ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ MÔI TRƯỜNG VÀ HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN WEB

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ MÔI TRƯỜNG VÀ HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN WEB GVHD: PGS TS Nguyễn Thanh Hải SVTH: Trần Xuân Thức Trần Văn Trí Tp Hồ Chí Minh – 6/2019 15141302 15141315 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ MÔI TRƯỜNG VÀ HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN WEB GVHD: PGS TS Nguyễn Thanh Hải SVTH: Trần Xuân Thức Trần Văn Trí Tp Hồ Chí Minh – 6/2019 15141302 15141315 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 05 tháng 07 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Khóa: Trần Xuân Thức Trần Văn Trí Kỹ thuật Điện Tử, Truyền Thơng Đại học quy 2015 MSSV: 15141302 MSSV: 15141315 Mã ngành: 141 Mã hệ: Lớp: 15141DT I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ MÔI TRƯỜNG VÀ HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN WEB II NHIỆM VỤ Nội dung thực hiện: - Đọc tài liệu, đồ án tốt nghiệp, đề tài - Tìm hiểu cách thức hoạt động cảm biến sử dụng - Tìm hiểu chuẩn truyền thơng UART, I2C - Thiết kế giao diện để giám sát: Web giám sát liệu đo từ cảm biến - Thiết kế thi cơng mơ hình trạm giám sát - Tính tốn thơng số quy đổi cho cảm biến - Viết chương trình điều khiển cho Arduino, nạp code chạy thử nghiệm sản phẩm, chỉnh sửa hoàn thiện hệ thống - Thực viết sách luận văn báo cáo - Tiến hành báo cáo đề tài tốt nghiệp III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/02/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/07/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN THANH HẢI CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH i TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 05 tháng 07 năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Trần Xuân Thức Lớp: 15141DT2A MSSV: 15141302 Họ tên sinh viên 2: Trần Văn Trí Lớp: 15141DT1A MSSV: 15141315 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ MÔI TRƯỜNG VÀ HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN WEB Tuần/ngày Nội dung Tuần (18/02 - 24/02) Gặp gỡ GVHD trao đổi đề tài tốt nghiệp Tuần (25/02 - 03/03) Tìm hiểu đề tài nghiên cứu có liên quan Tuần (04/03 - 10/03) Tìm hiểu chuẩn giao tiếp sử dụng đề tài Tìm hiểu tất linh kiện sử dụng đề tài Tuần (11/03 - 17/03) Tuần (18/03 - 24/03) Viết code arduino chạy thử nghiệm số cảm biến liên quan đến đề tài Báo cáo tiến độ với GVHD Tuần (25/03 - 31/03) Hoàn thành vẽ mạch sử dụng tất cảm biến làm mạch thử nghiệm Tuần (01/04 - 07/04) Viết báo cáo chương 1, báo cáo tiến độ với GVHD Tuần (08/04 - 14/04) Giao tiếp với module wifi tiến hành gửi liệu lên web Tuần (15/04 - 21/04) Tổng hợp code toàn mạch Thiết kế mạch toàn cảm biến làm mạch thử nghiệm Tuần 10 (22/04 -28/04) Tạo giao diện web hiển thị tiến hành chỉnh sửa cho phù hợp Tuần 11 (29/04 - 05/05) Kiểm tra chỉnh sửa toàn mạch Viết báo cáo chương 3, 4, ii Xác nhận GVHD Tuần 12, 13 (06/05 19/05) Hoàn thành báo cáo Gặp GVHD để báo cáo tiến độ Tuần 14,15,16 (20/05 09/06) Chỉnh sửa hoàn thành toàn báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) iii LỜI CAM ĐOAN Đề tài chúng em tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nhóm thực đề tài Trần Xuân Thức Trần Văn Trí iv LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo Bộ mơn Điện Tử Y Sinh nói riêng thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử nói chung nhiệt tình giúp đỡ chúng em kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu đề tài thời gian thực đề tài, kiến thức mà thầy cô truyền đạt cho chúng em suốt thời gian học tập trường Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn PGS TS Nguyễn Thanh Hải tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, cung cấp kiến thức quan trọng tạo điều kiện thuận lợi thời gian thực đề tài Chúng em gửi lời cảm ơn ba mẹ người thân đồng hành động viên suốt trình thực đề tài Chúng em gửi lời đồng cảm ơn đến bạn lớp 15141DT chia sẻ trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Trần Xuân Thức Trần Văn Trí v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iv LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC vi LIỆT KÊ HÌNH VẼ viii LIỆT KÊ BẢNG x TÓM TẮT xi Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH GIÁM SÁT CỦA HỆ THỐNG 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 Khối cảm biến 2.2.2 Khối vi điều khiển 10 2.2.3 Khối nhận tín hiệu 13 2.2.4 Khối hiển thị 14 2.2.5 Các chuẩn giao tiếp 17 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 23 3.1 GIỚI THIỆU 23 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 23 3.2.1 Tính tốn thiết kế mạch 24 3.2.2 Điện áp dòng điện linh kiện 29 3.3 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 31 3.3.1 Lưu đồ giải thuật 31 3.3.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 33 3.3.3 Phần mềm lập trình cho Web sử dụng phần mềm ThingSpeak 35 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 44 vi 4.1 GIỚI THIỆU 44 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 44 4.2.1 Thi công bo mạch 44 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 46 4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 47 4.3.1 Đóng gói điều khiển 47 4.3.2 Thi cơng mơ hình 47 4.4 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 48 Chương KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 49 5.1 KẾT QUẢ THỰC TẾ 49 5.2 ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 53 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54 6.1 KẾT LUẬN 54 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 57 vii LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2-1 Sơ đồ chân cảm biến DHT11 Hình 2-2 Sơ đồ kết nối Vi điều khiển với DHT11 Hình 2-3 Cảm biến bụi Sharp GP2Y10 Hình 2-4 Sơ đồ chân tổng quan trình kết nối với vi điều khiển cảm biến bụi Sharp GP2Y10 Hình 2-5 Sơ đồ chân kết nối cảm biến BH1750 Hình 2-6 Arduino Uno R3 12 Hình 2-7 Module ESP8266 V1 13 Hình 2-8 Màn hình LCD 20x4 15 Hình 2-9 Module I2C chuyển đổi LCD 17 Hình 2-10 Kết nối thiết bị theo chuẩn I2C 18 Hình Sơ đồ khối hệ thống giám sát số môi trường 23 Hình 3-2 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 25 Hình 3-3 Các chân giao tiếp module ESP8266V1 27 Hình 3-4 Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp với Arduino Uno R3 27 Hình 3-5 Sơ đồ ngun lý tồn hệ thống giám sát số mơi trường 28 Hình 3-6 Adapter 12V – 1A 31 Hình 3-7 Lưu đồ chương trình hệ thống giám sát số mơi trường qua Web 31 Hình 3-8 Lưu đồ chương trình trình thu thập liệu đưa liệu lên Web 33 Hình 3-9 Các vùng làm việc phần mềm 34 Hình 3-10 Cảnh báo xuất sử dụng phần mềm IDE 35 Hình 3-11 Trình duyệt truy cập vào ThingSpeak 36 Hình 3-12 Giao diện ban đầu Thingspeak 36 Hình 3-13 Giao diện khởi tạo tài khoản ThingSpeaks 37 Hình 3-14 Giao diện cài đặt số thông số Web 38 Hình 3-15 Giao diện điểm thể giá trị cảm biến đo khoảng thời gian khác ThingSpeaks 38 Hình 3-16 Giao diện cột thể giá trị cảm biến đo khoảng thời gian khác 39 Hình 3-17 Thơng tin cảm biến muốn hiển thị lên Server Web 40 Hình 3-18 Giáo sát giao diện đồng hồ Thingspeaks 40 Hình 3-19 Thơng tin BH1750 với giao diện đồng hồ 41 Hình 3-20 Giao diện giám sát thời gian gửi liệu lên Server Web 42 Hình 3-21 Giao diện cảnh báo Thingspeaks 42 Hình 3-22 Thơng tín giao diện cảnh báo độ ẩm 43 viii Hình 4-1 Lớp PCB tồn mạch 45 Hình 4-2 Mạch thực tế 46 Hình 4-3 Mơ hình vẽ AutoCAD hệ thống 47 Hình 4-4 Mơ hình thực tế sau cố định mặt cắt 48 Hình 5-1 Hình chụp hệ thống thực tế 49 Hình 5-2 Kết đo lúc 16:00 50 Hình 5-3 Kết đo lúc 16:30 51 Hình 5-4 Thống kê số liệu thông qua phần mềm excel 52 ix LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2-1 Bảng so sánh cảm biến đo nhiệt độ độ ẩm thông dụng Bảng 2-2 Chân kết nối cảm biến bụi GP2Y10 Bảng 2-3 Chân kết nối cảm biến BH1750 Bảng 2-4 Một vài thông số lựa chọn Arduino board Arduino phổ biến 10 Bảng 2-5 Thông số Arduino Uno R3 11 Bảng 2-6 Thông số kỹ thuật: Các chân LCD 15 Bảng 2-7 Các lênh AT chung 20 Bảng 2-8 Các lệnh AT cấu hình module WiFi 21 Bảng 2-9 Các lệnh AT module WiFi cấu hình trạm/khách 21 Bảng 3-1 Dòng điện điện áp làm việc linh kiện 29 Bảng 4-1 Danh sách linh kiện 44 Bảng 5-1 Thống kê số liệu lần đo 52 x TÓM TẮT Ngày nay, phát triển khoa học kỹ thuật làm cho đời sống người ngày nâng cao Khi mức sống người nâng cao địi hỏi môi trường sống người cần cải thiện nhiều Sống xã hội mà số mơi trường an tồn với sức khỏe người mục tiêu hướng tới cộng đồng Chính lẽ người cần phải biết số mơi trường sống để từ có biện pháp phịng tránh cải thiện Hiện với phát triển mạnh mẽ IoT (Internet of Things) giám sát liệu mở rộng thông qua web thiết bị kết nối Internet Từ tạo thuận tiện đại sống người Nội dung đề tài áp dụng kiến thức điện tử học để thiết kế mạch đo số môi trường Mạch gồm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, bụi, cường độ ánh sáng giao tiếp với điều khiển trung tâm Aduino Uno R3 Không hiển thị liệu thông qua LCD 20x4, mạch giám sát liệu qua Web nhờ module ESP8266-V1 Mơ hình thiết kế dạng hình khối chứa đựng tất mạch cảm biến sử dụng Số liệu hiển thị trên LCD Web trực quan, dễ nhìn Người dùng dựa vào liệu để có định biện pháp phòng tránh hiệu xi CHƯƠNG TỔNG QUAN Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong trình phát triển đất nước với việc đẩy mạnh phát triển kinh tế yếu tố khơng phần quan trọng vấn đề môi trường cần phải quan tâm đặc biệt Trong nông nhiệp, muốn đạt hiệu sản xuất tốt kinh nghiệm trình lao động sản xuất từ xưa đến chưa đủ, cần phải có thiết bị chun dụng để đo xác yếu tố mơi trường lúc Xã hội phát triển sản xuất khơng dừng lại việc làm để phục vụ cho mình, cho xã hội mà phải quan tâm đến vấn đề bảo vệ mơi trường Vì yếu tố mơi trường cịn tác động trực tiếp đến sức khỏe người nên cần phải đưa giải pháp giúp người biết yếu tố để có biện pháp phịng tránh hiệu Hiện có nhiều nghiên cứu sinh viên làm vấn đề môi trường thời tiết, luận văn thạc sĩ Phạm Đức Huy “Nghiên cứu xây dựng số hệ đo mưa ứng dụng vào hệ thống cảnh báo trượt đất”, hệ đo lượng mưa sử dụng cảm biến WS-3000, đo lượng mưa cảm biến cịn cho biết thêm thơng số tốc độ gió hướng gió Mạch đo Ardruino Uno R3 sử dụng để đọc xử lý tín hiệu từ đầu cảm biến Nếu cảm biến đặt gần trung tâm ta hiển thị ln thơng số đầu máy tính, cịn cảm biến đặt xa trung tâm ta truyền module SIM900 [1] Trong số ứng dụng sách “Thiết kế hệ thống nhúng” mà TS Phan Văn Ca – Ths Trương Quang Phúc có thực đề tài Thiết kế trạm quan trắc thời tiết để đoán hướng gió đo nhiệt độ mơi trường xung quanh Các giá trị nhiệt độ đo hiển thị hình LCD Hướng gió hiển thị LED