ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ BÀI TẬP LỚN MÔN VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11 Giảng viên hướng dẫn PGS TS Phạm Mạnh Thắng Danh sách.BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C# SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Mạnh Thắng Danh sách thành viên: Vũ Tiến Đạt Mã SV: 19021015 Triệu Văn Đăng Mã SV: 19021011 Nguyễn Huy Cường Mã SV: 19021005 HÀ NỘI – 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C# SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Mạnh Thắng Danh sách thành viên: Vũ Tiến Đạt Mã SV: 19021015 Triệu Văn Đăng Mã SV: 19021011 Nguyễn Huy Cường Mã SV: 19021005 HÀ NỘI – 2022 MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH i DANH SÁCH BẢNG BIỂU ii LỜI CẢM ƠN PHẦN 1: CHỦ ĐỀ BẮT BUỘC: THIẾT KẾ BỘ ĐO NHIỆT ĐỘ HIỂN THỊ BẰNG LED ĐOẠN VÀ TRÊN PC I CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Arduino UNO R3 1.1.1 Giới thiệu .2 1.1.2 Ứng dụng Arduino UNO R3 SMD 1.1.3 Thông số kỹ thuật 1.2 Cảm biến nhiệt độ LM35 .4 1.2.1 Giới thiệu .4 1.2.2 Cấu tạo 1.2.3 Đặc điểm 1.3 LED đoạn 1.3.1 LED đoạn gì? 1.3.2 Nguyên lý hoạt động led đoạn .6 1.3.3 Phân loại LED đoạn 1.3.4 Ứng dụng LED đoạn thực tế .7 1.4 IC 74HC595 II NỘI DUNG 2.1 Mạch mô proteus 2.2 Chương trình điều khiển Arduino 2.3 Kết mô 12 III KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 13 3.1 Kết luận 13 3.2 Ưu điểm, nhược điểm 13 3.3 Hướng phát triển 14 VIDEO THỰC HÀNH 14 PHẦN 2: CHỦ ĐỀ PHÁT TRIỂN: GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C# SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11 15 I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 15 1.1 Đặt vấn đề 15 1.2 Mục tiêu đề tài 15 1.3 Phương pháp nghiên cứu 15 II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16 2.1 Arduino UNO R3 16 2.1.1 Giới thiệu .16 2.1.2 Ứng dụng Arduino UNO R3 SMD .17 2.1.3 Thông số kỹ thuật 17 2.2 Màn hình hiển thị LCD 20x4 .18 2.2.1 Giới thiệu .18 2.2.2 Thông số kỹ thuật 18 2.2.3 Chức chân .19 2.3 Module giao tiếp I2C với LCD 20 2.3.1 Giới thiệu .20 2.3.2 Thông số kỹ thuật 20 2.4 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 .21 2.4.1 Giới thiệu .21 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 21 2.4.3 Thông số kỹ thuật 22 2.5 Module RS232-TTL dùng IC MAX3232 22 2.5.1 Giới thiệu .22 2.5.2 Thông số kỹ thuật 22 III CƠ SỞ THỰC NGHIỆM 23 3.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 23 3.2 Thiết kế sơ đồ kết nối hệ thống .24 3.3 Giao diện điều khiển hiển thị Window Form 25 IV KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 25 4.1 Kết nối phần cứng 25 4.2 Thực giám sát nhiệt độ, độ ẩm .26 4.2.1 Kết nối Arduino với PC .26 4.2.2 Bắt đầu trình truyền liệu vẽ đồ thị 26 V KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 29 5.1 Kết đạt 29 5.2 Hạn chế 29 5.3 Hướng phát triển 29 PHỤ LỤC 30 I Code Arduino 30 II Code C# Window Form 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO .47 VIDEO THỰC HÀNH 47 DANH SÁCH HÌNH ẢNH PHẦN 1: CHỦ ĐỀ BẮT BUỘC: THIẾT KẾ BỘ ĐO NHIỆT ĐỘ HIỂN THỊ BẰNG LED ĐOẠN VÀ TRÊN PC Hình 1.1 Kit vi điều khiển Arduino UNO R3 SMD .3 Hình 1.2 Cảm biến nhiệt độ LM35 Hình 1.3 Cấu tạo LED đoạn Hình 1.4 Bảng chân lý led đoạn Hình 2.1 Mơ mạch proteus Hình 2.2 LED màu đỏ sáng nhiệt độ môi trường nhỏ nhiệt độ khống chế .12 Hình 2.3 LED màu vàng sáng nhiệt độ môi trường nhiệt độ khống chế .12 Hình 2.4 LED màu xanh sáng nhiệt độ môi trường lớn nhiệt độ khống chế 13 PHẦN 2: CHỦ ĐỀ PHÁT TRIỂN: GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C# SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11 Hình 2.1 Kit vi điều khiển Arduino UNO R3 SMD .17 Hình 2.2 Màn hình hiển thị LCD 20x4 .18 Hình 2.3 Module giao tiếp I2C cho LCD chân chức 20 Hình 2.4 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 21 Hình 2.5 Module RS232-TTL 22 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 23 Hình 3.2 Sơ đồ mơ hệ thống .24 Hình 3.3 Giao diện giám sát nhiệt độ, độ ẩm sử dụng cảm biến DHT11 25 Hình 4.1 Mạch lắp ráp thực tế 25 Hình 4.2 Chọn cổng COM Baudrate để kết nối 26 Hình 4.3 Sau ấn nút “Chạy” 26 Hình 4.4 Sau ấn nút “Dừng” 27 Hình 4.5 Sau ấn nút “Lưu” .27 Hình 4.6 Dữ liệu in vào file Excel .28 Hình 4.7 Thốt chương trình 28 i DANH SÁCH BẢNG BIỂU PHẦN 1: CHỦ ĐỀ BẮT BUỘC: THIẾT KẾ BỘ ĐO NHIỆT ĐỘ HIỂN THỊ BẰNG LED ĐOẠN VÀ TRÊN PC Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật Arduino UNO R3 SMD PHẦN 2: CHỦ ĐỀ PHÁT TRIỂN: GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C# SỬ DỤNG CẢM BIẾN DHT11 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật Arduino UNO R3 SMD 18 Bảng 2.2 Chức chân LCD .20 ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy cô giảng viên trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội, thầy cô khoa Cơ học kĩ thuật tự động hoá giúp cho em có kiến thức tảng để thực đề tài Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Phạm Mạnh Thắng góp ý, hướng dẫn nhóm em suốt trình thực đề tài Thầy trực tiếp hướng dẫn tận tình, sửa chữa đóng góp nhiều ý kiến q báu giúp nhóm chúng em hồn thành tốt báo cáo đồ án nhóm Một lần nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy chúc thầy dồi sức khỏe.Trong thời gian học dự án, chúng em vận dụng kiến thức tảng tích lũy đồng thời kết hợp với việc học hỏi nghiên cứu kiến thức từ thầy cô, bạn bè từ nhiều nguồn tham khảo Nhờ mà chúng em hồn thành đề tài hiệu Tuy nhiên, kiến thức chun mơn cịn hạn chế nhóm cịn nhiều thiếu sót, em mong nhận góp ý, bảo thêm từ q thầy để hồn thiện kiến thức cịn thiếu nhóm, để em dùng làm hành trang thực tiếp đề tài khác tương lai, học tập làm việc sau Một lần xin gửi đến quý thầy cô lời cảm ơn chân thành tốt đẹp nhất! PHẦN 1: CHỦ ĐỀ BẮT BUỘC: THIẾT KẾ BỘ ĐO NHIỆT ĐỘ HIỂN THỊ BẰNG LED ĐOẠN VÀ TRÊN PC I CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Arduino UNO R3 1.1.1 Giới thiệu Arduino UNO R3 SMD chíp dán tảng I/O đơn giản dựa mã nguồn mở, cho phép bạn tải xuống sử dụng miễn phí Arduino sử dụng ngơn ngữ tương tự Java C, dễ hiểu Cho phép bạn nhanh chóng tạo dự án thú vị UNO R3 sử dụng với linh kiện điện tử thông dụng thị trường Sử dụng vi điều khiển xử lý tốc độ cao ATmega328P-AU, giao diện phần mềm lập trình Arduino IDE đơn giản dễ tiếp cận Rất thích hợp cho người bắt đầu học Arduino UNO R3 SMD chíp dán ưa chuộng giá thành rẻ, đầy đủ tính Arduino Uno bình thường Ứng dụng rộng rãi cho dự án điều khiển tự động điều khiển xe robot, làm hệ thống Led nhấp nháy, làm trạm đo nhiệt độ, dự án IOT Arduino UNO xây dựng với phần nhân vi điều khiển ATmega328P, sử dụng thạch anh có chu kì dao động 16 MHz Với vi điều khiển này, tổng cộng có 14 pin (ngõ) / vào đánh số từ tới 13 (trong có pin PWM, đánh dấu ~ trước mã số pin) Song song đó, có thêm pin nhận tín hiệu analog đánh kí hiệu từ A0 - A5, pin sử dụng pin / vào bình thường (như pin - 13) Ở pin đề cập, pin 13 pin đặc biệt nối trực tiếp với LED trạng thái board Trên board cịn có nút reset, ngõ kết nối với máy tính qua cổng USB ngõ cấp nguồn sử dụng jack 2.1mm lấy lượng trực tiếp từ AC-DC adapter hay thông qua ắc-quy nguồn Khi làm việc với Arduino board, số thuật ngữ sau cần lưu ý: • Flash Memory: nhớ ghi được, liệu khơng bị tắt điện Về vai trị, hình dung nhớ ổ cứng để chứa liệu board Chương trình viết cho Arduino lưu Kích thước vùng nhớ dựa vào vi điều khiển sử dụng, ví dụ ATmega8 có 8KB flash memory Loại nhớ chịu khoảng 10.000 lần ghi / xố • RAM: tương tự RAM máy tính, liệu ngắt điện, bù lại tốc độ đọc ghi xố nhanh Kích thước nhỏ Flash Memory nhiều lần • EEPROM: dạng nhớ tương tự Flash Memory có chu kì ghi • / xoá cao - khoảng 100.000 lần có kích thước nhỏ Để đọc / ghi liệu dùng thư viện EEPROM Arduino Ngồi ra, Arduino board cung cấp cho pin khác pin cấp nguồn 3.3V, pin cấp nguồn 5V, pin GND, Hình 1.1 Kit vi điều khiển Arduino UNO R3 SMD 1.1.2 Ứng dụng Arduino UNO R3 SMD • Arduino UNO R3 SMD ứng dụng mạnh mẽ học tập chế tạo sản phẩm, từ thiết bị đơn giản đến phức tạp • Ứng dụng học tập : Điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lý tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm trạm đo nhiệt độ • Ứng dụng đời sống : Làm thiết bị nhà thơng minh, khóa cửa tự động, làm sản phẩm nơng nghiệp thơng minh • Ứng dụng cơng nghiệp : Hiện Arduino sử dụng nhiều công nghiệp giá thành tốt , độ ổn định cao • Arduino Uno R3 kết nối với máy tính PC Laptop cáp USB sử dụng nạp code cho cách dễ dàng 1.1.3 Thông số kỹ thuật Điện áp khuyên dùng cho arduino cấp nguồn từ 7-12V DC, không nên dùng với điện áp cao gây hư hỏng mạch Phiên Arduino Uno R3 Vi điều khiển Nguồn ni mạch Chíp Dán ATmega328P-AU 5V từ cổng USB 7-9D từ nguồn DC ...ĐẠI H? ?C QU? ?C GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI H? ?C CÔNG NGHỆ BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C# SỬ DỤNG C? ??M BIẾN DHT11 Giảng vi? ?n hướng dẫn: PGS.TS... màu vàng sáng nhiệt độ môi trường nhiệt độ khống chế .12 Hình 2.4 LED màu xanh sáng nhiệt độ môi trường lớn nhiệt độ khống chế 13 PHẦN 2: CHỦ ĐỀ PHÁT TRIỂN: GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN C# SỬ DỤNG... Loại c? ? ?c dương chung (Common Anode): Với loại c? ?ch bố trí, phân c? ? ?c cho LED ngư? ?c lại Tất c? ? ?c dương phân đoạn LED nối chung nối với chân c? ? logic (m? ?c cao) C? ?n c? ? ?c âm LED phân đoạn kết nối với chân