THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐẾM XE MÁY VÀO-RA TẠI HẦM XE GIÁO VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH DỰA TRÊN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ LORA

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐẾM XE MÁY VÀO-RA TẠI HẦM XE GIÁO VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH DỰA TRÊN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ LORA - Sử dụng công nghệ truyền thông Lora để xây dựng hệ thống kiếm soát số lượng xe vào-ra; quản lí và hiển thị số lượng xe máy tại hầm xe Giáo viên Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh, cơ sở 140 Lê Trọng Tấn. - Xây dựng mô hình với bộ điều khiển trung tâm (Gateway) kết nối không dây hai trạm vệ tinh (Lora) ở hai vị trí xe vào-ra để thu thập dữ liệu và hiển thị thông tin lên màn hình led Matrix P10.

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT IDANH MỤC HÌNH ẢNH IIDANH MỤC BẢNG IVLỜI MỞ ĐẦU VLỜI CẢM ƠN VI

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

2.1.5 Nguồn cung cấp (Power Supply) 26

2.1.6 Relay trung gian 28

2.1.7 Nút nhấn (Botton) 29

2.1.8 LCD 30

2.1.9 Matrix (P10) 33

2.2 Ứng d ng 35

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THỰC HIỆN 37

3.1 S đồ khối kết nối toàn hệ thống 37

PHỤ LỤC 52

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

MCU Multipoint Control Unit Thiết bị đi u khiển đ điểm

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mô hình mạng cảm biến không dây do các tác giả đ xuất và thử nghiệm 2

H nh 1.2 S đồ kết nối hệ thống quản lý số l ợng xe tại hầm nhà xe giáo viên 3

Hình 2.1 S đồ nguyên lý mạch giao tiếp Lora 9

Hình 2.2 STM32F103C8Tx 12

Hình 2.3 Giải thích STM32F103C8 13

Hình 2.4 Kit phát triển STM32F103C8T6 Blue Pill ARM Cortex-M3 14

Hình 2.5 Tạo project, mở project gần đây v bất kỳ 15

Hình 2.6.Tìm kiếm STM i đặt và tạo project m i 16

Hình 2.7.Cấu hình chip các chân GIPO 16

Hình 2.8 Cấu hình các chân ngoài vi 17

Hình 2.9 Cấu hình các chân ngoại vi bằng th m c 17

Hình 2.10 Cấu hình thạch anh 18

Hình 2.11 Thiết lập tên, chọn mo ule đ ợc dùng trong hệ thống 18

Hình 2.12 New Project, double main.c viết h ng tr nh 19

Hình 2.13 Build (F7) và Load ( F8) 19

Hình 2.14 Cấu h nh mă định cho mạch nạp 20

Hình 2.15 Nhấn Run để kiểm tra kết nối mạch nạp 20

H nh 2.16 S đồ kết nối phần c ng PD132 22

H nh 2.17 S đồ nguyên lí PD132 và vòng lặp cảm ng từ 23

Hình 2.18 PD132 (1 kênh) và PD232 (2 kênh) 23

H nh 2.19 Đi u chỉnh tần số (DIP1,DIP2) 24

H nh 2.20 Đi u chỉnh đ nhạy (DIP3,DIP4,DIP5) 24

Hình 2.21 Power supply (nguồn tổ ong) 26

Hình 2.22 Cấu tạo bản c a nguồn xung 27

H nh 2.23 S đồ nguyên lý c a Relay trung gian 29

Hình 2.24 Mạch công suất sử d ng relay trung gian 29

Hình 3.3 Nguồn xung kết nối module LM2596 giảm điện áp 38

Hình 3.4 Giao tiếp LCD, button hoạt đ ng m c Low 39

H nh 3.5 S đồ kết nối Relay trung gian 39

Hình 3.6 Mô hình thực nghiệm đếm xe ra-vào 40

Hình 3.7 Gateway xử lí thông tin và hiển thị thông số kiểm soát 42

Hình 3.8 Hệ thống hiển thị và t điện khi không có xe ra-vào 42

Hình 3.9 Cảm biến vòng từ hoạt đ ng khi phát hiện xe vào-ra 44

Hình 3.10: Màn hình hiển thị tăng v giảm khi xe đã v o-ra hoàn toàn 46

Hình 3.11 Cảm biến vòng từ phát hiện xe ra (a) và màn hình hiển thị (b) 46

Hình 3.12 Cảm biến vòng từ phát hiện xe vào (c) và màn hình hiển thị (d) 47

Hình 3.13 Mô hình kết nối thực tế led hiển thị matrix P10 48

Hình 3.14 Mô hình mô phỏng l n đ ờng xe v o (tr c và sau) 48

Bảng 7: Tổng hợp kết quả truy n nhận tín hiệu từ STM32F103C8T6 43

Bảng 8: Tổng hợp kết quả đ nhạy tiếp điểm relay: 45

LỜI MỞ ĐẦU

B vi xử lý ngày càng phát triển đ năng v đ ợc sử d ng hầu hết trong các hệ thống đi u khiển trong công nghiệp ũng nh trong thiết bị điện tử dân d ng Chính vai trò, ch năng a vi xử lý đã đem lại nhi u u điểm, nhi u tính năng đặc biệt cho các hệ thống đi u khiển Các nhà nghiên c u không ngừng nghiên c u các hệ thống đi u khiển và sử d ng vi xử lý để thay thế nhằm nâng cao khả năng tự đ ng thay thế ho on ng ời, v ũng hính v thế ã thú đẩy lĩnh vực vi xử lý ngày càng phát triển không ngừng, đ p ng yêu cầu đi u khiển Để đ n giản b t sự ph c tạp c a phần c ng khi dùng vị xử lý, các nhà nghiên c u đã tí h hợp hệ vi xử lý, b nh , các thiết bị ngoại vị thành m t vi mạch duy nhất gọi là vị đi u khiển

Ng y n y để chọn đ ợc m t dòng chip có thể đ p ng đ ợc mọi yêu cầu c a ng ời ùng không òn qu khó khăn nh tr c, v i sự cạnh tranh phát triển c a các hãng sản xuất hip điện tử đã ho r đời nhi u dòng chip v i nhi u ch năng v ng d ng đáp ng đ ợc nhu cầu c ng ời dùng, nổi bật n n đó l òng hip Vi i u khiển ARM STM32F103RCT6 Chip STM32F103RCT6 thu c series STM32F103xx là dòng vi di u khiển 32 bit sử d ng lõi ARM Cortex M3 c a hãng ST hoạt đ ng v i tốc đ xung nhịp là 72 MHz, b nh Flash 512KB ho n to n đ p ng đ ợc những yêu cầu cao c a các hệ thống xử lý số hiện n y Do đó ó thể thay thế các dòng chip 8 bit hay 16 bit hiệu suất thấp mà giá thành chênh lệch lại không đ ng kể

