Trong bối cảnh tự động hóa và IoT đang ngày càng len lỏi sâu vào mọi mặt của đời sống sản xuất, việc nắm bắt và làm chủ công nghệ vi điều khiển là chìa khóa vàng cho mọi kỹ sư tương lai. Vừa qua, tinh thần “học đi đôi với hành” lại một lần nữa tỏa sáng khi nhóm sinh viên chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa tại FPT Polytechnic Cần Thơ đã nghiên cứu và phát triển thành công hệ thống cân điện tử thông minh.
Thực chiến Phần Cứng – Chạm tay vào quy trình thiết kế PCB chuyên nghiệp
Để tạo ra một hệ thống hoạt động bền bỉ, khâu thiết kế phần cứng đóng vai trò tiên quyết. Trải qua nhiều giờ làm việc miệt mài, nhóm dự án đã tự tay thiết kế toàn bộ sơ đồ nguyên lý (Schematic) và bo mạch in (PCB Layout) trên phần mềm Altium Designer. Từng đường mạch, vị trí đặt linh kiện đều được tính toán kỹ lưỡng nhằm giảm thiểu nhiễu tín hiệu cho cảm biến, tối ưu hóa không gian và đảm bảo khả năng chịu tải tốt nhất.
Cùng xem qua hình ảnh bản vẽ kỹ thuật đầy tự hào của nhóm:
Sức mạnh cốt lõi: Giải mã khối xử lý tín hiệu và firmware
Trái tim của hệ thống là vi điều khiển PIC16F877A, kết hợp cùng bộ chuyển đổi ADC 24-bit HX711 chuyên dụng để khuếch đại và xử lý tín hiệu vi sai cực nhỏ từ Loadcell 10kg. Không dừng lại ở việc lắp ráp phần cứng, các kỹ sư trẻ còn chứng minh tư duy logic và kỹ năng lập trình Firmware xuất sắc qua ngôn ngữ C khi giải quyết gọn gàng các bài toán kỹ thuật hóc búa:
- Tối ưu hóa thuật toán: Xây dựng bộ lọc nhiễu số trung bình lấy mẫu, loại bỏ hoàn toàn các rung động cơ học để mang lại độ chính xác cực cao cho hệ thống.
- Điều khiển hiển thị thông minh: Ứng dụng kỹ thuật quét LED ghép kênh (Multiplexing) qua các Transistor C1815 đóng vai trò như công tắc điện tử, giúp mắt người nhìn thấy thông số hiển thị mượt mà trên LED 7 đoạn mà không bị nhấp nháy, đồng thời tiết kiệm tối đa tài nguyên chân I/O.
- Giao diện trực quan: Giao tiếp song song hiệu quả, đưa thông số chi tiết (đơn vị, menu, cảnh báo) lên màn hình LCD 2004A và kết quả đo lường trực quan lên cụm LED 7 đoạn theo thời gian thực.
Hãy cùng nhìn lại những khoảnh khắc hoạt động thực tế của sản phẩm:
Bứt phá tính năng – Không chỉ là một chiếc cân thông thường
Sức nóng của dự án không chỉ nằm ở phần lõi kỹ thuật mà còn ở trải nghiệm người dùng. Tinh thần thực chiến được thể hiện qua việc nhóm nghiên cứu đã tích hợp hàng loạt tính năng đa dụng, tiệm cận với tiêu chuẩn của các thiết bị công nghiệp nhẹ và máy POS thương mại:
- Đếm số lượng tự động: Khả năng tính toán số lượng vật thể nhanh chóng dựa trên trọng lượng của một sản phẩm mẫu.
- Quy đổi kinh tế: Cho phép người dùng nhập đơn giá, hệ thống sẽ tự động tính toán và hiển thị thành tiền trực tiếp trên màn hình LCD.
- Kiểm soát an toàn & Lưu trữ: Tích hợp hệ thống cảnh báo quá tải (Overload) bằng còi Buzzer và hỗ trợ chức năng cộng dồn trọng lượng qua nhiều lần đo, vô cùng tiện lợi cho quy trình kiểm kho.
Giảng viên Lê Hoài Giang
Bộ môn Điện – Cơ khí
FPT Polytechnic Cần Thơ
