ĐỒ án điều KHIỂN và GIÁM sát NHIỆT độ lò sấy HIỂN THỊ LCD đồ án hệ THỐNG NHÚNG kỹ THUẬT điều KHIỂN – tự ĐỘNG HOÁ

111Equation Chapter Section 1TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ LÒ SẤY HIỂN THỊ LCD ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN – TỰ ĐỘNG HOÁ Họ tên người thực hiện: Nguyễn Kevin Duy MSSV: 41901084 Người hướng dẫn :TS Trần Đức Anh Minh THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 i ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ LÒ SẤY HIỂN THỊ LCD ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN – TỰ ĐỘNG HOÁ Họ tên người thực hiện: Nguyễn Kevin Duy MSSV: 41901084 Người hướng dẫn :TS Trần Đức Anh Minh THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 LỜI CẢM ƠN ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang Em xin cảm ơn giảng viên môn Trần Đức Anh Minh hướng dẫn tận tình, chi tiết để em thực môn đồ án nhúng Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm đề tài hạn chế kiến thức, đồ án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía Thầy để đồ án tới hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thầy TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Tác giả Nguyễn Kevin Duy ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học ………………………………………… Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, Đồ án tốt nghiệp/ tổng hợp sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung Đồ án tốt nghiệp/ tổng hợp Trường Đại học Tôn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Tác giả (ký tên ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG Họ tên sinh viên: Nguyễn Kevin Duy Lớp:19040303 MSSV: 41901084 Tên đề tài: Hệ thống giám sát điều khiển nhiệt độ lò sấy Tuần/Ngày Kiểm tra kỳ 10 11 12 ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 13 14 Nộp Đồ án tốt nghiệp ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 MỤC ĐÍCH CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 Ý TƯỞNG MÔ PHỎNG CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 2.1 ARDUINO UNO R3 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Bảng thông số kỹ thuật 2.1.3 Nguồn 2.1.4 Các cổng vào/ra 2.2 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LM35 2.2.1 Định nghĩa: 2.2.2 Sơ đồ chân & bảng thông số kĩ thuật 2.3 MODULE L298 2.3.1 Định nghĩa: 2.3.2 Thông số kĩ thuật 2.3.3 Các chân L298 2.3.4 Cơ sở lý thuyết điều chế độ rộng x 2.4 LCD 16X2 2.4.1 Định nghĩa: 2.4.2 Thông số kĩ thuật & chân LCD 2.5 MODULE RELAY 5V CÓ OPTO CÁCH LY 2.5.1 Định nghĩa: 2.5.2 Thông số kĩ thuật 2.5.3 Nguyên lý hoạt động CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG ĐÃ LẮP ĐẶT 3.1 PHẦN CỨNG SAU KHI LẮP ĐẶT 3.2 SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI PHẦN CỨNG CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH HOẠT ĐỘNG 4.1 NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 4.2 PHẦN CODE ARDUINO CỦA HỆ THỐNG .25 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 29 5.1 KẾT LUẬN 29 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 MỤC ĐÍCH CHỌN ĐỀ TÀI - Nhiệt độ yếu tố quan trọng tất lĩnh vực khoa học tự nhiên, bao gồm vật lý, hóa học, y học, sinh học, đặc biệt sản xuất, công nghiệp sống sinh hoạt ngày Nhưng cơng nghệ cịn sơ khai, khoa học chưa phát triển yếu tố nhiệt độ tự nhiên thứ khó tác động Chính vậy, với tiến khoa học, cơng nghệ người khống chế, đo lường nhiệt độ trình sản xuất, sống ngày - Với ý tưởng nên đề tài giám sát điều khiển nhiệt độ lò sấy đề tài phổ biến thông dụng hầu hết khâu sản xuất công nghiệp sản xuất, vận chuyển làm khô trái cây, dùng để điều chỉnh nhiệt dộ phù hợp để ấp trứng,… 1.2 Ý TƯỞNG MÔ PHỎNG - Để mơ lị sấy trước hết ta cần có hộp vừa đủ để trình bày linh kiện bên - Các linh kiện sử dụng mạch lị sấy: 1.Cơng tắc 2.Nguồn pin 3,7V x 3.Bóng đèn 40W-240V 4.Quạt 12V, 0.2A 5.Phích cắm - Phía bên hộp gồm bóng đèn có chui nối phích cắm, quạt cảm biến nhiệt độ LM35 Xung quanh hộp gồm công tắc, mạch Arduino ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 18  Output A/B: nối với động A/B bạn ý chân +, - Nếu bạn nối ngược động chạy ngược Và ý nối động bước, ta phải đấu nối pha cho phù hợp 2.3.4 Cơ sở lý thuyết điều chế độ rộng xung PWM - Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) phương pháp điều chỉnh điện áp tải, hay nói cách khác, phương pháp điều chế dựa thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông, dẫn đến thay đổi điện áp Các PWM biến đổi có tần số khác độ rộng sườn dương hay sườn âm Vì phương pháp dùng phổ biến việc tăng hay giảm tốc độ động DC - Nguyên lý : Trong khoảng thời gian - t0, ta cho van G mở, toàn điện áp nguồn Ud đưa tải Còn khoảng thời gian t0 - T, cho van G khóa, cắt nguồn cung cấp cho tải Vì với t0 thay đổi từ T, ta cung cấp toàn , phần hay khóa hồn tồn điện áp cung cấp cho tải - Cơng thức tính giá trị trung bình điện áp tải : Gọi t1 thời gian xung sườn dương (khóa mở ) cịn T thời gian sườn âm dương, Umax điện áp nguồn cung cấp cho tải Ta có: ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 19 Ud = Umax.( t1/T) (V) hay Ud = Umax.D (Với D = t1/T hệ số điều chỉnh tính % tức PWM) 2.4 LCD 16X2 2.4.1 Định nghĩa: - Màn hình LCD 16x2 linh kiện sử dụng rộng rãi thị kết mong muốn LCD 1602 có nhiều ưu điểm so với dạng hiển thị khác như: khả hiển thị kí tự đa dạng (kí tự đồ họa, chữ, số, ); đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác dễ dàng , tiêu tốn tài nguyên hệ thống, giá thành rẻ,… 2.4.2 Thông số kĩ thuật & chân LCD Hình 4: Linh kiện LCD16x2 Điện áp MAX : 7V Điện áp MIN : - 0,3V Điện áp mức thấp : 2.4 Hoạt động ổn định : 2.7-5.5V Dòng điện cấp nguồn : 350uA - 600uA Nhiệt độ hoạt động : - 30 – 75 - Chức chân LCD 1602: ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 20 Chân số - VSS : chân nối đất cho LCD nối với GND mạch điều khiển Chân số - VDD : chân cấp nguồn cho LCD, nối với VCC=5V mạch điều khiển Chân số - VE : điều chỉnh độ tương phản LCD Chân số - RS : chân chọn ghi, nối với logic "0" logic "1":  Logic “0”: Bus DB0 - DB7 nối với ghi lệnh IR LCD (ở chế độ “ghi” - write) nối với đếm địa LCD (ở chế độ “đọc” - read)  Logic “1”: Bus DB0 - DB7 nối với ghi liệu DR bên LCD Chân số - R/W : chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write), nối với logic “0” để ghi nối với logic “1” đọc Chân số - E : chân cho phép (Enable) Sau tín hiệu đặt lên bus DB0-DB7, lệnh chấp nhận có xung cho phép chân sau:  Ở chế độ ghi: Dữ liệu bus LCD chuyển vào ghi bên phát xung (high-to-low transition) tín hiệu chân E  Ở chế độ đọc: Dữ liệu LCD xuất DB0-DB7 phát cạnh lên (low-to-high transition) chân E LCD giữ bus đến chân E xuống mức thấp Chân số đến 14 - D0 đến D7: đường bus liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có chế độ sử dụng đường bus là: Chế độ bit (dữ liệu truyền đường, với bit MSB bit DB7) Chế độ bit (dữ liệu truyền đường từ DB4 tới DB7, bit MSB DB7) Chân số 15 - A : nguồn dương cho đèn Chân số 16 - K : nguồn âm cho đèn  Chú ý: LCD có nhiều nhiều chân gây khó khăn q trình đấu nối chiếm dụng nhiều chân vi điều khiển Module I2C LCD đời giải vấn để cho ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 21 - Thông số kĩ thuật I2c: Điện áp hoạt động: 2.5-6V DC Hỗ trợ hình: LCD1602,1604,2004 (driver HD44780) Giao tiếp: I2C Địa mặc định: 0X27 (có thể điều chỉnh ngắn mạch chân A0/A1/A2) Tích hợp Jump chốt để cung cấp đèn cho LCD ngắt Tích hợp biến trở xoay điều chỉnh độ tương phản cho LCD - Để sử dụng hình LCD giao tiếp I2C sử dụng Arduino ta cần cài đặt thư viện Liquidcrystal_I2C - Thay phải chân vi điều khiển để kết nối với LCD 16×2 (RS, EN, D7, D6, D5 D4) module IC2 bạn cần tốn chân (SCL, SDA) để kết nối - Module I2C hỗ trợ loại LCD sử dụng driver HD44780(LCD 16×2, LCD 20×4, …) tương thích với hầu hết vi điều khiển 2.5 MODULE RELAY 5V CÓ OPTO CÁCH LY 2.5.1 Định nghĩa: - Module Relay với opto cách ly hl 5v sử dụng để đóng ngắt nguồn điện cơng suất cao AC DC, chọn đóng kích mức cao mức thấp Jumper, giúp cho việc sử dụng trở nên an tồn với board mạch - Tiếp điểm đóng ngắt gồm tiếp điểm NC (thường đóng), NO(thường mở) COM(chân chung) cách ly hoàn toàn với board mạch chính, trạng ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 22 thái bình thường chưa kích NC nối với COM, có trạng thái kích COM chuyển sang nối với NO kết nối với NC Hình 5: Linh kiện relay 5v có opto 2.5.2 Thông số kĩ thuật Sử dụng điện áp nuôi DC 5V Relay Relay tiêu thụ dòng khoảng 80mA Điện đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A DC30V ~ 10A Có đèn báo đóng ngắt Relay Có thể chọn mức tín hiệu kích qua jumper Kích thước: 1.97 in x 1.02 in x 0.75 in (5.0 cm x 2.6 cm x 1.9 cm) 2.5.3 Nguyên lý hoạt động - Mạch mạch điều khiển bóng đèn,gồm trạng thái chuyển tiếp: gồm trạng thái đóng trạng thái mở (1) Trạng thái mở: relay ngắt mạch và mạch khơng hoạt động, đèn tắt (2) Trạng thái đóng: relay kích lên làm kín mạch, giữ dịng điện nên mạch hoạt động, đèn sáng ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 23 (1) (2) CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG ĐÃ LẮP ĐẶT 3.1 PHẦN CỨNG SAU KHI LẮP ĐẶT ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 24 3.2 SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI PHẦN CỨNG ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 25 CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH HOẠT ĐỘNG 4.1 NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG - Nguyên lý hoạt động sau: ta dùng cổng USB cho Arduino làm nguồn Khi LM35 đo nhiệt độ hộp kết lên hình LCD Ta chia thành trường hợp: Nếu nhiệt độ nhỏ 30 độ C quạt tắt, relay mức thấp nên đèn sáng ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 26 Nếu nhiệt độ lớn 30 độ C nhiệt độ nhỏ 34 độ C quạt cấp độ 1, đèn tiếp tục sáng Nếu nhiệt độ lớn 36 độ C quạt cấp độ relay kích mức cao, đèn tắt quạt làm mát môi trường  - Lưu ý: Ở nhiệt độ từ khoảng từ 34 đến 36 khơng thực câu lệnh nên trường hợp tiếp tục để sấy khô Sau tắt đèn, quạt thổi cấp độ mạnh để làm mát, giảm nhiệt độ môi trường hộp nhiệt độ giảm trường hợp 2, quạt cấp độ bóng đèn mở để trì nhiệt độ vừa đủ để sấy khô 4.2 PHẦN CODE ARDUINO CỦA HỆ THỐNG #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); //SCL SDA #define in1 #define in2 #define ENA int tocdo = 0; int relay=7; float nhietdo; int chanlaynhiet=A1; void stop() { digitalWrite(6, 0); digitalWrite(8, 0); analogWrite(9, tocdo); } ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 27 void cap1() { digitalWrite(6, 1); digitalWrite(8, 0); analogWrite(9, tocdo + 155); } void cap2() { digitalWrite(6, 1); digitalWrite(8, 0); analogWrite(9, tocdo + 255); } void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(6, OUTPUT); pinMode(7, OUTPUT); pinMode(9, OUTPUT); pinMode(8,OUTPUT); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("DO NHIET :"); ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 28 lcd.setCursor(3, 1); lcd.print("DAHTN "); } void loop() { int reading=analogRead(A0); nhietdo=analogRead(chanlaynhiet);//Lấy nhiệt độ từ LM35 nhietdo=(nhietdo*5.0*1000.0/1024.0)/10; delay(1000); Serial.print("Nhiet hien tai la: ");//In hình Serial.print(nhietdo); Serial.print("do C"); Serial.println();//Lệnh xuống hàng delay(500); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(nhietdo); delay(1000); if(nhietdo< 30) { stop(); digitalWrite(relay,LOW); } else if(nhietdo>=30&&nhietdo36) { cap2(); digitalWrite(relay,HIGH); } } CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 1.1 5.1 KẾT LUẬN - Sau lắp đặt nạp code vào phần cứng mơ hình hoạt động tốt, với mong đợi ban đầu Nhưng mơ hình nhỏ, sử dụng bóng đèn 40W quạt 12V với dòng 0.2A nên thời gian ban đầu để chờ nhiệt độ hộp tăng lên với đièu kiện đề khoảng thời gian lâu, khoảng 5-8 phút ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 30 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Nếu có hội phát triển thêm em dùng hộp thay cho hộp giấy cho giấu hết linh kiện bên ngồi để bảo vệ tăng tính thẩm mỹ cho hệ thống - Ngoài em bổ sung thêm băng chuyền để di chuyển đồ vật vào hệ thống để thực sấy khô di chuyển vật sau sấy khô vào thùng khác Và tất nhiên thay đổi quạt bóng đèn với cơng suất cao để đồ vật sấy khơ cách nhanh chóng an tồn ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1) https://www.youtube.com/watch?v=zFi7TsnIHpU&t=656s 2) https://www.youtube.com/watch? 3) 4) 5) 6) 7) v=rSyNxhsO5iA&list=PLbXfdmXVl3hMOJpz9stcAMQEYcOkckYpE&ind ex=24&t=789s https://www.youtube.com/watch?v=_Dt1PcwgXo&list=PLbXfdmXVl3hMOJpz9stcAMQEYcOkckYpE&index=23 https://thegioidienco.vn/relay.html https://www.youtube.com/watch? v=wm5A_XQZDw8&list=PLbXfdmXVl3hMOJpz9stcAMQEYcOkckYpE& index=19 https://www.youtube.com/watch? v=vjBNL4pUFmQ&list=PLbXfdmXVl3hMOJpz9stcAMQEYcOkckYpE&i ndex=10 https://www.youtube.com/watch? v=sa227ziPXyg&list=PLbXfdmXVl3hMOJpz9stcAMQEYcOkckYpE&inde x=16 ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG Trang A-1 ...ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ LÒ SẤY HIỂN THỊ LCD ĐỒ ÁN HỆ THỐNG... tên) ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG Họ tên sinh viên: Nguyễn Kevin Duy Lớp:19040303 MSSV: 41901084 Tên đề tài: Hệ thống giám sát điều khiển nhiệt độ lò sấy Tuần/Ngày... điều khiển động ngõ OUTPUT A, IN3 & IN4 chân điều khiển động ngõ OUTPUT B ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG Trang 18  Output A/B: nối với động A/B bạn ý chân +, - Nếu bạn nối ngược động chạy ngược Và