Đồ Án Điều khiển từ xa bằng điện thoại và Thiết kế mạch điều khiển xa bằng điện thoại

I. ĐẶT VẤN ĐỀ :
Với sự phát triển mạnh mẽ của Khoa học Kĩ thuật trong những thập niên gần đây, ngành Bưu chính Viễn thông đã tạo ra bước ngoặc quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con người. Hiện nay, hệ thống thông tin qua mạng điện thoại đã được tồn cầu hóa, trở nên gần gũi và quen thuộc với con người. Nhờ hệ thống thông tin này mà con người đã không bị hạn chế về khoảng cách liên lạc. Trong lĩnh vực thông tin đã đáp ứng được nhu cầu cần thông tin của con người. Vậy trong lĩnh vực điều khiển tự động thì sao? Con người còn bị hạn chế rất nhiều về khoảng cách trong lĩnh vực này.
Thật vậy, trong việc điều khiển có nhiều cách như : điều khiển bằng tia hồng ngoại, điều khiển bằng vô tuyến nhưng các cách ấy đều phụ thuộc vào khoảng cách, chỉ có tác dụng trong phạm vi điều khiển gần mà thôi!
Với sự phát triển của KHKT, với mức độ nhu cầu của con người ngày càng cao, đòi hỏi con người phải điều khiển được 1 thiết bị điện nào đó mà không bị hạn chế về khoảng cách điều khiển. Từ đó nhóm sinh viên thực hiện hình thành nên ý tưởng đề tài phải thiết kế 1 hệ thống dùng ngay chính đường truyền có sẵn của mạng thông tin qua điện thoại để điều khiển.
Đề tài này đã được các anh chị khóa trước nghiên cứu và thiết kế rất có khả thi như :
“Điều khiển thiết bị điện từ xa bằng điện thoại” dùng vi điều khiển của Phạm Minh Huy – Võ Đình Vĩnh Định (6A95KĐĐ).
“Thiết kế mạch điều khiển xa bằng điện thoại” dùng IC số của Đinh Hồng Trí – Nguyễn Đại Thắng (94TCKĐĐ).
Với kết quả khả quan trong việc nghiên cứu và thiết kế đề tài của các khóa trước đã chắc chắn rằng việc sử dụng điện thoại để điều khiển là một vấn đề hồn tồn có thể được, nó sẽ có tính khả thi trong tương lai, phù hợp với xu thế mới của nhân loại. Đó cũng chính là vấn đề mà nhóm sinh viên tực hiện đề tài đang quan tâm.
II. TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI :
Với những kết quả thu được trong việc sử dụng điện thoại điều khiển thiết bị của các khóa trước đã chứng minh đề tài là 1 vấn đề có thật, có trong thực tế, là 1 thựctại khách quan chứ không phải là điều không tưởng. Ưu điểm của việc dùng đường truyền của điện thoại để điều khiển thiết bị là phạm vi điều khiển rộng, không bị hạn chế về khoảng cách điều khiển, hễ ở đâu có điện thoại là có thể điều khiển được thiết bị. Người điều khiển ở nơi mà có thể điều khiển thiết bị ở nhiều nơi khác nhau, thậm chí có thể điều khiển thiết bị ở trong những môi trường nguy hiểm, độc hại mà con người không thể thâm nhập vào để điều khiển thiết bị được hoặc 1 dây chuyền sản xuất thay thế con người.
Vì vậy đề tài này là 1 vấn đề không những là 1 thực tại khách quan mà còn có tầm quan trọng thực sự trong hiện tại cũng như trong tương lai.
III. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ :
Với lượng kiến thức được truyền đạt trong suốt khóa học, với khả năng của bản thân và thời gian cho phép để thực hiện đề tài nên nhóm sinh viên thực hiện có những giới hạn cụ thể trong đề tài để phù hợp với khuôn khổ khả năng và điều kiện ngiên cứu như sau :
- Dùng vi xử lí 8085 làm hệ thống điều khiển trung tâm.
- Hệ thống điều khiển chỉ thực hiện chức năng điều khiển thiết bị. Không thực hiện chức năng báo động như báo trộm, báo cháy hay tự động trả lời điện thoại.
- Không sử dụng tiếng nói để báo trạng thái của thiết bị mà sử dụng 2 âm hiệu nhạc.
- Chỉ nghiên cứu nguyên lí làm việc của hệ thống tổng đài – máy điện thoại để làm dữ liệu cho việc thiết kế mà không nghiên cứu sâu về cấu tạo cũng như cách thức hoạt động bên trong của tổng đài và máy điện thoại.
- Chỉ điều khiển hệ thống bằng điện thoại hữu tuyến.
- Bàn phím hiển thị gồm 12 phím số, 3 phím thực hiện chức năng reset, đặt số password và 10 led hiển thị dữ liệu của thiết bị và mã điều khiển.
- Dùng IC 74138 giải mã IO/M 3 đường thành 8 đường, IC 74245 đệm dữ liệu 2 chiều, IC 74244 đệm dữ liệu 1 chiều, IC 74573 chốt và tách dữ liệu – điạ chỉ.
- Điều khiển được tối đa 8 thiết bị điện.
- Ngồi chức năng điều khiển tắt – mở thiết bị, hệ thống còn thực hiện được chức năng cài đặt thời gian và reset đồng loạt các thiết bị điện.
- Số password dễ dàng cài đặt lại khi có nhu cầu.
- Thiết kế bàn phím điều khiển giống như bàn phím điện thoại thuận tiện trong việc thao tác trên phím.
- Bộ nhớ hệ thống sử dụng ROM 2764 8Kbyte và RAM 6264 8Kbyte. Với dung lượng bộ nhớ còn dư sẽ thực hiện vào việc thiết kế các chương trình phục vụ các chức năng khác như : báo động, tự động trả lời điện thoại, tự động gọi số máy điện thoại được cài đặt sẵn, .
- Phần mềm do sinh viên Trịnh Thị Mỹ Hiền nghiên cứu và thiết kế. Phần cứng do sinh viên Trịnh Quốc Dân nghiên cứu và thực hiện.


IV. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :
Do thực tiễn hiện nay, con người còn bị hạn chế rất nhiều trong việc điều khiển tự động các thiết bị. Do đó với sự kết hợp giữa sự phát triển của KHKT và của ngành Bưu chính Viễn thông, với sự có sẵn của đường truyền và hơn nữa điện thoại đang là vật dụng cần thiết và quen thuộc của con người nên nhóm sinh viên thực hiện nghiên cứu vấn đề này nhằm đưa ý tưởng dùng điện thoại để điều khiển thiết bị trở thành hiện thực giúp con người phá bỏ được những hạn chế về khoảng cách trong lĩnh vực điều khiển tự động, cũng như phù hợp với xu thế mới trong ngành tự động điều khiển.
V. KHẢO SÁT TÀI LIỆU LIÊN HỆ :
“Điều khiển từ xa bằng điện thoại” dùng vi điều khiển của sinh viên thực hiện Phạm Minh Duy – Võ Đình Vĩnh Định (6A95KĐĐ).
“Thiết kế mạch điều khiển xa bằng điện thoại” dùng IC số của Đinh Hồng Trí – Nguyễn Đại Thắng (94TCKĐĐ)
Sau khi nghiên cứu về các đề tài này, nhóm sinh viên thực hiện đã phát hiện ra nhiều thiếu sót và từ đó hình thành nên ý tưởng sẽ phát triển đề tài này thành 1 hệ thống có tính khả thi đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng
Đề tài này khác các đề tài trước những gì? Các đề tài trước cùng tên được thiết kế như sau :
ã Sử dụng vi điều khiển hay IC số.
ã Hệ thống điều khiển được 2 thiết bị.
ã Mật mã hệ thống chỉ có 2 chữ số, xác suất ngẫu nhiên bấm đúng mật mã cao.
ã Trạng thái điều khiển tải chỉ là tắt hay mở mà thôi (không định thời được).
ã Báo trạng thái tắt/ mở của thiết bị bằng tiếng nói.
ã Chỉ điều khiển thiết bị được khi điều khiển qua mạng điện thoại mà thôi (tức là muốn điều khiển thiết bị bắt buộc phải dùng đến điện thoại) – rất bất tiện khi cần điều khiển tại nơi đặt hệ thống.
ã Không hiển thị dữ liệu của thiết bị để quan sát được.
ã Không tắt khẩn cấp được các thiết bị cùng một lúc.
VI. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI SINH VIÊN KHẢO SÁT :
Như đã trình bày ở trên, đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển xa các thiết bị điện có định thời bằng điện thoại hữu tuyến” là 1 đề tài mang tính kế thừa nhưng trong đó nó đã được mở rộng về phạm vi sử dụng và phạm vi điều khiển. Đây là 1 đề tài có tính qui mô khá cao, nó có thể đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng và có tính khả thi phù hợp với nền KHKT hiện đại của nước nhà. Đề tài này đã được nhóm sinh viên nghiên cứu, mở rộng và phát triển như sau :
ã Hệ thống điều khiển trung tâm dùng vi xử lý 8085.
ã Hệ thống điều khiển được 8 thiết bị.
ã Mật mã hệ thống có 4 chữ số (nâng cao tính bí mật của hệ thống vì xác suất ngẫu nhiên bấm đúng mã thấp).
ã Trạng thái điều khiển thiết bị ngồi chức năng tắt / mở còn có thể định thời gian làm việc cho thiết bị.
ã Báo trạng thái của thiết bị bằng âm hiệu nhạc (đảm bảo tính kĩ thuật và tính kinh tế cho hệ thống).
ã Ngồi chức năng điều khiển thiết bị qua điện thoại, còn có thể điều khiển thiết bị qua phím nhấn đặt tại hệ thống điều khiển được thiết kế giống như bàn phím của điện thoại.
ã Hiển thị được dữ liệu của thiết bị thông qua 10 Led 7 đoạn gồm có :
2 Led : hiển thị số chỉ thiết bị cần quan sát và điều khiển.
4 Led : hiển thị số thời gian cài đặt cho thiết bị, đồng thời hiển thị cho thấy số mật mã khi cần cài đặt lại.
4Led : hiển thị số thời gian làm việc còn lại của thiết bị (đếm lùi).
ã Khi cần thiết có thể điều khiển tắt khẩn cấp cùng lúc 8 thiết bị.
ã Trong 8 thiết bị được chia ra đơn vị thời gian tính như sau :
 3 thiết bị làm việc với thời gian cài đặt được từ (1  < 3) giờ với đơn vị tính là giây.
 3 thiết bị làm việc với thời gian cài đặt được từ (1  < 160) giờ với đơn vị tính là phút.
 2 thiết bị làm việc với thời gian cài đặt được từ (1  9999) giờ với đơn vị tính là giờ.
Tùy theo lượng thời gian cài đặt được và theo đơn vị tính mà người sử dụng cài đặt thiết bị sao cho hợp lí.
VII. GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ :
“Thiết kế hệ thống điều khiển xa các thiết bị điện có định thời bằng điện thoại hữu tuyến”.
Thuật ngữ : “có định thời” nói lên được bản chất của hệ thống là có thể ngồi chức năng điều khiển tắt – mở thông thường còn có thể cài đặt thời gian làm việc cho thiết bị điện.
Thuật ngữ : “điện thoại hữu tuyến” : do khả năng bản thân, tìnhhình nghiên cứu và điều kiện thử nghiệm nên đề tài này giới hạn chỉ sử dụng điện thoại có dây (hữu tuyến) để điều khiển mà không sử dụng điện thoại di động, điện thoại vô tuyến để điều khiển thiết bị điện