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) ....................................................... CLASS SMART ROOM(có code và mạch in) .......................................................

CLASS SMART ROOM

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Sơ đồ khối 3

Hình 2.2: Chip ATMega328 4

Hình 2.3: Sơ đồ chân ATmega328 5

Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ LM35 6

Hình 2.5: Cảm biến ánh sáng 7

Hình 2.6: LCD 16x2 8

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý 11

DANH MỤC BẢNG BI

YBảng 2.2.5: Chức năng các chân của LCD ………9

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU MẠCH LỚP HỌC THÔNG MINH

1.1 Tính quan trọng của sản phẩm:

 Tiết kiệm được năng lượng điện 1 cách tối ưu

 Quản lý được phòng học 1 cách hiệu quả và nâng cao năng suất

 Đáp ứng nhu cầu của học sinh và giảng viên

 Giúp phát triển được tư duy, tính sáng tạo làm nền tảng để nghiên cứu, khai thác những ứng dụng mới phức tạp hơn

1.2 Phương pháp nghiên cứu:

 Tìm hiểu được cơ chế cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Arduino, LM35, cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại, màn hình LCD, và một số linh kiện khác, …

 Phát triển mạch tìm hiểu và viết code C++ dùng chương trình giao tiếp Arduino IDE (intergrated Development Editor )

 Thiết kế, thi công, sắp xếp hoàn thiên trên boarch để có được sản phẩm hoàn chỉnh và tỉ mỹ

 Có thể áp dụng đưa ra thực tế làm sản phẩm có thể sử dụng được

1.3 Thành quả nghiên cứu:

 Tạo ra được sản phẩm hoàn chỉnh có thể sử dụng được trong thực tế đáp ứng được yêu cầu đặt ra của đồ án

1.4 Yêu cầu đề tài:

 Đếm số người ra vào lớp học

 Sử dụng cảm biến anh sáng và cảm biến nhiệt độ kết hợp điều khiển quạt

kế đưa kết quả ra khối hiện thị là LCD, LCD sẽ xuất ra kết quả cần là hiện thị số người ra vào phòng học, nhiệt độ trong phòng và trạng thái của đèn và quạt, khi trờisáng đèn sẽ tắt và ngược lại, khi nhiệt độ vượt mức thì quạt cũng hoạt động

LCD

ngoại

Cảm biến ánh sáng

Khối Vi Xử lý Quạt

Cảm biến âm thanh

Khối nguồn

2.1.2 Chức năng của từng khối:

 Khối nguồn: cấp nguồn một chiều từ 5-12V DC dùng để cung cấp nguồnđiện cho các linh kiện trong mạch vận hành được

 Khối vi xử lý: tính toán xử lý xuất ra những gì cần mong muốn

 Khối cảm biến nhiệt độ LM35: đo nhiệt độ trả kết quả cho Vi xử lí

 Khối hiển thị (LCD): dùng LCD 16x2 để hiện thị yêu cầu đề tài

 Khối hiện thị cảm biến ánh sáng: dùng quang trở để xác định chính xác trời tối hay trời sáng để vi xử lí xử lý

 Khối cảm biến hồng ngoại: đếm được số mức cao để arduino xử lý dùng

để xác số người ra vào phòng học

2.1.3 Linh kiện chính của mỗi khối:

 Khối vi xử lí: Arduino Uno

 Khối cảm biến: cảm biến nhiệt độ LM35, cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại

 Khối hiện thị: màn hình LCD

2.2 Tìm hiểu linh kiện:

2.2.1 ATMeGa328 (khối vi xử lí):

Hình 2.2: Chip ATMega328

Hình 2.3: Sơ đồ chân ATmega328

2.2.2 Cảm biến nhiệt độ LM35 (khối cảm biến):

Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ LM35

Cảm biến LM35 là bộ cảm biến nhiệt độ là bộ cảm biến tích hợp chính xác rất cao

là cảm biến tiêu hao điện năng thấp sử dụng điện áp 5V.điện áp đầu ra của nó tỷ lệ

tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ , Cảm biến gồm có 3 chân, 1 chân tín hiệu ra dạng Analog 2 chân nguồn

Thông số kỹ thuật

Điện áp vào trong phạm vi : 4V - 30V

Điện áp ra từ : -1V - 6V

Độ phân giải điện áp đầu ra là 10 mV/oC

Công suất tiêu thụ : 60uA

Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải

Độ chính xác cao ở 25 C là 0.5 C

Độ chính xác thực tế: 1/4°C ở nhiệt độ phòng và 3/4°C ngoài khoảng -55°C tới150°C

2.2.5 khối cảm biến thu phát hồng ngoại (khối cảm biến):

Cảm biến hồng ngoại có chức năng phát hiện vật cản đồng thời xuất ra mức cao và mức thấp trả về vi xử lý từ đó có thể dùng để đếm số người

Thộng số kỹ thuật

 Sử dụng 1 led phát hồng ngoại

ngoài LCD nếu nhiệt độ vượt ngưỡng cho phép thì đèn thứ nhất sẽ sáng lên tức thay cho quạt

 Cảm biến hồng ngoại được gán vào 2 chân PB1 và PB0 khi phát hiện vật cản

đi qua cảm biến sẽ trả về mức cao hoặc mức thấp về vi xử lý, từ đó vi xử lý

sẽ tính toán được số vật cản đi qua tức số người ra vào phòng học rồi trả kết quả hiện thị ra LCD

 Cảm biến ánh sáng được gắn vào chân của vi xử lý sau đó khi trời sáng quang trở sẽ tạo mức cao ngược lại trời tối sẽ tạo mức thấp, trả kết quả về vi

xử lý rồi vi xử lý sẽ biết được kết quả mà tạo mức cao hay thấp cho đèn tức đèn phòng học

 LCD nhận mã lấy dữ liệu rồi xuất ra những yêu cầu của vi xử lý như nhiệt độphòng học, số người ra vào và cuối cùng là trạng thái của đèn hoặc quạt

 Ngoài ra các chân Vcc và chân GND của các linh kện sẽ được cấp nguồn từ khối nguồn để hoạt động

CHƯƠNG 4

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THI CÔNG

4.1Điều kiện mô phỏng:

4.1.1 Điều kiện mô phỏng:

 Cảm biến hoạt động lấy được dữ liệu gửi về về vi xử lí

 vi xử lí điều khiển gữi dữ liệu lên màn hình LCD theo yêu cầu

 hiện thị đếm được số người, status của đèn và quạt

 có thể bật tắt đèn theo yêu cầu

 Đèn và quạt đáp ứng kịp thời khi đã đạt được điều kiện cho phép

 Số người ra vào trả về đúng kết quả

 Đèn của phòng học hoạt động đúng khi cảm biến ánh sáng nhận diện được

độ sáng tối của phòng học

CHƯƠNG 5

 Có thể áp dụng vào thực tiễn khi đưa vào phòng học

5.3 Những vấn đề đạt được và không đạt được:

 Khi thiết kế và thi công mạch thì mạch chạy khá chính xác kết quả phù hợp những yêu cầu đồ án được giao, nhưng vẫn gặp phải những khó là trong trong vấn đề làm mạch

 Trả về kết quả trên LCD vẫn còn sơ sài chưa tỷ mỷ

 Cảm biến hồng ngoại đôi khi vẵn bị nhầm lẫn

5.3 Hướng phát triển:

Có thể thêm vào một số phần như là cảm biến âm thanh, điều khiển đèn quạt bằng giọng nói thay vì để nó tự động hoạt động, trả kết quả có thể giao tiếp qua smart phone hay máy tính để phòng quản lý có thể giám sát được tốt hơn

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 tại youtube trannel

[3] Thông tin cơ bản về linh kiện điện tử tại trang web tae.vn

[4] Cảm biến siêu âm hồng ngoại, ánh sáng ,nhiệt độ của Thanh Dâng Nguyễn tại youtube trannel

#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