Đang tải... (xem toàn văn)
Trong ứng dụng hàng ngày, nhu cầu theo dõi nhiệt độ và độ ẩm ngày càng trở nên phổ biến và thiết thực và sử dụng trong: Sản xuất chế biến nông nghiệp. Hiển thị và thực thi điều khiển (quạt gió, máy sấy, điều hòa,…). Ta có thể thấy tầm quan trọng của việc giám sát nhiệt độ và độ ẩm trong sản xuất và ứng dụng vào đời sống.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT-CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ VÀ XUẤT GIÁ TRỊ RA EXCEL Môn học phần: Đo Lường & Điều Khiển Bằng Máy Tính GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.s Nguyễn Lê Thế Duy Nhóm Sinh Viên Thực Hiện Họ tên: Lê Tuấn Anh 1800315 Đỗ Minh Đang 1800219 Nguyễn Ngọc Xuân Nhi 1800080 Nguyễn Công Hậu 1800093 Ngành: CNKT Điều Khiển Tự Động Hóa Cần Thơ , ngày 10 tháng 12 năm 2021 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài : “ Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển động xuất giá trị excel” chúng em tự thực hướng dẫn giảng viên trợ giảng Các kết quả, số liệu đề tài hoàn toàn trung thực khách quan Những số liệu biểu bảng chúng em chèn vào báo cáo nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu phân tích, nhận xét, đánh giá thu nhập từ số web mạng số sách tham khảo có ghi rõ nguồn gốc phần “ Tài liệu tham khảo” Nếu phát có bất kỳ gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Sinh viên thực hiện: Lê Tuấn Anh Đỗ Minh Đang Nguyễn Ngọc Xuân Nhi Nguyễn Công Hậu GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy LỜI NÓI ĐẦU Trong ứng dụng hàng ngày, nhu cầu theo dõi nhiệt độ độ ẩm ngày trở nên phổ biến thiết thực sử dụng trong: Sản xuất chế biến nông nghiệp Hiển thị thực thi điều khiển (quạt gió, máy sấy, điều hịa,…) Theo dõi mơi trường, chế độ làm việc số dây chuyền, thiết bị có nhu cầu cao Khái niệm đo nhiệt độ độ ẩm có từ rất lâu, tất đại lượng vật lý nhiệt độ độ ẩm quan tâm nhiều nhất Nhiệt độ độ ẩm yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật chất mơi trường sống Trong công nghiệp sản xuất lĩnh vực đo lường điều khiển, q trình đo xử lí nhiệt độ, độ ẩm giữ vai trò quan trọng Do ta thấy tầm quan trọng tính thực tế việc đo điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm thiết bị tự động hóa đời sống hàng ngày Ở đồ án nên chúng em chọn đề tài “ Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển động xuất giá trị excel” Đây đề tài rất sát với thực tế, mang tính ứng dụng thực tiễn rất cao Điều tạo động lực cảm hứng cho chúng em tìm tịi nghiên cứu thêm Trong đồ án hẳn nhiều sai sót, chúng em rất mong nhận bảo, hướng dẫn thầy đóng góp bạn sinh viên khác để đồ án hoàn thiện GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy LỜI CẢM ƠN Trước tiên với tình cảm sâu sắc chân thành nhất, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân tổ chức tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Em xin gửi lời chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Lê Thế Duy giảng viên môn tự động hóa tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường ĐHKTCN Cần Thơ nói chung, thầy Khoa khí nói riêng dạy dỡ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Với điều kiện thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế, đồ án khơng thể tránh thiếu sót Em rất mong bảo đóng góp ý kiến thầy để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt đồ án sau Kính chúc ban giám hiệu, q thầy công tác Trường Đại học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ thầy Nguyễn Lê Thế Duy nhiều sức khỏe, thành công sống Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN .3 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu đề tài : .5 1.2 Phương pháp nghiên cứu : .5 1.3 Mục tiêu đề tài .5 1.4 Nhiệm vụ đề tài : CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 2.1 Arduino Uno 2.2 Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11 2.3 Phần mềm Labview CHƯƠNG 3: GIAO TIẾP ARDUINO VỚI LABVIEW 10 3.1 Linx 10 3.2 Tìm kiếm cài đặt Linx VI Package Manager 10 3.3 Bộ tool điều khiển Linx 14 CHƯƠNG : ĐỌC CẢM BIẾN DHT11 VỚI LABVIEW .15 4.1 Thư viện Firmware cho Arduino 15 4.2 Chỉnh sửa Firmware cho Arduino 16Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ 20 GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu đề tài : Trong ứng dụng hàng ngày, nhu cầu theo dõi nhiệt độ độ ẩm ngày trở nên phổ biến thiết thực sử dụng trong: Sản xuất chế biến nông nghiệp Hiển thị thực thi điều khiển (quạt gió, máy sấy, điều hịa,…) Ta thấy tầm quan trọng việc giám sát nhiệt độ độ ẩm sản xuất ứng dụng vào đời sống 1.2 Phương pháp nghiên cứu : Sử dụng phần cứng gồm: Arduino Uno, Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11 1.3 Mục tiêu đề tài: Đọc nhiệt độ độ ẩm từ cảm biến Hiển thị nhiệt độ đồ ẩm lên Front Panel xuất giá trị Excel 1.4 Nhiệm vụ đề tài : Thiết kế phần cứng mạch thực chức năng: - Giám sát phần mềm Labview : Nhiệt độ đổ ẩm theo mơi trường thực - Thiết kế mơ hình phần cứng sử dụng phần mềm labview để lập trình GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM Arduino Uno Hình 4.1 Arduino Uno Một vài thông số Arduino UNO R3: Vi điều khiển ATmega328 họ 8bit Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ cấp qua cổng USB) Tần số hoạt động 16 MHz Dòng tiêu thụ khoảng 30mA Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC Điện áp vào giới hạn 6-20V DC Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM) Số chân Analog (độ phân giải 10bit) Dịng tối đa mỡi chân I/O 30 mA Dịng tối đa (5V) 500 mA Dòng tối đa (3.3V) 50 mA Bộ nhớ flash 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy SRAM EEPROM bootloader KB (ATmega328) KB (ATmega328) Arduino UNO sử dụng vi điều khiển họ 8bit AVR ATmega8, ATmega168, ATmega328 Bộ não xử lí tác vụ đơn giản điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm trạm đo nhiệt độ - độ ẩm hiển thị lên hình LCD,… hay ứng dụng khác Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11 Hình 4.2 DHT11 Cảm biến độ ẩm nhiệt độ DHT11 Temperature Humidity Sensor cảm biến rất thơng dụng chi phí rẻ rất dễ lấy liệu thông qua giao tiếp wire (giao tiếp digital dây truyền liệu nhất) Thông tin kỹ thuật: + Nguồn: -> VDC + Dòng sử dụng: 2.5mA max (khi truyền liệu) + Khoảng đo độ ẩm: 20%-90% RH (sai số 5%RH) + Khoảng đo nhiệt độ: 0-50°C (sai số 2°C) + Tần số lấy mẫu tối đa: 1Hz (1 giây / lần) + Kích thước 15mm x 12mm x 5.5mm GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy Phần mềm Labview - Labview (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) phần mềm máy tính phát triển cơng ty National Instruments Labview dùng hầu hết phòng thí nghiệm , lĩnh vực khoa học kỹ thuật tự động hóa , điều khiển , điện tử , điện tử , hàng khơng , hóa sinh , điện tử y sinh nước đặc biệt Mỹ , Hàn quốc , Nhật Bản Hình : Phần mềm Labview - Labview đo lường từ bất kỳ cảm biến (tín hiệu dạng điện áp , dịng điện , xung) , Labview điều khiển bất kỳ cấu chấp hành (động DC/AC , động xăng , bơm thủy lực , lị nhiệt , pistion thủy khí ,vv ) , Labview truyền qua bất kỳ chuẩn giao tiếp máy tính-máy tính , máy tính - thiết bị chuẩn RS232 , chẩn USB , chuẩn PCI , PXI , Wifi , Bluetooth , TCP/IP , - Labview hỗ trợ đắc lực cho kỹ sư ngành Cơ khí , Cơ điện tử , Robotics , Ơtơ , Viễn Thơng Điện tử việc: Tính tốn thiết kế sản phẩm , sản xuất mẫu (prototyping) , mô đánh giá chất lượng sản phẩm , Bởi chương trình LabVIEW mơ giao diện hoạt động thiết bị thực, chẳng hạn dao động ký thiết bị đo đa năng, chương trình LabVIEW gọi thiết bị ảo (Virtual Instrument), thường gọi tắt VI VI có Front Panel Block Diagram Front Panel giao diện người dùng Block Diagram chương trình phía sau giao diện người dùng Sau bạn xây dựng Front Panel, bạn thêm mã (code) để điều khiển đối tượng Front Panel cách sử dụng hình đồ họa đại diện GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy cho hàm Mã Block Diagram mã dạng đồ họa, thường biết đến G code (mã G) hoặc Block Diagram code Khác với ngơn ngữ lập trình dạng văn bản, C++ Visual Basic, LabVIEW sử dụng biểu tượng thay dịng văn để tạo ứng dụng Trong lập trình dạng văn bản, thứ tự dịng lệnh xác định trình tự thực chương trình LabVIEW sử dụng lập trình đồ họa dạng dịng chảy liệu Trong lập trình đồ họa dạng dòng chảy liệu, dòng chảy liệu qua nút Block Diagram xác định trình tự thực chương trình Lập trình đồ họa thực thi dạng dòng chảy liệu hai đặc tính làm LabVIEW khác với hầu hết ngơn ngữ lập trình đa dụng khác GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy CHƯƠNG 3: GIAO TIẾP ARDUINO VỚI LABVIEW Linx LINX tạo từ nhà phát triển MakerHub giúp LabVIEW giao tiếp với nhiều phần cứng Hình 3.1 Linx Tìm kiếm cài đặt Linx VI Package Manager VIPM cài sẵn cài đặt Labview, cần sử dụng, khơng cần cài lại Mở VIPM tìm kiếm từ khố Linx Hình 3.2 Tìm kiếm Linx VIPM GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 10 Hình 3.3 Cài đặt Linx Trước sử dụng cần cài thêm phần mềm NI VISA Hình 3.4 Cài đặt NI VISA Sau cài đặt xong NI VISA, khởi động lại LabVIEW Tải Firmware cho Arduino GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 11 Hình 3.5 Cài Firmware cho Arduino - Chạy LabVIEW - Chọn Tools»MakerHub»LINX»Firmware Wizard… - Chọn phần cứng thích hợp (ở Arduino) - Chọn Firmware Version Next GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 12 Hình 3.6 Cài Firmware cho Arduino Hình 3.7 Cài Firmware cho Arduino GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 13 Bộ tool điều khiển Linx Hình 3.8 Mở tool Linx GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 14 CHƯƠNG IV: ĐỌC CẢM BIẾN DHT11 VỚI LABVIEW Thư viện Firmware cho Arduino Chạy LabVIEW Chọn Tools»MakerHub»LINX»Generate Firmeware Libraries… Hình 4.1 Mở tool lấy thư viện ngồi cho Arduino Chọn đường dẫn nhấn Generate, thư viện xuất đường dẫn bạn chọn GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 15 Hình 4.2 Tool lấy thư viện cho Arduino Chỉnh sửa Firmware cho Arduino Sau xuất thư viện ngoài, ta tiến hành copy thành phần ảnh đến thư viện Arduino IDE Hình 4.3 Thư viện Linx cho Arduino GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 16 Tiếp theo ta mở Arduino IDE chọn mở file LINX>> Arduino_Uno_Serial Hình 4.4 Arduino_Uno_Serial Ở cuối đoạn vòng lặp, ta chèn đoạn code sau vào: int myCustomCommand(unsigned char numInputBytes, unsigned char* input, unsigned char* numResponseBytes, unsigned char* response) { int chk = dht.read11(DHT11_PIN); response[0]=(unsigned char)dht.humidity; response[1]=(unsigned char)dht.temperature; *numResponseBytes=2; } Hàm trả int có tham số: unsigned char , unsigned char *, unsigned char *, unsigned char * Tiếp tục chèn đoạn code sau vào hàm Setup (): để đính kèm lệnh tùy chỉnh vào LINX Listener (trong trường hợp gọi LinxSerialConnection ): LinxSerialConnection.AttachCustomCommand(0, myCustomCommand); Cuối ta cần gọi thư viện dht.h tương ứng với thư viện dht có Arduino IDE Khai báo chân kết nối gọi hàm myCustomCommand Code hoàn chỉnh: #include #include #include GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 17 #include #include #include #include dht dht; #define DHT11_PIN int myCustomCommand (); void setup() { LinxDevice = new LinxArduinoUno(); LinxSerialConnection.Start(LinxDevice, 0); LinxSerialConnection.AttachCustomCommand(0, DHT11); } void loop() { LinxSerialConnection.CheckForCommands(); } int myCustomCommand (unsigned char numInputBytes, unsigned char* input, unsigned char* numResponseBytes, unsigned char* response) { int chk = dht.read11(DHT11_PIN); response[0]=(unsigned char)dht.humidity; response[1]=(unsigned char)dht.temperature; *numResponseBytes=2; } Tiến hành nạp Firmware cho Arduino Uno khởi động lại Labview GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 18 Hình 4.5 Nạp Firmware cho Aruino Uno Lúc ta lập trình Labview với Linx Tool bình thường bỏ qua bước nạp Firmware ta nạp Code Arduino IDE Hình 4.6 Block Diagram GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 19 Hình 4.7 Front Panel CHƯƠNG V: KẾT QUẢ Chọn cổng kết nối, tiến hành chạy GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 20 Hình 5.1 Kết đo hiển thị nhiệt độ - độ ẩm từ DHT11 Nhiệt độ môi trường đo 28 độ C độ ẩm 63% Phần cứng mơ hình: Hình 5.2 Phần cứng mơ hình GVHD :Nguyễn Lê Thế Duy 21 ... nên chúng em chọn đề tài “ Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển động xuất giá trị excel? ?? Đây đề tài rất sát với thực tế, mang tính ứng dụng thực tiễn rất cao Điều tạo động lực cảm hứng cho chúng... xuất lĩnh vực đo lường điều khiển, trình đo xử lí nhiệt độ, độ ẩm giữ vai trị quan trọng Do ta thấy tầm quan trọng tính thực tế việc đo điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm thiết bị tự động hóa đời sống hàng...LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài : “ Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển động xuất giá trị excel? ?? chúng em tự thực hướng dẫn giảng viên trợ giảng Các kết quả,