Hệ thống cảm biến hoạt động trên nền arduino giao tiếp với matlab simulink

Bài viết Hệ thống cảm biến hoạt động trên nền arduino giao tiếp với Matlab Simulink giới thiệu về hệ thống cảm biến hoạt động trên cơ sở được lập trình trên bảng mạch Arduino và giao tiếp thời gian thực trong môi trường Matlab Simulink để đo đạc và so sánh tín hiệu với các tính toán lý thuyết. Cho đến nay chưa có tác giả nào đề cập đến.

Võ Như Tiến, Võ Như Thành 134 HỆ THỐNG CẢM BIẾN HOẠT ĐỘNG TRÊN NỀN ARDUINO GIAO TIẾP VỚI MATLAB SIMULINK A SENSOR SYSTEM ON ARDUINO MICROCONTROLLER WITH MATLAB SIMULINK INTERFACE Võ Như Tiến ,Võ Như Thành Trường Cao đẳng Công nghệ, Đại học Đà Nẵng;Email: tienvonhu@yahoo.com Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; Email:thanhvous@gmail.com Tóm tắt - Bài báo giới thiệu hệ thống cảm biến hoạt động sở lập trình bảng mạch Arduino giao tiếp thời gian thực môi trường Matlab Simulink để đo đạc so sánh tín hiệu với tính tốn lý thuyết Cho đến chưa có tác giả đề cập đến Bộ thí nghiệm hệ thống cảm biến xây dưng có kích thước nhỏ gọn, có khả giao tiếp thời gian thực máy tính xách tay, dễ dàng việc tiến hành thí nghiệm, tạo điều kiện giúp sinh viên, học viên cao học nắm bắt ứng dụng loại cảm biến dễ dàng nhanh chóng Bộ thí nghiệm nhỏ gọn bao gồm nhiều loại cảm biến khác thường sử dụng công nghiệp dân dụng cảm biến nhiệt độ, cảm biến từ, cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại, cảm biến màu, encoder Ngoài báo giới thiệu phương pháp lập trình đo đạc tín hiệu cảm biến vi điều khiển Arduino Matlab Simulink hiệu tránh sai sót q trình lập trình vi điều khiển Từ khóa - Arduino; Matlab Simulink; cảm biến; giao tiếp thời gian thực; vi điều khiển Đặt vấn đề Thiết bị thí nghiệm công cụ phục vụ công tác đào tạo hiệu sinh viên chuyên ngành kỹ thuật Hiện có nhiều cơng ty nước chuyên thiết kế, chế tạo, chuyển giao cơng nghệ thiết bị thí nghiệm cho trung tâm đào tạo công ty Hitechnic, Amarino, Văn Lang, Tiến Đại Phát … Các thí nghiệm cơng ty có ưu điểm tương đối đầy đủ, có nhiều thực hành, dễ dàng vận hành nhiên cịn hạn chế q cồng kềnh đem vào giảng dạy lớp mà phải để phịng thí nghiệm, giá thành đắt chưa sử dụng linh kiện đại Do việc đề xuất nghiên cứu xây dựng thí nghiệm cảm biến nhỏ gọn, động nhiều nơi, kể mang vào lớp học đặt Bộ thí nghiệm sử dụng linh kiện, cơng nghệ đại giới thiệu báo Bộ thí nghiệm gồm nhiều loại cảm biển thường gặp cảm biến nhiệt độ, cảm biến màu sắc, cảm biến siêu âm, cảm biến từ, cảm biến hồng ngoại, kết hợp với điều khiển Arduino có kích thước nhỏ gọn 20 cm x 30 cm, nặng khoảng 300 gr nên động việc sử dụng (Hình 1) Bộ điều khiển Arduino lập trình Arduino Software (ngôn ngữ C) trực tiếp lập trình Simulink để hiển thị tín hiệu cảm biến lên máy tính xuất tín hiệu xử lý từ máy tính đến điều khiển nhằm xử lý tín hiệu ngõ - vào vi điều khiển theo thời gian thực Abstract - This paper presents the experimental sensor system with real-time data acquisitions in the Matlab Simulink environment based on Arduino board to measure and compare the signal with theoretical calculations So far no author has mentioned it yet The experimental sensor system is very compact, with laptop real-time communication capability, and it is easy to conduct experiments, so it could help students and researchers fully understand and effectively apply the sensor principles Although the experimental sensors system is compact, it did include many different types of sensors commonly used in industry as well as in reality such as temperature sensors, magnetic sensors, ultrasonic sensors, infrared sensors , color sensors, encoders The paper also introduces programming methods of calibrating the sensor signal on the Arduino microcontroller using the Matlab Simulink which is effective and it helps avoid errors during programming processes Key words - Arduino; Matlab Simulink; sensors; real-time communication; microcontroller Hình : Bảng thí nghiệm Arduino Uno Nguyên lý số loại cảm biến 2.1 Nguyên lý hoạt động cảm biến quang Cảm biến quang điện thực chất linh kiện quang điện, thay đổi trạng thái điện có ánh sáng thích hợp tác động vào bề mặt Ứng dụng nguyên lý vào loại cảm biến cảm biến màu, cảm biến lửa giới thiệu mục 3.1,3.2 Hiệu ứng quang dẫn tượng giải phóng hạt dẫn điện vật liệu tác dụng ánh sáng làm tăng độ dẫn điện vật liệu Trong chất bán dẫn, điện tử liên kết với hạt nhân, để giải phóng điện tử khỏi nguyên tử cần cung cấp lượng tối thiểu lượng liên kết Wlk Khi điện tử tự giải phóng khỏi nguyên tử tạo thành hạt dẫn vật liệu [1] Tế bào quang dẫn (TBQD): + Điện trở: điện trở tối (Rco) phụ thuộc vào hình TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(78).2014 135 dạng, kích thước, nhiệt độ chất lý hóa vật liệu Rco thường lớn (từ 104  -:- 109 , 25oC PbS, CdS, CdSe) giảm nhanh độ rọi sáng tăng Tế bào quang điện coi mạch tương đương gồm điện trở tối (Rco) điện trở sáng (Rcp) mắc song song : Rc = Rco.Rcp Rco + Rcp (1) Thông thường Rcp