1

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TÍN HIỆU ĐÈN GIAO

THÔNG

GIỚI THIỆU CHUNG CỦA HỆ THỐNG:

Đèn giao thông (còn được gọi tên khác là đèn tín hiệu giao thông hay đèn điều

khiển giao thông) là một thiết bị được dùng để điều khiển giao thông ở những giao lộ

có lượng phương tiện lưu thông lớn (thường là ngã ba, ngã tư đông xe qua lại). Đây là

một thiết bị quan trọng không những an toàn cho các phương tiện mà còn giúp giảm

ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm. Nó được lắp ở tâm giao lộ hoặc trên vỉa hè. Đèn

tín hiệu có thể hoạt động tự động hay cảnh sát giao thông điều khiển. Đèn giao thông

có thể hoạt động hoàn toàn tự động hoặc cảnh sát giao thông điều khiển.

MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG CỦA HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG:

1. Cải thiện điều kiện làm việc:

Trước tình hình phương tiện tham gia giao thông ngày càng gia tăng không

ngừng và hệ thống giao thông ngày càng phức tạp. Chính lý do này đã dẫn đến tình

trạng ùn tắc và tai nạn giao thông ngày càng gia tăng. Vì vậy để đảm bảo giao thông

được an toàn và thông suốt thì việc sử dụng các hệ thống tín hiệu để điều khiển và

phân luồng tại các nút giao thông là rất cần thiết. Với tầm quan trọng như vậy hệ thống

điều khiển tín hiệu giao thông cần đảm bảo những yêu cầu sau:

- Đảm bảo trong quá trình hoạt động một cách chính xác và liên tục.

- Độ tin cậy cao.

- Đảm bảo làm việc ổn định, lâu dài

2

CHƢƠNG I: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CHO HỆ THỐNG

1.1. Mô tả hoạt động của hệ thống:

A

B

C

D

Hình 1.1: Sơ đồ phân luồng giao thông

1.1.1. Nguyên lý hoạt động:

Tại thời điểm ban đầu đèn xanh tại vị trí A và C sáng cho phép các phương tiện

và người đi bộ đi theo chiều từ A sang C và ngược lại đồng thời lúc này đèn đỏ tại các

vị trí B và D sáng không cho các phương tiện lưu đi theo chiều từ B sang D và ngược

lại. Sau một khoảng thời gian đèn xanh tại vị trí A và C tắt và đèn vàng sáng.Sau một

thời gian đèn vàng tắt thì đèn đỏ tại B và D tắt đồng thời đèn đỏ tại A và C tại sáng và

đèn xanh tại vị trí A và C sáng .Và cứ như thế lập lại.

1.2.Phân tích lựa chọn phƣơng án điều khiển:

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật để điều khiển được hệ thống giao thông

chúng ta có nhiều cách khác nhau như là: Dùng IC số, các bộ vi xử lý, vi điều khiển,

các bộ điều khiển PLC.

1.2.1. Mạch dùng IC số :

Với mạch dùng IC số có những ưu điểm sau:

Giá thành rẻ

3

Mạch đơn giản dễ thực hiện

Tổn hao công suất bé, mạch có thể dùng pin hoặc acquy

Tuy nhiên khi sử dụng kỹ thuật số rất khó khăn trong việc thay đổi chương trình.

Muốn thay đổi một chương trình nào đó thì buộc ta phải thay đổi phần cứng. Do đó

mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không

thực hiện được nhờ phương pháp này.

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi

xử lý, vi điều khiển hay PLC đã giải quyết được những bế tắc và kinh tế hơn mà

phương pháp dùng IC số kết nối lại không thực hiện được.

1.2.2.Điều khiển bằng vi điều khiển:

Ngoài ưu điểm của phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điểm

sau:

Do trong vi điều khiển có sử dụng các bộ timer, các hệ thống ngắt, câu lệnh đơn

giản nên việc lập trình đơn giản hơn.

Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với chương trình có quy mô

nhỏ rất tiện lợi mà vi xử lý không thực hiện được.

Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lý cũng giao tiếp

được nhưng là giao tiếp song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính.

1.2.3.Với vi mạch dùng kỹ thuật vi xử lý:

Với phương pháp này có những ưu điểm sau:

Ta có thể thay đổi một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm trong khi đó phần

cứng không thay đổi mà mạch dùng IC số không thể thực hiện được mà nếu có thể

thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân khó tiếp cận, đễ nhầm.

Số linh kiện sử dụng trong mạch cũng ít hơn.

Mạch đơn giản hơn mạch dùng IC số.

Song do phần cứng của vi xử lý chỉ sử dụng CPU đơn chíp mà không có các bộ

nhớ RAM, ROM, các bộ timer, hệ thống ngắt. Do vậy việc viết chương trình gặp nhiều

4

khó khăn. Do vậy hiện nay để khắc phục những nhược điểm trên hiện nay người ta sử

dụng bộ vi điều khiển.

1.2.4.Điều khiển bằng PLC:

Với phương pháp sử dụng PLC có những ưu diểm sau:

Lập trình đơn giản, độ tin cậy cao.

Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn

hình) mà không cần thay đổi phần cứng nếu không có yêu cầu thêm bớt các thiết bị

nhập xuất.

Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiển rất nhanh.

Nên nhóm chúng em chọn phương án dung PLC để điều khiển.

1.3. Hệ thống điều khiển bằng bộ lập trình PLC:

Trên thực tế có rất nhiều bộ lập trình bằng PLC của nhiều hãng khác nhau như:

PLC của siemen, PLC của Mitsubishi…, sau đây chúng e xin được giới thiệu đến

thầy cô và các bạn về bộ lập trình PLC của hãng Allen-Bradley

Hình 1.2: PCL Allen-Bradley Micrologix 1500

5

1.3.1. Ưu và nhược điểm:

Ƣu điểm:

- Bộ điều khiển lập trình với kích thước siêu gọn, thích hợp cho các ứng

dụng đòi hỏi cao về yêu cầu tiết kiệm không gian lắp đặt.

- Được thiết kế và tăng bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn

- Có sẵn giao diện cho các thiết bị nhập và xuất

- Được lập trình dể dàng với ngôn ngữ lập trình dể hiểu, chủ yếu giải

quyết các phép toán logic và chuyển mạch.

Nhựơc điểm:

- Chi phí cho việc mua sắm sử dụng thiết bị rất tốn kém

1.3.2. Phạm vi sử dụng:

PLC ngày nay được sử dụng rất rộng rãi, được sử dụng trong hầu hết các hệ

thống điều khiển tự động. Ví dụ như: Điều khiển các băng tải, điều khiển các dây

chuyền đóng gói, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển cửa tự động, trong

xây dựng…

1.3.3. Xác định thiết bị cho hệ thống điều khiển:

Micrologix 1500 là một bộ lập trình cơ sở bao gồm đơn vị trong đó có một nguồn

cung cấp năng lượng,đầu vào và đầu ra mạch,và một xử lý.Bộ điều khiển có sẵn 24

hoặc 28 điểm gồm I/O.thêm nhiều I/O có thể được thêm vào bằng mođun mở rộng I/O.

Giao diện mở rộng I/O;

Đầu vào đèn LED;

Đầu ra đèn LED;

Cổng Giao tiếp;

Trạng thái đèn LED;

6

Bộ nhớ/dồng hồ thời gian thực

Pin thay thế;

Pin;

Cửa ra vào thiết bị đầu cuối và giá trị

Công cụ truy cập dữ liệu;

Chế độ chuyển mạch.

Micrologix 1500 có thể được kết nối với một máy tính cá nhân,nó có thể cũng

được kết nối với mạng DH-485 bằng cách sử dụng một chuyển đổi giao diện nâng

cao(1761-NET-AIC), một mạng Ethernet dử dụng một giao diện Ethernet(1761-NET-

ENI) hoặc một mạng DeviceNet sử dụng một giao diện DeviceNet(1761-NET-DNI)

hoặc thông qua các DeviceNet Modbus SCADA mạng như một RTU.

1.3.4. Vẽ sơ đồ đấu dây cho PLC:

Hình 1.3: Ngõ vào và ra của PCL

7

Hình 1.4: Nhóm và số thứ tự các cổng

Input:

Output:

Hình 1.5: Sơ đồ đấu dây PLC

8

1.3.5. Viết chương trình PLC điều khiển hoạt động của hệ thống:

Network 1:

Nhấn I:0 sau khi chọn chế độ tại netowork 13 hoặc 14 thì kệ thống sẽ hoạt động xanh

1 sáng và đỏ 2 sáng đồng thời Set tiếp điểm trung gian B3:0,2.

Network 2:

Khi B3:0,2 được Set thì Role thời gian T4:0 bắt đầu dếm và nó tự Reset khi đếm đến

giá trị ta đặt.

Network 3:

9

Sau thời gian đếm tùy thuộc ta chọn chế độ 1 hoặc 2 sau 20 hoặc 55s thì đèn xanh 1

chuyển sang vàng 1.

Network 4:

Và role thời gian đếm đến 25s hoăc 60s thì từ vàng 1 chuyển sang đỏ 1 và đèn đỏ 2

chuyển sang xanh 1.

Network 5:

Đến 45s hoặc 115s thì từ đèn xanh 2 sang vàng 2.

10

Network 6:

Đến 50s hoặc 120s thì vàng 2 tắt và đỏ 1 tắt và lặp lại từ đầu cho đến khi nhấn nút

I:0,5

Network 7:

Ấn nút I:0,1 là nút ưu tiên 1, đèn xanh 1 sáng và đỏ 2 sáng đồng thời ngắt Rolo thời

gian

11

Network 8:

Đồng thời tắt những đèn còn lại

Network 9:

Ấn nút I:0,2 là nút ưu tiên 2, đèn xanh 2 sáng và đỏ 1 sáng đồng thời ngắt Rolo thời

gian

12

Network 10:

Đồng thời tắt những đèn còn lại

Network 11:

Giá trị 1 được chuyển đến Role thời gian

Network 12:

Giá trị 2 được chuyển đến Role thời gian

13

Network 13:

Nút nhấn I:0,3 chọn chế độ 1

Network 14:

Nút nhấn I:0,4 chọn chế độ 2

Network 15:

Khi chọn chế độ sẽ Set đầu ra O:0,6 để kích nguồn cho VĐK 1

Network 16:

Khi chọn chế độ sẽ Set đầu ra O:0,7 để kích nguồn cho VĐK 2

14

Network 17:

Khi xanh 1 sáng sẽ tắt đỏ 1 và xanh 2

Network 18:

Khi nhấn I:0,5 thì tắt toàn bộ hệ thống

15

Network 19:

Khi nhấn I:0,5 thì tắt toàn bộ hệ thống

Network 20:

1.4. Hệ thống điều khiển bằng vi điều khiển: [1]

Vi điều khiển là một máy tính nhỏ được tích hợp trên một chíp, nó thường được

sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển, thực chất, là một hệ thống

bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp (khác với các bộ vi xử lý

đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khối ngoại vi như bộ nhớ, các mô đun

vào/ra, các mô đun biến đổi số sang tương tự và tương tự sang số,... Ở máy tính thì các

mô đun thường được xây dựng bởi các chíp và mạch ngoài.

Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó xuất hiện

khá nhiều trong các dụng cụ điện tử, thiết bị điện, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu

đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động…

16

Vi điều khiển AVR (Atmel Norway design) thuộc họ vi điều khiển Atmel, nó là

họ Vi điều khiển khá mới trên thị trường cũng như đối với người sử dụng. Đây là họ

Vi Điều Khiển được chế tạo theo kiến trúc RISC (Reduced Intruction Set Computer)

có cấu trúc khá phức tạp. Ngoài các tính năng như các họ VĐK khác, nó còn tích hợp

nhiều tính năng mới rất tiện lợi cho người thiết kế và lập trình.

Sự ra đời của AVR bắt nguồn từ yêu cầu thực tế là hầu hết khi cần lập trình cho

vi điều khiển, chúng ta thường dùng những ngôn ngữ bậc cao HLL (Hight Level

Language) để lập trình ngay cả với loại chip xử lí 8 bit trong đó ngôn ngữ C là ngôn

ngữ phổ biến nhất. Tuy nhiên khi biên dịch thì kích thước đoạn mã sẽ tăng nhiều so

với dùng ngôn ngữ Assembly.Hãng Atmel nhận thấy rằng cần phải phát triển một cấu

trúc đặc biệt cho ngôn ngữ C để giảm thiểu sự chênh lệch kích thước mã đã nói trên.

Và kết quả là họ vi điều khiển AVR ra đời với việc làm giảm kích thước đoạn mã khi

biên dịch và thêm vào đó là thực hiện lệnh đúng đơn chu kỳ máy với 32 thanh ghi tích

lũy và đạt tốc độ nhanh hơn các họ vi điều khiển khác từ 4 đến 12 lần. Vì thế nghiên

cứu AVR là một đề tài khá lý thú và giúp cho sinh viên biết thêm một họ vi điều khiển

vào loại mạnh nhất hiện nay

17

Hình 1.6: Sơ đồ chân Atmega 16

Hình 1.7: Atmega16

18

Hình 1.8: Sơ đồ đấu dây Atmega16

19

CHƢƠNG II: LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG

2.1. Đèn [2]

Hình 2.9: LED

Do có nhiều ưu điểm, đèn LED được ưu tiên sử dụng trong chiếu sáng kiến trúc

và các công trình công cộng. Đèn LED tiết kiệm tiền điện, bảo vệ môi trường (do

không chứa các chất hóa học như cácloại bóng đèn khác) và đặc biệt là khả năng thay

đổi màu sắc ánh sáng linh hoạt góp phần làm cho kiến trúc công trình thêm độc đáo.

Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.

Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép

với khối bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển

động khuếch tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm)

từ khối n chuyển sang. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa

điện tử) trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống).

20

Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng

tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung

hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ

điện từ có bước sóng gần đó).

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát

ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của

LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng

lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.

LED thường có điện thế phân cực thuận

cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5

đến 3 V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở

LED thì không cao. Do đó, LED rất dễ bị hư

hỏng do điện thế ngược gây ra.

LED có tuổi thọ 80.000-100.000 giờ gấp

50 lần so với bong đèn 60W.Điều này có ý

nghĩa là chúng có thể thắp sáng lien tục trong

vòng 6 năm.

LED có thể phát ra nhiều ánh sáng có màu khác nhau từ xanh lá cây,đỏ,đến

trắng…

Do tieu hao năng lượng rất ít LED hầu như không nung nóng môi trường xung

quanh và khác với các loại bong đèn khac ánh sáng của led không gây chói mỏi mắt

không phát ra tia cực tím.

LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử,

đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông.

Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương đương với bóng đèn bằng khí

neon. Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền, tiết

kiệm năng lượng.

Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa cho

đồ điện tử dân dụng.

Loại

LED

Điện thế phân cực

thuận

Đỏ 1,4 - 1,8V

Vàng 2 - 2,5V

Xanh

lá cây

2 - 2,8V

21

2.2.Led 7 đoạn [3]

2.2.1.Các khái niệm cơ bản

Trong các thiết bị, để báo trạng thái hoạt động của thiết bị đó cho người sử dụng

với thông số chỉ là các dãy số đơn thuần, thường người ta sử dụng "led 7 đoạn". Led 7

đoạn được sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần hiện thị số là

đủ, chẳng hạn led 7 đoạn được dùng để hiển thị nhiệt độ phòng, trong các đồng hồ treo

tường bằng điện tử, hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm tra sau một công đoạn nào

đó...

Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có thêm

một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 đoạn.

8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode(cực +) hoặc Cathode(cực -) được nối chung với

nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện. 8 cực còn lại

trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với

mạch điện.

Led 7 đoạn có 2 loại:

Anode (cực +) chung: đầu (+) chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại

dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu

đặt vào các chân này ở mức 0.

Cathode (cực -) chung: đầu( -) chung được nối xuống Ground (hay Mass), các

chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng

khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.

Hình 2.10: Sơ đồ chân tín hiệu 2 loại LED 7 Đoạn

22

Hiển thị LED 7 thanh là phần tử hiển thị thông dụng, để hiển thị các phần tử số

từ 0 đến 9 trong một số hệ thập phân. Nó gồm 7 thanh xếp thành hình số 8, mỗi thanh

là một diode ( LED ) phát quang hoặc hiển thị tinh thể lỏng. Điode thưòng được cấu

tạo từ các chất Ga, As, P …nó cũng có tính chất chỉnh lưu như diode thường. Nhưng

khi điện áp thuận đạt nên diode vượt quá mức ngưỡng Ung nào đó thì diode sáng. Điện

áp ngưỡng thay đổi từ 1,5 đến 5 v tuỳ theo từng loại có màu sắc khác nhau.

LED màu đỏ có điện áp ngưỡng Ung = 1,6 đến 2 v

LED màu cam có điện áp ngưỡng Ung = 2,2 đến 3 v

LED màu xanh lá cây có điện áp ngưỡng Ung = 2,8 đến 3,2 v

LED màu vàng có điện áp ngưỡng Ung = 2,4 đến3, 2 v

LED màu xanh ra trời có điện áp ngưỡng Ung = 3 đến 5 v

Thiết kế bộ giải mã hiển thị cho LED 7 thanh với tín hiệu đầu vào là mã BCD

2.2.2.Dạng chỉ thị led 7 đoạn:

Hình 2.11: Sơ đồ chân LED 7 Đoạn

Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng

qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led. Nếu kết nối với nguồn 5V

có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều hiển.

Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện

qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5V.

23

Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b.

Tương tự với các chân và các led còn lại.

2.2.3.Kết nối với vi điều khiển

Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đoạn có 8 đường, vì vậy có thể dùng 1

Port nào đó của Vi điều khiển để điều khiển led 7 đoạn. Như vậy led 7 đoạn nhận một

dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt của từng led led đơn

trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển led 7 đoạn thường được gọi là "mã hiển thị

led 7 đoạn". Có hai kiểu mã hiển thị led 7 đoạn: mã dành cho led 7 đoạn có Anode(cực

+) chung và mã dành cho led 7 đoạn có Cathode(cực -) chung. Chẳng hạn, để hiện thị

số 1 cần làm cho các led ở vị trí b và c sáng, nếu sử dụng led 7 đoạn có Anode chung

thì phải đặt vào hai chân b và c điện áp là 0V(mức 0) các chân còn lại được đặt điện áp

là 5V(mức 1), nếu sử dụng led 7 đoạn có Cathode chung thì điện áp(hay mức logic)

hoàn toàn ngược lại, tức là phải đặt vào chân b và c điện áp là 5V(mức 1).

Số hiển thị trên led

7 đoạn

Mã hiển thị led 7 đoạn

dạng nhị phân

Mã hiển thị led 7 đoạn

dạng thập lục phân

hgfedcba

0 11000000 C0

1 11111001 F9

2 10100100 A4

3 10110000 B0

4 10011001 99

5 10010010 92

6 11000010 82

7 11111000 F8

8 10000000 80

24

9 10010000 90

A 10001000 88

B 10000011 83

C 11000110 C6

D 10100001 A1

E 10000110 86

F 10111111 8E

Hình 2.12: Bảng mã hiển thị led 7 đoạn( led 7 đoạn anot chung: led đơn sáng ở mức 0)

Số hiển thị trên led

7 đoạn

Mã hiển thị led 7 đoạn

dạng nhị phân

Mã hiển thị led 7 đoạn

dạng thập lục phân

hgfedcba

0 00111111 3F

1 00000110 06

2 01011011 5B

3 01001111 4F

4 01100110 66

5 01101101 6D

6 01111101 7D

7 00000111 07

25

8 01111111 7F

9 01101111 6F

A 01110111 77

B 01111100 7C

C 00111001 39

D 01011110 5E

E 01111001 79

F 01110001 71

Hình 2.13: Bảng mã hiển thị led 7 đoạn dành cho led 7 đoạn canot chung(các led đơn

sang ở mức 1)

Phần cứng được kết nối với 1 Port bất kì của Vi điều khiển, để thuận tiện cho

việc xử lí về sau phần cứng nên được kết nối như sau: Px.0 nối với chân a, Px.1 nối

với chân b, lần lượt theo thứ tự cho đến Px.7 nối với chân h.

Dữ liệu xuất có dạng nhị phân như sau : hgfedcba

Từ bảng chức năng lập bảng karnaught cho 7 hàm rat a có kết quả:

a = A B C D + A B C D

b = A B C D + A BC D

c = A BC D

d = A B C D + A B C D + ABC D

e = A B C D + AB C D + A B C D + A B C D + ABC D

f = A B C D + A BC D + AB C D + ABC D

g = A B C D + ABC D + A B C D

26

2.3.Giao Tiếp Vi Điều Khiển Với Led 7 Đoạn

Nếu kết nối mỗi một Port củaVi điều khiển với 1 led 7 đoạn thì tối đa kết nối

được 4 led 7 đoạn. Mặt khác nếu kết nối như trên sẽ hạn chế khả năng thực hiện các

công việc khác của Vi điều khiển. Cho nên cần phải kết nối, điều khiển nhiều led 7

đoạn với số lượng chân điều khiển từ Vi điều khiển càng ít càng tốt. Có hai giải pháp:

một là sử dụng các IC chuyên dụng cho việc hiện thị led 7 đoạn, hai là kết nối nhiều

led 7 đoạn vào cùng một đường xuất tín hiệu hiển thị. Nội phần này sẽ đề cập đến cách

kết nối nhiều led 7 đoạn theo giải pháp thứ 2.

Để kết nối nhiều led 7 đoạn vào vi điều khiển thực hiện như sau: nối tất cả các

chân nhận tín hiệu của tất cả các led 7 đoạn (chân abcdefgh) cần sử dụng vào cùng 1

Port, trong ví dụ, 8 led 7 đoạn có các chân nhận tín hiệu cùng được được nối với P0.

Dùng các ngõ ra còn lại của Vi điều khiển điều khiển on/off cho led 7 đoạn, mỗi ngõ

ra điều khiển ON/OFF cho 1 led 7 đoạn,(ON: led 7 đoạn được cấp nguồn để hiển thị,

OFF: led 7 đoạn bị ngắt nguồn nên không hiển thị được).

Tại mỗi thời điểm, chỉ nên cho Vi điều khiển điều khiển cho 1 led 7 đoạn hoạt

động, do đó tại mỗi thời điểm chỉ nên có 1 ngõ ra duy nhất nối với transitor ở mức 0.

Tại mỗi thời điểm chỉ có một led 7 đoạn được ON nên sẽ không xảy ra tình trạng quá

tải cho tải và quá tải cho vi điều khiển khi điều khiển nhiều led 7 đoạn.

2.4.Xe mô hình;

Mạch nguyên lý:

27

Hình 2.14: Sơ đồ mạch nguyên lý của xe mô hình

Bình thường quang trở không nhận được ánh sang dưới làn đường nên dòng điện

qua transistor kích cho RL1 hoạt động đóng điện để M hoạt động xe chạy.

Xe mô hình sẽ chạy đến khi làn đường xe chạy có tín hiệu đèn đỏ lúc đó dưới làn

đường có tín hiệu đèn đỏ sẽ có đèn led trắng sáng lên khi xe chay đến vạch sáng đó

quang trở sẽ nhận được dòng điện không qua transistor mà se về nguồn âm và xe sẽ

dừng.cho đến khi nào tín hiệu xanh được bật lên đèn led trắng dưới làn đường tắt thì

lúc đó xe sẽ chạy lại như bình thường và làn đường bên kia xe cũng hoạt động theo

nguyên lí tương tự

28

Hình 2.15: Xe mô hình

29

2.5.Mạch nguồn

Hình 2.16 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 24v sang 5v

Nguyên lý hoạt động

Hình 2.17: Sơ đồ Layout mạch nguồn

30

2.6 Quang trở [4]

Thông thường, điện trở của quang trở khoảng 1000 000 ohms. Khi chiếu ánh

sáng vào, điện trở này giảm xuống rất thấp. Người ta ứng dụng đặc tính này của quang

trở để làm ra các mạch phát hiện sáng/tối.

Hình 2.18: Quang trở

Flash bên dưới mô phỏng quá trình cho dòng điện đi qua của Quang trở

Hình 2.19: Mô phỏng quá trình cho dòng điện đi qua của Quang trở

Mạch phát hiện sáng tối dùng quang trở

Khi ánh sáng yếu, trở kháng của quang trở cao. Dòng ở cực B của transistor bé, đèn

tắt. Tuy nhiên, khi ánh sáng mạnh, dòng chạy qua quang trở đến cực B của transistor

thứ nhất cũng như transistor thứ 2 làm đèn sáng. Biến trở bên dưới tạo thành cầu chia

áp để chỉnh độ nhạy của quang trở

31

Hình 2.20: Mạch phát hiện sáng tối dùng quang trở

Hình 2.21: Ứng dụng của mạch phát hiện sáng tối Mở/tắt đèn đường tự động

32

2.7. Hệ thống bảng và đèn điều khiển

Hình 2.22: Mô hình

33

PHẦN II: HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

- Hiện tại mô hình đơn giản của một hệ thống đèn giao thông ngã tư nhỏ,để giúp

phần nào mọi người hiểu về cơ cấu hoạt động của hệ thống

- Với mô hình hệ thống này. Phần quan trọng của hệ thống là sự phối hợp điều

khiển dồng bộ giữa đèn và bộ phận hiển thị thời gian.Về phần đèn tín hiệu của hệ

thống chỉ thể hiện đơn giản 3 tín hiệu xanh đỏ vàng,ta có thể thêm vào đèn tín hiệu cho

phép rẽ trái và đèn dành cho người bộ hành.Và ta có thể lắp đặt thêm camera quan sat

để ghi nhận những hành vi vi phạm luật giao thông như vượt đèn đỏ,để xử phạt và

luôn đảm bảo an toàn giao thông cho người đi đường.

- Với mô hình trên sau này ta có thể mở rộng thêm camera để tự quan sát tình

trạng giao thông rồi đưa ra những phương pháp giải quyết giao thông bằng tín hiệu đèn

phù hợp

34

PHẦN III: KẾT LUẬN

Sau thời gian thực hiện đồ án môn họcnày với sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình

của thầy LÊTHANH VŨ đến nay chúng em đã hoàn thành đồ án này một cách tốt

nhất.

Qua đồ án này giúp chúng em nhận ra những thiếu sót và bổ sung những kiến

thức về lập trình điều khiển PLC, biết cách kết nối phần cứng và điều khiển, hiểu cách

điều khiển, ứng dụng trong thực tế. Đồ án này còn giúp chúng em bắt đầu tiếp cận với

thực tế, điều này có ý nghĩa rất lớn cho công việc của chúng em sau khi tốt nghiệp.

Tuy nhiên vì kiến thức chúng em còn hạn chế và thời gian có hạn nên trong quá

trình thực hiện đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót kính mong quý thầy cô

đóng góp ý kiến để kiến thức của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn.

Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Huỳnh Anh Duy

2. Võ Hồng Huy

PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO

Các tài liệu tham khảo trên mạng Tailieu.vn.

[1]Giáo trình vi điều khiển.( http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/do-an-thiet-ke-va-che-tao-

he-thong-dieu-khien-tin-hieu-giao-thong-cho-nga-tu-lap-trinh-bang-vi-di.573692.html)

[2]Giáo trình đèn LED.( http://vi.wikipedia.org/wiki/LED)

[3]Tài liệu Led 7 đoạn(http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/led-7-doan.859395.html)

35

[4]Tài liệu về quang trở.( http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/quang-tro.371848.html)

Tài liệu datasheet PLC micrologix

1500(http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/176

4-um001_-en-p.pdf)