V i những lý o tr n nhóm đã lựa chọn đ tài nghiên c u khoa học c a mình là ―THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐẾM XE MÁY VÀO-RA TẠI HẦM XE GIÁO VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH DỰA TRÊN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ LORA‖

Tp Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2023 Tác giả

Vũ Văn Chinh Th.S Lê Minh Thanh

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên c u đ t i ―Thiết kế mô h nh đếm xe máy ra tại hầm xe gi o vi n Tr ờng Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh dự tr n sở công nghệ Lor ‖ húng em đã nhận đ ợc sự hỗ trợ, giúp đỡ ũng nh những lời qu n tâm, đ ng viên từ nhi u qu n, tổ ch c và cá nhân Nghiên c u khoa họ ũng đ ợc hoàn thành dựa trên sự tham khảo, học tập kinh nghiệm từ các kết quả li n qu n, s h, b o huy n ng nh… Đặc biệt h n l sự hợp tác c a cán b gi o vi n tr ờng Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp Hồ Chí Minh

vào-Tr c hết, chúng em xin gửi lời cảm n sâu sắ đến thầy Lê Minh Thanh – ng ời trực tiếp h ng dẫn khoa họ đã luôn nh nhi u thời gian, công s h ng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện nghiên c u v ho n th nh đ tài nghiên c u khoa học

Chúng em xin trân trọng cảm n B n gi m hiệu tr ờng Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh, cùng toàn thể các thầy ô gi o ông t trong tr ờng đã tận tình truy n đạt những kiến th quý b u, giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập và nghiên c u

Tuy nhiên có nhi u cố gắng, nh ng trong đ tài nghiên c u khoa học này không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em kính mong quý thầy cô, các chuyên gia, những ng ời qu n tâm đến đ tài tiếp t c có những ý kiến đóng góp, giúp đỡ để đ t i đ ợc hoàn thiện h n

M t lần nữa chúng em xin chân thành cảm n!

TP Hồ Chí Minh, th ng 02, năm 2023 Tác giả

SV Vũ Văn Chinh ThS Lê Minh Thanh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 T nh h nh nghi n c u n c ngo i

Trong những năm gần đây, nhi u công nghệ truy n thông không dây Lora, Sigfox, Weightless truy n đ ợc khoảng cách xa v i công suất tiêu th thấp [M Bor, J Vidler, n U Roe ig, ―Lor for the Internet of Things,‖ Pro 2016 Int Conf Embe Wirel Syst Networks, pp 361–366, 2016] [N H Dũng n D T Anh, ―Ứng d ng công nghệ Lor để xây dựng hệ thống gi m s t tr n to t u đ ờng sắt Việt N m,‖ Tạp chí Khoa học và Công nghệ, vol 141, pp 15–21, 2020] Những công nghệ n y đ ng h ng đến các ng d ng kết nối cảm biến ở những khu vự địa lý r ng l n M t ng d ng điển hình là hệ thống thu thập nhiệt đ , đ ẩm tại điểm trong m t thành phố Hệ thống này đ ợc sử d ng các thiết bị đ n giản gửi dữ liệu trong m t chặng t i b thu, s u đó huyển tiếp dữ liệu qu sở hạ tầng có dây cố định đến m t điểm thu thập dữ liệu Chúng tôi cho rằng những b thu phát này có khả năng rất hữu í h để xây dựng các mạng IoT hung h n kết hợp truy n thông đ h ng hai chi u cho phép kết nối các cảm biến v i trung tâm Các b thu phát có khả năng kết hợp để truy n thông khoảng cách l n v i công suất tiêu th thấp Đi u này sẽ cho phép xây dựng nhi u sở hạ tầng IoT tốt h n hiện tại [K Nahrstedt, H Li, P Nguyen, S Chang, and L Vu, ―Internet of Mobile Things: Mobility-Driven Challenges, Designs and Implement tions,‖ in 2016 IEEE First Intern tion l Conferen e on Internet-of-Things Design and Implementation (IoTDI), 2016, pp 25–36, doi: 10.1109/IoTDI.2015.41]

1.2 T nh h nh nghi n c u t ong n c

Các tác giả c a bài báo [N C Nhân, P N Tuấn, n N H Ho ng, ―Mạng cảm biến không dây ng d ng cho nông nghiệp công nghệ o,‖ Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ - Khoa học Tự nhiên, vol 3, no 4, pp 259–270, 2019] đã nghi n c u và thử nghiệm ng d ng công nghệ Lor trong lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao Công trình [N C Nhân, P N Tuấn, n N H Ho ng, ―Mạng cảm biến không dây ng d ng cho nông nghiệp công nghệ o,‖ Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ - Khoa học Tự nhiên, vol 3, no 4, pp 259–270, 2019] đã nghi n u và thiết kế mô hình mạng cảm biến không dây dựa trên công nghệ Lora nhằm thu thập các dữ liệu môi tr ờng nh : nhiệt đ không khí, đ ẩm không khí, đ ẩm đất N i đặt cảm biến thu thập dữ liệu đ ợc xem là m t nút mạng, trong mỗi nút mạng đ ợc thiết kế ngoài cảm biến òn đ ợc tích hợp hip vi đi u khiển, module thu phát không dây Lor để

truy n dữ liệu đến trạm thu thập dữ liệu (Gateway), s u đó ữ liệu đ ợc truy n đến trung tâm dữ liệu (Cloud Server) từ đây ng ời dùng có thể giám sát các dữ liệu thông qua mạng Internet (Hình 1) Kết quả c a quá trình thử nghiệm này cho thấy mô hình mạng cảm biến hoạt đ ng ổn định không xảy ra hiện t ợng mất kết nối Khoảng cách truy n c a Lora ở khu vực có nhi u vật cản khoảng 500 m và khu vực ít vật cản là 1200 m đến 1700 m Các dữ liệu đ ợc thu thập liên t c từ hai node mạng và hiển thị dữ liệu lên ng d ng ng ời ùng tr n điện thoại thông minh

Hình 1.1 Mô hình mạng cảm biến không dây do các tác giả đề xuất và thử nghiệm

Các tác giả c a công trình nghiên c u [H M Đ o v Đ X Hùng, ―Giải pháp IoT để gi m s t, đi u khiển hệ thống chiếu s ng đô thị sử d ng công nghệ LED tr n sở công nghệ Lor ,‖ in Kỷ yếu H i nghị Quốc gia FAIR, 2017, pp 213–217, doi: 10.15625/v p.2017.00027] đã đ xuất giải ph p IoT tr n sở công nghệ Lora cho phép thu thập dữ liệu, gi m s t v đi u khiển hệ thống chiếu s ng đô thị sử d ng công nghệ đèn LED Hệ thống thử nghiệm đ ợc xây dựng tr n sở các modul Lora SX 1278 – 433 MHz v i khoảng cách truy n thông vô tuyến t i 5000 m c a nhà sản xuất SEMTECH Hệ thống thử nghiệm v i 2 nút Lora, m t nút Gateway v i module 3G cho phép kết nối internet t i máy ch , kết quả thử nghiệm c [H M Đ o n Đ X Hùng, ―Giải ph p IoT để gi m s t, đi u khiển hệ thống chiếu s ng đô thị sử d ng công nghệ LED tr n sở công nghệ Lor ,‖ in Kỷ yếu H i nghị Quốc gia FAIR, 2017, pp 213–217, oi: 10.15625/v p.2017.00027] đã ho thấy hoạt đ ng c a hệ thống đ ng tin cậy, đ p ng đ ợc yêu cầu và có thể triển khai trong các hệ thống chiếu sáng công c ng LED trong thực tế

Công nghệ Lor m ng đến hai yếu tố quan trọng là tiết kiệm năng l ợng và khoảng cách truy n xa Các tác giả b i b o [N Đ Th nh, F Ferrero, L C V Khải, N H N Thu gn, P V Tuấn, n L Q Huy, ―Mạng công nghiệp Lora WAN cho Thành phố Đ Nẵng: Giải pháp cho ng d ng IoT tầm xa tiêu th năng l ợng thấp,‖ Tạp Chí Khoa học và Công nghệ, Đại họ Đ Nẵng, vol 18, no 1, pp 7–10, 2020] ũng đã thử nghiệm phạm vi ph sóng mạng Lor WAN đ ợc triển kh i thí điểm tại Thành phố Đ Nẵng Kết quả b đầu cho thấy rằng Lora WAN là công nghệ đầy ti m năng v i khoảng cách truy n dữ liệu l n đến 26 km v i bán kính ph sóng l n đến 6 km Tại các nút đầu cuối thời l ợng pin cho mỗi thiết bị l n đến 10 năm

Trong đ tài nghiên c u này, nhóm tác giả mong muốn gi i thiệu m t số ng d ng công nghệ Lor đã đ ợc công bố v đ xuất giải pháp xây dựng hệ thống quản lý số l ợng xe m y đ c lập v i hệ thống quản lý bãi xe hiện hữu, kết nối đ ờng truy n thông không dây c a hệ thống dự tr n sở công nghệ Lora (Hình 2)

Hình 1.2 Sơ đồ kết nối hệ thống quản lý số lượng xe tại hầm nhà xe giáo viên

Việc quản lý số l ợng xe vào-ra tại sở sử d ng công nghệ truy n thông Lora, cảnh báo tại chỗ thông qua màn hình bảng điện tử, thu thập dữ liệu từ xa bằng ph ng pháp không dây

1.3 Mục ti u c a ề t i

- Sử d ng công nghệ truy n thông Lor để xây dựng hệ thống kiếm soát số l ợng xe vào-ra; quản lí và hiển thị số l ợng xe máy tại hầm xe Gi o vi n Tr ờng Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh, sở 140 Lê Trọng Tấn

- Xây dựng mô hình v i b đi u khiển trung tâm (Gateway) kết nối không dây hai trạm vệ tinh (Lora) ở hai vị trí xe vào-ra để thu thập dữ liệu và hiển thị thông tin lên màn hình led Matrix P10

- Xây dựng giải thuật thu thập dữ liệu từ các vệ tinh (Lora)

- Xây dựng giải thuật cảnh báo khi số l ợng xe vào-ra hiển thị trên bảng điện tử - Thi công phần c ng c a hệ thống

- Thi công các mạ h đi u khiển

1.6 Sản phẩm c a ề tài

- Mô h nh đếm xe máy vào-ra tại hầm xe gi o vi n Tr ờng Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh dựa trên cở sở công nghệ Lora

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Gi i thiệu

Trên thế gi i, tố đ đô thị hó ng y ng tăng, số l ợng xe càng nhi u, tình hình xã h i ph c tạp Do đó, giải pháp kiểm soát số l ợng xe truy n thống không còn phù hợp nh : qu tr nh kết nối hệ thống gặp nhi u khó khăn v khoảng h địa lý, các thiết bị đi u khiển ph c tạp, gây nhiễu trong quá trình truy n dữ liệu

Ở Việt Nam hiện nay, việc kiểm soát số l ợng xe vào - ra tại sở, các tuyến đ ờng đ u sử d ng công nghệ truy n thống nên gây ra hiện t ợng kẹt xe th ờng xuyên, không kiểm so t đ ợc khi số l ợng xe tăng đ t biến, dữ liệu thu v sai số l n

C h ng nghiên c u v ng d ng công nghệ cao trong giám sát các thông số li n qu n đến kĩ thuật th ờng đ ợc sử d ng các công nghệ truy n thông truy n thống nh : Zigbee, Wifi, GSM/GPRS, Bluetooth… Trong những công nghệ truy n thông kể trên, công nghệ Wifi, Zigbee, Bluetooth có phạm vi hoạt đ ng không cao từ 10 đến 100m V i phạm vi hoạt đ ng nh vậy, các chuẩn truy n thông trên chỉ phù hợp cho việc giám sát trong m t khu vực nhỏ Khi khu vực giám sát l n hoặc có nhi u khu vực, thì việc xây dựng mạng cảm biến trở lên ph c tạp và tốn kém hi phí h n B n ạnh đó, việc tiêu th nhi u năng l ợng ũng ẫn đến thời l ợng sử d ng pin c a nút cảm biến bị giảm xuống

Nhằm mở r ng nhu cầu kết nối số l ợng l n cảm biến trên phạm vi r ng và tiêu th ít năng l ợng ,ph c v cho nhu cầu vận hành bảo trì, chuẩn truy n thông Lor đã r đời v i nhi u u điểm v ợt tr i so v i các công nghệ sẵn có Công nghệ truy n thông Lor đ ợc phát triển bởi công ty STEMTECH từ năm 2013 Lor ựa trên ph ng ph p đi u chế CSS (Chirp Spread Spectrum) v i m đí h hính l tiết kiệm năng l ợng tiêu th v tăng khoảng cách truy n thông Kỹ thuật CSS đã đ ợc sử d ng trong quân sự v lĩnh vực hàng không vũ tr trong nhi u thập kỷ tr c bởi khoảng cách truy n thông l n mà nó có thể đạt đ ợc Khoảng cách truy n thông có thể lên t i 2 - 20km và có thể hoạt đ ng tr n băng tần không phải cấp phép v i tố đ thấp từ 0,3 kbps đến 50kbps Thời gian có thể duy trì kết nối và chia sẻ dữ liệu l n đến 10 năm v i năng l ợng pin

Hiện n y, trong n h ng nghiên c u v công nghệ Lora còn khá m i mẻ Đi u n y đ ợc thể hiện qua những bài báo, công trình nghiên c u v công nghệ Lora

và ng d ng còn rất ít Do đó, trong đ tài này, nhóm tác giả mong muốn ng d ng công nghệ Lor đã đ ợc công bố đ xuất giải pháp xây dựng hệ thống quản lý số l ợng xe m y đ c lập v i hệ thống quản lý bãi xe hiện hữu, kết nối đ ờng truy n thông c a hệ thống nhằm giải quyết các vấn đ quản lý xe vào-ra

S u đây l linh kiện đã v đ ng đ ợ ùng trong đ tài nghiên c u:

2.1.1 Lora E22-400M30S (SX1278)

E22-400M30S là m t hip ùng để truy n thông và dựa trên SX1268, m t thế hệ hip Lor ™ RF m i do Semtech, Hoa Kỳ sản xuất Đây là m t mô-đun không ây 433MHz, 470MHz SMD Lor ™ si u nhỏ và tự phát triển

Bởi v nó đã sử d ng SX1268 b n đầu l m lõi hính, PA v LNA ũng đ ợc sản tích hợp dự tr n lõi tr đó, giúp ông suất truy n tối đ l n 1W Đồng thời, đ nhạy thu ũng đ ợc cải thiện h n nữ Đ ổn định giao tiếp tổng thể đ ợc cải thiện rất nhi u so v i các sản phẩm không có b khuế h đại công suất và b khuế h đại tiếng ồn thấp Hiệu suất chống nhiễu và khoảng cách liên lạ đã đ ợc cải thiện h n nữa so v i b thu ph t Lor ™ thế hệ tr v v ợt tr i h n nhi u so v i các sản phẩm đi u chế FSK và GFSK hiện tại Sản phẩm n y đã đạt ch ng nhận FCC, CE và RoHS nên ng ời dùng không cần lo lắng v hiệu suất Đ ợc sử d ng tinh thể 32MHz ó đ chính xác cao cấp công nghiệp, sản phẩm có thể bao ph dải tần cực r ng 410-493 MHz và t ng thí h v i SX1278 và SX1276

thiện giao tiếp

+ Cấu hình tham số không dây, gửi gói dữ liệu lệnh không dây, cấu hình từ xa hoặc đọc các tham số mô-đun không dây

+ Wake-on-air, t c là ch năng ti u th điện năng ực thấp, thích hợp cho các ng d ng sử d ng pin

+ V i truy n dẫn điểm cố định, truy n phát quảng bá và giám sát kênh + ISM 433MHz và 470MHz không cần giấy phép toàn cầu để đọ đồng hồ + Ở chế đ ng sâu, điện năng ti u th là 2uA

+ V i PA + LNA, khoảng cách liên lạ đ ợc kiểm tr l n đến 6 km

+ Các thông số đ ợ l u s u khi tắt nguồn Sau khi bật nguồn, mô-đun sẽ hoạt đ ng theo các thông số đã thiết lập

+ Thiết kế qu n gi m s t hiệu quả cao, m t khi ngoại lệ xảy ra, mô-đun sẽ tự đ ng khởi đ ng lại và tiếp t c hoạt đ ng theo i đặt tham số tr đó

thiệt hại l n đối v i module

C h i bị cháy là khá nhỏ khi mu ule đ ợc sử d ng trong khoảng cách ngắn

Max

Hoạt đ ng voltage (V) 3.3 5.0 5.5 Nên sử d ng 5V

thêm b chuyển đổi Nhiệt đ hoặt đ ng (0C) -40 - 85 Kiểu dáng công nghiệp

5 Hỗ trợ băng tần ISM Công

suất tiêu th

Công suất TX tối đ ( Bm) 29.5 30.0 30.5

kbps Tố đ dữ liệu không khí

Có thể đ ợc cấu hình thông qua lệnh i dạng 32/64/128/240 byte

mỗi gói để truy n

Giao diện truy n thống SMD

- Mạch giao tiếp Lo a ợc sử dụng trên mạch là:

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp Lora

Lora E220-400M30S ùng để truy n nhận tín hiệu qua lại Vi đi u khiển thực hiện đi u kiện trong h ng tr nh xong, nếu thấy th y đổi dữ liệu thì ngay lập t c Lor đ ợc setup ch năng xử lí dữ liệu và truy n tín hiệu đi Khi đó Lor b n bảng matrix (P10) phát hiện ra tín hiệu đ ợc truy n nhận thì thực hiện ch năng nhận tín hiệu và xử lí tín hiệu đó

Bảng 4: Ý nghĩa c c chân c a E22-400M30S

chiếu nguồn

Nút nhấn RF nhận đi u khiển hân, đ ợc kết nối v i IO c vi đi u khiển bên ngoài và đ ợc kích hoạt ở m c cao

Nút nhấn RF nhận đi u khiển hân, đ ợc kết nối v i IO c vi đi u khiển bên ngoài hoặc DIO2 v đ ợc kích hoạt ở m c cao

4 DIO2 Ngõ vào / ngõ ra Cổng IO phổ thông có thể cấu hình

6 DIO1 Ngõ vào / ngõ ra Cổng IO phổ thông có thể cấu hình

8 NRST Ngõ vào Chân đầu vào kích hoạt thiết lập lại chip, hợp lệ ở m c thấp

50 ohm)

- Cấu hình Lora:

+ Tần số: 433 MHz

+ Công suất phát: 14 dBm + BW: 125

+ SF:5

+ CR: 4_6 + CRC: ON

+ Preamble leng: 100 + Header type: Explicit + DATA leng: 6 byte

+ DIO1: Ngắt TX done, RX done, TX RX timeout

- Gói dữ liệu:

+ Byte 0: địa chỉ

+ Byte 1 – Byte 2: Số xe hiện tại + Byte 3 – Byte 4: Số chỗ bãi xe + Byte 5: Checksum 8 byte (CRC8)

2.1.2 Vi iều khiển STM32F103C8T6

Dòng vi đi u khiển 32 bit STM32 dựa trên b xử lý Arm Cortex-M đ ợc thiết kế để mang lại m đ tự do m i ho ng ời dùng MCU Nó cung cấp các sản phẩm kết hợp hiệu suất rất cao, khả năng t ng thí h v i thời gian thực, xử lý tín hiệu kỹ thuật số, hoạt đ ng công suất thấp, điện áp thấp và kết nối, trong khi vẫn duy trì tích hợp đầy đ và dễ phát triển

STM32 là m t trong những dòng chip phổ biến c a ST v i nhi u họ thông d ng nh F0, F1, F2, F3, F4… STM32F103 thu c họ F1 v i lõi là ARM COTEX M3 STM32F103 l vi đi u khiển 32 bit, tố đ tối đ l 72MHz B nh nhúng tố đ cao (b nh fl sh l n đến 128Kbyte v SRAM l n đến 20Kbyte) và m t loạt các công I/O nâng cao, thiết bị ngo i vi đ ợc kết nối v i h i APB buses Gi th nh ũng kh rẻ so v i các loại vi đi u khiển có ch năng t ng tự Mạch nạp ũng nh ông lập trình kh đ ạng và dễ sử d ng

Vi đi u khiển STM32 hoạt đ ng v i nguồn điện từ 2.0V đến 3.6V, dải nhiệt đ từ -400C đến +850C, dải nhiệt đ mở r ng từ -400C đến +1050C M t chế đ tiết kiệm năng l ợng toàn diện cho phép thiết kế các ng d ng sử d ng ít năng l ợng

STM32F103xx phù hợp v i nhi u ng d ng nh truy n đ ng đ ng , đi u khiển ng d ng, thiết bị y tế và thiết bị cầm tay, PC và thiết bị ngoại vi h i g me, n n tảng GPS, ng d ng công nghiệp, PLC, b biến tần, máy in, máy quét, hệ thống báo đ ng, hệ thống liên lạc video và HVACS

STM32F103xx ho n to n t ng thí h v i các phần m m v tính năng STM32F103x4 v STM32F103x6 đ ợ x định là thiết bị có mật đ thấp, STM32F103x8 v STM32F 103xB đ ợc gọi là thiết bị có mật đ trung bình và STM32F103xC, STM32F103xD v STM32F103XE đ ợc gọi là thiết bị có mật đ cao

Các thiết bị mật đ thấp và cao là phần mở r ng c a thiết bị STM32F103x8/B, húng đ ợc chỉ định trong bảng dữ liệu STM32F103x4/6 và STM32F103xC/D/E t ng ng Các thiết bị mật đ thấp ó ung l ợng b nh Flash và RAM thấp h n, ít b hẹn giờ và thiết bị ngoại vi h n C thiết bị mật đ cao có b nh Flash và dung l ợng RAM o h n, ũng nh thiết bị ngoại vi bổ sung nh SDIO, FSMC, 12S v DAC, trong khi vẫn t ng thí h đ ợc v i các loại khác c a dòng STM32F103xx

STM32F103XE là sự thay thế vào cho các thiết bị mật đ trung bình STM32F103x8/B, ho phép ng ời dùng thử các mật đ b nh khác nhau và mang lại m đ tự o o h n trong hu kỳ phát triển

Hình 2.2 STM32F103C8Tx

Hình 2.3 Giải thích STM32F103C8.

Phần m m lập tr nh nh : IAR Embe e Workben h, Keil C,…

Có nhi u loại th viện lập tr nh ho STM32 nh : STM32Snippets, STM32Cube LL, St n r Peripher l Libr ries, STM32Cube HAL, Mbe ore,…

Mạch nạp ho STM32 nh : ULINK, J-LINK, CMSIS-DAP, STLINK,….ở đây mình sử d ng:

KIT STM32F103C8T6 Mini thu c loại kit phát triển đ n giản, kit r đầy đ chân c vi đi u khiển, có cổng giao tiếp USB và cổng nạp SWD, sử d ng dòng 32 bit c a dòng ST

- Các thông số c bản c a Vi iều khiển STM32F103C8T6:

+ Điện áp hoạt đ ng: 2.0 – 3.6VDC

+ B nh : 64 kbytes (b nh lập trình), 20 kbytes SRAM

+ Điện áp cấp 5VDC qua cổng Micro USB sẽ đ ợc chuyển đổi thành 3V3 qua IC nguồn và cấp ho Vi đi u khiển chính

+ Có tích hợp sẵn thạch anh 8MHz

+ Ra hân đầy đ tất cả các GPIO và giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART/USART, USB

+ Kí h th c: 5.3cm x 2.2cm

+ Kiểm tra lỗi CRC và 96-bit ID

- Các thông số kỹ thuật c a Kit phát triển STM32F103C8T6:

Hình 2.4 Kit phát triển STM32F103C8T6 Blue Pill ARM Cortex-M3

tham chiếu nguồn

Tạo project v i STM32F103C8 nhờ CubeMX và KeilC

 Phần mềm STM32CubeMX là m t công c hỗ trợ việc cấu hình các ch năng

ho òng vi đi u khiển STM32 qua các giao diện đồ họa và sinh code từ các cấu h nh đó

- B c 1:

+ Tạo m t project m i: File New project hoặc vào ACCESS TO MCU SELECTOR nếu lập trình 1 MCU STM32 bất kỳ, hoặc nhấn vào ACCESS TO BOARD SELECTOR nếu lập trình trên 1 board phát triển c a hãng STM32

+ Mở 1 project m i tạo gần đây: họn m ―Re ent Opene Proje ts‖ + Mở 1 project bất kỳ : Chọn m ―Other Proje ts‖

Hình 2.5 Tạo project, mở project gần đây và bất kỳ

- B c 2:

+ Chọn File→New oject, giao diện chọn vi đi u khiển STM32 sẽ hiện ra

+ Chọn vi đi u khiển: Tại m c Part Number Search nhập v o t n vi đi u khiển mà mình muốn cấu hình

+ S u đó nhấn ―Start Project‖

Hình 2.6.Tìm kiếm STM cài đặt và tạo project mới

- B c 3: Cấu hình cho chip

+ Tại m ―Pinout & Configuration‖:

 Cấu h nh ph ng th c nạp code: Chúng ta chọn ―System Co e” → ―SYS‖ → ―Debug‖ → Serial Wire để nạp h ng tr nh ho VDK qu 2 hân SWDIO v

SWCLK (đây hính l 2 hân a mạch nạp ST-Link V2 kết nối v i vi đi u khiển)

Hình 2.7 Cấu hình chip các chân GIPO

 Cấu hình các ngoài vi: Có thể cấu h nh ngo i vi nh GPIO, ADC, TIME, UART, SPI, I2C… bằng cách click chu t trực tiếp vào chân mà mình muốn cấu hình (Có thể zoom in/zoom out bằng h lăn hu t)

Hình 2.8 Cấu hình các chân ngoài vi

+ Ngoài ra, có thể cấu hình các ngoài vi khác tại m c System Core, Analog, Timers Conne tivity,…

Hình 2.9 Cấu hình các chân ngoại vi bằng thư mục

- B c 4: Cấu h nh lo k ho vi đi u khiển

+ Tại m ―Clock Configuration‖: Cấu hình lựa chọn nguồn tạo o đ ng và tần số

hoạt đ ng ho vi đi u khiển thông qua Clock tree Ở đây h yếu sẽ có 2 nguồn cấp Clock chính cho VDK

 Nguồn Clock n i từ b o đ ng RC do Chip hỗ trợ (HSI)  Nguồn Clock từ thạch anh ngoài (HSE)

+ Nếu nh tr n mạch có thạch anh ngoài thì mình khuyên nên cấu hình Clock từ nguồn này sẽ đem lại đ chính xác cao và m c tiêu th điện năng thấp h n Nếu

nh tr n mạch không có thạch anh ngoài thì các bạn chọn cấu hình từ b o đ ng n i RC c a Chip

Hình 2.10 Cấu hình thạch anh

- B c 5: Thiết lập thông tin Project và tạo code

+ Các bạn đi n tên c a project tại m ―Project Name‖ + Chọn th m l u project tại m ―Project Location‖

+ Tại m ―Toolchain / IDE‖, húng t họn ―MDK-ARM V5‖ + Cuối cùng ấn ―GENERATE CODE‖

Hình 2.11 Thiết lập tên, chọn module được dùng trong hệ thống

 V i KeilC IDE: KeilC là 1 IDE giúp lập trình viên viết Code, Debug, Load h ng tr nh xuống vi đi u khiển

- Sau khi tạo code thành công v i CubeMX, sẽ có thông báo hiện ra,chúng ta chọn

―Open Project‖

- Lúc này KeilC sẽ mở lên v i project chúng ta vừa tạo, các bạn mở file ―m in ‖ tại

m c ―Application/User‖

Hình 2.12 New Project, double main.c viết chương trình

- Các bạn chọn biểu t ợng Build (hoặc ấn phím F7) để buil h ng tr nh, v họn biểu t ợng Load (hoặc ấn phím F8) để nạp code xuống Dev Kit

Hình 2.13 Build (F7) và Load (F8)

- Tại lần nạp đầu tiên sẽ yêu cầu cấu hình mạch nạp sẽ để mặ định nh b n i:

Hình 2.14 Cấu hình mặc định cho mạch nạp

- Kết nối kit STM32 v i mạch nạp nh b n i - ST Link STM32:

+ 3.3V ————————————3.3V + GND ————————————GND + SWDIO ———————————SWDIO + SWCLK ———————————SWCLK

- Nhấn RUN nạp code để kiểm tra mạch nạp đã kết nối đúng h

Hình 2.15 Nhấn Run để kiểm tra kết nối mạch nạp

2.1.4 Cảm biến vòng từ (PD132)

V i sự phát triển nhanh chóng c a công nghệ tiên tiến v từ đ ng hó , để phát hiện xe đ ng l u thông ó rất nhi u h nh : cảm biến chuyển đ ng, cảm biến áp lực, cảm biến siêu âm, vòng dò từ tính Trong đó, nổi bật là công nghệ dùng vòng từ để dò từ tính phát hiện xe l ph ng ph p đ ng tin ậy và ít sai số nhất Hiện n y ph ng ph p n y đ ng sử d ng rất r ng rãi trong lĩnh vực giao thông và các giải pháp liên quan

- Các thành phần chính trong hệ thống phát hiện xe bao gồm:

+ M t vòng lặp từ tính (đ ợc lắp đặt ở b n i b mặt đ ờng, n i ph ng tiện bắt bu đi qu )

+ Dây tín hiệu kéo dài từ vòng lặp t i t đi u khiển

+ B thiết bị phát hiện xe (b dò vòng từ) Thiết bị n y thông th ờng đ ợ đặt ở h p kỹ thuật, cho phép kết nối v i PLC, LED, đèn, òi, b rie

- Thông số kỹ thuật:

+ Điện áp hoạt đ ng: 220VAC +10% + Sự tiêu th năng l ợng: ≤5VA + R le đầu ra: 240V/5AAC

+ Dải tần số: 20 kHz đến 170 kHz + Thời gian phản ng: 10ms

+ Thời gian giữ tín hiệu: Vô hạn/ gi i hạn khi đ cập vĩnh viễn 10 phút + Đ nhạy: Có thể đi u chỉnh theo 8 b c

+ Hệ thống dây điện: 50μH đến 1000 μH Lý t ởng là 150-300µH

+ Hệ thống dây kết nối vòng: Chi u dài tối đ 20 mét, xoắn ít nhất 20 lần mỗi mét + Thời gian tự đ ng sửa lỗi: 1 đến 2 giây

+ Nhiệt đ hoạt đ ng: -20°C đến +65°C + Nhiệt đ bảo quản: -40°C đến +85°C

+ Kí h th c (bao gồm bệ): 78x40x108 mm (L x W x H) + Khối l ợng tịnh (bao gồm bệ): 265g

- Nguyên lí hoạt ng:

Hình 2.16 Sơ đồ kết nối phần cứng PD132

* Chú thích:

1 230VAC 50/60 Hz 2 Trung tính (N)

3 R le xung, tiếp điểm th ờng mở 4 R le xung, tiếp điểm chung 5 Hiện diện, tiếp điểm th ờng mở 6 R le hiện diện, tiếp điểm chung 7 Vòng lặp (đầu dây)

8 Vòng lặp (cuối dây) 9 Nối đất (Mass)

10 R le hiện diện th ờng đóng 11 R le xung tiếp điểm th ờng đóng

Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lí PD132 và vòng lặp cảm ứng từ

H i đầu dây vòng lặp cảm ng (loop 7,8) s u khi hôn v v đ ợc kết nối v i p điện C p điện đ ợc chạy vào h p kỹ thuật v đ ợc kết nối v i các thiết bị phát hiện xe Thiết bị phát hiện xe - b dò vòng từ sẽ gây ra m t từ tr ờng trong khu vực vòng lặp M t tần số liên t c sẽ đ ợc thiết lập ở trạng th i b nh th ờng ( trạng thái không ó xe đi qu ) Khi ó m t vật kim loại l n (xe máy, ô tô, ) di chuyển trên b mặt vòng lặp, nó sẽ l m tăng tần số v đ ợc nhận biết bởi b dò vòng từ Khi nhận đ ợc tín hiệu, đèn thông b o tr n b đi u khiển PD132 đổi trạng thái led, b dò vòng từ đóng ngắt các tiếp điểm và gửi tín hiệu ho vi đi u khiển xử lí Vi đi u khiển gửi tín hiệu xuống đi u khiển Barie

- B dò vòng từ cũng có ất nhiều loại nh :

+ B dò vòng từ 1 k nh: LD100, LD101, LD130, LD132, LD160, LD162,… + B dò vòng từ 2 k nh: LD200, LD220, LD221, LD222, LD232,…

+ B dò vòng từ 4 k nh: LD400, LD401, LD402,…

Hình 2.18 PD132 (1 kênh) và PD232 (2 kênh)

- Điều chỉnh tần số: Có 4 lựa chọn Có thể th y đổi bằng nút nhấn DIP1, DIP2

Hình 2.20 Điều chỉnh độ nhạy (DIP3,DIP4,DIP5)

Có thể đi u chỉnh đ nhạy ở mặt tr c c a vỏ bằng công tắc nhúng DIP3, DIP4 v DIP5 Đ ợ đặt c thể bằng h th y đổi các công tắc trong bảng b n i Tiến hành chạy thử v i ph ng tiện kh nh u, ô tô, xe đạp, v.v Lặp lại nhi u lần cho đến khi máy dò ổn định để hoạt đ ng b nh th ờng

+ DIP 3: Phát hiện xe trong các ngày tại cùng m t thời điểm B nh th ờng để chế đ Off

+ DIP 4: Làm chậm sự chuyển mạch ON c a b ete tor B nh th ờng để chế đ Off + DIP 5: Tăng m đ nhạy c a b ò B nh th ờng để chế đ Off

+ DIP 6: Th y đổi tần số vòng Loop Trong tr ờng hợp vòng loop bị t đ ng c a vòng Loop kế bên hoặc bởi m t nguồn khác thì ta có thể bật Swit h 6 để loại bỏ vấn đ n y B nh th ờng thì Switch 6 ở chế đ off

+ Nếu DIP7 là vị trí ―TẮT‖, khi ph t hiện ó xe đi qu vòng điện cảm ng, role1 và role2 đ ợc cấp điện; Khi phát hiện thấy xe đ ng rời khỏi vòng lặp, role1 và role2 sẽ bị ngắt điện Nếu DIP7 là vị trí ―BẬT‖, khi ph t hiện ó xe đi qu vòng lặp, role2 đ ợc cấp điện; rel y2 không đ ợc cung cấp năng l ợng và trì hoãn 500 ms, rel y1 đ ợc cung cấp năng l ợng trong 500 ms

+ DIP8 : TẮT : Hiện diện có gi i hạn (10 phút), BẬT : Hiện diện vĩnh viễn

- Thông số kỹ thuật vòng loop:

+ Vòng phải bao gồm ây h điện có diện tích mặt cắt bằng đồng tối thiểu t ng đ ng 1,5 milimét vuông B cấp liệu phải cùng loại vật liệu nh ng đ ợc xoắn tối thiểu 20 vòng trên m t mét

+ Các mối nối trong vòng lặp hoặc b nạp không đ ợc khuyến nghị Nếu đi u này là không thể, các mối nối phải đ ợc hàn và kết thúc bằng m t mối nối không thấm n Đi u này cực kỳ quan trọng đối v i hiệu suất m y ò đ ng tin ậy

+ Khi sử d ng các b cấp nguồn vòng dài hoặc các b cấp nguồn đ ợ định tuyến cùng v i hệ thống ây điện khác, nên sử d ng cáp có màn chắn cho b cấp nguồn Màn hình chỉ đ ợc nối đất ở đầu dò

- Cảm biến vòng lặp (Loop):

+ Các vòng cảm biến phải có hình chữ nhật, trừ khi đi u kiện đị điểm cho phép, và th ờng phải đ ợc lắp đặt v i các cạnh dài nhất vuông góc v i h ng di chuyển giao thông Các cạnh n y lý t ởng nhất nên cách nhau 1 mét

+ Chi u dài c a vòng lặp sẽ đ ợ x định bởi chi u r ng c on đ ờng đ ợc giám sát vòng lặp phải chạm t i trong vòng 300mm tính từ mỗi mép đ ờng

+ Nói chung, các vòng có số đo hu vi v ợt qu 10 mét n n đ ợc lắp đặt bằng 2 vòng ây, trong khi vòng ó hu vi i 10 mét nên có ba vòng dây trở lên Các vòng có số đo hu vi nhỏ h n 6 mét n n ó bốn vòng Tại thời điểm lắp đặt, tốt nhất là xây dựng các vòng li n k v i ba và bốn cu n ây luân phi n để tránh nhiễu xuyên âm

- C i ặt vòng loop:

+ Tất cả i đặt vòng cố định n n đ ợ i đặt tr n đ ờng bằng cách cắt các khe bằng đĩ ắt n hoặc thiết bị t ng tự M t đ ờng cắt chéo 45 phải đ ợc thực hiện trên các góc c vòng ây để giảm khả năng h hỏng có thể gây ra cho cáp vòng ở các góc vuông

2.1.5 Nguồn cung cấp (Power Supply)

Hình 2.21 Power supply (nguồn tổ ong)

Nguồn tổ ong (nguồn xung) đ ợc thiết kế v i tác d ng chuyển đổi từ nguồn điện xoay chi u 220V sang 1 chi u 12V Nguyên tắc hoạt đ ng đ ợc dựa trên dao đ ng xung bằng các mạ h điện tử cùng v i sự kết hợp v i 1 biến áp xung

Nh húng t đã biết, đối v i nguồn tuyến tính đ ợc sử d ng v i biến áp sắt từ ùng để hạ điện áp rồi s u đó sử d ng m t mạch chỉnh l u, ùng v i sự kết hợp c a IC nguồn để có thể tạo ra các nguồn điện áp m t chi u theo yêu cầu Nh ng nh ợ điểm

c a nguồn tuyến tính khó có thể khắc ph đó l kí h th th ờng khá l n và cồng k nh, rất tốn vật liệu

Ưu điểm là giá thành sản phẩm rẻ, rất gọn và nhẹ dễ dàng có thể tích hợp vào các thiết bị nhỏ, hiệu suất làm việc cao

Nh ợ điểm là việc chế tạo khá khó vì cần đòi hỏi kỹ thuật cao, thiết kế khá ph c tạp, quá trình sửa chữ ũng sẽ rất khó khăn đối v i những ng ời m i, ngoài ra thì tuổi thọ c a loại nguồn n y ũng không o

Ch năng a từng linh kiện chính trong nguồn tổ ong Đối v i m t nguồn tổ ong sẽ có những linh kiện bản nh s u:

Hình 2.22 Cấu tạo cơ bản của nguồn xung

Biến áp xung: Cấu tạo gồm các cu n dây quấn trên m t lõi từ, lõi từ đ ợc sử

d ng ở đây l lõi ferit Đối v i 1 biến p xung ó ùng hung kí h th c v i biến áp sắt từ thì biến p xung th ờng sẽ cho ra công suất l n h n rất nhi u so v i biến áp th ờng Ngoài ra, biến áp xung còn có thể hoạt đ ng rất tốt ở các dải tần cao

Cu n chống nhiễu, diode chỉnh l u, tụ lọc s cấp: Khối này có nhiệm v

biến đổi điện áp xoay chi u th nh điện áp 1 chi u và tích trữ trên t lọ s ấp để có thể cung cấp năng l ợng cho cu s ấp c a biến áp xung

Sò công suất: Là m t trong những linh kiện bán dẫn đ ợc sử d ng giống nh

m t công tắc chuyển mạch Các linh kiện có thể đ ợc sử d ng nh mosfet, tr nsistor, IGBT, IC tích hợp có nhiệm v đóng ắt điện từ ở chân (+) c a t lọ s ấp vào cu n ây s ấp biến áp xung

Tụ lọc th cấp: Sử d ng để tích trữ nguồn điện từ cu n th cấp c a biến áp

xung để đ đến tải tiêu th Khi cu n s ấp c a biến - p đ ợ đóng ắt điện liên t c bằng sò công suất thì sẽ xuất hiện dòng từ tr ờng biến thiên dẫn đến cu n th cấp c a biến áp sẽ xuất hiện m t điện p đầu r Điện áp này sẽ đ ợc chỉnh l u thông qu diode rồi lại đ r t lọc th cấp để san phẳng điện p giúp điện p đầu ra ổn định h n

Cầu chì: Giúp bảo vệ mạ h trong tr ờng hợp quá tải hoặc nguồn bị ngắn mạch IC quang và IC TL431: Là khối có nhiệm v tạo ra m t điện áp cố định để có

thể giúp khống chế đ ợ điện p đầu ra bên cu n th cấp giúp nguồn ổn định theo ý muốn Nhiệm v c a chúng là khống chế o đ ng đóng ắt điện vào cu n s ấp c a biến p s o ho điện p đầu ra bên th cấp có thể đạt đ ợ đúng nh y u ầu

2.1.6 Relay trung gian

- Relay trung gian, có thể hiểu m t h đ n giản là m t loại mạ h điện tử, có ch c năng t ng tự công tắc on/off trong nhà c a bạn Rel y trung gi n đóng v i trò truy n tải điện, nhận tín hiệu từ thiết bị có công suất nhỏ sang thiết bị có công suất l n h n Có 3 loại relay trung gian: 8 chân, 12 chân, 14 chân v i m điện thế là 5V, 12V, 24V

- Relay ợc cấu tạo từ cu n hút và mạch tiếp điểm:

+ Cu n hút (n m hân điện) gồm có lõi thép và cu n dây Cu n ây ùng để cu n ờng đ , điện áp hay có thể cu n cả hai Lõi thép sẽ đ ợ định vị bằng m t vít đi u chỉnh bởi lò xo

+ Mạch tiếp điểm gồm có tiếp điểm thuận và tiếp điểm nghịch Tiếp điểm nghịch sẽ đảm nhận v i trò đóng ắt tín hiệu thiết bị v i tải trọng nhỏ đ ợc cách ly v i cu n hút

- Nguyên lý hoạt ng: Khi ó òng điện chạy qua cu n dây c a relay, tạo thành từ

tr ờng hút, tự t đ ng để đóng hoặc mở các tiếp điểm điện Từ đó l th y đổi các tiếp điểm đ ng lực trên relay trung gian

Hình 2.23 Sơ đồ nguyên lý của Relay trung gian

* Chú thích:

Chân 1, 2, 3, 4 l NC (th ờng đóng) Chân 5, 6, 7, 8 l NC (th ờng mở) Chân 9, 10, 11, 12 là COM

Chân 13, 14 là chân cấp điện cho cu n dây hoạt đ ng

Đúng nh t n gọi, Relay trung gian thực hiện nhiệm v chính là chuyển tiếp mạ h điện đến các thiết bị khác Giúp bảo vệ thiết bị điện, kéo dài tuổi thọ c a pin Relay có khá nhi u tiếp điểm (mở, đóng) ho n n ó thể dùng các tiếp điểm đó để đi đi u khiển các mạ h đi u khiển kh theo suy nghĩ a mình Chỉ áp d ng cho relay trung gian v i tải ó òng điện cỡ vài ampe, còn ph tải có dòng l n h n th ùng Contactor

Hình 2.24 Mạch công suất sử dụng Relay trung gian

2.1.7 Nút nhấn (Botton)

Botton là nút nhất, nút nhấn có rất nhi u loại và mỗi loại có ng d ng riêng, chỉ cần vận d ng hợp lí và sáng tạo th húng t đ u có thể làm ra m t sự án yêu thích

Hình 2.27 Nút nhấm PLC

2.1.8 LCD

Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD (Liqui Cryst l Displ y) đ ợc sử d ng trong rất nhi u các ng d ng c VĐK LCD ó rất nhi u u điểm so v i các dạng hiển thị khác: Nó có khả năng hiển thị kí tự đ ạng, trực quan (chữ, số và kí tự đồ họa), dễ ng đ v o mạch ng d ng theo nhi u giao th c giao tiếp khác nhau, tốn rất ít tài nguyên hệ thống và giá thành rẽ …

Có rất nhi u loại LCD v i nhi u h nh ng v kí h th c khác nhau Có rất nhi u loại LCD v i nhi u h nh ng v kí h th c khác nhau

Hình 2.28 Màn hình LCD 16x2

Bảng 6: Ch c năng c c chân c a lcd 16x2

1 Vss Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này v i GND c a mạ h đi u khiển

2 VDD Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này v i VCC=5V c a mạ h đi u khiển

3 VEE Đi u chỉnh đ t ng phản c a LCD

Chân chọn thanh ghi (Register select) Nối chân RS v i logi ―0‖ (GND) hoặ logi ―1‖ (VCC) để chọn thanh ghi.%0D%0A+ Logic ―0‖: Bus DB0-DB7 sẽ nối v i thanh ghi lệnh IR c a LCD (ở chế đ ―ghi‖ - write) hoặc nối v i b đếm địa chỉ c a LCD (ở chế đ ―đọ ‖ - re )%0D%0A+ Logi ―1‖: Bus DB0-DB7 sẽ nối v i thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD

Chân chọn chế đ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W v i logic ―0‖ để LCD hoạt đ ng ở chế đ ghi, hoặc nối v i logi ―1‖ để LCD ở chế đ đọc

Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu đ ợ đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ đ ợc chấp nhận khi có 1 xung cho phép c a chân E.%0D%0A+ Ở chế đ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ đ ợc LCD chuyển vào (chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện m t xung (high-to-low transition) c a tín hiệu chân E.%0D%0A+ Ở chế đ đọc: Dữ liệu sẽ đ ợc LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh

lên (low-to-high transition) ở chân E v đ ợc LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống m c thấp

7 - 14

DB0 – DB7

T m đ ờng c a bus dữ liệu ùng để tr o đổi thông tin v i MPU Có 2 chế đ sử d ng 8 đ ờng bus này :%0D%0A+ Chế đ 8 bit : Dữ liệu đ ợc truy n trên cả 8 đ ờng, v i bit MSB là bit DB7.%0D%0A+ Chế đ 4 bit : Dữ liệu đ ợc truy n tr n 4 đ ờng từ DB4 t i DB7, bit MSB là DB7

* Ghi chú : Ở chế đ ―đọ ‖, nghĩ l MPU sẽ đọc thông tin từ LCD thông qua các

chân DBx %0D%0ACòn khi ở chế đ ―ghi‖, nghĩ l MPU xuất thông tin đi u khiển cho LCD thông qua các chân DBx

- Kết nối LCD chuẩn thông qua I2C:

Hình 2.29 LCD giao tiếp chuẩn I2C

Tr đây, húng t vẫn th ờng giao tiếp LCD bằng h thông th ờng, hệ thống ây điện giữa LCD và bo vi xử lí là rất ph c tạp Do đó, LCD I2C đ ợc tạo ra để đ n giản ây điện LCD I2C bao gồm: m t LCD b nh th ờng, m t module I2C và m t chiết áp

Hình 2.30 LCD I2C

- S ồ chân:

+ GND: Cần đ ợc kết nối v i Mass c a nguồn điện (0V)

+ VCC: Nguồn cung cấp điện cho màn hình LCD, cần đ ợc kết nối v i VCC (5V) + SDA: Tín hiệu dữ liệu I2C

+ 4 con FET kích 16 hàng (1 còn kéo 4 hàng)

+ 2 jump kết nối 2×8 1 i l đầu vào dữ liệu, 1 i l đầu r (để mắc nối tiếp v i tấm khác)

- S ồ chân và ch c năng:

Hình 2.31 Cổng kết nối với P10