TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÁY TÍNH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN HỌC
HỆ THỐNG NHÚNG
Nhóm sinh viên : Nguyễn Thị Hòa
Nguyễn Văn Hợp
Tống Quang Long
Lớp : K43DDK .
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Huy
Thái Nguyên – 2011
ĐAMH Hệ thống nhúng GVHD Nguyễn Văn Huy
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2011
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
Nhận xét của giáo viên chấm
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2011
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC

Nguyễn Thị Hòa
Nguyễn Văn Hợp
Tống Quang Long
CHUƠNG 1: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN
1.1. Khảo sát và phân tích bài toán
Hiện nay hầu hết việc giám sát và điều khiển chiếu sáng trong các phòng
công cộng được điều khiển bằng tay thông qua đóng mở các công tắc, các
aptomat, cầu dao.... Điều này khá thuận lợi và đơn giản vì ta có thể bật tắt đèn
theo nhu cầu sử dụng. Tuy nhiên, do là phòng công cộng nên việc bật tắt đèn hầu
như do người trực khu nhà đó làm. Vì thế họ không biết được chính xác khi nào
thì có người tới và khi nào thì mọi người đã ra hết khỏi phòng hoặc họ biết
nhưng vì phải quản lý nhiều phòng nên họ vẫn cứ để điện đến hết ca trực, điều
này gây lãng phí điện rất lớn, đặc biệt trong hoàn cảnh nước ta đang thiếu điện
một cách trầm trọng như hiện nay.
Trên thị trường hiện nay đã có một số thiết bị bật tắt đèn thông minh, như
SmartLight do Hàn Quốc sản xuất: Được tích hợp sensor cảm ứng hồng ngoại
thân nhiệt, đèn sẽ tự động được bật khi có người đi vào vùng cảm ứng và tắt khi
không có người.
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
4
ĐAMH Hệ thống nhúng GVHD Nguyễn Văn Huy
Hình 1.1: Đèn thông minh Smartlight
SmartLight phù hợp với mọi nhu cầu chiếu sáng thông minh của bạn tại sân
cổng, phòng khách, phòng ngủ, phòng vệ sinh, cầu thang, văn phòng... giúp bạn
bật tắt đèn hoàn toàn tự động, mang lại sự an toàn, tiện nghi và tiết kiệm điện...
Tuy nhiên thiết bị này tích hợp luôn bộ điều khiển với đèn trong 1 sản phẩm. Do
đó giá thành cao và không thích hợp cho các phòng cần lượng chiếu sáng lớn,
không thay đổi được loại bóng đèn theo yêu cầu.
Hệ thống giám sát điều khiển chiếu sáng sử dụng camera kết nối với máy
tính để kiểm soát số người trong phòng, qua đó phát lệnh đóng mở các công tắc

điều khiển đèn thông minh cho các phòng họp: điều khiển bật tắt đèn qua việc
kiểm soát lượng người ra vào phòng. Thu nhận tín hiệu rồi xử lý tín hiệu, khi có
người vào phòng, nếu đèn đang bật thì vẫn bật, đèn chưa bật thì bật đèn lên; khi
mọi người ra hết khỏi phòng thì tắt đèn đi. Trong quá trình làm việc hệ thống
luôn hiển thị số người còn đang ở trong phòng để tiện cho việc kiểm tra, theo
dõi.
1.2.2 Giải pháp thiết kế
• Để phát hiện người ra ta dùng 2 bộ thu phát hồng ngoại mắc gần nhau đặt
ở cửa ra vào.
• Xử lý, điều khiển dùng vi điều khiển Pic: lập trình để Pic nhận tín hiệu
vào từ 2 bộ Led hồng ngoại, tính toán xử lý để đưa ra lệnh bật tắt đèn.
• Để hiển thị ta dùng Led 7 thanh: lấy tín hiệu ra từ Pic để thông báo xem
trong phòng có bao nhiêu người
• Điều khiển tắt/mở bóng đèn nhờ transistor cấp dòng cho rơ le.
1.2.3 Các yêu cầu
• Hệ thống điều khiển đèn thông minh này áp dụng cho các phòng họp:
 Số lượng người trong phòng tối đa không quá 99 người.
 Phòng chỉ có một cửa ra vào.
 Ở một thời điểm chỉ có 1 người qua cửa.
 Cửa cao 2.5m, rộng 2m.
• Có người đi vào thì bật đèn và đi ra hết thì tắt đèn.
• Hệ thống có 2 chế độ làm việc tự động và bằng tay.
• Làm việc với điện áp 220V/50Hz.
• Sensor và công nghệ tùy chọn.
• Có khả năng nâng cấp, cải tiến.
1.2.4 Giới hạn hạn định
• Làm việc cả ban ngày lẫn ban đêm.
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
7
ĐAMH Hệ thống nhúng GVHD Nguyễn Văn Huy

biến
Khối nguồn
8
ĐAMH Hệ thống nhúng GVHD Nguyễn Văn Huy
• Khối Hiển thị: Lấy tín hiệu ra từ chân Pic để hiển thị số lượng người hiện
đang ở trong phòng trên Led 7 thanh.Khối Chấp hành: Nhận tín hiệu từ
khối xử lý để thực hiện đóng cắt tiếp điểm mạch động lực.
2.2. Sơ đồ Callgraph
Hình 2.2: Sơ đồ Callgraph của hệ thống bật tắt đèn thông minh
2.3. Sơ đồ đặc tả
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
Chương trình
điều khiển
chính
Module
Xử lý
Cảm biến
Module
Xử lý
Chương
trình
Cảm biến Chấp hành Hiển thị
9
ĐAMH Hệ thống nhúng GVHD Nguyễn Văn Huy
Hình 2.3: Sơ đồ đặc tả của hệ thống bật tắt đèn thông minh
2.4. Các module trong hệ thống
2.4.1. Module khối nguồn
Module này tạo ra điện áp một chiều từ nguồn xoay chiều 220V để cung
cấp cho các linh kiện trong hệ thống. Sử dụng biến áp để biến điện áp xoay chiều
220V thành điện áp xoay chiều 12V, dùng chỉnh lưu từ 12V xoay chiều sang

Phân lượng
người
trong
phòng
Bật đèn
Hiển thị
Số
người
Tắt đèn
Người ra
Người vào
Có người
Không người
10
ĐAMH Hệ thống nhúng GVHD Nguyễn Văn Huy
Bộ phận cảm biến của hệ thống sử dụng mạch thu phát hồng ngoại. Led
phát hồng ngoại nối với nguồn 1 chiều qua điện trở R1, R2: phát ra ánh sáng
hồng ngoại truyền tới Led thu. Led thu hồng ngoại có 3 chân: chân 3 và 1 nối với
nguồn qua R3, R4 và đất, chân 2 lấy tín hiệu ra đưa vào chân Vi xử lý. Ở trạng
thái bình thường, tín hiệu hồng ngoại truyền từ khối phát được Led thu thu nhận,
trên đầu ra 2 tín hiệu ở mức cao (mức 1); khi có người đi cắt qua khiến Led thu
mất tín hiệu, đầu ra 2 cho tín hiệu ở mức thấp (mức 0). Để có thể phân biệt được
là người đi vào hay đi ra ta mắc 2 bộ Thu- Phát song song và đặt cạnh nhau. Tín
hiệu thu được từ đầu ra của 2 Led thu được đưa vào 2 chân Vi xử lý để thực hiện
quá trình tính toán, kiểm tra, lưu trữ…

D 1
L E D P H A T 1
D 2
L E D P H A T 2

11
ĐAMH Hệ thống nhúng GVHD Nguyễn Văn Huy
hiện chương trình điều khiển đưa tới các cổng A, C, D tín hiệu để điều khiển
khối hiển thị (Led 7 thanh) và khối chấp hành (module động lực).
Bộ tạo dao động dùng thạch anh 20M cung cấp ngồn dao động cho Pic
Bộ Reset cấp nguồn 5V và xác lập trạng thái ban đầu cho Pic.
Y 1
Z T B
C 3
C 4
T 1 3
T 1 4

V 1
R 5
R E S
V c c - 5 V
C 5 B T

V 1
P V N 1
P I C 1 6 F 8 7 7 A
R A 0 / A N 0
2
R A 1 / A N 1
3
R A 2 / A N 2 / V R E F - / C V R E F
4
R A 3 / A N 3 / V R E F +
5

R C 5 / S D O
2 4
R C 6 / T X / C K
2 5
R C 7 / R X / D T
2 6
R D 0 / P S P 0
1 9
R D 1 / P S P 1
2 0
R D 2 / P S P 2
2 1
R D 3 / P S P 3
2 2
R D 4 / P S P 4
2 7
R D 5 / P S P 5
2 8
R D 6 / P S P 6
2 9
R D 7 / P S P 7
3 0
O S C 1 / C L K I N
1 3
O S C 2 / C L K O U T
1 4
V D D
3 2
V D D
1 1

Để tiện cho việc kiểm tra theo dõi số người hiện đang ở trong phòng, ta sử
dụng 2 Led 7 thanh mắc chung Anot với số người hiển thị tối đa là 99 người. Tín
hiệu điều khiển từ Vi xử lý đưa ra cổng C để bật tắt các thanh Led từ 1 đến
7( tích cực ở mức dương) tương ứng với các con số từ 0 đến 9 cần hiển thị. Để
hiển thị cả hai Led ta dùng thuật toán quét Led với tín hiệu đưa ra từ cổng D
quyết định Led 1 hay Led 2 được bật.
7 S E G 1
M P X 2 - C A
A
1
B
2
C
3
D
4
E
5
F
6
G
7
D P
8
9 L 1
1 0 L 2
S 1
S 2
S 3
S 4

2
D 3
D i o t
V c c - 5 V
J 1
2 2 0 V ~
1
2
D E N
Hình 2.8 : Module chấp hành của hệ thống bật tắt đèn thông minh
2.5.Lựa chọn linh kiện.
2.5.1. Vi điều khiển PIC16F877A
a. Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 16F877A
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
14