Đề tài đang làm: Máy đo nhiều chức năng.

[zoos]

Mình đọc bài viết của Falleaf ở luồng này thấy rất hay. Mình đang làm đề tài ra trường và giờ mình sẽ gởi các bước đã và đang thực hiện của mình lên diễn đàn, cùng những thắc mắc, khó khăn gặp phải. Mục đích của mình là:
1) Các bạn có thể giúp những chỗ khó khăn của mình.
2) Có thể có thông tin nào đó cần cho các bạn, mình rất vui nếu có gì đó trong đề tài của mình giúp ích cho các bạn.

Thân.

[zoos]

1) Mục tiêu của đề tài: Làm ra 1 máy đo nhiều chức năng, đo các đại lượng: Nhiệt độ, độ ẩm, từ trường, gia tốc, áp suất, ánh sáng (hix, lúc dự định thấy dễ lắm, lúc làm mới thấy làm đo 1 cái cho ra hồn đã gần chết rồi).

Mô tả:
* Phần ADC và bộ xử lý:
- Máy có 1 màn hình LCD để hiển thị số và chế độ.
- 1 đầu cắm USB để giao tiếp vào máy tính + lấy nguồn nuôi máy đo.
- Nếu không có máy tính có thể dùng nguồn ngoài hoặc Pin để chạy máy đo.
- Toàn bộ hoạt động của máy điều khiển bởi 1 PIC 18F4550.
- ADC: dùng ADC 10 bit của PIC.
- Nối với Phần cảm biến - khuếch đại bằng cáp 4 sợi: 2 nguồn, 1 tín hiệu và 1 nhận dạng loại cảm biến.
- Nhận ra loại cảm biến bằng thế trên dây nhận dạng.

*Phần cảm biến và khuếch đại:
- Là 1 phần độc lập.
- Lấy nguồn từ phần chính.
- Tín hiệu đưa vào phần chính đã được xử lí cho về khoảng 0->5VDC.
- Các loại cảm biến: (nói chung đề tài không đặt nặng tính đo chính xác chuyên biệt cho các đại lượng đo, chỉ cần dùng loại phổ thông và dễ sử dụng nhất). Hiện nay đang có các loại sau:
+ Nhiệt: L335,PT100, PT1000.
+ Quang: BPW 34
+ Từ: KSY 13
+ Độ ẩm: EFS 10 10% - 95%
+ Áp suất: MPXA15 int - 115kPa
+ Gia tốc: ADXL 202

2) Thời gian:
Thời gian nhận: 9/3/2007.
Thời gian nộp: giữa tháng 6.
Thời gian bảo vệ: giữa tháng 7.

[zoos]

Khi chọn làm đề tài này mình không định làm nhiều về phần cảm biến và khuếch đại cái đó chỉ làm sơ lược (thời gian không nhiều), chủ yếu nhắm vào làm ADC và giao tiếp. Những năm trước ở khoa mình luôn có những đề tài làm về cảm biến, nhưng các anh chị bắt tay vào làm thì chủ yếu phần lớn thời gian là làm giao tiếp, phần cảm biến vì thế hầu như không được gì.

Mình làm đề tài này không phải đi theo "truyền thống" đó. Mình định chia máy ra 2 phần rõ rệt là để sau này, lảm phần xử lí và ADC thành 1 chuẩn rồi, những người làm sau không phải làm nữa chỉ cân chỉnh cảm biến cho đúng thôi. ADC 10 bit có thể là hơi ít, có lẽ mình sẽ làm thêm 1 ADC gắn ngoài.

Phần cảm biến mình chỉ tìm những mạch có sẵn để ráp vào thôi.

[zoos]

Mới đánh máy được 1 mớ, bấm lộn cái mất tiêu, tức ghê.

Mình đã làm được cái giao tiếp USB dùng HID, tuy mới là chấp vá, chép code lung tung, nhưng nó chạy được, đây là những bước thực hiện:

Đọc tài liệu ngắn và tổng quan nhất của USB: USB in a nutshell
link:http://www.picvietnam.com/forum/atta...4&d=1144929954

Mua kíp nạp pic (có chương trình nạp đi kèm), mua 1 con pic 18F4550.

Tải chương trình CCS về:
http://kho.tailieuvietnam.net/index....d=356&Itemid=2

Học cách sử dụng:
http://www.picvietnam.com/forum//att...6&d=1157644591
Lưu ý: phần hướng dẫn và link down CCS có phiên bản khác nhau nên hơi khó nhìn.

Lắp mạch như sơ đồ sau:
http://www.picvietnam.com/forum/atta...4&d=1173151503
Lưu ý không đẻ 2 chân D+ và D- chéo nhau.
Các tụ để chống nhiễu là rất cần thiết.

Mở CCS lên, bấm open ->source file chọn vào thư mục examples của CCS, mở file: ex_usb_hid.c lên.

Tìm đoạn code ở giữa:

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// If you are using a USB connection sense pin, define it here. If you are
// not using connection sense, comment out this line. Without connection
// sense you will not know if the device gets disconnected.
// (connection sense should look like this:
// 100k
// VBUS-----+----/\/\/\/\/\----- (I/O PIN ON PIC)
// |
// +----/\/\/\/\/\-----GND
// 100k
// (where VBUS is pin1 of the USB connector)
//
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
///only the 18F4550 development kit has this pin
//#if __USB_PIC_PERIF__ && defined(__PCH__)
// #define USB_CON_SENSE_PIN PIN_B2
//#endif

đánh dấu bỏ (//) 3 dòng lệnh đó. Tại sao phải thế: có 1 chân trong mạch bán kèm của CCS mà mình không có, nên bỏ 3 dòng đó đi. (hix, cái này mất mấy ngày mới thấy). Có điều hơi lạ là mạch cắm trên testboard mới cần bỏ, mạch hàn rồi (sơ đồ giống nhau) không bỏ vẫn chạy được, có ai giải thích không ?!

Biên dịch rồi nạp lên PIC.

Cắm vào nếu mọi việc suông sẻ sẽ thấy dòng Install new device ở góc trái. (chỉ có ở lần đầu tiên). Sau đó muốn kiểm tra thì vào device manager xem sẽ thấy thiết bị HID.

Hôm nay viết đến đây thôi, bữa sau viết về chương trình trên máy tính.

[namqn]

Bạn làm phần USB HID trong bao nhiêu ngày? Chắc không phải từ lúc nhận đề tài (09/3/2007) chứ?

Với thiết bị đo, bạn có thể cần ADC ngoài với độ phân giải và tốc độ cao hơn ADC có sẵn trong PIC18.

Thân,

[tda]

Phần calib của bạn không có????

Phần này là quan trọng nhất, chứ mấy cái giao tiếp USB chỉ là nhận số liệu thôi, bạn có thể dùng cách khác dể nhận số liệu, ko cần dùng USB để làm vì nó ko là mục đích của bạn.

Mình nghĩ bạn nên tập trung phần calib, khuyếch đại, chống nhiễu (bằng bộ lọc tương tự + số ), thêm phần Labview để nhận tín hiệu nữa là ok. Bạn đừng nên tập trung vào USB. USB khó và chắc chắn chiếm nhiều thời gian của bạn.

Chúc thành công.

[zoos]

namqn:
Mình học PIC từ tháng 11, làm HID từ sau tết, cũng may có đứa bạn cũng làm, nó giúp đỡ nhiều.

tda:
Mình không hiểu calib, Labview là gì, vì không có học điện tử bài bản đâu. Bạn có thể giải thích giúp không?
Đúng là giao tiếp USB chỉ là nhận số liệu, nhưng mình muốn đề tài của mình có thể sử dụng lại, USB đang mới và có lẽ còn sống lâu. Mấy cái RS232 đang mất dần rồi. Và mình đã làm xong truyền bằng USB rồi (tuy chỉ mới truyền số thôi chứ chưa hiểu lắm).

Cám ơn các bạn đã góp ý.

[zoos]

Tiếp theo là phần chương trình nhận số liệu trên máy tính:

Lên google.com tìm các chương trình mẫu có sẵn bấm vô "HID", tìm được chương trình viết cho C++ 6.0.

link trang web:http://www.lvr.com/hidpage.htm
link down chương trình: http://www.lvr.com/files/usbhidio_vc6.zip

Tìm những file hỗ trợ của HID: (lên google bấm đúng cái tên file là có à)
hid.lib, hid.h, hid.dll, hidpi.h, hidusage.h, hidsdi.h, SETUPAPI.DLL, setupapi.h, setupapi.lib.
Chép vào những thư mục tương ứng trong C, file dll thì chép vào thư mục system32 của windows. Mìnk không biết gởi file lên diễn đàn sao nên không gởi lên được, có ai chỉ giúp không?

Mở cái project của c++ mới tải về (mở file .dsw á), complie thử, nếu báo lỗi:
DBT_DEVTYP_DEVICEINTERFACE, PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE, HDEVNOTIFY, DEVICE_NOTIFY_WINDOW_HANDLE undeclared

thì vào file stdafx.cpp thêm dòng
#define WINVER 0x0500

vào đầu file (cái này mấy bữa mới thấy, nó có viết trong cái trang kia nhưng không để ý. hix)

Nếu tới đây suông sẻ, thì sẽ complie và chạy được file chương trình cho USB HID, lúc này cắm mạch USB vào, chạy chương trình c++ lên, thay số vendorID và productID là: 0461 và 0020 (để mặc định nó số khác). Bấm Find my device, rồi coi thông báo coi kết nối được chưa, bấm Once để truyền và nhận 1 lần.

Tới đây thì các bạn đã làm xong 1 cái truyền nhận dữ liệu USB dùng HID. Code trên pic, code trên PC và mạch đã có (có thể là có chẳng hiểu gì cả nữa ). Nhưng mình nghĩ đây cái cơ sở đầu tiên để có "tinh thần" đọc tài liệu và so sánh với cái giao tiếp USB đang ở trước mặt mình.
Cái việc này xem ra đỡ mù mờ hơn rất nhiều việc đọc cuốn USB complete và ... tưởng tượng (tất nhiên vẫn phải đọc nhưng không tưởng tượng nữa ). Với 1 chút kĩ năng đọc code C (nó có chú thích rất nhiều), mình nghĩ các bạn sẽ biến cái đống code chấp vá ở trên thành cái của chính các bạn.

Chúc vui.

[ntc]

Theo mình nên xác định lại trọng tâm của đề tài. Trọng tâm là giao tiếp USB, và làm một ứng dụng nào đó liên quan đến giao tiếp USB, hay trọng tâm là cái máy đo đa chức năng.

Nếu trọng tâm là máy đo đa chức năng, thì việc thực hiện giao tiếp máy tính là thừa. Vì đã gọi là máy đo, thì chỉ cần xác định các đại lượng cần đo trong một thời điểm nhất định, nên việc tập trung dữ liệu vào máy tính là không cần thiết. Nếu bạn muốn thực hiện một hệ thống thu thập dữ liệu môi trường liên quan đến các cảm biến thì tập trung tất cả các cảm biến vào một thiết bị là không hợp lí, và tính linh động rất thấp (bạn đo gia tốc của một thiết bị được gắn vào máy tính để làm gì, vì cái sợi dây USB chỉ có chiều dài khoảng 2m, đo các giá trị nhiệt độ, ánh sáng ... chung quanh môi trường cái máy tính để làm gì). Bạn nên tập trung vào việc hoàn thiện các tính năng của cảm biến thì hơn, và bỏ qua việc giao tiếp USB. Nếu muốn xây dựng một hệ thống thu thập dữ liệu, nên xây dựng một đường truyền vật lí linh động hơn (RF, IR, RS485, ...) và thiết bị giao tiếp USB sẽ có nhiệm vụ nhận dữ liệu truyền về máy tính. Như vậy vai trò của máy tính sẽ được thể hiện rõ ràng hơn (tập trung dữ liệu và phân tích, dự đoán, đưa ra yêu cầu điều khiển chẳng hạn).

Nếu tập trung vào giao tiếp USB, thì công việc hoàn toàn khác, nặng về lí thuyết liên quan đến USB, và chỉ cần thực hiện một ứng dụng nhỏ cho giao tiếp USB.

Rất nhiều thành viên cho rằng giao tiếp USB là thời thượng, là mang tính công nghệ, nên hay chọn đề tài liên quan đến giao tiếp này, hoặc cố gắng tìm cách đưa giao tiếp USB vào đề tài, mặc dù không cần thiết.

Theo mình không nên. USB chỉ là một giải pháp cho giao tiếp máy tính. Một ứng dụng trong thực tế có thể không cần đến máy tính.

Cổng USB là một bước tiến mới, nhưng có nhiều cái mà cổng COM làm được, cổng USB không làm được. Bạn tìm hiểu kĩ hơn sẽ thấy. Càng hiện đại, thì càng có nhiều cái bất cập. Xài USB hay COM cũng phải tùy thuộc vào yêu cầu của thực tế. Không thể chắp vá.

[zoos]

Cám ơn ntc góp ý.
Coi như bạn là giảng viên phản biện đi (sẵn tập dợt luôn), mình sẽ lần lượt trả lời các ý trên.

Nguyên văn bởi ntc

Theo mình nên xác định lại trọng tâm của đề tài. Trọng tâm là giao tiếp USB, và làm một ứng dụng nào đó liên quan đến giao tiếp USB, hay trọng tâm là cái máy đo đa chức năng.

Toàn bộ 1 máy đo nhiều chức năng gồm có nhiều phần. Mình định tập trung vào phần từ ADC vào tới máy tính, xây dựng nó thành 1 phần riêng và kèm theo đó là 1 số ví dụ về mạch đo các đại lượng có thể ghép với phần đó. USB là 1 phần trong phần chính.

Nguyên văn bởi ntc

Nếu trọng tâm là máy đo đa chức năng, thì việc thực hiện giao tiếp máy tính là thừa. Vì đã gọi là máy đo, thì chỉ cần xác định các đại lượng cần đo trong một thời điểm nhất định, nên việc tập trung dữ liệu vào máy tính là không cần thiết.

Truyền dữ liệu vào máy tính là 1 lựa chọn của người dùng. Có thể lúc làm thực hành muốn lưu lại các trị số vào máy tính để dùng excel vẽ đồ thị chẳng hạn. Hoặc đơn giản là ghi ra giấy thì không cần cắm vào máy tính. Vd: máy ảnh kỷ thuật số có nối vào tivi để xem ảnh cho rõ, không nối vào tivi cũng không sao.

Vì đó chỉ là 1 ghép vào máy tính chỉ là 1 lựa chọn nên việc giới hạn của dây USB không thành vấn đề. Nếu vướng thì rút ra, lúc đó không lưu dữ liệu lại được thôi.

Nguyên văn bởi ntc

Rất nhiều thành viên cho rằng giao tiếp USB là thời thượng, là mang tính công nghệ, nên hay chọn đề tài liên quan đến giao tiếp này, hoặc cố gắng tìm cách đưa giao tiếp USB vào đề tài, mặc dù không cần thiết.

Đúng là mình dùng USB là vì nó mới. Nhưng cũng do nó có 1 số cái tiện hơn:
- Có nguồn cho phần xử lí và ADC.
- Cắm và rút dễ dàng (đã tay hơn cổng com nhiều ).
- Một số máy mới, đặc biệt là Laptop không còn com hay LPT, muốn xài phải mua cái chuyển đổi.(bạn có thấy chuột hay bàn phím cần dùng USB không, com là quá đủ, nhưng người ta vẫn chuyển sang sản xuất chuột và bàn phím dùng USB).

Nguyên văn bởi ntc

Cổng USB là một bước tiến mới, nhưng có nhiều cái mà cổng COM làm được, cổng USB không làm được. Bạn tìm hiểu kĩ hơn sẽ thấy. Càng hiện đại, thì càng có nhiều cái bất cập. Xài USB hay COM cũng phải tùy thuộc vào yêu cầu của thực tế. Không thể chắp vá.

Bạn có thể ví dụ được không?

Chúc vui.

[zoos]

Mình có hỏi 1 câu bên kia, nhưng chưa thấy trả lời, giờ mình đưa luôn vô đây cho nó tiện.

Các bạn trả lời giúp với:

1) Mình đang sử dụng ADC 10 bit của 18F4550 lấy tín hiệu vào từ kênh 0, dùng biến trở 100K mắc phân thế để tạo điện thế vào. Ngõ vào mắc thêm 2 diod 1 ngược xuống âm và 1 ngược lên dương, thêm 1 tụ 10uF và 1 tụ 0.01uF mắc xuống âm. Tụ với diod mắc thêm là để ổn định tín hiệu vào (mình mắc vào thấy nó ổn định hơn thật). Có thể giải thích tại sao ko?

2) Tuy nhiên khi đọc giá trị của ADC luôn dao động, khoảng 7-8 đơn vị. Dùng đồng hồ hiện số đo thử thì thấy tín hiệu ít dao động hơn so với số đọc trên ADC (tính thử thì thấy chỉ khoảng = 2 đơn vị ADC của PIC). Cho mình hỏi có cách nào để ADC của PIC lấy tín hiệu ổn định và ít dao động không?

Cảm ơn trước nha.

[Mecha]

Viện CNTT (thuộc Viện KH & CN Việt Nam đã làm đề tài về đo các thông số của môi trường trong nhà máy và các thông số về thời tiết. Bạn nào quan tâm có thể tham khảo.

[tda]

Mình không hiểu calib, Labview là gì, vì không có học điện tử bài bản đâu. Bạn có thể giải thích giúp không?

-->> ban có thể hỏi ông thầy hướng dẫn của mình. Còn nếu ổng không trả lời được thì....

Giả sử bạn làm tốt hết mọi thứ (mạch,usb ..), làm sao bạn biết giá trị đo của bạn chính xác??

[Mecha]

LabVIEW (short for Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) is a platform and development environment for a visual programming language from National Instruments.

Bạn có thể tham khảo tại đây:
http://www.ni.com/labview/
http://www.picvietnam.com/forum//showthread.php?t=851

"Giả sử bạn làm tốt hết mọi thứ (mạch,usb ..), làm sao bạn biết giá trị đo của bạn chính xác?"
Bạn tìm cuốn Kỹ thuật đo lường đê tham khảo nhé. Mình nhớ là để đánh giá kết quả đo, thường hay dùng phương pháp bình phương sai lệch (Least Squares).

[ntc]

Một ví dụ về sự bất cập của giao tiếp USB: mọi hoạt động của ngoại vi đều phải được điều khiển bởi máy tính (truyền nhận dữ liệu, nhận dạng thiết bị, ...). Ngoại vi không được quyền đưa ra bất kì yêu cầu nào. Trong khi cổng COM thì truyền nhận thoải mái, song công, bán song công, đơn công, ... công việc chỉ là xử lí dữ liệu.