Thiết kế và thi công máy cho tôm ăn

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP
---------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN
THÔNG
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY
CHO TÔM ĂN
GVHD: ThS. Nguyễn Thanh Bình
SVTH: Võ Trí Hải
MSSV: 12141072
SVTH: Nguyễn Xuân Cường
MSSV: 12141028

Tp. Hồ Chí Minh - 7/2018

i


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o---Tp.HCM, ngày 16, tháng 7, năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Võ Trí Hải
MSSV: 12141072
Nguyễn Xuân Cường
MSSV: 12141028
Chuyên ngành:
Kỹ thuật Điện - Điện tử
Mã ngành: 01
Hệ đào tạo:
Đại học chính quy
Mã hệ:
1
Khóa
2012
Lớp
12141DT1
I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY CHO TÔM ĂN
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
(ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh,…)................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
2. Nội dung thực hiện:
 N I DRNG 1: T뵠m hiêu căn bản vê cách th c hoạt đông c a hệ thống cho tôm
ăn, cách bố trí hoạt động trong thực t .

 N I DRNG 2: T뵠m hi u v phư ng th c hoạt động cRng như s đ
d ng

t nối

rm-Cot
MR, modul
L
d 7 đoạn, Rotary ncod
r, R
lay SSR V và

các l쑀 thuy t liên quan.
 N I DRNG R: Thi t

hệ thống đi u hi n.

 N I DRNG 4: Thiêt

phần c ng và phần c

 N I DRNG : Đánh giá

hí cho hệ thống.

t quả thực hiện.

III. NGÀY GI O NHIỆM VỤ:
19/0R/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 1 /07/2018
V. HỌ VÀ TÊN CÁN B HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Thanh B뵠nh
CÁN B HƯỚNG DẪN

BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

ii


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 14 tháng 7 năm 2018

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Võ Trí Hải...........................................................................................
Lớp:12141DT1B............................................................ MSSV:12141072........................
Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Xuân Cường...........................................................................
Lớp:12141DT1 ............................................................MSSV:12141028........................
Tên đ tài: Thi t và thi công máy cho tôm ăn...............................................................
.............................................................................................................................................
Tuần/ngày

Nội dung

12/R – 18/R

Tham hảo 1 số đ tài, t뵠m hi u đ tài thi t
và thi công máy cho tôm ăn.
Nhận đ tài: “Thi t và thi công máy cho tôm
ăn”

19/R - 2 /R
26/R – 1/4

T뵠m hi u d ng vi đi u hi n rm-Cot
MR.

2/4 – 10/4
10/4 – 10/

T뵠m hi u Phần m m lập tr뵠nh và vẽ mạch thi t
.
T뵠m hi u các modul
và linh iện cho đ tài.

11/ – 2 /

T뵠m hi u và thi t

26/ – 1/6

Thi t

mạch cho đ tài.

2/6 – 10/6

Thi t

phần c ng cho đ tài.

11/6 – R0/6

Hoàn thiện phần lập tr뵠nh và phần c

1/7 – 1 /7

Ki m tra và hoàn thiện sản phẩm

phần c

Xác nhận
GVHD

hí cho đ tài.

hí.

GV HƯỚNG DẪN
(K쑀 và ghi rõ họ và tên)

iii


LỜI CAM ĐOAN
Đ tài này là do chúng
m tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và hông
sao chép từ tài liệu hay công tr뵠nh đã có trước đó.

Người thực hiện đ tài
Võ Trí Hải

Nguyễn Xuân Cường

iv


LỜI CẢM ƠN
Chúng
m in gửi lời cảm n chân thành đ n qu쑀 Thầy Cô hoa Điện – Điện Tử đã
giảng dạy, truy n đạt những i n th c qu쑀 báu, tạo n n tảng i n th c cho chúng
m
có c sở đ hoàn thành tốt đ tài đ án tốt nghiệp, cRng như định hướng ngh nghiệp
tư ng lai sau này. Đặc biệt chúng
m in gửi lời cảm n chân thành đ n Thầy Th.S
Nguyễn Thanh Bình, giảng viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.H Chí
Minh. Trong thời gian thực hiện đ tài, mặc dù bận rộn với công việc giảng dạy
nhưng thầy vẫn dành thời gian và tâm huy t trong việc hướng dẫn, định hướng cho
chúng
m chọn đ tài và quy tr뵠nh thực hiện phù hợp với hả năng, đ ng thời cung
cấp cho chúng
m những i n th c và tài liệu bổ ích liên quan đ n đ tài.
Đ ng thời chúng
m cRng gửi lời cảm n gia đ뵠nh, cha mẹ đã là ngu n động viên to
lớn v vật chất cRng như tinh thần trong suốt thời gian học tập, đ chúng con có
được tư ng lai, tự tin th
o đuổi ước m và sự nghiệp.
Xin chân thành cảm n!

Nhóm thực hiện đề tài
Võ Trí Hải

Nguyễn Xuân Cường

v


MỤC LỤC
TRANG BÌA..................................................................................................................i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP..........................................................................ii
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP............................................ iii

LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................... iv
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. v
MỤC LỤC................................................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................................viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU......................................................................................... x
TÓM TẮT................................................................................................................... xi
Chương 1. TỔNG QUAN........................................................................................... 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.....................................................................................................1
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨR.............................................................................. 1
1.R MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨR...............................................................................1
1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨR................................................... 2
1. Ý NGHĨ KHO HỌC VÀ TÍNH THỰC TẾ CỦ ĐỀ TÀI.......................... 2
1.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨR.......................................................................2
1.7 BỐ CỤC.............................................................................................................. R
2.1 GIỚI THIỆR VỀ MÁY CHO TÔM ĂN............................................................ 4
2.1.1 Giới thiệu......................................................................................................4
2.1.2 Phần c

hí...................................................................................................

2.2 GIỚI THIỆR VỀ VI XỬ LÝ RM CORT X-MR............................................8
2.2.1 Tổng quan.....................................................................................................8
2.2.2 Bộ ử l쑀 RM Cort
-MR.........................................................................14
2.2.R V뵠 sao phải dùng Cort
-MR trong đ tài nghiên c u............................... 1
2.2.4 Ki n trúc hệ thống c a RM Cort
-MR.................................................. 16
2.R STMR2F10RC8T6............................................................................................. 28
2.R.1 Các ch c năng chính...................................................................................... 29
2.R.2 Ứng dụng.................................................................................................... R1
2.R.R L쑀 do chọn STMR2F10RC8T6...................................................................R1
2.4 ROT RY NCOD R.......................................................................................R1

2.4.1 Thông số ỹ thuật.......................................................................................R2
2. MODRL HIỂN THỊ 4 L D 7 ĐOẠN (TM16R7)..........................................R4
2.6 R L Y RẮN SSR ( VDC)..............................................................................R
vi


2.7 RTC....................................................................................................................R6
2.7.1 Giới thiệu v RTC...................................................................................... R6
R.1 GIỚI THIỆR......................................................................................................R8
R.2TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG.......................................................R8
R.2.1Thi t

s đ

hối hệ thống.......................................................................R8

R.2.2Tính toán và thi t

mạch..........................................................................R8

R.R. THIẾT KẾ TỪNG KHỐI.................................................................................40
R.R.1 Khối đi u hi n trung tâm:........................................................................ 41
R.R.2 Khối r
lay:.................................................................................................. 42
R.R.R Khối hi n thị và hối ch c năng................................................................ 42
R.R.4 Khối thời gian thực.....................................................................................4R
R.R. Khối ngu n:.................................................................................................... 44
Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG.......................................................................45
4.1 GIỚI THIỆR......................................................................................................4
4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG.................................................................................. 4
4.2.1 Thi công bo mạch.......................................................................................4

4.2.2 Lắp ráp và i m tra.....................................................................................48
4.R ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH.......................................................... 0
4.R.1 Đóng gói bộ đi u hi n.............................................................................. 0
4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG................................................................................. 1
4.4.1 Lưu đ giải thuật........................................................................................ 1
4.4.2 Phần m m lập tr뵠nh cho vi đi u hi n....................................................... 4
4.4.R Phần m m thi t

mạch ltiums d
sign 2016......................................... 7

4.4.4 Môi trường vẽ và thi t

trong ltium d
sign
r...................................... 8

Chương 5. KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ..................................................62
.1 K t quả bộ c

hí.............................................................................................. 6R

.2 K t quả bộ đi u hi n........................................................................................64
.2.1 Hộp đi u hi n........................................................................................... 64
.2.2 Cài đặt hộp đi u hi n................................................................................6
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN........................................... 70
6.1 KẾT LRẬN....................................................................................................... 70
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 71
PHỤ LỤC................................................................................................................... 72

vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình
Trang
H뵠nh 2.1 : Máy cho tôm ăn....................................................................................
H뵠nh 2.2 : Khung chính......................................................................................... 6
H뵠nh 2.R : Động c ................................................................................................ 7
H뵠nh 2.4 : Hệ thống mâm, bánh ma sát và trục oắn........................................... 7
H뵠nh 2. : Khung hoàn chỉnh................................................................................ 8
H뵠nh 2.6 : Ki n trúc vi ử l쑀 RM Cort
-MR.................................................... 9
H뵠nh 2.7 : Bản đ bộ nhớ tuy n tính 4GByt
c a bộ ử l쑀 Cort
-MR.............11
H뵠nh 2.8 : Đặc đi m c a 4 nhánh trong họ STMR2............................................14
H뵠nh 2.9 : So sánh RM7TDMI-S và Cort
-MR............................................. 16
H뵠nh 2.10 : So sánh hiệu suất giữa RM7TDMI-S( RM) và Cort
-MR
(Thumb-2)....................................................................................................16
H뵠nh 2.11 : Cấu trúc Bus.....................................................................................17
H뵠nh 2.12 : Vùng nhớ Plash trên STMR2........................................................... 18
H뵠nh 2.1R : STMR2 bao g m 2 bộ tạo ung nhịp nội và 2 bộ tạo ung nhịp
ngoại thêm vào đó là 2 bộ hóa pha (Phas
Loc Loop-PLL)...................19
H뵠nh 2.14 : V ng hóa phas
..............................................................................20
H뵠nh 2.1 : STMR2 sử dụng dao động PLL....................................................... 21
H뵠nh 2.16 Mỗi thao tác bộ nhớ DM ................................................................22
H뵠nh 2.17 : Bộ DM được thi t cho truy n dữ liệu tốc độ và ích thước nhỏ2R
H뵠nh 2.18 : Giai đoạn Bus cc
ss CPR............................................................. 2R
H뵠nh 2.19 : Hệ thống th
o v t c a Cort
-MR................................................... 26
H뵠nh 2.20 : Chip STMRF10RC8T6..................................................................... 28
H뵠nh 2.21 : D ng STMR2F10R ....................................................................... 29
H뵠nh 2.22 : Rotary ncod
r................................................................................ R1
H뵠nh 2.2R : S đ chân Rotary ncod
r............................................................. R2
H뵠nh 2.24 : Nguyên l쑀 hoạt động c a ncod
r...................................................RR

H뵠nh 2.2 Modul
hi n thị 4 l
d 7 đoạn............................................................ R4
H뵠nh 2.26 : R
lay rắn SSR.................................................................................. R
H뵠nh 2.27 : RTC lấy sung nhịp từ LSI, LS , HS .............................................R7
H뵠nh R.1 : S đ hối hệ thống........................................................................... R8
H뵠nh R.2 : S đ nguyên l쑀 toàn hệ thống.......................................................... 40
H뵠nh R.R : S đ nguyên l쑀 hối ử l쑀 trung tâm............................................... 41
H뵠nh R.4 : S đ nguyên l쑀 hối R
lay...............................................................42
H뵠nh R. : S đ nguyên l쑀 hối hi n thị và hối ch c năng............................. 4R
H뵠nh R.6 : RTC với STMR2F10RC8T6...............................................................4R
H뵠nh R.7 : S đ nguyên l쑀 hối ngu n.............................................................. 44
H뵠nh 4.1 : S đ mạch in lớp trên hối đi u hi n trung tâm............................ 4
H뵠nh 4.2 : S đ mạch in lớp dưới hối ử l쑀 trung tâm................................... 46
H뵠nh 4.R : S đ bố trí linh iện mạch đi u hi n trung tâm............................. 46
H뵠nh 4.4 : S đ mạch in lớp trên mạch hi n thị................................................47
H뵠nh 4. : S đ mạch in lớp dưới mạch hi n thị...............................................47
H뵠nh 4.6 : S đ bố trí linh iện mạch hi n thị.................................................. 47
H뵠nh 4.7 : Ảnh mạch đi u hi n trung tâm.........................................................49
H뵠nh 4.8 : Ảnh mạch hi n thị.............................................................................. 49
viii


H뵠nh 4.9 : Ảnh t nối 2 board............................................................................ 0
H뵠nh 4.10 : Hộp đi u hi n................................................................................. 1
H뵠nh 4.11 : Lưu đ giải thuật board 1................................................................. 2
H뵠nh 4.12 : Lưu đ giải thuật board 2................................................................. R
H뵠nh 4.1R : Phần m m K
il C............................................................................. 4
H뵠nh 4.14 : ltium d
sign
r................................................................................ 8
H뵠nh 4.1 : Môi trường thi t c a ltium d
sign
r........................................ 8
H뵠nh 4.16 : Môi trường vẽ và thi t nguyên l쑀 (Sch
matic ditor)................ 9
H뵠nh 4.17 : Môi trường vẽ và thi t mạch in (PCB ditor)............................ 60

H뵠nh 4.18 : Mỗi trường vẽ và thi t thư viện linh iện nguyên l쑀 (SCH
Library ditor).............................................................................................60
H뵠nh 4.19 : Môi trường vẽ và thi t chân linh iện.........................................61
H뵠nh 0.1 .............................................................................................................. 6R
H뵠nh 0.2 .............................................................................................................. 64
H뵠nh 0.R .............................................................................................................. 64
H뵠nh 0.4 .............................................................................................................. 6
H뵠nh 0. .............................................................................................................. 6
H뵠nh 0.6 .............................................................................................................. 66
H뵠nh 0.7 .............................................................................................................. 66
H뵠nh 0.8 .............................................................................................................. 67
H뵠nh 0.9 .............................................................................................................. 67
H뵠nh 0.10 ............................................................................................................ 68
H뵠nh 0.11 ............................................................................................................ 69

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng

Trang

Bảng 2.1 : Mô tả chân Modul
l
d 7 đoạn..........................................................R
Bảng 4.1 : Danh sách linh iện........................................................................... 48

x


TÓM TẮT

Ngh nuôi tôm trên th giới đã uất hiện cách đây hàng th
nuôi tôm hiện đại mới bắt đầu từ những năm R0 c a th

ỷ nhưng ngh

ỷ XX. Năm 1964 hi quy

tr뵠nh sản uất tôm giống nhân tạo được hoàn chỉnh th뵠 đ n những năm 80, ngh nuôi
tôm trên th giới mới thực sự phát tri n mạnh.
Do nhu cấu thị trường c a mặt hàng th y sản ngày càng cao cho nên ngh
nuôi tôm ngày càng được cải ti n. Các h뵠nh th c nuôi tôm hiện đại, ti n ti n
hông ngừng được áp dụng. Gần đây, nuôi tôm công nghiệp c n được sự hổ trợ c a
công nghệ sinh học, nên sản lượng tăng đáng
Tuy sản lượng tăng mạnh với những

qua các năm.
t quả đạt được rất ấn tượng nhưng

vấn đ v dịch bệnh nổi lên ngày càng gay gắt, ảnh hưởng đ n sản lượng c a hầu
h t các nước. Một trong những nguyên nhân ch y u có th

đ n đó là ch

độ, phư ng th c cho ăn hông hợp l쑀 dẫn đ n suy thoái môi trường, ô nhiễm
ngu n nước. N u việc cho ăn có th ti n hành một cách bán tự động, tự động thay
th phư ng pháp rải bằng tay như hiện nay th뵠 những hó hăn trên có th giải
quy t một cách triệt đ với hiệu quả đ
m lại rất cao. Nắm bắt yêu cầu cấp thi t này
và được sự phân công c a Khoa C

hí, Trường Đại học Th y Sản, tôi in thực

hiện đ tài: “Thiết kế và thi công máy cho tôm ăn”.
V뵠 bước đầu làm qu
n giải quy t một vấn đ cụ th từ thực tiễn sản uất,
thời gian thực hiện đ tài hông nhi u, và tr뵠nh độ có hạn cho nên đ tài hông
tránh hỏi những thi u sót. Tôi mong nhận được nhi u 쑀 i n đóng góp c a các
thầycô
cRng như các bạn đ đ tài hoàn thiện h n.

xi


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, máy cho tôm ăn tự động đã được phổ bi n rộng rãi tại các quốc gia hu vực
Đông Nam Á trong đó có Việt Nam. Chúng được lắp đặt ở các h , trang trại nuôi
tôm

máy cho tôm ăn đã trở thành công cụ hữu ích đ hổ trợ và giúp đ nông dân

trong công việc một cách hiệu quả, đảm bảo tính chính ác trong công việc tạo ra quy
tr뵠nh hiệu quả mà nông dân mong muốn.
Từ các ng dụng c a máy cho tôm ăn và quan sát thực tiễn ở các trang trại. hầu h t
các thi t bị được đi u hi n một cách th công cho mỗi lần máy hoạt động làm cho
quy tr뵠nh cho tôm ăn bị chậm trễ chưa tích hợp bộ hẹn giờ đ tắt mở hoạt động th
o 쑀
muốn c a người ch , bộ đi u hi n c n chưa được nhỏ gọn, chưa tích hợp được bộ
đi u hi n hông dây, một số n i việc sử dụng máy c n chưa được phổ bi n
Đ

hắc phục t뵠nh trạng đó, một giải pháp được đưa ra là thi t bị phải tích hợp được

ch độ thời gian thực đ giúp hẹn giờ đóng ngắt thi t bị, bộ đi u hi n phải được thi t
nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng và thẩm mỹ cao.

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Hiện nay, máy cho tôm ăn tự động đã trở nên há phổ bi n, nhưng chưa tích hợp được
ch độ hẹn giờ th
o thời gian thực RTC, bộ đi u hi n chưa được tối ưu hóa với ích
thước lớn.

1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Mục đích nghiên c u c a đ tài là tạo ra máy cho tôm ăn, đ giúp cho người nuôi tôm
giảm chi phí lao động cRng như th c ăn dư thừa và tự động hóa các hâu. V mục đích
học tập là nghiên c u và thi t

bộ đi u hi n nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng, tích hợp các

ch c năng hẹ giờ, có độ b n và giá thành hợp l쑀.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đôi tượng nghiên c u là máy cho tôm ăn sử dụng chip stmR2l1 1c8t6 ti t iệm năng
lượng, rotary
ncod
r, tm1R67, R
lay Rắn SSR ( VDC), modul
blu
tooth hc0 , phần
m m
il c v , phần m m thi t

Phạm vi nghiên c u là thi t

mạch ltiums d
sign 2016.
bộ đi u hi n hẹn giờ cho động c hoạt động th
o yêu

cầu c a người sử dụng có tích hợp thời gian thực, với đặt đi m bộ đi u hi n phải nhỏ
gọn có tính thẩm mỹ cao và dễ dàng sử dụng.

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI
Ý nghKa hoa học là ti p cân n n công nghệ mới, i n th c mới v việc sử dụng máy
cho tôm ăn với chi phí thấp, tạo cảm h ng nghiên c u cho các đ tài hác trong lKnh
vực nông nghiệp truy n thống vốn đang phát tri n mạnh.
Ý nghKa thực tiên là hô trợ công viêc cho tôm ăn một cách hiệu quả giảm thi u thời
gian và công s c, ti t iệm được chi phí h n.

1.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phư ng pháp t뵠m hi u tài liệu:


T뵠m hi u t뵠nh h뵠nh nuôi tôm hiện nay ở trong và ngoài nước: đặc đi m c a

ao nuôi tôm, đặc tính c a tôm, cách th c cho tôm ăn.


T뵠m hiêu căn bản vê cấu tạo, nguyên l쑀 hoạt động c a máy cho tôm ăn.



T뵠m tài liệu v các máy cho tôm ăn hiện có trên thị trường (ưu đi m,

nhược đi m) đ đưa ra phư ng án tối ưu nhất cho máy cho tôm ăn.


T뵠m hi u v phư ng th c hoạt động cRng như s đ

t nối c a linh iện,

thi t bị, động c và các l쑀 thuy t liên quan.


T뵠m hi u các phần m m thi t

c

hí, phần m m vẽ mạch cRng như

phần m m vi t chư ng tr뵠nh cho hệ thống.
Phư ng pháp thực nghiệm:


Mua thi t bị, linh iện và ti n hành nối dây trên it, t
board.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN


Vi t chư ng tr뵠nh và nạp vào it đ chạy thử nghiệm mạch đi u hi n.



K t nối mạch đi u hi n với phần c

hí, cho th c ăn vào b n và chạy thử

nghiệm toàn bộ hệ thống.
Phư ng tiên nghiên c u: Máy tính, phân mêm lâp tr뵠nh K
il C V , phần m m
thi t

mạch ltiums d
sign 2016, phần m m thi t

c

hí uto Cad và các tài

liêu liên quan.

1.7 BỐ CỤC


Chương 1: Tổng Quan

Chư ng này tr뵠nh bày đặt vấn đ dẫn nhập l쑀 do chọn đ tài, mục tiêu, nội dung
nghiên c u, các giới hạn thông số và bố cục đ án.


Chương 2: C Sở L쑀 Thuy t.

Chư ng này là các l쑀 thuy t có liên quan đ n các vấn đ mà đ tài sẽ dùng đ thực
hiện thi t


, thi công cho đ tài.

Chương 3: Thi t K và Tính Toán.

Chư ng này giới thiệu tổng quan v các yêu cầu c a đ tài mà m뵠nh thi t
tính toán, thi t


.

Chương 4: K t Quả, Nhận Xét và Đánh Giá

Phần này g m có 2 phần là

t quả thi công phần c ng và những

màn h뵠nh hay mô phỏng tín hiệu,


và các

t quả h뵠nh ảnh trên

t quả thống ê.

Chương 5: K t Luận và Hướng Phát Tri n

Phần này tr뵠nh bày

t quả c a cả quá tr뵠nh nghiên c u làm đ tài trong thời gian bao

nhiêu tuần, nghiên c u được cái g뵠.


Chương 6: K t Luận và Hướng Phát Tri n

Phần này tr뵠nh bày t quả c a cả quá tr뵠nh nghiên c u làm đ tài trong thời gian
bao nhiêu tuần, nghiên c u được cái g뵠.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

3


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU VỀ MÁY CHO TÔM ĂN
2.1.1 Giới thiệu
Với việc công nghệ ngày càng phát tri n th뵠 công nghệ cho ăn tự động đã được
ng dụng rộng rãi trong công tác nuôi tr ng th y hải sản đặc biệt là ngh nuôi tôm.
Việc sử dụng máy cho tôm ăn mang lại rất nhi u lợi ích cho người tôm so với phư ng
pháp cho ăn truy n thống, sử dụng tay đ rải th c ăn, hông i m soát được lượng
th c ăn dư thừa, gây ô nhiễm ngu n nước và đáy ao. Ngược lại, việc sử dụng máy cho
tôm ăn tự động sẽ giúp chia nhỏ lượng th c ăn trong ngày thành nhi u lần, và phạm vi

rải th c ăn được căn c vào đặt tính c a loại th c ăn sử dụng và vị trí đặt máy Cách
cho ăn liên tục nhi u lần trong ngày như vậy giúp tôm "bắt" được viên th c ăn trước
hi viên th c ăn ch뵠m uống đáy ao, nhờ đó làm giảm ô nhiễm ngu n nước. H n nữa,
với máy cho tôm ăn tự động, tất cả các ích c tôm đ u nhận được th c ăn.
Hiện nay trên thị trường có rất nhi u loại máy cho tôm ăn hác nhau đa phần sử
dụng các bộ đi u hi n có ích thước lớn, các thông số đi u chỉnh được cài đặt trên
nút nhấn, chưa tích hợp được ch độ hẹn giờ bật tắt th
o thời gian thực mà đa số phải
đi u chỉnh bằng tay.
Đ cải thiện những huyêt đi m trên th뵠 một bộ đi u hi n nhỏ gọn mang tính
thẩm mỹ cao, an toàn cho người sử dụng và tích hợp đầy đ các ch c năng hẹn giờ bật
tắt th
o yêu cầu người sử dụng được h뵠nh thành. Mọi th trên bộ đi u hi n được thi t
một cách tối giản nhất có th .

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

4


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

H뵠nh 2.1: Máy cho tôm ăn

2.1.2 Phần cơ khí
Phần c

hí máy cho tôm ăn được thi t

ch y u trên phần m m uto cad

Máy cho tôm ăn bao g m các phần chính

 Khung chính: sử dụng vật liệu im loại, được thi t

đ giúp máy có th chịu lực

và đ ng vững hi động c hoạt động. Động c , hệ thống mâm, bánh ma sát, trục
oắn được lắp trên hung chính

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

5


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

H뵠nh 2.2: Khung chính
 Động c :
-

Sử dụng động c máy may 220V C, có công suất nhỏ, hông cần hởi động
từ, dễ dàng đi u hi n On/Off bằng R
lay.

-

Động c máy may có độ b n cao, phù hợp cho ch độ On/Off nhi u lần c a
máy cho tôm ăn.

Thi t

nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt, đảm bảo sự an toàn cho

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

6


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

H뵠nh 2.R: Động c
 Hệ thống mâm, bánh ma sát và trục oắn

H뵠nh 2.4: Hệ thống mâm, bánh ma sát và trục oắn
 Hệ thống hoàn chỉnh
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

7


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

H뵠nh 2. : Khung hoàn chỉnh

2.2 GIỚI THIỆU VỀ VI XỬ LÝ ARM CORTEX-M3
2.2.1 Tổng quan
D ng RM Cort
bao g m R cấu h뵠nh hác nhau c a i n trúc RMv7.
 Cấu h뵠nh

cho các ng dụng tinh vi, yêu cầu cao chạy trên các hệ đi u

hành mở và ph c tạp như Linu , ndroid...vv

vv.

 Cấu h뵠nh R dành cho các hệ thống thời gian thực.
 Cấu h뵠nh M được tối ưu cho các ng dụng vi đi u hi n, cần ti t iệm chi
phí.
Bộ vi ử l쑀 Cort
-MR là bộ vi ử l쑀
và được thi t

RM đầu tiên dựa trên i n trúc

RMv7-M

đặc biệt đ đạt được hiệu suất cao trong các ng dụng nhúng cần ti t

iệm năng lượng và chi phí. Đẩy tần số hoạt động cao h n có th làm tăng hiệu suất
nhưng cRng đi èm với việc tiêu thụ năng lượng nhi u h n và việc thi t

cRng ph c

tạp h n. Nói cách hác, cùng thực hiện những tác vụ đó nhưng bằng cách nâng cao
hiệu quả tính toán trong hi vẫn hoạt động ở tần số thấp sẽ dẫn đ n sự đ n giản hóa
trong việc thi t

và ít tốn năng lượng h n.

Trung tâm c a bộ vi ử l쑀 Cort
-MR là một lõi có cấu trúc đường ống tiên ti n R
tầng, dựa trên i n trúc Harvard.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

8


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.2.1.1 Lõi Cortex-M3

 Lõi trung tâm Cort
-MR dựa trên i n trúc Harvard, được đặc trưng bằng sự tách
biệt giữa vùng nhớ ch a dữ liệu và chư ng tr뵠nh do đó có các bus riêng đ truy cập.
V뵠 có th đọc cùng lúc lệnh và dữ liệu từ bộ nhớ, bộ vi ử l쑀 Cort
-MR có th
thực hiện nhi u hoạt động song song, tăng tốc thực thi ng dụng.

H뵠nh 2.6: Ki n trúc vi ử l쑀 RM Cort
-MR
 Lõi Cort


có cấu trúc đường ống g m R tầng: Instruction F
tch, Instruction

D
cod
và Instruction


cut
. Khi gặp một lệnh nhánh, tầng d
cod
ch a một chỉ

thị nạp lệnh suy đoán có th dẫn đ n việc thực thi nhanh h n. Bộ ử l쑀 nạp lệnh dự
định rẽ nhánh trong giai đoạn giải mã. Sau đó, trong giai đoạn thực thi, việc rẽ
nhánh được giải quy t và bộ vi ử l쑀 sẽ phân tích
m đâu là lệnh thực thi

ti p.

N u việc rẽ nhánh hông được chọn th뵠 lệnh ti p th
o đã sẵn sàng. C n n u việc rẽ
nhánh được chọn th뵠 lệnh rẽ nhánh đó cRng đã sẵn sàng ngay lập t c, hạn ch thời
gian rỗi chỉ c n một chu ỳ.

 Bộ vi ử l쑀 Cort
-MR là một bộ vi ử l쑀 R2-bit, với độ rộng c a đường dẫn dữ
liệu R2 bit, các dải thanh ghi và giao ti p bộ nhớ. Có 1R thanh ghi đa dụng, hai con
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

9


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
trỏ ngăn

p, một thanh ghi liên

t, một bộ đ m chư ng tr뵠nh và một số thanh ghi

đặc biệt trong đó có một thanh ghi trạng thái chư ng tr뵠nh.
 Bộ vi ử l쑀 Cort
-MR hỗ trợ hai ch độ hoạt động (Thr
ad và Handl
r) và hai
m c truy cập tài nguyên c a lõi ử lí (đặc quy n và hông đặc quy n), tạo đi u
iện cho việc cài đặt các hệ thống mở và ph c tạp nhưng vẫn bảo mật. Những d ng
mã hông đặc quy n bị giới hạn hoặc hông cho phép truy cập vào một số tài
nguyên quan trọng (một số lệnh đặc biệt và các vùng nhớ nhất định).
 Ch độ Thr
ad là ch độ hoạt động tiêu bi u hỗ trợ cả mã đặc quy n và hông đặc
quy n. Bộ vi ử l쑀 sẽ vào ch độ Handl
r hi một ngoại lệ (
c
ption) ảy ra và tất
cả các mã là đặc quy n trong ch độ này.
 Khả năng địa chỉ hóa 2^R2=4gb địa chỉ: các địa chỉ định nghKa sẵn, dành riêng cho
mã lệnh (vùng mã lệnh), SR M (vùng nhớ), bộ nhớ/thi t bị bên ngoài, thi t bị
ngoại vi bên trong và bên ngoài. Ngoài ra c n có một vùng nhớ đặc biệt dành riêng
cho nhà cung cấp.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

10


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

H뵠nh 2.7: Bản đ bộ nhớ tuy n tính 4GByt
c a bộ ử l쑀 Cort
-MR
NVIC (N
st
d V
ctor
d Int
rrupt Controll
r) là thành phần tích hợp c a bộ vi
ử l쑀 Cort
-MR có hả năng ử l쑀 ngắt rất linh hoạt và nhanh chóng. Trong cài đặt
chuẩn, nó cung cấp một NMI (Non-Mas abl
Int
rrupt) và R2 ngắt vật l쑀 đa dụng với
8 m c ưu tiên pr
-
mption. Nó có th được cấu h뵠nh từ 1 đ n 240 ngắt vật l쑀 với tối đa
2 6 m c độ ưu tiên.

2.2.1.2 Sự tinh vi
Các ngoại vi c a STMR2 cRng giống như những vi đi u hi n hác, như hai bộ
chuy n đổi

DC, tim
r, 12C, SPI, C N, RSB và RTC. Tuy nhiên, mỗi ngoại vi

trên đ u có rất nhi u đặc đi m thú vị. Ví dụ như bộ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

DC 12-bit có tích hợp một
11


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
cảm bi n nhiệt độ đ tự động hiệu chỉnh hi nhiệt độ thay đổi và hỗ trợ nhi u ch
độ chuy n đổi. Mỗi bộ định thời có 4 hối captur
compar
(dùng đ bắt sự iên
với tính năng input captur
và tạo dạng sóng ở ngõ ra với output compar
), mỗi
hối định thời có th liên

t với các hối định thời hác đ tạo một mảng các đinh

thời tinh vi h n.
STMR2 có hỗ trợ thêm tối đa 12 ênh DM

(Dir
ct M
mory

cc
ss). Mỗi

ênh có th được dùng đ truy n dữ liệu đ n các thanh ghi ngoại vi hoặc từ các
thanh ghi ngoại vi đi với ích thước từ (word) dữ liệu truy n đi có th là 8/16 hoặc
R2-bit. Mỗi ngoại vi có th có một bộ đi u hi n DM

(DM

Controll
r) đi èm

dùng đ gửi hoặc đ i hỏi dữ liệu như yêu cầu.
STMR2 là một vi đi u hi n tiêu thụ năng lượng thấp và đạt hiệu suất cao. Nó
có th hoạt động ở điện áp 2V, chạy tần số 72Mhz và d ng tiêu thụ chỉ có R6m
với tất cả các hối bên trong vi đi u hi n đ u được hoạt động.

2.2.1.3 Sự an toàn
Ngày nay các ng dụng hiện đại phải hoạt động trong môi trường hắt h
, đ i
hỏi tính an toàn cao, cRng như đ i hỏi s c mạnh ử l쑀 và càng nhi u thi t bị tinh vi.
Đ đáp ng các yêu cầu hắt h
đó, STMR2 cung cấp một số tính năng phần c ng
hỗ trợ các ng dụng một cách tốt nhất. Chúng bao g m một bộ phát hiện điện áp
thấp, một hệ thống bảo vệ ung cloc và hai bộ Watchdogs. Bộ đầu tiên là một
Watchdog cửa sổ (window
d watchdog). Watch này phải được làm tư i trong một

hung thời gian ác định. N u nhấn nó quá sớm, hoặc quá muộn, th뵠 Watchdog sẽ
ích hoạt. Bộ th hai là một Watchdog độc lập (ind
p
nd
nt watchdog), có bộ dao
động bên ngoài tách biệt với ung nhịp hệ thống chính bên ngoài (thường là thạch
anh) và tự động chuy n sang dùng bộ dao động nội RC 8Mhz.

