C NG HÒA XÃ H I CH NGHĨA VI T NAMỘ Ộ Ủ ỆĐ c l p – T do – H nh phúcộ ậ ự ạ

----***----

Tp. H Chí Minh, ngày--- tháng--- năm 2015 ồ

NHI M V Đ ÁN MÔN H C Ệ Ụ Ồ O

H và tên sinh viên: Huynh Trí M nọ â MSSV: 12141133Ngành: Công Ngh Kỹ Thu t Đi n T , Truy nệ ậ ệ ử ề Thông

L p: 12141CLVTớ

Gi ng viên h ng d n: ThS. Nguy n Ngô Lâmả ướ â ễ ĐT:

Ngày nh n đ tài:ậ ềNgày n p đ tài:ộ ề

26/06/2015

1. Tên đ tài : Thi t k và thi công thi t b đen s ề ế ế ế i ửd ng ngu n năng l ng m t tr iu ồ ươ ă ơ

2. Các s li u, tài li u ban đ u:ố ệ ệ ầ

S li u:ố ệ- Đen sáng v i 10 m c ánh sángớ ư- Co nút đi u khi n tăng gi m(đi u khi n ề ê ả ề ê

tay),- Hi n th m c sáng theo c p đ trên LCDê i ư ấ ộ Tài li u:ệ- Giáo trình Vi X Lýử- Giáo trình Th c T p Vi X Lýự ậ ử

3. N i dung th c hi n đ tài:ộ ự ệ ề

4. S n ph m:ả ẩGI NG VIÊN ẢH NG D NƯỚ Ẫ

1

C NG HOÀ XÃ H I CH NGHĨA VI T NAMỘ Ộ Ủ ỆĐ c l p – T do – H nh Phúcộ ậ ự ạ

*******

PHI U NH N XÉT C A GIÁO VIÊN H NG D NÊ Ậ Ủ ƯỚ Ẫ

H và tên Sinh viên: Huynh Trí M n MSSV: 12141133ọ âNgành: Công Ngh Kỹ Thu t Đi n T , Truy n Thôngệ ậ ệ ử ềTên đ tài:ề Thi t k và thi công thi t b đen s d ng ngu n năng l ng m tế ế ế i ử u ồ ươ ă tr iơH và tên Giáo viên h ng d n: ọ ướ â ThS. Nguy n Ngô Lâmễ

NH N XÉTẬ1. V n i dung đ tài & kh i l ng th c hi n:ề ộ ề ố ươ ự ệ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. u đi m:Ư ê............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. Khuy t đi m:ế ê.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................4. Đ ngh cho b o v hay không? (ề i ả ệ Ch dung cho ĐAMHi )...................................................................................................................................................................................5. Đánh giá lo i:ạ...................................................................................................................................................................................6. Đi m:……………….(B ng ch :ê ằ ữ ................................................................................................................ )...................................................................................................................................................................................

Tp. H Chí Minh, ngày tháng năm 20…ồGiáo viên h ng d nướ â(Ký & ghi rõ h tên)ọ

2

C NG HOÀ XÃ H I CH NGHĨA VI T NAMỘ Ộ Ủ ỆĐ c l p – T do – H nh Phúcộ ậ ự ạ

*******

PHI U NH N XÉT C A GIÁO VIÊN PH N BI NÊ Ậ Ủ Ả Ệ

H và tên Sinh viên: Huynh Trí M n MSSV: 12141133ọ âNgành: Công Ngh Kỹ Thu t Đi n T , Truy n Thôngệ ậ ệ ử ềTên đ tài:ề Thi t k và thi công thi t b đen s d ng ngu n năng l ng m tế ế ế i ử u ồ ươ ă tr iơH và tên Giáo viên ph n bi n: Th.S Lê Minh Thànhọ ả ệ

NH N XÉTẬ1. V n i dung đ tài & kh i l ng th c hi n:ề ộ ề ố ươ ự ệ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. u đi m:Ư ê............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. Khuy t đi m:ế ê......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................4. Đ ngh cho b o v hay không?ề i ả ệ...................................................................................................................................................................................5. Đánh giá lo i:ạ...................................................................................................................................................................................6. Đi m:……………….(B ng ch :ê ằ ữ ................................................................................................................ )...................................................................................................................................................................................

Tp. H Chí Minh, ngày tháng năm 20…ồGiáo viên ph n bi n ả ệ(Ký & ghi rõ h tên)ọ

3

C NG HOÀ XÃ H I CH NGHĨA VI T NAMỘ Ộ Ủ ỆĐ c l p – T do – H nh Phúcộ ậ ự ạ

*******

PHI U NH N XÉT C A GIÁO VIÊN PH N BI NÊ Ậ Ủ Ả Ệ

H và tên Sinh viên: Huynh Trí M n MSSV: 12141133ọ âNgành: Công Ngh Kỹ Thu t Đi n T , Truy n Thôngệ ậ ệ ử ềTên đ tài:ề Thi t k và thi công thi t b đen s d ng ngu n năng l ng m tế ế ế i ử u ồ ươ ă tr iơ H và tên Giáo viên ph n bi n: Th.S Lê Minh ọ ả ệ

NH N XÉTẬ1. V n i dung đ tài & kh i l ng th c hi n:ề ộ ề ố ươ ự ệ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. u đi m:Ư ê............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. Khuy t đi m:ế ê......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................4. Đ ngh cho b o v hay không?ề i ả ệ...................................................................................................................................................................................5. Đánh giá lo i:ạ...................................................................................................................................................................................6. Đi m:……………….(B ng ch :ê ằ ữ .............................................................................................................. )...................................................................................................................................................................................

Tp. H Chí Minh, ngày tháng năm 20…ồGiáo viên ph n bi n ả ệ(Ký & ghi rõ h tên)ọ

4

L I M Đ UỜ Ở ẦTrong nh ng năm g n đây, khoa h c kỹ thu t đã co nh ng b c ti nữ ầ ọ ậ ữ ướ ế

r t nhanh chong các qu c gia trên toàn th gi i noi chung và Vi t Nam noiấ ở ố ế ớ ệ riêng. Song song đo m t v n đ khác đ t ra, đo là v n đ năng l ng, vi c cácộ ấ ề ă ấ ề ươ ệ thi t b ngày càng dung nhi u đi n năng h n, th năng l ng ch y u c a conế i ề ệ ơ ư ươ u ế u ng i hi n nay. Vi c đoi h i m t thi t b co kh năng ti t ki m năng l ng làươ ệ ệ o ộ ế i ả ế ệ ươ v n đ c a t t c các qu c gia trên th gi i. Ngoài vi c chúng ta ti t ki m cácấ ề u ấ ả ố ế ớ ệ ế ệ ngu n năng l ng đang co chúng ta co th s d ng các ngu n năng l ngồ ươ ê ử u ồ ươ khác. Hi n nay vi c phát tri n năng l ng các qu c gia khác trên th gi i đãệ ệ ê ươ ở ố ế ớ co nhi u thành t u đáng k , song Vi t Nam v n đ này v n con ch a đ cề ự ê ở ệ ấ ề â ư ươ quan tâm đúng m c. ư

Trên nh ng c s đo,cung nh tích luỹ thêm kinh nghi m trong thi t kữ ơ ở ư ệ ế ế m ch, đ ng th i tìm hi u m t h vi đi u khi n m i, em đã ch n đ tài :ạ ồ ơ ê ộ ọ ề ê ớ ọ ề “Thi t k và thi công thi t b đen s d ng ngu n năng l ng m t tr i”.ế ế ế i ư u ô ươ ă ơ M c đích c a đ án nh m t o ra m t thi t b đen chi u sáng co kh năng su u ồ ầ ạ ộ ế i ế ả ử d ng ngu n năng l ng măt tr i, m t lo i năng l ng m i, vi c s d ng thi tu ồ ươ ơ ộ ạ ươ ớ ệ ử u ế b ph i đ n gi n tr c quan cho ng i s d ng, đ ng th i thi t k thi côngi ả ơ ả ự ươ ử u ồ ơ ế ế m ch ph i đ n gi n, giá thành r cung nh co tính ng d ng th c ti n.ạ ả ơ ả e ư ư u ự ê T ngừ công đo n th c hi n cung nh gi i thi u v c s lý thuy t đ thi t k nên hạ ự ệ ư ớ ệ ề ơ ở ế ê ế ế ệ th ng sẽ l n l t đ c gi i thi u c th trong nh ng ph n sau c a đ án.ố ầ ươ ươ ớ ệ u ê ữ ầ u ồ

Vi c làm lu n văn đã giúp cho em co thêm đ c nhi u ki n th c b íchệ ậ ươ ề ế ư ổ v th c t , b sung nh ng ki n th c đã đ c h c nhà tr ng.ề ự ế ổ ữ ế ư ươ ọ ở ươ

Tuy nhiên, do con h n ch v kinh nghi m th c t , tài li u tham kh o,ạ ế ề ệ ự ế ệ ả th i gian th c hi n, nên t p báo cáo không th tránh kh i nh ng thi u sot,ơ ự ệ ậ ê o ữ ế kính mong th y h ng d n, cung các th y cô b môn gop ý xây d ng đ bàiầ ướ â ầ ộ ự ê báo cáo đ c hoàn thi n h n.ươ ệ ơ

Sinh viên th c hi nự ệ Huynh Trí M nâ

5

M C L CỤ Ụ

L i M Đ u ơ ở ầ ............................................................................................................................trang 5M c l c u u ....................................................................................................................................trang 6Danh m c t vi t t tu ừ ế ă ..........................................................................................................trang 7Danh m c các b ng bi u hình nhu ả ê ả ..............................................................................trang 8Ch ng 1 T NG QUANươ Ô ......................................................................................................trang 9

1.1 Tình hình nghiên c u hi n nayư ệ ............................................................................trang 91.2 M c tiêu đ tàiu ề ............................................................................................................trang 91.3 Đ i t ng pham vi nghiên c uố ươ ư .........................................................................trang 101.4 B c c đ ánố u ồ ..............................................................................................................trang 10

Ch ng 2 C S LY THUY Tươ Ơ Ơ Ê .....................................................................................trang 112.1 Vi đi u khi n PIC6F887ề ê .......................................................................................trang 112.2 LCD.................................................................................................................................trang 202.3 Module c m bi n c ng đ ánh sáng BH1750Fviả ế ươ ộ ...................................trang 232.4 T m pin NLMTấ ..........................................................................................................trang 262.5 Pin Li-ion d tr năng l ngự ữ ươ .............................................................................trang 282.6 Các linh ki n khácệ ...................................................................................................trang 30

Ch ng 3 N I DUNG NGHIÊN C U THI T Kươ Ộ Ư Ê Ê.................................................trang 313.1 S đ h th ngơ ồ ệ ố .........................................................................................................trang 313.2 Thi t k tính toán h th ngế ế ệ ố ...............................................................................trang 32

Ch ng 4 T NG K T ĐANH GIA K T QUươ Ô Ê Ê Ả..........................................................trang 384.1 M ch đ t đ cạ ạ ươ .........................................................................................................trang 384.2 Nh n xet đánh giáậ ...................................................................................................trang 384.3 H ng phát tri nướ ê ....................................................................................................trang 39

Tài li u tham kh oệ ả ...........................................................................................................trang 39

6

DANH M C CÁC T VI T T TỤ Ừ Ê ẮNLMT: năng l ng m t tr iươ ă ơVDK: vi đi u khi nề êVXL: vi x lýửPIC:  Programmable Interface Controller.IC: International Circuit. M chạ  t h pổ ơLCD: Liquid crystal display .Màn hình tinh th l ngê o

7

DANH M C CÁC B NG BI U HÌNH NHỤ Ả Ể ẢHinh sô Gi i Thicha TrangHình 1 S đ chân VDK PIC 16F887ơ ồHình 2 Hình d ng th c t c a VDK PIC 16F887ạ ự ế uHình 3 . S đ kh i c a VDK PIC16F887ơ ồ ố uHình 4 B nh ch ng trình c a VDK PIC 16F887ộ ớ ươ uHình 5 Các bank thanh ghi trong b nh c a VDK PIC 16F887ộ ớ uHình 6 D ng song đi u ch đ r ng xungạ ề ế ộ ộHình 7 S đ kh i c a PWM trong PIC 16F887ơ ồ ố uHình 8 D ng song đi u ch PWMạ ề ếHình 9 Kh i MSSPố

Hình 10 LCDHình 11 Đáp ng quang phư ổHình 12 Đ r i – K t qu đo l ngộ ọ ế ả ươHình 13 S đ kh i module BH1750FVIơ ồ ốHình 14 c u t o t m pin NLMTấ ạ ấHình 15 C u t o b m t t m pin NLMTấ ạ ề ă ấHình 16 C u t o Pin Li-ionấ ạHình 17 quy trình n pạHình 18 Quy trình xã n pạHình 19 S đ kh i h th ngơ ồ ố ệ ốHình 20 M ch nguyên lý h th ngạ ệ ốHình 21 M ch s t pin.ạ ạHình 22 M ch ch n ch đạ ọ ế ộHình 23 : Mach đi u khi n trung tâm k t h p v i LCDề ê ế ơ ớHình 24 L u đ gi i thu t ch ng trình chínhư ồ ả ậ ươHình 25 : L u d ch ng trình conư ồ ươHình 26 M ch 4 phímạHình 27 M ch nguyên lý OUT_LEDạHình 28 S n ph m sau khi thi côngả ẩHình 29 Thi t b ho t đ ngế i ạ ộ

8

CH NG 1: T NG QUANƯƠ Ổ1.1TÌNH HÌNH NGHIÊN C U HI N NAYƯ Ệ

1.1.1 VDK PIC VA NG D NGƯ UB VXL ngày càng phát tri n hoàn thi n và đ c s d ng trong h uộ ê ệ ươ ử u ầ

h t các h th ng đi u khi n công nghi p cung nh trong các thi t b dânế ệ ố ề ê ệ ư ế i d ng. Chính vì th , VĐK đã đem l i nhi u u đi m, tính năng đ bi t chou ế ạ ề ư ê ă ệ h th ng đi u khi n.ệ ố ề ê

Các nhà nghiên c u không ng ng nghi n c u các h th ng đi u khi nư ừ ệ ư ệ ố ề ê và s d ng vi x lý đ thay th , chính vì v y đã thúc đ y l nh v c VXL phátử u ử ê ế ậ ẩ ỉ ự tri n ngày càng hoàn h o thích nghi v i h th ng đi u khi n. đ đ n gi nê ả ớ ệ ố ề ê ê ơ ả ph n c ng các nhà khoa h c đ tích h p h th ng vi x lý thành IC g i làầ ư ọ ạ ơ ệ ố ử ọ vi đi u khi n.ề ê

1.1.2 Ngu n NLMTồTrên th gi i vi c nghiên c u các ngu n năng l ng s ch trong đo coế ớ ệ ư ồ ươ ạ

NLMT co nhi u phát tri n và tràn đ y tri n v ng. Các s n ph m năngề ê ầ ê ọ ả ẩ l ng măt tr i t ch co giá thành đ t đ do chi phí nghiên c u đã d nươ ơ ừ ổ ă o ư ầ gi m giá. Không ch gi m giá thành mà các s n ph m cung đã co nh ngả ỉ ả ả ẩ ữ b c phát tri n, hoàn thi n.ướ ê ệ

Vi t Nam vi c phát tri n s d ng ngu n NLMT cung co nhi uƠ ệ ệ ê ử u ồ ề thành t u nh : máy n c nong NLMT, m n c NLMT, … song các thànhự ư ướ ấ ướ t u đo ch a th t s x ng t m v i m t ngu n năng l ng g n nh vô t nự ư ậ ự ư ầ ớ ộ ồ ươ ầ ư ậ đo.1.2M C TIÊU Đ TÀIỤ Ê

Sau khi đ tài d c đ t ra, c n co m t chu n đ đ m b o ch t l ngề ươ ă ầ ộ ẩ ê ả ả ấ ươ cung nh tính ng d ng c a s n ph m đ c tao ra. Cung v i s gop ý c aư ư u u ả ẩ ươ ớ ự u giáo viên h ng d n em đã đ a ra m t s tiêu chí nh m đánh giá ch tướ â ư ộ ố ầ ấ l ng c a đ tài. ươ u ề

M c tiêu chính c a đ tài là t o ra s n ph m u u ề ạ ả ẩ đen s d ng ngu nư u ô năng l ng m t tr iươ ă ơ v i các tính năng sau:ớ

Co 10 m c sáng khác nhau co th thay đ i đ c theo ư ê ổ ươ Co kh năng đi u khi n t t m c đ sáng c a đen cho phu h pả ề ê ố ư ộ u ơ

v i 2 ch đ auto và ch nh tayớ ế ộ ỉ Co các t ng tác v i ng i dung( các nút nh n, màn hình hi nươ ớ ươ ấ ê

th , công t t ch n ch đ , công t t đong ng t)i ă ọ ế ộ ă ă Co tính năng ti t ki m năng l ng, s d ng ngu n đi n dế ệ ươ ử u ồ ệ ự

trữ Co tính th m mi cung nh an toàn cho ng i s d ngẩ ư ươ ử u

9

Co chi phí giá thành h p lýơTrên đây là các m c tiêu c b n c a đ tài v chi ti t co th xem u ơ ả u ề ề ế ê ở

ch ng 3 bài báo cáo.ươ

1.3Đ I T NG PH M VI NGHIÊN C UỒ ƯƠ A ƯĐ tài d c chia thành 2 ph n chính:ề ươ ầ

Ph n thi t k các m ch đi u khi n các m ch giao ti p các ầ ế ế ạ ề ê ạ ếm ch th c thi ạ ự

Ph n ngu n c a thi t b bao g m ngu n đi n dân d ng ầ ồ u ế i ồ ồ ệ u(220V) và ngu n đi n l y t năng l ng măt tr iồ ệ ấ ừ ươ ơ

Vi c chia đ tài thành 2 ph n nên d ng th i cung chia đ i t ng ệ ề ầ ồ ơ ố ươnghiên c u thành các thành phân khác nhau th nh :ư ê ư

Các v n đ v x lý trong VDK,VXL các v n giao ti p , cách ấ ề ề ử ầ ếxu t port ….ấ

Các v n đ th c thi đi u khi n led b ng VDK ấ ề ự ề ê ằ Các v n đ v c m bi n anh sáng c m bi n c ng đ ánh ấ ề ề ả ế ả ế ươ ộ

sáng, cách truy n nh n d li u ánh sáng.ê ậ ữ ệ Cán v n đ x lý ngu n năng l ng măt tr iấ ề ử ồ ươ ơ Các v n đ x lý v vi c l u tr ngu n năng l ng đo ấ ề ữ ề ệ ư ữ ồ ươ Vi c s d ng đ ng th i 2 ngu n đi n ( g m đi n dân d ng và ệ ữ u ồ ơ ồ ệ ồ ệ u

đi n pin d tr )ệ ự ữCác đ i t ng nghiên c u này tuy co nh ng ph n đã đ c h c song ố ươ ư ữ ầ ươ ọ

v n co r t nhi u thi u sot c n ph i tìm hi u kỹ h nâ ấ ề ế ầ ả ê ơ1.4B C C Đ ÁNÔ Ụ Ồ

B c c đ án chia làm b n ph n chính t t ng quan cho đ n c th bao ố u ồ ố ầ ừ ổ ế u êg m các ch ng:ồ ươ

Ch ng 1:ươ T ng quanô nêu t ng th đ án cung nh các m c tiêu ổ ê ồ ư uh ng đi đ th c hi n đ án …ướ ê ự ệ ồ

Ch ng 2: C s ly thuy t:ươ ơ ơ ế nêu các ph n bao g m các ki n th c liên ầ ồ ế ưquan đ n các linh ki n th c hi n đ án bao g m VDK PIC đ t bi t là VDK ề ệ ự ệ ồ ồ ă ệPIC 16F887A, LCD, Module BH1750FVI, t m pin năng l ng m t tr i..ấ ươ ă ơ

Ch ng 3: N i dung nghiên c u thi t k ươ ộ ư ế ế nêu lên các ph n chính c aầ u quá trình nghien c u thi t k t s đ kh i, đ a ra ph ng án gi i quy t ư ế ế ừ ơ ồ ố ư ươ ả ếcho t ng kh i,t đo ch n ph ng án t i u nh t,cho đ n các b c thi ừ ố ừ ọ ươ ố ư ấ ế ướcông ki m tra l i,ê ô

10

Ch ng 4: Đanh gia k t qu t ng h p bao cao ươ ế a ô ơ đ a ra các k t qu đ tư ế ả ạ đ c t đo so sánh v i các m c tiêu đ ra đ đánh giá k t qu quá trình ươ ừ ớ u ề ê ế ảnghiên c u thi t k .ư ế ế

CH NG 2: C S LY THUY TƯƠ Ơ Ở Ê2.1 VI ĐI U KHI N PIC 16F887Ê Ể

2.1.1 S Đ CHÂN VA HÌNH D NG TH C TƠ Ồ Ạ Ự Ế

Hình 1. S đ chân vi đi u khi n PIC 16F887ơ ồ ề ê

11

Hình 2. hình d ng th c t c a vi đi u khi n PIC 16F887ạ ự ế u ề ê2.1.2 M T VAI THÔNG TIN V VI ĐI U KHI N PIC16F887Ộ Ề Ề Ể

B ng 1a : b ng thông s c a dong PIC 16F88Xả ố uĐây là vi đi u khi n thu c h PIC16xxxx v i t p l nh g m 35 l nh coề ê ộ ọ ớ ậ ệ ồ ệ

đ dài 14 bit. M i l nh đ u đ c th c thi trong m t chu ky xung clock. T c độ ô ệ ề ươ ự ộ ố ộ ho t đ ng t i đa cho phep là 20Mhz v i m t chu ky l nh là 200ns. B nhạ ộ ố ớ ộ ệ ộ ớ flash ch ng trình là 8192 words và b nh d li u là 368 bytes SRAM + 256ươ ộ ớ ữ ệ bytes EEPROM. S PORT I/O là 5 v i 33 pin I/O.ố ớCac đ c tinh ngo i vi bao g m cac kh i ch c năng sau:ă ạ ô ô ư- Timer0: b nh 8 bit v i b chia t n s 8 bit.ộ ớ ớ ộ ầ ố- Timer1: b đ m 16 bit v i b chia t n s co th th c hi n ch c năng đ mộ ế ớ ộ ầ ố ê ự ệ ư ế d a vào xung clock ngo i vi ngay khi vi đi u khi n ho t đ ng ch đ sleep.ự ạ ề ê ạ ộ ở ế ộ- Timer2: b đ m 8 bit v i b chia t n s , b postcaler.ộ ế ớ ộ ầ ố ộ- Hai b Capture/ so sánh/ đi u ch đ r ng xung.ộ ề ế ộ ộ- Các chu n giao ti p n i ti p SSP (Synchronuos Serial Port), ISP và I2C.ẩ ế ố ế- Chu n giao ti p n i ti p USART v i 9 bit đ a ch .ẩ ế ố ế ớ i ỉ- C ng giao ti p song song PSP (Parallel Slave Port) v i các chân đi u khi nổ ế ớ ề ê RD, WR, CS bên ngoài.ở

12

Cac đ c tinh Analogă- 14 kênh chuy n đ i ADC 10 bitê ổ- 2 b so sánhộBên c nh đo là m t vài đ c tính khác c a vi đi u khi n nh :ạ ộ ă u ề ê ư- B nh flash co kh năng ghi xoa đ c 100 000 l n.ộ ớ ả ươ ầ- B nh EEPROM co kh năng ghi xoa đ c 1 000 000 000 l n.ộ ớ ả ươ ầ- D li u b nh EEPROM co th l u tr trên 40 năm.ữ ệ ộ ớ ê ư ữ- Kh năng t n p ch ng trình v i s đi u khi n c a ph n m m.ả ự ạ ươ ớ ự ề ê u ầ ề- N p đ c ch ng trình ngay trên m ch đi n ICSP (In circuit Serialạ ươ ươ ạ ệ Programming) thông qua chân 2.- Watchdog Timer v i b dao đ ng trong.ớ ộ ộ- Ch c năng b o m t mã ch ng trình.ư ả ậ ươ- Ch đ sleep.ế ộ- Co th ho t đ ng v i nhi u d ng Oscillator khác nhau.ê ạ ộ ớ ề ạ

2.1.3 S Đ KH I VI ĐI U KHI N PIC16F887Ơ Ồ Ố Ề Ể

13

Hình 3. S đ kh i c a vi đi u khi n PIC16F887ơ ồ ố u ề ê

2.1.4 T CH C B NHỔ Ư Ộ Ớ

14

C u trúc b nh c a vi đi u khi n PIC 16F887 bao g m b nh ch ngấ ộ ớ u ề ê ồ ộ ớ ươ trình (Program memory) và b nh d li u (data memory).ộ ớ ữ ệB nh ch ng trinhộ ớ ươ

B nh ch ng trình c a vi đi u khi n PIC 16F887 là b nh flash,ộ ớ ươ u ề ê ộ ớ dung l ng là 8 Kword (1 word = 14 bit) và đ c phân thành nhi u trang (tươ ươ ề ừ page0 đ n page3).ế

Nh v y b nh ch ng trình co kh năng ch a đ c 8x1024 = 8192ư ậ ộ ớ ươ ả ư ươ l nh (vì m i l nh sau khi mã hoa sẽ co dung l ng 14 bit = 1 word).ệ ô ệ ươ

Đ mã hoa đ c đ a ch c a 8 Kword ch ng trình, b đ m ch ngê ươ i ỉ u ươ ộ ế ươ trình co dung l ng 13 bit. Khi vi đi u khi n đ c reset b đ m ch ng trìnhươ ề ê ươ ộ ế ươ sẽ ch đ n đ a ch 0000H (Reset vector). Khi co ng t x y ra, b đ m ch ngỉ ế i ỉ ă ả ộ ế ươ trình sẽ ch đ n đ a ch 0004H (Interrupt vector).ỉ ế i ỉ

B nh ch ng trình không bao g m b nh stack và không đ c đ aộ ớ ươ ồ ộ ớ ươ i ch hoa b i b đ m ch ng trình. B nh stack sẽ đ c đ c p c th trongỉ ở ộ ế ươ ộ ớ ươ ề ậ u ê ph n sau:ầ

Hình 4. B nh ch ng trình c a vi đi u khi n PIC 16F887ộ ớ ươ u ề êB nh d li uộ ớ ữ ệ

B nh d li u c a PIC và b nh EEPROM đ c chia ra làm nhi uộ ớ ữ ệ u ộ ớ ươ ề bank. Đ i v i vi đi u khi n PIC 16F887 thì b nh d li u đ c chia là 4 bank.ố ớ ề ê ộ ớ ữ ệ ươ Bank đ c ch n ph thu c vào bit RP1 và RP0 (bit th 6 và bit th 5) c aươ ọ u ộ ư ư u thanh ghi tr ng thái status.ạ

15

M i bank co dung l ng 128 byte, bao g m các thanh ghi co ch c năngô ươ ồ ư đ c bi t SFR (Special Function Register) n m 32 v trí đ u tiên c a m i bankă ệ ằ ở i ầ u ô và các thanh ghi m c đích chung GPR (General Purpose Register) n m 96 vu ằ ở i trí cu i cung c a m i bank, đong vai tro nh Static RAM.ố u ô ư

Các thanh ghi SFR th ng xuyên đ c s d ng (ví d nh thanh ghiươ ươ ử u u ư STATUS) sẽ đ c đ t t t c các bank c a b nh d li u, giúp thu n ti nươ ă ở ấ ả u ộ ớ ữ ệ ậ ệ trong quá trình truy xu t và làm gi m b t l nh ch ng trình. S đ c th c aấ ả ớ ệ ươ ơ ồ u ê u b nh d li u vi đi u khi n PIC 16F887 nh sau:ộ ớ ữ ệ ề ê ư

Hình 5. Các bank thanh ghi trong b nh d li u c a VDK PIC 16F887ộ ớ ữ ệ u Cac c ng ra vào c a PIC:ô ủ

Port A: co 6 bit (t ng ng v i 6 chân RA0 – RA5) các chân c a c ng Aươ ư ớ u ổ co tích h p m t s ch c năng ngo i vi, n u m t thi t b ngo i vi đ c enableơ ộ ố ư ạ ế ộ ế i ạ ươ thì c ng này sẽ không ho t đ ng nh m t c ng vào ra.ổ ạ ộ ư ộ ổ

16

Bình th ng Port A sẽ là m t c ng vào ra 2 chi u. Thanh ghi xác đ nh chi uươ ộ ổ ề i ề t ng ng c a các chân Port A là thanh ghi TrisA. Các bit thanh ghi TrisAươ ư u ở b ng 1 sẽ xác đ nh các chân Port A là đ u vào và ng c l i sẽ là đ u ra.ằ i ở ầ ươ ạ ầ

Port B: r ng 8 bit (t ng ng v i chân RB0 - RB7) là m t c ng vào ra 2ộ ươ ư ớ ộ ổ chi u. Thanh ghi quy đ nh chi u c a Port B là thanh ghi TrisB. Thi t l p cácề i ề u ế ậ thanh ghi TrisB b ng 1 sẽ làm cho c ng B là c ng vào và ng c l i sẽ là c ngằ ổ ổ ươ ạ ổ ra.

Port C: r ng 8 bit (t ng ng v i các chân RC0 – RC7), bình th ng noộ ươ ư ớ ươ là m t c ng vào ra 2 chi u. Thanh ghi quy đ nh chi u c a c ng này là thanhộ ổ ề i ề u ổ ghi TrisC. Các chân RC3, RC4 dung đ k t n i, truy n nh n thông tin v i cácê ế ố ề ậ ớ thi t b ngo i vi.ế i ạ

Port E: r ng 3 bit (RE0 – RE2), đ c c u hình là đ u ra ho c đ u vào.ộ ươ ấ ầ ă ầ Port E co th là đ u vào đi u khi n I/O khi bit PSPSTATUS (TrisE.4) đ c xácê ầ ề ê ươ l p.ậ

Port D: r ng 8 bit ( RD0 – RD7), no co th là c ng vào ho c ra.ộ ê ổ ă 2.2.5 ĐI U CH Đ R NG XUNG PWMỀ Ế Ộ Ộ

Trong VDK PIC 16F887 co 2 b di u ch đ PWM( Pulse Wtdthộ ề ế ộ Modulation) dung đ đi u khi n đ r ng xung ngo ra.ê ề ê ộ ộ

Nguyên lý đi u ch đ r ng xung là m ch t o xung vuông co chu ky làề ế ộ ộ ạ ạ h ng s nh ng h s công tác co th thay đ i đ c. S thay đ i này làm thayằ ố ư ệ ố ê ổ ươ ự ổ đ i di n áp trung bình ho c dong đi n trung bình c a ngo ra. S thay đ i nàyổ ệ ă ệ u ự ổ co th ng d ng đi u khi n đ ng c , đi u khi n đen…ê ư u ề ê ộ ơ ề ê

Hình 6: D ng song đi u ch đ r ng xungạ ề ế ộ ộC u trúc kh i đi u ch đ r ng xung PWM:â ô ê ế ộ ộ

17

PIC16F887 co hai b đi u xung, hai b này sẽ t o ra các tín hi u đi uộ ề ộ ạ ệ ề xung trên các chân CCP1 và CCP2. Đ r ng, chu ky, và đ phân gi i đ c xácộ ộ ộ ả ươ đ nh b i các thanh ghi PR2, T2CON, CCPR1L, CCPR2L, CCP1CON, CCP2CON.Đi ở ê các chân CCPx (CCP1 và CCP2) ho t đ ng ch đ PWM, c n xoa bit TRISạ ộ ở ế ộ ầ t ng ng c a các chân đo. S đ kh i c a các b đi u xung đ c mô t trongươ ư u ơ ồ ố u ộ ề ươ ả hình 10.

Chú thích (1) trong hình bi u th r ng thanh ghi 8-bit TMR2 đ c k tê i ằ ươ ế h p v i 2-bit prescaler c a b dao đ ng n i đ t o ra b đ nh th i 10-bit. Cácơ ớ u ộ ộ ộ ê ạ ộ i ơ thanh ghi CCPRxH là các thanh ghi ch đ c, k t h p v i 2 bit 5 và 4 c a cácỉ ọ ế ơ ớ u thanh ghi CCPxCON co vai tro đ nh đ r ng c a xung, các thanh ghi này đ ci ộ ộ u ươ ghi gián ti p thông qua các thanh ghi CCPRxL. Thanh ghi 8-bit PR2 đ nh chu kyế i

cho xung ra.Hình 7: S đ kh i c a PWM trong PIC 16F887ơ ồ ố u

Song đi u xung t i các chân CCPx co gi n đ th i gian nh hình 11ề ạ ả ồ ơ ư

Hình 8: D ng song đi u ch PWM ạ ề ếThanh ghi TMR2 k t h p v i 2 bit prescaler sẽ đ m lên nh xung clockế ơ ớ ế ơ

c a h th ng. Khi giá tr c a TMR2 nh h n giá tr c au ệ ố i u o ơ i u CCPRxL:CCPxCON<5:4>, chân CCPx m c cao. Khi giá tr c a TMR2 b ng v iở ư i u ằ ớ giá tr này, b so sánh sẽ đ o chân CCPx xu ng m c 0. Khi giá tr c a TMR2i ộ ả ố ư i u b ng v i PR2, TMR2 sẽ đ c xoa v 0 đ ng th i k t thúc chu ky xung, chânằ ớ ươ ề ồ ơ ế CCPx l i đ c thi t l p m c cao.ạ ươ ế ậ ư

18

Chu ky c a xung đ c tính theo công th c sau:Chu ky PWM = u ươ ư[(PR2)+1].4.TOSC.(giá tr Prescale c a TMR2)i u

đây TƠ OSC là chu ky c a clock h th ng. Tu ệ ố OSC = 1/FOSC

Đ r ng xung đ c tính theo công th c sau:ộ ộ ươ ưĐ r ng xung = (CCPxL:CCPxCON<5:4>).Tộ ộ OSC.(giá tr Prescale c a TMR2)i u

Cac l nh đi u khi n c b n:ệ ê ê ơ a L nh c u hình PWM : cú pháp SETUP_CPPệ ấ X(mode) v i ớ mode là h ng s . ằ ố

L nh này dung đ kh i t o kh i CPP trong PICệ ê ở ạ ốL nh thi t l p h s chu ky : cú pháp SET_PWMệ ế ậ ệ ố X_DUTY(value) trong đo

valude là h ng s co th 8 bit ho c 16bit. L nh này co ch c năng ghi giá tr ằ ố ê ă ệ ư ithi t l p h s chu ky cho PWM.ế ậ ệ ố

L nh c u hình TIMER_2 : cú pháp: ệ ấSETUP_TIMER_2(mode,period,postscale) v i ớ mode là giá tr chon b chia trong i ộTIMER_2, period co giá tr c th t 0 đ n 255 đ xác đ nh th i gian reset c a i u ê ừ ế ê i ơ uTIMER_2, pstscale là s nguyên co giá tr t 0 đ n 16 dung xác đ nh timer tràn ố i ừ ế ibao nhiêu l n tr c khi ng t. L nh này co nhi m v kh i t o TIMER_2 dung ầ ướ ă ệ ệ u ở ạđ đ m th i gian t đo suy ra đ c chu ky PWMê ế ơ ừ ươ

L nh thi t l p giá tr b t đ u cho Timer : cú pháp: SET_TIMERệ ế ậ i ă ầ x(value) v i ớ value là s nguyên 8 hoac65 16 bit dung đ thi t l p giá tr b t đ u cho ố ê ế ậ i ă ầtimer.

2.1.6 GIAO TI P I2C TRÊN PIC 16F887Ế

C ng n i ti p đ ng b I2Cô ô ế ô ộ

19

Hình 9: Kh i MSSPố

MSSP là kh i đi u khi n bus I2C ho t đ ng ch đ ch (Master Mode )ố ề ê ạ ộ ở ế ộ u ho c ch đ t (Slave Mode ) (xem hinh 22). Kh i này con t o ra các ng t t iă ế ộ ớ ố ạ ă ạ các bit START và STOP đ xác đ nh tr ng thái bus trong ch đ đa ch (Multiê i ạ ế ộ u Master Mode ) (nhi u thi t b I2C truy nh p t i thi t b I2C t trong bus ).ề ế i ậ ớ ế i ớ

Kh i MSSP th c hi n các ch đ làm vi c chu n 7 bit ho c 10 bit đ a ch .ố ự ệ ế ộ ệ ẩ ă i ỉ

Hai chân dung đ trao đ i d li u là :ê ổ ữ ệ

Xung nh p SCL-RC3/SCK/SCL.i D li u n i ti p SDA-RC4/SDI/SDA.ữ ệ ố ế

Các thanh ghi đ c s d ng cho ho t đ ng các bus c a I2C là:ươ ử u ạ ộ u

Thanh ghi đi u khi n MSSP(SSPCON).ề ê

Thanh ghi đi u khi n 2 (SSPCON2).ề ê

20

Thanh ghi tr ng thái (SSPSTAT).ạ

Thanh ghi d ch (SSPSR).i

Thanh ghi đ a ch MSSP(SSPADD).i ỉ

SSPCON , SSPCON2, SSPSTAT là thanh ghi đi u khi n và đ t tr ng tháiề ê ă ạ c a kh i giao ti p chu n I2C.u ố ế ẩ

SSPSR là thanh ghi d ch đ d ch d li u ra/vào, không truy nh p tr ci ê i ữ ệ ậ ự ti p. SSPBUF là thanh ghi đ m đ d li u đ c ghi vào/đ c ra.ế ệ ê ữ ệ ươ ọ

SSPADD dung đ l u đ a ch c a thi t b t khi kh i SSP đ c c u hình làê ư i ỉ u ế i ớ ố ươ ấ thi t b t . Khi đ c c u hình là thi t b ch , 7 bít th p c a SSPADD dung đế i ớ ươ ấ ế i u ấ u ê l u giá tr m ch t o t c đ baud.ư i ạ ạ ố ộ

Trong ch đ nh n SSPSR và SSPBUF t o thành c p thanh ghi đ m kep.ế ộ ậ ạ ă ệ Khi SSPSR nh n đ m t byte, no chuy n byte d li u sang SSPBUF và l p cậ u ộ ê ữ ệ ậ ơ ng t SSPIF.ă

Trong khi truy n vi c vi t m t byte d li u vào SSPBUF sẽ ghi vào c haiề ệ ế ộ ữ ệ ả thanh ghi SSPBUF và SSPSR.

2.1.7 NGÔN NG L P TRÌNH CHO PICỮ Ậ

Ngôn ng l p trình cho PIC r t đa d ng. Ngôn ng l p trình c p th p coữ ậ ấ ạ ữ ậ ấ ấ MPLAB (đ c cung c p mi n phí b i nhà s n xu t Microchip). Các ngôn ngươ ấ ễ ở ả ấ ữ l p trình c p cao h n co C, VB, Pascal,CCS… ngoài ra con co m t s ngôn ngậ ấ ơ ộ ố ữ l p trình đ c phát tri n dành cho PIC nh PICBasic, MikroBasic,…ậ ươ ê ư

2.2 LCD

Màn hinh tinh th l ngê ỏ (liquid crystal display, LCD) là lo i thi t b hi n ạ ế i êth c u t o b i các t bào (các i ấ ạ ở ế đi m nhê ả ) ch a tinh th l ng co kh năng thay ư ê o ảđ i tính phân c c c a ánh sáng và do đo thay đ i c ng đ ánh sáng truy n ổ ự u ổ ươ ộ ềqua khi k t h p v i các ế ơ ớ kính l c phân c cọ ự . Chúng co u đi m là ph ng, cho ư ê ẳhình nh sáng, chân th t và ti t ki m năng l ng.ả ậ ế ệ ươ

LCD là lo i ch th th đ ng, tiêu th năng l ng r t nh và co t sạ ỉ i u ộ i ươ ấ o ỉ ố t ng ph n t t. Ngoài ra co nh ng tính ch t thông d ng sau đây:ươ ả ố ữ ấ u

Không t phát ra ánh sáng và ph thu c vào ánh sáng xung quanh và ự u ộánh sáng n n.ề

21

Co ánh sáng khu ch tán.ế Ho t đ ng d ng trong su t ho c ph n chi u.ạ ộ ở ạ ố ă ả ế Thông d ng nh t là lo i Neumatic (NLC), lo i ch t l ng này trong su t. u ấ ạ ạ ấ o ố

Khi no đ c áp đi n tr ng l n sẽ xu t hi n nh ng ion di chuy n xuyên qua ươ ệ ươ ớ ấ ệ ữ êphá v c u trúc thông th ng d ng tinh th . Vì v y ch t l ng đ c phân c c ỡ ấ ươ ạ ê ậ ấ o ươ ựtr nên ch n sáng, co màu đen s m h n so v i xung quanh. Khi đi n tr ng ở ă ậ ơ ớ ệ ươm t đi, ch t l ng tr v d ng tinh th cu và tr nên trong su t tr l i.ấ ấ o ở ề ạ ê ở ố ở ạ

C u t o c th c a LCD g m co m t v t li u tinh th l ng NLC co b ấ ạ u ê u ồ ộ ậ ệ ê o ềdày kho ng 10 mm đ c k p gi a hai mi ng th y tinh. M t th y tinh đ c ả ươ ẹ ữ ế u ă u ươph m t l p m ng kim lo i (oxide thi c) cho ánh sáng xuyên qua, đ c dung u ộ ớ o ạ ế ươlàm b n c c m t tr c, b n c c m t sau cung th c hi n nh v y. Con lo i ả ự ă ướ ả ự ă ự ệ ư ậ ạLCD ph n chi u thì b n c c m t sau cho ph n chi u sáng.ả ế ả ự ă ả ế

L p v b c LCD đ c cách đi n và hàn kín l i.ớ o ọ ươ ệ ạ

Hình 10. LCD

 Hi n nay LCD (lo i thông d ng có th giao ti p đ c v i PIC)ệ ạ u ê ế ươ ớ đ c chia hành 2 lo i:ươ ạ

LCD graphic: đ c đi m lo i này là toàn b màn hình đ c chia thànhă ê ạ ộ ươ các đi m nh, giá thành tuy thu c vào đ phân gi i và hãng s n xu t. Các đê ả ộ ộ ả ả ấ ộ phân gi i thông th ng là: 240x64, 240x128, 160x64, 128x128, 128x64...v.vả ươ

LCD alphanumeric: Ch dung đ hi n th ch cái và ch s . V i lo i nàyỉ ê ê i ữ ữ ố ớ ạ 1 ký t hi n th trên m t ma tr n 5x7 ho c 5x10, nh v y v i lo i LCD 16x2 ự ê i ộ ậ ă ư ậ ớ ạ(co hai hàng và m i hàng co 16 ký t ) sẽ co 32 ma tr n x p trên hai hàng. Hi nô ự ậ ế ệ nay co các lo i LCD thông alphanumeric thông d ng là: 14x2, 16x1, 20x2, 20x4.ạ u

B ng 2a : b ng chân LCDả

Chân sô Tên Ch c năngư1 Vss Đ tấ

22

2 VDD C c + c a ngu n đi nự u ồ ệ3 VEE T ng ph n (constrast)ươ ả4 RS Register Select (ch n thanh ghi)ọ5 R/W Read/Write6 E Enable (cho phep)7 D0 Bit 0 c a d li uu ữ ệ8 D1 Bit 1 c a d li uu ữ ệ9 D2 Bit 2 c a d li uu ữ ệ

10 D3 Bit 3 c a d li uu ữ ệ11 D4 Bit 4 c a d li uu ữ ệ12 D5 Bit 5 c a d li uu ữ ệ13 D6 Bit 6 c a d li uu ữ ệ14 D7 Bit 7 c a d li uu ữ ệ

M c du theo s tay k thu t LCD thì c p ngu n cho no là 5V DC (kho ngă ổ ỷ ậ ấ ồ ả vài mA) nh ng co th cung c p 4.5 VDC thì no v n ho t đ ng t t và ngay cư ê ấ â ạ ộ ố ả v i 3 VDC cung đ cho m t s module. K t qu là các LCD tiêu th năng l ngớ u ộ ố ế ả i ươ ít.

Chân 3 là chân đi u khi n VEE dung đ thay đ i đ t ng ph n c aề ê ê ổ ộ ươ ả u màn hi n thê i

Chân 4 là RS (Resgister Select= ch n thanh ghi) Khi chân này đ m cọ ê ư th p thì các d li u đ c truy n đ n LCD đ c x lý nh các m nh l nh vàấ ữ ệ ươ ề ế ươ ử ư ệ ệ các d li u đ c ra ch tr ng thái c a no. B ng cách đ a đ ng RS này lên m cữ ệ ọ ỉ ạ u ằ ư ươ ư cao thì d li u ký t co th xu t/nh p trên module này.ữ ệ ự ê ấ ậ

Chân 5 là đ ng R/W (read/write). Chân cho phep ghi ho c đ c d li uươ ă ọ ữ ệ LCD

Chân 6 là đ ng E (enable), là chân cho phep ho t đ ng c a LCDươ ạ ộ uCác chân 7 đ n 14 là 8 đ ng bus d li u (D0 đ n D7). D li u co thế ươ ữ ệ ế ữ ệ ê

đ c chuy n đ n và l y ra kh b hi n th LCD theo d ng m t byte 8 bit ươ ê ế ấ o ộ ê i ạ ộChú ý: chúng ta cung co th s d ng RS = 0 đ ki m tra bit c b n đê ử u ê ê ơ ậ ê

xem LCD co s n sàng nh n thông tin. C b n là bit D7 và co th đ c đ c khiẵ ậ ơ ậ ê ươ ọ R/W và RS = 0 nh sau: n u R/W=1, RS=0 khi D7= 1 (c b n) thì LCD b n b iư ế ơ ậ ậ ở các công vi c bên trong và sẽ không nh n b t ky thông tin m i nào. Khi D7=0ệ ậ ấ ớ thì LCD s n sàng nh n thông tin m i. ẵ ậ ớ

B ng 3a : B ng mã l nh c a LCD:ả ệ uMã (Hex) L nh đ n thanh ghi c a LCDệ ế ủ

23

1 Xoa màn hình hi n thê i

2 Tr v đ u dongở ề ầ

4 Gi m con tr (d ch con tr sang trái)ả o i o

6 Tăng con tr (d ch con tr sang ph i)o i o ả

5 D ch hi n th sang ph ii ê i ả

7 D ch hi n th sang tráii ê i

8 T t hi n th , t t con tră ê i ă o

A T t hi n th , b t con tră ê i ậ o

C B t hi n th , t t con trậ ê i ă o

E B t hi n th , nh p nháy con trậ ê i ấ o

F T t hi n th , nh p nháy con tră ê i ấ o

10 D ch v trí con tr sang tráii i o

14 D ch v trí con tr sang ph ii i o ả

18 D ch toàn b hi n th sang tráii ộ ê i

1C D ch toàn b hi n th sang ph ii ộ ê i ả

80 Ép con tr v đ u dong th nh to ề ầ ư ấ

C0 Ép con tr v đ u dong th haio ề ầ ư

38 Hai dong và ma tr n 5x7ậ

Đ đi u khi n LCD qua cac b c:ê ê ê ướB c 1ướ : kh i t o cho LCD.ở ạB c 2ướ : gán các giá tr cho các bit đi u khi n các chân RS, R/W, E cho phu h pi ề ê ơ

v i các ch đ : hi n th các ký t lên LCD hay th c hi n m t l nh c a LCD.ớ ế ộ ê i ự ự ệ ộ ệ uB c 3ướ : xu t byte d li u ra c ng đi u khi n 8 bit d li u c a LCD.ấ ữ ệ ổ ề ê ữ ệ uB c 4ướ : ki m tra c b n xem LCD s n sàng nh n d li u m i ch a.ê ơ ậ ẵ ậ ữ ệ ớ ưB c 5ướ : quay vong l i b c 1.ạ ướ

2.3 MODULE C M BI N C NG Đ ÁNH SÁNG BH1750FVIẢ Ê ƯỜ Ộ2.3.1 GI I THI UỚ Ê

BH1750FVI là m t vi m ch c m bi n môi tr ng ánh sáng dung kỹộ ạ ả ế ươ thu t s giao di n bus I2C. Module này thu đ c d li u v ánh sáng môiậ ố ệ ươ ữ ệ ề tr ng. No co th phát hi n ánh sáng trong ph m vi r ng đ phân gi i cao.ươ ê ệ ạ ộ ở ộ ả (1-65.535 lux).

2.3.2 CAC THÔNG S Đ T TINHỐ ĂCac tinh năng

Giao di n ệ bus I2C (H tr ch đ f/sô ơ ế ộ )

24

Đ r iộ ọ t chuy n đ i kỹ thu t sừ ê ổ ậ ốPh m viạ r ng vàộ đ phân gi i caoộ ả . (1-65.535 lux)K t qu đo l ngế ả ươ đi u ch nhề ỉ cho nh h ng c aả ưở u c a sử ổ quang h c (ọ Co

th ê phát hi nệ phút. 0.11 lux, 100000 lux t i đaố . B ng cách s d ngằ ử u ch c ưnăng này.) ng d ngƯ u

Đi n tho i di đ ngệ ạ ộ , TV LCD, máy tính b ngả , máy ch i game,ơ máy nhả kỹ thu t sậ ố, máy quay phim kỹ thu t sậ ố, xe v t bi n, ươ ê PDA, màn hình LCD

Tham sô Đ i l ng đ cạ ươ ă tr ngư

Gi i h nớ ạ Đ n vơ i

Ngu n cung c pồ ấ Vmax 5 VNhi t đ ho tệ ộ ạ

đ ngộTopr -40~85 0C

Nhi t đ l u trệ ộ ư ữ Tstg -40~100 0CDong chìm SDA Imax 7 mANgu n phân tánồ Pd 260 mW

B ng 4a : B ng thông s làm vi c c a BH1750FVIả ố ệ u

Tham số Đ i l ng đ c tr ngạ ươ ă ư MIN TYP MAX Đ nơ vi

Đi n áp Vccệ Vcc 2.4 3.0 5 V

Đi n áp tham chi u Iệ ế 2C Vdvi 1.65 - Vcc V

B ng 5a : điêu ki n v n hành ệ ậ

Đ c đi mă ê đi nệ ap (Vcc = 3.0V, Vdvi = 3.0V, TA = 250C, tr khiừ co ghi chú khác)

Hình 11 : Đáp ng quang ph Hình 12 : Đ r i – K t qu đo l ng ư ổ ộ ọ ế ả ươ

S đ kh i ơ ô ô

25

Hình 13: S đ kh i module BH1750FVIơ ồ ốMô t s đ kh iả ơ ồ ố

PD:Hình nh diode v i ph n ng m t x p x con ng i.ả ớ ả ư ă ấ ỉ ươ AMP:K t h p OPAMP đ chuy n đ i t dong PD sang đi n ápế ơ ê ê ổ ừ ệ ADC:Chuy n đ i AD cho ti p nh n d li u kỹ thu t s 16 bit .. ê ổ ế ậ ữ ệ ậ ố Logic + giao di n Iệ 2C:Tính toán ánh sáng môi tr ng xung quanh và giaoươ

di n BUS I2C. ệ OSC:Máy dao đ ng n i b (typ. 320kHz). ộ ộ ộ No là CLK cho logic n i b .ộ ộ

Quy trình đo :

t n

t n

nh đo

n cung p

Đo ch ng i gian

Đo liên c

Chuy n đ i tr ng thái ghi l nh b ng Iê ổ ạ ệ ằ 2CChuy n đ i t đ ng .ê ổ ự ộ

L nh b t ngu n là l nh co th b qua.ệ ậ ồ ệ ê oKi n trúc t p l nhế ậ ệ

H ng d nướ ẫ Mã l nhệ Chú thichT t ngu nă ồ 0000_00

00Ko co ho t đ ngạ ộ

B t ngu nậ ồ 0000_0001

Ch l nh đoơ ệ

Reset 0000_0111

Thi t l p l iế ậ ạ d li uữ ệ giá tr đăng kýi . Thi t l p l iế ậ ạ l nhệ là không th ch p nh n đ cê ấ ậ ươ trong ch đế ộ t tă

ngu nồ

26

Gi i quy t ch đả ế ế ộ cao liên t cu

0001_0000

B t đ uă ầ đo đ phân gi iở ộ ả 1lux.Th i gianơ đo th ng làươ 120ms.

Gi i quy t ch đả ế ế ộ cao liên t c 2u

0001_0001

B t đ uă ầ đo đ phân gi iở ộ ả 0.5lux.Th i gianơ đo th ng làươ 120ms.

Gi i quy t ch đả ế ế ộ th p liên t cấ u

0001_0011

B t đ uă ầ đo đ phân gi iở ộ ả 4LUX.Th i gianơ đo th ng làươ 16ms

Gi i quy t ch đ ả ế ế ộ ở 1 m c th i gian caoư ơ

0010_0000

B t đ u đo ch đ phân gi i 1Luxă ầ ở ế ộ ảTh i gian đo th ng là 120msơ ươ

No t đ ng cài đ t ch đ t t ngu n sau khi đo .ự ộ ă ế ộ ă ồGi i quy t ch đ ả ế ế ộ ở 1 m c th i gian caoư ơ

2

0010_0001

B t đ u đo ch đ phân gi i 0.5luxă ầ ở ế ộ ảTh i gian đo th ng là 120msơ ươ

No t đ ng cài đ t ch đ t t ngu n sau khi đoự ộ ă ế ộ ă ồGi i quy t ch đ ả ế ế ộ ở 1 kho ng th i gianả ơ

m c th pư ấ

0010_0011

B t đ u đo ch đ 4luxă ầ ở ế ộTh i gian đo th ng là 16msơ ươ

No t đ ng cài đ t ch đ t t ngu n sau khi đoự ộ ă ế ộ ă ồThay đ i th i gianổ ơ

đo ( Bit cao)01000_MT[7,6,5]

Thay đ i th i gian đoổ ơHãy tham kh o "ả đi u ch nh ề ỉ k t qu đo l ngế ả ươ cho

nh h ng c aả ưở u c a sử ổ quang h cọ ."Thay đ i th i gianổ ơ

đo ( Bit th p)ấ011_MT[4,3,2,1,0]

Thay đ i th i gian đoổ ơHãy tham kh o "ả đi u ch nh ề ỉ k t qu đo l ngế ả ươ cho

nh h ng c aả ưở u c a sử ổ quang h cọ ."B ng 6a : Ki n trúc t p l nhế ậ ệ

Ch đ đoế ộ Th i gian đoơ Đ phân gi iộ aGi i quy t ch đ cao m cả ế ế ộ ư

2Typ.120ms 0.5lux

Gi i quy t ch đ caoả ế ế ộ Typ.120ms 1lux

Gi i quy t ch đ th pả ế ế ộ ấ Typ.16ms 4lux

B ng 7a : Gi i thích ch đ đo l ngả ế ộ ươGi i thích v thi t l p l i không đ ng b và Thi t l p l i l nh "0000_0111"ả ề ế ậ ạ ồ ộ ế ậ ạ ệ

Thi t l p l i không đ ng b T t c các đăng ký đ c thi t l p l i. No c nế ậ ạ ồ ộ ấ ả ươ ế ậ ạ ầ thi t v trình t cung c p ngu n. Hãy tham kh o "ế ề ự ấ ồ ả Bi u đê ồ th i gianơ trình t c pự ấ ngu n cho Vcc và DVIồ "trong trang này. Đo là ch đ đi n năng gi m trong khi DVI =ế ộ ệ ả 'L'.

Thi t l p l i l nhThi t l p l i l nh ch dành cho d li u thi t l p l i đ r iế ậ ạ ệ ế ậ ạ ệ ỉ ữ ệ ế ậ ạ ộ ọ đăng ký. (Giá tr thi t l p l i là '0 ') No không ph i là c n thi t th m chí trình t cungi ế ậ ạ ả ầ ế ậ ự c p ngu n .No đ c s d ng đ lo i b các k t qu đo l ng tr c. L nh này khôngấ ồ ươ ử u ê ạ o ế ả ươ ướ ệ đ c làm vi c trong ch đ đi n năng gi m xu ng, do đo xin vui long thi t l p l nhươ ệ ế ộ ệ ả ố ế ậ ệ ho t đ ng trên ch đ tr c khi nh p l nh này.ạ ộ ế ộ ướ ậ ệ

Bi u đ th i gian trình t cung c p ngu n cho Vcc và DVIê ồ ơ ự ấ ồ

27

DVI bus I2C tài li u tham kh o cho thi t b đ u cu i đi n áp. Và no cung là thi t bệ ả ế i ầ ố ệ ế i đ u cu i thi t l p l i không đ ng b . No c n thi t đ thi t l p m c 'L' sau khi VCCầ ố ế ậ ạ ồ ộ ầ ế ê ế ậ ư đ cươcung c p. Trong m c DVI 'L', tr ng thái bên trong đ c thi t l p ch đ t t ngu n.ấ ư ạ ươ ế ậ ế ộ ă ồ

Bi u đ đ xu t th i gian c p ngu n cho Vcc và DVIê ồ ề ấ ơ ấ ồVCC

DVI

Thi t l p l i m c ( h n 1s)ế ậ ạ ư ơBi u đ th i gian c p ngu n cho Vcc và DVIê ồ ơ ấ ồ

(N u ế tăng DVI trong 1 sμ sau khi cung c pấ VCC)

Không quan tâm đ n tr ng tháiế ạĐ a ch , SDA, SCL sẽ không n đ nh n u m c DVI 'L' (1uxs) không đ c đ a rai ỉ ổ i ế ư ươ ư

b i h th ng.Trong tr ng h p này, hãy k t n i tr kháng (kho ng 100kOhm) đ nở ệ ố ươ ơ ế ố ở ả ế ADDR mà không c n k t n i tr c ti p v i VCC ho c GND, b i vì no là 3 b đ m tr ngầ ế ố ự ế ớ ă ở ộ ệ ạ thái đ th nghi m bên trong.ê ử ệ

2.4 T M PIN NLMTÂ2.4.1 C U T OÂ Ạ

V t li u xu t phát đ làm pin M t tr i silic ph i là bán d n silic tinhậ ệ ấ ê ă ơ ả â khi t. d ng tinh khi t, con g i là bán d n rong s h t t i (h t mang đi n) làế Ơ ạ ế ọ â ố ạ ả ạ ệ electron và s h t t i là l tr ng (hole) nh nhau.ố ạ ả ô ố ư

Đ làm pin M t tr i t bán d n tinh khi t ph i làm ra bán d n lo i n vàê ă ơ ừ â ế ả â ạ bán d n lo i p r i ghep l i v i nhau cho no co đ c ti p xúc p - n.â ạ ồ ạ ớ ươ ế

28

Hình 14: c u t o t m pin NLMTấ ạ ấ

Hình 15: C u t o b m t t m pin NLMTấ ạ ề ă ấ

Th c t thì xu t phát t m t phi n bán d n tinh khi t t c là ch co cácự ế ấ ừ ộ ế â ế ư ỉ nguyên t Si đ ti p xúc p - n, ng i ta ph i pha thêm vào m t ít nguyên tử ê ế ươ ả ộ ử khác lo i, g i là pha t p. Nguyên t Si co 4 electron vành ngoài, cung dung đạ ọ ạ ử ở ê liên k t v i b n nguyên t Si g n đo (c u trúc ki u nh kim c ng). N u phaế ớ ố ử ầ ấ ê ư ươ ế t p vào Si m t ít nguyên t phôt-pho P co 5 electron vành ngoài, electronạ ộ ử ở th a ra không dung đ liên k t nên d chuy n đ ng h n làm cho bán d n phaừ ê ế ễ ê ộ ơ â t p tr thành co tính d n đi n electron, t c là bán d n lo i n (negatif - âm).ạ ở â ệ ư â ạ Ng c l i n u pha t p vào Si m t ít nguyên t bo B co 3 electron vành ngoài,ươ ạ ế ạ ộ ử ở t c là thi u m t electron m i đ t o thành 4 m i liên k t nên co th noi là t oư ế ộ ớ u ạ ố ế ê ạ thành l tr ng (hole). Vì là thi u electron nên l tr ng m ng đi n d ng, bánô ố ế ô ố ạ ệ ươ d n pha t p tr thành co tính d n đi n l tr ng, t c là bán d n lo i p (positif -â ạ ở â ệ ô ố ư â ạd ng). V y trên c s bán d n tinh khi t co th pha t p đ tr thành co l pươ ậ ơ ở â ế ê ạ ê ở ớ là bán d n lo i n, co l p bán d n lo i p, l p ti p giáp gi a hai lo chính là l pâ ạ ớ â ạ ớ ế ữ ại ớ chuy n ti p pê ế   - n. ch ti p xúc pƠ ô ế   - n này m t ít electron bán d n lo i nộ ở â ạ ch y sang bán d n lo i p l p vào l tr ng thi u electron, đo. K t qu là ạ â ạ ấ ô ố ế ở ế ả ở l p ti p xúc p-n co m t vung thi u electron cung thi u c l tr ng, ng i taớ ế ộ ế ế ả ô ố ươ g i đo là vung ngheo. S d ch chuy n đi n t đ l p vào l tr ng t o ra vungọ ự i ê ệ ử ê ấ ô ố ạ ngheo này cung t o nên hi u th g i là hi u th ti p xúc p - n, đ i v i Si vàoạ ệ ế ọ ệ ế ở ế ố ớ c 0,6V đ n 0,7V. Đây là hi u th sinh ra ch ti p xúc không t o ra dongỡ ế ệ ế ở ô ế ạ đi n đ c.ệ ươ

Nh ng n u đ a phi n bán d n đã t o l p ti p xúc p - n ph i cho ánhư ế ư ế â ạ ớ ế ơ sáng m t tr i chi u vào thì photon c a ánh sáng m t tr i co th kích thích làmă ơ ế u ă ơ ê cho đi n t đang liên k t v i nguyên t b b t ra kh i nguyên t , đ ng th i ệ ử ế ớ ử i ậ o ử ồ ơ ở nguyên t xu t hi n ch tr ng vì thi u electron, ng i ta g i là photon đ nử ấ ệ ô ố ế ươ ọ ế t o ra c p electron - l tr ng. N u c p electron - l tr ng này sinh raạ ă ô ố ế ă ô ố   g nở ầ ch co ti p pô ế   - n thì hi u th ti p xúc sẽ đ y electron v m t bên (bên bánệ ế ế ẩ ề ộ d n n) đ y l tr ng v m t bên (bên bán d n p). Nh ng c b n là electron đãâ ẩ ô ố ề ộ â ư ơ ả nh y t mi n hoá tr (dung đ liên k t) lên mi n d n m c cao h n, co thả ừ ề i ê ế ề â ở ư ơ ê chuy n đ ng t do. Càng co nhi u photon chi u đ n càng co nhi u c h i đê ộ ự ề ế ế ề ơ ộ ê electron nh y lên mi n d n t đo sinh ra đi n năng.ả ề â ừ ệ

29

2.4.2 PHÂN LO IẠ

Cho t i nay thì v t li u ch y u cho pin m t tr i (và cho các thi t b bánớ ậ ệ u ế ă ơ ế i d n) là các silic tinh th . Pin m t tr i t tinh th silic chia ra thành 3 lo i:â ê ă ơ ừ ê ạ

M t tinh th hay đ n tinh th module s n xu t d a trên quá trìnhộ ê ơ ê ả ấ ự Czochralski. Đ n tinh th lo i này co hi u su t t i 16%. Chúng th ng r tơ ê ạ ệ ấ ớ ươ ấ m c ti n do đ c c t t các th i hình ng, các t m đ n th này co các m tă ề ươ ă ừ o ố ấ ơ ê ă tr ng goc n i các module.ố ở ố

Đa tinh th làm t các th i đúc-đúc t silic nung ch y c n th n đ c ê ừ o ừ ả ẩ ậ ươlàm ngu i và làm r n. Các pin này th ng r h n các đ n tinh th , tuy nhiên ộ ă ươ e ơ ơ êhi u su t kem h n. Tuy nhiên chúng co th t o thành các t m vuông che ph ệ ấ ơ ê ạ ấ ub m t nhi u h n đ n tinh th bu l i cho hi u su t th p c a no.ề ă ề ơ ơ ê ạ ệ ấ ấ u

D i silic t o t các mi ng phim m ng t silic nong ch y và co c u trúc ả ạ ừ ế o ừ ả ấđa tinh th , Lo i này th ng co hi u su t th p nh t, tuy nhiên lo i này r ê ạ ươ ệ ấ ấ ấ ạ enh t trong các lo i vì không c n ph i c t t th i silicon. Các công ngh trên là ấ ạ ầ ả ă ừ o ệs n su t t m, noi cách khác, các lo i trên co đ dày 300 m t o thành và x p ả ấ ấ ạ ộ μ ạ ếl i đ t o nên module.ạ ê ạ

2.4.3THÔNG S T M PIN NLMT S D NG:Ố Â Ư UT m pin NLMT s d ng trong đ án là lo i pin đ n tinh th co ngu n raầ ử u ồ ạ ơ ê ồ

là 5.5v và giá tr dong ra là 0.65Ai2.5 PIN LI-ION D TR NĂNG L NGƯ Ư ƯƠ

2.5.1 C U T OÂ Ạ

Hinh 16 câu tao Pin Li-ion

Câu tao một viên pin Lion hình trụ cơ bản gồm: Vo ngoai, cực dương, cực âm, mang ngăn cach điên va dung môi.

Cực dương còn gọi la Cathod được câu tao từ Lithium cacbonat oxide (LiCo2). Có câu trúc phân tử bao gồm phân tử Oxide coban liên kết với nguyên từ

30

Lithium. Khi có dòng điên chay qua, nguyên từ Lithium dể dang tach khoi câu trúc tao thanh ion dương Lithium, Li+. 

Cực âm (anode) câu tao từ graphene (than chi) có chức năng lưu giữ cac ion Lithium L+ trong tinh thể.

Mang ngăn cach điên (seperator) la mong lam bằng nhựa PE hoặc PP nằm giữa cực dương va cực âm, có nhiều lỗ nho có chức năng ngăn cach giữa cực dương va cực âm nhưng vẫn cho cac ion Li+ đi qua. Một số pin mang ngăn cach có khả năng khít lai khi nhiêt độ cao, không cho Li+ đi qua.

Dung dịch điên phân: la chât long chứa lâp đầy cực dương, cực âm va mang ngăn, chứa LiPF6 va dung muôi hữa cơ, chứa rât ít nước ( thâp hơn 0.001%) vi Lithium tac dụng với nước. Dung dịch có chức năng như vật dẫn cac ion Li+ từ .

Cac la dai được quân lai thanh nhiều vòng, ép chặt với nhau, ở giữa chúng la dung dịch điên phân như hinh. Lớp võ bên ngoai thường lam bằng kim loai để nén chặt cac lớp vật liêu bên trong. Pin còn được trang bị lỗ thoat khí để tranh để pin nổ khi ap  suât bên trong tăng cao.

Ngoai ra còn có lỗ thoat hơi (vent) để cân bằng ap suât tranh nổ, PTC la phần được trang vị thêm cho pin, có chức năng giới han dòng điên theo nhiêt độ.

2.5.2 NGUYÊN LY HOAT ĐÔNG:

Qua trinh nap.

Hinh 17: quy trinh nap

31

Khi gắn pin vao bộ sac, bộ sac sẽ nắn điên xoay chiều ở nguồn điên thông thường thanh điên một chiều va ap lên cực dương va âm của pin Lion. Lúc đó xảy ra qua trinh sac

Tai cực dương xảy ra hiên tượng điên phân khiến nguyên tử Li bị tach ra LiCo2 tao thanh ion Li+. Dưới tac động của điên trường tao ra do hiêu điên thế một chiều ap lên cực dương va âm khiến cac ion Li+ chuyển động từ cực dương sang cực âm va bị giữ lai trong cac mang tinh thể cacbon tai cực âm.

Cac ion  L+ bắt đầu di chuyển từ cực dương sang âm khi điên ap sac khoảng 3.7 V do vậy cac thiết bị sac pin Lion thường duy tri điên ap sac khoảng 3.7V cao nhât la 4.2 V..

Qua trinh xã.

Hinh 18: Quy trinh xã nap

Trong qua trinh sac , sự di chuyển của ion Li+ từ cực dương sang cực âm khiến hiêu điên thế hinh thanh giữa 2 cực. Khi nối một tải tiêu thụ vao giữa hai cực sẽ xuât hiên dòng điên chay qua tải va cac ion Li+ cũng thoat ra khoi cac tinh thể cacbon ở cực âm va chuyển động về cực dương.

Trong qua trính nap hay xả đều sinh ra nhiêt nếu không được bảo vê có thể gây chay. Ngoai ra nếu xả qua sâu cũng gây ảnh hưởng đến pin. Phần tới sẽ trinh bay về cac vân đề han chế của pin lion va cach sử dụng pin hợp lý.

32

2.6 CAC LINH KIÊN KHACNgoai cac linh kiên module kể trên trong đồ an vẫn còn cac linh kiên khac

như transistor, led, trở, nút nhân, tụ điên, công tắc, diode, jumper, dây nối …. Do đồ an có han nên không thể nêu chi tiết hơn cac linh kiên nho. Cac linh kiên nay được ap dụng cụ thể trong từng mach,nó sẽ được giải thích thêm trong phần chương 3 của đồ an.

CHƯƠNG 3 NÔI DUNG NGHIÊN CƯU THIÊT KÊ

3.1 S Đ H TH NGƠ Ồ Ệ Ô3.1.1 YÊU C U H TH NGÂ Ê ỐH th ng là thi t b đen chi u sáng v i các yêu c u c th sau:ệ ố ế i ế ớ ầ u ê

Là h th ng đen co đi u khi nệ ố ề ê Co kh năng thay đ i c ng đ sáng đen theo 10 m cả ổ ươ ộ ư Hi n th các c p đ sáng lên màn hình LCDệ i ấ ộ Co các nút nh n giao ti p( nút tăng gi m đi u ch nh)ấ ế ả ề ỉ Co kh năng s d ng ngu n pin s t b ng NLMTả ử u ồ ạ ằ Co tính th m mỹ cung ti t ki m ẩ ế ệ

Trên đây là các yêu c u đ t ra c a h th ngầ ă u ệ ố3.1.2 S Đ KH I CH C NĂNG T NG KH IƠ Ồ Ố Ư Ư Ố

Ta co s đ kh i h th ngơ ồ ô ê ô

I N( CH N

, CH T PIN,

PIN,N DC)

I GIAO P I NG( LCD, CH PHIM)

I U N TRUNG TÂM ( CH U N TRUNG TÂM)

I N N U ( MODULE BH FVI)

I C THI( CH LED)

Hình 19: S đ kh i h th ngơ ồ ố ệ ố

3.1.3 HO T Đ NG C A H TH NGẠ Ộ U Ê ỐTheo s đ kh i ta co th th y s t ng quan m nh mẽ v i nhau.Ta coơ ồ ố ê ấ ự ươ ạ ớ

kh i ngu n cung c p năng l ng cho các kh i khác ho t đ ng đ t bi t là kh iố ồ ấ ươ ố ạ ộ ă ế ố đi u khi n trung tâm. Các tín hi u đ c đ a v kh i đi u khi n trung tâm đề ê ệ ươ ư ề ố ề ê ễ

33

x lý các tín hi u đo bao g m các tín hi u t 4 nút UP, DOWN, RESET,ử ệ ồ ệ ừ AUTO/CUS, tín hi u c a module c m bi n c ng đ ánh sáng BH1750FVI. Đệ u ả ế ươ ộ ê t đo kh i x lý trung tâm đ a làm công vi c c mình đo là x ly tính hi u sauừ ố ữ ư ệ ả ử ệ đo xu t d li u ra ngoài, cung nh di u khi n cho kh i th c thiấ ữ ệ ư ề ê ố ự

Ta co c th 5 kh i chính nh sau:u ê ố ư Kh i ngu n:ô ồ chi m viai tro quan tr ng v i m i m ch đi n t là ngu nế ọ ớ ô ạ ệ ử ồ nuôi s ng cho toàn b t t các linh ki n, kh i ngu n gi ng vai tro là trái timố ộ ấ ệ ố ồ ố c a m ch đi n t v y.u ạ ệ ử ậ Kh i đi u khi n trung tâm:ô ê ê đong vai tro đi u khi n toàn b ho t đ ngề ê ộ ạ ộ c a thi t b , nh n các tín hi u cung nh đ a ra các tín hi u x lý chou ế i ậ ệ ư ư ệ ử m ch. M ch đi u khi n trung tâm đong vai tro nh b não c a toàn b đạ ạ ề ê ư ộ u ộ ồ án. Kh i giao ti p ng i dung: ô ê ươ t t c các thi t b đi n t đ u c n co sấ ả ế i ệ ử ề ầ ự giao ti p nh t đ nh v i con ng i. Kh i này t o s t ng tác h p lý gi aế ấ i ớ ươ ố ạ ự ươ ơ ữ con ng i v i thi t bươ ớ ế i Kh i nh n tín hi u: ô â ê kh i này đ m nhi m ch c năng t ng t nh cácố ả ệ ư ươ ự ư giác quan c a con ng i. Kh i này cung c p các tín hi u nh n đ c t môiu ươ ố ấ ệ ậ ươ ừ tr ng xung quanh cho kh i đi u khi n.ươ ố ề ê Kh i th c thi:ô ư làm nhi m v th c thi các l nh làm vi c t kh i đi uệ u ự ệ ệ ừ ố ề khi n trung tâm.ê

Trên đây là các ch c năng c a t ng kh i c th c a h th ng. M t hư u ừ ố u ê u ệ ố ộ ệ thông hoàn thi n c n co s th ng nh t c a t t c các kh i này.ệ ầ ự ố ấ u ấ ả ố

3.2 THI T K TINH TOÁN H TH NGÊ Ê Ệ Ô3.2.1 M CH NGUYÊN LY H TH NGẠ Ê Ố

34

Hình 20: M ch nguyên lý h th ngạ ệ ố3.2.2 KH I NGU NỐ Ồ

Kh i ngu n là kh i quan tr ng nên ta co các ph ng án gi i quy t sau: ố ồ ố ọ ươ ả ế S d ng ngu n DC(adapter 5v 1A) k t h p v i m ch s t pin, pin, m chử u ồ ế ơ ớ ạ ạ ạ

chon ch đ đ t o ra kh i ngu n đi u khi nế ộ ê ạ ố ồ ề ê S d ng m ch s t pin, pin đ làm ngu n tr c ti p cho thi t bử u ạ ạ ê ồ ự ế ế i

Sau khi đ c s g i ý c a giáo viên h ng d n em đã chon ph ng ánươ ự ơ u ướ â ươ đ u nh m đ m b o s n đ nh c a kh i ngu n. Khi kh i ngu n co s k t h pầ ầ ả ả ự ổ i u ố ồ ố ồ ự ế ơ s d ng gi a ngu n DC và pin sẽ tăng tính linh ho t c a kh i ngu n.ử u ữ ồ ạ u ố ồ

V y trong kh i ngu n bao g m các m ch t làm là m ch s t pin vàậ ố ồ ồ ạ ự ạ ạ m ch ch n ch đ và Adapter ngu n 5V 1A và pin cung nh t m pin NLMTạ ọ ế ộ ồ ư ấ

Cac m ch nguyên ly c a kh i ngu n.ạ ủ ô ô

Hinh21 M ch s t pin.ạ ạ

35

m ch s t ta co các thông s sau: Ơ ạ ạ ố Ngo vào t m pin NLMT là 5.5V _0.65 Aấ Giá tr c a đi n áp và dong c a Pin Li-ion là 4.2V và 4200mAh.i u ệ u

Ap s t pin ph thu c vào zener d1 4.7v 400mW.ạ u ộTh i gian s t trung bình m ch là 7 gi .ơ ạ ạ ơ

Hình 22 M ch ch n ch đạ ọ ế ộM ch ch n ch đ ch l a ch n h th ng ngu n theo ý mu n ng i ạ ọ ế ộ ỉ ự ọ ệ ố ồ ố ươ

dung. Bao g m 2 ch đ ch n là ch n s d ng pin ho c chon dung đi n ồ ế ộ ọ ọ ữ u ă ệngu n Adapter 5V-1Aồ3.2.3 KH I ĐI U KHI N TRUNG TÂMỐ Ề Ể

Là kh i quan tr ng c a m ch. Các ph ng án đ a ra cho v n đ kh iố ọ u ạ ươ ư ấ ề ố đi u khi n là :ề ễ

S d ng PIC 16F887A đ di u khi nử u ê ề ê S d ng IC 89C51 đ đi u khi n.ử u ê ề ê

Do PIC ngày càng đ c ph bi n, giá thành t ng đ i rẽ, cung nh co khươ ổ ế ươ ố ư ả năng phát tri n m ch cao h n h 89C51 nên em đã ch n dung PIC làm IC đi uê ạ ơ ọ ọ ề khi n trong kh i đi u khi n trung tâm.ê ố ề ê

a.Ph n c ngâ ư

36

Hình 23: Mach đi u khi n trung tâm k t h p v i LCDề ê ế ơ ớEm đã dung các port B, port A, port C, port E trong đ án này. Ngoài ra cácồ

chân ngu n VCC, VDD, GND, giao đ ng th ch anh cung đ c k t n i.ồ ộ ạ ươ ế ốPort A: dung nh n tín hi u t các phím ậ ệ ừPort B: dung xu t tín hi u ra màn hình LCDấ ệPort E: dung làm chân đi u khi n LCDề êPort C: dung nh n tín hi u c a m ch c m bi nậ ệ u ạ ả ế

+ Chân 16 port C dung làm chân xu t tín hi u out_led đi u khi nấ ệ ề ê

b.Ph n m mâ ê

37

BEGIN

I O PORT, PWM

T P P PWM U N LED

N AU/CUS?

N UP ?N DOWN?

KI M TRA GI I HAN CHO PHEP M

SO NH KQ I C ĐƯA RA OUT_LED

KI M TRA GI I HAN CHO PHEP TĂNG

Đ

S

Đ

DAO= ~DAO

Đ

S

Đ

S

S

Hình 24: L u đ gi i thu t ch ng trình chínhư ồ ả ậ ươ

NG I

N AU/CUS?

DELAY_ MS

Đ

N AU/CUS?

O NG I N DAO

END

Đ

S

S

.Hình 25: L u d ch ng trình conư ồ ươ

38

Ta co khi ch ng trình ho t đ ng : các tín hi u đ c reset =0, các b t ươ ạ ộ ệ ươ ăđ u t vi c ki m tra nút nh n AU/CUS đê ch n ch đ . ầ ừ ệ ê ấ ọ ế ộ

Sau đo n u nút AU/CUS không nh n đ c tác đ ng thì ch đ auto ế ậ ươ ộ ế ộđ c ch n. đây ch d Auto bao g m các nh n d li u do module ươ ọ Ơ ế ộ ồ ậ ữ ệBH1750FVI nh n v sau đo x lý tín hi u đo chuy n thành m c năng l ng ậ ề ữ ệ ê ư ươsáng sau đo xu t ra port OUT_Led( ch ng trình code thì m c đ nh ch đ ấ ở ươ ă i ế ộlà auto

N u nút AU/CUS nh n đ c tín hi u thì ta co vi c ch nh ch đ b ng ế ậ ươ ệ ệ ỉ ế ộ ằtay dung 2 nút UP và DOWN đ di u ch nh c ng đ sáng , t i đa 10 m c t 1 ê ề ỉ ươ ộ ố ư ừđ n 10ế

*. L p trinh ậPh n này em s d ng ph n m m l p trình CCS cung v i ch ng trình ầ ử u ầ ề ậ ớ ươ

n p PICkit 2 v2.61ạCode ch ng trình đ c g i vào CD đính kem theo.ươ ươ ử

3.2.4 KH I GIAO TI P NG I DUNGỐ Ế ƯƠKh i này bao g m 2 m ch chính là m ch 4 phím và LCD : ố ồ ạ ạ*. LCD do đã d c k t h p cung chung v i m ch đi u khi n nên khôngươ ế ơ ớ ạ ề ê

co m ch nguyên lý tr c ti p. M ch nguyên lý chug v i m ch đi u khi n trungạ ự ế ạ ớ ạ ề ê tâm.

*. M ch 4 phím là m ch bao g m các nút nh n đi u khiên và nút nh nạ ạ ồ ấ ề ấ reset đ c k t h p. Co các t l c nhi u. Và tr h n dong là 10k.ươ ế ơ u ọ ễ ở ạ

Hình 26: m ch 4 phímạM ch này khi tác d ng vào các nút nh n thì tín hi u sẽ đ c qua b l cạ ộ ấ ệ ươ ộ ọ

nhi u đ a d n các connetor đ đ a v m ch đi u khi n trung tâmễ ư ế ê ư ề ạ ề ê3.2.5 KH I NH N TIN HI UỐ Ậ Ê

Là module co s n nên không c n xây d ng ch c n dung các dâyẳ ầ ự ỉ ẩ connetor đ k t n i các chân. Module co 5 chân bao g m ê ế ố ồ

VCC: ngu n c pồ ấ

39

ADD chân xu t d li uấ ữ ệSCL chân truy n xung clockềSDA chân truy n d li uề ữ ệGND chân mass

3.2.6 KH I TH C THIỐ ỰS đ m ch nguyên lýơ ồ ạ

H nh 27: M ch nguyên lý OUT_LEDỉ ạ

Để cho một thanh Led đủ sang thi dòng điên qua nó la 20mA, do đó để cả 8 Led sang thi dòng cung câp cho led sẽ la I = 8x20 = 160mA. Đây cũng chính la dòng Ic của transistor Q1. Vậy ta có thể chọn Q1 la c2383 với dòng Ic=1A với hê số khuếch đai β min =60. Từ đó ta tính được dòng IB :

Dong IC qua là: Ic= .Iβ B =>IB=I C

β=

160 mA60

=2.6mA

Đi n tr phân c c R2 là: ệ ở ự R2=¿

Ta ch n R1=1.5K đ th a mãn đi u ki n ọ ê o ề ệI C≤I B β MIN

.

V y dong th c t c a Iậ ự ế u B là:

I B=5−0 . 8

1. 5×103=2 . 8 mA

R1 là đi n tr h n dong cho led.ệ ở ạ Khi transistor d n bão hoa thì đi n ápâ ệ

VCES=0.2V và đi n áp r i trên led là 2V nh v y. ệ ơ ư ậ

40

VR1=VCC- VCES- VLED=5-0.2-2=2.8V=>

R1=V R 1

I CMAX

8

= 2. 81 . 3×160×10−3

8

=107Ω

Ta chon R1=330Ω

I LEDtt=5−2−0. 2

330×10−3=8. 5 mA

CH NG 4 T NG K T ĐÁNH GIÁ K T QUƯƠ Ổ Ê Ê Ả4.1 M CH Đ T Đ CA A ƯƠ

Hinh 28 S n ph m sau khi thi côngả ẩa. Hi n th LCDê i b. Đen ho t sáng m c 1ạ ở ư

Hình 29: thi t b đang ho t đ ngế i ạ ộ

41

Ngoài ra thi t b con co kem theo t m Pin NLMT do th trong đi u ki n th i ế i ấ ử ề ệ ơti t ko thu n l i nên không th th y đ c quá trình s t c a thi t b .ế ậ ơ ê ấ ươ ạ u ế i

4.2. NH N XET ĐANH GIAÂThi t b dung t t các nút nh n, hi n th m c đ t ng đ i, hi u ch nhế i ố ấ ê i ở ư ộ ươ ố ệ ỉ

c ng đ sáng c a đen m c khá, ch a th hi n ro ch đ dung pin. Nhìn ươ ộ u ở ư ư ê ệ ở ế ột ng quan thi t b ho t d ng m c khá.ổ ế i ạ ộ ở ư

4.3 H NG PHAT TRI N CHO THI T BƯƠ Ê Ê IM c du đã hoàn thành đ c yêu c u c a đ tài đ án môn h c m t songă ươ ầ u ề ồ ọ ộ

thi t b này v n co th đ c phát tri n cao h n ví d nh :ế i â ê ươ ê ơ u ư Co truy n d n d li u, giao ti p máy tính, co c nh báo m c sáng phu ề â ữ ệ ế ả ư

h p.ơ S d ng hoàn toàn b ng năng l ng s chử u ằ ươ ạ Co kh năng đi u khi n t xa.ả ề ê ừ

Trên đây là m t s ý t ng cho h ng phát tri n c a đ án.ộ ố ưở ướ ê u ồ

------------------------TÀI LI U THAM KH OỆ Ả Ti ng Vi t ế ệ

[1] Nguy n Đình Phú (2014): “Giáo trình Vi Đi u Khi n Pic“, Đ i H c S ễ ề ê ạ ọ ưPh m Kỹ Thu t –Khoa Đi n Đi n T –B môn Đi n T Công Nghi pạ ậ ệ ệ ử ộ ệ ử ệ

[2] Tr n Thu Hà (2013): “Giáo trình Đi n t c b n” ầ ệ ử ơ ả Nhà xu t b nấ ả : Đ i h c ạ ọQu c gia TP. HCM (01/2013ố )

[3] Hoàng D ng Hung :” Năng l ng m t tr i - Lý thuy t & ng d ng”ươ ươ ă ơ ế ư uTi ng Anhế[1] Nigel Gardner :” CCS_C Programming” Ngoài ra con co các tài tham kh o t trên m ng t các trang nh :ả ừ ạ ừ ư

https://www.ccsinfo.com/http://www.thuvienspkt.edu.vn/https://vi.wikipedia.org/http://www.alldatasheet.com/

42