Table of Contents
1. Linh kiện cần thiết làm mạch cảm biến Tiệm cận giao tiếp STM32
1.1 Vi điều khiển STM Tiệm cận giao tiếp STM32
a. Giới thiệu
STM32 là một trong những dòng chip phổ biến của ST với nhiều họ thông dụng như F0,F1,F2,F3,F4….. Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi là ARM COTEX M3. STM32F103 là vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa là 72Mhz. Giá thành cũng khá rẻ so với các loại vi điều khiển có chức năng tương tự. Mạch nạp cũng như công cụ lập trình khá đa dạng và dễ sử dụng. Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng dụng thông thường, thiết bị cầm tay và thuốc, máy tính và thiết bị ngoại vi chơi game, GPS cơ bản, các ứng dụng trong công nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ… Phần mềm lập trình: có khá nhiều trình biên dịch cho STM32 như IAR Embedded Workbench, Keil C… Ở đây mình sử dụng Keil C nên các bài viết sau mình chỉ đề cập đến Keil C.
Thông tin khác
Vi xử lý có rất nhiều loại bắt đầu từ 4 bit cho đến 32 bit, vi xử lý 4 bit hiện nay không còn nhưng vi xử lý 8 bit vẫn còn mặc dù đã có vi xử lý 64 bit. Lý do sự tồn tại của vi xử lý 8 bit là phù hợp với một số yêu cầu điều khiển trong công nghiệp. Các vi xử lý 32 bit, 64 bit thường sử dụng cho các máy tính vì khối lượng dữ liệu của máy tính rất lớn nên cần các vi xử lý càng mạnh càng tốt. Các hệ thống điều khiển trong công nghiệp sử dụng các vi xử lý 8 bit hay 16 bit như hệ thống điện của xe hơi, hệ thống điều hòa, hệ thống điều khiển các dây chuyền sản xuất, …
b. Sơ lược về STM32:
- 1 cổng Mini USB dùng để cấp nguồn, nạp cũng như debug.
- 2 MCU bao gồm 1 MCU nạp và 1 MCU dùng để lập trình.
- Có chân Output riêng cho các chân mạch nạp trên MCU1.
- Có chân Output đầy đủ cho các chân MCU2.
- Chân cấp nguồn ngoài riêng cho MCU2 nếu không sử dụng nguồn từ USB.
- Thạch anh 32,768khz dùng cho RTC và Backup.
- Chân nạp dùng cho chế độ nạp boot loader.
- Nút Reset ngoài và 1 led hiển thị trên chân PB9, 1 led báo nguồn cho MCU2.
c.Thông số kỹ thuật STM32
- Vi điều khiển: STM32F103C8T6.
- Điện áp cấp 5VDC qua cổng Micro USB sẽ được chuyển đổi thành 3.3VDC qua IC nguồn và cấp cho Vi điều khiển chính.
- Tích hợp sẵn thạch anh 8Mhz.
- Tích hợp sẵn thạnh anh 32Khz cho các ứng dụng RTC.
- Ra chân đầy đủ tất cả các GPIO và giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB,…
- Tích hợp Led trạng thái nguồn, Led PC13, Nút Reset.
- Kích thước: 53.34 x 15.24mm
- Sử dụng với các mạch nạp:
- ST-Link Mini
- J-link
- USB TO COM
- Kết nối chân khi nạp bằng ST-Link Mini
- Nạp theo chuẩn SWD
- TCK — SWCLK
- TMS — SWDIO
- GND — GND
- 3.3V — 3.3V
d. Cấu hình
- ARM 32-bit Cortex M3 với clock max là 72Mhz.
- Bộ nhớ:
- 64 kbytes bộ nhớ Flash(bộ nhớ lập trình).
- 20kbytes SRAM.
- Clock, reset và quản lý nguồn.
- Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V.
- Power on reset(POR), Power down reset(PDR) và programmable voltage detector (PVD).
- Sử dụng thạch anh ngoài từ 4Mhz -> 20Mhz.
- Thạch anh nội dùng dao động RC ở mode 8Mhz hoặc 40khz.
- Sử dụng thạch anh ngoài 32.768khz được sử dụng cho RTC.
- Trong trường hợp điện áp thấp:
- Có các mode :ngủ, ngừng hoạt động hoặc hoạt động ở chế độ chờ.
- Cấp nguồn ở chân Vbat bằng pin để hoạt động bộ RTC và sử dụng lưu trữ data khi mất nguồn cấp chính.
- 2 bộ ADC 12 bit với 9 kênh cho mỗi bộ.
- Khoảng giá trị chuyển đổi từ 0 – 3.6V.
- Lấy mẫu nhiều kênh hoặc 1 kênh.
- Có cảm biến nhiệt độ nội.
- DMA: bộ chuyển đổi này giúp tăng tốc độ xử lý do không có sự can thiệp quá sâu của CPU.
- 7 kênh DMA.
- Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART.
- 7 timer.
- 3 timer 16 bit hỗ trợ các mode IC/OC/PWM.
- 1 timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động cơ với các mode bảo vệ như ngắt input, dead-time..
- 2 watdog timer dùng để bảo vệ và kiểm tra lỗi.
- 1 sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho các ứng dụng như hàm Delay….
- Hỗ trợ 9 kênh giao tiếp bao gồm:
- 2 bộ I2C(SMBus/PMBus).
- 3 bộ USART(ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control).
- 2 SPIs (18 Mbit/s).
- 1 bộ CAN interface (2.0B Active)
- USB 2.0 full-speed interface
- Kiểm tra lỗi CRC và 96-bit ID.
e.Bộ nhớ
Vi điều khiển ATmega328:- 64 KB bộ nhớ Plash: trong đó bootloader chiếm 0.5KB.
- 20 KB cho SRAM: (Static Random Access Menory): giá trị các biến khai báo sẽ được lưu ở đây. Khai báo càng nhiều biến thì càng tốn nhiều bộ nhớ RAM. Khi mất nguồn dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
- 1 KB cho EEPROM: (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): Là nơi có thể đọc và ghi dữ liệu vào đây và không bị mất dữ liệu khi mất nguồn.
1.2 Cảm biến Tiệm cận giao tiếp STM32
a. Giới thiệu
Tiệm cận giao tiếp STM32 ( Proximity sensor ) được sử dụng để phát hiện vật thể kim loại ( cảm biến loại điện cảm (-inductive proximity sensor ) hoặc phi kim loại ( cảm biến kiểu điện dung – capacity proximity sensor ) Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại cảm biến phát hiện vật thể không cần tiếp xúc như công tắc hành trình mà dựa trên những mối quan hệ vật lý giữa cảm biến và vật thể cần phát hiện. Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.
b. Thông số kỹ thuật
Các thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận bao gồm- Model: LJ12A3-4-Z/BX
- Phát hiện: Kim loại.
- Nguồn: 6 -> 36VDC
- Dòng tiêu thụ: 300 mA
- Khoảng đo: 0 -> 4mm
- Ngõ ra: NPN cực thu hở
- Đường kính: 12 mm
c. Chức năng các chân
- Chân 1 (VCC): 3.3V DC đến 5V DC
- Chân 2 (GND): Đây là chân nối mass
- Chân 3 (DO): Đây là chân đầu ra
d. Nguyên lý hoạt động
Ta có thể chia thành 02 loại sau:- Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Từ
- Cảm biến tiệm cận Loại Cảm Ứng Điện Dung
e. Ứng dụng
- Phát hiện mực chất lỏng và chất lỏng trong bồn có bọt
- Đếm lon bia – nước giải khát sản xuất trong ngày
- Phát hiện/ hoặc đếm vật kim loại
- Giám sát hoạt động của khuôn dập
- Giám sát tốc độ động cơ
- Kiểm tra gãy mũi khoan
- Phát hiện mức nước chất lỏng trong ống nghiệm
- Phát hiện Palette đi ngang qua
- Phát hiện lon nhôm
- Phát hiện/ hoặc đếm vật kim loại
1.3 Relay kích đèn 220v cho mạch cảm biến Tiệm cận giao tiếp STM32
a. Giới thiệu
Rơ le (relay) là một công tắc chuyển đổi, dùng để đóng cắt mạch điều khiển, nó hoạt động bằng điện. Nó là một công tắc vì có 2 trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay không.
b. Thông số kỹ thuật
- Điện áp điều khiển: 5V
- Dòng điện cực đại: 10A
- Thời gian tác động: 10ms
- Thời gian nhả hãm: 5ms
- Nhiệt độ hoạt động: -45oC ~ 75oC
2. Hướng dẫn đồ án Tiệm cận giao tiếp STM32 bật đèn 220v qua Relay
Phần này chưa được chia sẻ.
LIÊN HỆ thông tin ở TẠI ĐÂY để được hổ trợ tốt hơn.
Chỉ mang tính tham khảoPhần cứng
Phần mềm
/* LJ12A3-4-ZBY-Inductive-Proximity-Sensor made on 04 Nov 2020 by Amir Mohammad Shojaee @ Electropeak Home */ const int Pin=2; void setup() { pinMode(Pin, INPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int sensorValue = digitalRead(Pin); if(sensorValue==LOW){ Serial.println("no Object"); delay(500); } else{ Serial.println("Object Detected"); delay(500); } }
3. Hoạt động của mạch cảm biến Tiệm cận giao tiếp STM32
Khi cấp điện hệ thống hoạt động, vi điều khiển hiển thị thông tin ban đầu. lúc này vi điều khiển chờ tín hiệu từ module cảm biến tiệm cận gửi vào. Nếu nhận được tín hiệu thì xuất thông tin lên màn hình đồng thời đảo trạng thái đèn 220v thông qua relay.4. Hoạt động mạch cảm biến Tiệm cận giao tiếp STM32 các bạn xem video:
Ngoài ra còn nhiều Phần và các môn khác
Đồ án điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 1 Mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 2 Thiết kế mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 3 Vi xử lý, Lập trình vi điều khiển Pic – 8051 – Avr – Phần 4 Tổng hợp File ĐỒ ÁN Điện tử cơ bản Tổng hợp File ĐỒ ÁN Viễn thông Tổng hợp File ĐỒ ÁN PLC Tổng hợp File ĐỒ ÁN Cung cấp điện
Sẽ còn các phần khác nữa nhé.
Chúc các bạn thành công…!!!
