(TIỂU LUẬN) báo cáo bài tập đề tài NGHIÊN cứu cảm BIẾN NHIỆT độ LM35 với ARDUINO

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA ĐA PHƯƠNG TIỆN BÁO CÁO BÀI TẬP Đề tài: NGHIÊN CỨU CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LM35 VỚI ARDUINO Môn học: Phát triển dich vu gia tri gia tăng m ang viên thơng Giảng viên:ThS.Hồng Thiị Thu Nhóm mơn học: 01 Nhóm thực hiện:Nhóm Vũ Vă n Mạnh Đỗ Thị Phương Nguyễ n Nhậ t Hồ!ng Kiề%u Thị Bí'ch Liê n Lã Quang Thà!nh Nguyễ n Như Đă ng Võ Ngọc Lâ n Hà Nội, 3/2022 Nguyễ n Nhậ t Hoà!ng Vũ Vă n Mạnh Đỗ Thị Phương Kiề%u Thị Bí'ch Liê n Lã Quang Thà!nh Nguyễ n Như Đă ng Võ Ngọc Lâ n Muịc luịc Chương Tổng quan Arduino Cấ3uKhá'itạniệ om Cấ3u tạo củ=a Arduino Chi tiế3t phầ%n cứ'ng bả=n củ=a Kit arduino ỨIng dụng Ưu và!nhượ c điể5m củ=a Arduino Lậ pMộ t trì!nhsố3KITArduinoArduino thườ!ng dù!ng Phầ%nThiế3t mề%mlậ pmơ ilậ ptrườ!ng,trì!nhArduinoIDE,drive Kế3t luậ n chương ChươngCả=mbiế3n2.Cảmnhiệ biếntđộ là!nhiệtgì! độ LM35 Đặ cCả=mđiể5mbiế3n nhiệ t độ LM35 Đặ c điể5m chung Nguyê nThô ngsố3lý'chihoạtiế3ttđộ ngcả=m biế3n LM35 ỨIng dụng Phầ%nBreadboardcứ'ng(Cá'c linh kiệ n cầ%n cho dự á'n) Dâ y cắJm Breadboard MotorMạchArduino UNO Lậ pBả=ngtrì!nhđiệ n tử=hiể5n thị LCD 1602 Sử=dụng phầ%n mề%m Proteus để5mơ phỏ=ng mạch Lậ p trì!nh trê n Arduino Kế3tNạluậ npcodechươngvà!chạ2y thử= 5 5 12 12 15 18 18 18 19 20 20 21 22 25 26 26 27 27 29 29 31 31 35 37 42 44 Kết luận Hì!nh Chi tiế3t Danhphầ%ncứ'ngmuịc cơhìnhbả=nảnhcủ=a Kit arduino Hì!nh 2: Arduino Uno (R3) Hì!nh 3: Arduino RedBoard Hì!nh 4: Arduino Mega(R3) Hì!nh 5: Arduino Leonardo 10 Hì!nh 6: Cà!i đặ t JRE 11 Hì!nh 7: Cà!i đặ t thư việ n CH340 13 Hì!nh 8: Giao diệ n Arduino IDE 14 Hì!nh 9: Kế3t nố3i Arduino Uno vớ'i má'y tí'nh 15 Hì!nh 10: Hiể5n thị kế3t nố3i giữ a má'y tí'nh mà! 16 Arduino Hì!nh 11 Cả=m biế3n nhiệ t độ LM35 18 Hì!nh 12: Sơ đồ%mạch củ=a cả=m biế3n LM35 21 Hì!nh 13: Cấ3u hì!nh mạch cả=m biế3n nhiệ t độ LM35 22 Hì!nh 14: Breadboard 25 Hì!nh 15: Dâ y cắJm breadboard 26 Hì!nh 16: Chí'nh ATmega328 27 Hì!nh 17: Motor 28 Hì!nh 18: Mà!n hì!nh LCD 16x2 29 Hì!nh 19: Chọn thiế3t bị mơ phỏ=ng SIMULINO UNO 20 30 Hì!nh 20: Thiế3t bị mơ phỏ=ng Arduino Uno 31 Hì!nh 22: Thiế3t bị mơ phỏ=ng LM016L 32 Hì!nh 23: Thê m cả=m biế3n LM35 32 Hì!nh 24: Mơ phỏ=ng cả=m biế3n LM35 33 Hì!nh 25: Mơ phỏ=ng cả=m biế3n LM35 34 Hì!nh 26: Bả=ng mạch hồ!n chỉ=nh 34 Hì!nh 27: Cá'ch mắJc mạch vớ'i cả=m biế3n LM35 36 Hì!nh 28: Xuấ3t file hex từ!Arduino IDE 37 Hì!nh 29: Nạp code cho phầ%n mề%m mơ phỏ=ng Hì!nh 30: Thay đổ5i nhiệ t độ mơ phỏ=ng Hì!nh 31: Kế3t quả=ở=nhiệ t độ 28 độ C Hì!nh 32: Kế3t quả=ở=nhiệ t độ 32 độ C Hì!nh 33: Kế3t quả=ở=nhiệ t độ 36 độ C Chương Tổng quan Arduino 1.1 Khái niệm - Arduino là!nề%n tả=ng tạo mẫ u điệ n tử=mã nguồ%n mở=, sử=dụng nhằUm xâ y dựng cá'c ứ'ng dụng điệ n tử=tương tá'c vớ'i hoặ c vớ'i mô i trườ!ng đượ c thuậ n tiệ n, dễ dà!ng - Nề%n tả=ng mẫ u nà!y giố3ng mộ t má'y tí'nh thu nhỏ=, giú'p ngườ!i dù! ng lậ p trì!nh và!thực hiệ n cá'c dự á'n điệ n tử=mà!khô ng cầ%n phả=i đế3n cá'c cô ng cụ chuyê n dụng để5phục vụ việ c nạp code Phầ%n mề%m nà!y tương tá'c vớ'i thế3giớ'i bê n ngồ!i thơ ng - qua cá'c cả=m biế3n điệ n tử=, đè!n và!độ ng 1.2 Cấu tạo 1-.2.1Phầ%n.Cấucứ'ng:tạoPhầ%ncủa cứ'ngArduinogồ%m mộ t board mạch mã nguồ%n mở= (thườ!ng gọi là!vi điề%u khiể5n): có'thể5lậ p trì!nh đượ c - Phầ%n mề%m: Là!phầ%n mề%m nguồ%n mở=tương tự C ++ Mơ i trườ!ng phá't triể5n tí'ch hợ p Arduino (IDE – Integrated Development Environment) cho phé'p bạn soạn thả=o, biê n dịch code, nạp chương trì!nh cho board 1.2.2 Chi tiết phần cứng Kit arduino Hình Chi tiết phần cứng Kit arduino : là!châ n cắJm để5tả=i mã lậ p trì!nh từ!PC lê n chip điề%u(1)khiể5nCổng.Đồ%ngUSBthờ!i đâ y cũ ng là!cổ5ng giao tiế3p serial giú'p truyề%n liệ u từ!chip điề%u khiể5n và!o má'y tí'nh để5chạy Arduino, bạn hồ!n tồ!n có'thể5nạp nguồ %n(2)từ!Jacổ5ngknguồn:USBở=trê n Tuy nhiê n khơ ng phả=i lú'c nà!o cũ ng kế3t nố3i vớ'i má'y tí'nh đượ c Có'nhữ ng dự á'n cầ%n thực hiệ n ngồ!i trờ!i cầ%n mộ t nguồ%n điệ n khá'c vớ'i mứ'c điệ n á'p từ!9V -12V nhữ ng châ n đá'nh số3từ!0 – 12 là!hà!ng digital pin (3)Đâ yHlà!nơigHeader:truyề%n– nhậ n cá'c tí'n hiệ u số3 Bê n cạnh đó'sẽ có'mộ t pin đấ3t (GND) và!pin điệ n á'p tham chiế3u (AREF) ( chủ=yế3u liê n quan tớ'i điệ n á'p đấ3t, nguồ%n thứ 2: 4) Hàng header đâ y là!cá'c châ n để5nhậ p – xuấ3t cá'c tí'n hiệ u(5)analogHàng(đọheadercthơ ngthứtin 3:củ=a cá'c thiế3t bị cả=m biế3n) phậ n xử=lý'trung tâ m củ=a toà!n bo mạch(6).Vớ'iChipmỗ iđiềumẫ ukhiểnArduinoAVR:khá'c nhau, chip nà!y khá'c Ví'dụ trê n Arduino Uno thì!sẽ sử=d ụng ATMega328 1.3 Ứng dụng Arduino có'nhiề%u ứ'ng dụng đờ!i số3ng, việ c chế3tạo cá'c thiế3t bị điệ n tử=chấ3t lượ ng cao, mộ t số3ứ'ng dụng có'thể5kể5đế3n - Lậ p trì!nh robot: Arduino chí'nh là!mộ t phầ%n quan trọng trung tâ m xử=lý'giú'p điề%u khiể5n đượ c hoạt độ ng củ=a robot - Lậ p trì!nh má'y bay khơ ng ngườ!i lá'i Có'thể5nó'i đâ y là! ứ'ng dụng có'nhiề%u kỳ!vọng tương lai - Game tương tá'c: chú'ng ta có'thể5dù!ng Arduino để5tương tá'c vớ'i Joystick, mà!n hì!nh, để5chơi cá'c trò!như Tetrix, phá'gạch, Mario và!nhiề%u game rấ3t sá'ng tạo nữ a - Arduino điề%u khiể5n thiế3t bị á'nh sá'ng cả=m biế3n tố3t Là!mộ t nhữ ng phầ%n quan trọng câ y đè!n giao thô ng, cá'c hiệ u ứ'ng đè!n nhá'y cà!i đặ t là!m nổ5i bậ t cá'c biể5n quả=ng cá'o - Arduino cũ ng đượ c ứ'ng dụng má'y in 3D và!nhiề%u ứ'ng dụng khá'c tù!y thuộ c và!o khả=nă ng sá'ng tạo củ=a ngườ!i sử=dụng.7 Có'bộ ký'tự đượ c xâ y dựng hỗ trợ tiế3ng Anh và! tiế3ng - Nhậ t, xem thê m HD44780 datasheet để5biế3t thê m chi tiế3t 2.5 Lập trình Sau đâ y nhó'm xin trì!nh bà!y về%ứ'ng dụng củ=a cả=m biế3n nhiệ t độ để5xâ y dựng mô phỏ=ng dự á'n hiể5n thị kế3t quả=nhiệ t độ mô i trườ!ng, tự độ ng bá'o đè!n, bậ t quạt nhiệ t độ độ mô i trườ!ng quá' nó'ng dựa trê n phầ%n mề%m giả=lậ p Proteus và!phầ%n mề%m Arduino IDE 2.5.1 Chọ Sửdụngncá'c phầnlinhkiệ mềmncầ%nProteusthiế3t chođểmôdự phỏngá'n: mạch - Chọn thiế3t bị Simulino Uno thuộ c thư việ n Arduino 31 Hình 19: Chọn thiết bị mơ SIMULINO UNO Hình 20: Thiết bị mơ Arduino Uno - Chọn mà!n hì!nh LM1602 thư việ n DISPLAY nhằUm mơ phỏ=ng mà!n hì!nh LCD16x2 để5hiể5n thị nhiệ t độ 32 Hình 21: Chọn thiết bị mơ LM016L - ChọHìnhcả=m22:biế3nThiếtnhiệ bịmơtđộ phỏngLM35LM016Lcủ=athư việ n NATDAC để5 mơ phỏ=ng cả=m biế3n nhiệ t độ LM35 Hình 23: Thêm cảm biến LM35 33 - Chọn MotorHình 24:để5mơ Mơphỏ=ng motorcảmbiến LM35 Hình 25: Thêm Motor - Kế3t nố3i cá'c thà!nh phầ%n lại vớ'i 34 Hình 26: Bảng mạch hồn chỉnh 2.5.2 Lậ ptrì!nhtrình sketchtrênArduinochomạch điề%u khiể5n Uno: #include LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); int sersorT = A0; int LED= 9; int FAN= 10; float temp; void setup() { / put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); lcd.print("Temperture"); pinMode(LED, OUTPUT); pinMode(FAN, OUTPUT); } 35 void loop() { / put your main code here, to run repeatedly: int niiDigital= analogRead(sersorT); temp= (5.0*niiDigital*100)/1024.0; Serial.println(temp); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(temp); lcd.print(" Celcius"); delay(500); if(temp >=32 ) {digitalWrite(LED, HIGH);} if(temp >=35 ) {digitalWrite(FAN, HIGH);} if(temp Export complied export hoặ c bấ3m tổ5hợ p Ctrl + Alt + S để5tạo file HEX cù!ng thư mục vớ'i file code: 37 Hình 28: Xuất file hex từ Arduino IDE Truy cậ p phầ%n mề%m proteus: Nhấ3n double click và!o mạch UNO và! chọn file HEX trê n để5nạp code: Hình 29: Nạp code cho phần mềm mô 38 Nhấ3n OK để5hồ!n thà!nh Nhấ3n chạy để5thực hiệ n q'trì!nh thu đượ c kế3t quả=như sau: Lựa chọn tă ng giả=m nhiệ t độ mô phỏ=ng củ=a cả=m biế3n bằUng cá'ch bấ3m chọn mũ i tê n tă ng giả=m trê n cả=m biế3n mơ phỏ=ng: Hình 30: Thay đổi nhiệt độ mô 39 Khi chọn mứ'c nhiệ t là!28 độ C dướ'i 30 độ C, cả=motor và!LED đề %u khô ng hoạt độ ng, mứ'c nhiệ t hiể5n thị là!28.32, sai số3khơ ng lớ'n Khi nhiệ t độ ở=Hìnhmứ'c31:32Kếtđộ C,quảLEDởnhiệtđã sá'ng,độ28mà!nđộ hì!nhC hiể5n thị 32.23 độ 40 Hình 32: Kết nhiệt độ 32 độ C Khi cà!i đặ t nhiệ t độ là!36 độ C, trê n mứ'c 35 đ ộ C, cả=LED và! motor đề%u hoạt độ ng và!nhiệ t độ hiể5n thị là!36.13 độ C 41 Hình 33: Kết nhiệt độ 36 độ C Có'thể5thấ3y dự á'n xâ y dựng hoạt độ ng tố3t và!thực hiệ n đượ c nhữ ng yê u cầ%u đề%ra ban đầ%u 2.6 Kết luận chương Chương trì!nh bà!y sơ qua về%cá'c vấ3n đề%chí'nh cấ3u tạo, đặ c điể5m,dụng củ=acá'chcủ=athứ'ccả=mhoạbiế3ntđộ ngLM35cũ ngthô ngnhưquađã xâ yArduino.dựng D ựthà!nhá'n cô ngđ ược m ộ txâ y ứ'ng dựcá'cngđầ%ydựđủ=atrê ncá'c tí'nhcá'clinhnă ngkiệ nđặ tdễ ratì!m,ban đơnđầ%u là!:giả=n.Hiể5nKế3tth ịqu ả=rõ dựnhiệ tá'n đ ộ th ựmô ichi ệ n trườ!ng mà!n hì!nh, chuyể5n đổ5i thà!nh ng tí'n hiệ u từ!cả=m bi ế3n 42 LM35, cả=nh bá'o đè!n, chạy motor nhiệ t độ q'nó'ng Ngồ!i qua q'trì!nh thực hiệ n có'thể5nhậ n rõ mộ t nhữ ng ưu điể5m củ=a cả=m biế3n LM35 kí'ch thướ'c nhỏ=gọn , dễ dà!ng lắJp đặ t cá'c khô ng gian hẹp & board mạch, khô ng yê u cầ%u bấ3t kỳ!hiệ u chuẩ5n bê n ngoà!i nà!o, lớ'p vỏ= cũ ng bả=o vệ nó'khỏ=i bị quá'nhiệ t, chi phí'thấ3p, sai số3nhỏ= Song song vớ'i đó'cả=m biế3n cị!n nhượ c điể5m ké'm bề%n, khô ng chịu nhiệ t độ cao trê n 150 độ C, cầ%n có'mạch để5đọc đượ c tí'n hiệ n mV biế3n Tổ5ng kế3t lại vớ'i cấ3u tạo cũ ng nhữ ng ưu điể5m trê n, cả=m LM35 phù!hợ p cho cá'c cô ng việ c nghiê n cứ'u, học tậ p, ứ'ng dụng cá'c cả=m biế3n nhiệ t độ củ=a điề%u hò!a, tủ=lạnh, hệ thố3ng HVAC, … 43 Kết luận Trê n đâ y là!bá'o cá'o củ=a nhó'm em tì!m hiể5u về%cả=m biế3n nhiệ t độ LM35 Arduino Vì!quá'trì!nh tì!m hiể5u khơ ng trá'nh sai só't nê n chú'ng em mong cô và!cá'c bạn thô ng c ả=m Chú'ng em xin châ n thà!nh cả=m ơn! 44 Tài liệu tham khảo IoT Market Việ t Nam(2017), Arduino cho ngườ!i m ớ'i bắJt đ ầ%u, NXB Bá'ch Khoa, Hà!Nộ i Nguyễ n Đứ'c Việ t, Nguyễ n Đứ'c Minh (2020), Th ực hà!nh c s ở=, Học việ n ng nghệ Bưu chí'nh viễ n thơ ng, Thư việ n điệ n tử=PTIT 45 ... đo nhiệt độ đóng vai trị quan trọng sản xuất công nghiệp nhiều lĩnh vực khác - Cảm biến nhiệt độ thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi nhiệt độ đại lượng cần đo 2.2 Cảm biến nhiệt độ LM35 Cảm biến. .. độ LM35 Cảm biến LM35 cảm biến nhiệt mạch tích hợp xác cao mà điện áp đầu tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius Dùng để đo biến đổi nhiệt độ LM35 cảm biến nhiệt độ giá rẻ, thường... để đo nhiệt độ theo độ C Nó với thể đo nhiệt độ xác so với điện trở nhiệt tầm giá Cảm biến tạo điện áp có đầu cao cặp nhiệt điện khơng cần điện áp đầu khuếch đại Ưu điểm LM35 so với cặp nhiệt