

 Điện áp điều khiển: +5 V ~ +12 V  Dòng tối đa cho mỗi cầu H là: 2A (=>2A cho mỗi motor)  Điện áp của tín hiệu điều khiển: +5 V ~ +7 V  Dòng của tín hiệu điều khiển: 0 ~ 36mA  Công suất hao phí: 20W (khi nhiệt độ T = 75 ℃)  Nhiệt độ bảo quản: -25 ℃ ~ +130 ℃ 2.2 Chức năng của module L298 Khối công suất thực hiện nhiệm vụ điều khiển động cơ. Ở trong đề tài này thì sử dụng Module L298 điều khiển động cơ dòng lớn là L298 để điều khiển đảo chiều và điều chỉnh tốc độ động cơ ( IC L298 đã được trình bày ở phần trên).