Xem mẫu
- BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ
NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ
CẢNH BÁO KHÍ GAS & PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ
Người hướng dẫn: Ths. Đinh Văn Tuấn
Người thực hiện: Nhóm 8 – Lớp D10DTVT1
Các thành viên : 1 . Hoàng Đức Thanh
2 . Nguyễn Thế Mạnh
3 . Nguyễn Thanh Nhật
1
-
Hà Nội, tháng 12 năm 2017
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, khi khoa học công nghệ phát triển một cách mạnh mẽ, việc ứng
dụng các thiết bị điện tử vào đời sống cũng ngày càng phổ biến hơn, nhất là với
thời đại mà các hệ thống nhúng đang lên ngôi. Từ những ứng dụng đơn như đồng
hồ kĩ thuật số, máy nghe nhạc…đến những ứng dụng cho xã hội như đèn giao
thông, bộ kiểm soát trong nhà máy, cửa tự động…cho đến những ứng dụng mang
tính quy mô, tầm cỡ như robot, phi thuyền không người lái, kiểm soát nhà máy hạt
nhân….
Với những kiến thức đã được học và tìm hiểu từ trường học và khoa học công
nghệ của cuộc sống hiện đại, em cũng có mong muốn góp thêm phần nào sự phát
triển xã hội bằng cách học hỏi và đưa ra những sản phẩm có ích cho cuộc sống.
Em xin giới thiệu một sản phẩm rất thiết thực cho cuộc sống của chúng ta: “
Thiết bị cảm biến khí gas và phòng chống cháy nổ ”.
Với ý tưởng trên em mong muốn được góp phần bảo vệ cho những gia đình, tập
thể hay công ty có sử dụng khí Gas được an toàn hơn. Mạch phát hiện sự rò rỉ khí
Gas sẽ cảnh báo cho chúng ta biết được có khí gas bị rò rỉ ra khỏi bình chứa hoặc
ống dẫn để tránh được những tai nạn đánh tiếc xảy ra.
2
- LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện Đồ án điện tử 1 . chúng e đã tìm hiểu bổ xung và
học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm về việc thiết kế thực hiện và thi
công thiết bị “ Cảnh báo khi gas và phòng chống cháy nổ “ .
Do điều kiện về thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài của chúng
em chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu, thiết kế và mô phỏng bằng mô hình. Trong
thời gian thực hiện đồ án, chúng em đã tham khảo ý kiến của giảng viên hướng
dẫn, tìm hiểu tài liệu và sự hỗ trợ góp ý từ giảng viên cũng như bạn bè và các anh
chị đi trước. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót,
chúng em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để đồ án của
chúng em được hoàn thiện hơn, và tạo lập cho chúng em có một cơ sở nhìn nhận
về khả năng, kiến thức, từ đó có hướng phấn tốt hơn cho các đồ án tiếp theo.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện Tử Viễn
Thông Trường Đại Học Điện Lực đã dạy bảo, truyền đạt kiến thức cho chúng em
trong suốt quá trình học tập, các thầy cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho chúng em
trong quá trình thực hiện Đồ án điện tử.
Đặc biệt , chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến thầy giáo Ths. Đinh
Văn Tuấn – Giảng viên trường Đại học Điện Lực đã trực tiếp hỗ trợ, tận tình
3
- hướng dẫn, giúp đỡ và bổ sung kiến thức cho chúng em trong quá trình thực hiện
và hoàn thiện đồ án này.
Trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi sai sót, rất mong nhận
được sự góp ý của thầy cô và các bạn .
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các bạn !
NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
4
- …………………………………………………………………………………………
………....
Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Giảng viên hướng dẫn
(ký, ghi rõ họ tên)
PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
STT Mã SV Họ đệm Tên Lớp Chức Nhiệm vụ
vụ
Xây dựng sơ đồ khối
Nhóm chức năng
1 1581510139 Hoàng Đức Thanh D10ĐTVT1
trưởng Thiết kế mạch sản
phẩm, lập trình. .
