Đồ án Điều khiển từ xa bằng sóng RF

IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ TP H N Gi o viê ướng dẫn IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ H Giáo viên phản biện IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 3 LỜI ĐẦU iện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. iện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hằng ngày. Một trong những ứng dụng quan trọng của ngành công nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiển từ xa bằng RF. Sử dụng RF được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp và các lĩnh vực khác trong cuộc sống với những thiết bị điều khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế thật cao. Xuất phát từ những ứng dụng đó, em đã thiết kế và lắp ráp một mạch ứng dụng nhỏ trong thu phát RF: “ Bộ điều khiển từ xa bằng RF ”. Bộ điều khiển từ xa sau khi thi công mạch xong có thể điều khiển được bốn thiết bị. Mạch sử dụng IC phát PT2262 để mã hóa tín hiệu điều khiển. Dữ liệu sau khi mã hóa sẽ được truyền đi bằng modul phát RF 315Mhz , tín hiệu sẽ được thu bưởi khối thu RF, dữ liệu sẽ được giải mã bằng PT2272 và đưa về vi xử lý. Vi xử lý xử lý tín hiệu đưa về từ PT2272 và điều khiển khối Relay để bật những thiết bị được yêu cầu mở bởi bên phát. Nội Dung báo cáo gồm 3 chương: Chương : Kiến Thức Tổng Quan Chương 2:Thiết Kế Mạch Chương 3:Thi Công Mạch ề tài này giúp em hiểu rõ hơn về nguyên lý thu phát và ứng dụng những lý thuyết được học vào thực tế. ồng thời tìm hiểu thêm những điều chưa được học và nâng cao kỹ năng thực hành cũng như là những ứng dụng của mạch trong thực tế. Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện thì em: 1. ã làm được: - Mạch đã có thể chạy ổn định. - Kết hợp được moldul thu với vi điều khiển. - iều khiển tín hiệu dạng on/off từ modul phát sang modul thu và xuất lệnh cho vi điều khiển thực thi. 2. Chưa làm được: - Mạch còn hạn chế về số thiết bị điều khiển,chỉ mới điều khiển được 4 thiết bị - Chưa chế tạo được module thu phát mà phải mua 3. Hướng phát triển của đề tài: IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 4 - Thiết kế điều khiển nhiều hơn 4 thiết bị. - Mở rộng điều khiển thiết bị bằng tin nhắn SMS hay internet. IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 5 LỜI CẢ ƠN Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường ại Học Công ghiệp TP.HCM đã tận tình dạy dỗ trong suốt những năm qua. Trong đó phải kể đến quý thầy cô Khoa Công ghệ iện Tử đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án 1A này . Em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn thầy Phạm uang Tr đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình chọn đề tài và thực hiện đề tài.Với thời gian thực hiện đề tài ngắn, kiến thức còn hạn hẹp, dù em đã cố gắng nhưng vẫn không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự chỉ dẫn thêm của quý thầy cô. Sinh viên thực hiện: Hà Tuấn nh - 09286221 IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 6 Danh Mục Hình Ảnh Hình 1.1: Sơ đồ chân của PIC 16F877A. .................................................................... 11 Hình 1.2: LCD HD44780. ............................................................................................ 14 Hình 1.3: Sơ đồ chân của LCD HD44780. .................................................................. 15 Hình 1.4: Sơ đồ chân IC 2262. .................................................................................... 15 Hình 1.5 Xung nhịp tạo ra từ mạch dao động. ............................................................ 15 Hình 1.6 Xung nhịp bit 0. ............................................................................................. 17 Hình 1.7 Xung nhịp của bit ......................................................................................... 17 Hình 1.8 Xung nhịp của bit F. ...................................................................................... 18 Hình 1.9 Xung nhịp của bit đồng bộ Syn ..................................................................... 18 Hình 1.10 Sơ đồ đấu chân của khối thu và phát RF .................................................... 19 Hình 1.11 Code word mã hóa hoàn chỉnh ................................................................... 20 Hình 1.12 Cấu trúc của PT2272 .................................................................................. 21 Hình 1.13 Relay ............................................................................................................ 21 Hình 1.14 Hình dạng tụ điện ....................................................................................... 22 Hình 1.15 Điện trở ....................................................................................................... 24 Hình 1.16 Diode ........................................................................................................... 26 Hình 1.17 Led đơn ........................................................................................................ 27 Hình 1.18 C1815 .......................................................................................................... 28 Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển từ xa bằng RF .................................................. 30 Hình 2.2 sơ đồ khối nguồn ........................................................................................... 31 Hình 2.3 Sơ đồ khối phát .............................................................................................. 31 Hình 2.4 Sơ đồ khối thu ................................................................................................ 32 IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 7 Hình 2.5 Sơ đồ khối điều khiển .................................................................................... 33 Hình 2.6 Khối ReLay .................................................................................................... 33 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý ............................................................................................. 37 Hình 3.1 sơ đồ mạch in khối phát RF .......................................................................... 44 Hình 3.2 Sơ đồ mạch in mạch bo ................................................................................. 45 Hình 3.3 : Sản phẩm hoàn thiện................................................................................... 46 IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 8 MỤC LỤC LỜI M ẦU .................................................................................................................... 3 LỜI CẢM Ơ .................................................................................................................... 5 CHƯƠ G ..................................................................................................................... 10 KIẾN THỨC TỔNG QUAN ........................................................................................... 10 1.1 Giới thiệu điều khiển từ xa ........................................................................................ 10 . . iều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF) ....................................................... 10 1.1.2 Hoạt động ............................................................................................................ 10 1.2 Giới thiệu linh kiện sử dụng ....................................................................................... 11 1.2.1 Tổng quan về vi điều khiển PIC 16F877A ......................................................... 11 .2. . Một vài thông số của vi điều khiển PIC 6F 77 ................................................ 11 .2. .2 Các cổng xuất nhập của PIC 6F 77 ............................................................ 12 2.1.2 Tổng quan về LCD HD44780............................................................................. 14 1.2.3 Tổng quan về PT 2262 và PT2272 ...................................................................... 15 1.2.3.1 Mã hóa với PT 2262 ............................................................................................. 16 o . Biểu diễn Bit code mã hóa ................................................................................... 16 o . uy ước mã hóa địa chỉ ........................................................................................ 20 1.2.4 Relay .................................................................................................................... 23 1.2.5 Tụ điện: ............................................................................................................... 24 .2.6 iện Trở: ............................................................................................................. 25 1.2.7 Diode ................................................................................................................... 26 .2. Led đơn : .............................................................................................................. 27 1.2.9 Transistor c1815: ................................................................................................ 28 THIẾT KẾ MẠCH ........................................................................................................... 30 2. Sơ đồ khối ............................................................................................................... 30 2.1.1 Chức năng và nhiệm vụ của từng khối ................................................................ 30 2.1.1.1. Khối nguồn ...................................................................................................... 30 2.1.1.2. Khối phát.......................................................................................................... 31 IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 9 2.1.1.3. Khối thu ........................................................................................................... 32 2.1.1.4.khối điều khiển ................................................................................................. 32 2.1.1.5. Khối Relay công suất ....................................................................................... 33 2.2 Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của mạch ................................................................ 37 2.2. Sơ đồ nguyên lý ................................................................................................... 37 2.2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch ........................................................................... 38 2.2.2.1 Khi bật thiết bị .................................................................................................. 38 2.3.2. Khi tắt thiết bị: .................................................................................................... 39 2.4 Lưu đồ giải thuật ..................................................................................................... 41 2.5 Code chương trình .................................................................................................. 42 THI CÔNG MẠCH .......................................................................................................... 44 3.1 Dụng cụ sử dụng ..................................................................................................... 44 3.2 Tiến hành thi công mạch ........................................................................................ 44 3.3 Sản Phẩm hoàn thiện .............................................................................................. 46 3.4 Hướng Dẫn Sử dụng ............................................................................................... 47 KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 49 Tài Liệu Tham Khảo ..................................................................................................... 50 IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 10 HƯƠNG 1 KIẾN THỨC TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu điều khiển từ xa Ít người biết rằng những chiếc điều khiển từ xa đầu tiên trên thế giới được ra đời nhằm mục đ ch phục vụ cho chiến tranh. Các loại điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến xuất hiện vào chiến tranh thế giới I nhằm hướng dẫn các tàu hải quân ức đâm vào thuyền của quân ồng Minh. ến chiến tranh thế giới II, điều khiển từ xa dùng để kích nổ những quả bom. Sau chiến tranh, công nghệ tuyệt vời của chúng tiếp tục được cải tiến để phục vụ đắc lực trong đời sống con người. Và đến nay, có thể nói, gần như ai cũng đã từng sử dụng điều khiển từ xa để điều khiển một thiết bị nào đó. Ban đầu, người ta dùng điều khiển từ xa sử dụng công nghệ tần số vô tuyến RF (Radio Frequency) và sau đó bắt đầu ứng dụng công nghệ hồng ngoại IR (Infrared Remote) vào điều khiển từ xa. Hiện nay trong đời sống, chúng ta sử dụng cả hai loại điều khiển từ xa này. 1.1.1 Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF) Là loại điều khiển từ xa xuất hiện đầu tiên và đến nay vẫn giữ một vai trò quan trọng và phổ biến trong đời sống. Nếu điều khiển IR chỉ dùng trong nhà thì điều khiển RF lại dùng cho nhiều vật dụng bên ngoài như các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo hiệu cho xem các loại đồ chơi điện tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và các hệ thống máy t nh xách tay và điện thoại thông minh… 1.1.2 Hoạ động Với loại điều khiển này, nó cũng sử dụng nguyên lý tương tự như điều khiển bằng tia hồng ngoại nhưng thay vì gửi đi các t n hiệu ánh sáng, nó lại truyền sóng vô tuyến tương ứng với các lệnh nhị phân. Bộ phận thu sóng vô tuyến trên thiết bị được điều khiển nhận tín hiệu và giải mã nó. IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 11 1.2 Giới thiệu linh kiện sử dụng 1.2.1 Tổng quan về vi điều khiển PIC 16F877A Hình 1.1 Sơ đồ chân của PIC 16F877A 1 1 1 ộ v i ố vi điều iể I 1 A Vi điều khiển PIC 6F 77 là vi điều khiển thuộc họ PIC 6Fxxx với tập lệnh gồm 3 lệnh có độ dài 4 bit. Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu k xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa cho ph p là 2 Mh với một chu kì lệnh là 2 ns. Bộ nhớ chương trình K x 4bit, bộ nhớ dữ liệu 36 x byte R M và bộ nhớ dữ liệu EEPR M với dung lượng 2 6 x byte. Số P RT I là với 33 chân I . Các đ c t nh ngoại vi bao gồm các khối chức năng: - Timer : bộ định thời bit với bộ chia tần số bit. - Timer : bộ định thời 6 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep. - Timer 2: bộ định thời bit với bộ chia tần số, bộ postcaler. - Hai bộ Bắt giữ So sánh iều chế độ rộng xung. - Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C. IỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SÓNG RF 12 - Chuẩn giao tiếp nối tiếp S RT với bit địa chỉ. - Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển R , , CS