Giới thiệu về IoT
1.1.1 Một số khái niệm về IoT
Internet of Things (IoT) là thuật ngữ dùng để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết cũng như sự tồn tại của chúng trong một kiến trúc mang tính kết nối Đây là một viễn cảnh trong đó mọi vật, mọi con vật hoặc con người được cung cấp các định danh và khả năng tự động truyền tải dữ liệu qua một mạng lưới mà không cần sự tương tác giữa con người-với-con người hoặc con người-với-máy tính IoT tiến hoá từ sự hội tụ của các công nghệ không dây, hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) và Internet Cụm từ này được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999 Ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT [1].
IoT phải có 2 thuộc tính: một là đó phải là một ứng dụng internet Hai là, nó phải lấy được thông tin của vật chủ
Hình 1.2 Sự gia tăng nhanh chóng của giao tiếp máy – máy
Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là mạng lưới thiết bị kết nối internet viết tắt là IoT là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh riêng của mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và internet Nó đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó.
Hiểu một cách đơn giản IoT là tất cả các thiết bị có thể kết nối với nhau. Việc kết nối có thể thực hiện qua wifi, kết nối băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể là đện thoại thông minh, máy máy tính bảng, điều hòa, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác Cisco nhà cung cấp giải pháp thiết bị hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối internet, thậm chí con số này còn gia tăng nhiều hơn nữa IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ bao gồm cả con người và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị, thiết bị và thiết bị.
1.1.2 Cơ sở kỹ thuật của IoT
Trong Internet of Things, cảm biến đóng vai trò then chốt, nó đo đạt cảm nhận giá trị từ môi trường xung quanh rồi gửi đến bộ vi xử lý sau đó được gửi lên mạng Chúng ta có thể bắt gặp một số loại cảm biến về cảnh báo cháy rừng, cảnh báo động đất, cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, Để giúp cho thiết bị kéo dài được thời gian sống hơn thì đòi hỏi cảm biến cũng phải tiêu hao một lượng năng lượng cực kỳ thấp Bên cạnh đó độ chính xác và thời gian đáp ứng của cảm biến cũng phải nhanh Để giá thành của thiết bị thấp thì đòi hỏi giá cảm biến cũng phải thấp.
Hình 1.3 Một số cảm biền hay gặp Điểm quan trọng của IoT đó là các đối tượng phải có thể được nhận biết và định dạng (identifiable) Nếu mọi thứ được "đánh dấu" để phân biệt bản thân đối tượng đó với những thứ xung quanh thì chúng ta có thể hoàn toàn quản lí được nó thông qua máy tính Việc đánh dấu (tagging) có thể được thực hiện thông qua nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID, NFC, mã vạch, mã QR, watermark kĩ thuật số Việc kết nối thì có thể thực hiện qua wifi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại
Ngoài những kĩ thuật nói trên, nếu nhìn từ thế giới web, chúng ta có thể sử dụng các địa chỉ độc nhất để xác định từng vật, chẳng hạn như địa chỉ IP Mỗi thiết bị sẽ có một IP riêng biệt không nhầm lẫn Sự xuất hiện của IPv6 với không gian địa chỉ cực kì rộng lớn sẽ giúp mọi thứ có thể dễ dàng kết nối vào Internet cũng như kết nối với nhau.
1.1.3 Xu hướng phát triển của thế giới với IoT
Mặc dù đã có từ lâu nhưng kỷ nguyên Internet of Things chỉ thực sự được chú ý và bùng nổ trong những năm gần đây, sau sự phát triển của smartphone, tablet và những kết nối không dây,… Và ngay sau khi nhận được sự chú ý của cộng đồng, IoT đã cho thấy tiềm năng của mình với những số liệu đáng kinh ngạc.
Là “một trong những phát kiến quan trọng và quyền lực nhất của loài người”, Cisco IBSG, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, bao gồm hàng tỷ thiết bị di động, tivi, máy giặt, … Để thấy được sự phát triển của lĩnh vực này, họ cũng đưa ra số liệu vào năm 1984, khi mà Cisco mới thành lập mới chỉ có khoảng 1.000 thiết bị được kết nối mạng toàn cầu, đến năm 2010, con số này đã lên mức 10 tỷ.
Intel, đơn vị mới tham gia vào thị trường sản xuất chip cho các thiết bị thông minh phục vụ IoT cũng đã thu về hơn 2 tỷ USD trong năm 2014 từ lĩnh vực này, tăng trưởng 19% so với năm 2013 Những con số khẳng định IoT là xu hướng của tương lai Internet of Things đến năm 2020 dự kiến sẽ đạt đến: 4 tỷ người kết nối với nhau, 4 ngàn tỷ USD doanh thu, hơn 25 triệu ứng dụng,hơn 25 tỷ hệ thống nhúng thông minh và 50 ngàn tỷ Gigabytes dữ liệu.
Tác động của IoT rất đa dạng, trên các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hóa, giao thông…
Cụ thể với lĩnh vực sản xuất - chế tạo, hiện theo thống kê của PwC, đã có 35% nhà sản xuất sử dụng cảm biến thông minh, 10% dự kiến sẽ sử dụng và 8% có kế hoạch sử dụng các thiết bị thông minh này trong 3 năm tới.
Trong lĩnh vực dầu khí, khai thác mỏ, dự kiến sẽ có 5,4 triệu thiết bị IoT được triển khai tại các cơ sở khai thác tới năm 2020 Chủ yếu sẽ là các bộ cảm biến kết nối Internet giúp cung cấp thông tin về môi trường Dầu khí là một trong những ngành công nghiệp chủ chốt ứng dụng IoT trên diện rộng tới năm 2020.
Trong khi đó, xe hơi kết nối đang là xu hướng nổi bật của thiết bị IoT hiện nay Dự tính tới năm 2020, sẽ có hơn 220 triệu xe kết nối lưu thông trên đường
Về bảo hiểm, 74% lãnh đạo trong ngành bảo hiểm tin rằng IoT sẽ thay đổi cơ bản chính sách bảo hiểm trong 5 năm tới, 74% có kế hoạch đầu tư phát triển và thực hiện các chiến lược về IoT - theo một nghiên cứu của SMA Research.
Còn với quốc phòng, chi tiêu cho các thiết bị bay không người lái dự kiến sẽ đạt 8,7 tỉ USD vào năm 2020 Ngoài ra, theo dự báo của Frost & Sullivan, sẽ có khoảng 126.000 robot quân sự sẽ được triển khai vào năm 2020.
Lĩnh vực nông nghiệp cũng không nằm ngoài vòng xoáy IoT Dự kiến sẽ có
75 triệu thiết bị IoT được triển khai trong lĩnh vực này vào năm 2020, với tỉ lệ tăng hàng năm đạt 20% Chủ yếu đó sẽ là những bộ cảm biến đặt trong lòng đất để theo dõi độ axit, nhiệt độ và các thông số giúp canh tác vụ mùa hiệu quả hơn.
Tổng quan về smartcampus
1.2.1 Giới thiệu mô hình smartcampus Được biết, Smart Campus hướng đến mục tiêu thiết lập một mạng lưới kết nối trong toàn trường với các dịch vụ thông minh hỗ trợ việc dạy, học và quản lý trên nền tảng IoTs, cùng với trí tuệ nhân tạo.
Smart Campus cũng tạo tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu tạo nền tảng hợp nhất các giải pháp về phân tích, thiết kế, quản lý, mô phỏng cho một “Khuôn viên thông minh”, hướng đến vì Đà Nẵng - một Thành phố thông minh.
Smart Campus được lắp đặt các thiết bị điện,điện tử có thể được điều khiển, tự động hóa hoặc bán tự động Thay thế con người thực hiện hoặc một số thao tác quản lý,điều khiển Hệ thống điện tử này giao tiếp với người dùng thông qua ứng dụng trên điện thoại di động hoặc một giao diện web…
Hình 1.5 Một số chức năng Smart Campus 1.2.2 Nguyên tắt hoạt động của Smartcampus
Smart campus được hiểu là hệ thống các thiết bị điện tử được kết hợp với nhau thành mạng thiết bị và hoạt động theo kịch bản tùy biến nhằm tạo ra môi trường sống tiện nghi, an toàn, tiết kiệm năng lượng Một hệ thống smartcampus cơ bản bao gồm một máy tính điều khiển trung tâm, được gọi là máy chủ (Home Server), có nhiệm vụ kết nối các thiết bị với nhau và điều khiển toàn bộ hệ thống.
Các thiết bị đầu cuối là những thiết bị điện tử như các thiết bị an ninh, hệ thống cửa, , rèm màng, hệ thống đèn,báo cháy … Các thiết bị này được kết nối với nhau trong hệ thống mạng thiết bị bằng công nghệ truyền dữ liệu, qua đường điện (Power line communication – PLC) hoặc không dây (Zigbee) và được kết nối trực tiếp đến Home Server
Cuối cùng là hệ thống các phần mềm điều khiển smartcampus cài đặt trênHome Server, trên các thiết bị điều khiển và các thiết bị điện tử đầu cuối Chủ nhân của hệ thống có thể kiểm soát, điều khiển cũng như các thiết bị trong smartcampus bằng nhiều phương tiện như: điện thoại di động, tablet, laptop… ở bất kì đâu và bất kỳ lúc nào.
Với sự phát triển không ngừng của khoa học hiện đại, con người đã ngày càng nâng cao đời sống của mình hơn và luôn mơ ước tới một cuộc sống hiện đại và tiện nghi nhất Chính từ những nhu cầu đó, con người đã có rất nhiều sáng tạo phục vụ cho cuộc sống Và ý tưởng “smartcampus” cũng xuất phát từ nhu cầu thực tiển như vậy Những công nghệ phục vụ cho nhu cầu của con người đã có từ rất lâu nhưng gần đây mới được đưa ra công bố rộng rãi Nhưng nhìn chung tất cả đều hướng đến các tiêu chuẩn sau đây:
Tự động hóa hoạt động của smartcampus Các thiết bị cảm biến, giám sát sẽ thu thập thông tin của khuôn viên như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa Các thông tin thu thập được sẽ được phân tích ở bộ xử lý trung tâm Từ kết quả phân tích được sẽ đưa ra các điều khiển hoạt động của các thiết bị cho phù hợp nhất Ngoài ra các tính năng như bật đèn, đóng mở cửa… cũng có thể được cài đặt hoạt động tự động theo ý muốn của người sử dụng Đảm bảo an ninh, an toàn cho khuôn viên Hiện nay hệ thống giám sát an ninh như camera, dấu vân tay hoặc nhận dạng qua hình ảnh đã và đang được sử dụng rất phổ biến Hầu như nhà nào cũng được trang bị đầy đủ, vì vậy các hệ thống khuôn viên trường hiện nay đang được đánh giá có chất lượng an ninh, an toàn rất tốt.
Cung cấp khả năng giám sát, điều khiển từ xa Mỗi smartcampus đều được trang bị các hệ thống giám sát, các hệ thống này đều được kết nối tới thiết bị của người sử dụng nên khuôn viên luôn được giám sát rất tốt Các thiết bị đều được kết nối tới bộ quản lý trung tâm vì thế người sử dụng có thể điều khiển bất kỳ thiết bị nào ở mọi nơi vào mọi thời điểm khi mà các thiết bị đã được kết nối qua internet.
Tăng hiệu suất các hệ thống, giảm điện năng tiêu thụ Với các hệ thống điều khiển đơn giản nhưng hiệu quả thì năng lượng luôn được tiết kiệm một cách tối ưu.
1.2.4 Những xu hướng phát triển smartcampus ở Việt Nam
Tiếp cận giáo dục, dạy học thông minh được nhắc đến từ những năm đầu thế kỉ XXI và ngày càng được nghiên cứu và phát triển theo các mô hình đa dạng (4C -
Kĩ năng thế kỉ 21, CBE - dạy học phát triển năng lực, OBE - dạy học theo tiếp cận đầu ra, dạy học theo mô hình VSK - giá trị, kĩ năng, kiến thức v.v.) Trong đó nhấn mạnh đến sự chuyển đổi từ cách dạy học truyền thống sang một phương thức mới theo tiếp cận công nghệ với các mô hình dạy học phi truyền thống.
Về tổng thể, giáo dục thông minh (SMART Education) được hiểu là “sự tích hợp toàn diện công nghệ, khả năng tiếp cận và kết nối mọi thứ qua Internet bất cứ lúc nào và ở đâu” (Uskov, V., Howlet, R Jain, L., 2017); cần phải thực hiện đồng bộ, toàn diện mọi mặt dựa trên nền tảng ứng dụng CNTT, bao gồm: lớp học thông minh (Smart Classroom-SmCl), môi trường thông minh (Smart Environment-SmE), người dạy thông minh (Smart Teacher-SmT), khuôn viên thông minh (Smart Campus-SmC), nhà trường thông minh (Smart School-SmS) Trong các nghiên cứu, việc đánh giá hoạt động giáo dục (nhà trường) thông minh được dựa trên các tiêu chí sau: sự sẵn sàng chấp nhận và thích ứng công nghệ, các chỉ số xác định về ứng dụng công nghệ, mức độ “thông minh” của các tác vụ, hoạt động trong lớp học, nhà trường, trang bị hạ tầng cơ sở vật chất.
Những dự báo khả quan về xu hướng phát triển mạnh mẽ các công nghệ vật lí, công nghệ số, sinh học môi trường… của nền công nghiệp 4.0 sẽ là những tiền đề, dữ kiện tốt để các nhà giáo dục định hướng lại và thực thi các quan điểm một các đúng đắn Trong bối cảnh đó, các nhà trường, cơ sở giáo dục (hoạt động trong lĩnh vực công nghệ giáo dục) nói chung, cơ sở đào tạo giáo viên nói riêng cần có sự chuẩn bị sẵn sàng để khai thác, thích ứng các lợi ích do công nghệ mang lại
Quá trình này cần được thực hiện đồng bộ, hệ thống trên các phương diện sau:
- Nhà nước cần có chính sách đầu tư cơ bản (hạ tầng nền tảng và giải pháp công nghệ lõi cho các cơ sở giáo dục), chính sách huy động xã hội hóa, tạo cơ chế cho doanh nghiệp tư nhân đầu tư, triển khai công nghệ giáo dục cùng tham gia với nhà trường trong hoạt động GD-ĐT; thực sự coi giáo dục là bộ phận của nền kinh tế tri thức, áp dụng một cách linh hoạt, khoa học một số nguyên tắc và tiếp cận hoạt động của hình thái kinh tế chia sẻ; Xây dựng các khung pháp lí phù hợp nhằm hỗ trợ thúc đẩy và đánh giá tính hiệu quả các quá trình ứng dụng công nghệ trong giáo dục trước bối cảnh công nghiệp 4.0 hiện nay:
Kết luận chương
Chương 1 đã trình bày một cách tổng quan về IoT và ” Smartcampus” là một ứng dụng rất được quan tâm hiện nay dựa trên nền tảng IoT và đang phát triển một cách vô cùng mạnh mẽ Vạn vật xung quanh chúng ta không còn là những vật dụng vô tri vô giác mà phần nào sẽ trở thành người bạn đồng hành và giúp ích cho chúng ta trong cuộc sống hiện tại cũng như trong tương lai Bởi cuộc sống là sự sáng tạo và phát triển không ngừng.
Tổng quan về vi điều khiển Esp-32
Hình 2.1 Module Node MCU Esp-32
Module NodeMCU ESP-32 là một trong những bo mạch phát triển được tạo bởi NodeMcu để đánh giá module ESP-WROOM-32 Nó được dựa trên vi điều khiển ESP32 có Wifi, Bluetooth, Ethernet và Low Power hỗ trợ tất cả trong một chip duy nhất.
Cốt lõi của Module này là chip ESP32, được thiết kế để có thể mở rộng và thích ứng Có 2 CPU có thể được điều khiển riêng hoặc cấp nguồn và tần số clock có thể điều chỉnh từ 80 MHz đến 240 MHz Người dùng cũng có thể tắt nguồn CPU và sử dụng bộ xử lý công suất thấp để liên tục theo dõi các thiết bị ngoại vi để thay đổi hoặc vượt qua các ngưỡng ESP32 tích hợp một tập hợp phong phú thiết bị ngoại vi, từ cảm biến điện dung cảm ứng, cảm biến Hall, bộ khuếch đại cảm biến tiếng ồn thấp, thẻ SD giao diện, Ethernet, SDIO / SPI tốc độ cao, UART, I2S và I2C.
Sự tích hợp Bluetooth, Bluetooth LE và Wi-Fi đảm bảo rằng một loạt các ứng dụng có thể được nhắm mục tiêu và đó là bằng chứng trong tương lai: sử dụng Wi-Fi cho phép phạm vi vật lý lớn và kết nối trực tiếp tới internet thông qua bộ định tuyến WiFi, trong khi sử dụng Bluetooth cho phép người dùng kết nối thuận tiện với điện thoại hoặc phát sóng đèn hiệu năng lượng thấp để phát hiện Dòng ngủ của chip ESP32 ớt hơn 5 à A, làm cho nú phự hợp với cỏc ứng dụng điện tử chạy bằng pin và đeo được ESP-WROOM-32 hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên đến 150 Mbps và công suất đầu ra 22 dBm tại PA để đảm bảo rộng nhất phạm vi vật lý Như vậy, chip cung cấp thông số kỹ thuật hàng đầu trong ngành và tối ưu hóa tốt nhất hiệu suất cho tích hợp điện tử, phạm vi và mức tiêu thụ điện năng và kết nối.[4]
Kích thước: 18 mm x 20 mm x 3 mm
CPU: Xtensa Dual-Core 32-bit LX6 với tần số hoạt động lên đến 240 MHz
448 KBytes ROM cho booting và các tính năng của lõi chip.
520 KBytes SRAM trên chip dùng cho dữ liệu và các lệnh instruction.
8 KBytes SRAM trong RTC (gọi là RTC SLOW Memory) để truy xuất bởi các bộ co-processor
8 KBytes SRAM trong RTC (gọi là RTC FAST Memory) dùng cho lữu dữ liệu, truy xuất bởi CPU khi RTC đang boot từ chế độ Deep-sleep.
1 Kbit EFUSE, với 256 bit cho hệ thống (địa chỉ MAC và cấu hình chip),
768 còn lại cho ứng dụng người dùng, gồm cả mã hóa bộ nhớ Flash và định ID cho chip.
Bluetooth: BR/EDR phiên bản v4.2 và BLE
Ethernet MAC hỗ trợ chuẩn: DMA và IEEE 1588
Bus hỗ trợ mang CAN 2.0
Bộ chuyển đổi ADC 12 bit, 16 kênh
Bộ chuyển đổi 8-bits DAC: 2 kênh
10 chân để giao tiếp với cảm biến chạm (touch sensor)
Ngõ ra PWM cho điều khiển Motor
Nhiệt độ hoat động ổn định: -40C đến 85C
Dòng tiêu thụ ổn định: 80mA.[5]
IEEE 802.11 hỗ trợ các chuẩn bảo mật: WFA, WPA/WPA2 và WAPI
1024-bit OTP, 768-bit cho người dùng
Module được dùng nhiều trong các ứng dụng thu thập dữ liệu và điều khiển thiết bị qua WiFi, Bluetooth.
Sử dụng cho các ứng dụng tiết kiệm năng lượng, điều khiển mạng lưới cảm biến, mã hóa hoặc xử lí tiếng nói, xử lí Analog-Digital trong các ứng dụng phát nhạc, hoặc vói các file MP3…
Module cũng có thể dùng cho các thiết bị điện tử đeo tay như đồng hồ thông minh…
Các cảm biến thông thường
2.2.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11
DHT11 là cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm đầu ra số có hiệu chỉnh đảm bảo kết quả đo có độ chính xác cao Kết quả đo được lưu trữ trong bộ nhớ Khi giao tiếp vớiDHT11 thì kết quả đo sẽ được đọc ra từ bộ nhớ, module có kích thước nhỏ gọn và được đóng gói với 3 chân kết nối rất thuận tiện và phù hợp với nhiều ứng dụng thực tiễn.
Thông số kỹ thuật của cảm biến:
- Điện áp hoạt động 3.3V-5V DC
- Phạm vi đo nhiệt độ 0-50ºC với sai số 2 ºC
- Phạm vi đo độ ẩm 20%- 90% với sai số 5%
Hình 2.3 Sơ đồ kết nối HDT11 với vi điều khiển
Các thông số cần chú ý khi làm việc với DHT11:
- Điện áp nguồn phải từ 3.3- 5V.
- Giao tiếp giữa vi điều khiển và DHT11 là giao tiếp 1 giây, thời gian trễ cho mỗi lần truyền dữ liệu là 5ms.
- Dữ liệu truyền trên chân DATA bao gồm dữ liệu độ ẩm 16bits và dữ liệu nhiệt độ16bits
- Khi MCU gửi tín hiệu start signal thì DHT11 thay đổi từ chế độ công suất thấp sang chế độ hoạt động Khi MCU giao tiếp với DHT11 thì cảm biến sẽ gửi tín hiệu đáp ứng của 40bits data chứa giá trị nhiệt độ và độ ẩm tới MCU Khi kết thúc cảm biến lại trở về chế độ công suất thấp.
2.2.2 Cảm biến ánh sáng a, Quang trở
Quang trở hay điện trở quang, photoresistor, LDR (Light-dependent resistor, tiếng Anh còn dùng cả từ photocell), là một linh kiện điện tử cóđiện trở thay đổigiảm theo ánh sáng chiếu vào Đó là điện trở phi tuyến, phi ohmic Quang trở được dùng làm cảm biến nhạy sáng trong các mạch dò, như trong mạch đóng cắt đèn chiếu bằng kích hoạt của sáng tối Quang trở làm bằng chất bán dẫn trở kháng cao, và không có tiếp giáp nào Trong bóng tối, quang trở có điện trở đến vài MΩ. Khi có ánh sáng, điện trở giảm xuống mức một vài trăm Ω
- Sunfua cadmi (CdS) và selenua cadmi (CdSe), nhưng tại châu Âu đang cấm dùng cadmi
- Sunfua chì (PbS) và indi antimonit (InSb) được sử dụng cho vùng phổ hồng ngoại.
- Gecu là cảm biến dò hồng ngoại xa tốt nhất, được sử dụng trong thiên văn hồng ngoại và quang phổ hồng ngoại. b, Nguyên lý hoạt động:
Hoạt động của cảm biến ánh sáng dựa trên hiệu ứng quang điện trong khối vật chất Khi photon có năng lượng đủ lớn đập vào, sẽ làm bật electronkhỏi phân tử, trở thành tự do trong khối chất và làm chất bán dẫn thành dẫn điện Mức độ dẫn điện tuỳ thuộc số photon được hấp thụ Tuỳ thuộc chất bán dẫn mà quang trở phản ứng khác nhau với bước sóng photon khác nhau Quang trở phản ứng trễ hơn điốt quang, cỡ 10 ms, nên nó tránh được thay đổi nhanh của nguồn sáng.
2.2.3 Cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR HC-SR501
Hình 2.5 Cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR
Cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR (Passive infrared sensor) HC-SR501 được sử dụng để phát hiện chuyển động của các vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại (con người, con vật, các vật phát nhiệt, ), cảm biến có thể chỉnh được độ nhạy để giới hạn khoảng cách bắt xa gần cũng như cường độ bức xạ của vật thể mong muốn, ngoài ra cảm biến còn có thể điều chỉnh thời gian kích trễ (giữ tín hiệu bao lâu sau khi kích hoạt) qua biển trở tích hợp sẵn Cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR HC- SR501 tại Hshop.vn có cảm biến, thấu kính và board mạch chất lượng tốt cho độ nhạy và độ bền cao nhất.[6]
Phạm vi phát hiện : góc 360 độ hình nón, độ xa tối đa 6m.
Điện áp hoạt động : DC 3.8V - 5V
Mức tiêu thụ dòng: ≤ 50 uA
Thời gian báo: 30 giây có thể tùy chỉnh bằng biến trở.
Độ nhạy có thể điều chỉnh bằng biến trở.
Các nguồn nhiệt (với người và con vật là nguồn thân nhiệt) đều phát ra tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kích lọc lấy tia hồng ngoại, nó được cho tiêu tụ trên 2 cảm biến hồng ngoại gắn trong đầu dò, và tạo ra điện áp được khuếch đại với transistor FET Khi có một vật nóng đi ngang qua, từ 2 cảm biến này sẽ cho xuất hiện 2 tín hiệu và tín hiệu này sẽ được khuếch đại để có biên độ đủ cao và đưa vào mạch so áp để tác động vào một thiết bị điều khiển hay báo động.
Hình 2.6 Sơ đồ mạch của cảm biến PIR trong việc điều khiển bật tắt hệ thống đèn chiếu sáng trong phòng
Dòng ở chế độ chờ: 1013mA
Dòng ở chế độ nghỉ: