CHƯƠNG I DẪN NHẬP I. ĐẶT VẤN ĐỀ: Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử màtrong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lónh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động. Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công. Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao. Nên chúng em quyết đònh thiết kế một mạch đếm sản phẩm vì nó rất gần gũi với thực tế và nó thật sự rất có ý nghóa đối với chúng em vì đã làm được một phần nhỏ đóng góp cho xã hội. Để làm được mạch này cần thiết kế được hai phần chính là: bộ phận cảm biến và bộ phận đếm. * Bộ phận cảm biến: gồm phần phát và phần thu. Thông thường người ta sử dụng phần phát là led hồng ngoại để phát ra ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống nhiễu so với các loại ánh sáng khác, còn phần thu là transistor quang để thu ánh sáng hồng ngoại. * Bộ phận đếm có nhiều phương pháp thực thi đó la:ø -Lắp mạch dùng kỹ thuật số với các IC đếm, chốt, so sánh ghép lại -Lắp mạch dùng kỹ thuật vi xử lí -Lắp mạch dùng kỹ thuật vi điều khiển II. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ: 1. Với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời có: Các ưu điểm sau: -Cho phép tăng hiệu suất lao động -Đảm bảo độ chính xác cao -Tần số đáp ứng của mạch nhanh, cho phép đếm với tần số cao -Khoảng cách đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép đếm những sản phẩm lớn. -Tổn hao công suất bé, mạch có thể sử dụng pin hoặc accu -Khả năng đếm rộng -Giá thành hạ -Mạch đơn giản dễ thực hiện Với việc sử dụng kỹ thuật số khó có thể đáp ứng được việc thay đổi số đếm. Muốn thay đổi một yêu cầu nào đó của mạch thì buộc lòng phải thay đổi phần cứng.Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được bằng phương pháp này. Với sự phát triển mạnh của nghành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi xử lí và vi điều khiển rất đa chức năng do đó việc dùng kỹ thuật vi xử lí, kỹ thuật vi điều khiển đã giải quyết những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dùng IC rời kết nối lại không thực hiện được. 2. Với mạch đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí: Ngoài những ưu điểm như đã liệt kê trong phương pháp dùng IC rời thì mạch đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí còn có những ưu điểm sau: -Mạch có thể thay đổi số đếm một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm, trong khi đó phần cứng không cần thay đổi mà mạch dùng IC rời không thể thực hiện được mà nếu có thể thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân cũng khó tiếp cận, dễ nhầm. - Số linh kiện sử dụng trong mạch ít hơn. -Mạch đơn giản hơn so với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời và có phần cài đặt số đếm ban đầu -Mạch có thể lưu lại số liệu của các ca sản xuất -Mạch có thể điều khiển đếm được nhiều dây chuyền sản xuất cùng lúc bằng phần mềm -Mạch cũng có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích hợp cho những người quản lí tại phòng kỹ thuật nắm bắt được tình hình sản xuất qua màn hình của máy vi tính. Nhưng trong thiết kế người ta thường chọn phương pháp tối ưu nhưng kinh tế do đó chúng em chọn phương pháp đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển 3. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển: Ngoài những ưu điểm có được của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điểm : -Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với những chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lí không thực hiện được. -Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí cũng giao tiếp được với máy tính nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính. III. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI: Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm bằng phương pháp đếm xung. Như vậy mỗi sản phẩm đi qua trên băng chuyền phải có một thiết bò để cảm nhận sản phẩm, thiết bò này gọi là cảm biến. Khi một sản phẩm đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần số đếm. Tại một thời điểm tức thời, để xác đònh được số đếm cần phải có bộ phận hiển thò. Tuy nhiên mỗi khu vực sản xuất hay mỗi ca sản xuất lại yêu cầu với số đếm khác nhau vì thế phải có sự linh hoạt trong việc chuyển đổi số đếm. Bộ phận chuyển đổi trực quan nhất là bàn phím. Khi cần thay đổi số đếm người sử dụng chỉ cần nhập số đếm ban đầu vào và mạch sẽ tự động đếm. Khi số sản phẩm được đếm bằng với số đếm ban đầu thì mạch sẽ tự động dừng. Từ đây suy ra mục đích yêu cầu của đề tài: -Số đếm phải chính xác, và thay đổi việc cài đặt số đếm ban đầu một cách linh hoạt. -Bộ phận hiển thò phải rõ ràng -Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm được sự an toàn,dễ sử dụng. -Giá thành không quá mắc IV. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: -Các sản phẩm rất đa dạng với nhiều chủng loại: đặc; rỗng, kích cỡ khác nhau. Nhưng với khả năng của thiết bò lắp thì mạch chỉ có thể đếm đối với sản phẩm có khả năng che được ánh sáng và có kích thước từ 10cm 3 đến 30cm 3 . -Đếm số sản phẩm trong một thùng phạm vi thay đổi từ 2  999. Còn số thùng sản phẩm phạm vi thay đổi từ 19999. -Lưu số sản phẩm, số hộp sau mỗi ca sản xuất và cho phép xem số sản phẩm và số hộp trong các ca sản xuất. Từ mục đích yêu cầu của đề tài chúng em đưa ra sơ đồ khối tổng quát của mạch điện như sau: V. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT: KHỐI XỬ LÝ CẢM BIẾN BÀN PHÍM KHỐI HIỂN THỊ . do đó chúng em chọn phương pháp đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển 3. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển: Ngoài những ưu điểm có được của. mạch dùng kỹ thuật vi xử lí -Lắp mạch dùng kỹ thuật vi điều khiển II. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ: 1. Với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời có: Các ưu điểm sau: -Cho