Tài liệu Thiết kế hệ thống thông tin quảng cáo

1 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: Mở đầu ................................................................................... 2 CHƯƠNG 2: Các hệ thống thông tin quảng cáo phổ biến........................... 4 2.1. Three Vision Display 3VD ........................................................ 4 2.2. Scrolling Poster Display........................................................... 5 2.2. Scrolling Poster Display Light Emitting Diode ....................... 6 CHƯƠNG 3: Thiết kế băng rôn thông tin về khoa Cơ Điện ........................ 7 3.1. Thiết kế cơ khí cho hệ thống quảng cáo ................................... 8 3.2. Thiết kế mạch điều khiển cho hệ thống quảng cáo................. 15 Kết luận.................................................................................... 17 2 Chương 1 MỞ ĐẦU Với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế Việt Nam trong giai đoạn hiện nay thì nhu cầu về nguồn nhân lực có trình độ, tri thức cao là cần thiết và không thể thiếu. Để đáp ứng được số lượng khổng lồ về nguồn nhân lực trong xã hội ngày nay nhiều trường đại học, cao đẳng, trung cấp nghề ngoài công lập đã được xây dựng. Tuy nhiên, để có thể tồn tại và phát triển thì công tác tuyển sinh của các trường phải được đặt lên hàng đầu. Để tuyển sinh đạt được chỉ tiêu về cả số và chất lượng ngoài việc xây dựng cơ sở vật chất tốt, giảng viên giảng dạy có uy tín thì vấn đề đưa thông tin đến đối tượng tuyển sinh không kém phần quan trọng. Để có thể truyền tải đầy đủ các thông tin đến đối tượng tuyển sinh, hiện tại các trường đang sử dụng các hình thức như: Phát tờ rơi, treo băng rôn, tổ chức tư vấn tuyển sinh trực tiếp tại các trường, tư vấn tuyển sinh trên các đài truyền hình, đăng tải thông tin trên các website, đăng trên các báo,… Ngoài việc đưa đầy đủ các thông tin như: Ngành nghề đào tạo, chính sách học bổng, các hoạt động nổi trội của nhà trường… . Thì các trường cũng cần phải chú trọng cả đến hình thức, cách thức đưa thông tin làm sao cho sinh động cuốn hút người xem. Đối với việc giới thiệu về trường bằng các tấm băng rôn đã trở nên thông dụng trong các buổi triển lãm cũng như tư vấn tuyển sinh. Với phương pháp này có một số ưu điểm như: Thiết kế nhanh chóng, chi phí cho việc quảng cáo ít nhưng bù lại có một số nhược điểm lớn đó là: Cần một không gian lớn, không sinh động và chưa thu hút được người xem. Do đó việc nâng cao chất lượng đưa các thông tin của khoa, trường đến các đối tượng tuyển sinh là nhu cầu cần thiết. 3 Hình 1 –Gian hàng buổi triển lãm tại Bình Dương Được sự đồng ý của hội đồng khoa học khoa, hướng nghiên cứu đã được nhóm thực hiện chọn làm đề tài nghiên cứu khoa học mang tên “Thiết kế hệ thống thông tin quảng cáo” Nội dung thực hiện của đề tài là ứng dụng tự động hóa vào việc thiết kế hệ thống thông tin quảng cáo. Với việc sử dụng hình thức là cuốn băng tải hoặc lật 3 mặt sẽ đem lại các hình ảnh đặc sắc, sinh động cuốn hút cho người xem. Mục đích thực hiện của đề tài là nâng cao hiệu quả trong việc đưa các thông tin của khoa, nhà trường đến các đối tượng tư vấn tuyển sinh. Phương pháp nghiên cứu của đề tài: sử dụng phương pháp thực nghiệm bằng sản phẩm thực tế để thực hiện được một hệ thống thông tin quảng cáo với hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí. 4 Chương 2: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢNG CÁO PHỔ BIẾN 2.1. Ba mặt xoay (Three Vision Display – 3VD) Hình 2.1.1- Bảng quảng cáo dạng 3VD Với cách thức này lần lượt 3 hình quảng cáo khác nhau xuất hiện sẽ thu hút sự chú ý của mọi người. Hình ảnh gợn sóng có thể thay đổi cài đặt mở ra, khép lại, truyền sóng từ phải qua trái hay ngược lại tạo cảm giác rất sống động cho người một không gian cố định, bảng quảng cáo 3VD với sự vận hành êm ái của động cơ, xem. Công nghệ được sử dụng trong 3VD: ⋅ Hệ thống tạo sóng gồm một hàng lăng trụ tam giác (có thể xếp thành hàng thẳng hoặc xếp thành hàng cong), chiều rộng của lăng trụ có thể từ 3 đến 12cm, khoảng cách giữa các lăng trụ từ 3 đến 8mm. ⋅ Dưới tác dụng của motor, các lăng trụ quay xung quanh trục của mình và lần lượt tạo ra 3 hình khác nhau trên cùng một tấm biển quảng cáo. ⋅ Khung của hệ thống tạo sóng là hợp kim nhôm, một hàng lăng trụ tam giác một đầu liên kết với những bánh xe lồi, motor giảm tốc độ, bộ khống chế vi xử lý. ⋅ Hình ảnh quảng cáo được dán trên bề mặt của các lăng trụ nhôm. Hình 2.1.2 - Cấu tạo chung của hệ thống 3VD 5 2.2. SPD (Scrolling Poster Display): Hình 2.2.1 – Bảng quảng cáo dạng SPD Hệ thống này được điều khiển bằng hệ thống vi xử lý, bằng cách quay trục cuốn, có thể hiện từ 2 đến 10 poster khác nhau. Đặc điểm: ⋅ SPDA phù hợp cho quảng cáo trong và ngoài trời tại những vị trí rộng, cao. ⋅ Kích thước của mỗi hộp đèn: 1.22 x 1.22m ⋅ Hộp đèn được thiết kế chuyên dùng bằng hợp kim nhôm, chịu được mưa gió. ⋅ Khoảng cách giữa các hộp đèn rất nhỏ tạo tính tổng thể cao. ⋅ Phần mềm điều khiển và hệ thống truyền tính hiệu được thiết kế riêng, độ tin cậy cao. ⋅ Sử dụng motor điều khiển bằng kỹ thuật số, tuổi thọ cao. Băng rôn quảng cáo Hình 2.2.2 - Cấu tạo chung của hệ thống SPD 6 2.3. SPDLED (Scrolling Poster Led Emitting Diode) Hình 2.3 – Bảng quảng cáo dạng SPDLED SPDLED giới thiệu hình ảnh, cập nhật dữ liệu từ xa, quản lý thông tin dữ liệu 24/24h. Phù hợp cho việc sử dụng quảng cáo trong nhà và ngoài trời (chuỗi cửa hàng, sân bay, hệ thống siêu thị...). Đặc điểm: ⋅ Cập nhật dữ liệu từ xa qua internet (dùng để load chương trình). Kích hoạt chương trình qua internet / SMS. ⋅ Cập nhật dữ liệu từ máy tính qua thẻ nhớ. ⋅ Kích thước dung lượng (2GB), nội dung (text hoặc hình ảnh) , thời gian hiển thị, màu sắc, tốc độ chuyển động ... của SPDLED có thể cài đặt, thay đổi tùy theo yêu cầu của khách hàng. NHẬN XÉT CÁC HÌNH THỨC QUẢNG CÁO TRÊN: Trên đây là các hình thức của hệ thống thông tin quảng cáo phổ biến. Các hệ thống này sử dụng các công nghệ tiên tiến, có độ tin cậy cao. Đồng thời trong quá trình sử dụng cho thấy mang hiệu quả quảng bá lớn với các hiệu ứng ấn tượng (đặc biệt là hệ thống 3VD). Tuy nhiên, theo nguồn thông tin từ các hãng cung cấp thì giá thành của các hệ thống quảng cáo này rất cao và đòi hỏi chi phí hoạt động, bảo dưỡng khá lớn. Nên đối với một số hệ thống quảng cáo nhỏ thì các hình thức này không phù hợp vì hiệu quả kinh tế không cao. 7 Chương 3: THIẾT KẾ BĂNG RÔN THÔNG TIN CHO KHOA CƠ ĐIỆN Dựa vào các yêu cầu đặt ra về tính hiệu quả của thông tin quảng cáo, mặt thiết kế kỹ thuật và tính kinh tế khi gia công chế tạo, nhóm thực hiện đề tài đã nhận định việc thiết kế hệ thống thông tin quảng cáo sẽ gồm các phần sau: ⋅ Thiết kế hệ thống trục cuốn băng rôn với kích thước 1,5m × 1,2m. ⋅ Thiết kế mạch điều khiển linh hoạt dựa trên vi điều khiển 8051. ⋅ Chọn phương án để nhận dạng băng rôn tại vị trí hiển thị. Hình 3 – Các thông tin về khoa Cơ Điện 8 3.1. THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO HỆ THỐNG QUẢNG CÁO Hệ thống quảng cáo các thông tin của khoa Cơ Điện sẽ bao gồm 4 băng rôn với kích cỡ 1,5m × 1,2m. Với yêu cầu các băng rôn sẽ được thay đổi tuần hoàn theo thứ tự 1÷ 4 và thời gian chuyển đổi băng rôn là thấp nhất. Mặt băng rôn quảng cáo Mặt băng rôn quảng cáo Trục cuốn của bảng quảng cáo Hình 3.1.1 - Cơ cấu trục cuốn được sắp xếp dạng chữ M của bảng quảng cáo 9 Với yêu cầu chuyển động cuốn băng rôn như trên thì việc bố trí các trục cuốn sẽ gồm có 3 loại như sau: ⋅ Trục cuốn chính (gồm động cơ) ⋅ Trục dẫn phụ ⋅ Trục tạo lực căng cho băng rôn Động cơ Trục cuốn chính Trục dẫn phụ Trục tạo lực căng Hình 3.1.2 - Các trục chức năng trong cơ cấu cuốn băng rôn 10 Cấu tạo của các trục chức năng Trục dẫn chính r s p o q n o p q r s Trục thép cứng Bạc đỡ cố định trục dẫn chính Ống lăn Pulley dẫn đai cuốn băng rôn Bộ truyền từ động cơ sang trục dẫn chính Động cơ chính Hình 3.1.3 - Cấu tạo của trục dẫn chính n 11 Trục dẫn phụ và trục tạo lực căng: Trục tạo lực căng Trục tạo lực căng Hình 3.1.4 - Các trục chức năng được lắp ráp với thân bảng quảng cáo 12 Thiết kế bộ truyền đai dẹt cho băng rôn: Với cấu tạo cơ khí như trên sẽ sinh ra hiện tượng băng rôn bị căng. Vì vậy, bộ truyền đai dẹt song song được sử dụng kết hợp để dẫn động và kết hợp chịu lực căng cho băng rôn. Bộ truyền đai dẹt Hình 3.1.5 - Bộ truyền đai dẹt giúp dẫn động cuốn và chịu lực thay băng rôn 13 Hình 3.1.6 - Mô tả sự liên kết giữa băng rôn và đai 14 Lựa chọn thiết bị cho cơ cấu cuốn băng rôn: Động cơ: Tốc độ cuốn thay đổi băng rôn được nhóm thực hiện dự kiến trong vòng 6 giây (tương ứng với chiều dài băng rôn 1,2m). Như vậy, ta có thể tính được vận tốc dài của băng rôn như sau V= S 1,2 = = 0,2m / s [3] t 6 Ứng với đường kính trục dẫn là ø50mm ta xác định được tốc độ vòng quay của trục dẫn. [3] n= V .60.1000 0,2.60.1000 = ≈ 38( vòng / phút ) π .100 π .100 Như vậy, dựa theo thông số này ta có các lựa chọn về động cơ như sau: Động cơ không có hộp số giảm tốc với tốc độ 2700 vòng/phút. Nếu chọn phương án này ta phải thiết kế các bộ truyền có tỉ số truyền lớn làm giảm tốc độ. Động cơ có hộp số giảm tốc với tốc độ 45 vòng/phút. Tuy tốc độ vòng quay có lớn hơn nhưng không đáng kể. Vì vậy, ta có thể truyền với tỉ số truyền 1:1 rất đơn giản. Hình 3.1.7 – Động cuốn băng rôn Đai cuốn: Có nhiều loại đai cuốn với các đặc tính khác nhau. Tuy nhiên, có nhiều loại không phù hợp với hệ thống quảng cáo gọn nhẹ. Ví dụ: đai thang V rất chắc chắn nhưng nặng, đai răng truyền tốt nhưng không bảo đảm chiều dài. Vì vậy nhóm đai dẹt làm đai cuốn cho hệ thống vì nó đủ độ dài và nhẹ. Hình 3.1.8 – đai thang V, đai răng, đai dẹt 15 3.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG QUẢNG CÁO Với yêu cầu điều khiển không quá phức tạp, mạch điều khiển sẽ được thiết kế dựa trên vi điều khiển 8051. Vì có giá thành rẻ, dễ sữa chữa ,bảo trì và bảo đảm khả năng mở rộng các chức năng cho bảng quảng cáo. Hình 3.2.1 – Vi điều khiển AT89C51 – họ 8051 AT89C51 gồm có 40 chân, mô tả như sau [1]: Port 0: Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của AT89C51: - Chức năng IO (xuất / nhập): dùng cho các thiết kế nhỏ. Tuy nhiên, khi dùng chức năng này thì Port 0 phải dùng thêm các điện trở kéo lên (pull-up), giá trị của điện trở phụ thuộc vào thành phần kết nối với Port. Khi dùng làm ngõ ra, Port 0 có thể kéo được 8 ngõ TTL. Khi dùng làm ngõ vào, Port 0 phải được set mức logic 1 trước đó. - Chức năng địa chỉ / dữ liệu đa hợp: khi dùng các thiết kế lớn, đòi hỏi phải sử dụng bộ nhớ ngoài thì Port 0 vừa là bus dữ liệu (8 bit) vừa là bus địa chỉ (8 bit thấp). Ngoài ra khi lập trình cho AT89C51, Port 0 còn dùng để nhận mã khi lập trình và xuất mà khi kiểm tra (quá trình kiểm tra đòi hỏi phải có điện trở kéo lên). Port 1: Port1 (chân 1 – 8) chỉ có một chức năng là IO, không dùng cho mục đích khác (chỉ trong 8032/8052/8952 thì dùng thêm P1.0 và P1.1 cho bộ định thời thứ 3). Tại 16 Port 1 đã có điện trở kéo lên nên không cần thêm điện trở ngoài. Port 1 có khả năng kéo được 4 ngõ TTL và còn dùng làm 8 bit địa chỉ thấp trong quá trình lập trình hay kiểm tra. Khi dùng làm ngõ vào, Port 1 phải được set mức logic 1 trước đó. Port 2: Port 2 (chân 21 – 28) là port có 2 chức năng: - Chức năng IO (xuất / nhập): có khả năng kéo được 4 ngõ TTL. - Chức năng địa chỉ: dùng làm 8 bit địa chỉ cao khi cần bộ nhớ ngoài có địa chỉ 16 bit. Khi đó, Port 2 không được dùng cho mục đích IO. Khi dùng làm ngõ vào, Port 2 phải được set mức logic 1 trước đó. Khi lập trình, Port 2 dùng làm 8 bit địa chỉ cao hay một số tín hiệu điều khiển. Port 3: Port 3 (chân 10 – 17) là port có 2 chức năng: - Chức năng IO: có khả năng kéo được 4 ngõ TTL. Khi dùng làm ngõ vào, Port 3 phải được set mức logic 1 trước đó. - Chức năng khác: mô tả như bảng 1.1 Bit Tên Chức năng P3.0 RxD Ngõ vào port nối tiếp P3.1 TxD Ngõ ra port nối tiếp P3.2 INT0 Ngắt ngoài 0 P3.3 INT1 Ngắt ngoài 1 P3.4 T0 ngõ vào của bộ định thời 0 P3.5 T1 Ngõ vào của bộ định thời 1 WR Tín hiệu điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài. P3.6 P3.7 RD Tín hiệu điều khiển đọc từ bộ nhớ dữ liệu ngoài. Nguồn: Chân 40: VCC = 5V ± 20%, chân 20: GND PSEN (Program Store Enable): PSEN (chân 29) cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng đối với các ứng dụng sử dụng ROM ngoài, thường được nối đến chân OC (Output Control) của 17 ROM để đọc các byte mã lệnh. PSEN sẽ ở mức logic 0 trong thời gian AT89C51 lấy lệnh.Trong quá trình này, PSEN sẽ tích cực 2 lần trong 1 chu kỳ máy. Mã lệnh của chương trình được đọc từ ROM thông qua bus dữ liệu (Port0) và bus địa chỉ (Port0 + Port2). Khi 8951 thi hành chương trình trong ROM nội, PSEN sẽ ở mức logic 1. ALE/PROG (Address Latch Enable / Program): ALE/PROG (chân 30) cho phép tách các đường địa chỉ và dữ liệu tại Port 0 khi truy xuất bộ nhớ ngoài. ALE thường nối với chân Clock của IC chốt (74373, 74573). Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Xung này có thể cấm bằng cách set bit 0 của SFR tại địa chỉ 8Eh lên 1. Khi đó, ALE chỉ có tác dụng khi dùng lệnh MOVX hay MOVC. Ngoài ra, chân này còn được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho ROM nội (PROG). EA /VPP (External Access) : EA (chân 31) dùng để cho phép thực thi chương trình từ ROM ngoài. Khi nối chân 31 với Vcc, AT89C51 sẽ thực thi chương trình từ ROM nội (tối đa 8KB), ngược lại thì thực thi từ ROM ngoài (tối đa 64KB). Ngoài ra, chân EA được lấy làm chân cấp nguồn 12V khi lập trình cho ROM. RST (Reset): RST (chân 9) cho phép reset AT89C51 khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức 1 trong ít nhất là 2 chu kỳ máy. X1,X2: Ngõ vào và ngõ ra bộ dao động, khi sử dụng có thể chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ. Tần số thạch anh thường sử dụng cho 18 Hình 3.2.2 - Mạch nguyên lí của Module MCU 19 Hình 3.2.3 - Mạch nguyên lí của Module Output - Relay 20 Cảm biến xác định vị trí băng rôn MẠCH ĐIỀU KHIỂN Hình 3.2.4 – Phương pháp nhận dạng băng rôn Cảm biến sợi quang Nguyên tắc hoạt động. Nguyên tắc hoạt động của cảm biến sợi quang được biểu diễn như gồm ba phần: - Bộ phận phát. - Bộ phận thu. - Sợi quang. Bộ phận phát bao gồm một bộ dao động tần số cao sẽ phát đi tia hồng ngoại bằng điôt phát quang và được dẫn qua một sợi quang. Khi gặp vật chắn, tia hồng ngoại sẽ không thể phản hồi vào bộ phận thu thông qua sợi quang. Như vậy ở bộ phận thu, tia hồng ngoại không thể phản hồi sẽ được xử lý trong mạch và cho tín hiệu ra sau khi khuếch đại.