Lựa chọn module
Thành linh kiện
2 1581510130 Nguyễn Thanh Nhật D10ĐTVT1
viên Làm vỏ hộp, viết
báo cáo
Vẽ mạch test,lập
Thành trình, gia công mạch .
3 1581510125 Nguyễn Thế Mạnh D10ĐTVT1
viên lắp giáp thiết bị .
5
-
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................2
NHẬN XÉT...........................................................................................................3
MỤC LỤC.............................................................................................................4
BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC.......................................................................5
DANH MỤC HÌNH ẢNH.....................................................................................6
DANH MỤC VIẾT TẮT.......................................................................................7
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI............................................................8
1.1. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI.........................................................................8
1.2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI..............................................................................8
1.3.MỤC TIÊU ĐỒ ÁN.........................................................................................9
..................................................................................................................................
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỀ TÀI.....................................................................10
2.1. CHỨC NĂNG BỘ THIẾT BỊ......................................................................10
2.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG............................................................................10
2.2.1. SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG...................................................................10
2.2.2. GIỚI THIỆU VỀ Board Arduino mega 2560............................................11
6
- 2.2.3. LỰA CHỌN LINH KIỆN & MODULE...................................................15
2.2.4. THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ............................................................21
2.2.5. THIẾT KẾ MẠCH IN...............................................................................22
2.2.6. THIẾT KẾ VỎ HỘP.................................................................................23
2.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM...............................................................................24
2.3.1VIẾT MÃ NGUỒN......................................................................................24
2.4. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ..........................................................................28
2.4.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.............................................................................28
2.4.2 ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM............................................................................30
..................................................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................30
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Sơ đồ khối chức năng bộ thiết bị ......................................................9
Hình 2.2.2.1 Board Arduino mega2560.............................................................14
Hình 2.2.3.1 Module cảm biến khí gas.............................................................15
Hình 2.2.3.2 Module cảm biến nhiệt độ..........................................................17
Hình 2.2.3.3 Module relay 2 kênh......................................................................18
Hình 2.2.3.4 Màn hình LCD 16*2....................................................................19
Hình 2.2.3.5 Module I2C...................................................................................21
Hình 2.2.4.1 Khối nút bấm điều khiển............................................................21
Hình 2.2.4.2 . Khối còi báo...............................................................................22
Hình 2.2.4.3 . Khối cung cấp nguồn cho các module......................................22
Hình2.2.5.1 . Măt trước và sau của mạch in....................................................23
Hình 2.2.6.1 Hộp sản phẩm..............................................................................23
Hình 2.4.1.1 .Thiết bị được lắp ráp hoàn chỉnh................................................29
Hình 2.4.1.2 . Demo sản phẩm.........................................................................29
7
- DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều
AVR Automatic Voltage Regulator Tự động điều chỉnh điện áp
DC Direct Current Dòng điện một chiều
IC Integrated Circuit Vi mạch
GND Ground Đất
LCD Liquid Crystal Display
LED Light Emitting Diode Diode phát quang
VĐK Vi điều khiển
IDE Integrated Development Môi trường phát triển tích hợp
Environment
SRAM Static Random Memory Bộ nhớ ngẫu nhiên tĩnh
EEPROM Electrically Erasable Bộ nhớ chỉ đọc có
8
- Programmable ReadOnly thể lập trình, xóa
Memory bằng tín hiệu điện
IDE Integrated Development Môi trường phát triển
Environment hợp nhất
SPI Serial Peripheral Interface Chuẩn giao tiếp ngoại vi nối tiếp
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1 . Lý do lựa chọn đề tài
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, điện tử đã được
ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực trong thực tế để phục vụ nhu cầu : chăm sóc sức
khỏe, bảo vệ tính mạng và tài sản cho con người.
Khi đời sống con người được cải thiện thì việc sử dụng bếp gas hay các sản
phẩn của gas làm nhiên liệu đun nấu đang phổ biến. Bên cạnh việc tiện lợi của
gas, một vấn đề khác của gas cũng được quan tâm đó là : an toàn khi sử dụng gas.
Khi con người tiếp xúc trực tiếp với khí gas (vượt quá một nộng độ cho phép nhất
định) trong thời gian dài thì rất dễ bị ngộ độc gas và có thể gây tử vong. Không
những vậy khí gas rò rỉ vào trong không khí có thể dễ dàng bắt lửa và gây cháy nổ,
ảnh hưởng nghiêm trọng tới an toàn của người sử dụng cũng như những người
9
- xung quanh. Vì vậy, vấn đề phát hiện và xử lý sự cố rò gas là một việc rất cần
thiết với người thường xuyên sử dụng gas. Đặc biệt là các bạn sinh viên thường
sử dụng cácbình gas mini không đảm bảo chất lượng, có thể rò rỉ gas bất cứ
khi nào. Xuất phát từ ý tưởng và tình hình thực tế em thấy đây là một đề tài hay,
có tính ứng dụng cao và có thể phát triển nên em đã chọn đề tài nàylàm đề tài
chính trong đồ án môn học.
Để khắc phục sự cố của khí gas khi sử dụng chúng em đã làm ra thiết bị cảnh
báo rò rỉ khí gas, thiết bị này giúp chúng ta dễ dàng nhận biết khí gas khi bị rò rỉ,
được sử dụng trong các tòa nhà và hộ gia đình.
1.2 . Giớ thiệu về đề tài .
Như thầy cô và mọi người đã biết trong cuộc sống xã hội hiện đại ngày nay
vấn đề sử dụng khí đốt ( ở đây chúng ta đang nói đến là khí Gas ) trong việc lấu ăn
hàng ngày và hay cả sử dụng khí đốt cho các ngành công nghiệp đang rất phổ biết .
Như ngày xưa khoảng 15 năm về trước thì chỉ có thành phố mới sử dụng khí đốt
cho nấu ăn hay nhưng cho nhưng ngành công nghiệp . còn nông thôn thường sử
dụng bếp rạ và củi cho việc đun lấu thì nay gần như từ quê lên phố thì 99% sử
dụng khí đốt cho bếp lúc đun lấu . nên khi khí gas bị rò rỉ ra ngoài khả năng cháy
nổ là rất cao vì chỉ cần có tia nửa điện từ các ổ cắm hay thiết bị điện hay một
đoạn dây bị hở sỉnh ra tia lửa điện là khả năng hỏa hoạn cho ngồi nhà là rất cao
ảnh hưởng đến tài sản và tính mạng con người . vì thế Đề tài nghiên cứu của
chúng em nhằm phần nào đó việc phát hiện hiện khí gas và ngăn chặn hỏa hoạn
cho cho người và tài sản .
Với nội dung chính của đề đó là khi phát hiện có khí gas thiết bị sẽ bật còi
báo cho người trong nhà biết được khí gas đang bị rò rỉ đểkhắc phục và bật quạt
thông gió thông qua việc đóng ngắt relay khi phát hiện có khi gas . khi trong phòng
có cháy thường thì nhiệt độ không khí trong phòng tăng rất nhanh và độ ẩm giảm
10
- xuống ngưỡng cho phép được setup trước thì thiết bị sẽ bật máy bơm nước làm
phun quang phòng để hạn nhiệt độ phòng và chữa cháy .
1.3 . Mục tiêu đồ án .
. Mục tiêu đồ án chúng em đặt ra sau khi hoàn thành xong là:
Mục tiêu cá nhân:
Nắm bắt được cấu trúc phần cứng, sơ đồ khối, nguyên lý làm việc
của mạch điều khiển.
Tìm hiểu về lập trình Arduino
Biết cách làm một đồ án hoàn chỉnh phục vụ cho việc làm đồ án tốt
nghiệp về sau.
Mục tiêu sản phẩm:
Sản phẩm hoạt động ổn định với đầy đủ các chức năng cần thiết cho
việc “ cảnh báo khí gas và phòng chống cháy nổ “ .
Sản phẩm nhỏ, gọn, mang tính thẩm mỹ cao.
Giá thành sản phẩm phù hợp với người tiêu dùng hiện nay.
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ĐỀ TÀI
2.1. CHỨC NĂNG THIẾT BỊ
Sau khi hoàn thiện bộ thiết bị cảnh báo khí ga và phòng chống cháy nổ sẽ có
các chức năng sau :
11
- Thực hiện chức năng cảnh báo khi phát hiện có khí gas và bật quạt thông gió
hút khí gas ra khỏi phòng .
Khi nhiệt độ phòng lớn hơn nhiệt độ setup ( vì nhiệt độ phòng thường không
quá 45°C ) thì đóng Relay2 bật máy bơm phun nước để hạ nhiệt độ trong
phòng và dập lửa .
2.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
2.2.1. Sơ đồ khối chức năng
Hình 2.2.1. Sơ đồ khối chức của thiết bị
2.2.2. Giới thiệu về board Arduino mega2560 .
12
- Giới thiệu về Arduino
Arduino là một board mạch vi xử lý được sinh ra tại thị trấn Ivrea ở Ý,
nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được
thuận lợi hơn. Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế
trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32bit. Những Model
hiện tại được trang bị gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14
chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau .
a . Phần cứng của Arduino
Một mạch Arduino bao gồm một vi điều khiển AVR với nhiều linh kiện
bổ sung giúp dễ dàng lập trình và có thể mở rộng với các mạch khác. Một khía
cạnh quan trọng của Arduino là các kết nối tiêu chuẩn của nó, cho phép người
dùng kết nối với CPU của board với các module thêm vào có thể dễ dàng
chuyển đổi, được gọi là shield. Vài shield truyền thông với board Arduino trực
tiếp thông qua các chân khác nhau, nhưng nhiều shield được định địa chỉ thông
qua serial bus I²Cnhiều shield có thể được xếp chồng và sử dụng dưới dạng
song song. Arduino chính thức thường sử dụng các dòng chip megaAVR, đặc
biệt là ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, và ATmega2560.
Một vài các bộ vi xử lý khác cũng được sử dụng bởi các mạch Aquino tương
thích. Hầu hết các mạch gồm một bộ điều chỉnh tuyến tính 5V và một thạch
anh dao động 16 MHz (hoặc bộ cộng hưởng ceramic trong một vài biến thể),
mặc dù một vài thiết kế như LilyPad chạy tại 8 MHz và bỏ qua bộ điều chỉnh
điện áp onboard do hạn chế về kích cỡ thiết bị. Một vi điều khiển Arduino
cũng có thể được lập trình sẵn với một boot loader cho phép đơn giản là
upload chương trình vào bộ nhớ flash onchip, so với các thiết bị khác thường
phải cần một bộ nạp bên ngoài. Điều này giúp cho việc sử dụng Arduino được
trực tiếp hơn bằng cách cho phép sử dụng 1 máy tính gốc như là một bộ nạp
chương trình.
Theo nguyên tắc, khi sử dụng ngăn xếp phần mềm Arduino, tất cả các
board được lập trình thông qua một kết nối RS232, nhưng cách thức thực hiện
lại tùy thuộc vào đời phần cứng. Các board Serial Arduino có chứa một mạch
chuyển đổi giữa RS232 sang TTL. Các board Arduino hiện tại được lập trình
thông qua cổng USB, thực hiện thông qua chip chuyển đổi USBtoserial như là
FTDI FT232. Vài biến thể, như Arduino Mini và Boarduino không chính thức,
sử dụng một board adapter hoặc cáp nối USBtoserial có thể tháo rời được,
13
- Bluetooth hoặc các phương thức khác. (Khi sử dụng một công cụ lập trình vi
điều khiển truyền thống thay vì ArduinoIDE, công cụ lập trình AVR ISP tiêu
chuẩn sẽ được sử dụng.)
Board Arduino sẽ đưa ra hầu hết các chân I/O của vi điều khiển để sử
dụng cho những mạch ngoài. Diecimila, Duemilanove, và bây giờ là Uno đưa ra
14 chân I/O kỹ thuật số, 6 trong số đó có thể tạo xung PWM (điều chế độ rộng
xung) và 6 chân input analog, có thể được sử dụng như là 6 chân I/O số. Những
chân này được thiết kế nằm phía trên mặt board, thông qua các header cái 0.10
inch (2.5 mm). Nhiều shield ứng dụng plugin cũng được thương mại hóa. Các
board Arduino Nano, và Arduinocompatible Bare Bones Board và Boarduino có
thể cung cấp các chân header đực ở mặt trên của board dùng để cắm vào các
breadboard.
Có nhiều biến thể như Arduinocompatible và Arduinoderived. Một vài
trong số đó có chức năng tương đương với Arduino và có thể sử dụng để thay
thế qua lại. Nhiều mở rộng cho Arduino được thực thiện bằng cách thêm vào
các driver đầu ra, thường sử dụng trong các trường học để đơn giản hóa các
cấu trúc của các 'con rệp' và các robot nhỏ. Những board khác thường tương
đương về điện nhưng có thay đổi về hình dạngđôi khi còn duy trì độ tương
thích với các shield, đôi khi không. Vài biến thể sử dụng bộ vi xử lý hoàn toàn
khác biệt, với các mức độ tương thích khác nhau.
b . Phần mềm của Arduino
Môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino là một ứng dụng cross
platform (đa nền tảng) được viết bằng Java, và từ IDE này sẽ được sử dụng
cho Ngôn ngữ lập trình xử lý (Processing programming language) và project
Wiring. Nó được thiết kế để dành cho những người mới tập làm quen với lĩnh
vực phát triển phần mềm. Nó bao gồm một chương trình code editor với các
chức năng như đánh dấu cú pháp, tự động brace matching, và tự động canh lề,
cũng như compile(biên dịch) và upload chương trình lên board chỉ với 1 cú
nhấp chuột. Một chương trình hoặc code viết cho Arduino được gọi là một
sketch .
Các chương trình Arduino được viết bằng C hoặc C++. Arduino IDE đi
kèm với một thư viện phần mềm được gọi là "Wiring", từ project Wiring gốc,
14
- có thể giúp các thao tác input/output được dễ dàng hơn. Người dùng chỉ cần
định nghĩa 2 hàm để tạo ra một chương trình vòng thực thi (cyclic executive) có
thể chạy được:
VD :
setup(): hàm này chạy mỗi khi khởi động một chương trình, dùng để thiết
lập các cài đặt
loop(): hàm này được gọi lặp lại cho đến khi tắt nguồn board mạch
Một chương trình điển hình cho một bộ vi điều khiển đơn giản chỉ là
làm cho một bóng đèn Led sáng/tắt. Trong môi trường Arduino, ta sẽ phải
viết một chương trình giống như sau:
#define LED_PIN 13
void setup () {
pinMode (LED_PIN, OUTPUT); // Đặt chân 13 làm đầu ra digital
}
void loop () {
digitalWrite (LED_PIN, HIGH); // Bật LED on
delay (1000); // chờ trong 1 giây (1000 mili giây)
digitalWrite (LED_PIN, LOW); // Tắt LED off
delay (1000); // chờ trong 1s
}
Một đặc điểm của hầu hết các board Arduino là chúng có một đèn LED và
điện trở nối giữa chân 13 với đất; một đặc điểm thuận tiện cho nhiều ứng
dụng đơn giản. Đoạn code ở trên không thể đọc được bởi một compiler C++
chuẩn như là một chương trình đúng, vì vậy khi ta click vào nút "Upload to I/O
board" trong IDE này, một bản copy của đoạn code này sẽ được ghi vào một
file tạm với một extra include header ở phía trên cùng và một hàm main () đơn
giản nằm ở phía đáy, để làm cho thàn một chương trình C++ khả dụng.
