thiết kế mạch điện tử điều khiên led quay + thuật toán + code

85 116 0
  • Loading ...
1/85 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 03/07/2019, 11:01

Chương 1: Tổng quan về đề tài. Chương này giới thiệu sơ lược về đề tài, mục tiêu của đề tài, ý tưởng thiết kế, phương pháp nghiên cứu của đề tài.Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương này trình bày tổng quan về LED, quang báo bằng ma trận LED và các phương pháp hiển thị của ma trận LED.Chương 3: Sơ đồ khối và nguyên lý mạch. Trình nguyên lý hoạt động của mạch, linh kiện điện tử được sử dụng trong mạch. Sơ đồ và chức năng từng khối.Chương 4: Xây dựng lưu đồ giải thuật. Xây dựng lưu đồ chương trình điều khiển của mạch.Chương 5: Thiết kế phần mềm và giao diện trên PC. Giới thiệu về ngôn ngữ lập trình C . Thiết kế giao diện trên PC và giao tiếp với vi điều khiển qua UART. Liên hệ huong dan 0523315627 MỤC LỤC Danh sách hình Hình 2.1 LED đơn thơng thường .5 Hình 2.2 Cấu tạo LED Hình 2.3 Nguyên lý phát quang nối p - n Hình 2.4 Đặc tuyến Vơn – Ampe chuyển tiếp p – n phân cực thuận .10 Hình 2.5 Đèn LED trắng dùng chiểu sáng 12 Hình 2.6 Đèn LED dùng quảng cáo 12 Hình 2.7 LED sử dụng nông nghiêp 13 Hinh 2.8 Ma trận LED 8x8 .14 Hình 2.9a Quét LED ma trận hàng thứ 15 Hình 2.9b Quét LED ma trận hàng thứ 15 Hình 2.9c Quét LED ma trận hàng thứ 16 Hình 2.9d Quét LED ma trận hàng thứ 16 Hình 2.9e Quét LED ma trận hàng thứ 16 Hình 2.9f Quét LED ma trận hàng thứ 16 Hình 2.9g Quét LED ma trận hàng thứ 17 Hình 2.9h Quét LED ma trận hàng thứ 17 Hình 2.10 Ma trận hiển thị chữ A 17 Hình 2.11 Dải LED tạo thành LED ma trận hình tròn .18 Hình 2.12 Phương pháp hiển thị LED quay ngang 19 Hình 2.13 Trình tự quét hiển thị chữ A 20 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 19 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý 20 Hình 3.3 Mạch in lớp top 21 Hình 3.4 Mạch in lớp bottom 22 Hình 3.5 Hình dạng ATmega32 loại DIP SMD .22 Hình 3.6 Sơ đồ chân Atmega 32 chân DIP 24 Hình 3.7 Sơ đồ chân Atmega SMD 25 Hình 3.8 Sơ đồ khối Atmega32 26 Hình 3.9 Khối xử lý trung tâm 30 Hình 3.10 IC 74HC595 31 Hình 3.11 Sơ đồ chân 74HC595 31 Hình 3.12 Sơ đồ khối 74HC595 32 Hình 3.13 Sơ đồ khối truyền liệu 33 Hình 3.14 DS1307 .34 Hình 3.15 Sơ đồ chân chip DS1307 loại DIP SMD 34 Hình 3.16 Sơ đồ khối bên chip DS1307 35 Hình 3.17 Các ghi thời gian DS1307 36 Hình 3.18 Sơ đồ khối thời gian thực 38 Hình 3.19 EEPROM DIP SMD .39 Hình 3.20 Sơ đồ chân EEPROM .39 Hình 3.21 Sơ đồ khối EEPROM 40 Hình 3.22 Hiệu ứng từ .41 Hình 3.23 Sơ đồ khối bên cảm biến Hall 41 Hình 3.24 Hình dạng sơ đồ chân cảm biến Hall 42 Hình 3.25 Khối cảm biến 42 Hình 3.26 LED SMD thực tế .43 Hình 3.27 Sơ đồ kích thước LED SMD 1210 .44 Hình 3.28 Khối hiển thị .44 Hình 3.29 Mắt thu hồng ngoại thực tế sơ đồ chân 45 Hình 3.30 Hình ảnh PIC12F629 46 Hình 3.31 Sơ đồ chân PIC 12F629 47 Hình 3.32 Khối giải mã tín hiệu từ remote 47 Hình 3.33 Remote 21 phím 48 Hình 3.34 Khung truyền liệu kênh nhấn .48 Hình 3.35 LM7805 50 Hình 3.36 Sơ đồ khối nguồn 50 Hình 3.37 PIN thực tế 51 Hình 3.38 Vòng bi D6001 52 Hình 3.39 Kết nối vòng bi dây điện 53 Hình 3.40 Loxo thực tế 54 Hình 3.41 Lắp vòng bi lên quạt 54 Hình 3.42 Dây nguồn dây đất quạt 55 Hình 3.43 Hai tụ hóa bù điện áp cho mạch 56 Hình 3.44 Nam châm tạo ngắt 56 Hình 3.45 Moudule thu phát RF CC1101 57 Hình 4.1 Giải thuật chương trình .58 Hình 4.2 Giải thuật chương trình chỉnh sửa thời gian 59 Hình 4.3 Giải thuật chương trình menu .60 Hình 4.4 Giải thuật tăng giảm chương trình hiển thị .61 Hình 4.5 Giải thuật chương trình ngắt .62 Hình 4.6 Giải thuật chương trình hiển thị 63 Hình 5.1 Giải thuật phần mềm giao diện 66 Hình 5.2 Giao diện phần mềm PC .67 Hình 5.3 Module COM PORT 68 Hình 5.4 Moudle kết nối 68 Hình 5.5 Moudle truyền liệu hình ảnh 69 Hình 5.6 Module truyền liệu ký tự .69 Hình 5.7 Giao diện phần mềm giải mã hình ảnh 70 Hình 5.8 Giao diện phần mềm lấy liệu giải mã hình ảnh 70 Hình 6.1: Hiển thị đồng hồ kim 72 Hình 6.2: Hiển thị đồng hồ số ngày, tháng 72 Hình 6.3: Hiển thị ký tự .73 Hình 6.4: Hiển thị logo, hình ảnh 73 Hình 6.5: Hiển thị chữ thư pháp 74 Hình 6.5: Giao diện menu 74 Hình 6.6: Giao diện chỉnh sửa thời gian 75 Hình 6.7: Giao diện chỉnh sửa ngày tháng 75 Hình 6.8: Giao diện chỉnh sửa ký tự 76 Danh sách bảng Bảng 3.1: Lựa chọn Clock 27 Bảng 3.2: Lựa chọn tần số hoạt động 28 Bảng 3.3: Các ngắt ATmega32 29 Bảng 3.4: Tổ chức ghi thời gian 36 Bảng từ viết tắt CISC Complex Instruction Set Computer EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory IC Integrated Circuit LED Light Emitting Diode PC Personal Computer PIC Programmable Intelligent Computer RF Radio Frequency RGB Red Green Blue RISC Reduced Instructions Set Computer SPI Serial Peripheral Interface UART Universal Asynchronous Receiver- Transmitter UV Ultraviolet LỜI NÓI ĐẦU Cuộc sống ngày phát triển với bùng nổ khoa học kỹ thuật, mang lại nhiều tiện ích hơn, ứng dụng nhằm đáp ứng cho nhu cầu ngày thiết thực khó tính nhân loại Góp phần khơng thể thiếu để mang lại thành tựu to lớn phát triển không ngừng kỹ thuật điện tử Cùng với phát triển không ngừng nghĩ khoa học kỹ thuật phát triển kinh tế thị trường, cạnh tranh liệt doanh nghiệp để đưa sản phẩm đến người tiêu dùng nhanh Thơng qua nhiều hình thức quảng cáo khác mà doanh nghiệp giới thiệu sản phẩm đến người Trong nhiều hình thức đa dạng qua báo, đài, tivi, tờ rơi, áp phích việc dùng quang báo cách đơn giản hiệu để quảng cáo Có thể gặp nhiều bảng quang báo thực tế Chẳng hạn, hiệu sách có bảng thơng tin giá sách, loại sách Hoặc sân bay có bảng thơng tin cho biết thời gian hoạt động chuyến bay, thông báo ngắn phi trường Và đường phố lúc đêm thường có nhiều bảng quang báo lớn hiển thị hình ảnh, logo sinh động với nhiều hiệu ứng khác Đề tài thực loại hình quang báo, “Quang báo LED quay” Đây hình thức quang báo sử dụng đời sống ngày Luận văn tốt nghiệp thực đề tài chia thành chương: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương giới thiệu sơ lược đề tài, mục tiêu đề tài, ý tưởng thiết kế, phương pháp nghiên cứu đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương trình bày tổng quan LED, quang báo ma trận LED phương pháp hiển thị ma trận LED Chương 3: Sơ đồ khối nguyên lý mạch Trình nguyên lý hoạt động mạch, linh kiện điện tử sử dụng mạch Sơ đồ chức khối Chương 4: Xây dựng lưu đồ giải thuật Xây dựng lưu đồ chương trình điều khiển mạch Chương 5: Thiết kế phần mềm giao diện PC Giới thiệu ngơn ngữ lập trình C# Thiết kế giao diện PC giao tiếp với vi điều khiển qua UART Chương 6: Kết đạt hướng phát triển Trình bày kết luận khái quát đề tài thực hiện, mặt đạt chưa đạt được, khả ứng dụng phát triển đề tài sống CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1Sơ lược đề tài 1.1.1Tổng quan Ngày nay, với phát triển nhanh kinh tế, mức sống người nâng cao lúc người quan tâm nhiều đến chân thiện mỹ Vì cạnh tranh nhà kinh doanh ngày khốc liệt, chiến lược kinh doanh bị chi phối nhiều yếu tố Một yếu tố định chiến lược quảng cáo Trong loại hình quảng cáo dùng quang báo cách nhanh hiệu có quang báo LED quay Quang báo LED quay loại hình quang cáo mới, có kích thước nhỏ gọn tiết kiệm khơng gian diện tích truyền đạt hết thơng tin đến người tiêu dùng Đặc biệt chi phí lắp đặt khơng cao so hình quang báo khác Đề tài tập trung xây dựng chương trình với nhiều tính ứng dụng từ hiển thị thời gian thực với thông tin cần thiết ngày tháng năm, kết hợp với hiển thị hình ảnh đoạn text mong muốn Với hi vọng tạo sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, mang tính chất trang trí song kết hợp tạo sản phẩm quảng cáo mang tính chất lạ độc đáo 1.1.2 Ứng dụng đề tài Đề tài sau hồn thành ứng dụng vào thực tế đời sống Ngoài chức quang báo, hiển thị hình ảnh, logo, ký tự,thời gian thực, sản phẩm sử dụng quạt bình thường Đây ưu điểm loại quang báo 1.2 Mục tiêu đề tài Xây dựng mạch điện tử hoàn chỉnh điều khiển hệ quang báo quạt đứng thông thường Xây dựng phần mềm ứng dụng với giao diện dùng máy tính để nạp liệu hình ảnh ký tự xuống hệ thống thông qua RF 1.3 Ý tưởng thiết kế Sử dụng 32 LED đơn tạo thành dãy LED board mạch,hệ thống lắp quạt đứng thông thường Khi LED quay dựa tượng xuất liệu LED ma trận mà xuất liệu hàng, liệu cột tính sau thời gian trễ Vì 10 C# ngơn ngữ hướng module C# trở nên phổ biến 5.2 Lập trình giao tiếp C# vi điều khiển qua RS-232  Giải thuật phần mềm giao diện 71 Hình 5.1: Giải thuật phần mềm giao diện 72 5.3 Thiết kế & chức giao diện 5.3.1 Giao diện phần mềm giao tiếp Giao diện phần mềm giao tiếp với chức năng: module COM PORT,module Control, moudle nạp liệu text, module nạp liệu hình ảnh Hình 5.2: Giao diện phần mềm PC 73 5.3.2 Chức giao diện 5.3.2.1 Cấu hình cổng COM Bao gồm chức cài đặt thông sô cho cổng COM để kết nối như: tên cổng , tốc độ baurd, databit, Parity, Stop bit Hình 5.3: Module COM PORT 5.3.2.2 Module kết nối Hình 5.4: Moudle kết nối Khi ta nhấp Button Connect giao diện kết nối với board mạch, sẵn sằng cho trình truyền liệu từ giao diện xuống board mạch Button Disconect ngắt kết nối giao diện board mạch Button Exit chương trình Button Clear xóa liệu giao 74 diện Giao tiếp giao diện PC hệ thống truyền không dây RF qua chuẩn giao tiếp UART 5.3.2.3 Module truyền liệu hình ảnh Hình 5.5: Moudle truyền liệu hình ảnh Button LOAD DATA dùng để lấy liệu hình ảnh lưu sẵn file dạng txt Dữ liệu giải mã từ ảnh màu sang ảnh xám mã hóa thành mã thập lục phân.Img Group để chọn nhóm ảnh muốn ghi vào, nhóm ảnh ta ghi hình khác Button Write Image bắt đầu trinh truyền liệu xuống hệ thống 75 5.3.2.4 Module truyền liệu ký tự Hình 5.6: Module truyền liệu ký tự Ký tự gõ vào khung text, ký tự mã hóa giao diện PC nên ta khơng cần mã hóa Ta cần nhập dòng ký tự cần nạp sau nhấp Button Write liệu truyền xuống hệ thống Ở ta nạp dòng ký tự cho hệ thống 5.4 Phần mềm giải mã hình ảnh Gamo LED Font phần mềm dùng để biên tập mã font hình ảnh cho LED Ma trận, LED Xoay GLCD Đây phần mềm thành viên Gamowaxaky trang web hocavr.com viết Ở hình ảnh mã hóa thành mã thập lục phân chứa mảng 240 hàng cột Sau mã hóa ta copy bảng mã lưu vào notepad++ với định dạng txt Như nạp phần mềm giao diện PC xuống hệ thống 76 Hình 5.7: Giao diện phần mềm giải mã hình ảnh 77 Hình 5.8: Giao diện phần mềm lấy liệu giải mã hình ảnh 78 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết đạt Sản phẩm hồn thành hiển thị thời gian thực, logo , hình ảnh, dòng text, cách hiển thị khác chế độ khác Hình 6.1: Hiển thị đồng hồ kim Hình 6.2: Hiển thị đồng 79 hồ số ngày tháng Hình 6.3: Hiển thị ký tự Hình 6.4: Hiển thị logo, hình ảnh 80 Hình 6.5: Hiển thị chữ thư pháp Hình 6.5: Giao diện menu 81 Hình 6.6: Giao diện chỉnh sửa thời gian Hình 6.7: Giao diện chỉnh sửa ngày tháng 82 Hình 6.8: Giao diện chỉnh sửa ký tự 6.2 Kết luận  Đề tài thiết kế hoàn thành xong yêu cầu đặt ra: -Hiển thị thông tin ngày giờ, tháng năm nhiều dạng hiển thị khác Hiển thị chế độ đồng hồ, ngày tháng khác nhau, hiển thị dòng ký tự lớn nhỏ khác nhau, hiển thị 30 logo, ảnh, số lượng tăng lên ta thay đổi dung lượng EEPROM -Có chuyển chế độ tự động -Thiết kế giao diện PC máy tính để nạp text hình ảnh tùy chọn qua RF -Mạch hồn chỉnh, nhỏ gọn, tiện dụng, đẹp mắt chi phí thấp -Điều khiển từ xa tín hiệu hồng ngoại Khoảng cách đạt khỗng 5m Nhìn chung mạch đạt yêu cầu hiển thị thông tin đa dạng với nhiều giao diện khác Có ứng dụng nhập text logo làm mạch có giá trị lĩnh vực 83 quảng cáo, tạo sản phẩm có tính mẻ Mạch chạy xác vị trí hiển thị  Hạn chế hướng khắc phục -Tuy nhiên mạch có hạn chế động quay chậm nên bị nhòe Hướng khắc phục, chọn loại động có tốc độ quay nhanh vào khoảng 1500 vòng/phút -Mạch to nặng khó cân làm động quay bị rung lắc Khoảng nhìn thấy rõ thấp tầm 3- m Hướng khắc phục, thiết kế mạch nhỏ gọn đảm bảo yếu tố mặt kỹ thuật -Phần mềm nạp liệu ảnh phải sư dụng phần mềm trung gian để giải mã ảnh, gây nhiều khó khăn q trình sử dụng Hướng khắc phục tiếp tục nghiên cứu phát triển phần mềm đầy đủ hơn, dễ sư dụng 6.3 Hướng phát triển Tiếp tục hoàn thiện sản phẩm để áp dụng vào thực tế góp phần tạo sản phẩm đáp ứng nhu cầu thị trường: - Điều khiển tốc độ động loại động công suất cao để hiển thị tốt - Tiếp tục phát triển LED RGB hiển thị hình ảnh động, hình ảnh màu, điểu khiển màu sắc đến LED để tạo đa dạng cho sản phẩm - Tiếp tục phát triển phần mềm giao diện PC để update thời gian chế độ hiển thị ,giải mã trực tiếp hình ảnh mà khơng cần phần mềm trung gian - Thiết kế phần mềm ứng dụng điện thoại di động thơng minh để update thời gian, hình ảnh, text hiển thị 84 Tài liệu tham khảo [1] Atmel, ATmega32 datasheets,www.atmel.com [2] Alldatasheet, 75HC595 datasheet, www.alldatasheet.com [3] Alldatasheet, DS1307 datasheet, www.alldatasheet.com [4] Alldatasheet, 24C512 datasheet, www.alldatasheet.com [5] Alldatasheet, A3144 datasheet, www.alldatasheet.com [6] Futurlec, LED SMD1210 RGB,www.futurLED.com [7] Alldatasheet, PIC 12F629 datasheet, www.alldatasheet.com [8] www.codientu.org [9] Avclock, Kết nối motor mạch LED Avclock version 1.1, youtube.com, 3/2015 [10] www.hshop.vn 85 ... đường điều khiển, ma trận LED, LED nối chung với theo hàng cột Số lượng LED ma trận LED axb số lượng ngõ tổng số hàng cột: a+b Việc điều khiển ma trận LED kích thước lớn đòi hỏi thiết kế mạch. .. dẫn điện lỗ trống (Hole), nối hóa trị thiếu điện tử Còn chất bán dẫn loại N có điểu kiện dẫn điện điện tử tự (điện tử dư phosphor có điện tử hóa trị mà kết nối tinh thể cần có 4)  Nguyên lý phát... nguyên lý hoạt động mạch, linh kiện điện tử sử dụng mạch Sơ đồ chức khối Chương 4: Xây dựng lưu đồ giải thuật Xây dựng lưu đồ chương trình điều khiển mạch Chương 5: Thiết kế phần mềm giao diện
- Xem thêm -

Xem thêm: thiết kế mạch điện tử điều khiên led quay + thuật toán + code, thiết kế mạch điện tử điều khiên led quay + thuật toán + code, 1 Giới thiệu về LED, Các LED đơn sắc thường được sử dụng trong hiển thị và phát tín hiệu: đèn giao thông, tín hiệu đường sắt, tín hiệu thoát, đèn bào dùng trong máy tính,làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện điện tử, đèn quang cáo, trang trí, đèn giao thông… Các LED 7 , 2 Giới thiệu quang báo bằng ma trận LED, CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ MẠCH, 2 Sơ đồ nguyên lý từng khối và chức năng, CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT, 2 Lưu đồ chương trình con, CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN MỀM VÀ GIAO DIỆN TRÊN PC, 3 Thiết kế & chức năng giao diện, 4 Phần mềm giải mã hình ảnh, CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN, 1 Kết quả đạt được

Từ khóa liên quan

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn