TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH 2 Tên đề tài THIẾT KẾ , CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG HIỂN THỊ TRÊN LCD Sinh viên thực hiện Ph[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH Tên đề tài: THIẾT KẾ , CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG HIỂN THỊ TRÊN LCD Sinh viên thực hiện: Phạm Duy Chương Lương Văn Công Lớp : 112192.2 Giáo viên hướng dẫn: Vũ Trọng Trường NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN … …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ngày tháng năm 2023 Chữ ký giáo viên MỤC LỤC Nhận xét giáo viên .1 Lời nói đầu … Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Giới thiệu đề tài mục đích nghiên cứu………………………………7 Các phương pháp đo ………………………………………………………7 2.1 Phương pháp đo nhiệt độ ẩm …………………………………… 2.2Phương pháp đo cường độ ánh sáng………………………… ……8 Kết luận chương 1…………………………………………………… Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ………………………………………… …10 Các linh kiện mạch………………………………………… … 10 1.1 Cảm biến ánh sáng BH1750……………………………… ……10 1.2 Lcd 16x2…………………………………………………………12 1.3 Arduino………………………………………………………….14 Tổng quan mạch …………19 2.1 Môdun nhiệt nhiệt độ …………………………………… … 25 2.2 Kết nối cảm biến DHT-11 với Arduino Uno………………….….30 Chương 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH……………………………………32 Sơ đồ khối……………………………………………………………………….32 1.1 Khối nguồn……………………………………………………… 33 1.2 Khối điều khiển ……………………………………………………32 1.3 Khối hiển thị……………………………………………………….34 Sơ đồ nguyên lý…………………………………………… …………………35 2.1 Sơ đồ nguyên lý………………………………………………… .35 2.2 Nguyên lý hoạt động………………………………………… ……35 2.3 Mạch in………………………………………………………….….36 2.4 Lưu đồ thuật tốn……………………………………………………37 Hình ảnh sản phẩm thực tế…………………………………………………….39 KẾT LUẬN ĐỀ TÀI VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN…………………… …39 Phụ lục ………………………………………………………………………… 41 Tài liệu tham khảo DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ kết nối arduino với cảm biến ánh sáng .11 Hình 2.2 I2C 13 Hình 2.3 Hình ảnh kết nối I2C với LCD 13 Hình 2.4 Arduino mega2560 .14 Hình 2.5 Các cổng vào arduino 14 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý cổng vào arduino 15 Hình 2.7 Sơ đồ dạng sóng PWM .16 Hình 2.8 Các chân analog arduino 17 Hình 2.9 Hình ảnh điện áp tương ứng với bit điều khiển 17 Hình 2.10 Cổng kết nối hiển thị 18 Hình 2.11 Cổng kết nối cho I2C 19 Hình 2.12 Cổng kết nối thiết bị với SPI 20 Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý modun arduino 22 Hình 2.14 Hình ảnh ngăn xếp vùng chức vi điều khiển 25 Hình 2.15 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 26 Hình 2.16 Hình ảnh bề mặt tiếp xúc cảm biến 27 Hình 2.17 Đồ thị hiển thị biên độ nhiệt 27 Hình 2.18 Bề mặt cảm biến độ ẩm 28 Hình 2.19 Sơ đồ kết nối cảm biến DHT11 với arduino uno .30 Hình 2.20 Sơ dồ nguyên lý kết nối arduino cảm biến 31 Hình 3.1Nguồn adapter 5V 2A 32 Hình 3.2 LCD 16 cột hàng .34 Hình 3.3 Hình ảnh sơ đồ ngun lý mơ protues .35 Hình 3.4 Hình ảnh mạch in PCP 36 Hình 3.5 Hình ảnh lưu dồ thuật tốn 37 Hình 3.6 Hình ảnh sản phẩm thực tế …………………………………… 38 LỜI NÓI DẦU Với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, đời sống người có thay đổi ngày tốt hơn, với trang thiết bị đại phục vụ cho trình phát triển cơng nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước Cùng với phát triển ngành kỹ thuật điện- điện tử góp phần khơng nhỏ nghiệp xây dựng phát triển đất nước Việc áp dụng công nghệ thiết bị PLC, cảm biến, vi điều khiển… để điều khiển tự động hóa hệ thống ngày phát triển mạnh dựa tiến cơng nghệ tích hợp linh kiện bán dẫn hệ lập trình có nhớ kết hợp với máy tính điện tử Từ thời gian đầu phát triển cho thấy ưu việt ngày tính ưu việt ngày khẳng định thêm Những thành tựu góp phần nâng cao đời sống vật chất tinh thần cho người Sau nghiên cứu tìm hiểu mơn kỹ thuật cảm biến, kỹ thuật vi xử lý Trước đa dạng khả ứng dụng rộng rãi đời sống thực tế việc tìm hiểu, thiết kế ứng dụng kiến thức học thúc chúng em chọn đề tài ( THIẾT KẾ , CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ , ĐỘ ẨM VÀ CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG HIỂN THỊ TRÊN LCD ) Dưới hướng dẫn thầy nỗ lực nhiệt tình chúng em, bọn em hồn thành đề tài thời gian sớm Do kinh nghiệm thời gian hạn chế, tập đồ án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý, giúp đỡ thầy bạn để đồ án chúng em hoàn thiện hơn, để chúng em tiến đồ án sau, đặc biệt đồ án tốt nghiệp tới CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Giới thiệu đề tài mục đích nghiên cứu Ngày dịch bệnh COVID lan tràn,việc học tập sinh viên hầu hết diễn nhà dẫn đến thiếu tiếp xúc thực tế Việc nghiên cứu đề tài giúp sinh viên hiểu rõ lý thuyết học xây dựng nguyên lý giải pháp kĩ thuật,công nghệ…… Nghiên cứu đề tài “THIẾT KẾ , CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ , ĐỘ ẨM VÀ CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG HIỂN THỊ TRÊN LCD” có vai trị quan trọng đời sống, áp dụng vào nhiều lĩnh vực công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp,xây dựng,… Thực đề tài hội để tìm hiểu nhiều hơn, rõ ràng ứng dụng cảm biến độ ẩm DHT1, cảm biến thu phát với linh kiện khác thực tế Bên cạnh đó, cho thấy việc ứng dụng quan trọng điện tử vào công nghệ sống Đồng thời học hỏi thêm kinh nghiệm việc thiết kế lắp ráp mạch điện tử * Mục đích nghiên cứu đề tài Kiểm tra đánh giá tình trạng kỹ thuật thơng số bên trong, thông số kết cấu đề tài Đề xuất giải pháp, phương án để kết nối kiểm tra, chẩn đoán, khắc phục hư hỏng đề tài * Ý nghĩa Đề tài giúp sinh viên năm củng cố, tổng hợp nâng cao kiến thức chuyên ngành kiến thức thực tế xã hội Đề tài nghiên cứu “ THIẾT KẾ , CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ , ĐỘ ẨM VÀ CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG HIỂN THỊ TRÊN LCD” không giúp cho chúng em tiếp cận với thực tế mà trở nên quen thuộc với học sinh- sinh viên Các phương pháp đo 2.1 Phương pháp đo nhiệt độ ẩm Ngày độ ẩm đơn vị phổ biến ngành công nghiệp chế biến thí nghiệm cách xác định độ ẩm trang thiết bị hỗ trợ mà nhân rộng đa dạng Có nhiều cách để xác định độ ẩm nhiên qua phát triển công nghệ ngày việc xác định độ ẩm đơn giản, xác nhiều tiết kiệm thao tác, thời gian trang thiết bị 2.2 Phương pháp đo cường độ ánh sáng Kỹ thuật đo đánh giá mức độ chiếu sáng ví dụ hoạt động bao gồm Xác định độ rọi nhỏ (cường độ ánh sáng) Xác định độ tương phản chi tiết vật cần phân biệt Xác định đặc điểm Xếp loại tính chất cơng việc theo mức độ xác cơng việc CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LINH KIỆN TRONG MẠCH 1.1 Cảm biến ánh sáng BH1750 Cảm biến cường độ ánh sáng BH1750 Digital Light Sensor sử dụng để đo cường độ ánh sáng theo đơn vị lux, cảm biến có ADC nội tiền xử lý nên giá trị trả giá trị trực tiếp cường độ ánh sáng lux mà qua xử lý hay tính tốn thơng qua giao tiếp I2C Thơng số: Nguồn: 3~5VDC Điện áp giao tiếp: TTL 3.3~5VDC Chuẩn giao tiếp: I2C Khoảng đo: -> 65535 lux Kích cỡ: 21*16*3.3mm Một số ví dụ độ rọi ánh sáng: Vào buổi tối: 0.001 - 0.02 Lux Ánh trăng: 0.02 - 0.3 lux Trời nhiều mây nhà: - 50 lux Trời nhiều mây trời: 50 - 500 lux Trời nắng nhà: 100 - 1000 lux Ánh sáng cần thiết để đọc sách: 50 - 60 lux