Thiết kế điều khiển từ xa các thiết bị trong nhà dùng remot ti vi sony
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (544.62 KB, 33 trang )
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
Nhận xét đánh giá của các thầy hớng dẫn về
đề tài điều khiển từ xa các thiết bị trong nh dung Remot ti vi
sony .
**************************************************
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
LI M U
Thế kỷ 21 là kỷ nguyên huy hoàng của xã hội thông tin và điện tử.
Là thời kỳ từng bớc biến những ớc mơ tởng chừng nh chỉ có trong thần thoại của
loài ngời trong quá khứ trở thành sự thật. Và công lao không thể phủ nhận đó
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
1
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
chính là sự đóng góp vô cùng to lớn của ngành điện tử . Ngành điện tử ngày càng
đem lại những phép màu kỳ diệu cho cuộc sống của chúng ta , một cuộc sống tràn
ngập trong công nghệ khoa học kỹ thuật hiện đại. Con ngời ngày càng đợc đáp
ứng những nhu cầu vật chất và tinh thần một cách đầy quyền năng dới sự phục vụ
tận tình và tuyệt đối chung thành của các thiết bị điện tử . Đặc biệt là lĩnh vực kỹ
thuật số, và đặc biệt hơn nữa là công nghệ vi mạch thông minh, công nhệ Vi Điều
Khiển. Các thiết bị điện tử ngày càng tỏ ra thông minh hơn, biết làm hài lòng chủ
nhân hơn. Cuộc sống giờ đây đã không thể đếm nổi các thiết bị điên tử hiện đại ở
khắp mọi nơi
Trên thực tế đó, cũng nh trên tinh thần yêu khoa học kỹ thuật và nhất là
yêu điện tử, chúng tôi, những ngời sinh viên điện tử của trờng ĐH
S Phạm Kỹ Thuật Hng Yên, cũng mang bên mình rất nhiều hoài bão và những ý tởng mới mẻ. Và hôm nay, chúng tôi tự hỏi mình rằng đã là sinh viên điện tử, tại
sao bạn lại không làm cho cuộc sống trong gia đình của bạn trở lên thật hiện đại và
tiện nghi hơn, trong khi bạn có đủ khả năng ? Và thế là chúng tôi đã nảy ra một ý
tởng tuy không còn là mới mẻ nhng rất có ý nghĩa đối với gia đình.Vậy là chúng
tôi đã quyết định đến với đề tài: Điều Khiển Từ Xa Các Thiết Bị Điện .Nghĩa là
bạn chỉ cần ngồi một chỗ và ra lệnh cho bất kỳ thiết bị nào trong nhà mà bạn
muốn.
Mc dự ó c gng hon thnh ti ny nhng do kin thc
cú hn nờn khụng th trỏnh khi nhng thiu sút rt mong dc s gúp ý
ca thy cụ
PHN 1
: GII THIU TI
**************************
1. Tên đề tài :
Thiết kế hệ thống : Điều khiển từ xa các thiết bị trong nh
Điều khiển từ xa là một ứng dụng đã trở nên rất phổ biến trong sinh hoạt gia
đình ngày nay. Chẳng hạn nh : TiVi , Antena , Máy Điều hoà , Đầu máy nghe
nhạc, Giàn loa Home Theatre không dây, Đồ chơi trẻ em . Sự có mặt của
chiếc ĐKTX làm cho cuộc sống trở lên thật hiện đại và tiện lợi . Nếu nh
trong nhà bạn có thêm một chiêc ĐKTX cho tất cả các thiết bị điện nữa thì
lại càng tuyệt vời. Chúng ta hoàn toàn có thể làm điều đó cho căn nhà của
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
2
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
mình một cách dễ dàng. Nghĩa là thay cho việc phải đứng dậy tắt quạt , bật
điện ,...thì giờ đây chỉ với một chiếc điều khiển từ xa trong tay bạn chỉ cần
ngồi một chỗ và nhấn phím là có thể ra lệnh cho bất kỳ thiết bị nào mà bạn
muốn.
2. ý tởng :
- Dùng Rơle từ để đóng ngắt cho các ổ cắm điện 220 V, mỗi ổ cắm
dùng cho một thiết bị
- Dùng transistor làm việc ở chế độ khoá điện tử để kéo Rơle mỗi khi
có bit 1 điều khiển cho bazo của transistor
- Dùng VĐK 89C51 để lập trình nhận mã lệnh từ ĐKTX và xuất ra bit
điều khiển cho transistor
- Sử dụng sóng hồng ngoại làm tín hiệu điều khiển từ xa , Dùng
Remote TiVi Sony để phát sóng hồng ngoại và đa ra mã lệnh điều khiển ,
- Dùng cổng P2 của VĐK 89C51 làm 8 đầu ra điều khiển 8 thiết bị ứng
với các phím từ 1 8 trên Remost Sony.
- Mỗi phím vừa là bật vừa là tắt, sau mỗi lần nhấn thì đảo trạng thái.
PHN 2: THIT K PHN CNG
********************************
CHNG I:CC THNH PHN CA MCH IN
1.1. Vi Điều Khiển 89C51
1.1.1 Khái quát chung :
Vi điều khiển 89C51 bản chất là một hệ Vi xử lý:
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
3
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đặc tính
ROM
RAM
Bộ định thời
Chânvà ra/cổng
Cổng nối tiếp
Các ngắt
Đồ án môn học
Sơ đồ khối VĐK AT89C51
89C51
4K byte
128 byte
2
32/4
1
6
1.1.2. Sơ đồ chân :
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
4
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
IC AT89C51
AT89C51 gồm 40 chân, trong đó 32 chân dành cho các cổng vào ra P0, P1,
P2, P3, mỗi cổng 8 chân . Các chân còn lại đợc dành cho nguồnVcc, GND,
các chân đầu vào và ra của bộ dao động XTAL1 và XTAL2, chân RST chân
lệnh chốt địa chỉ ALE , chân cho phép truy cập bộ nhớ ngoài EA , cho phép
cất chơng trình PSEN .
- Chân số 40 là chân nguồn cung cấp +5V cho chíp
- Chân số 20 là GND.
- Chân 19 và 18 là XTAL1 và XTAL2 ,là đầu vào và ra của bộ dao động
OSC trong chip . Bên trong 89C51 có một bộ dao động nhng nó cần một
khâu tạo tần số dao động chuẩn nh thạch anh 11,0592 MHz .
- Chân số 9 là chân RESET , tích cực ở mức cao .Nếu đặt mức cao tới
chân này thì bộ vi điều khiển sẽ trở về trạng thái mặc định ban đầu..
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
5
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
- Chân 31 là EA , họ 8051 nh 8751, 98C51 hoặc DS5000 đều có ROM
trên chíp lu cất chơng trình. Trong các trờng hợp nh vậy thì chân EA đợc nối
tới VCC . Đối với các thành viên của họ nh 8031 và 8032 mà không có ROM
trên chíp thì mã chơng trình đợc lu cất ở trên bộ nhớ ROM ngoài và chúng đợc nạp cho 8031/32. Do vậy, đối với 8031 thì chân EA phải đợc nối đất để
báo rằng mã chơng trình đợc cất ở ngoài. EA có nghĩa là truy cập ngoài
(External Access) và nó không đợc để hở.
- Chân 29 là PSEN (Program Store Enable), Đây là chân đầu ra cho phép
cất chơng trình
- Chân 30 là ALE , Chân cho phép chốt địa chỉ , ALE là chân đầu ra
tích cực cao.
- Cổng P0 (từ chân 32 đến 39), Nó có thể đợc dùng nh cổng đầu ra, để
sử dụng các chân của cổng P0 vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vào thì mỗi chân
phải đợc nối tới một điện trở 10k lên +5V. Điều này là do một thực tế là
cổng P0 là một máng mở khác với các cổng P1, P2 và P3. Khái niệm máng
mở đợc sử dụng trong các chíp MOS về chừng mực nào đó nó giống nh Côlec-tơ hở đối với các chíp TTL. Trong bất kỳ hệ thống nào sử dụng 8751,
89C51 hoặc DS5000 ta thờng nối cổng P0 tới các điện trở kéo. Với những
điện trở kéo ngoài đợc nối khi tái lập cổng P0 đợc cấu hình nh một cổng đầu
ra.
- Cổng P1 (từ chân 1 đến chân 8), nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào
hoặc đầu ra. So với cổng P0 thì cổng này không cần đến điện trở kéo vì nó đã
có các điện trở kéo bên trong. Để biến cổng P1 thành đầu vào thì nó phải đợc
lập trình bằng cách ghi 1 đến tất cả các bit của nó.
- Cổng P2 (từ chân 21 đến 28). Nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào hoặc
đầu ra giống nh cổng P1 , Để tạo cổng P2 nh đầu vào thì nó phải đợc lập
trình bằng cách ghi các số 1 tới tất cả các chân của nó.
- Cổng P3 (từ chân 10 đến chân 17). Nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào
hoặc đầu ra. Mặc dù cổng P3 đợc cấu hình nh một cổng đầu ra khi tái lập,
nhng đây không phải là cách nó đợc ứng dụng phổ biến nhất. Cổng P3 có
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
6
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
chức năng bổ sung là cung cấp một số tín hiệu quan trọng đặc biệt chẳng hạn
nh các ngắt.
Bít của cổng P3
Chức năng
Chân số
P3.0
Nhận dữ liệu (RXD)
10
P3.1
Phát dữ liệu (TXD)
11
P3.2
Ngắt 0(INT0)
12
P3.3
Ngắt 1(INT1)
13
P3.4
Bộ định thời 0 (TO)
14
P3.5
Bộ định thời 1(T1)
15
P3.6
Ghi (WR)
16
P3.7
Đọc (RD)
17
Các bit P3.0 và P3.1 đợc dùng để nhận và phát dữ liệu trong truyền
thông nối tiếp. Các bit P3.2 và P3.3 đợc dành cho các ngắt ngoài. Bit P3.4 và
P3.5 đợc dùng cho các bộ định thời 0 và 1. Cuối cùng các bit P3.6 và P3.7 đợc cấp cho các tín hiệu ghi và đọc các bộ nhớ ngoài đợc nối tới hệ thống.
1.2. Thiết bị phát sóng hồng ngoại.
1.2.1. ánh sáng hồng ngoại :
Sóng điện từ chính là sự lan truyền của các dao động điện từ trờng
trong không gian. Theo lý thuyết Macxoen thì cứ có điện trờng biến thiên
thì sẽ sinh ra từ trờng biến thiên ở điểm lân cận và ngợc lại cứ có từ trờng
biến thiên thì sẽ sinh ra điện trờng biến thiên ở điêm lân cận tiếp, và đó chính
là cách mà sóng điện từ truyền đi trong không gian. Bên trong vật thể phát
sáng, năng lợng gây ra sự sáng (nhiệt năng chẳng hạn) làm các electron trên
vỏ nguyên tử hấp thụ năng lợng và nhảy lên quỹ đạo dừng cao hơn để rồi
sau đó lại nhảy về giải phóng ra năng lợng photon. Cứ nh vậy Electron dao
động gây ra vùng điện trờng biến thiên trong không gian và bức xạ ra sóng
điện từ hay sinh ra ánh sáng. Do đó ánh sáng có bản chất chính là những
bức xạ sóng điện từ sinh ra từ sự dao động của các điện tử bên trong vật phát
sáng dới sự tác động của năng lợng gây sáng. Các tế bào quang điện trên
7
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
võng mạc bên trong mắt ngời có nhiệm vụ chuyển tín hiệu ánh sáng thành
tín hiệu điện giúp cho bộ não con ngời cảm giác đợc ánh sáng . Nhng vì ánh
sáng có bản chất sóng điện từ nên nó có phổ tần, trong khi đôi mắt con ngời
tất nhiên là phải có giới hạn làm việc với một dải tần số nhất định. Điều đó
khiến chúng ta không thể nhìn thấy mọi ánh sáng, và do đó ánh sáng đợc
chia làm 2 loại :
- ánh sáng nhìn thấy : gồm các bức xạ có bớc sóng từ 0,37 micromet
đến 0,76 micromet hay có tần số đặc chng cho các dải màu đỏ cam vàng
lục lam tràm tím :
Phổ tần thang sóng điện từ
- ánh sáng không nhìn thấy : gồm các bức xạ nằm ngoài vùng ánh sáng
nhìn thấy, tức là có tần số nhỏ hơn tần số của ánh sáng màu đỏ cho đến 0 Hz
nh sóng vô tuyến và hồng ngoại ,và lớn hơn tần số của ánh sáng màu tím
cho đến vô cùng nh tia tử ngoại , tia Rơnghen , và các tia vũ trụ.
Nh vậy ánh sáng hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy đợc
nằm trong dải tần nhỏ hơn tần số của ánh sáng màu đỏ và nằm ngay dới màu
đỏ. Do tần số nhỏ nên bớc sóng lớn, nên có khả năng đâm xuyên mạnh hơn ,
tác động vào da ngời manh hơn, gây ra cảm giác đau mà chúng ta gọi đó là
sự nóng do nhiệt độ , do đó tia hồng ngoại cũng chính là tia bức xạ nhiệt . Vì
vậy bất kỳ vật nào cũng phát ra ánh sáng hồng ngoại. Và nếu năng lợng gây
sáng là nhiệt độ thì vật sáng sẽ phát ra ánh sáng hồng ngoại rất mạnh và ta
cảm nhận thấy vật đó rất nóng. Khi đến gần một ngọn lửa,chỉ có mắt mới
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
8
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
nhìn thấy ánh sáng nhìn thấy, và chỉ có da mới cảm nhận đợc bức xạ nhiệt
hồng ngoại , bởi vì mắt chỉ thu đợc tần số cao và da chỉ thu đợc tần số thấp .
1.2.2 ứng dụng của ánh sáng hồng ngoại trong kỹ thuật điện tử :
Hồng ngoại thật thú vị, bởi vì nó đợc tạo ra 1 cách dễ dàng và không bị
ảnh hởng bởi nhiễu điện từ , do đó nó đợc sử dụng một cách rộng rãi và tiện
lợi trong thông tin và điều khiển . Đặc biệt là điều khiển từ xa ,và đặc biệt
nữa nh TiVi , máy nghe nhạc Tuy nhiên nh đã nói ở trên, tia hồng ngoại
cũng chính là tia bức xạ nhiệt . Vì vậy bất kỳ vật nào cũng phát ra ánh sáng
hồng ngoại , do đó nó không hoàn hảo, nhiều nguồn sáng khác nhau có thể
phát ra hồng ngoại và có thể gây nhiễu đến thông tin này. Vì vậy cần phải có
những phơng pháp chống nhiễu thích hợp nh dùng kính lọc và điều chế tín
hiệu khi cần truyền đi xa trong không gian giới hạn . Việc sử dụng hồng
ngoại trong các thiết bị điều khiển từ xa TV/VCR và nhiều ứng dụng khác
cũng một phần là do các Diode phát và thu hồng ngoại rất rẻ và sẵn có trên
thị trờng.
1.2.3. Remote TV SONY :
Nh đã trình bày tại phần ý tởng của thuyết trình này, ở đây việc điều
khiển từ xa các thiết bị điện đợc thực hiện bằng sóng hồng ngoại . Và thiết bị
đợc chọn để phát sóng hồng ngoại chính là 1 chiếc điều khiển từ xa của hãng
Ti Vi SONY luôn . Điều này nhằm thoả mãn nhu cầu tiện lợi và gọn gàng,
nếu nh bạn không muốn trong nhà có quá nhiều điều khiển , và việc cầm
điều khiển Ti Vi không chỉ điều khiển Ti Vi mà còn điều khiển luôn các
thiết bị điện khác trong nhà trở lên thật là tiện lợi.
Remote Sony là 1 máy phát tín hiệu hồng ngoại trong pham vi khoảng
10 m để thực hiện việc điều khiển từ xa không dây. Nó có chức năng nhận
lệnh của ngời điều khiển thông qua bàn phím, sau đó xuất ra một tổ hợp mã
lệnh nhị phân ứng với mỗi phím đợc bấm . Rồi thực hiên mã hoá để chống
nhiễu các bit 0 va 1 của mã lệnh đó theo kiểu mã hoá riêng của hãng SONY
đã quy định, đó là kiểu mã hoá theo độ rộng xung, cả bit 0 và 1 đều có mức
9
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
Đồ án môn học
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
cao và thấp nhng độ rộng xung của bit 1 dài hơn của bit 0 . Sau đó điều chế
tín hiệu theo phơng pháp điều biên tín hiệu số để ghi thông tin lên sóng ngắn
cao tần để chống nhiễu và có năng lợng để truyền đi xa 10 m . Và cuối cùng
là khuyếch đại công suất vơi năng lợng một chiều 3V để chuyển tín hiệu
điện thành tín hiệu ánh sáng hồng ngoại phát đi trong không gian :
Sơ đồ khối chức năng
Sơ đồ nguyên lý :
8
7
6
5
4
3
2
1
S
S
D
C
p in +
9
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 0
A 1
8
7
A 2
E 1
6
7
5
4
6
G N D
U 1 6
1
3
1
A 0
0
1
2
3
G S
E O
5
1 6
V C C
4
2
2
B IE N T R O
3
C 2 7 3 3 p
S N 5 4 A L S 1 4 8
R 1 3
2
1 1
3
T A R T
T O P
E L
L E A R
A A
P 3 .7
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9
1 2
P 3 .5
U 1 5
1 0
9
8
p 3 .4
P 3 .3
7
P 3 .2
X 1
6
X 2
5
4
T x d
p in +
H O N G N G O A I
G N D
P 1 .0
P 1 .1
P 1 .2
P 1 .3
P 1 .4
P 1 .5
P 1 .6
P 1 .7
8 9 c 2 0 5 1
R x d
R e s e t V C C
1
R 1 4
1 0 K
2
C 2 6
1 0 u
3
2 0
D 3
9
R 1 5
B B
p in -
p in -
2
1 0
1
C C
Y 2
1 2 M
C 2 8 3 3 p
3
A A
Q 8
C 2 3 8 3
U
C C
B B
1
1 0 K
p in p in +
p in +
R 1 6
p in +
R 1 7
1 0 K
1 0 K
1
S W 1
R E S E T
p in -
R 2 6
p in +
R 2 8
1 0 K
S T A R T
p in -
p in -
p in +
R 2 7
1 0 K
S W 1 1
R E S E T
p in -
p in -
R 2 9
p in -
1 0
S W 1 0
R E S E T
p in -
p in -
1 0 K
C L E A R
S W 1 4
R E S E T
p in -
p in -
S W 9
R E S E T
R 3 0
1 0 K
D E L
S W 1 3
R E S E T
p in -
1 0 K
9
p in +
1 0 K
S TO P
S W 1 2
R E S E T
p in -
R 2 5
1 0 K
8
S W 8
R E S E T
p in +
R 2 4
1 0 K
7
S W 7
R E S E T
p in +
R 2 3
1 0 K
6
S W 6
R E S E T
p in +
R 2 2
1 0 K
5
S W 5
R E S E T
p in +
R 2 1
1 0 K
4
S W 4
R E S E T
p in +
p in +
R 2 0
1 0 K
3
S W 3
R E S E T
p in -
p in +
p in +
R 1 9
1 0 K
2
S W 2
R E S E T
p in +
R 1 8
p in -
U
S W 1 5
R E S E T
p in -
Hình dạng thực tế của một loại Remote SONY :
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
10
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
Trong phạm vi đề tài này bàn phím sử dụng chỉ gồm cac phím từ 1 đến
8 , ứng với sự điều khiển cho 8 thiết bị điện . Nếu nhấn phím 1 thì ổ cắm
220 V số 1 sẽ đợc cấp điện và thiết bị số 1 sẽ khởi động .Nếu nhấn thêm lần
nữa thì lại cắt điện đi , thiết bị lại đợc tắt đi , và tơng tự nh vậy cho 7 phím
còn lại. Bàn phím là hệ thống các tiếp điểm thờng mở. Khi nhấn bất kỳ phím
nào thì tiếp điểm đó đóng lại sẽ tạo ra một tổ hợp mã lệnh tơng ứng , mã lệnh
tồn tại là số Hexa .
Bảng mã của Điều khiển TiVi SONY nh sau :
Tên phím
1
2
3
Tín hiệu nhị phân
00000000
00000001
00000010
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
Mã lệnh (hexa)
0
1
2
11
Đồ án môn học
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
4
5
6
7
8
9
10
PROGRAM +
PROGRAM VOLUME +
VOLUME MUTING
POWER
DISPLAY
00000011
00000100
00000101
00000110
00000111
00001000
00001001
00010000
00010001
00010010
00010011
00010100
00010101
00111010
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3A
Nhiệm vụ của mạch điện phía thu (của VĐK 89C51) là phải giải mã
đợc các mã lệnh này để biết đợc ngời sử dụng đã ấn phím nào và đó là lệnh
gì ?
Sau khi mã lệnh đợc tạo ra dới dạng số Hexa thì tín hiệu nhị phân đó
đợc mã hoá . Hãng SONY sử dụng kiểu mã hoá theo độ rộng xung, cụ thể
nh sau :
- Bit 0 biểu diễn bằng cách : độ trống xung kéo dài 500 uS , độ rộng
xung kéo dài 700 uS
- Bit 1 biểu diễn bằng cách : độ trống xung kéo dài 500 uS , độ rộng
xung kéo dài 1300 uS
Vì chỉ có 1 kênh truyền hồng ngoại nên phải sử dụng phơng thức
truyền thông nối tiếp với các khung dữ liệu . Một Data frame đợc tạo nên từ
12
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
13 bit dữ liệu . Trong đó bit đầu tiên là bit Start ,tiếp theo là 7 bit mã lệnh , và
cuối cùng l
Và 5 bít địa chỉ :
Với đề tài điều khiển các thiết bị điện từ xa chúng ta không cần quan
tâm đến 5 bit địa chỉ vì chúng chỉ có nhiệm vụ để nhận biết các đời Remote
SONY. Ta chỉ quan tâm các bit mã lệnh và bit Start mà thôi. Sau bit Start là
LSB : Do D1 D6 .Nếu dữ phím bấm khung data sẽ lặp lai sau25mS.
1.3. Thiết bị thu sóng hồng ngoại .
1.3.1. Chức năng :
Thiết bị thu sóng hồng ngoại là IC mắt thu chuyên dụng đợc lu hành
trên thị trờng. Tích hợp đầy đủ các khâu nh một máy thu tín hiệu hoàn
chỉnh . Tức là tự động thu sóng hồng ngoại từ Remote và chuyển thành tín
hiệu điện , tự giải điều chế tách tín hiệu số ra khỏi sóng mang 36 KHz ,và đa
ra đúng dạng tín hiệu số mà Remost đã mã hoá bit mã lệnh nhng đảo pha so
với tín hiệu từ DKTX :
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
13
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
Sơ đồ khối chức năng của IC chuyên dụng thu sóng hồng ngoại :
1.3.2. Hình dạng thực tế và sơ đồ chân :
1.4. Các thành phần khác .
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
14
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
- IC ổn áp 7812 ổn định nguồn cung cấp 12 V cho hệ thống Rơle
- IC ổn áp 7805 ổn định nguồn cung cấp 5 V cho khối điều khiển là Vi
Điều Khiển 89C51, mắt thu hồng ngoại , và các IC số
- Hệ thống rơle đóng ngắt tiếp điểm 220 V xoay chiều cho các tải trong
gia đình , cuộn hút đợc điều khiển bằng điện áp 12 V DC , do nguồn cung
cấp 12 V và cấp mass bởi các tín hiệu điều khiển của vi mạch chuyên dụng
cho rơle ULN 2803.
- Vi mạch ULN 2803 tích hợp sẵn 8 khoá điện tử dùng transistor và 8
diode giải phóng năng lợng cho cuộn hút Rơle nên chuyên dụng để điều
khiển trực tiếp cho Rơle.
Hình 2.1 : Sơ đồ chân ULN
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
15
Đồ án môn học
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
- Để việc điều khiển đợc tốt nhất , đầu ra của VĐK phải đợc lập trinh
để điều khiển ở mức thấp nên cần đa qua hệ thống IC NOT 7414 để chuyển
thành mức cao cho ULN 2803 và cũng là để sửa dạng xung chuẩn.
Chơng 2
THIT K MCH IN IU KHIN T XA
2.1. Sơ đồ nguyên lý :
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
16
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
2.1.1. Khối nguồn cung cấp :
Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp 2 nguồn điện áp ổn định là +12 V
và +5V DC , +5V cung cấp cho khối điều khiển , +12 V cung cấp cho khối
rơle và IC ULN 2803 . Các nguồn đợc ổn áp nhờ IC ổn áp 7805 và 7812 .
Khi các Rơle và các tải tiêu thụ hoạt động làm sụt áp tại các nguồn +5V và
+12V . Tụ lọc nguồn C4 (1000uF) phải có tác dụng điều hoà bằng phẳng
điện áp nguồn . Nhng vì các IC 78xx có giá trị điện trở nào đó làm hạn chế
tác dụng của tụ đến phía sau IC ổn áp . Vì nó không kịp phóng điện sang để
bù thiếu cho tải phía sau IC ổn áp . Vì vậy điện áp phía sau IC ổn áp vẫn bị
gợn sóng nhỏ . Để tiếp tục khắc phục thì các tụ C8 và C11 ( 100 uF ) sẽ làm
nhiệm vụ san phẳng những gợn sóng nhỏ đó .
2.1.2 Khối điều khiển :
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
17
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
Nguyên tắc hoạt động :
Khi ngời sử dụng bấm phím số từ 1 đến 8 trên điều khiển từ xa
SONY , nó sẽ phát ra tổ hợp mã tơng ứng của 8 phím đó , mã hoá và điều
chế theo biên độ ở tần số sóng mang là 36 KHz , rồi chuyển thành tín hiệu
ánh sáng hồng ngoại và phát ra không gian theo phơng thức truyền thông nối
tiếp . Mắt thu hồng ngoại sẽ thu đợc sóng hồng ngoại của Remote , chuyển
ngợc lại thành tín hiệu điện , rồi giải điều chế , đa ra đợc khung dữ liệu mà
Remote đã phát đi , sau đó đa thẳng tín hiệu tới Vi điều khiển, nhng tín
hiệu mới chỉ đợc giải điều chế chứ cha đợc giải mã . Vi điều khiển 89C51 đợc lập trình để thu đợc khung dữ liệu theo phơng thức truyền thông nối tiếp ,
sau đó sẽ giải mã bít của Remote để để đa ra đợc tổ hợp mã nhị phân tơng
ứng của các phím từ 1 đén 8 . Từ đó giải mã phím xác định xem ngời sử
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
18
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
dụng đã nhấn phím nào trong các phím từ 1 đến 8 trên điều khiển hay là các
phím khác 1 đến 8 . Nếu ngời sử dụng đã nhấn phím số 1 trên điều khiển thì
Vi điều khiển sẽ nhận biết đợc lệnh yêu cầu của ngời sử dụng là đổi trang
thái của thiết bị điên số 1 và nó sẽ thực hiện đảo bit đầu ra chân p2.0 . Và
nếu nhấn phím 2 thì sẽ đảo bít p2.1 , Cho đến phím 8 thì đảo bit p2.7 .
Còn nếu nhấn các phím khác thì không cho phép có tác dụng gì . Mỗi khi
giải mã phím xong và xác định đợc ngời dùng đã bấm phím số mấy thì Vi
điều khiển lại báo số đó ra cổng P0 để đa tới IC giải mã 7 thanh 74247 để
hiển thị phím đã nhấn lên LED 7 thanh.
Khối Rơle đóng cắt yêu cầu tín hiệu điều khiển ở mức 1 , nhng Vi điều khiển
thực hiện điều khiển tốt nhất là ở mức 0 nên nó đợc lập trình để điều khiển
khởi động thiết bị điện bằng mức 0 và tắt thiết bị bằng mức 1 . Nên cần có
hệ thống cổng NOT 7414 để đảo mức tín hiệu và cũng là để xửa dạng xung
cho tốt nhất và chuẩn mức , để đa tới điều khiển khối khuyếch đại Rơle .
Cổng P1 đợc nối ra một cổng cắm dây cáp để làm cổng mở rộng để tận dụng
cổng P1 cho những phát triển mở rộng về sau. Các cổng đều đợc bổ trợ mức
cao bởi các điện trở treo 10 k dạng thanh nhằm tăng tính ổn định, đặc biệt là
cổng P0 . Vì việc thực hiện tạo mức cho các bit đầu ra của các cổng trong
VĐK 89C51 là tạo lên bởi các khoá điện tử transistor đóng cắt . Nếu cần
xuất bit 0 thì điều khiển transistor dẫn xuống mass , còn bít 1 thì khoá để
cho mc 1 đợc nuôi bằng điện trở Rc :
Nhng cổng P0 là cổng đặc biệt , nó đợc thiết kế theo kiểu 8 chân ra
P0.0 P0.7 là 8 colector hở chờ mắc tải vì những mục đích đặc biệt, chỉ có
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
19
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
thể xuất ra mức 0 mà không thể xuất ra mức 1 . Vì vậy việc treo điện trở
thanh cho cổng P0 lên nguồn là không thể không có cho việc tao lập mức 1 .
Khi đó cổng P0 mới giống nh 1 cổng bình thờng . Nút ấn S1 là công tắc
Reset cho Vi điều khiển , Còn mạch điện trở R2 và tụ C3 làm nhiệm vụ tự
động Reset khi cấp nguồn . Tai thời điểm cấp nguồn tụ C3 tích mạnh tơng đơng với việc nối chân 9 lên +5V làm cho VĐK Reset ,sau đó nó tích đầy dần
làm chân 9 tiến về mức 0 , quá trình tự động Reset kết thúc .
2.1.3. Khối khuyếch đại Rơle :
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
20
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
Nguyên tắc hoạt động :
.
Vi mạch ULN 2803 tích hợp 8 bộ khoá điện tử dùng transistor
darlington và 8 diode giải phóng năng lợng cho cuộn hút Rơle nên chuyên
dụng để điều khiển trực tiếp Rơle thay cho 8 tầng khuếch đại transistor
8 thiết bị điện khác nhau bất kỳ trong gia đình đợc tuỳ ý cắm vào 8 ổ
cắm điện 220V , 8 ổ cắm đó đợc điều khiển đóng cắt bởi 8 rơle , 8 rơle đợc điều khiển đóng cắt bởi 8 tín hiệu điều khiển cấp mass output của vi
mạch ULN 2803 . 8 đầu output của ULN 2803 đợc điều khiển bởi 8 đầu in
put cua ULN2803 , 8 đầu input của ULN2803 đợc điều khiển bởi 8 tín hiệu
điều khiển từ khối điều khiển tức là từ Vi điều khiển xuất ra qua cổng NOT
7414 , 8 bit điều khiển của Vi điều khiển lại đợc điều khiển bởi 8 phím bấm
trên Điều khiển từ xa SONY qua đờng sóng hồng ngoại và qua mắt thu hồng
ngoại . Nh vậy hệ thống đã mang đợc mệnh lệnh của ngời sử dụng đến tận
từng thiết bị điện trong gia đình . Vậy giả sử ban đầu ngời sử dụng nhấn
phím số 1 trên điều khiển , lập tức điều khiển sẽ xuất ra mã của phím số 1
sau đó mã hoá bit rồi điều chế phát thành tín hiệu hồng ngoại ra không gian,
mắt thu trên hệ thống sẽ thu sóng hồng ngoại và chuyển thanh tín hiệu điện
rồi giải điều chế đa ra tín hiệu mã hoã ở dạng khung dữ liệu nối tiếp cho Vi
21
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in-in t
Đồ án môn học
điều khiển , vi điều khiển sẽ thực hiện phơng thức thu tín hiệu nối tiếp, và
giải mã ra , xác định đợc rằng ngời sử dụng đã nhấn phim 1 , và nó thực hiện
đa bit 0 ra chân P2.0 , làm cho đầu ra số 1 của IC NOT 7414 lên mức 1, làm
cho đầu vào điều khiển số 1 của ULN 2803 lên mức 1 , làm cho tầng khoá
darlington của đầu ra số 1 đóng mạnh , khiến cho rơle số 1 đợc hút và đóng
tiếp điểm lại , làm ổ cắm số 1 có điện và thiết bị số 1 đợc bật lên .
Để tiện lợi hơn, nhằm giúp cho việc điều khiển các thiết bị điên
không bị phụ thuộc khô cứng vào điều khiển từ xa , thì các tiếp điểm thờng
đóng và thờng mở của rơle đợc tận dụng hết , và đa ra các cổng nối có 3
chân và kết hợp cùng với công tắc 3 cực giống nh mạch điện cầu thang , đợc
mắc sao cho có thể bật tắt thiết bị bằng cả điều khiển từ xa và công tắc
ngoài :
GVHD:ng Vn Khanh
SVTH: Phm Vn Minh
Lõm Quc Nm
Nguyn Th Tỡnh Nga
22
Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện-Điện tử
§å ¸n m«n häc
2.2. S¬ ®å m¹ch in :
GVHD:Đặng Văn Khanh
SVTH: Phạm Văn Minh
Lâm Quốc Năm
Nguyễn Thị Tình Nga
23
Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện-Điện tử
§å ¸n m«n häc
2.3. S¶n phÈm :
GVHD:Đặng Văn Khanh
SVTH: Phạm Văn Minh
Lâm Quốc Năm
Nguyễn Thị Tình Nga
24
Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện-Điện tử
§å ¸n m«n häc
PHẦN 3: X“Y DỰNG PHẦN MỀM
********************************
GVHD:Đặng Văn Khanh
SVTH: Phạm Văn Minh
Lâm Quốc Năm
Nguyễn Thị Tình Nga
25