xếp theo mẫu hình trịn Kết đo truyền nối tiếp tới thiết bị bên [2] Một số luận văn khác Trịnh Minh Phương nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng IoT cho giám sát môi trường”, sử dụng Raspberry Pi giao tiếp với cảm biến ánh sáng BH1750, DHT22 Sử dụng ngơn ngữ lập trình Python để đọc liệu cảm biến ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm thu thập sau hiển thị giao diện Web [3] Luận văn “Hệ thống báo cháy báo trộm thông qua SMS” Trần Văn Đen – Đỗ Quang Vinh, hệ thống xây dựng module SIM900, vi điều khiển SMP430, cảm biến gas MQ6, BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG TỔNG QUAN cảm biến chuyển động PIR230B cảm biến ánh sáng CDS Kết hợp với moduel điều khiển thiết bị [4] Qua tóm tắt trên, chúng em định làm đề tài “Thiết kế thi công hệ thống giám giám sát số môi trường hiển thị thông tin Web” Hệ thống sử dụng vi điều khiển trung tâm module Arduino, module Wifi ESP8266V1 cảm biến ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, bụi Hệ thống phân tích, tổng hợp liệu để đưa gợi ý cho người sử dụng Người dùng truy cập giám sát liệu thời tiết đo Web 1.2 MỤC TIÊU Xây dựng phát triển mơ hình Giám sát số môi trường hiển thị Web thông qua Wifi Hệ thống đo thơng số xác khu vực đặt trạm như: nhiệt độ, độ ẩm, bụi, cường độ ánh sáng Từ đưa cảnh báo quan trọng dựa liệu đo từ cảm biến 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu cách thức hoạt động cảm biến sử dụng - Tìm hiểu chuẩn truyền thơng UART, I2C - Thiết kế giao diện để điều khiển giám sát: Web giám sát liệu đo từ cảm biến - Thiết kế thi công mô hình trạm giám sát - Tính tốn thơng số quy đổi cho cảm biến - Viết chương trình điều khiển cho Arduino, nạp code chạy thử nghiệm sản phẩm, chỉnh sửa hoàn thiện hệ thống - Thực viết sách luận văn báo cáo - Tiến hành báo cáo đề tài tốt nghiệp 1.4 GIỚI HẠN • Thiết kế mơ hình trạm giám sát thực mơ hình nhỏ để thực nghiệm • Dải nhiệt độ đo từ – 50 độ C, độ ẩm từ 20 – 90% RH • Nguồn cung cấp trực tiếp thơng qua Adapter 12V • Mạch hoạt động ổn định môi trường từ 10 – 50 độ C, vượt ảnh hưởng đến kết đo từ cảm biến gây hư hỏng tồn mạch BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.5 BỐ CỤC • Chương 1: Tổng Quan Chương trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, giới hạn thông số bố cục đồ án • Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Nền tảng lý thuyết quan trọng trình bày chương này, dựa vào để tính tốn thiết kế mạch thực tế • Chương 3: Thiết Kế Tính Tốn Các thơng số tính tốn, mẫu thiết kế khối, phần mềm lập trình sử dụng trình bày cụ thể chương • Chương 4: Thi cơng hệ thống Nội dung chương trình bày tóm tắt bước q trình thi cơng hệ thống, hồn thành mơ hình hệ thống • Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét Đánh Giá Sau hoàn thành việc thi cơng, chương trình bày kết nghiên cứu từ rút nhận xét, đánh giá • Chương 6: Kết Luận Hướng Phát Triển Nội dung chương nêu rõ nhóm có hồn thành mục tiêu ban đầu đề ra, khơng hồn thành tìm hiểu nguyên nhân Hướng phát triển đề tài sau BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 QUY TRÌNH GIÁM SÁT CỦA HỆ THỐNG Ban đầu Arduino giao tiếp với cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, bụi ánh sáng thông qua chuẩn giao tiếp hiển thị liệu đo lên LCD 20x4, đồng thời liệu từ cảm biến cập nhật liên tục hiển thị Web qua Wifi Dữ liệu cập nhật theo thời gian thực thời gian cập nhật 15 giây 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 Khối cảm biến 2.2.1.1 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 