Đang tải... (xem toàn văn)
CLASS SMART ROOM(có code và mạch in) ....................................................... CLASS SMART ROOM(có code và mạch in) ....................................................... CLASS SMART ROOM(có code và mạch in) ....................................................... CLASS SMART ROOM(có code và mạch in) ....................................................... CLASS SMART ROOM(có code và mạch in) .......................................................
trang / 20 CLASS SMART ROOM CLASS SMART ROOM trang / 20 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Sơ đồ khối .3 Hình 2.2: Chip ATMega328 Hình 2.3: Sơ đồ chân ATmega328 Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ LM35 Hình 2.5: Cảm biến ánh sáng Hình 2.6: LCD 16x2 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý 11 CLASS SMART ROOM trang / 20 DANH MỤC BẢNG BI Y Bảng 2.2.5: Chức chân LCD …………………………………9 CLASS SMART ROOM trang / 20 CHƯƠNG GIỚI THIỆU MẠCH LỚP HỌC THÔNG MINH 1.1 Tính quan trọng sản phẩm: Tiết kiệm lượng điện cách tối ưu Quản lý phòng học cách hiệu nâng cao suất Đáp ứng nhu cầu học sinh giảng viên Giúp phát triển tư duy, tính sáng tạo làm tảng để nghiên cứu, khai thác ứng dụng phức tạp 1.2 Phương pháp nghiên cứu: Tìm hiểu chế cấu tạo nguyên lý hoạt động: Arduino, LM35, cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại, hình LCD, số linh kiện khác, … Phát triển mạch tìm hiểu viết code C++ dùng chương trình giao tiếp Arduino IDE (intergrated Development Editor ) Thiết kế, thi cơng, xếp hồn thiên boarch để có sản phẩm hồn chỉnh tỉ mỹ Có thể áp dụng đưa thực tế làm sản phẩm sử dụng 1.3 Thành nghiên cứu: Tạo sản phẩm hồn chỉnh sử dụng thực tế đáp ứng yêu cầu đặt đồ án 1.4 Yêu cầu đề tài: Đếm số người vào lớp học CLASS SMART ROOM trang / 20 Sử dụng cảm biến anh sáng cảm biến nhiệt độ kết hợp điều khiển quạt đèn phòng học LCD thị số người phòng, nhiệt độ status đèn + quạt Thiết kế thi công phần cứng CLASS SMART ROOM trang / 20 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ khối: 2.1.1 Sơ đồ khối: Đèn LCD Cảm biến hồng ngoại Khối Vi Xử lý Cảm biến ánh sáng Quạt Cảm biến âm Khối nguồn Hình 2.1: Sơ đồ khối Lời giải thích: Khi khối nguồn cấp điện vào khối vi xử lý khối vi xử lí cấp nguồn vào khai thác vận hành khối khác,, khối cảm biến nhiệt độ lấy nhiệt độ đưa vào khối vi xử lý đồng thời khối khác khối cảm biến ánh sáng khối cảm biến hồng ngoại trả kết khối vi xử lí, khối vi xử lý tính toán thiết kế đưa kết khối thị LCD, LCD xuất kết cần thị số người vào phòng học, nhiệt độ phòng trạng thái đèn quạt, trời sáng đèn tắt ngược lại, nhiệt độ vượt mức quạt hoạt động CLASS SMART ROOM trang / 20 2.1.2 Chức khối: Khối nguồn: cấp nguồn chiều từ 5-12V DC dùng để cung cấp nguồn điện cho linh kiện mạch vận hành Khối vi xử lý: tính tốn xử lý xuất cần mong muốn Khối cảm biến nhiệt độ LM35: đo nhiệt độ trả kết cho Vi xử lí Khối hiển thị (LCD): dùng LCD 16x2 để thị yêu cầu đề tài Khối thị cảm biến ánh sáng: dùng quang trở để xác định xác trời tối hay trời sáng để vi xử lí xử lý Khối cảm biến hồng ngoại: đếm số mức cao để arduino xử lý dùng để xác số người vào phòng học 2.1.3 Linh kiện khối: Khối vi xử lí: Arduino Uno Khối cảm biến: cảm biến nhiệt độ LM35, cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại Khối thị: hình LCD 2.2 Tìm hiểu linh kiện: 2.2.1 ATMeGa328 (khối vi xử lí): Hình 2.2: Chip ATMega328 CLASS SMART ROOM trang / 20 Hình 2.3: Sơ đồ chân ATmega328 2.2.2 Cảm biến nhiệt độ LM35 (khối cảm biến): CLASS SMART ROOM trang / 20 Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ LM35 Cảm biến LM35 cảm biến nhiệt độ cảm biến tích hợp xác cao cảm biến tiêu hao điện thấp sử dụng điện áp 5V.điện áp đầu tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ , Cảm biến gồm có chân, chân tín hiệu dạng Analog chân nguồn Thơng số kỹ thuật Điện áp vào phạm vi : 4V - 30V Điện áp từ : -1V - 6V Độ phân giải điện áp đầu 10 mV/oC Công suất tiêu thụ : 60uA Trở kháng đầu thấp 0.1 cho 1mA tải Độ xác cao 25 C 0.5 C Độ xác thực tế: 1/4°C nhiệt độ phòng 3/4°C ngồi khoảng -55°C tới 150°C 2.2.3 cảm biến ánh sáng (khối cảm biến): CLASS SMART ROOM trang 10 / 20 Hình 2.5: cảm biến ánh sáng Thông số kỹ thuật: Điện áp hoạt động 3.3-5V DC Sử dụng quang trở CDS Kích thước 36x16mm Xuất tín hiệu Digital Tích hợp sẵn so sánh opamp LM393 Trên mạch có biến trở 10K ohm dùng để điều chỉnh độ nhạy sáng CLASS SMART ROOM trang 11 / 20 Chức chân: VCC: dùng để cấp nguồn 5V GND: dùng nối đất D0: ngõ tín hiệu Digital 2.2.5 LCD 16x2 (khối thị LCD): Hình 2.6: LCD 16x2 LCD thị chế độ bit dùng để giao tiếp với Vi điều khiển 2.2.5 khối cảm biến thu phát hồng ngoại (khối cảm biến): Cảm biến hồng ngoại có chức phát vật cản đồng thời xuất mức cao mức thấp trả vi xử lý từ dùng để đếm số người Thộng số kỹ thuật Sử dụng led phát hồng ngoại led thu hồng ngoại IC LM358 SMD Led nguồn báo sáng Biến trở điều chỉnh độ chỉnh VR vuông 10K CLASS SMART ROOM trang 12 / 20 Chân AO - DO- GND - VCC Điện áp hoạt động : 3.3 đến 5VDC VCC= 3-5VDC GND = 0V D0 = tín hiệu 1, CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch: Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý Giải thích sơ đồ: Cảm biến nhiệt độ lấy nhiệt độ từ bên xuất tiến hiệu vào vi xử lý, sau vi xử lý tính tốn theo code lập trình xuất nhiệt thị CLASS SMART ROOM trang 13 / 20 LCD nhiệt độ vượt ngưỡng cho phép đèn thứ sáng lên tức thay cho quạt Cảm biến hồng ngoại gán vào chân PB1 PB0 phát vật cản qua cảm biến trả mức cao mức thấp vi xử lý, từ vi xử lý tính tốn số vật cản qua tức số người vào phòng học trả kết thị LCD Cảm biến ánh sáng gắn vào chân vi xử lý sau trời sáng quang trở tạo mức cao ngược lại trời tối tạo mức thấp, trả kết vi xử lý vi xử lý biết kết mà tạo mức cao hay thấp cho đèn tức đèn phòng học LCD nhận mã lấy liệu xuất yêu cầu vi xử lý nhiệt độ phòng học, số người vào cuối trạng thái đèn quạt Ngoài chân Vcc chân GND linh kện cấp nguồn từ khối nguồn để hoạt động CLASS SMART ROOM trang 14 / 20 3.2 Sơ đồ mạch in: CLASS SMART ROOM trang 15 / 20 CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THI CƠNG 4.1Điều kiện mơ phỏng: 4.1.1 Điều kiện mơ phỏng: Cảm biến hoạt động lấy liệu gửi về vi xử lí vi xử lí điều khiển gữi liệu lên hình LCD theo yêu cầu thị đếm số người, status đèn quạt bật tắt đèn theo yêu cầu 4.1.2 Kết quả: Từng phần yêu cầu đạt chạy đạt điều kiện mô mong muốn 4.2 Thi công: 4.2.1 Kết quả: Cảm biến nhiệt độ hoạt động tốt gữi liệu xác vi xử lý thị kết mong muốn lên LCD Đèn quạt đáp ứng kịp thời đạt điều kiện cho phép Số người vào trả kết Đèn phòng học hoạt động cảm biến ánh sáng nhận diện độ sáng tối phòng học CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG 5.1 Ưu điểm: Hoạt động linh hoạt, xác dễ sử dụng, không tốn nhiều lượng CLASS SMART ROOM trang 16 / 20 Mạch đơn giản dễ chế tạo, tốn chi phí Có thể áp dụng vào thực tiễn đưa vào phòng học 5.2 Khuyết điểm: Chưa đáp ứng tốt ánh sáng trời không rõ kết quả, cảm biến ánh sáng dễ bị nhầm lẫn Cảm biến hồng ngoại bị xử cố Cảm biến nhiệt độ đáp ứng chậm 5.3 Những vấn đề đạt không đạt được: Khi thiết kế thi công mạch mạch chạy xác kết phù hợp yêu cầu đồ án giao, gặp phải khó trong vấn đề làm mạch Trả kết LCD sơ sài chưa tỷ mỷ Cảm biến hồng ngoại vẵn bị nhầm lẫn 5.3 Hướng phát triển: Có thể thêm vào số phần cảm biến âm thanh, điều khiển đèn quạt giọng nói thay để tự động hoạt động, trả kết giao tiếp qua smart phone hay máy tính để phòng quản lý giám sát tốt CLASS SMART ROOM trang 17 / 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Sử dụng cảm biến nhiệt độ LM35Tại diễn đàn http://arduino.vn [2] Điều khiển LCD người đăng robotchomoingui youtube trannel [3] Thông tin linh kiện điện tử trang web tae.vn [4] Cảm biến siêu âm hồng ngoại, ánh sáng ,nhiệt độ Thanh Dâng Nguyễn youtube trannel CLASS SMART ROOM trang 18 / 20 PHỤ LỤC Code chương trình: #include #include #include #define cb1 PINB.0 #define cb2 PINB.1 #define LDR PINB.2 #define den PORTC.3 #define quat PORTC.2 #define ADC_VREF 0xe0 //Lay ap 2.56V, ADLAR=1 unsigned char soNguoi = 0,chuc = 0,dv = 0,nhiet_do = 0; unsigned char read_adc(unsigned char adc_input){ ADMUX=adc_input | ADC_VREF; //Chon kenh ADC va ap so sanh ADCSRA|=0x40; //Start ADC while (!(ADCSRA & 0x10)); //Kiem tra co ADC ADCSRA|=0x10; return ADCH; //ADC 8bit } void temp(unsigned char z){ //Chuyen doi hien thi lcd_puts("T:"); lcd_putchar((z%100/10)+48); lcd_putchar((z%10)+48); lcd_puts("oC"); CLASS SMART ROOM trang 19 / 20 } void HTsoNguoi(unsigned char x){ lcd_puts("SN:"); lcd_putchar((x/10)+48); lcd_putchar((x%10)+48); } void TrangThai(){ lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts("Den:"); if(den == 0)lcd_puts("ON ");else lcd_puts("OFF"); lcd_gotoxy(8,1); lcd_puts("Quat:"); if(quat == 0)lcd_puts("ON ");else lcd_puts("OFF"); } void main(void){ PORTB=0x00; DDRB=0x00; DDRC = 0x0c; cb1 = cb2 = 1; LDR = 0; den = 1; quat = 1; LDR = 1; ADMUX=ADC_VREF; CLASS SMART ROOM trang 20 / 20 ADCSRA=0x86; //Fosc/64 lcd_init(16); lcd_puts("Mach Dem Nguoi"); delay_ms(2000); lcd_clear(); while (1){ lcd_gotoxy(0,0); nhiet_do = read_adc(0); temp(nhiet_do); lcd_gotoxy(10,0); HTsoNguoi(soNguoi); TrangThai(); if(nhiet_do > 35)quat = 0;else quat = 1; if(cb1 == 0) { while(cb2 == 1){} if(soNguoi < 100)soNguoi++; while(cb2 == 0){} } if(cb2 == 0) { while(cb1 == 1){} if(soNguoi > 0)soNguoi ; CLASS SMART ROOM trang 21 / 20 while(cb1 == 0){} } if(LDR == 0)den = 1; else { if(soNguoi > 0)den = 0;else den = 1; } } } CLASS SMART ROOM ... phòng học, số người vào cuối trạng thái đèn quạt Ngoài chân Vcc chân GND linh kện cấp nguồn từ khối nguồn để hoạt động CLASS SMART ROOM trang 14 / 20 3.2 Sơ đồ mạch in: CLASS SMART ROOM trang 15... 10K CLASS SMART ROOM trang 12 / 20 Chân AO - DO- GND - VCC Điện áp hoạt động : 3.3 đến 5VDC VCC= 3-5VDC GND = 0V D0 = tín hiệu 1, CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch: ... Sơ đồ nguyên lý 11 CLASS SMART ROOM trang / 20 DANH MỤC BẢNG BI Y Bảng 2.2.5: Chức chân LCD …………………………………9 CLASS SMART ROOM trang / 20 CHƯƠNG GIỚI THIỆU MẠCH LỚP HỌC THÔNG MINH 1.1 Tính