Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp: Thiết kế bộ định lượng ba thành phần dùng vi điều khiển

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, sự bùng nổ về khoa học kỹ thuật  
đã đưa con người lên một tầm cao mới. Bằng việc áp dụng các  
khoa học vào trong sản xuất, cũng như  trong cuộc sống đời sống 
của con người được cải thiện lên nhiều, giảm nhiều sức lao động  
cho công nhân, thời gian lao động  nhưng độ chính xác, năng xuất, 
chất lượng sản phẩm không hề giảm, thậm chí còn cao hơn nhiều  
so với trước. Đó là sự phát triển không ngừng của lĩnh vực cơ điện 
tử ­ tự động hóa
Trong hầu hết tất cả  các công ty hiện nay thì tự  động hóa 
quá trình sản xuất là điều tất yếu và không thể thiếu được. Các hệ 
thống đo lường và điều khiển nói riêng khâu định lượng đóng vai 
trò rất quan trọng, nhằm xác định chính xác khối lượng nguyên vật 
liệu đầu vào cũng như  khối lượng sản phẩm  ở đầu ra. Khâu định 
lượng không chỉ  áp dụng cho các sản phẩm đóng gói, đóng hộp 
trong các nhà máy, nó còn phục vụ cho cả lĩnh vực xây dựng như 
điều khiển định lượng trong trạm bê tông…Do yêu cầu đòi hỏi 
chính xác về  tỉ  lệ, khối lượng,  ổn định vì vậy các nhà sản xuất 
chế tạo cần phải nắm rõ các thông số kỹ thuật của các thiết bị để 
thiết kế ra các sản phẩm hoạt động tốt trong quá trình sản xuất
Ý nghĩa khoa học thực tiễn
Việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo bộ điều khiển định lượng  
ba thành phần dùng vi điều khiển vô cùng vó ý nghĩa với thực tiễn  
xã hội. Đó là thành quả  của việc áp dụng khoa học kỹ  thuật vào  


trong sản xuất giúp cho việc định lượng các thành phần trở nên dễ 
dàng, chính xác, và năng suất. 
Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo 
bộ  điều khiển định lượng ba thành phần sử  dụng vi điều khiển 
phục vụ cho việc định lượng nguyên liệu trong trạm trộn bê tông. 
Các phương pháp nghiên cứu cho việc thiết kế bộ điều khiển định  
lượng ba thành phần sử dụng vi điều khiển.
Phương pháp luận
  Bằng những kiến thức được học cùng với sự  nghiên cứu  
tìm tòi và sự chỉ bảo của các thầy cô, khóa luận này tập trung vào  
việc thiết kế mạch điều khiển định lượng ba thành phần .
Phương pháp phân tích
Bằng việc xây dựng thuật toán rõ ràng và phân tích quá trình 
hoạt động của việc cân định lượng mà xây dựng lên chương trình 
điều khiển cho nó
Phương pháp xử lý bản vẽ số liệu
Dùng phần mềm Altium để vẽ mạch nguyên lý và mạch in, 
CCS để viết và biên dịch chương trình, Proteus 8 để mô phỏng trên 
máy tính
Phạm vi đề tài


Trong phạm vi khóa luận, em chỉ có thể thiết kế mạch điều  
khiển định lượng ba thành phần
Nội dung nghiên cứu
Chương 1: tìm hiểu chung về hệ thống định lượng
Chương 2: Tìm hiểu về các thiết bị
Chương 3: Thiết kế mạch điều khiển


CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH 
LƯỢNG

Ngày   nay,   tự   động   hóa   trong   quá   trình   sản   xuất   là   điều 
không  thể   thiếu  và  khâu  định  lượng  đóng vai  trò  hết   sức   quan  
trọng. Nó có mặt hầu hết trong các công đoạn của quá trình sản  
xuất. Khâu định lượng không chỉ  áp dụng trong các nhà máy mà 
chúng còn được áp dụng trong xây dựng đặc biệt là trong việc định 
lượng các thành phần trong trạm trộn bê tông.

Hình ­2: Trạm trộn bê tông (nguồn internet)
Ở chương này sẽ tập trung tìm hiểu về hệ thống định lượng 
từ tổng quát cho đến chi tiết. Phần đầu sẽ nêu lên tầm quan trọng  
của hệ thống định lượng trong sản xuất, các phương pháp cân định 
lượng tiếp theo sẽ tìm hiểu, nghiên cứu về các thành phần cơ bản  
của hệ thống, sơ đồ mạch điều khiển, quy trình định lượng rồi từ 
đó sẽ  xây dựng thuật toán để  có thể  viết được chương trình điều 
khiển


Hình 1­9: Quy trình định lượng
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ

Vi điều khiển Pic 16F877A là một trong những dòng vi điều 
khiển khá phổ biến ở Việt Nam, nó có đầy đủ các chức năng, phù  
hợp với các sản phẩm điện tử. Với mỗi lệnh của vi điều khiển sẽ 
được thực hiện trong một chu kì xung clock. Tần số hoạt động cho 
phép   20MHz,   bộ   nhớ   chương   trình   8Kx14   bit,   bộ   nhớ   dữ   liệu  
368x8 byte RAM và bộ  nhớ  EEPROM có dung lượng 256x8 byte.  
Pic 16F877A có 5 PORT với 33 chân I/O. Ngoài chức năng xuất,  
nhập dữ liệu thì Pic 16F877A còn có một số chức năng khác như : 
bộ  định thời, đếm Timer 0, Timer 1, Timer 2; bộ  chuyển đổi tín  
hiệu tương tự  sang tín hiệu số  ADC; bộ  so sánh/ điều chế  xung; 

các chuẩn giao tiếp nối tiếp như  SSP (Synchronous Serial Port),  
SPI, I2C, UART; cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port)  
với   các  chân  điều  khiển RD,  WR,  CS  bên  ngoài;  chế   độ   ngắt;  
Sleep và một số chức năng khác.
LCD (Liquid Crystal Display) là thiết bị  hiện thị  được sử 
dụng khá là phổ biến. Nó có nhiều ưu điểm như là: khả năng hiển 
thị  ký tự đa dạng, trực quan, dễ dàng đưa vào các mạch ứng dụng  
theo nhiều giao thức khác nhau , tồn tại ít tài nguyên hệ  thống và  
giá thành rẻ. Text LCD thường có 16 chân trong đó có 14 chân kết  
nối và 2 chân đèn nền. Chức năng các chân, các thanh ghi và cấu  


trúc bộ nhớ được thể hiện rõ trong bài khóa luận tốt nghiệp. Có 2 
chế độ giao tiếp LCD đó là chế độ 4 bit (chỉ dùng 4 chân từ D4­D7  
để  truyền dữ  liệu) và chế  độ  8 bit (dùng 8 chân từ  D0­D7  để 
truyền dữ liệu).
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Chương này sẽ tập trung vào 2 vấn đề chính đó là việc thiết 
kế phần cứng và xây dựng phần mềm.
Ở  phần thiết kế  phần cứng sẽ thiết kế mạch nguyên lý và  
mạch mô phỏng. Tìm hiểu, thiết kế  từng khối mạch điều khiển 
bằng phần mềm Altium, mô phỏng quá trình hoạt động bằng phần 
mềm proteus sau đó sẽ tiến hành vẽ mạch in và đi làm mạch thật.  
Yêu cầu ở phần này đòi hỏi phải có kiến thức về nguyên lý mạch 
điện tử  cũng như  việc sử  dụng các phần mềm một cách thành  
thạo


Hình 3.17. Mạch lắp đặt linh kiện
Xây dựng phần mềm tìm hiểu về phần mềm ngôn ngữ  lập 

trình C, phần mềm CCS từ đó kết hợp với thuật toán ở  phần trên  
để đi viết chương trình điều khiển  cho mạch điều khiển
KẾT LUẬN
Kết quả thực hiện được:
Tìm hiểu sơ  bộ  về  hệ  thống  định lượng  ứng dụng trong  
việc sản xuất bê tông
Nghiên cứu tổng quan về  vi điều khiển Pic, LCD text, một  
số linh kiện khác
Sử dụng một số phần mềm để thiết kế, lập trình, mô phỏng 
như CCS, Altium Designer, Proteus


Thiết kế mạch điều khiển theo yêu cầu đề ra
Những điều còn hạn chế:
Chưa tối ưu hóa được chương trình
Mạch điều khiển bước đầu chỉ  là thử  nghiệm, để  đưa ra  
công nghiệp hóa cần phải thử nghiệm nhiều hơn nữa.
Hướng phát triển:
Giao tiếp với máy tính 
Thêm một số moudul, hoàn thiện phần cứng