Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát nhiệt độ lò ấp trứng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ ẤP TRỨNG 1.1. Giới thiệu về lò ấp trứng Từ những kinh nghiệm thực tế cho thấy việc ấp trứng tự nhiên có rất nhiều nhược điểm, phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường vào thời tiết. Vì vậy việc nghiên cứu chế tạo ra lò ấp trứng tự động là việc rất cần thiết. Máy ấp trứng sẽ đưa ra các giải pháp kĩ thuật tương tự với các ưu thế hơn hẳn về sản lượng và chất lượng ấp cho một mẻ trứng. Máy ấp trứng là thiết bị được tạo nên từ rất nhiều các linh kiện và kết cấu cơ khí để tạo ra một môi trường có đầy đủ các yếu tố phù họp cho phôi của trứng phát triển một cách tốt nhất giống như gà mẹ ấp trứng tự nhiên, các yếu tố này là nhiệt độ, độ ẩm và đảo trứng. Việc con mái ấp trứng là bản năng giống nòi, tuy nhiên trên thực tế có rất nhiều con mái ấp trứng vụng về, hay làm vỡ trứng, ấp nở kém, bỏ ấp giữa chừng, mùa đông thì quá lạnh, mùa hè thì quá nóng…do đó người chăn nuôi phải tìm cách để ấp trứng nhân tạo thay cho con mái. Các phương pháp ấp trứng nhân tạo đầu tiên mà người chăn nuôi đã sử dụng là ấp trứng bằng đèn dầu, phương pháp sử dụng đèn dầu để tạo ra nhiệt độ trong buồng ấp, trứng được treo trong các túi chứa nhiều trứng, mỗi ngày đảo 4-5 lần. Cách này cho tỉ lệ tương đối thấp và mất rất nhiều thời gian. Vì vậy khi công nghệ hiện đại hơn thì cách ấp trứng bằng đèn điện đã Ra đời, đây là thời kì đầu của máy ấp trứng ngày nay. Với thùng xốp, bóng đèn sợi đốt, quạt DC kết hợp một số linh kiện đóng ngắt, điều khiển mạch điện đơn giản nhất, điều khiển nhiệt độ vẫn nằm trong một phạm vi lớn, chưa chính xác dẫn đến tỉ lệ ấp vẫn tương đối thấp. Hiện nay, con người đã sử dụng vi điều khiển trong hoạt động chăn nuôi, vì vậy việc điều chỉnh nhiệt độ tương đối dễ dàng giúp tỉ lệ nở trứng cao. Máy ấp trứng tự động hoàn toàn ứng dụng vi điều khiển được cấu tạo gồm: - Khung máy ấp trứng. - Hệ thống điều khiển: bảng điều khiển, phím chức năng, cảm biến nhiệt. - Hệ thống điều nhiệt trong máy: hộp nhiệt, quạt gió, ống gió. - Bóng đèn, thiết bị cấp nhiệt. - Hệ thống đảo trứng: động cơ đảo, hệ thống truyền động, cơ cấu kéo đẩy - Khay chứa trứng. - Khay chứa nước tạo độ ẩm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Hà Nội, Tháng 06 năm 2023

1 | P a g e

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆTNAM

II.Nội dung học tập

1 Đề tài: thiết kế điều khiển, giám sát nhiệt độ lò ấp trứng2 Nội dung thực hiện

Chương 1: Tổng quan về lò ấp trứng1.1 Giới thiệu về lò ấp trứng1.2 Các khâu trong lò ấp trứng1.3 Cấu tạo về máy ấp trứng1.4 Phân loại lò ấp trứng1.5 Một số lò ấp trứng tự độngChương 2: Cơ sở lí thuyết

2.1 Vi điều khiển 80512.2 ADC 0804

2.3 LM35

2.4 Cổng COM RS 2322.5 Max 232

2.6 Bóng nhiệt halogen trong lò ấp trứng2.7 Mosfet

2.8 Rơle trung gian

Chương 3: Thiết kế hệ thống điều khiển, giám sát nhiệt độ lò ấp trứng3.1 Các thanh ghi chức năng của timer

3.2 Cổng truyền thông (Serial port)3.3 LED 7 thanh

3.4 Phương trình đặc trưng của phép đo nhiệt độ của lò ấp trứng3.5 Lưu đồ thuật toán

Chương 4: Kết quả và hướng phát triển

III Nhiệm vụ học tập

1 Hoàn thành Đồ án theo đúng thời gian quy định.2 Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề lựa chọn3 Sản phẩm nghiên cứu: Bài báo cáo

IV Học liệu thực hiện

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN

Tên nhóm:

Họ và tên thành viên trong nhóm:

Tên chủ đề: thiết kế điều khiển, giám sát nhiệt độ lò ấp trứng

TuầnNgười thực hiệnNội dung công việcPhương pháp thực hiện

ứng dụng trong thực tiễn vàquy trình công nghệ

Trao đổi, thảo luận, tìmhiểu thông qua giáo trình,

động của các linh kiện sửdụng trong lò ấp.

Trao đổi, thảo luận, tìmhiểu thông qua giáo trình,

hiểu thông qua giáo trình,chọn thiết bị.

trình hoạt động của lò ấp.

Trao đổi, thảo luận, tìmhiểu thông qua giáo trình,

chọn thiết bị.

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

(kí, ghi rõ họ tên)

BÁO CÁO HỌC TẬP NHÓM

Tên nhóm:

Họ và tên thành viên trong nhóm:

Tên chủ đề: thiết kế điều khiển, giám sát nhiệt độ lò ấp trứngTuần Người thực hiệnNội dung công

Kết quả đạt đượcKiến nghịvới giảng

viênhướng dẫn

tài được ứngdụng trong thựctiễn và quy trình

công nghệ

Hiểu được quytrình của hệ thống

và ứng dụng củanó

Không có.

nguyên lý hoạtđộng của các

linh kiện sửdụng trong lò

độ của lò,giao tiếpvới winform.

Không có.

trình cho lò ấp.

Hoàn thànhchương trình cho

lò ấp.

Không có.

phỏng quá trìnhhoạt động của lò

Mô phỏng đượcquá trình lò ấp hoạt

Không có.

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

(kí, ghi rõ họ tên)

1.3 Cấu tạocủa máy ấp trứng 13

1.3.1 Vỏ máy 13

1.3.2 Ruột máy 14

1.3.3 Khay vàgiá trứng 14

1.4 Phân loại lò ấp trứng 14

1.4.1 Lò ấp trứng thủ công 14

1.4.2 Lò ấp trứng bán thủ công 15

1.4.3 Lò ấp trứng công nghiệp 17

1.5 Giới thiệu một số lò ấp trứng tự động 18

1.5.1 Máy ấp trứng MT100G 18

1.5.2 Máy ấp trứng GC – 1000 19

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 20

2.1 Vi điều khiển 8051 20

2.1.1 Cấu trúcvà chức năng các khối trong 8051 20

2.1.2 Sơ đồ chân và chức năng các chân của vi điều khiển 8051 21

2.1.3 Tổ chứcbộ nhớ 23

2.2 ADC 0804 25

2.2.1 Giới thiệu về ADC 0804 25

2.2.2 Mạch bên trong của ADC 0804 25

2.2.3 Sơ đồ và cấu hình chân của ADC 0804 262.2.4 Các tính

năng của ADC 0804 272.3 LM 35

272.3.1 Khái

niệm 272.3.2 Sơ đồ

chân của cảm biến nhiệt độ LM 35 292.3.3 Thông

số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ LM 35 29

2.3.4 Nguyên lý hoạt động 30

2.3.5 Các dạng mạch đo nhiệt độ 302.3.6 Các bước tính toán nhiệt độ và công thức biến đổi điện áp thành nhiệt độ312.3.7 Ứng

dụng của cảm biến nhiệt độ LM 35 312.4 Cổng

COM RS232 322.4.1 Khái

niệm 322.4.2 Đặc

điểm 322.4.3 Chức

năng chân 342.4.4 Một số

kiến thức khác cần biết 352.5 Max

232 362.5.1 Khái

niệm 362.5.2 Sơ đồ

chân 372.5.3 Các tính

năng của Max 232 382.5.5 Cách sử

dụng 382.5.6 Ứng

dụng 392.6 Bóng

nhiệt halogen trong lò ấp trứng 392.6.1 Khái

niệm 392.6.2 Cấu tạo

của bóng nhiệt halogen 40

2.6.3 Nguyên lý hoạt động của bóng nhiệt Halogen 41

2.6.4 Ưu, nhược điểm của bóng nhiệt Halogen 412.6.5 Công

suất của bóng nhiệt Halogen chuyên dùng ấp trứng 422.7

MOSFET 422.7.1 Cấu tạo

và nguyên lý hoạt động của MOSFET 42

2.7.2 Đặc tínhđóng cắt của MOSFET 43

2.8 Rơle trung gian 432.8.1 Khái

niệm, kí hiệu của rơ le trung gian 432.8.2 Cấu tạo

của rơle trung gian 44

2.8.4 Nguyên lí hoạt động của rơle trung gian 44

2.8.5 Vai trò của rơe trung gian 44

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ LÕ ẤP TRỨNG 46

3.1 Các thanh ghi chức năng của timer 463.1.1 TCON (

Thanh ghi điều khiển định thời ) 463.1.2 TMOD

( Thanh ghi chế độ định thời ) 463.1.3 Thanh

ghi T2CON 473.2 Cổng

truyền thông nối tiếp (Serial Port) 483.2.1 Cổng

truyền thông nối tiếp 48

3.2.2 Các chế độ làm việc của cổng truyền thông 50

3.3 LED 7 thanh 513.3.1 Định

nghĩa về LED 7 thanh 513.3.2 Cấu tạo

của LED 7 thanh 51

3.3.3 Nguyên lý hoạt động của LED 7 thanh 52

3.4 Phương

trình đặc trưng của phép đo nhiệt độ của lò ấp trứng 53

3.5 Lưu đồ thuật toán 54

3.5.1 Chương trình chính 54

3.5.2 Chươngtrình ngắt 𝐓𝐚 56

3.5.3 Thuật toán hiển thị 57

3.5.4 Đo nhiệt độ 58

3.5.5 Điều khiển nhiệt độ 59

3.5.6 Truyền dữ liệu 60

3.5.7 Vòng lặp while 61

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62

4.1 Kết quả 62

4.2 Hướng phát triển 63

KẾT LUẬN 65

PHỤ LỤC 66

CHƯƠNG TRÌNH CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 8051 66

CHƯƠNG TRÌNH CỦA WINFORM 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Hai chiều và hỗ trợ các cpu trongviệc đồng bộ hóa tính hiệu điều khiển

read-only memory

Là 1 loại chip bộ nhớ chỉ đọc có thểlập trình giữ lại dữ liệu của nó khi nguồn điện bị tắt

Một tia lazer điện tử tự do tia x mềmdựa trên máy gia tốc hạt đặt tại phòng thí nghiệm quốc gia Đức ởhamburg

Làm cổng logic, khuếch đại đượccác transistor thực hiện

oxide -semiconductor

Công nghệ để chế tạo mạch tích hợp

Hình 2 1: Sơ đồ chân của vi điều khiển 8051 21

Hình 2 2: Sơ đồ mạch reset ngoài của 8051 21

Hình 2 3: Cấu trúc bộ nhớ của 8051 24

Hình 2 4: Sơ đồ và cấu hình chân của ADC 0804 26

Hình 2 5: Sơ đồ chân của cảm biến nhiệt độ LM 35 .29

Hình 2 6: Các dạng mạch đo nhiệt độ .30

Hình 2 7: Cổng COM RS 232 32

Hình 2 8: Chức năng chân của cổng COM RS 232 .34

Hình 2 9: MAX 232 .36

Hình 2 10: Sơ đồ chân của MAX 232 .37

Hình 2 11: Cách sử dụng MAX 232 được mô tả bằng sơ đồ mạch 39

Hình 2 12: cấu tạo bóng nhiệt halogen 40

Hình 2 13: bóng nhiệt chuyên dụng cho lò ấp trứng 40

Hình 2 14: cấu tạo phổ biến của mosfet hiện nay 43

Hình 2 15:cấu tạo rơ le trung gian theo mô phỏng 44

Hình 2 16: cấu tạo rơle trung gian theo sơ đồ nguyên lí .44

Hình 3 1: cấu tạo LED 7 thanh 51

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Yêu cầu về nhiệt độ độ ẩm, thời gian ấp nở của các loại trứng gia cầm 13

Bảng 2 1:Chức năng riêng 8 chân của vi điều khiển 8051 22

Bảng 2 2: Mô tả cấu hình của các chân ADC 0804 26

Bảng 2 3: Chức năng các chân cảm biến nhiệt độ LM 35 .29

Bảng 2 4: Chức năng các chân và chiều thông tin của cổng COM RS 232 .34

Bảng 2 5: Mô tả các chân của MAX 232 .37

Bảng 3 1: Mô tả bit của thanh ghi TCON 46

Bảng 3 2: Bit chọn ngõ ra 2 bộ chia sau của Timer 2 .Error! Bookmark not defined.Bảng 3 3: Bit lựa chọn hệ số chia trước cho timer 2 .48

Bảng 3 4:Các chế độ làm việc của truyền thông 50Bảng 3 5: kết quả tốc độ của phép đo nhiệt độ .Error! Bookmark not defined.

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay sự phát triển của khoa học công nghệ đang tác động đến hầuhết các lĩnh vực Ngay cả trong trồng trọt , chăn nuôi cũng đã áp dụng khoa họccông nghệ để đạt năng suất cao nhất Là sinh viên năm 3, với những kiến thứcđã học được nhóm em mong muốn tạo ra một hệ thống áp dụng trong chăn nuôi.

Đó là đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát nhiệt độ lò ấp trứng”.

Người ta thường cho trứng ấp ở nhiệt độ cố định cho phép Tuy nhiên nhiệt độtrong lò luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Vì vậy em mongmuốn được nghiên cứu thiết kế ra hệ thống điều khiển và giám sát nhiệt độ lò ấptrứng nhằm tự động đo và hiển thị nhiệt độ của môi trường một thời điểm bất kỳtrong khoảng từ 0 đến 100 độ C Và điều khiển khi nhiệt độ của môi trườngkhông nằm trong một khoảng nhiệt độ nào đó mà ta đã chọn.

Nghiên cứu thiết kế ra hệ thống điều khiển và giám sát nhiệt độ lò ấptrứng nhằm tự động đo và hiển thị nhiệt độ của môi trường Điều khiển khi nhiệtđộ của môi trường không nằm trong một khoảng nhiệt độ nào đó mà ta đã chọnvà hơn thế nữa giúp em phát triển bản thân, có sự tìm tòi ứng dụng của đề tàivào thực tiễn Chứng minh khả năng và sự hiểu biết cũng như những kiến thứcđã được dậy từ các thầy cô trong nhà trường để hoàn thiện đề tài của mình vàgiúp ích cho xã hội.

Trong hoạt động sản xuất nông nghiệp hiện nay, việc tự động hóa khâusản xuất là rất quan trọng Nhiều năm trở lại đây, có rất nhiều ứng dụng của viđiều khiển vào hoạt động chăn nuôi, …Một trong những yếu tố của ngành nôngnghiệp là chăn nuôi gia cầm với một khâu quan trọng là ổn định trong khâu sảnxuất con giống, mà cụ thể là việc ấp nở con giống từ trứng gia cầm Từ thực tếthấy việc ấp nở tự nhiên không có được hiệu quả cao do nhiệt độ môi trườngkhông ổn định Chính vì vậy việc ổn định nhiệt độ lò ấp trứng là rất quan trọng.

Vì thế em đã lựa chọn đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát nhiệtđộ lò ấp trứng gia cầm” Với đề tài này báo cáo gồm những nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về lò ấp trứng gia cầm Chương 2: Cơ sở lí thuyết.

Chương 3: Thiết kế hệ thống điều khiển lò ấp trứng gia cầm Chương4: Kết quả và hướng phát triển.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ ẤP TRỨNG1.1 Giới thiệu về lò ấp trứng

Từ những kinh nghiệm thực tế cho thấy việc ấp trứng tự nhiên có rất nhiềunhược điểm, phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường vào thời tiết Vì vậy việcnghiên cứu chế tạo ra lò ấp trứng tự động là việc rất cần thiết Máy ấp trứng sẽ đưa racác giải pháp kĩ thuật tương tự với các ưu thế hơn hẳn về sản lượng và chất lượng ấpcho một mẻ trứng.

Máy ấp trứng là thiết bị được tạo nên từ rất nhiều các linh kiện và kết cấu cơkhí để tạo ra một môi trường có đầy đủ các yếu tố phù họp cho phôi của trứng pháttriển một cách tốt nhất giống như gà mẹ ấp trứng tự nhiên, các yếu tố này là nhiệt độ,độ ẩm và đảo trứng Việc con mái ấp trứng là bản năng giống nòi, tuy nhiên trên thựctế có rất nhiều con mái ấp trứng vụng về, hay làm vỡ trứng, ấp nở kém, bỏ ấp giữachừng, mùa đông thì quá lạnh, mùa hè thì quá nóng…do đó người chăn nuôi phải tìmcách để ấp trứng nhân tạo thay cho con mái Các phương pháp ấp trứng nhân tạo đầutiên mà người chăn nuôi đã sử dụng là ấp trứng bằng đèn dầu, phương pháp sử dụngđèn dầu để tạo ra nhiệt độ trong buồng ấp, trứng được treo trong các túi chứa nhiềutrứng, mỗi ngày đảo 4-5 lần Cách này cho tỉ lệ tương đối thấp và mất rất nhiều thờigian Vì vậy khi công nghệ hiện đại hơn thì cách ấp trứng bằng đèn điện đã Ra đời,đây là thời kì đầu của máy ấp trứng ngày nay Với thùng xốp, bóng đèn sợi đốt, quạtDC kết hợp một số linh kiện đóng ngắt, điều khiển mạch điện đơn giản nhất, điềukhiển nhiệt độ vẫn nằm trong một phạm vi lớn, chưa chính xác dẫn đến tỉ lệ ấp vẫntương đối thấp Hiện nay, con người đã sử dụng vi điều khiển trong hoạt động chănnuôi, vì vậy việc điều chỉnh nhiệt độ tương đối dễ dàng giúp tỉ lệ nở trứng cao.

Máy ấp trứng tự động hoàn toàn ứng dụng vi điều khiển được cấu tạo gồm:- Khung máy ấp trứng.

- Hệ thống điều khiển: bảng điều khiển, phím chức năng, cảm biến nhiệt.- Hệ thống điều nhiệt trong máy: hộp nhiệt, quạt gió, ống gió.

(28 ngày), ngan 5 tuần (35 ngày) Các loại trứng gia cầm khác có các yêu cầukhác nhau về nhiệt độ, độ ẩm và thời gian ấp nở Ví dụ ở bảng dưới đây:

Bảng 1.1: Yêu cầu về nhiệt độ độ ẩm, thời gian ấp nở của các loại trứng giacầm

Thời gian ấp(ngày)

Khâu nhiệt đóng vai trò quan trọng nhất, quả trứng ấp không đủ nhiệt thìphôi sẽ không phát triển Để giữ nhiệt, các vỏ máy được thiết kế dày và có chứcnăng cách ly tốt, góp phần lưu nhiệt khi mất điện Trong máy có các hệ thốngdây điện trở, có chức năng sinh nhiệt, mỗi dây có công suất tùy thuộc vào thểtích của lồng ấp Để đóng, ngắt mạch điện và dây điện trở sinh nhiệt, có thể sửdụng rơle điện tử không tiếp điểm, dùng tri-ắc công suất lớn, bộ đóng ngắt hoạtđộng với độ tin cậy cao.

Thông gió là phần không thể thiếu trong quá trình ấp Các quạt thông gióphải gắn với cửa chớp mở tự động mỗi khi quạt hoạt động Việc gắn với cửachớp là để đảm bảo việc cách ly với môi trường bên ngoài, đảm bảo việc giữnhiệt Việc thông gió có thể kết hợp với việc giảm nhiệt cho máy ấp.

1.3 Cấu tạo của máy ấp trứng

Gồm 3 phần: vỏ máy, ruột má, giá và khay trứng

1.3.1 Vỏ máy

Khung vỏ làm bằng sắt, có kết cấu rất chắc chắn để trong quá trình vậnchuyển không bị biến dạng, là nơi chứa ruột máy và khối lượng trứng khá lớn.

Hình 1 1: Lò ấp trứng thủ công

Vỏ được làm bằng 3 lớp với các vật liệu: carton, xốp, kèm tảng nhiệt đểtrong quá trình ấp không chịu sự tác động của môi trường, làm nhiệt độ trongbuồng ấp luôn luôn ổn định, tiết kiệm điện.

Bộ điều khiển đặt trên nóc vỏ trong hộp, cách nhiệt hoàn toàn với buồngấp.

1.3.2 Ruột máy

Ruột máy làm bằng sắt, có kết cấu chắc chắn, tách rời với vỏ máy Tất cảcác hệ thống cấp nhiệt, quạt đối lưu, hệ thống đảo dính liền với ruột máy Ưuđiểm của thiết kế này là rất tiện lợi cho quá trình bảo hành, bảo dưỡng, dễ dàngvệ sinh máy.

1.3.3 Khay và giá trứng

Trong máy phải thiết kế giá để đặt các khay trứng vào Giá phải có trụcquay để có thể quay khay trứng nghiêng vào phía trong, nghiêng ra phía ngoài, ởvị trí thăng bằng Trục quay giúp ta đảo vị trí của khay trứng trong máy có tácdụng đều hòa nhiệt trên quả trứng ở các vị trí khác nhau giúp cho phôi phát triểntốt hơn Vị trí thăng bằng để ta thao tác khi đưa khay trứng vào hoặc lấy khaytrứng ra.

1.4 Phân loại lò ấp trứng1.4.1 Lò ấp trứng thủ công

Thực chất là việc sắp các kệ trứng xen kẽ giữa các bóng đèn, trong một khônggian rộng Phương pháp ấp trứng gia cầm mà việc điều chỉnh chế độ nhiệt độ,ẩm độ qua các giai đoạn ấp hoàn toàn nhờ vào kinh nghiệm, cảm giác của ngườichủ ấp thì gọi là ấp trứng thủ công

14 | P a g e

15 | P a g e

1.4.1.1 Ưu điểm của phương pháp ấp trứng thủ công

Lò ấp được làm bằng “bồ” đan bằng tre nứa, thóc lép hoặc trấu, chăn, màn (ủ trứng).… là những thứ rẻ tiền sẵn có ở bất cứ vùng nào.

Nhà xưởng để lắp đặt lò đơn giản, có thể sử dụng nhà bếp, nhà ở, nhàkho…

Quy mô trứng ấp từ ít đến nhiều, không bị phụ thuộc vào quy mô máy,rất thuận tiện… vì vậy trứng luôn được cho vào ấp, không cần bảo quản dài ngày.

Có thể sử dụng được bất cứ loại lao động nào trong gia đình hoặc thônxóm để tham gia vận hành lò ấp Nhất thiết phải có người chịu trách nhiệm kỹthuật ấp: ông chủ lò ấp hoặc một chuyên gia về ấp thủ công…

1.4.1.2 Nhược điểm của phương pháp ấp trứng thủ công

Hoàn toàn không có khả năng tự động.

Khả năng trứng nở phụ thuộc vào kinh nghiệm người làm việc, do vậy hiệu quả kinh tế không cao

Sử dụng nhiều nhân công khi ấp trứng.

1.4.1.3 Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc hoàn toàn thủ công và hoàn toàn dựa vào kinh kiệm:Dùng đèn thắp sáng để cung cấp nhiệt độ cho lò ấp, đảo trứng 5-7 lần trên 1ngày trong 10 ngày đầu và 3-4 lần trong các ngày còn lại, tiến hành phun nướccho lò cứ cách vài ngày phun một lần (độ ẩm khoảng 80%) Tất cả các quá trìnhtrên hoàn toàn không tự đông.

Giá thành rẻ do các nguyên vật liệu làm lò hoàn toàn dễ kiếm tại các địaphương.

1.4.2 Lò ấp trứng bán thủ công

Biên độ nhiệt: trong khoảng tăng 0,1 độ C - giảm 0,1 độ C Nhiệt độ được điều khiển tự động, ổn định bằng vi xử lý, tạo độ ẩm tự động, đảo trứng tự động Có

thể ấp theo chế độ đa kỳ (mỗi tuần vào trứng một lần) hoặc đơn kỳ (vào trứng một lần) (Hình 1.4.2).

Hình 1 2: Lò ấp trúng bán thủ công

1.4.2.1 Ưu điểm của lò ấp trứng bán thủ công

- Hệ thống nhỏ gọn dễ lắp đặt.- Giá thành rẻ, dễ chế tạo.- Làm việc liên tục nhiều ngày- Làm việc được ở điện áp 220V

- Công suất tiêu thụ thấp, giảm được một lượng lớn nhân công

- Có khả năng tự động hóa 1 phần Người sử dụng có thể cài các chế độtự động theo một số phần mềm định sẵn.

1.4.2.2 Nhược điểm của lò ấp trứng bán thủ công

- Không có khả năng báo lỗi và hoạt động khi mất điện.- Hoạt động trong một một quy mô nhỏ khoảng 1000 trứng.- Cần người giám sát khi hệ thống hoạt động.

- Có thông báo khi có sự cố.- Khả năng tự xử lý sự cố.

- Khả năng chống bị phá hoại cao.- Hệ thống bền, tái sử dụng cao.- Sử dụng điện 380V hoặc 220V.

1.4.3.2 Nhược điểm của lò ấp trứng công nghiệp

Hình 1 4: Máy ấp trứng MT100G

1.5 Giới thiệu một số lò ấp trứng tự động1.5.1 Máy ấp trứng MT100G

Máy ấp trứng 100 trứng có vỏ, khung máy được chế tạo bằng gỗ dày 20mm phủ nhựa màu trắng có độ bền cao, giữ nhiệt và cách nhiệt tốt Dù nhiệt độ môi trường có xuống 15°C hay lên đến 38°C cũng không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường.

Bóng nhiệt Halogen sử dụng trên máy ấp MT100G là loại bóng nhiệt không phát sáng, chuyên dụng trong ngành ấp độ bền cao lên đến 10 năm, tiết kiệm điện.

Khay trứng của máy ấp trứng Mactech 100 trứng được làm bằng nhựa rất dễ dàng vệ sinh Đáy khay là dạng lưới có độ thông thoáng cao giúp máy đồng đều nhiệt Khay có thể tháo rời thuật tiện vệ sinh, khử trùng và xếp trứng.

Bộ điều khiển điện tử tự động 100% Hệ thống điều khiển nhiệt độ chínhxác đến ±0.1 độ C Có thể thay đổi nhiệt độ phù hợp với nhiều loại trứng gia cầm, thủy cầm, trứng chim khác nhau.

Hệ thống điều áp cao cấp nhất trên thị trường làm tăng độ đồng đều nhiệtđộ tại tất cả các vị trí trong máy giúp cho tỷ lệ nở có thể đạt tới 95%.

Máy ấp trứng Mactech 100 trứng có chế độ đảo trứng tự động 2 giờ mỗi lần với động cơ độ bền cao, chịu tải tốt.

Máy tự động đảo trứng 2h/lần góc đảo 90 độ C (-45 độ > + 45 độ) Với cấu tạo của máy với thể tích máy đã được tính toán kỹ lưỡng phù

18 | P a g e

19 | P a g ehợp với số lượng trứng đảm bảo lượng Oxy cho phôi phát triển tốt

1.5.2 Máy ấp trứng GC – 1000

Tự động hoàn toàn 100%, công suất tối đa 1000 trứng, đảo trứng tự động(chế độ hẹn giờ), phun ẩm và nhiệt độ tùy chỉnh tự động đóng khi quá con số quy định.

Các thông số của máy:- Điện áp: 220VAC.

- Công suất tiêu thụ: 10kw / 1 kỳ ấp.

- Thiết bị tạo độ ẩm: Thiết bị tạo ẩm bằng sóng siêu âm.

Hệ thống cung cấp nhiệt: bóng nhiệt halozen chuyên dùng cho ấp trứng Nhiệt độ được điều khiển tự động, ổn định bằng vi xử lý.

Tạo độ ẩm tự động.

Đảo trứng tự động (có thể tuỳ chọn thời gian đảo từ 1 giờ - 120 giờ).Cóthể ấp theo chế độ đa kỳ hoặc đơn kỳ.

Hình 1 5: Máy ấp trứng GC-1000

128bytesRAM4Kbytes ROM

4 I/O Ports

Serial PortSsssssss

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Tìm hiểu khái quát về các linh kiện chính được dùng trong mạch điều khiển và giám sát nhiệt độ lò ấp trứng gia cầm

2.1 Vi điều khiển 8051

2.1.1 Cấu trúc và chức năng các khối trong 8051

External Interrupts

Cấu trúc cơ bản bên trong 8051 bao gồm các khối chức năng sau- CPU (Central Processing Unit): đơn vị điều khiển trung tâm- Bộ nhớ chương trình ROM bao gồm 4 Kbyte

- Bộ nhớ dữ liệu RAM bao gồm 128 byte- Bốn cổng xuất nhập

- Hai bộ định thời/bộ đếm 16 bit thực hiện chức năng định thời và đếm sự kiện- Bộ giao diện nối tiếp (cổng nối tiếp)

Hình 2 2: Sơ đồ mạch reset ngoài của 8051

- Khối điều khiển ngắt với hai nguồn ngắt ngoài- Bộ chia tần số

2.1.2 Sơ đồ chân và chức năng các chân của vi điều khiển 8051

Hình 2 1: Sơ đồ chân của vi điều khiển 8051

Chân 1 đến 8: được gọi là Cổng 1 (Port 1): Tám chân này có duy nhất 1 chức năng là xuất và nhập Cổng 1 có thể xuất và nhập theobit hoặc byte Ta đánh tên cho mỗi chân của Port 1 là P1.X (X = 0 đến 7)

Chân 9: là chân vào reset của 8051 Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao trong ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tảinhững giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Hay nói cách khác là vi điều khiển sẽ bị reset nếu chân này được kích hoạt mức cao.

21 | P a g e

22 | P a g eChân 10 đến 17: được gọi là Cổng 3 (Port 3) Tám chân này ngoài chức năng là xuất và nhập như các chân ở cổng 1 (chân 1 đến 8) thì mỗi chân này còn có chức năng riêng nữa, cụ thể như sau:

Bảng 2 1:Chức năng riêng 8 chân của vi điều khiển 8051

Chân 18 và 19 (XTAL1 & XTAL2): Hai chân này được sử dụng để nối với bộ dao động ngoài

Chân 20: được nối vào chân 0V của nguồn cấp

Chân 21 đến chân 28: được gọi là cổng 2 (Port 2) Tám chân của cổng 2 có 2 công dụng, ngoài chức năng là cổng xuất và nhập như cổng 1 thì cổng 2 này còn là byte cao của bus địa chỉ khi sử dụng bộ nhớ ngoài.

Chân 29 (PSEN): Chân PSEN là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài, nó được nối với chân OE của ROM ngoài để cho phép đọc các byte mã lệnh trên ROM ngoài PSEN ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh Khi thực hiện chương trình trong ROM nội thì PSEN được duy trì ở mức cao

Chân 30 (ALE): Chân ALE cho phép tách các đường dữ liệu và các đường địa chỉ tại Port 0 và Port 2.

Chân 31 (EA): Tín hiệu chân EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay ngoài vi điều khiển Nếu chân EA được nối ở mức cao (nối nguồn Vcc), thì vi điều khiển thi hành chương trình trong ROM nội Nếu chân EA ở mức thấp (được nối GND) thì vi điều khiển thi hành chương trình từ bộ nhớ ngoài.

Chân 32 đến 39: được gọi là cổng 0 (Port 0) Cổng 0 gồm 8 chân cũng có 2 công dụng, ngoài chức năng xuất nhập, cổng 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địachỉ, chức năng này sẽ được sử dụng khi 8051 giao tiếp với các biết bị ngoài có kiến trúc Bus như các vi mạch nhớ Vì cổng P0 là một máng mở khác so với các cổng P1, P2 và P3 nên các chân ở cổng 0 phải được nối với điện trở kéo khi sử dụng các chân này như chân vào/ra Điện trở này tùy thuộc vào đặc tính ngõ vào của thành phần ghép nối với chân của port 0 Thường ta dùng điện trở kéo khoảng 4K7 đến 10K

Chân 40: chân nguồn của vi điều khiển, được nối vào chân Vcc của nguồn

2.1.3 Tổ chức bộ nhớ

Trên vi điều khiển 8051 có cả bộ nhớ chương trình (ROM) và bộ nhớ dữliệu (RAM) Tuy nhiên dung lượng của các bộ nhớ trên chip là hạn chế Khi thiết kế các ứng dụng đòi hỏi bộ nhớ lớn người ta có thể dùng bộ nhớ ngoài

2.1.3.1 Bộ nhớ chương trình

Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ chỉ đọc, là nơi lưu trữ chương trình của vi điều khiển Bộ nhớ chương trình của họ 8051 có thể thuộc một trong các loại sau ROM, EPROM, FLASH hoặc không có bộ nhớ chương trình trên chip Với họ vi điều khiển 89xx, bộ nhớ chương trình được tích hợp sẵn trong chip có kíchthước nhỏ nhất là 4kByte Với các vi điều khiển không tích hợp sẵn bộ nhớ chương trình trên chip, buộc phải thiết kế bộ nhớ chương trình bên ngoài.

Địa chỉ đầu tiên của bộ nhớ chương trình là 0000H, chính là địa chỉ resetcủa vi điều khiển Ngay khi bật nguồn hoặc reset vi điều khiển, thì CPU sẽ nhảyđến thực hiện lệnh ở địa chỉ 0000H này.

Khi sử dụng bộ nhớ trên chip thì chân EA phải được nối lên mức logic cao (+5V) Nếu bạn muốn mở rộng bộ nhớ chương trình thì chúng ta phải dùngbộ nhớ ngoài với dung lượng tối đa là 64Kbyte.

2.1.3.2 Bộ nhớ dữ liệu

Bộ nhớ dữ liệu tồn tại độc lập so với bộ nhớ chương trình Họ vi điều khiển 8051 có bộ nhớ dữ liệu tích hợp trên chip nhỏ nhất là 128byte và có thể mở rộng với bộ nhớ dữ liệu ngoài lên tới 64kByte.

Bộ nhớ dữ liệu được phân chia như sau:

- Các băng thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH: 32 byte thấp của bộnhớ nội được dùng cho các băng thanh ghi (dãy thanh ghi) Bộ lệnh8051 hỗ trợ 8 thanh ghi R0 đến R7 và theo mặc định sau khi reset hệthống, các thanh ghi này có các địa chỉ từ 00H đến 07H Do có 4 băng

thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có duy nhất 1 băng thanh ghi đượctruy suất bới các thanh ghi R0 - R7, để thay đổi các băng thanh ghi thìta thay đổi các bit chọn băng trong thanh ghi trạng thái PSW.

- Vùng RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20h đến 2Fh: 8051 chứa210 vị trí bit được định địa chỉ trong đó 128 bit chứa trong các byte ởđịa chỉ từ 20H đến 2FH (16 byte x 8 bit = 128 bit) và phần còn lạichứa trong các thanh ghi đặc biệt Ngoài ra 8051 còn có các cổngxuất/nhập có thể định địa chỉ từng bit, điều này làm đơn giản việc giaotiếp bằng phần mềm với các thiết bị xuất/nhập đơn bit.

- Vùng RAM đa dụng có địa chỉ từ 30h đến 7Fh: Bất kỳ vị trí nhớ nàotrong vùng RAM đa mục đích đều có thể được truy xuất tự do bằngcách sử dụng các kiểu định địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp

- Các thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ từ 80h đến FFh: Cũng nhưcác thanh ghi từ R0 đến R7, ta có 21 thanh ghi chức năng đặc biệtSFR chiếm phần trên của Ram nội từ địa chỉ 80H đến FFH Cần lưu ýlà không phải tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH đều được định nghĩamà chỉ có 21 địa chỉ được định nghĩa.

Hình 2 3: Cấu trúc bộ nhớ của 8051

2.1.3.3 Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR)

Thanh ghi của 8051 được dùng để lưu trữ tạm thời dữ liệu hoặc địa chỉ Các thanh ghi này chủ yếu có kích thước 8 bit, 8 bit của các thanh ghi được sắpxếp như hình dưới trong đó bit D7 là bit có trọng số cao nhất, còn bit D0 là bit có trọng số thấp nhất.

Thanh ghi chính A: Là thanh ghi đặc biệt của 8051 dùng để thực hiện các phép toán của CPU, thường kí hiệu là A (Accumulator)

Thanh ghi phụ B: Là thanh ghi tính toán phụ của vi điều khiển 8051, ở địachỉ F0H được dùng chung với thanh ghi chính A trong các phép toán nhân, chia.Thanh ghi B cũng được sử dụng như một thanh ghi trung gian

Thanh ghi cổng P0 – P3: Các port xuất/nhập của 8051 bao gồm Port 0 tại địa chỉ 80H, Port 1 tại địa chỉ 90H, Port 2 tại địa chỉ A0H và Port 3 tại địa chỉ B0H Tất cả các port này đều có thể truy suất theo bit hoặc theo byte

Thanh ghi trạng thái chương trình PSW: (địa chỉ: D0H) là thanh ghi mô tảtoàn bộ trạng thái chương trình đang hoạt động của hệ thống.

2.2 ADC 0804

2.2.1 Giới thiệu về ADC 0804

ADC0804 là IC chuyển đổi tín hiệu analog sang digital 8bit có thể chuyểnđồng thời 8 đầu vào analog Giá trị đầu ra digital có thể thay đổi trong khoảng từ0 đến 255 Nó sử dụng bộ chuyển đổi xấp xỉ (Successive approximation

converter) dựa vào thang đo điện áp vi sai (Differential potentiometric ladder).Có nhiều bộ chuyển đổi từ Analog sang Digital (ADC) được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu analog cho bộ vi xử lý hoặc bộ điều khiển Mỗi bộ ADC đềucó đặc tính kỹ thuật và ưu điểm riêng theo yêu cầu Ở đây sẽ thảo luận về IC ADC0804 là bộ chuyển đổi tín hiệu analog sang digital 8 bit điện áp thấp.

ADC0804 là IC điện áp thấp sử dụng để chuyển đổi tín hiệu analog sangtín hiệu digital 8bit điện áp thấp Hoạt động với nguồn 0-5 V, có 1 đầu vào Analog và 8 chân digital đầu ra.

ADC0804 có 1 xung clock bên trong nhưng để tăng hoặc thay đổi chu kỳxung clock, có thể sử dụng xung clock bên ngoài Luôn nhớ rằng tốc độ chuyểnđổi tín hiệu không thể nhanh hơn 110us nếu sử dụng xung clock bên trong hoặcbên ngoài.

2.2.2 Mạch bên trong của ADC 0804

ADC0804 chuyển tín hiệu analog sang digital nhưng để chuyển đổi tín hiệu analog, nó sử dụng các Gate, Flipflop, Shift Register, Tristate, Clock, latch và Ladder và Decoder, v.v Nhưng thành phần chính được sử dụng trong

ADC0804 để chuyển đổi tín hiệu là SAR Latch.

SAR Latch chuyển đổi tín hiệu analog liên tục thành tín hiệu digital / tín hiệu rời rạc bằng cách dò nhị phân sử dụng quantization/mapping level Các

thành phần khác trong “ADC0804” như tri-state, 8-bit shifter, v.v được sửdụng để cấp đầu ra tương ứng tín hiệu đầu vào.

Tri-state là thanh ghi bên trong được sử dụng để lưu dữ liệu cho đến khicó xung từ logic cao xuống logic thấp Thanh ghi dịch 8bit được sử dụng để cấpđầu ra theo trình tự để các thiết bị khác có thể đọc ở dạng 8bit.

2.2.3 Sơ đồ và cấu hình chân của ADC 0804

Hình 2 4: Sơ đồ và cấu hình chân của ADC 0804Bảng 2 2: Mô tả cấu hình của các chân ADC 0804

1CS (chip select)Chân này được sử dụng nếu sử dụng nhiều hơn 1 module ADC Theo mặc định là nối đất

2RD (read)Chân này phải được nối đất để đọc giá trị analog3WR (write)Chân này phải ở mức cao để bắt đầu chuyển đổi dữ liệu4CLK INĐồng hồ bên ngoài có thể được kết nối tại đây, RC khác

có thể được sử dụng để truy cập đồng hồ bên trong5INTR (interrupt)Lên mức cao cho yêu cầu ngắt.

6Vin (+)Đầu vào analog vi sai + Kết nối với đầu vào ADC7Vin (-)Đầu vào tương tự vi sai - Kết nối với đất8GroundChân analog ground nối đất của mạch9Vref/2Điện áp tham chiếu để chuyển đổi ADC

10GoundChân digital ground nối đất của mạch11 đến 18Bit dữ liệu 0 đến

bit 7

Bảy chân bit dữ liệu đầu ra từ đó có được đầu ra19CLK RChân đầu vào điện trở định thời RC cho gen đồng hồ bên

20VccCấp nguồn cho module ADC, sử dụng + 5V

2.2.4 Các tính năng của ADC 0804

- Tương thích với tất cả các bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý hoạt động ở 5V.- Có thể tính điện áp khác nhau từ 0 đến 5V bằng cách chỉ sử dụng một

- Dải giá trị đầu ra digital từ 0 – 255- Dải điện áp đầu vào 2,5V – 6,5V

- Hoạt động độc lập với bộ vi xử lý 8 bit bên trong.

- Khi Vref = 5V, cứ mỗi lần tăng 19,53mV giá trị analog thì sẽ tăng một bitở đầu ra digital.

2.3.2 Sơ đồ chân của cảm biến nhiệt độ LM 35

Bảng 2 3: Chức năng các chân cảm biến nhiệt độ LM 35

Hình 2 5: Sơ đồ chân của cảm biến nhiệt độ LM 35

2.3.3 Thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ LM 35

- Hiệu chuẩn trực tiếp theo oC- Điện áp hoạt động: 4-30VDC- Dòng điện tiêu thụ: khoảng 60uA- Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/°C- Khoảng nhiệt độ đo được: -55°C đến 150°C

- Điện áp thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ: 10mV/°C- Độ tự gia nhiệt thấp, 0,08oC trong không khí tĩnh- Sai số: 0,25°C

- Trở kháng ngõ ra nhỏ, 0,2Ω với dòng tải 1mA- Kiểu chân: TO92

- Kích thước: 4.3 × 4.3mm

LM35 có thể đo nhiệt độ trong phạm vi từ -55oC đến 150oC Độ chính xác thựctế của cảm biến: ±1/4°C ở nhiệt độ phòng và ±3/4°C trong phạm vi nhiệt độ từ -55°Cđến 150°C Việc chuyển đổi điện áp đầu ra sang oC cũng dễ dàng và trực tiếp.Trởkháng đầu ra nhỏ, đầu ra tuyến tính và hiệu chuẩn chính xác là những đặc tính vốn cócủa LM35, giúp tạo giao tiếp để đọc hoặc điều khiển mạch rất dễ dàng.Điện áp cungcấp cho cảm biến LM35 hoạt động có thể từ +4 V đến 30 V Nó tiêu thụ dòng điệnkhoảng 60μA LM35 có nhiều họ là LM35A, LM35CA, LM35D, LM135, LM135A,A LM35 có nhiều họ là LM35A, LM35CA, LM35D, LM135, LM135A,LM235, LM335 Tất cả các thành viên trong họ LM35 đều hoạt động theo nguyên tắcgiống nhau nhưng khả năng đo nhiệt độ khác nhau và chúng cũng có nhiều kiểu chânkhác nhau (SOIC, TO-220, TO-92, TO).

2.3.4 Nguyên lý hoạt động

Cảm biến LM35 hoạt động bằng các cho ra một giá định điện áp tỷ lệ thuậntheo nhiệt độ tại đầu ra VOUT (chân giữa) tương ứng với các mốc nhiệt độ Như vậy,bạn có thể thấy bằng cách đưa vào chân số 1 của cảm biến nhiệt độ LM35 với điện ápvào 5V Chân số 3 nối đất Đo điện áp ở chân giữa bạn sẽ có được nhiệt độ tương ứngvới mức điện áp đo được (0-100ºC) Vì điện áp đầu ra của cảm biến tương đối nhỏ nênthông thường đối với các mạch thực tế nên LM35 thường sẽ kèm theo Op-amp để giúpkhuếch đại tín hiệu điện áp ở đầu ra.

2.3.5 Các dạng mạch đo nhiệt độ

Hình 2 6: Các dạng mạch đo nhiệt độ

Đối với cấu hình mạch số 1 (bên trái) thì cảm biến lúc này chỉ đo được ngưỡngnhiệt độ dương từ 2ºC đến 150ºC Theo cấu hình mạch này thì bạn chỉ cần cấp nguồncho LM35 và kết nối đầu ra một bộ chuyển đổi tương tự sang số và hiển thị nhiệt độtrên màn hình hoặc LED 7 thanh.

Đối với các hình ở mạch thứ 2 thì cảm biến lúc này có thể đo được nhiệt độ âmtrong dải nhiệt độ từ -55ºC đến 150ºC Với mạch này thì khá phức tạp nhưng nó sẽ

mang lại kết quả cao Trường hợp này, bạn cần phải kết nối đầu ra một điện trở R1 đểchuyển mức điện áp âm lên dương, Giá trị điện trở R1 bên ngoài có thể được tính toántheo công thức sau:

R1 = -Vs/50μA LM35 có nhiều họ là LM35A, LM35CA, LM35D, LM135, LM135A,A

Các thông số liên quan tới độ chính xác của 2 cấu hình mạch trên là khônggiống nhau Mức độ chính xác trung bình về nhiệt độ thường sẽ là ± 1ºC đối với cả 2cấu hình Nhưng độ chính xác sẽ giảm trong khoảng nhiệt độ từ 2ºC đến 25ºC.

2.3.6 Các bước tính toán nhiệt độ và công thức biến đổi điện áp thành nhiệt độ

2.3.6.1 Các bước tính toán nhiệt độ

2.3.6.2 Công thức biến đổi điện áp thành nhiệt độ

Công thức để chuyển đổi điện áp sang nhiệt độ độ C cho LM35

là: Nhiệt độ đo được (oC) = Điện áp được đọc bởi bộ ADC/10mV Tôi chia cho 10 mV vì độ nhạy của cảm biến LM35 là 10mV.

Làm theo các bước và hướng dẫn ở trên, bạn có thể dễ dàng giao tiếp cảm biếnLM35 với bất kỳ bộ vi điều khiển nào có chân chuyển đổi tín hiệu tương tự sang sốđược tích hợp sẵn Hầu hết tất cả các bộ vi điều khiển ngày nay đều có bộ ADC tíchhợp sẵn.

2.3.7 Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ LM 35

- Cảm biến nhiệt độ LM35 rất phù hợp trong một số các ứng dụng như:- Mạch đo nhiệt độ môi trường.

- Giám sát nhiệt độ trong hệ thống sưởi, thông gió, điều hòa không khí,…- Cung cấp thông tin liên quan tới nhiệt độ của một số linh kiện khác.- Kiểm tra nhiệt độ pin.

2.4 Cổng COM RS2322.4.1 Khái niệm

RS232 là một chuẩn truyền dữ liệu nối tiếp rất phổ biến trong các thiết bị côngnghiệp RS232 sử dụng cổng DB-9 hay còn gọi là cổng COM RS232 được sử dụng đểkết nối máy tính và các thiết bị ngoại vi để cho phép trao đổi dữ liệu nối tiếp giữachúng

Hình 2 7: Cổng COM RS 232

2.4.2 Đặc điểm

- Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao

- Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấpđiện.

- Các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua côngnối tiếp

- Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là 12V Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ 3000ôm – 7000 ôm.

+ Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng + 3V đến + 12V, mức logic 0 từ+-3V đến 12V.

- Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớnhơn).

- Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF.

- Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm- Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng

nối tiếp RS232 không vượt qua 15m.

- Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn hay dùng : 9600, 19200, 28800, 38400… 56600, 115200 bps

2.4.3 Chức năng chân

Hình 2 8: Chức năng chân của cổng COM RS 232

Bảng 2 4: Chức năng các chân và chiều thông tin của cổng COM RS 232

bộ phận khi muốn truyền dữ liệu

Đến DCE

khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu

Từ DCE

hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu

Đến DCE

kích hoạt động để thông báo cho bộ truyền là nó sẵnsàng nhận tín hiệu

Từ DCE

hiệu rung chuông

Từ DCE

2.4.4 Một số kiến thức khác cần biết2.4.4.1 Các mức điện áp đường truyền

RS232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử dụng tínhiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất Do đó ngay từ đầu tiên ra đời nó đãmang vẻ lỗi thời của chuẩn TTL, nó vẫn sử dụng các mức điện áp tương thích TTL đểmô tả các mức logic 0 và 1 Ngoài mức điện áp tiêu chuẩn cũng cố định các giá trị trởkháng tải được đấu vào bus của bộ phận và các trở kháng ra của bộ phát.

Mức điện áp của tiêu chuẩn RS232C ( chuẩn thường dùng bây giờ) được mô tảnhư sau:

- Mức logic 0 : +3V , +12V- Mức logic 1 : -12V, -3V

Các mức điện áp trong phạm vi từ -3V đến 3V là trạng thái chuyển tuyến.Chính vì từ – 3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa, trong trường hợp thay đổigiá trị logic từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp, một tín hiệu phải vượt qua quãngquá độ trong một thơì gian ngắn hợp lý Điều này dẫn đến việc phải hạn chế về điệndung của các thiết bị tham gia và của cả đường truyền Tốc độ truyền dẫn tối đa phụthuộc vào chiều dài của dây dẫn Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ với tốc độ19,2 kBd

2.4.4.2 Quá trình truyền dữ liệu

Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ Do vậynên tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền (1 kí tự) Bộ truyền gửi một bit bắtđầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửi đến trong lần truyềnbit tiếp the Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0 Tiếp theo đó là các bit dữ liệu (bitsdata) được gửi dưới dạng mã ASCII (có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ liệu) Sau đó là mộtParity bit ( Kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) và cuối cùng là bit dừng – bit stop có thểlà 1, 1,5 hay 2 bit dừng.

2.4.4.3 Tốc độ Baud(BRG)

Đây là một tham số đặc trưng của RS232 Tham số này chính là đặc trưng choquá trình truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 là tốc độ truyền nhận dữ liệu hay còngọi là tốc độ bit Tốc độ bit được định nghĩa là số bit truyền được trong thời gian 1giây hay số bit truyền được trong thời gian 1 giây Tốc độ bit này phải được thiết lập ởbên phát và bên nhận đều phải có tốc độ như nhau ( Tốc độ giữa vi điều khiển và máytính phải chung nhau 1 tốc độ truyền bit)