Trong bộ cảm biến hồng ngoại có hai bộ phận đặt ngang dùng ghi nhận sự biến đổi của các tia sáng hồng ngoại, khi bị kích thích bởi tia hồng ngoại, nó so phát ra tín hiệu điện, tín hiệu n
Mục đích
Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển đèn bằng cảm biến hồng ngoại dựa trên nhu cầu tiết kiệm điện, thuận tiện, hạn chế điều khiển thủ công.
Phạm vi và đối tượng của đề tài
Phạm vi
Đề tài chỉ nghiên cứu và thi công mạch cảm biến hồng ngoại sử dụng cảm biến hồng ngoại IR
Đối tượng
- Nguyên lý làm việc của cảm biến hồng ngoại IR
Các tài liệu về linh kiện, IC.
- Các tài liệu về thi công, lắp ráp mạch.
Nhiệm vụ
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về thiết kế mạch sử dụng cảm biến hồng ngoại IR
Tìm hiểu việc thi công và sử dụng mạch cảm biến trên thực tế.
Lắp ráp mạch cảm biến hồng ngoại hoạt động tốt và có các chức năng theo đúng mục đích đề ra.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu các tài liệu về thiết bị và linh kiện Điện – Điện
Tử Nghiên cứu lý luận của việc thiết kế và sử dụng thiết bị công nghiệp.
Những đóng góp của báo cáo
Đề tài báo cáo này không những góp phần củng cố kiến thức về vi điều khiển cho sinh viên mà còn phát huy khả năng sáng tạo trong thực tế lắp ráp mạch.
Cấu trúc báo cáo
Chương I: Giới thiệu về hồng ngoại và cảm biến hồng ngoại Chương II: Cấu trúc phần cứng của mạch cảm biến hồng ngoại
Chương III: Phần mềm điều khiển
GIỚI THIỆU VỀ HỒNG NGOẠI VÀ CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI
Hồng ngoại là gì?
Hồng ngoại là sự bức xạ năng lượng với tần số thấp hơn tần số mà mắt nhìn thấy, vì vậy chúng ta không thể nhìn thấy được Bước súng hồng ngoại vào khoảng 0,8àm - 0,9àm và cú vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng Hồng ngoại được ứng dụng rộng rãi trong đo nhiệt độ, phát nhiệt và đăc biệt là trong lĩnh vực truyền thông.
Công nghệ hồng ngoại được tìm thấy trong nhiều sản phẩm trong công nghiệp và đời sống Ví dụ, truyền hình có một máy dò hồng ngoại để phân tích các tín hiệu từ điều khiển từ xa, Dùng trong an ninh, giám sát vật chuyển động Những lợi ích chính của cảm biến hồng ngoại bao gồm các yêu cầu điện năng thấp, mạch đơn giản, và tính năng di động.
Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0K đều phát ra tia hồng ngoại.Trong kĩ thuật, nguồn phát sóng hồng ngoại rất nhiều như: Led hồng ngoại, lazer bán dẫn… Tuy nhiên, hiện nay led hồng ngoại đang được sử dụng rộng rãi nhất vì nó có hiệu suất lượng tử cao Hiện nay trên thị trường có nhiều thiết bị thu sóng hồng ngoại như: Photo diode, cds,
Cảm biến hồng ngoại
Trong bộ cảm biến hồng ngoại có hai bộ phận đặt ngang dùng ghi nhận sự biến đổi của các tia sáng hồng ngoại, khi bị kích thích bởi tia hồng ngoại, nó so phát ra tín hiệu điện, tín hiệu này qua một transistor FET và được khuếch đại cho xuất ra tín hiệu trên chân Out Do trong bộ cảm biến hồng ngoại có dùng linh kiện khuếch đại FET nên trong hoạt động, nó phải được cấp nguồn nuôi Một chân cho nối masse, một chân cho nối vào đường nguồn DC và một chân cho ra tín hiệu
Nguyên lý làm việc của cảm biến hồng ngoại như sau: 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 so cho xuất hiện 2 tín hiệu và tín hiệu này so 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.
Cảm biến IR là gì?
Cảm biến IR (cảm biến hồng ngoại) là một thiết bị điện tử, phát ra ánh sáng để cảm nhận một số đối tượng của môi trường xung quanh Cảm biến IR có thể đo nhiệt của một vật thể cũng như phát hiện chuyển động Thông thường, trong quang phổ hồng ngoại, tất cả các vật thể đều bức xạ một số dạng bức xạ nhiệt Những loại bức xạ này mắt chúng ta không nhìn thấy được, nhưng cảm biến hồng ngoại có thể phát hiện ra.
Bộ phát chỉ đơn giản là một đèn LED hồng ngoại (Light
Emitting Diode) và bộ phát hiện chỉ đơn giản là một điốt quang
IR Điốt quang nhạy cảm với ánh sáng hồng ngoại có cùng bước sóng được phát ra bởi đèn LED hồng ngoại Khi ánh sáng hồng ngoại chiếu vào điốt quang, điện trở và điện áp đầu ra so thay đổi tương ứng với độ lớn của ánh sáng hồng ngoại nhận được.
Có năm yếu tố cơ bản được sử dụng trong một hệ thống phát hiện hồng ngoại điển hình: nguồn hồng ngoại, phương tiện truyền dẫn, thành phần quang học, đầu dò hoặc máy thu hồng ngoại và xử lý tín hiệu Laser hồng ngoại và đèn LED hồng ngoại có bước sóng cụ thể được sử dụng làm nguồn hồng ngoại.
Ba loại phương tiện chính được sử dụng để truyền tia hồng ngoại là chân không, khí quyển và sợi quang học Các thành phần quang học được sử dụng để tập trung bức xạ hồng ngoại hoặc hạn chế phản ứng quang phổ.
Giống như các loại cảm biến khác, cảm biến hồng ngoại cũng có ưu nhược điểm nhất định Do đó khi sử dụng, các bạn nên tìm hiểu kỹ các ưu điểm và nhược điểm của nó. Ưu điểm:
Sử dụng ít năng lượng hơn
Có thể phát hiện chuyển động trong điều kiện có hoặc không có ánh sáng với độ tin cậy tương đương.
Không cần tiếp xúc với đối tượng
Các cảm biến không bị ảnh hưởng bởi quá trình oxy hóa và ăn mòn
Khả năng chống ồn rất mạnh
Bắt buộc tầm nhìn thẳng (LOS)
Phạm vi có giới hạn
Chúng có thể bị ảnh hưởng bởi sương mù, mưa, bụi, v.v.
Tốc độ truyền dữ liệu thấp hơn
1.3.1 Các loại cảm biến IR
Hiện nay IR Sensor được chia thành 2 loại sau:
→ Cảm biến hồng ngoại chủ động
Nó được cấu tạo gồm diode phát sáng (LED) và máy thu
Khi có một vật thể đến gần với cảm biến thì thiết bị so chủ động phát ra ánh sáng hồng ngoại từ đèn Led và so phản xạ vào vật thể trở lại mà người nhận có thể nhận thấy được Nó thường được sử dụng cho hệ thống phát hiện chướng ngại vật như robot.
→ Cảm biến hồng ngoại thụ động Đây là thiết bị không thể phát ra được bức xạ hồng ngoại mà chỉ có thể phát ra được bức xạ từ các vật thể khác như người, động vật hay nguồn nhiệt Cảm biến thụ động so phát hiện ra vật thể phát xạ hồng ngoại và chuyển tín hiệu thành báo động Vậy nên so gọi là thụ động chỉ có thể phát hiện chứ so không phát ra tia hồng ngoại.
Cấu tạo của cảm biến hồng ngoại
Cấu tạo của cảm biến hồng ngoại như sau: Đèn led hồng ngoại: Đây là thiết bị được phát ra từ nguồn sáng hồng ngoại
Máy dò hồng ngoại: Là thiết bị nhận tín hiệu và phát hiện ra bức xạ hồng ngoại phản xạ trở lại Điện trở: Là thiết bị có tác dụng đi cường độ dòng điện quá lớn chạy quá đèn led làm cho hệ thống chập cháy
Dây điện: Tác dụng chính là kết nối các chi tiết để tạo nên cảm biến hoạt động ổn định
1.4.1 Sơ đồ mạch IR Sensor:
Led phát hồng ngoại luôn luôn phát ra sóng ánh sáng có bước sóng hồng ngoại, led thu bình thường có nội trở lớn, khi led thu nhận tia hồng ngoại chiếu vào đủ lớn thì nội trở giảm xuống.
Trường hợp khi có vật cản phía trước thì những chùm tia hồng ngoại đập vào vật cản và phản xạ lại led thu làm cho nó thay đổi giá trị nội trở và dẫn đến thay đổi mức điện áp ở phái đầu vào của op amp Khi khoảng cách càng gần thì sự thay đổi so càng lớn Và khi đó điện áp đầu vào không đảo được đánh giá với giá trị điện áp so không đổi ghim trên biến trở R3.
Nếu như giá trị điện áp đầu vào không đảo lớn hơn đầu vào đảo, op amp xuất ra mức 1, nếu như áp đầu vào không đảo nhỏ hơn đầu vào đảo, op amp so xuất ra mức 0 Khi đấy điện trở R1, R2, R4 so được sử dụng để đảm bảo dòng điện tối thiểu mA đi qua các thiết bị LED IR như Photodiode, đèn Led thông thường Biến trở R3 so dùng để điều chỉnh độ nhạy của mạch.
Hình 1.1 Sơ đồ mạch IR SensorHình 1 2 Sơ đồ mạch IR Sensor
1.4.2 Nguyên lý hoạt động thiết bị
Về nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại thì không quá là phức tạp được hiểu đơn giản như sau: Vật thể nào cũng có thể phát ra được bức xạ hồng ngoại chỉ là nhiều hay ít.
Hình 1 2 Nguyên lý hoạt động
Vậy nên khi một người hoặc là vật thể lạ đi ngang qua thiết bị cảm biến thì so xuất hiện nay 1 tín hiệu Và tín hiệu này so được cảm biến thu vào và để cho mạch xử lý tạo tác dụng để điều khiển hoặc so báo động khi cần thiết.
- Bật tắt đèn tự động
- Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm
- Giúp mở cửa tự động
- Giúp truyền lệnh điều khiển
- Cảm biến hồng ngoại giúp sáng tạo thiết bị nhìn đêm
- Ứng dụng trong thiên văn
- Ứng dụng trong nghệ thuật chế tác và phục hồi trong ảnh
Ngoài ra, cảm biến còn có một số ứng dụng trong các lĩnh vực khác như:
CÁC LINH KIỆN PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM
Các linh kiện sử dụng
Relay
Relay hay còn được gọi là rơ – le là tên gọi theo tiếng Pháp.
Nó là một công tắc (khóa K) điện từ và được vận hành bởi một dòng điện tương đối nhỏ có thể bật hoặc tắt một dòng điện lớn hơn rất nhiều Bản chất của relay là một nam châm điện và hệ thống các tiếp điểm đóng cắt có thiết kế module hóa giúp dễ dàng lắp đặt.
Hình 2 1 Relay Điện áp và dòng điện được relay chuyển mạch so khác nhiều so với tín hiệu được sử dụng để kích hoạt hoặc cấp điện cho relay Nói tóm lại relay là một thiết bị thông dụng, gọn nhẹ, giá thành cũng hợp với túi tiền Hiện nay chúng được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày của chúng ta.
Về cấu tạo của relay bao gồm một cuộn dây kim loại làm bằng đồng hoặc nhôm được quấn quanh một lõi sắt từ Bộ phận này có phần tĩnh gọi là ách từ (Yoke) Còn phần động được gọi là phần cứng (Armature) Phần cứng của relay so được kết nối với một tiếp điểm động Cuộn dây có tác dụng hút thanh tiếp điểm lại để từ đó tạo thành trạng thái NO và NC
Nhiệm vụ của mạch tiếp điểm (mạch lực) là đóng cắt các thiết bị tải với dòng điện nhỏ và được cách ly bởi một cuộn hút
Bên dưới là một hình ảnh cho thấy cách một relay liên kết hai mạch với nhau Ở bên trái, có mạch đầu vào được cung cấp bởi một công tắc hoặc loại cảm biến nào đó Khi mạch này được kích hoạt thì nó cung cấp dòng điện cho một nam châm điện, sau đó so kéo công tắc kim loại đóng lại Từ đó kích hoạt mạch đầu ra thứ hai (ở phía bên phải).
Hình 2 2 Sơ đồ cấu trúc Relay liên kết hai mạch với nhau
Thứ nhất: Mạch đầu vào là vòng màu xanh so bị tắt và không có dòng điện chạy qua Nhưng khi một cái gì đó (có thể là cảm biến hoặc đóng công tắc) bật nó thù nó so bật trở lại
Mạch đầu ra là vòng lặp màu đỏ cũng bị tắt.
Thứ hai: Khi một dòng điện nhỏ được chạy trong mạch đầu vào Nó so bắt đầu kích hoạt nam châm điện Và từ đó tạo ra một từ trường xung quanh nó.
Thứ ba: Nam châm điện kéo thanh kim loại trong mạch đầu ra về phía nó Đóng công tắc và cho phép các dòng điện lớn hơn nhiều chạy qua mạch đầu ra.
Thứ tư: Mạch đầu ra vận hành như một thiết bị có dòng điện cao.
- Kích thước: 43mm x 17,3mm x 17mm Đầu vào:
- Tín hiệu đầu vào điều khiển: 0V
+ Tín hiệu là 0: Relay đóng
+ Tín hiệu là 1: Relay mở Đầu ra:
2.3.4 Các loại Relay trên thị trường
Hiện nay so có hai dạng relay chính là:
Module rơ-le đóng ở một mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu thì rơ-le so đóng).
Module rơ-le đóng ở một mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu thì rơ-le so đóng).
Hình 2 3 Module Relay ở mức thấp và mức cao
2.3.5 Cách xác định trạng thái của một
Có rất nhiều cách để xác định trạng thái của một relay
Dưới đây là 3 cách phổ biến nhất:
Cách 1: Hỏi người bán, người cung cấp relay Đây là cách phổ biến và nhanh nhất nếu chúng ta không có nhiều thời gian. Cách 2: Bạn có thể kiểm tra bằng cách cấp nguồn vào các chân điều khiển của module relay.
Cách 3: Tra google Bạn hoàn toàn có thể thử tìm kiếm trên google model relay của bạn đang dùng xem nó thuộc loại gì Nếu nó thuộc dạng NPN là có nghĩa module ở mức cao Còn nếu thuộc dạng PNP thì rơ – le đó thuộc mức thấp.
2.3.6 Các thông số thường thấy của một bộ
2.3.6.1 Hiệu điện thế kích tối ưu:
Thông số này là vô cùng quan trọng vì nó so quyết định việc relay của các bạn có sử dụng được hay không Ví dụ, bạn cần một module relay làm nhiệm vụ bật tắt một bóng đèn có điện áp 220V khi trời tối từ một cảm biến ánh sáng hoạt động ở mức từ 5 -12V Lúc này thì bạn bảo người bán hàng, người cung cấp bán loại module relay 5V (5 volt) hoặc có thể là module relay 12V (12 volt) kích ở mức cao Có như thế thì relay mới hoạt động tốt được nhé.
2.3.6.2 Hiệu điện thế và cường độ dòng điện tối đa: Đây là thông số thể hiện mức dòng điện cũng như hiệu điện thế tối đa của các thiết bị mà các bạn muốn đóng hoặc ngắt có thể đấu dây với relay Và thường những thông số này so được in lên trên thiết bị để chúng ta dễ dàng quan sát.
Hình 2 4 Các thông số in trên Relay
10A – 250VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 250VAC.
10A – 30VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 30VDC.
10A – 125VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 125VAC.
10A – 28VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 28VDC.
SRD – 05VDC – SL – C: Hiệu điện thế kích tối ưu là 5V
Thông thường một relay so có 6 chân bao gồm 3 chân kích và 3 chân kết nối với thiết bị điện áp cao Cách đấu dây như sau:
+ : Dùng để cấp hiệu điện thế tối ưu
– : Dùng để nối với cực âm
S : Là chân tín hiệu Và tùy vào loại module rơ-le mà nó so làm nhiệm vụ kích rơ-le khác nhau:
Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân là S bạn cấp điện thế dương vào thì module relay của bạn so được kích Còn ngược lại thì không.
Tương tự đối với module rơ-le kích ở mức thấp.
COM: Chân được nối với 1 chân bất kỳ của đồ dùng điện.
ON hoặc NO: Loại chân này bạn so nối với chân lửa
(nóng) nếu dùng điện là xoay chiều và cực dương của nguồn nếu dòng điện làmột chiều.
OFF hoặc NC: Loại chân này bạn so nối chân lạnh nếu như dùng điện xoay chiều và cực âm của nguồn nếu bạn dùng điện một chiều.
2.3.8 Ứng dụng Module Relay trong thực tế
Hình 2 5 Module Relay Hiện nay module relay được ứng dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng tự động hóa Chúng thường được sử dụng kèm với những loại cảm biến báo mức như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, mực nước… Relay thường so được tích hợp ở trong các ngõ ra của các loại màn hình hiển thị, các công tắc báo mức hay thiết bị chuyển đổi tín hiệu Sử dụng các tín có hiệu điện áp nhỏ từ các cảm biến để từ đó kích hoạt các thiết bị có điện áp cao hơn.
ESP32
- ESP32 là một serius các vi điều khiển trên một vi mạch giá rẻ, năng lượng thấp có tích hợp Wifi và dual-mode
Bluetooth (Bluetooth ở chế độ kép) Dòng ESP32 sử dụng bộ vi xử lý Tensilica Xtensa LX6 có hai biến thể lõi kép và lõi đơn, bao gồm các công tắc chuyển tiếp antenna tích hợp, RF balun, bộ khuếch đại thu nhiễu thấp, bộ lọc và module quản lý năng lượng.
- ESP32 được chế tạo và phát triển bởi Espressif Systems, một công ty Trung Quốc có trụ sở tại Thượng Hải, và được sản xuất bởi TSMC bằng cách sử dụng công nghệ 40nm ESP32 là một sản phẩm kế thừa từ vi điều khiển ESP8266
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 với các file MP3…
Module cũng có thể dùng cho các thiết bị điện tử đeo tay như đồng hồ thông minh…
- CPU: Xtensa Dual-Core LX6 microprocessor
- Tốc độ xử lý từ 160 MHz đến 240 MHz
- Tốc độ xung nhịp từ 40 Mhz ÷ 80 Mhz (có thể tùy chỉnh khi lập trình)
- RAM: 520 Kb SRAM liền chip Trong đó 8 Kb RAM RTC tốc độ cao – 8 Kb RAM RTC tốc độ thấp (dùng ở chế độ DeepSleep). 2.4.2.2 Hỗ trợ giao tiếp không dây
- Bluetooth: v4.2BR/EDR và BLE 2.1.2.3 Hỗ trợ tất cả các loại giao tiếp
2 bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC) 8 bit
18 kênh bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) 12 bit.
3 cổng giao tiếp SPI (1 cổng cho chip FLASH )
10 kênh ngõ ra điều chế độ rộng xung (PWM)
SD card/SDIO/MMC host
Ethernet MAC hỗ trợ chuẩn: DMA và IEEE 1588
2.4.2.3 Cảm biến tích hợp trên chip ESP32
1 cảm biến Hall (cảm biến từ trường)
1 cảm biến đo nhiệt độ
Cảm biến chạm (điện dung) với 10 đầu vào khác nhau.
Hỗ trợ tất cả các tính năng bảo mật chuẩn IEEE
802.11, bao gồm WFA, WPA/WPA2 và WAPI
Khởi động an toàn (Secure boot)
Mã hóa flash (Flash encryption)
1024-bit OTP, lên đến 768-bit cho khách hàng
Tăng tốc phần cứng mật mã: AES, SHA-2, RSA, mật mã đường cong elliptic (ECC – elliptic curve cryptography), bộ tạo số ngẫu nhiên (RNG – random number generator)
2.4.2.5 Nguồn điện hoạt động Điện áp hoạt động: 2,2V ÷ 3,6V
2.4.3 Sơ đồ chân của ESP32
Hình 2 7 Sơ đồ chân vi điều khiển ESP32
GPIO từ 34 đến 39 là các chân chỉ đầu vào Các chân này không có điện trở kéo lên hoặc kéo xuống bên trong Chúng không thể được sử dụng làm đầu ra, vì vậy chỉ sử dụng các chân này làm đầu vào:
Chân tích hợp Flash trên ESP32
GPIO 6 đến GPIO 11 dùng để kết nối Flash SPI trên chip
ESP-WROOM-32, không khuyến khích sử dụng cho các mục đích sử dụng khác.
Chân cảm biến điện dung
ESP32 có 10 cảm biến điện dung bên trong Các cảm biến này có thể phát hiện được sự thay đổi về điện áp cảm ứng trên các chân GPIO Các chân cảm ứng điện dung cũng có thể được sử dụng để đánh thức ESP32 khỏi chế độ ngủ sâu (deep sleep). Các chân ESP32 này có chức năng như 1 nút nhấn cảm ứng, có thể phát hiện sự thay đổi về điện áp cảm ứng trên chân.
Các cảm biến cảm ứng bên trong đó được kết nối với các GPIO sau:
Bộ chuyển đổi tương tự sang số ADC (Analog to
ESP32 có 18 kênh đầu vào ADC 12 bit (trong khi ESP8266 chỉ có 1 kênh ADC 10 bit) Đây là các GPIO có thể được sử dụng làm ADC và các kênh tương ứng:
Các kênh đầu vào ADC có độ phân giải 12 bit Điều này có nghĩa là bạn có thể nhận được các giá trị tương tự từ 0 đến
4095, trong đó 0 tương ứng với 0V và 4095 đến 3,3V Bạn cũng có thể thiết lập độ phân giải cho các kênh thông qua chương trình (code).
Bộ chuyển đổi số sang tương tự DAC (Digital to
Có 2 kênh DAC 8 bit trên ESP32 để chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự Các kênh này chỉ có độ phân giải 8 bit, nghĩa là có giá trị từ 0 ÷ 255 tương ứng với 0 ÷ 3.3V Đây là các kênh DAC:
Các chân thời gian thực RTC
Các chân này có tác dụng đánh thức ESP32 khi trong chế độ ngủ sâu (Low Power Mode) Sử dụng như 1 chân ngắt ngoài. Các chân RTC:
ESP32 có hai kênh I2C và bất kỳ chân nào cũng có thể được đặt làm SDA hoặc SCL Khi sử dụng ESP32 với Arduino
IDE, các chân I2C mặc định là:
Nếu các bạn muốn sử dụng chân khác cho việc điều khiển I2C có thể sử dụng câu lệnh:
Theo mặc định, ánh xạ chân cho SPI là:
SPI MOSI MISO CLK CS
VSPI GPIO 23 GPIO 19 GPIO 18 GPIO 5
HSPI GPIO 13 GPIO 12 GPIO 14 GPIO 15
Chân ngắt ngoài : tất cả các chân ESP32 đều có thể sử dụng ngắt ngoài.
Phần mềm
2.5.1 Arduino IDE Được phát triển bởi Arduino.cc, Arduino IDE là phần mềm miễn phí và mã nguồn mở, nó cung cấp một môi trường lập trình cho các board Arduino và các board có tích hợp vi điều khiển Nó được thiết kế để cho phép người dùng đơn giản hóa việc lập trình các ứng dụng cho các board Arduino và có thể chạy trên nhiều hệ điều hành như Windows, Mac OS, và Linux.
Arduino IDE có một giao diện đơn giản và thân thiện với người dùng, với các thanh công cụ và menu tùy chọn Nó cung cấp các tính năng như cú pháp màu sắc, điều khiển tự động và hoàn thành mã, và hỗ trợ lập trình thông qua giao diện nối tiếp USB Các tính năng này giúp người dùng lập trình các ứng dụng cho board Arduino một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Arduino IDE cũng có thể được sử dụng để lập trình các board Arduino với các tính năng đặc biệt, chẳng hạn như
Arduino Mega, Nano, Uno, LilyPad, và Esplora Nó cũng cung cấp hỗ trợ cho các board khác như ESP32 và ESP8266 Arduino IDE có tính năng hỗ trợ đầy đủ cho các board Arduino khác nhau, bao gồm các board có chip AVR, SAM3X8E ARM Cortex-
M3, SAM3X6E ARM Cortex-M3 và SAMD21 ARM Cortex-M0+ Nó cũng hỗ trợ các thư viện và công cụ cho các module và cảm biến khác nhau.
Ngoài ra, Arduino IDE cũng cung cấp một thư viện rộng lớn các chương trình ví dụ và các thư viện thứ ba để hỗ trợ người dùng trong việc lập trình và phát triển ứng dụng Người dùng cũng có thể cài đặt các thư viện khác để sử dụng trong ứng dụng của họ Nó cũng có khả năng tạo và tải xuống các thư viện mới, cài đặt các driver board, và cập nhật firmware cho các board Arduino.
Cuối cùng, Arduino IDE cũng cho phép người dùng kiểm tra và gỡ lỗi các chương trình Nó cung cấp các công cụ để phân tích và theo dõi các lỗi, cũng như các cảnh báo và lỗi xảy ra trong quá trình chạy chương trình Từ đó, người dùng có thể tìm ra và khắc phục các lỗi một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Tóm lại, Arduino IDE là một phần mềm lập trình miễn phí và mã nguồn mở, cung cấp một môi trường lập trình đơn giản và thân thiện với người dùng để lập trình các board Arduino và các board tích hợp vi điều khiển khác Nó cũng cung cấp các tính năng hỗ trợ việc phát triển ứng dụng, cài đặt thư viện và kiểm tra lỗi.
Blynk là một phần mềm mã nguồn mở được thiết kế cho các ứng dụng IoT (Internet of Things) Ứng dụng giúp người điều khiển điều khiển phần cứng từ xa, có thể hiển thị dữ liệu cảm biến, biến đổi dữ liệu hoặc làm nhiều việc khác nhau …
- Blynk App: Ứng dụng Blynk cho phép khởi tạo giao diện cho các dự án của mình
- Blynk Server: Chịu trách nhiệm qua lại hai chiều giữa điện thoại/Web và phần cứng
- Blynk Library: Thư viện chứa các nền tảng phổ biến, giúp việc giao tiếp phần cứng với Server dễ dàng hơn.
- Cung cấp API & giao diện người dùng tươnng tự cho tất cả các thiết bị và phần cứng được hỗ trợ
- Kết nối với Server bằng cách sử dụng: Wifi, Bluetooth và BLE, Ethernet, USB (Serial), GSM …
- Thao tác kéo thả trực tiếp giao diện mà không cần viết mã
- Dễ dàng tích hợp và thêm chức năng mới bằng cách sử dụng các cổng kết nối ảo được tích hợp trên Blynk App/Web
- Theo dõi lịch sử dữ liệu
- Gửi Email, Tweet, thông báo realtime, …
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐỀ TÀI
Sơ đồ nguyên lý
Hình 3.1.1 Hình ảnh lắp đặt
Thiết kế phần mềm
Sau khi tiến hành quá trình nghiên cứu, so sánh với mục đích và yêu cầu của đề tài, chúng em đã làm được những việc cụ thể sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của các linh kiện điện tử được sử dụng trong mạch.
- Tìm hiểu và sử dụng hiệu quả các thiết bị phụ kiện dùng để lắp ráp được một mạch điện tử.
- Tìm hiểu được sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của mạch: “Cảm biến hồng ngoại sử dụng cảm biến IR”
- Lắp ráp được mạch: “Cảm biến hồng ngoại sử dụng cảm biến IR” Ưu Điểm :
Có thể mở rộng và thêm chức năng Điều khiển từ xa
Mô hình có thể được tùy chỉnh và cấu hình để phù hợp với yêu cầu cụ thể của khuôn viên trường học
Phụ thuộc vào nền tảng có sẵn là App Blynk
Chưa tối ưu được linh kiện và code
Phụ thuộc vào kết nối internet
Với việc sử dụng các linh kiện điện tử và phần mềm điều khiển, mô hình đèn chiếu sáng thông minh có thể gặp sự cố kỹ thuật hoặc hỏng hóc.
Từ những cơ sở trên cho phép đi đến kết luận về đề tài luận văn:
- Giúp chúng em củng cố và nắm vững thêm các kiến thức phần điện tử
- Quá trình làm luận văn là cơ hội luyện tập các bước thiết kế một đồ dùng thực tế trong đời sống.
- Trong quá trình làm luận văn đã giúp cho chúng em phát huy khả năng thực hành, tìm tòi, sáng tạo, làm việc nhóm cũng như làm việc độc lập để đi đến kết quả mong muốn.
- Luận văn có thể làm tài liệu tham khảo cho các sinh viên khoá sau yêu thích đề tài thực hành.
Luận văn đã đạt được những mục đích đề ra ban đầu, nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu xót Rất mong nhận được những lời góp ý chân thành nhất của quý thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn.