Do mạch ứng dụng mơi trường khơng khí bình thường nên giới hạn tiêu chí đo nhiệt độ mạch nằm khoảng – 50ºC độ ẩm 40 - 80% RH Trên thị trường có nhiều loại cảm biến nhiệt độ độ ẩm Do vậy, cần chọn loại cảm biến thích hợp cho hệ thống Bảng liệt kê thông tin số loại cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm thông dụng Bảng 2-1 Bảng so sánh cảm biến đo nhiệt độ độ ẩm thông dụng Thông số kỹ DHT11 AS2301 SHT10 Nguồn sử dụng – 5.5VDC 3.3 – 5VDC 2.4 – 5.5VDC Dải đo nhiệt độ – 50oC Dải đo độ ẩm 20 – 90% RH – 100% RH – 100% RH Tối đa 20m Tối đa 20m Tối đa 20m Độ nhạy Tốt Tốt Rất tốt Giá thành 30.000đ 85.000đ 185.000đ thuật Khoảng cách truyền -40oC đến 80oC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH -40oC đến 123.8oC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Căn vào số liệu bảng so sánh ta thấy dịng AS2301 SHT10 có dải đo nhiệt độ độ ẩm lớn so với DHT11 Tuy nhiên xét cụ thể dịng, SHT10 có giá thành cao, AS2301 có giá thành cao điều khiển phức tạp nhiều so với DHT11 Do đó, DHT11 lựa chọn tốt sử dụng phổ biến, giá thành rẻ, thông số kĩ thuật phù hợp với nhu cầu giới hạn đề tài a Mô tả chân sơ đồ kết nối với vi điều khiển cảm biến DHT11 Hình 2-1 Sơ đồ chân cảm biến DHT11 Mô tả chân: - Chân số 1: nối với nguồn (3.5 - 5.5V DC) - Chân số 2: truyền liệu nối tiếp - Chân số 3: chân không kết nối - Chân số 4: nối mass BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sơ đồ kết nối: Hình 2-2 Sơ đồ kết nối Vi điều khiển với DHT11 Trong đó, MCU: Micro Ctroller Unit (khối vi điều khiển) b Tổng quan trình giao tiếp Quá trình giao tiếp cảm biến DHT11 với khối điều khiển Arduino diễn theo 03 giai đoạn trình bày tóm tắt sau Đầu tiên khối điều khiển gửi xung bắt đầu chờ tín hiệu từ DHT11, có DHT11 trả lời cách kéo tín hiệu từ mức logic xuống mức logic Khi q trình truyền nhận liệu bắt đầu Khi trình giao tiếp khối điều khiển cảm biến DHT11 bắt đầu, chân liệu kéo xuống mức logic khoảng thời gian 18ms để chắn cảm biến DHT11 phát tín hiệu từ khối điều khiển Sau khối điều khiển đưa mức logic lên đợi tầm 20-40 µs chờ cảm biến phản hồi Khi cảm biến DHT11 phát tín hiệu bắt đầu, hồi tiếp mức giữ khoảng 80µs để chuẩn bị gửi liệu Sau lại đưa tín hiệu lên mức khoảng 80µs để chuẩn bị truyền liệu Sau đưa tín hiệu chân liệu mức logic 0, cảm biến đưa lên mức logic Nếu chân liệu giữ mức logic khoảng 26-28µs ta bit 0, cịn 70µs ta bit c Đọc giá trị DHT11 Sau giao tiếp với khối điều khiển, cảm biến DHT11 trả giá trị nhiệt độ độ ẩm dạng 40 bit liệu, tương ứng chia làm byte Trong đó: Byte 1: giá trị phần nguyên độ ẩm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Byte 2: giá trị phần thập phân độ ẩm Byte 3: giá trị phần nguyên nhiệt độ Byte 4: giá trị phần thập phân nhiệt độ Byte 5: kiểm tra tổng Nếu (Byte 5) = (Byte + Byte + Byte + Byte 4) giá trị độ ẩm nhiệt độ xác, sai kết đo khơng có ý nghĩa Ví dụ: Dữ liệu nhận 40 Bit: 00110101 00000000 00011000 00000000 01001101 Dữ liệu nhận xác Độ ẩm: 00110101 = 35H = 53%RH Dữ liệu nhận xác Nhiệt độ: 00011000 = 18H = 24oC 2.2.1.2 Cảm biến bụi Sharp GP2Y10 (Dust Sensor) Ơ nhiễm mơi trường khơng khí ngày trầm trọng Điều này, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người Vì module cảm biến bụi giúp biết mức độ nhiễm mơi trường khơng khí để cải thiện chất lượng khơng khí Hình 2-3 Cảm biến bụi Sharp GP2Y10 a Thông số cảm biến ▪ Nguồn : 3,3 – VDC ▪ Dòng tiêu thụ : 10mA ▪ Ngõ : analog với tỉ lệ 0,5V ~ 0,1mg/m3 ▪ Nhiệt độ hoạt động : -40 ~ 85 độ C BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH