Đo mức nước dùng cảm biến siêu âm và điều khiển máy bơm nước.

1 | P a g e

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN


BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG
Đề tài: Đo mức nƣớc dùng cảm biến siêu âm
và điều khiển máy bơm nƣớc.
Giáo viên hƣớng dẫn: TS.Nguyễn Cảnh Quang
Sinh viên thực hiện:



Hà Nội, tháng 12 năm 2014
Nguyễn Tiến Sang
ĐK&TĐH4
20112096
Trần Quang Hùng
ĐK&TĐH3
20111533

2 | P a g e

Mục lục
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 4
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 5
1.1 Tổng quan chung 5

1.2 Mục tiêu đề tài 5
CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 5
2.1 Các phƣơng pháp đo khoảng cách không tiếp xúc 5
2.2 Đo khoảng cách bằng phƣơng pháp tam giác 6
2.3 Đo khoảng cách bằng phƣơng pháp đo thời gian truyền 6
2.4 Nhận xét 7
CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ ĐO TRONG ĐỀ TÀI 7
3.1 Cảm biến siêu âm 7
3.2 Vi xử lí AVR ATmega8 8
3.2.1 Tổng quan về vi điều khiển 8
3.2.2 Vì sao chọn ATmega8 8
3.2.3 Đặc điểm vi điều khiển ATmega8 9
3.3 Màn hình hiển thị LCD16x2 9
3.3.1 Màn hình LCD 9
3.3.2 Tại sao chọn LCD16x2 10
3.4 Cơ cấu chấp hành relay 12
3.4.1 Nguyên lý 12
3.4.2 Chọn relay 12
CHƢƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 13
4.1 Phần mềm sử dụng 13
4.1.1 Trình biên soạn và biên dịch 13
4.1.2 Trình mô phỏng mạch điện 14
4.1.3 Trình thiết kế mạch in 16
4.2 Thiết kế phần cứng 16

3 | P a g e

4.2.1 Sơ đồ nguyên lí 16
4.2.2 Khối cảm biến siêu âm 18
4.2.3 Màn hình hiển thị 19

4.2.4 Cơ cấu chấp hành 20
4.3 Thiết kế phần mềm 22
4.3.1 Lƣu đồ thuật toán 22
4.3.2 Khối đo thời gian truyền 23
4.3.3 Khối điều khiển relay tự động 24
4.3.4 Khối điều khiển bằng tay 25
CHƢƠNG V: KẾT QUẢ 26
CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 27
TÀI LIỆU THAM KHẢO 28




4 | P a g e

LỜI NÓI ĐẦU
Khoa học kỹ thuật đang thay đổi từng ngày, từng giờ và chúng ta - những con
ngƣời của kỹ thuật cũng phải thay đổi tầm nhìn của mình để theo kịp công nghệ
hiện đại. Trọng tâm của khoa học kỹ thuật trong nền văn minh công nghiệp này đặt
vào 5 lĩnh vực chính đó là công nghệ thông tin, công nghệ vật liệu, công nghệ năng
lƣợng, công nghệ sinh học và công nghệ tự động. Từ khi VI ĐIỀU KHIỂN ra đời, nó đã
tạo nên một bƣớc ngoặc mới cho sự phát triển của tự động hóa trong công nghiệp,
sự xuất hiện của VĐK trong các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện nay đã chứng
minh đƣợc điều đó.Hệ thống điều khiển dùng VĐK có khả năng chống nhiễu, khả
năng giao tiếp công suất và tính đơn giản trong lập trình, khả năng tích hợp sâu vào
trong các hệ thống nhúng. Cùng với sự ra đời của các phần mềm giám sát và thu
thập dữ liệu, VĐK đã trở thành sự lựa chọn hoàn hảo cho các hệ thống điều khiển tự
động trong công nghiệp.
Trong các ngành công nghiệp sản xuất chất lỏng nhƣ hóa chất, nƣớc uống
đóng chai, sữa, nƣớc mắm, dầu ăn… vấn đề cần điều khiển mức, lƣu lƣợng dòng chảy

cần đáp ứng với độ chính xác cao để phục vụ quá trình sản xuất đạt hiệu quả tốt
hơn, đảm bảo quá trình sản xuất các chất lỏng không bị gián đoạn, tăng tuổi thọ
thiết bị. Ngƣời vận hành không cần phải trực tiếp kiểm tra trong các bồn chứa hoặc
đóng mở bơm liên tục, vấn đề bị cạn hay tràn trong bồn chứa chất lỏng hoàn toàn
đƣợc khắc phục cho dù đầu ra thay đổi.
Nhằm ứng dụng các kiến thức đã đƣợc trang bị trong quá trình học tập vào
thực tế, nhóm thực hiện đã lựa chọn đề tài “Đo mức nƣớc dùng cảm biến siêu âm và
điều khiển máy bơm nƣớc”.
Những kiến thức học đƣợc cùng với tài liệu tham khảo, tuy đã giúp hoàn
thành bài tập lớn này song cũng không tránh khỏi sai sót, mong thầy và các bạn góp
ý để hoàn thiện hơn nữa.
Để hoàn thành bài tập lớn này, chúng em nhận đƣợc sự chỉ bảo tận tình của
thầy Nguyễn Cảnh Quang. Chúng em một lần nữa cảm ơn thầy.

Nhóm sinh viên thực
hiện
Trần Quang Hùng
Nguyễn Tiến Sang


5 | P a g e

CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan chung
Với yêu cầu của đề tài trên, đối tƣợng đề tài thực hiện chính ở đây là hệ thống
bồn nƣớc, hệ thống bồn nƣớc đƣợc hình thành với hệ thống bơm chất lỏng nhƣng
luôn giữ ổn định đƣợc mực chất lỏng trong bồn đƣợc duy trì ổn định, chống tràn bể
hoặc cạn bể. Để làm đƣợc điều này, nó đòi hỏi ta phải điều khiển lƣu lƣợng chất lỏng
từ máy bơm vào hệ thống bồn nƣớc, làm mực nƣớc trong bồn luôn ở mức cho
phép.Việc điều khiển hệ thống để giữ đƣợc mức chất lỏng trong bồn ổn định là

tƣơng đối khó, cần phải có sự đáp ứng nhanh để điều khiển máy bơm khi lƣu lƣợng
nƣớc xả thay đổi.
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đặc biệt là ngành tự động điều khiển,
nó đƣợc ứng dụng rộng rãi trong đời sống, công nghiệp.Vì vậy cần phải có những
bộ điều khiển hiện đại, chính xác và đáng tin cậy. VĐK là một sự lựa chọn tốt nhất
cho các ứng dụng trong công nghiệp với độ chính xác, ổn định và độ tin cậy cao.
Với sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động hiện nay thì có nhiều cách
để điều khiển mức chất lỏng của hệ thống bồn nƣớc, nhƣng ở đây chúng em sử
dụng VĐK để điều khiển và cảm biến siêu âm để đo mức nƣớc, có sử dung rơ le để
điều khiển tốc độ của máy bơm nƣớc.
1.2 Mục tiêu đề tài
Sau khi xác định đƣợc đối tƣợng, chủ thể và giới hạn phạm vi nghiên cứu, việc
xác định mục tiêu sẽ là bƣớc quan trọng kế tiếp nhằm định hƣớng đúng đắn cho quy
trình thực hiện đề tài. Mục tiêu đề tài cụ thể đƣợc thể hiện nhƣ sau:
- Thiết kế mạch đo dùng cảm biến SRF04 và điều khiển bơm nƣớc
- Lập trình cho VĐK theo yêu cầu của đề tài, ổn định mức nƣớc theo thông số
cài đặt.
CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2.1 Các phƣơng pháp đo khoảng cách không tiếp xúc
Phƣơng pháp đo khoảng cách không tiếp xúc đƣợc hiểu là đo khoảng cách
thực từ điểm tham chiếu tới một đối tƣợng không thông qua tiếp xúc vật lý. Có ít
nhất bảy kỹ thuật đo khác nhau:
 Đo tam giác
 Thời gian truyền
 Đo dịch pha
 Điều biến tần số
 Giao thoa

6 | P a g e

 Hội tụ quét
 Cƣờng độ tín hiệu trả về
Cảm biến dùng đo khoảng cách không tiếp xúc đƣợc phân chia thành hai loại:
chủ động (phát một số dạng năng lƣợng vào khu vực quan tâm) hoặc thụ động (dựa
trên năng lƣợng phát ra từ các đối tƣợng trong khu vực quan tâm).
2.2 Đo khoảng cách bằng phƣơng pháp tam giác
Phƣơng pháp đo tam giác dựa trên một tiền đề quan trọng của lƣợng giác
học. Theo tiền đề này, nếu biết trƣớc độ dài củamột cạnh và hai góc của một tam
giác thì có thể xác định đƣợc độ dài của các cạnh còn lại cũng nhƣ độ lớn của góc
thứ ba.
Đặc điểm làm việc của các hệ thống đo tam giác phụ thuộc vào việc hệ thống
đó là chủ động hay thụ động. Các hệ thống thụ động sử dụng các camera thông
thƣờng và yêu cầu điều kiện chiếu sáng tốt, trong trƣờng hợp ánh sáng môi trƣờng
quá tốithì cần phải dùng thêm ánh sáng nhân tạo. Hơn nữa, các hệ thống
này còn gặp khó khăn trong việc khớp các ảnh của mộtđiểm đƣợc thu bởi các
camera khác nhau. Ngƣợc lại, các hệ thống chủ động chỉ sử dụng một bộ dò duy
nhất và không yêu cầu nguồn chiếu sáng đặc biệt nào cũng nhƣ không gặp phải các
vấn đề của hệ thống thụ động. Tuy nhiên, trong số trƣờnghợp các hệ thống chủ
động không hoạt động đƣợc, nguyên nhân là do không phản xạ đƣợc ánh sáng hoặc
do sự hấp thụ ánhsáng của bề mặt đối tƣợng.
Độ chính xác của các hệ thống đo tam giác sẽ bị giảm khi khoảng cách đến
đối tƣợng tăng. Các hệ thống này cũng có sai số khi đo các góc θ và φ . Ngoài ra,
chúng cũng gặp khó khăn với hiện tƣợng “khuất vật”.
2.3 Đo khoảng cách bằng phƣơng pháp đo thời gian truyền
Phƣơng pháp thời gian truyền đƣợc minh họa trong hình. Một sóng cửa (chỉ
phát ra vài chu kỳ) đƣợc phát ra và phản xạ từ vật về bộ thu có vị trí gần bộ phát. Bộ
phát và bộ thu có thể đƣợc tích hợp trên cùng một cảm biến. Bộ thu cũng có thể
đƣợc gắn trên vật. T là thời gian từ khi bắt đầu phát đến khi có tín hiệu trả
về, c là tốc độ truyền sóng. Khoảng cách đƣợc xác định bằng công thức: d =
c.T/2 khi bộ phát và bộ thu ở cùng một vị trí, hoặc d = c.T khi bộ thu đƣợc

gắn trên vật. Siêu âm, sóng rađiô, hoặc các nguồn năng lƣợng quang học thƣờng
đƣợc sử dụng; vì vậy các thông số liên quan đến việc tính toán khoảng cách là c tốc
độ của âm thanh trong không khí (gần 0.305 m/ms), và tốc độ của ánh sáng
(0.305m/ns).
Phát/Thu
Đối tượng
d

7 | P a g e

Với các loại cảm biến tích cực (phản xạ), khoảng cách đo hiệu quả phụ thuộc
không chỉ vào mức năng lƣợng phát ra mà còn phụ thuộc vào các đặc tính sau của
đối tƣợng:
 Diện tích tiết diện ngang - xác định lƣợng năng lƣợng phát ra tác động vào
đối tƣợng.
 Hệ số phản xạ- xác định lƣợng năng lƣợng truyền tới đƣợc phản xạ
so với lƣợng năng lƣợng bị hấp thụ hoặc xuyên qua.
 Độ tập trung - xác định khả năng phân bố lại của năng lƣợng phản xạ.
Sai số của phƣơng pháp thời gian truyền có thể do các nguyên nhân sau:
- Sự thay đổi tốc độ truyền sóng, đặc biệt là với các hệ thống âm thanh
- Không xác định chính xác đƣợc thời gian đến của xung phản xạ
(Figueroa & Lamancusa, 1992)
- Sai số của mạch định thời sử dụng để đo thời gian truyền
- Sự tƣơng tác của sóng tới với bề mặt của đối tƣợng cần đo khoảng
cách.
2.4 Nhận xét
Trong đề tài này, đối tƣợng đo của chúng em là nƣớc/chất lỏng. Qua nghiên
cứu một số phƣơng pháp đo và ƣu nhƣợc điểm từng phƣơng pháp, nhóm kết luận
dùng phƣơng pháp đo thời gian truyền là hợp lý và có độ tin cậy hơn cả.
CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ ĐO TRONG ĐỀ TÀI

3.1 Cảm biến siêu âm
 Cảm biến siêu âm là loại cảm biến đo dùng sự phản xạ của sóng siêu
âm để đo khoảng cách, vị trí đối tƣợng, mức nƣớc. Đây là loại cảm biến dùng cho
nhiều hệ thống nhƣ điều khiển quá trình, các hệ thống ứng dụng trong giao thông,
robot. Các hệ thống đo lƣờng dùng cảm biến. Ứng dụng khá rộng rãi trong đời sống
.
Trong hệ thống của bọn em cần đo chính xác mức nƣớc trong bình và phản hồi về .
Từ đó đƣa ra mức điều khiển cho máy bơm nƣớc (Mô phỏng điều khiển sử dụng rơ
le)
 Chọn cảm biến
Từ thực tế trên, Chúng em đã đi đến lựa chọn loại cảm biến siêu âm SRF04.
Loại cảm biến này có những ƣu điểm nhƣ:
- Nhỏ gọn, dễ sử dụng, phù hợp với sinh viên
- Đƣợc sử dụng rộng rãi tại thị trƣờng Việt Nam
- Giá thành hợp lý

8 | P a g e


Cảm biến siêu âm SRF04
3.2 Vi xử lí AVR ATmega8
3.2.1 Tổng quan về vi điều khiển
Vi điều khiển là một con chip đƣợc ứng dụng nhiều trong các mạch điện
tử,trong các hệ thống nhúng, các hệ thống điều khiển từ xa, các ứng dụng trong y
khoa. Có khả năng vƣợt bậc trong việc tính toán , xử lý.Chúng bao gồm nhân vi xử lý,
bộ nhớ, các cổng vào ra, bộ xử lý logic…
Vi điều khiển bản thân nó đã tích hợp đƣợc một số thành phần ngoại vi bên
ngoài nhƣ bộ nhớ, ADC, các thiết bị ngoại vi khác, theo khuynh hƣớng systems on
chip (SoC). Vi điều khiển đã là một hệ thống khá hoàn chỉnh với CPU, bộ nhớ, các
mạch giao tiếp, các bộ định thời và mạch điều khiển, mạch điều khiển ngắt tích hợp

bên trong mạch
Ở các bộ vi điều khiển, các tập lệnh thƣờng rất mạnh trong việc xử lý các kiểu
dữ liệu nhỏ nhƣ bit hoặc một vài bit.
3.2.2 Vì sao chọn ATmega8
Vi điều khiển ATmega8 có nhiều ƣu điểm nhƣ dễ sử dụng, mức tiêu thụ điện
thấp, cộng đồng hõ trợ lớn, mức tích hợp cao, phù hợp với nhiều hệ thống nhúng.
Có sự đa dạng trong tích hợp hệ thống.
ATmega8 có thể đƣợc viết trên ngôn ngữ lập trình C hoặc assembly

9 | P a g e


Vi điều khiển ATmega8- 16PU
Ở đây chúng em dùng vi điều khiển ATmega8 16PU. Tƣơng ứng với xung
thạch anh 16Mhz
3.2.3 Đặc điểm vi điều khiển ATmega8
Bit: Là vi điều khiển 8 bit
Clock: Có thể sử dụng xung clock lên đến 16MHz, hoặc sử dụng xung clock
nội lên đến 8 MHz (sai số 3%)
Bộ nhớ: Bộ nhớ chƣơng trình Flash 8 Kb có thể lập trình lại rất nhiều lần. Có
SRAM (Ram tĩnh) 1 Kb, và đặc biệt có bộ nhớ lƣu trữ lập trình đƣợc EEPROM.
Ngõ vào ra: (I/O Ports) 2 hƣớng (bi-directional), 23 pin.
Ngắt: 2 ngắt ngoài, 19 vectors ngắt.
Timer/counter: tích hợp PWM.
ADC: Các bộ chuyển đối Analog – Digital phân giải 10 bits, nhiều kênh.
Analog comparator: tích hợp module so sánh 2 điện áp analog.
USART: Giao diện nối tiếp USART (tƣơng thích chuẩn nối tiếp RS-232).
TWI: Giao diện nối tiếp Two –Wire –Serial (tƣơng thích chuẩn I2C) Master và
Slaver.
SPI: Giao diện nối tiếp Serial Peripheral Interface (SPI)

3.3 Màn hình hiển thị LCD16x2
3.3.1 Màn hình LCD

10 | P a g e

Liquid-crystal display (LCD) là một loại tấm nền màn hình để hiển thị hình ảnh,
video. Liquid-crystal dùng để hiển thị, màn hình có sử dụng đèn nền để điều chỉnh
độ sang. Phần Liquid-crystal không dùng để phát sang trực tiếp
Màn hình LCD đƣợc sử dụng rộng rãi trong giám sát, tivi, panel thiết bị, màn
hình trong buồng lái máy bay. Các ứng dụng gần gũi trong đời sống nhƣ màn hình
trò chơi điện tử, điện thoại, video, đồng hồ, máy tính cầm tay.
LCD có thể hiển thị hình ảnh tùy ý

Các tấm Panel màn hình LCD
3.3.2 Tại sao chọn LCD16x2
Dễ dàng điều khiển
Có đủ không gian màn hình hiển thị các thông tin về khoảng đo, mức nƣớc,
các chế độ điều khiển động cơ
Có giao diện thân thiện

11 | P a g e


LCD 16x2
- Các đặc tính nổi bật
• 5 x 8 điểm ảnh, có dùng con trỏ
• Built-in controller (KS 0066 or Equivalent)
• + 5V power supply (Also available for + 3V)
• 1/16 duty cycle
• B/L to be driven by pin 1, pin 2 or pin 15, pin 16 or A.K (LED)

• N.V. Dùng nguồn 3-5V


12 | P a g e

Chú thích các chân
3.4 Cơ cấu chấp hành relay
3.4.1 Nguyên lý
Khi cần điều chỉnh mức nƣớc trong bể, cần có một máy bơm 3 pha đảm nhận
công việc này ( theo nhƣ yêu cầu đề tài đặt ra). Trong phần này, để điều khiển tốc độ
động cơ, tốc độ bơm nƣớc nhanh hay chậm, chúng em sử dụng bộ rơ le gồm 3 rơ le
trung gian phục vụ cho việc điều khiển. Hoạt động ở hai cấp độ động cơ điều chỉnh
độ nhanh hay chậm. Sử dụng nguyên lý điều khiển đổi nối Y–∆.

Mạch động lực khởi động/điều khiển Sao – Tam giác
Dựa theo nguyên lý động lực khởi động hai cấp độ của động cơ 3 pha.
Chúng em sử dụng bộ 3 relay 5V làm relay trung gian đóng cắt contactor để chuyển
đổi giữa các cấp tốc độ.
3.4.2 Chọn relay

13 | P a g e


Relay 5V- 10A
Trong phần nay chúng em chọn loại relay 5V – 10A. Có một số ƣu điểm sau:
- Kích thƣớc nhỏ gọn, thích hợp trong các mạch nhúng.
- Sử dụng nguồn 5V phù hợp với yêu cầu thiết kế, mô phỏng.
- Có giá cả phải chăng, đƣợc sinh viên sử dụng nhiều.
CHƢƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
4.1 Phần mềm sử dụng

4.1.1 Trình biên soạn và biên dịch
Chúng em sử dụng chƣơng trình Atmel AVRstudio 6.2 để viết code và biên
dịch chƣơng trình

AVRstudio 6.2

14 | P a g e


Giao diện phần mềm
Atmel® Studio 6 là phần mềm tích hợp đầy đủ các thành phần cơ bản dành
cho ngƣời lập trình AVR từ hang Atmel. Chuyên dùng để lập trình chƣơng trình cho
các dòng chip ATmega của Atmel.
Atmel® Studio 6 cung cấp một môi trƣờng chuyên nghiệp cho ngƣời lập
trình. Có tích hợp đầy đủ các thƣ viện, hàm hỗ trợ. Để tạo các framework. Cung cấp
các công cụ mạnh mẽ cho ngƣời lập trình, sử dụng ngôn ngữ C/C++ hoặc assembly.
ASF là một thƣ viện khổng lồ với hàng ngàn source code , project đƣợc tạo
sẵn. Khá dễ dàng để đƣa ra sử dụng.
4.1.2 Trình mô phỏng mạch điện
Chúng em sử dụng phần mềm mô phỏng proteus 7.8

15 | P a g e


Proteus 7.8

Giao diện phần mềm
Đây là phần mềm đã quá quen thuộc với sinh viên kỹ thuật.
Ƣu điểm: Dễ sử dụng, giao diện than thiện

16 | P a g e

Nhƣợc điểm: Không có kho thƣ viện lớn. Còn nhiều linh kiện không có sẵn.
4.1.3 Trình thiết kế mạch in
Chúng em sử dụng phần mềm Ares Professional để thiết kế mạch in.

Giao diện phần mềm
4.2 Thiết kế phần cứng
4.2.1 Sơ đồ nguyên lí
Bao gồm các khối :
- Vi điều khiển ATmega8,
- Màn hình LCD
- Các led báo
- Nút bấm điều khiển
- Relay điều khiển
- Cảm biến siêu âm
- Khối động cơ (mô phỏng)
Sơ đồ khối:

17 | P a g e


Sơ đồ nguyên lý:

18 | P a g e


4.2.2 Khối cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm SRF04 gồm có 4 chân:

1. Chân nguồn 5V
2. Chân Trigger
3. Chân Echo
4. Chân nối đất
Nguyên tắc hoạt động cơ bản của cảm biến siêu âm:

19 | P a g e

- Gửi tín hiệu mức cao lên chân trigger trong 10uS
- Module cảm biến sẽ tự động gửi 8 xung siêu âm có tần số 40kHz và tín hiệu
của chân echo sẽ chuyên lên mức cao ngay lập tức.
- Khi sóng siêu âm phản xạ lại. Module siêu âm nhận đƣợc xung phản xạ lại sẽ
chuyển tín hiệu echo về mức thấp.
- Từ đó vi điều khiển sẽ tính toán đƣợc khoảng thời gian từ lúc phát đến khi
phản xạ.
- Chân echo sẽ tự động chuyển xuống mức thấp sau 38uS nếu không có xung
siêu âm phản xạ về.

Đồ hình thời gian quá trình phát/thu sóng
4.2.3 Màn hình hiển thị

LCD 16x2

20 | P a g e

a) Sơ đồ chân
- D0-D7 : Chân dữ liệu
- E: chân cho/không cho giao tiếp với LCD
- RS: Chân qui định dữ liệu/lệnh gửi tới LCD
- RW: Chân qui định hƣớng truyền dữ liệu giữa LCD và vi điều khiển

b) Nguyên lý hoạt động
- Đƣờng E cho phép hay không cho phép với LCD. Nếu E=1 là cho phép, sau
đó kiểm tra trạng thái chân RS và RW. Nêu E=0 là cấm . E khởi tạo quá trinh truyền
tín hiệu từ vi điều khiển đến LCD
- Đƣờng RS qui định dữ liệu/lệnh đƣợc gửi tới LCD. RS=1 Dữ liệu(ký tự) đang
đƣợc viết lên LCD. RS = 0 Lệnh đang đƣợc viết lên LCD.
- Đƣờng RW qui định hƣớng truyền dữ liệu giữa LCD và vi điều khiển. Nếu
RW=0 VĐK viết lên LCD. RW=1 VĐK đọc dữ liệu từ LCD.
- Chân D0-D7: Đây là 8 chân dữ liệu 8 bit, đƣợc dùng để gửi thông tin lên
LCD, hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD. Để hiển thị chữ cái và con số,
chúng ta gửi các mã ASCII của các chữ cái từ A-Z, a-f và các con số từ 0-9 đến các
chân này khi bật RS=1.

4.2.4 Cơ cấu chấp hành
Mạch điều khiển điều khiển đóng cắt 3 relay trung gian, 3 relay trung gian
chịu trách nhiệm đóng cắt 3 contactor để điều khiển động cơ 3 pha.
Phƣơng pháp khởi động, điều chỉnh tốc độ phù hợp với các động cơ cho
phép đổi tổ nối dây. Phƣơng pháp chỉ cho ta 2 cấp tốc độ.
Từ phƣơng trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 3 pha:















 


 



Ta thấy, khi động cơ mang tải, moment biến đổi tỉ lệ thuận với bình phƣơng
điện áp. Về mặt lí thuyết, khi nối Y, điện áp đặt trên mỗi pha là



, nhƣ vậy Moment
giảm tỉ lệ thuận với bình phƣơng điện áp trên pha.
Đặc tính cơ với U
3
< U
2
< U
1


21 | P a g e


Để đáp ứng đƣợc moment cản M
c

của tải, tốc độ động cơ phải giảm theo.
Vậy bằng cách đổi tỏ nối dây Y–∆, ta đã điều chỉnh đƣợc tốc độ của động cơ
không đồng bộ 3 pha.
Sơ đồ nguyên lý mạch relay-contactor điều khiển:

22 | P a g e


4.3 Thiết kế phần mềm
4.3.1 Lƣu đồ thuật toán

23 | P a g e


4.3.2 Khối đo thời gian truyền

24 | P a g e


Chúng em sử dụng thạch anh 16Mhz, và chia 8 lấy 2Mhz cho timer. Suy ra
timer sẽ tăng chu kỳ trong 0.5uS.
Tốc độ âm thanh là 340.29m/s
Tốc độ sóng phản xạ lại rơi vào khoảng 170.15 m/s






  








Thời gian để sóng đi đƣợc khoảng 1cm và phản xạ lại cho cảm biến mất
khoảng 58uS
Vậy khoảng cách tính toán sẽ là :  


với r là độ rộng của xung thu đƣợc
khi ở mức cao.
4.3.3 Khối điều khiển relay tự động

25 | P a g e


4.3.4 Khối điều khiển bằng tay