Trong thời buổi khoa học công nghệ phát triển không ngừng với sức sáng tạo không giới hạn của con người đã làm ra nhứng cuộc cách mạng vĩ đại về công nghệ. Ngành điện tử cũng là một ngành khoa học nên cũng không nằm ngoài sứ phát triển đó. Các thiết bị điện tử không còn qua xa với với con người mà nó ngày càng được sử dụng vào các nhu cầu của con người. Chúng ta sẽ không cần trực tiếp phải điều khiển các thiết bị một cách trực tiếp mà có thể điều khiển chúng gián tiếp thông qua các cảm biến và bộ điều khiển do chúng ta lập trình. Để tìm hiểu về cách điều khiển các thiết tự gián tiếp chúng ta sẽ đi tìm hiểu về các thiết bị dân dụng thường được sử dụng như quạt hay điều hòa.
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN TỬ - BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG ĐỀ TÀI: ĐỌC TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN ĐỘ ẨM VÀ NHIỆT ĐỘ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN KHOA ĐIỆN TỬ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tổng quan hệ thống Trong thời buổi khoa học công nghệ phát triển không ngừng với sức sáng tạo không giới hạn người làm nhứng cách mạng vĩ đại công nghệ Ngành điện tử ngành khoa học nên khơng nằm ngồi sứ phát triển Các thiết bị điện tử khơng cịn qua xa với với người mà ngày sử dụng vào nhu cầu người Chúng ta không cần trực tiếp phải điều khiển thiết bị cách trực tiếp mà điều khiển chúng gián tiếp thông qua cảm biến điều khiển lập trình Để tìm hiểu cách điều khiển thiết tự gián tiếp tìm hiểu thiết bị dân dụng thường sử dụng quạt hay điều hịa Hình 1 : Thiết bị quạt điều hòa mô động Các thiết bị cảm biến nhiệt độ cảm biến độ ẩm mơ Hình : Cảm biến nhiệt độ độ ẩm ❖ Ý tưởng : Sử dụng nút bấm cấp tín hiệu cho Vi điều khiển để cài đặt giới hạn nhiệt độ cho phép, thơng qua cấp tín hiệu cho relay để đóng/mở động Sử dụng phép tốn chuyển đổi từ tín hiệu điện áp qua giá trị nhiệt độ độ ẩm ❖ Sử dụng ADC Pic để giao tiếp với tín hiệu tương tự nhận từ cảm biến: Cơng thức tính giá trị ADC từ tín hiệu vào : ValueADC = VIN ∗ 2bit _ ADC VREF Trong : VIN : Điện áp vào cần chuyển đổi VREF: Điện áp chuẩn lấy mẫu Bit_ADC : Số bit ADC ValueADC : Giá trị ADC ( làm tròn đến số nguyên) Mục đích đề tài ⮚ Giúp sinh viên hiểu rõ cách sử dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm để điều khiển thiết thị cách lập trình PIC ⮚ Tăng khả tự tìm hiểu nghiên cứu học tập tự lập ⮚ Tiếp cận gần với công nghệ điện tử đời sống ⮚ Vận dụng kiến thức có đồng thời tìm tịi kiến thức để hiểu sâu sắc lĩnh vực Để thiết kế đề tài nêu nhóm chúng em phải nắm vững kiến thức chuyên ngành điện tử, tìm hiểu qua sách vở, tài liệu nước ngoài, phần mềm để viết chương trình… Giới hạn đề tài Các thông số giới hạn đề tài: ⮚ Linh kiện sử dụng: Pic16f877a ⮚ Phần hiển thị: Sử dụng hình LCD 16x2 ⮚ Đầu vào: button sử dụng thay đổi nhiệt độ độ ẩm ⮚ Nội dung hiển thị gồm nhiệt độ, độ ẩm bao nhiều LCD CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1.Khảo sát sơ đồ khối hệ thống Theo yêu cầu đề tài nhóm chúng em tiến hành thiết kế sơ đồ khối hệ thống sau Hình : Sơ đồ khối hệ thống Visio Từ ý tưởng nêu trên, dễ dàng xác định sơ đồ khối cho hệ thống, từ sơ đồ khối phân chia nhiệm vụ, chọn linh kiện cho khối chức ❖ Chức khối: ⮚ Khối nguồn : Cung cấp nguồn cho hệ thống làm việc ⮚ Pic 16f877a: có chức xử lý yêu cầu đầu vào đầu lập trình ⮚ Khối nút bấm: Cung cấp tín hiệu đầu vào người dùng cài đặt ⮚ LM35 : Cảm biến nhiệt độ tiếp nhận đưa tín hiệu giá trị nhiệt độ Pic ⮚ POT HG: Cảm biến độ ẩm tiếp nhận va đưa tín hiệu giá trị độ ẩm Pic ⮚ RELAY : Nhận tín hiệu điều khiển từ Pic để đóng ngắt điều khiển động ⮚ Khối hiển thị: LCD 16x2 hiển thị giá trị nhiệt độ,độ ẩm Khi hoạt động thực tế, khối chức phối hợp với theo quy luật định, khối xảy lỗi khiến hệ thống hoạt động khơng xác ❖ Linh kiện sử dụng cho khối Khối nguồn Nguồn DC 5V Pic 16f877a Số lượng : Nút bấm Số lượng : LM35 Số lượng : HOT PG Số lượng : RELAY Số lượng : LCD 16x2 Số lượng : 2.2 Mô hệ thống Nhóm em sử dụng phần mềm Proteus để vẽ mạch mô hệ thống Đây cơng cụ hữu ích cho bạn sinh viên tiếp cận, làm quen với vi xử lý, vi điều khiển, trước làm sản phẩm thật Hình 2 : Giao diện Proteus 8.9 ❖ Q trình vẽ mơ tên Proteus ⮚ Lựa chọn linh kiện cần dùng ⮚ Đấu nối linh kiện vừa chọn với ⮚ Hiệu chỉnh, bố trí mạch cho phù hợp ⮚ Nạp chương trình cho Vi điều khiển tiến hành mô 2.2.1 Lựa chọn linh kiện cần sử dụng Tất linh kiện chọn phổ biến tìm hiểu dễ dàng Hình : Tap Pick Diviecs Để tìm xác linh kiện cần sử dụng ta nên cài đầy đủ thư viện linh kiện Hình : Các linh kiện cần sử dụng ❖ Danh sách linh kiện chọn: ⮚ Tiến hành tìm hiểu linh kiện đấu nối cho xác STT Tên linh kiện Pic 16f877a : Vi điều khiển Pic 40 chân, mang vai trò khối xử lý điều khiển thiết bị điện tử BUTTON : Nút bấm tiếp điểm thường mở LM35 : Cảm biến nhiệt độ tiếp nhận gửi tín hiệu Vi điều khiển POT HG: Cảm biến độ ẩm tiếp nhận gửi tín hiệu Vi điều khiển Hiển thị Proteus 10 LM016L: LCD 16x2 hiển thị giá trị độ ẩm nhiệt độ RELAY : Nhận tín hiệu, đóng/ngắt điều khiển motor MOTOR : Động chiều mô quạt làm mát hệ thống RES : Điện trở NPN : Transistor 2.2.2 Đấu nối linh kiện hiệu chỉnh 11 Hình : Hệ thống sau đấu nối hồn chỉnh Khi đấu nối Proteus ta đánh nhãn cho dây dẫn mạch nhìn gọn gàng Bố trí linh kiện cho phù hợp đẹp mắt Sau hồn thành mơ ta tiến hành lập trình cho hệ thống phần mềm CCS 2.3 Lập trình cho hệ thống Với việc sử dụng Vi điều khiển PIC cho hệ thống nên phần mềm lập trình phần mềm CCS Hình Giao diện phần mềm CCS 12 ❖ Các bước để lập trình cho PIC Tạo Project Wizard Viết chương trình Build (kiểm tra lỗi) ⮚ Compile để tạo file hex Hình Tạo project cho CCS Hình Lựa chọn VĐK sử dụng chọn tần số thạnh anh 13 Hình Khai báo chân LCD khởi tạo LCD Hình 10 Chương trình biến đếm Hình 11 Chương trình đề tài 14 Hình 12 Hiển thị độ ẩm thực lên LCD Hình 13 Hiển thị độ ẩm đặt Hình 14 Nút bấm tăng biến đếm 15 Hình 15 Nút bấm giảm biến đếm Hình 16 Hiển thị nhiệt độ đặt T1 T2 Hình 17 Hiển thị độ ẩm đặt H1 H2 16 Hình 18 Hàm if để điều khiển role đóng ngắt 2.4 Mơ Sau Compile thành công phần mềm CCS, đồng thời phần mềm tự xuất file hex, ta quay lại phần mềm Proteus để mơ chương trình Hình 19 Nạp file hex chọn tần số thạnh anh cho hệ thống Chọn file hex tạo từ CCS PIC nhận file hex 17 Hình 20 Hệ thống sau mô Sau chạy mô ta kiểm tra hết tất yêu cầu đề tài đề ra, hệ thống hoạt động xác hồn thành đề tài 18 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 3.1 Kết luận Đề tài: “Sử dụng cảm biến nhiệt độ độ ẩm điều khiển thiết bị” trình bày nguyên tắc hoạt động cảm biến nhiệt độ độ ẩm giao tiếp với button để điều khiển với thiết bị Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy bạn sinh viên, đóng góp nhiều ý kiến, cơng sức q báu q trình nhóm thực đề tài Đặc biệt, chúng em xin cảm ơn Tăng Cẩm Nhung nhiệt tình hướng dẫn, bảo kinh nghiệm, kiến thức thực tế để đề tài hoàn thành thời gian quy định Tuy nhiên, hạn chế thời gian trình độ nên đề tài khơng tránh khỏi nhiều sai sót, nhóm mong nhận đóng góp ý kiến chân tình q thầy bạn để đề tài hoàn chỉnh 3.2 Hướng phát triển tương lai Kinh tế đất nước ngày phát triển, nhiều người lựa chọn việc kinh doanh để trở nên thành công sống, theo từ đề tài phát triển cao nhà thông minh, hệ thống lái xe tự động ❖ Sử dụng giao tiếp, RS232, USB để thay cho bàn phím ❖ Sử dụng module phát vơ tuyến Chương trình điều khiển máy tính giám sát -liên lạc ( mail, điện thoại )… TÀI LIỆU THAM KHẢO o Giáo trình Hệ thống nhúng – TNUT o Giáo trình vi điều khiển PIC (https://dientuviet.com/giao-trinh-vi-dieukhien-pic/) o https://dientu360.com/ o Datasheet Pic 16F877A/ LM35 19