Thiết kế hệ thống bật tắt quạt điện thông qua rơle và cảm biến lm35 | Bài tiểu luận học phần Kỹ thuật vi xử lý và vi điều khiển | Trường Đại học Phenikaa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA _________________
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN
BÀI TIỂU LUẬN:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẬT TẮT QUẠT ĐIỆN
THÔNG QUA RƠLE VÀ CẢM BIẾN LM35
Nhóm thực hiện: Phạm Đoàn Thế Anh 21013311 K15-KTCĐT2 Bùi Quang Trung 21013318 K15-KTCĐT2
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Đào Tô Hiệu.
Khoa: Điện – Điện tử
Hà Nội, 07/2024 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA _________________
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN BÀI TIỂU LUẬN:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẬT TẮT QUẠT ĐIỆN THÔNG
QUA RƠLE VÀ CẢM BIẾN LM35
Nhóm thực hiện: Phạm Đoàn Thế Anh 21013311 K15-KTCĐT2 Bùi Quang Trung 21013318 K15-KTCĐT2
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Đào Tô Hiệu.
Khoa: Điện – Điện tử
Hà Nội, 07/2024 2
LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan đề tài: “Thiết kế hệ thống bật tắt quạt điện thông qua Rơle và cảm
biến LM35” là một công trình nghiên cứu độc lập không có sự sao chép, thuê mượn, copy
của người khác. Đề tài là một sản phẩm mà chúng tôi đã nỗ lực nghiên cứu trong quá trình
học tập tại trường. Trong quá trình viết bài có sự tham khảo một số tài liệu có nguồn gốc rõ
ràng, dưới sự hướng dẫn của thầy ThS. Đào Tô Hiệu - Giảng viên khoa Điện – Điện tử,
Trường Đại học Phenikaa. Chúng em xin cam đoan sẽ chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có vấn đề xảy ra.
Nhóm sinh viên thực hiện
(Ký, ghi rõ họ tên) 3
RUBIC BÁO CÁO/TIỂU LUẬN
Môn học: Kỹ thuật vi xử lý và vi iều khiển Mã học phần: EEE703046
Giảng viên: ThS. Đào Tô Hiệu
Hình thức: Bài tập lớn
Thời gian: Học kỳ II, 2022-2023 Bậc học: Đại học Số tín chỉ: 3
Mức độ đạt chuẩn quy định Trọng Tiêu chí CĐR số đánh giá
Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm
(0-3.9) (4.05.4) (5.56.9) (7.08.4) (8.5-10)
Báo cáo, sản phẩm phần cứng phải do bản thân sinh
viên/nhóm sinh viên thực hiện. Nếu có dấu hiệu copy,
thuê làm Đồ án hoặc đạt được sản phẩm nhưng không
Điều kiện nắm được nội dung/kết quả, hoặc không đạt được tiến độ
tiên quyết (TC2<4.0 điểm) thì sinh viên bị 0 điểm Thi KTHP.
• Không trình bày • Trình bày hình • Hoàn thiện về hình hình thức báo cáo thức báo cáo theo thức báo cáo. Hình theo yêu cầu của 1 yêu cầu.
• Không có lỗi chính tả. thức
báo cáo khoa học. • Có lỗi chính tả. • Trình bày logic các
TC1 trình • Có lỗi chính tả. • Chưa trình bày nội dung liên quan 20%
bày báo • Chưa trình bày logic nội dung liên lĩnh vực thuộc ề tài. cáo logic nội dung liên quan lĩnh vực ề tài. quan lĩnh vực ề tài. 4 • SV • Sinh • SV nộp • SV nộp báo cáo úng • không SV nộp viên báo cáo hạn. ạt tiến ộ nộp úng hạn. báo • Có sản phẩm vận về cáo quyển • Có sản hành ược. nội báo phẩm
úng hạn. • Sản phẩm ạt 100% dung cáo vận • Có sản yêu cầu. thực úng hành phẩm • hiện Sản phẩm vận hành hạn. ược. vận Tiến ổn ịnh. ược giao. • hành Có sản • Sản độ phẩm phẩm ược. TC2 thực theo không • Sản 20% phẩm hiện yêu úng cầu. theo không • Sản 100% úng phẩm theo yêu không 100% cầu. vận yêu hành cầu. ược • Sản phẩm
Mức độ đạt chuẩn quy định Trọng Tiêu chí CĐR số đánh giá
Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm
(0-3.9) (4.05.4) (5.56.9) (7.08.4) (8.5-10) chưa ổn ịnh 5 • Không • Dưới • Từ 41% • Từ • 100% thành viên tham gia 40% ến 60% tham gia thực hiện. nhóm. thành dưới 60% ến • viên thành dưới Giải quyết ược • Không tham viên 85% 100% các vấn ề giải gia tham gia thành thuộc phạm vi ề quyết thực thực viên tài ược các hiện ề hiện ề tham vấn ề tài. tài. gia thuộc • thực ề Giải • Giải tài. phạm quyết quyết vi ề tài chưa cơ bản • Giải quyết dựa tốt các vấn Kỹ tương trên các ề thuộc TC3 năng ối tốt 2.1 làm vấn phạm vi 20% nhóm các việc ề ề vấn nhóm. thuộc tài dựa phạm ề trên thuộc vi ề tài làm phạm dựa việc vi ề trên nhóm. tài làm dựa việc trên nhóm làm việc nhóm.
• Trình bày ược cấu trúc phần cứng vi iều khiển (50%).
Cơ sở • Giải thích ược ứng dụng các thành phần tích hợp trên vi iều khiển ể TC4 lý
giải quyết các vấn ề thuộc phạm vi ề tài. (50%) 1.1 20% thuyết Chất lượng TC5 sản
- Sản phẩm có đầy đủ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in và 1.2 20%
phẩm sản phẩm thuộc phạm vi đề tài cho phép khởi động, kết
nối mạch nạp và tải chương trình lên vi điều khiển (20%)
Mức độ đạt chuẩn quy định Trọng Tiêu chí CĐR số đánh giá
Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm
(0-3.9) (4.05.4) (5.56.9) (7.08.4) (8.5-10) 6 -
Mô tả được thuật toán đã được lập trình trong phạm
vi đề tài (20%). - Lập trình được vi điều khiển để điều
khiển hiển thị trên thiết bị ngoại vi như
LED/LCD/LED7đoạn/nút nhấn… (20%). CĐR Trọng số
- Làm rõ được những bài toán cần lập trình đề cần giải
quyết các vấn đề thuộc phạm vi đề tài (giao thức truyền
thông, ứng dụng thực tiễn…) (20%). -
- Sản phẩm đề tài có khả năng vận hành ổn định dựa
trên kết quả lập trình vi điều khiển.
TRƯỞNG BỘ MÔN/KHOA GIẢNG VIÊN 7
TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN I) Thành viên nhóm STT Hình ảnh Thông tin cá nhân
- Họ và tên: Phạm Đoàn Thế Anh - Mã SV: 21013311 - Lớp: K15-KTCĐT2 1
- Trường Đại học Phenikaa - SĐT: 0824946881 - Nơi ở: Hà Nội
- Họ và tên: Bùi Quang Trung - Mã SV: 21013318 - Lớp: K15-KTCĐT2 2
- Trường Đại học Phenikaa. - SĐT: 0325262684 - Nơi ở: Hà Nội
II) Phân công nhiệm vụ Thành viên
Nhiệm vụ ược giao Đánh giá Phạm Đoàn Thế Anh
Lập trình, thiết kế mạch, báo cáo Đạt Bùi Quang Trung
Hoàn thiện mạch phần cứng, báo cáo Đạt
II) Tiến ộ thực hiện Nội dung
Thời gian thực hiện Kết quả
Tìm hiểu chung về ề tài 6/2024-7/2024 Hoàn thành Thiết kế mạch 6/2024-7/2024 Hoàn thành Gia công mạch 6/2024-7/2024 Hoàn thành Lập trình 6/2024-7/2024 Hoàn thành 8
Nhóm sinh viên thực hiện
(Ký, ghi rõ họ tên)
III) Đánh giá tiến độ thực hiện
Điểm chấm tiến độ: ….. Điểm (Dưới 4 điểm là không đạt, các tiêu chí còn lại mặc định chấm 0 điểm). GIẢNG VIÊN
(Ký, ghi rõ họ tên) 9 MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. 12
DANH MỤC BẢNG CHIẾU ......................................................................................... 12
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................... 13
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................... 15
1.1. Tổng quan vi iều khiển ........................................................................................ 15
1.2. Vi iều khiển PIC 16F887 ..................................................................................... 16
1.3. Linh kiện và thiết bị sử dụng ............................................................................... 18
1.4. Kết luận chương .................................................................................................. 19
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG .......................................................................... 19
2.1. Mô tả hệ thống ..................................................................................................... 19
2.1.1. Giới thiệu ...................................................................................................... 19
2.1.2. Tính năng ...................................................................................................... 19
2.1.3. Phạm vi áp dụng ........................................................................................... 20
2.2. Sơ ồ khối hệ thống ............................................................................................... 21
2.3. Thiết kế mạch nguyên lý ..................................................................................... 22
2.3.1. Khối nguồn ................................................................................................... 22
2.3.2. Khối hiển thị ................................................................................................. 23
2.3.3. Khối giao ộng ............................................................................................... 23
2.3.4. Khối reset ..................................................................................................... 24
2.3.5. Khối cảm biến .............................................................................................. 25
2.3.6. Khối nạp code ............................................................................................... 25 10
2.3.7. Khối relay ..................................................................................................... 26
2.3.8. Khối nút bấm ................................................................................................ 27
2.4. Sơ ồ toàn mạch .................................................................................................... 27
2.5. Chế tạo mạch xử lý .............................................................................................. 29
2.6. Lưu ồ thuật toán ................................................................................................... 31
2.7. Kết luận chương .................................................................................................. 33
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ .............................................................................................. 33
3.1. Sản phẩm ạt ược .................................................................................................. 33
3.2. Nhận xét ............................................................................................................... 35
3.2.1. Ưu iểm .......................................................................................................... 35
3.2.2. Nhược iểm .................................................................................................... 35
3.2.3. Giải pháp khắc phục ..................................................................................... 36
3.3. Kết luận ................................................................................................................ 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 36 11 DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Hình dạng thực tế của PIC 16F887 .................................................................. 16
Hình 2. Sơ ồ cấu hình chân PIC 16 F887 .................................................................... 17
Hình 3. Sơ ồ khối hệ thống .......................................................................................... 21
Hình 4. Sơ ồ nguyên lý mạch ...................................................................................... 23
Hình 5. Sơ ồ khối nguồn .............................................................................................. 23
Hình 6. Sơ ồ khối hiển thị ............................................................................................ 24
Hình 7. Sơ ồ khối giao ộng ........................................................................................ 24
Hình 8. Sơ ồ khối reset ................................................................................................ 25
Hình 9. Sơ ồ khối cảm biến ......................................................................................... 26
Hình 10. Sơ ồ khối nạp code ....................................................................................... 26
Hình 11. Sơ ồ khối relay .............................................................................................. 27
Hình 12. Sơ ồ khối nút bấm ......................................................................................... 28
Hình 13. Sơ ồ mạch in ................................................................................................. 28
Hình 14. Sơ ồ bố trí linh kiện ...................................................................................... 29
Hình 15. Lưu ồ thuật toán hệ thống ............................................................................. 32
Hình 16. Biểu diễn thuật toán bằng phần mềm CCS Compiler .................................... 33
Hình 17. Mạch iều khiển sau khi hoàn thiện ............................................................... 35
Hình 18. Vận hành mạch thử nghiệm ............................................................................ 36
DANH MỤC BẢNG CHIẾU
Bảng 1. Thiết kế kích thước ường mạch và lỗ chân linh kiện ..................................... 29
Bảng 2. Các bước thực hiện làm mạch cứng ................................................................. 30 12 LỜI NÓI ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay khoa học công nghệ hiện đại đã có những bước tiến nhanh và xa đi theo nó là
những thành tựu ứng dụng trong các lĩnh vực đời sống, công nghiệp. Kỹ thuật điều khiển
trong tiến trình hoàn thiện lý thuyết cũng đã tạo cho mình nhiều phát triển có ý nghĩa. Bây
giờ khi nhắc tới điều khiển con người dường như hình dung tới độ chính xác, tốc độ xử lý
và thuật toán thông minh đồng nghĩa là lượng chất xám cao hơn. Hiện nay trên thị trường
có rất nhiều loại vi điều khiển như 8051, Motorola 68HC, AVR, ARM,.... Ngoài họ 8051
được hướng dẫn một cách căn bản ở môi trường đại học, chúng em đã chọn vi điều khiển
PIC để mở rộng vốn kiến thức và phát triển các ứng dụng trên công cụ này vì các nguyên
nhân sau: Họ vi iều khiển này có thể tìm mua dễ dàng tại thị trường Việt Nam. •
Có đầy đủ tính năng của một vi điều khiển khi hoạt động độc lập. •
Là sự bổ sung rất tốt về kiến thức cũng như ứng dụng cho họ vi iều khiển mang
tính truyền thống: họ vi iều khiển 8051. Giá thành không ắt. •
Sự hỗ trợ của nhà sản xuất về trình biên dịch, các công cụ lập trình, nạp chương
trình từ ơn giản tới phức tạp... •
Các tính năng a dạng của vi iều khiển PIC và các tính năng này không ngừng ược phát triển. •
Số lượng người sử dụng họ vi iều khiển PIC trên thế giới cũng như Việt Nam khá
nhiều. Đã tạo thuận lợi trong quá trình tìm hiểu và phát triển các ứng dụng như:
số lượng tài liệu, số lượng các ứng dụng mở ã ược phát triển, dễ dàng trao ổi, học
tập, dễ dàng tìm ược hỗ trợ khi gặp khó khăn.
Vì vậy, sau một thời gian học tập và tìm hiểu tài liệu với sự giảng dạy của các thầy cô
giáo. Cùng với sự dẫn dắt của thầy ThS. Đào Tô Hiệu. Chúng em đã chọn đề tài: “Thiết
kế hệ thống bật tắt quạt điện thông qua rơle và cảm biến LM35” làm bài tiểu luận môn
Vi xử lý và vi điều khiển của chúng em.
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Ở bài tiểu luận này nội dung nghiên cứu chủ yếu tập trung vào: •
Tìm hiểu về vi iều khiển PIC16F887, LCD và cảm biến nhiệt ộ LM35 •
Nghiên cứu và làm mạch mô phỏng hoàn chỉnh MỤC TIÊU
Mục tiêu khi thực hiện bài tiểu luận này: •
Hiểu ược cách thức và chế ộ hoạt ộng của vi iều khiển PIC16F887 •
Hiểu ược cách thức và hoạt ộng của cảm biến LM35 13 •
Thiết kế, chế tạo ược mạch hiển thị nhiệt ộ môi trường và nhiệt ộ giới hạn lên LCD dùng PIC16F887.
Thiết kế module hiển thị ược nhiệt ộ môi trường và trạng thái bật tắt của quạt iện lên
LCD khi sử dụng PIC 16F887 và thiết kế ược phần cứng. Và thực hiện ược các yêu cầu dưới ây: •
Vi iều khiển PIC sử dụng bộ dao ộng ngoại với tần số 20MhZ •
Mạch sử dụng nguồn từ adapter 5V •
PIC16F887 giao tiếp với LCD theo giao tiếp 4 bit và có kèm biến trở chỉnh ộ tương phản •
Nhiệt ộ môi trường o ược từ cảm biến LM35 •
Điều khiển số lượng relay bật tắt dựa trên thông số của cảm biến nhiệt LM35.
Nếu nhiệt ộ vượt ngưỡng ược cài ặt, vi iều khiển sẽ bật rơle ể bật quạt iện, ngược
lại sẽ tắt ể ngừng hoạt ộng của quạt. •
Tìm hiểu các hoạt ộng của PIC 16F887
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Đề tài “ Thiết kế hệ thống bật tắt quạt iện thông qua Rơle và cảm biến LM35” có
các nội dung chính như sau: •
Tìm hiểu các hoạt ộng của PIC 16F887. •
Thu thập dữ liệu quy trình thiết kế một module hiển thị nhiệt ộ môi trường, dùng
relay iều khiển quạt iện. •
Các giải pháp thiết kế hệ thống, mô hình. •
Lựa chọn các thiết bị trong việc thiết kế module hiển thị nhiệt ộ môi trường (PIC 16F887, LM35, LCD, …). •
Tìm hiểu giao diện iều khiển và giám sát. •
Thiết kế, thi công hệ thống iều khiển. •
Viết chương trình cho PIC 16F887, LCD, LM35 •
Lắp ráp mô hình hệ thống. • Chỉnh sửa lỗi. •
Đánh giá kết quả thực hiện. •
Viết báo cáo bài tập lớn. • Báo cáo bài tập lớn. 14
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Do ây là một ồ án sản phẩm, nên chúng em ã áp dụng phương pháp nghiên cứu
lý thuyết, nghiên cứu thực nghiệm trực tiếp trên sản phẩm thật, chạy thử và hoàn thiện chương trình. GIỚI HẠN
Đề tài “Thiết kế hệ thống bật tắt quạt iện thông qua Rơle và cảm biến LM35” có những giới hạn sau: •
Thiết kế mô hình với PIC16F887 ể hiển thị nhiệt ộ môi trường và nhiệt ộ giới hạn lên LCD •
Nhận biết trạng thái thông qua LCD. •
Điều khiển Rơle bật tắt dựa trên thông số của cảm biến nhiệt LM35 •
Sử dụng phần mềm CCS trong việc lập trình iều khiển. •
Sử dụng phần mềm Proteus ể thiết kế mạch mô phỏng. •
Viết chương trình kết hợp PIC16F887 trong việc gửi và nhận dữ liệu
Hiện nay, vi iều khiển ã ược ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam và ược ứng dụng rất
nhiều. Trên cơ sở lý thuyết ã học trong môn Kỹ thuật vi xử lý và vi iều khiển, và trong
khuôn khổ của bài tiểu luận chúng tôi ã thực hiện bài tiểu luận có ề tài là “Thiết kế hệ
thống bật tắt quạt iện thông qua Rơle và cảm biến LM35” dưới sự hướng dẫn của thầy
Th.S Đào Tô Hiệu. Mục tiêu chính của chúng em là có thể thiết kế ược một mạch iện tự
ộng iều khiển quạt bật tắt dựa trên nhiệt ộ môi trường.
Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian chuẩn bị không có nhiều nên bài tiểu luận
của chúng em còn nhiều thiếu sót. Mặc dù có thể thiết kế ược mạch iện nhưng vẫn còn
mang tính lý thuyết nhiều và chưa có sự sáng tạo. Chúng em mong sự ghi nhận óng góp
và sửa chữa của các thầy cô ể ề tài này ể có thể ược hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân
thành cảm ơn thầy Đào Tô Hiệu ã hướng dẫn, giúp chúng em hoàn thành ược bài tiểu luận này.
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan vi iều khiển
Vi iều khiển PIC (Peripheral Interface Controller) ược sản xuất bởi hãng
Microchip Technology Inc. Vi iều khiển này ược phát triển từ năm 1975 và hiện nay ã
trở thành một trong những loại vi iều khiển phổ biến nhất trên thị trường. PIC là một vi
iều khiển nhúng (embedded), ược sử dụng rộng rãi trong các thiết bị iện tử như hệ thống
o lường, giám sát, kiểm soát, hệ thống an ninh, hệ thống iện tử trong ô tô và các thiết bị y tế. 15
PIC thường ược sử dụng trong các ứng dụng cần ộ chính xác cao và không òi hỏi
tốc ộ xử lý quá cao. PIC có kiến trúc ơn giản, kích thước nhỏ gọn, tiêu thụ iện năng thấp,
dễ dàng lập trình và phát triển chương trình ứng dụng. PIC có thể lập trình bằng ngôn ngữ C hoặc assembly.
Các ưu iểm của vi iều khiển PIC:
- Đa dạng về tính năng, công suất và giá thành phù hợp với nhiều ứng dụng.
- Có khả năng hỗ trợ nhiều mức ộ bảo mật ể ảm bảo tính an toàn cho người dùng.
- Có chế ộ tiết kiệm iện năng ể giảm thiểu tiêu thụ iện năng trong quá trình hoạt ộng.
Một số ví dụ về các loại vi iều khiển PIC phổ biến gồm PIC12, PIC16, và PIC18.
Các sản phẩm vi iều khiển PIC của Microchip ược hỗ trợ bởi phần mềm MPLAB IDE,
MPLAB XC16 Compiler/Assembler, MPLAB Code Configurator và nhiều thư viện và
công cụ hỗ trợ khác từ cộng ồng microcontroller.
Hình 1. Hình dạng thực tế của PIC 16F887
1.2. Vi iều khiển PIC 16F887
Vi iều khiển PIC16F887 là một trong những dòng PIC phổ biến nhất của
Microchip. Đây là một vi iều khiển 8-bit có tích hợp một loạt các tính năng như bộ nhớ
Flash EEPROM, RAM, bộ chuyển ổi ADC, các cổng giao tiếp, ồng hồ nội và bộ tạo xung PWM.
Các ặc iểm và tính năng chính của PIC16F887 bao gồm: -
Kiến trúc lõi RISC 8-bit với tốc ộ xử lý cao và tiêu thụ iện năng thấp. -
Có bộ nhớ chương trình Flash EEPROM với dung lượng 14Kbytes cho phép lưu
trữ chương trình ứng dụng. - Bộ nhớ RAM 368 bytes. -
Bộ chuyển ổi ADC 10-bit với 14 kênh ầu vào và tốc ộ chuyển ổi lên ến 100Ksps. -
Các cổng giao tiếp như SPI, I2C, USART. 16 -
Bộ tạo xung PWM với 2 kênh ầu ra. -
Đồng hồ thực với 2 bộ phân o và vi phân giây. - Có tích hợp 35 chân I/O.
PIC16F887 có thể hoạt ộng với iện áp nguồn từ 2,0V ến 5,5V, iều này cho phép
sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Ngoài ra, PIC16F887 ược hỗ trợ bởi công cụ
phát triển MPLAB IDE và các trình biên dịch assembler, C, C++ của Microchip.
PIC16F887 ược sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như iều khiển máy móc, hệ
thống giám sát, hệ thống an ninh và các loại thiết bị iện tử khác.
1.2.1 Cấu hình chân PIC16F887
Hình 2. Sơ ồ cấu hình chân PIC 16 F887
PIC16F887 có tổng cộng 40 chân, ược ánh số từ 1 ến 40. Dưới ây là mô tả về một số
chân quan trọng trên vi iều khiển PIC16F887: -
MCLR/VPP (Pin 1): Chân khởi ộng lại vi iều khiển và xóa bộ nhớ ứng dụng nếu
ược kết nối tới mức thấp. Nếu không sử dụng chức năng này, bạn có thể kết nối tới nguồn cấp ngoài. -
RA0 - RA5 (Pin 2 - Pin 7): Là các chân I/O của Port A. Các chân này có thể ược
cấu hình là ầu vào hoặc ầu ra. - VSS (Pin 8): Chân GND. -
RA7/OSC1/CLKI (Pin 9): Đầu vào clock từ bên ngoài hoặc ngõ ra của bộ tạo
xung nội. Nếu không sử dụng chức năng này, bạn có thể sử dụng chân này như
một chân I/O bình thường. -
RA6/OSC2/CLKO (Pin 10): Ngõ ra xung clock nội hoặc kết nối với clock từ bên
ngoài. Nếu không sử dụng chức năng này, bạn có thể sử dụng chân này như một chân I/O bình thường. 17 -
RB0 - RB7 (Pin 33 - Pin 40): Là các chân I/O của Port B. Các chân này có thể
ược cấu hình là ầu vào hoặc ầu ra. -
Lưu ý rằng các chân I/O của Port A và Port B ều là chân cấp cao, nghĩa là chúng
có iện áp lý tưởng là 5V. Khi cấu hình chúng là ầu vào, nên sử dụng iện trở kéo
lên (pull-up resistor) hoặc ưa chúng về mức cao ể tránh trạng thái nhiễu. -
Ngoài ra, PIC16F887 còn có nhiều chức năng khác trên các chân như: -
CCP1/RC2 (Pin 17): Chân ngõ vào hoặc ngõ ra CCP1. -
TX/CK/DT (Pin 25): Chân ngõ ra ể truyền dữ liệu USART hoặc I2C. -
SCK/SCL (Pin 26): Chân ngõ ra hoặc ngõ vào chuẩn clock cho SPI hoặc I2C. -
SDI/SDA (Pin 27): Chân ngõ ra hoặc ngõ ra ầu vào cho SPI hoặc I2C. -
CCP2/RC1 (Pin 16): Chân ngõ vào hoặc ngõ ra CCP2. -
EUSART/TX/CK (Pin 12): Chân ngõ ra ể truyền dữ liệu USART hoặc SPI. - PGM (Pin 31): Chân GND
1.3. Linh kiện và thiết bị sử dụng 1 PIC 16F887 1 LCD
1 cảm biến nhiệt ộ LM35 1 diot 2 tụ gốm 104 1 led ơn 1 Opto PC817 1 Transistor C1815 5 iện trở 1 thạch anh 20Mhz 3 nút bấm 1 rơ le 1 biến trở 2 tụ hóa 1 jack nguồn DC 1 ầu nối Domino
1 quạt iện ể test mạch 1 củ nguồn Adapter 18
1.4. Kết luận chương
Vi iều khiển PIC16F887 là một vi iều khiển mạnh mẽ và linh hoạt, phù hợp với
nhiều ứng dụng trong iều khiển và tự ộng hóa. Việc nắm vững cấu trúc và chức năng của
vi iều khiển này là nền tảng quan trọng ể phát triển các ứng dụng và hệ thống nhúng hiệu
quả. Sự phổ biến và tính a dụng của PIC16F887 không chỉ làm cho nó trở thành một
công cụ hữu ích trong nhiều dự án, mà còn thúc ẩy sự sáng tạo và ổi mới trong lĩnh vực
công nghệ iều khiển và tự ộng hóa.
Đặc biệt, việc sử dụng vi iều khiển PIC16F887 trong thiết kế hệ thống bật tắt quạt
iện thông qua Rơle và cảm biến LM35 giúp tạo ra một hệ thống tự ộng hóa hiệu quả, ổn
ịnh, tiết kiệm năng lượng, nâng cao tiện ích và an toàn cho người dùng.
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. Mô tả hệ thống 2.1.1. Giới thiệu
Hệ thống bật tắt quạt iện thông qua Rơle và cảm biến nhiệt ộ LM35 ược thiết kế
nhằm tự ộng iều khiển hoạt ộng của quạt iện dựa trên nhiệt ộ môi trường xung quanh.
Mục tiêu chính của hệ thống là tạo ra một giải pháp tiện lợi, tiết kiệm năng lượng
và hiệu quả trong việc quản lý nhiệt ộ, ặc biệt là trong các ứng dụng gia ình, văn phòng, và công nghiệp. 2.1.2. Tính năng •
Điều khiển tự ộng theo nhiệt ộ
- Sử dụng cảm biến nhiệt ộ LM35 ể o nhiệt ộ môi trường xung quanh.
- Khi nhiệt ộ o ược vượt quá hoặc thấp hơn một ngưỡng nhất ịnh, hệ thống sẽ tự
ộng bật hoặc tắt quạt iện AC. •
Sử dụng vi iều khiển PIC16F887
- PIC16F887 là vi iều khiển trung tâm của hệ thống, nhận tín hiệu từ cảm biến
LM35, xử lý thông tin và iều khiển role ể bật/tắt quạt.
- Có khả năng lập trình ể thay ổi các ngưỡng nhiệt ộ bật/tắt quạt theo yêu cầu của người sử dụng. •
Relay iều khiển quạt AC
- Relay óng vai trò như một công tắc iện tử, cho phép iều khiển quạt AC bật hoặc tắt
mà không cần tiếp xúc trực tiếp với mạch iện cao áp. - Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị. 19 •
Hiển thị thông tin
- Hệ thống có thể ược tích hợp với màn hình LCD ể hiển thị nhiệt ộ hiện tại và nhiệt ộ giới hạn. • Tính năng an toàn
- Có thể tích hợp các cơ chế bảo vệ như chống quá nhiệt, chống quá tải ể bảo vệ hệ thống và quạt iện. •
Tiết kiệm năng lượng
- Bằng cách tự ộng tắt quạt khi không cần thiết, hệ thống giúp tiết kiệm iện năng và
kéo dài tuổi thọ của quạt.
2.1.3. Phạm vi áp dụng
• Điều hòa không khí gia ình và văn phòng:
Hệ thống có thể ược sử dụng ể tự ộng iều khiển quạt trong các phòng ở, văn phòng,
giúp duy trì nhiệt ộ thoải mái cho người sử dụng.
• Quản lý nhiệt ộ trong các tòa nhà thông minh:
Hệ thống có thể tích hợp vào các hệ thống iều khiển tòa nhà thông minh ể quản lý
nhiệt ộ và lưu thông không khí trong các khu vực khác nhau của tòa nhà.
• Ứng dụng trong công nghiệp:
Sử dụng ể iều khiển quạt trong các nhà máy, xưởng sản xuất, kho hàng ể kiểm soát
nhiệt ộ và ảm bảo iều kiện làm việc an toàn cho máy móc và nhân viên.
• Ứng dụng trong nông nghiệp:
Hệ thống có thể sử dụng trong nhà kính, trại chăn nuôi ể duy trì nhiệt ộ lý tưởng cho cây trồng và vật nuôi.
• Phòng máy chủ và thiết bị iện tử:
Dùng ể iều khiển quạt làm mát trong các phòng máy chủ, trung tâm dữ liệu và các
thiết bị iện tử nhằm ngăn ngừa quá nhiệt và bảo vệ thiết bị.
• Thiết bị iện tử tiêu dùng:
Áp dụng trong các thiết bị gia dụng như máy tính, tủ lạnh, và các thiết bị iện tử khác
ể tự ộng iều khiển quạt làm mát dựa trên nhiệt ộ.
• Các công trình công cộng:
Sử dụng trong các cơ sở như trường học, bệnh viện, thư viện ể duy trì môi trường
thoải mái cho học sinh, bệnh nhân và người sử dụng. 20