Arduino IDE này sử dụng GNU toolchain và AVR Libc để biên dịch
chương trình, và sử dụng avrdude để upload chương trình lên board.
Vì nền tảng của Arduino là các vi điều khiển của Atmel, cho nên môi
trường phát triển của Atmel, AVR Studio hoặc các phiên bản Atmel Studio mới
hơn, cũng có thể được sử dụng để làm phần mềm phát triển cho Arduino.
15
- Arduino mega2560
Hình 2.2.2.1 Board Arduino mega2560
Arduino Mega 2560 là phiên bản nâng cấp của Arduino Mega hay còn gọi là
Arduino Mega 1280. Sự khác biệt lớn nhất với Arduino Mega 1280 chính là chip
nhân. Ở Arduino Mega 1280 sử dụng chip ATmega1280 với flash memory
128KB, SRAM 8KB và EEPROM 4 KB.*
Ngắt ngoài : 6 chân
Bộ nhớ Flash: 256 KB, 8KB sử dụng cho Bootloader
SRAM: 8 KB
EEPROM: 4 KB
16
- Nguồn nuôi mạch: 5VDC từ cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm từ giắc
tròn DC
Arduino Mega 2560 là sản phẩm tiêu biểu cho dòng mạch Mega là dòng bo
mạch có nhiều cải tiến so với Arduino Uno (54 chân digital IO và 16 chân
analog IO). Đặc biệt bộ nhớ flash của MEGA được tăng lên một cách đáng kể,
gấp 4 lần so với những phiên bản cũ của UNO R3. Điều này cùng với việc
trang bị 3 timer và 6 cổng interrupt khiến bo mạch Mega hoàn toàn có thể giải
quyết được nhiều bài toán hóc búa, cần điều khiển nhiều loại động cơ và xử lý
song song nhiều luồng dữ liệu số cũng như tương tự
Ngoài việc phát triển được ưu tiên, việc kế thừa cũng được đặc biệt lưu
ý. Trên mạch MEGA các chân digital vẫn từ 013, analog từ 05 và các chân
nguồn tương tự thiết kế của UNO. Do vậy chúng ta dễ dàng phát triển nghiên
cứu theo kiểu gắp ghép module từ Arduino UNO bê sang Arduino mega. Ngoài
ra, ở phiên bản này, các nhà thiết kế đã mạnh dạn thay đổi thiết kế. Để có
thêm được nhiều vùng nhớ và nhiều chân IO hơn, một con chip khác đã thay
thế cho Atmega1280. Theo dòng phát triển của vi điều khiển nhúng, những dự
án lớn cần nhiều dung lượng flash hơn. Do vậy, Arduino Mega 2560 ra đời
với sứ mệnh giải những bài toán như thế.
Arduino Mega được thiết kế cho nhiều dự án khó.Với 54 chân I/O kĩ thuật
số, 16 chân analog, cùng không gian khá rộng để bạn có thể tích hợp các mạch
điện tử của dự án của bạn lên đó.
Tính năng nổi bật của Arduino Mega 2560 R3
Arduino Mega 2560 là board mạch vi điều khiển, xây dựng dựa trên
Atmega 2560. Nó có 54 chân I/O (trong đó có 15 chân có thể sử dụng làm chân
ouput với chức năng PWM), 16 chân đầu vào Analog, 4 UART, 1 thạch anh
16Mhz, 1 cổng USB, 1 jack nguồn, 1 header, 1 nút nhấn reset. Nó chứa mọi
thứ cần thiết hỗ trợ cho người lập trình vi điều khiển, đơn giản chỉ việc kết
nối nó với máy tính bằng cable USB là có thể bắt đầu học tập. Mach Arduino
2560 sử dụng tương thích với phần lớn các Shield của Arduino UNO .
2.2.3 Lựa chọ linh kiện và các module .
Cảm Biến Khí Gas
17
- Hình 2.2.3.1 Module cảm biến khí gas
Đặc tính kỹ thuật :
+ Nguồn cung cấp: 2.5 V ~ 5V.
+ Tích hợp MQ –5 gas Sensor.
+ Kích thước : 40mm * 21mm.
+ Led báo hiệu.
+ Chân DOUT : digital output.
+ Chân AOUT : analog output.
+ Chân GND: đất chung.
+ Chân VCC: kết nối nguồn 2.5 V ~ 5V.
Nguyên lí hoạt động :
18
- Khi cảm biến hoạt động nó sẽ truyền tín hiệu từ các chân DOUT và AOUT
của mình về vi điều khiển.
Tín hiệu DOUT:
+ Tín hiệu thấp : có khí gas.
+ Tín hiệu cao : không có khí gas.
Tín hiệu AOUT: cho tín hiệu tương tự.
Và khi có khí gas 2 đèn LED trên module sẽ phát sáng
Cảm Biến Nhiệt Độ DTH11
DHT11 là cảm biến nhiệt độ, độ ẩm rất thông dụng hiện nay vì chi phí rẻ
và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1wire ( giao tiếp digital 1wire
truyền dữ liệu duy nhất). Cảm biến được tích hợp bộ tiền xử lý tín hiệu
giúp dữ liệu nhận về được chính xác mà không cần phải qua bất kỳ tính
toán nào .
Hình 2.2.3.2 Module cảm biến nhiệt độ
Thông số sản phẩm:
+ Điện áp hoạt động: 3V5V (DC).
+ Dải độ ẩm hoạt động: 20% 90% RH, sai số ±5% RH.
19
- + Dải nhiệt độ hoạt động: 0˚C ~ 50˚C, sai số ±2˚C.
+ Khoảng cách truyền tối đa: 20m.
Cách điều khiển :
+ DHT11 gửi và nhận dữ liệu với một dây tín hiệu DATA, với chuẩn dữ
liệu truyền 1 dây này, chúng ta phải đảm bảo sao cho ở chế độ chờ
(idle) dây DATA có giá trị ở mức cao, nên trong mạch sử dụng DHT11,
dây DATA phải được mắc với một trở kéo bên ngoài(thông thường giá
trị là 4.7kΩ).
+ Dữ liệu truyền về của DHT11 gồm 40bit dữ liệu theo thứ tự: 8 bit
biểu thị phần nguyên của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần thập phân của
độ ẩm + 8 bit biểu thị phần nguyên của nhiệt độ + 8 bit biểu thị phần
thập phân của nhiệt độ + 8 bit check sum.
Ví dụ: ta nhận được 40 bit dữ liệu như sau:
0011 0101 0000 0000 0001 1000 0000 0000 0100 1101
Tính toán: 8 bit checksum
0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101
Độ ẩm: 0011 0101 = 35H = 53% (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000
0000,nên ta bỏ qua không tính phần thập phân).
Nhiệt độ: 0001 1000 = 18H = 24°C (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000
0000, nên ta bỏ qua không tính phần thập phân).
Module RELAY
Mạch Relay 1248 Kênh gồm Relay hoạt động tại điện áp 5VDC, chịu
được hiệu điện thế lên đến 250VAC 10A. Có opto và transistor cách ly giúp
cho việc sử dụng trở nên an toàn với board mạch chính, mạch được sử dụng
để đóng ngắt nguồn điện công suất cao AC hoặc DC. Module relay được
20
nguon tai.lieu . vn
