Tiểu luận tốt nghiệp mạch phân loại sản phẩm theo màu sắc

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
“MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC ”

GVHD:

TS. PHẠM CÔNG THÀNH

SINH VIÊN:

CAO THỊ PHƯƠNG THẢO

MSSV:1853020064

VŨ DUY TÙNG

MSSV:1853020068

Lớp:

18ĐHĐT02

Thành phố Hồ Chí Minh – 05/2022


BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
“MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC
”

GVHD:

TS. PHẠM CÔNG THÀNH

SINH VIÊN:

CAO THỊ PHƯƠNG THẢO

MSSV:1853020064

VŨ DUY TÙNG

MSSV:1853020068

Lớp:

18ĐHĐT02

Thành phố Hồ Chí Minh – 05/2022

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài tiểu luận tốt nghiệp này là cơng trình nghiên
cứu của bản thân, được đúc kết từ quá trình học tập và nghiên cứu thực
tiễn trong thời gian qua. Các thông tin và số liệu được sử dụng trong đề tài
thực tập tốt nghiệp này là hồn tồn trung thực.

Thành phố Hồ Chí Minh năm 2022
Người cam đoan


HỌC VIỆN HÀNG KHƠNG VIỆT NAM

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng 5 năm 2022

NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN: Vũ Duy Tùng

MSSV: 1853020068

HỌ VÀ TÊN: Cao Thị Phương Thảo

MSSV: 1853020064

LỚP: 18ĐHĐT02
NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thông
1. Tên đề tài tiểu luận tốt nghiệp:
Thiết kế mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc
2. Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp:
Tìm hiểu, thiết kế và nghiên cứu của đề tài “Mơ hình phân loại sản
phẩm theo màu sắc”.
3. Ngày giao đề tài tiểu luận tốt nghiệp:
4. Ngày nộp báo cáo tiểu luận tốt nghiệp:
5. Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Công Thành
TRƯỞNG KHOA

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


HỌC VIỆN HÀNG KHƠNG VIỆT NAM

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KẾ HOẠCH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: Vũ Duy Tùng

MSSV: 1853020068

HỌ VÀ TÊN: Cao Thị Phương Thảo

MSSV: 1853020064

LỚP: 18ĐHĐT02
1. Tên đề tài tiểu luận tốt nghiệp:
Mô hình phân loại sản phẩm theo màu sắc
2. Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Công Thành
3. Kế hoạch tiến độ
Tuần

Công việc thực hiện

Xác nhận

Ghi chú

GVHD

Giao đề tài
Tuần 1- 2:
Tuần 3- 4:
Tuần 5- 6:
Tuần 7- 8:
Tuần 9- 10:
Nộp và bảo vệ
Tp.HCM, ngày

tháng 05 năm 2022
Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................

Tp. HCM, ngày ….. tháng 05 năm 2022
Giáo viên hướng dẫn
(Ký tên và ghi rõ họ tên)


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
....................................................................................................................

....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................

Tp. HCM, ngày ….. tháng 05 năm 2022
Giáo viên phản biện
(Ký tên và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Tiểu luận tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thơng
với đề tài Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc là kết quả của q trình
cố gắng khơng ngừng nghỉ của bản thân và nhận được sự hướng dẫn tận tình
của thầy cơ cùng và bạn bè. Qua đây, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới những người đã giúp đỡ để có thể hồn thành được tiểu luận này.
Chúng tơi xin tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến Ts. Phạm Công
Thành là người trực tiếp hướng dẫn đồ án. Thầy đã cung cấp cho chúng tôi
những tài liệu cần thiết cho tiểu luận này

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn nhà trường ban lãnh đạo khoa Điện –
Điện tử đã tạo điều kiện để cho chúng tôi có thể hồn thành tốt được tiểu luận
tốt nghiệp.
Chúng tơi xin chân thành cảm ơn!


LỜI NÓI ĐẦU
Sau bốn năm học tập tại trường Học viện Hàng không Việt Nam,
trải qua những bài thực hành, nghiên cứu về ứng dụng trong nghành điện
tử viễn thông, cùng với kiến thức về nhiều bộ môn như: lý thuyết mạch,
linh kiện điện tử, vi xử lý- vi điều khiển, kỹ thuật lập trình…Chúng tơi
quyết định chọn đề tài “Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc ” cho
tiểu luận tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên sản phẩm hồn thành vẫn cịn
các vấn đề tồn tại như: sai số, hình dạng, kích thước, tính năng bổ sung.
Dù vậy, chúng tơi đã tích lũy cho mình được nhiều kiến thức và kinh
nghiệm thơng qua q trình thực hiện chủ đề này cũng như thiết kế phần
cứng, thi công mạch, tính tốn sai số,... Đó là một tiền đề tốt, tạo bàn đạp
cho quá trình sắp tới của bản thân.


MỤC LỤC
PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN...............................................................1
Chương 1 : GIỚI THIỆU..............................................................................1
1.1.

Lý do chọn đề tài............................................................................1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................1

1.3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................1

1.4.

Phương pháp nghiên cứu................................................................1

1.5.

Kết cấu của đề tài...........................................................................2

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..................................................................3
2.1. Giới thiệu PLC S7 – 1200..................................................................3
2.1.1. Tổng quan về PLC S7 - 1200......................................................3
2.1.2. Các bảng tín hiệu.........................................................................8
2.1.3. Các module tín hiệu.....................................................................9
2.1.4. Các module truyền thơng..........................................................10
2.1.5. Cấu trúc phần trong...................................................................10
2.1.6. Lập trình cho PLC S7 – 1200....................................................11
2.2. Tổng quan về ARDUINO.................................................................12
2.2.1. Giới thiệu chung.......................................................................12
2.2.2. Phần mềm Arduino....................................................................13
2.2.3. Phần cứng Arduino....................................................................13
2.3. Các linh kiện khác sử dụng trong đề tài...........................................15
2.3.1. Module cảm biến màu sắc TCS3200.........................................15
2.3.2. Cảm biến hồng ngoại.................................................................19
2.3.3. Rơ le trung gian.........................................................................20
2.3.4. Xilanh khí nén...........................................................................22

2.3.5. Van khí nén................................................................................23
2.3.6. Động cơ DC...............................................................................25
2.3.7. Nút nhấn....................................................................................26
PHẦN II. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ............................................................27
Chương 3. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ....................................................27
3.1. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch..................................27


3.1.1. Sơ đồ khối toàn mạch................................................................27
3.1.2 Nguyên lý hoạt động và thông số kỹ thuật của từng khối:.........27
3.1.3 Nguyên lý hoạt động của toàn mạch..........................................28
3.2. Sơ đồ giải thuật.................................................................................28
3.3. Sơ đồ nguyên lý:...............................................................................29
Chương 4. THI CÔNG VÀ KẾT QUẢ.......................................................30
4.1. Lập trình cho mạch...........................................................................30
4.2. Mạch thực tế.....................................................................................41
4.3. Kết quả thử nghiệm mạch................................................................41
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................42
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................42
5.1. Kết luận............................................................................................42
5.1.1. Kết quả hoạt động của mạch so với mục tiêu đề ra...................42
5.1.2. Ưu điểm.....................................................................................42
5.1.3. Nhược điểm...............................................................................42
5.2 Kiến nghị...........................................................................................42


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 : Hình ảnh PLC S7- 1200...................................................................4
Hình 2.2 : Sơ đồ chân CPU 1212C DC/DC/DC................................................8
Hình 2.3: Bảng tín hiệu của PLC S7 – 1200.....................................................9

Hình 2.4: Các Module tín hiệu PLC S7-1200...................................................9
Hình 2.5 : Các Module truyền thơng PLC S7-1200........................................10
Hình 2.6: ví dụ về ngơn ngữ LAD...................................................................11
Hình 2.7: ví dụ về ngơn ngữ FBD...................................................................11
Hình 2.8: Cấu trúc phần cứng Arduino...........................................................14
Hình 2.9: Hình ảnh module cảm biến TCS3200.............................................15
Hình 2.10: Sơ đồ chân module TCS3200........................................................16
Hình 2.11: Ngun lí hoạt động......................................................................17
Hình 2.12 : Ví dụ ngun lý hoạt động của TCS3200....................................17
Hình 2.13: Cảm biến hồng ngoại....................................................................19
Hình 2.14: Rơ – le trung gian 14 chân............................................................20
Hình 2.15: Sơ đồ chân của rơ le trung gian 14 chân.......................................21
Hình 2.16: Cấu tạo xilanh khí nén...................................................................22
Hình 2.17: Xilanh khí nén mini SMC CDJ2D................................................23
Hình 2.18: Van điện tử 5/2..............................................................................24
Hình 2.19: Động cơ giảm tốc 24V..................................................................25
Hình 2.20: Nút nhấn........................................................................................26
Hình 3.1: Sơ đồ khối.......................................................................................27
Hình 3.2: Sơ đồ giải thuật của mơ hình...........................................................28
Hình 3.3: Sơ đồ đấu dây..................................................................................29
Hình 4.1: Mạch thực tế....................................................................................41


PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN
Chương 1 : GIỚI THIỆU
1.1. Lý do chọn đề tài.
Ngày nay nhu cầu sản xuất tự động hố ngày càng tăng địi hỏi việc
sử dụng các kỹ thuật, thiết bị điều khiển hiện đại với sự trợ giúp từ máy
tính, một mình con người không thể thực hiện việc giám sát kiểm tra được
quá trình này

Với sự ra đời và phát triển rộng rãi của băng tải các công nghiệp ,
chúng ta gần như có thể tự động hố mọi lĩnh vực, trong đó có việc chế
biến và phân loại sản phẩm. Thơng qua việc tự động hóa ở các khâu, sử
dụng những công nghệ, sản phẩm của khoa học kỹ thuật, băng tải cơng
nghiệp có thể giảm thiếu sai sót, giảm bớt nhân công, cho thời gian làm
việc liên tục cũng như hiệu suất làm việc cao.
Chính vì vậy nhóm chúng tơi đã nghiên cứu và chọn đề tài “Mơ hình
phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7-1200”.
1.2.

Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế và thi cơng mơ

hình phân loại sản phẩm theo màu sắc” là nắm rõ nguyên lí hoạt động của
PLC S7-1200 kết hợp với Arduino. Phạm vi nghiên cứu chủ yếu dựa vào
các linh kiện điện tử thông dụng như cảm biến TCS3200, cảm biến vật cản
hồng ngoại, Arduino Uno R3…
1.3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-

1.4.

Thiết kế mơ hình băng chuyền phân loại
Sử dụng động cơ DC để làm hoạt động băng tải
Sử dụng xi-lanh khí nén để phân loại sản phẩm
Nhận dạng màu sắc sản phẩm qua cảm biến màu sắc

Phương pháp nghiên cứu

- Hệ thống các vấn đề cần xử lý, tính tốn kỹ lưỡng, thiết kế mạch
và mô phỏng bằng phần mềm.

1


-

Lựa chọn các linh kiện cần mua dựa trên cơ sở của lý thuyết,
dùng đồng hồ điện đo các linh kiện và các sai số phát sinh từ linh
kiện.

1.5.

Kết cấu của đề tài
Đề tài gồm 5 chương:
-

Chương 1: Giới thiệu về đề tài
Chương 2: Cơ sở lý thuyết, các linh kiện sử dụng trong đề tài
Chương 3: Nội dung
Chương 4: Thi công và kết quả
Chương 5: Kết luận và kiến nghị

2


Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Giới thiệu PLC S7 – 1200
2.1.1. Tổng quan về PLC S7 - 1200

PLC S7 – 1200 ra đời để thay thế dần cho S7 – 200 với những tính năng
nổi bật hơn. Bộ điều khiển PLC S7 – 1200 mang tính linh hoạt và sức mạnh
để điều khiển nhiều thiết bị, hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động. Với sự
kết hợp giữa thiết kế nhỏ gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã
khiến cho S7 – 1200 trở thành một cơng cụ hồn hảo cho việc điều khiển
nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau.
CPU trong S7 – 1200 có một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch
ngõ vào và các mạch ngõ ra trong một kết cấu thu gọn, tất cả cả tạo ra một
PLC mạnh mẽ. Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa
mạch logic được yêu cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng
dụng. CPU giám sát các ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra logic của chương
trình mà người dùng đã nạp vào PLC, có thể bao gồm các hoạt động như logic
Boolean, đếm, định thì, các phép tốn phức hợp và việc truyền thông với các
thiết bị thông minh khác.
Một số tính năng bảo mật giúp người dùng bảo vệ việc truy xuất đến cả
CPU và chương trình điều khiển:
-

Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người

dùng cấu hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
- Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để
ẩn mã nằm trong một khối xác định.
CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng
PROFINET. Các module truyền thơng có sẵn cho việc giao tiếp qua các mạng
RS232 hay RS485. Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic.
Step7 Basic hỗ trợ ba ngơn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm
này được tích hợp trong TIA Portal của Siemens.
3

Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này
đã bao gồm cả mơi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.

Hình 2.1 : Hình ảnh PLC S7- 1200
Trong đó:
1: Bộ phận kết nối nguồn
2: Các bộ phận kết nối dây của người dùng có thể tháo được.
3: Khe cắm thẻ nhớ nằm dưới cửa phía trên.
4: Các LED trạng thái dành cho I/O thích hợp.
5: Bộ phận kết nối PROFINET
Các đèn báo trên S7 – 1200
- STOP/RUN (cam/xanh): CPU ngừng/ đang thực hiện chương trình đã
nạp vào.
- ERROR (đỏ): báo hiệu việc thực hiện chương trình đã xảy ra lỗi.
- MAINT (Maintenance): led nháy báo hiệu việc có thẻ nhớ được gắn
vào hay không.
- LINK: máu xanh báo hiệu việc kết nối với máy tính thành cơng.
4


- Rx/Tx: đèn vàng nhấp nháy báo hiệu tín hiệu được truyền.
- Ix.x (đèn xanh): đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu giá trị cơng
tắc.
- Qx.x(đèn xanh): đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị
logic của cổng.
Họ S7 – 1200 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng mở
rộn dung lượng của CPU. Người dùng có thể lặp đặt thêm các module truyền
thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.
Module

Chỉ ngõ vào

Chỉ ngõ ra

Kết hợp I/O

Module Kiểu số

8 x DC In

8 x DC Out

8 x DC In / 8 x DC

tín hiệu

8 x Delay Out

(SM)

Out
8 x DC In / 8 x
Relay Out

16 x DC In

16 x DC Out
16 x Relay Out

16 x DC In / 16 x
DC Out 16 x DC
In / 16 x Relay
Out

Kiểu
tương

4 x Analog In

2 x Analog Out

8 x Analog In

4 x Analog Out

-

-

4 x Analog In / 2 x
Analog Out

tự
Bảng

Kiểu số

2 x DC In / 2 x DC

tín hiệu
(SB)

Out
Kiểu

-

1 x Analog In

tương
tự
Module truyền thơng (CM)
 RS 485
 RS 232
5

-


Các dòng CPU PLC S7 – 1200 hiện nay
 CPU 1211C
 Có 3 biến thể:
- CPU 1211 DC/DC/DC
- CPU 1211 DC/DC/Relay
- CPU 1211 AC/DC/Relay
 Bộ nhớ: 50 KB work memory và 1 MB Load memory
 3 bộ đếm xung tốc độ cao với tối đa 10kHz
 Tích hợp I/O: 6 DI và 4 DQ
 Khả năng mở rộng: 1 signal board (SB)

 CPU 1212C
 Có 3 biến thể:
- CPU 1212 DC/DC/DC
- CPU 1212 DC/DC/Relay
- CPU 1212 AC/DC/Relay
 Bộ nhớ: 75 KB work memory và 2 MB Load memory
 4 bộ đếm xung tốc độ cao với tối đa (100kHz và 1 30kHz)
 Tích hợp I/O: 8 DI, 6DQ và 2 AI
 Khả năng mở rộng:
- 1 signal board (SB)
- 2 signal modules (SM)
- 3 communication modules (CM)
 CPU 1214C
 Có 3 biến thể:
- CPU 1214 DC/DC/DC
- CPU 1214 DC/DC/Relay
- CPU 1214 AC/DC/Relay
 Bộ nhớ 100 KB work memory và 4 MB Load memory
 6 bộ đếm xung tốc độ cao với tối đa ( 3 100kHz và 3 30kHz)
 Tích hợp I/O: 14 DI, 10 DQ và 2 AI
 Khả năng mở rộng:
- 1 singal board (SB)
- 8 signal modules (SM)
- 3 communication modules (CM)
 CPU 1215C
 Có 3 biến thể:
- CPU 1215 DC/DC/DC
- CPU 1215 DC/DC/Relay
- CPU 1215 AC/DC/Relay
 Bộ nhớ: 125 KB work memory và 4 MB Load memory

 6 bộ đếm xung tốc độ cao với tối đa (3 100kHz và 3 30 kHz)
6


 Tích hợp 2 cổng Ethernet
 Tích hợp I/O: 14 DI, 10 DQ, 2 AI và 2 AQ
 Khả năng mở rộng:
- 1 signal board (SB)
- 8 signal modules (SM)
- 3 communication modules (CM)
 CPU 1217C
 Có CPU 1217 DC/DC/DC
 Bộ nhớ 150 KB work memory và 4 MB Load memory
 6 bộ đếm xung tốc độ cao với tối đa 1MHz
 Tích hợp 2 cổng Ethernet
 Tích hợp I/O: 14 DI, 10 DQ, 2 AI và 2 AQ
 Khả năng mở rộng:
- 1 signal board (SB)
- 8 signal modules (SM)
- 3 communication modules (CM)

Trong đề tài này chúng tôi sử dụng PLC S7- 1200 1212 DC/DC/DC

Hình 2.2 : Sơ đồ chân CPU 1212C DC/DC/DC
7


2.1.2. Các bảng tín hiệu
Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU.
Người dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết

nối vào phía trước của CPU.
SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC)
SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự.

Hình 2.3: Bảng tín hiệu của PLC S7 – 1200
Trong đó:
1: Các LED trạng thái.
2: Bộ phận kết nối dây của người dung có thể tháo ra.
Trong đề tài này chúng tôi sử dụng PLC S7 – 1200 1212C DC/DC/DC
2.1.3. Các module tín hiệu
Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các
chức năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.

8


Hình 2.4: Các Module tín hiệu PLC S7-1200
Trong đó:
1: Các LED trạng thái dành cho I/O của module tín hiệu.
2: Bộ phận kết nối đường dẫn.
3: Bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo ra.
2.1.4. Các module truyền thông
Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thông (CM) dành cho các tính
năng bổ sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thơng: RS232 và RS485.
CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông.
Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một
CM khác).

Hình 2.5 : Các Module truyền thơng PLC S7-1200
9

Trong đó
1: Các LED trạng thái dành cho module truyền thông.
2: Bộ phận kết nối truyền thông.
2.1.5. Cấu trúc phần trong
PLC S7- 1200 gồm 5 bộ phận cơ bản:
- Bộ xử lý trung tâm (CPU), chứ bộ vi xử lý, biên dịch các tín hiệu nhập
và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu trong
bộ nhớ của PLC. Truyền các lệnh dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các
thiết bị xuất.
- Bộ nguồn có chức năng chuyển đổi điện áp AC thành điện áp DC (24V)
cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện trong các module giao tiếp
nhập và xuát hoạt động
- Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình được sử dụng cho các hoạt động
điều khiển dưới sự kiểm soát của bộ vi xử lý.
- Các thành nhập và xuất là nơi bộ nhớ nhận thông tin từ các thiết bị
ngoại vi và truyền thơng tin đến thiết bị điều khiển. tín hiệu nhập có thể
từ các cơng tắc, cảm biến… Các thiết bị xuất có thể là các cuộn dây của
bộ khởi động động cơ, các van solennoid…
- Chương trình điều khiển được nạp vào bộ nhớ nhờ sự trợ giúp tự bộ lập
trình hay bằng máy vi tính.
2.1.6. Lập trình cho PLC S7 – 1200
Sử dụng phần mềm SIMATIC TIA Portak STEP 7 Basic cùng với ngơn ngữ
lập trình LAD ( Ladder Logic) và ngơn ngữ lập trình FBD (Function Block
Diagram) để lập trình cho PLC S7 - 1200

Hình 2.6: ví dụ về ngơn ngữ LAD
10

Hình 2.7: ví dụ về ngơn ngữ FBD

2.2. Tổng quan về ARDUINO
2.2.1. Giới thiệu chung
Arduno là một mã nguồn mở về điện tử được tạo nên bởi phần cứng và
phần mềm. Về mặt kỹ thuật có thể coi Arduino là một bộ điều khiển logic có
thể lập trình được. Nói cách khác, Arduino là thiết bị có thể tương tác với
ngoại cảnh thông qua các cảm biến và hành vi được lập trình sẵn. Với
Arduino việc lắp ráp và điều khiển các thiết bị điện tử rất dễ dàng.
Ngày nay có rất nhiều vi xử lý và đa số đều được lập trình bằng ngơn ngữ
C/C++ nên rất khó khan cho những người có ít kiến thức về điện tử để lập
trình nó. Đây chính là trở ngại lớn cho những người muốn xây dựng cho mình
một món đồ cơng nghệ. Vấn đề này đã được Arduino giải quyết, Arduino
được phát triển nhằm đơn giản hóa việc thiết kế, lắp ráp linh kiện điện tử cũng
như lập trình trên vi điều khiển và tất cả mọi người đều có thể dễ dàng tiếp
cận.
Những ưu điểm của Arduino:
-

Chạy trên nhiều hệ điều hành : Windows, Mac Os, Linux,…

-

Ngơn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu.

-

Mã nguồn mở: Arduino được phát triển dựa trên nguồn mở giúp cho

phần mềm chạy trên Arduino dễ dàng được chia sẻ và tích hợp vào các nền
tảng khác nhau.
11


-

Mở rộng phần cứng: Arduino được thiết kế theo dạng module nên việc

mở rộng rất dễ dàng.
-

Dễ chia sẻ: mọi người có thể chia sẻ mã nguồn với nhua mà không cần

lo lắng về ngôn ngữ hay hệ điều hành.

2.2.2. Phần mềm Arduino
Phần mềm Arduino được gọi là sketches, được tạo ra trên máy tính có tích
hợp mơi trường phát triển (IDE). IDE cho phép viết, chỉnh sửa code và
chuyển đổi sao cho phần cứng có thể hiểu. IDE dùng để biên dịch và nạp vào
Arduino.
2.2.3. Phần cứng Arduino
Phần cứng Arduino là các board Arduino, là nơi để thực hiện chương trình
lập trình. Các board này có thể điều khiển hoặc trả các tín hiệu điện, vì vậy
các thành phần được ghép trực tiếp vào nó nhằm tương tác với các thiết bị
điện tử như đèn, motor, các thiết bị hiện thị…
Có rất nhiều các đề tài sử dụng Arduino để điều khiển. Arduino có rất nhiều
module, nó được phát triển cho mỗi loại ứng dụng khác nhau. Về chức năng
các board Ardunio được chia làm hai loại: loại bo mạch chính có chip Atmega
và loại mở rộng them chức năng cho bo mạch chính. Các bo mạch chính về

cơ bản là giống nhau về chức năng, tuy nhiên số lượng I/O, dung lượng bộ
nhớ, hay kích thước có sự khác nhau. Một số bo mạch được thêm các tính
năng kết nối như Bluetooth.
 Cấu trúc phần cứng
 Cấu trúc chung
Arduino là một bo mạch vi điều khiển dựa trên con chip ATmega168 hoặc
ATmega328. Cấu trúc chung bao gồm:
12


- 14 chân vào ra tín hiệu số, trong đó có 6 chân có thể sử dụng để điều
chỉnh chế độ rộng xung.
- Có 6 chân đầu vào tính hiệu để chúng ta kết nối với các cảm biến bên
ngoài.
- Sử dụng thạch anh 16MHz.
- Nó chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ các vi điều khiển, nguồn cấp cho
Arduino thơng qua cổng USB.

Hình 2.8: Cấu trúc phần cứng Arduino
 Thông số kỹ thuật của Uno:
- Khôi xử lý trung tâm là vi điều khiển ATmega328.
- Điện áp hoạt động là 5V.
- Điện áp đầu vào khuyến nghị là 5- 12V.
- Dòng điện một chiều trên các chân đầu ra là 40mA.
13