2.2.1.4 Tính bảo mật
Một trong những yêu cầu hắt h
hác c a thi t

hiện đại là nhu cầu bảo mật

mã chư ng tr뵠nh đ ngăn chặn sao chép trái phép phần m m. Bộ nhớ Flash c a
STMR2 có th được hóa đ chống truy cập đọc Flash thông qua cổng D
bug. Khi
tính năng bảo vệ đọc được ích hoạt, bộ nhớ Flash cRng được bảo vệ chống ghi đ
ngăn chặn mã hông tin cậy được chèn vào bảng v
ctor ngắt. H n nữa bảo vệ ghi
có th được cho phép trong phần c n lại c a bộ nhớ Flash. STMR2 cRng có một
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

12


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
đ ng h thời gian thực và một hu vực nhỏ dữ liệu trên SR M được nuôi nhờ
ngu n pin. Khu vực này có một đầu vào chống giả mạo (anti-tamp
r input), có th
ích hoạt một sự iện ngắt hi có sự thay đổi trạng thái ở đầu vào này. Ngoài ra
một sự iện chống giả mạo sẽ tự động óa dữ liệu được lưu trên SR M được nuôi
bằng pin.

2.2.1.5 Phát triển phần mềm
N u bạn đã sử dụng một vi đi u hi n dựa trên lõi
tri n cho

RM, th뵠 các công cụ phát

RM hiện có đã được hỗ trợ tập lệnh Thumb-2 và d ng Cort
. Ngoài ra

ST cRng cung cấp một số thư viện đi u hi n thi t bị ngoại vi, một bộ thư viện phát
tri n RSB nhu là một thư viện

NSI C và mã ngu n đó tư ng thích với các thư

viện trước đó được công bố cho vi đi u hi n STR7 và STR9. D ng Cort
-MR
cRng đi èm với một hệ thống g lỗi hoàn toàn mới gọi là Cor
Sight. Truy cập vào
hệ thống Cor
Sight thông qua cổng truy cập D
bug (D
bug
hỗ trợ

cc
ss Port), cổng này

t nối chuẩn JT G hoặc giao diện 2 dây (s
rial wir
-2pin), cRng như cung

cấp tr뵠nh đi u hi n chạy g lỗi, hệ thống Cor
Sight trên STMR2 cung cấp hệ
thống đi m truy cấp (data watchpoint) và một công cụ th
o dõi (intrum
ntation
trac
).

2.2.1.6 Dòng Performance và Access của STM32
Họ STMR2 có hai nhánh đầu tiên riêng biệt: d ng P
rformanc
và d ng cc
ss.
D ng P
rformanc
tập hợp đầy đ các thi t bị ngoại vi và chạy với ung nhịp tối
đa 72Mhz. D ng cc
ss có các thi t bị ngoại vi ít h n và chạy tối đa R6Mhz. Quan
trọng h n là cách bố trí chân (pins layout) và các i u đóng gói chip (pac ag
typ
)
là như nhau giữa các d ng

cc
ss và d ng P
rformanc
. Đi u này cho phép các

phiên bản hác nhau c a STMR2 được hoán vị mà hông cần phải sửa đổi sắp

p

lại footprint (mô h뵠nh chân c a chip trong công cụ layout bo mạch) trên PCB
(Print
d Circuit Board).
Ngoài 2 d ng P
rformanc
và cc
ss đầu tiên, hiện nay ST đã đưa ra thị trường
thêm 2 d ng RSB cc
ss và Conn
ctivity như h뵠nh bên dưới:

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

13


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

H뵠nh 2.8: Đặc đi m c a 4 nhánh trong họ STMR2

2.2.2 Bộ xử lý ARM Cortex-M3
2.2.2.1 Giới thiệu sơ lược
Giải pháp Soc (Syst
m-on-chip) dựa trên bộ vi ử l쑀 nhúng

RM được ng

dụng vào rất nhi u thi trường hác nhau bao g m các ng dụng doanh nghiệp, các
hệ thống ô tô, mạng gia đ뵠nh và công nghệ hông dây

D ng vi ử l쑀

RM

Cort
dựa trên i n trúc chuẩn đ đ đáp ng hầu h t các yêu cầu v hiệu năng
làm việc trong tất cả các lKnh vực trên. D ng
hác nhau c a i n trúc

RM7: cấu h뵠nh

RM Cort
bao g m ba cấu h뵠nh

cho các ng dụng tinh vi, yêu cầu cao

chạy trên các hệ đi u hành mở và ph c tạp như Linu ,

droid

Cấu h뵠nh R dành

cho các hệ thống thời gian thực và cấu h뵠nh M được tối ưu cho các ng dụng đi u
hi n, cần ti t iệm chi phí. Bộ ử l쑀 Cort
-MR là bộ ử l쑀
trên i n trúc

RMv7-M và được thi t

RM đầu tiên dựa

đặc biệt đ đạt được hiệu suất cao trong

các ng dụng nhúng cần ti t iệm năng lượng và chi phí, chẳng hạn như các vi đi u

hi n hệ thống c ô tô, hệ thống i m soát công nghiệp và hệ thống hông dây.

2.2.2.2 Hiệu suất cao
Đ đạt được hiệu suất cao h n, bộ vi ử l쑀 có th làm việc h n hoặc làm việc
thông minh h n. Đẩy tần số hoạt động cao h n có th làm tăng hiệu suất nhưng
cRng đi èm với tiêu thụ năng lượng nhi u h n và việc thi t
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

cRng ph c tạp h n.
14